JPH06273451A - Ripple voltage-measuring apparatus - Google Patents

Ripple voltage-measuring apparatus

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JPH06273451A
JPH06273451A JP8681693A JP8681693A JPH06273451A JP H06273451 A JPH06273451 A JP H06273451A JP 8681693 A JP8681693 A JP 8681693A JP 8681693 A JP8681693 A JP 8681693A JP H06273451 A JPH06273451 A JP H06273451A
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JP
Japan
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voltage
circuit
output
output voltage
operational amplifier
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Application number
JP8681693A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Nitori
憲治 似鳥
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KEISOKU GIJUTSU KENKYUSHO
KEISOKU GIJUTSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
KEISOKU GIJUTSU KENKYUSHO
KEISOKU GIJUTSU KENKYUSHO KK
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Publication date
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Publication of JPH06273451A publication Critical patent/JPH06273451A/en
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Abstract

PURPOSE:To realize an apparatus where a ripple voltage contained in the output of a DC stabilized power supply device according to a switching control system is measured precisely and with good reproducibility. CONSTITUTION:A voltage, to be measured, in which a DC portion has been removed from an output from a DC stabilized power supply device according to a switching control system is applied to a voltage comparator COM+, and an output according to its compared result is integrated. A ripple-voltage positive-side-voltage measuring circuit RV+ which is constituted in such a way that the integrated voltage and an output voltage from a DC voltage source are applied differentially to an operational amplifier OPA+ and that its operated output is fed back to the voltage comparator COM+ and compared with the voltage to be measured, is provided, and a ripple-voltage negative-side-voltage measuring circuit RV- which is constituted in the same manner as the measuring circuit, is provided. The measuring apparatus is constituted in such a way that an output from the operational amplifier OPA+ in the ripple-voltage positive-side-voltage measuring circuit and an output from the operational amplifier OPA- in the ripple-voltage negative-side-voltage measuring circuit RV- are applied to an operation circuit SUB, and that a ripple voltage is found on the basis of its output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】各種電子機器の直流電源として広
く用いられているスイッチング制御方式による直流安定
化電源装置(以下、スイッチング直流電源と略記する)
は、電源に内装された数10kHz ないし数100kHzのパルス
発振器の発振出力によって駆動されるスイッチング素子
により大電流を断続させ、この高速度で断続する電流を
変圧器を介して所要の電圧に変換した後、整流して所要
の直流電圧を得るように構成されているため、直流出力
電圧には高周波成分を多く含んだスパイク状のリップル
ノイズ電圧、スイッチング周波数を基本波とする高周波
リップル電圧(以下、リップル電圧と略記する)および
50Hzまたは60Hzの商用電源周波数またはその2倍の周波
数を基本波とする低周波リップル電圧が重畳することと
なる。したがって、直流出力電圧に含まれるスパイク状
のリップルノイズ電圧およびリップル電圧の量は、スイ
ッチング直流電源の性能を表わす重要な指標の一つで、
本発明はこのリップル電圧をスパイク状のリップルノイ
ズ電圧から分離して測定する装置に関するものである。
[Industrial application] A stabilized DC power supply device (hereinafter abbreviated as switching DC power supply) by a switching control system that is widely used as a DC power supply for various electronic devices.
Is a switching element driven by the oscillating output of a pulse oscillator of several tens of kHz to several hundreds of kHz installed in the power supply, and interrupts a large current, converting this intermittent current at a high speed into a required voltage through a transformer. After that, since it is configured to rectify and obtain a required DC voltage, the DC output voltage has a spike-shaped ripple noise voltage that contains a lot of high-frequency components, and a high-frequency ripple voltage (hereinafter, Abbreviated as ripple voltage) and
A low frequency ripple voltage having a fundamental frequency of 50 Hz or 60 Hz of the commercial power supply frequency or twice the frequency thereof will be superimposed. Therefore, the amount of spike-shaped ripple noise voltage and ripple voltage included in the DC output voltage is one of the important indicators of the performance of the switching DC power supply.
The present invention relates to an apparatus for measuring this ripple voltage separately from spike-like ripple noise voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング直流電源の出力電圧に含ま
れるリップル電圧をスパイク状のリップルノイズ電圧か
ら分離して測定する方法として、従来は、例えばブラウ
ン管オシロスコ−プの映像面に描かれる波形を目視して
リップル電圧の含有量を読み取る方法が用いられてい
る。
2. Description of the Related Art As a method for measuring the ripple voltage included in the output voltage of a switching DC power supply by separating it from the spike-shaped ripple noise voltage, conventionally, for example, the waveform drawn on the image plane of a cathode ray tube oscilloscope is visually observed. The method of reading the content of the ripple voltage is used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ブラウン管オシロスコ
−プの映像面に描かれる波形を目視してリップル電圧の
含有量を読み取る方法においては、目視誤差による不確
実性のために再現性のある測定が不可能なばかりでな
く、次のような欠点を免れることができない。すなわ
ち、図20(横軸は時間T、縦軸は電圧V)は、スイッ
チング直流電源の出力電圧に含まれるスイッチング周波
数を基本波とするリップル電圧VRおよびスパイク状のリ
ップルノイズ電圧VNを示す波形図で、リップル電圧VR
ピ−ク電圧は、リップル電圧を示す波形の正方向および
負方向の傾斜部分の延長線上における交点Aと見るのが
妥当であるが、この交点Aの付近にはスパイク状のリッ
プルノイズ電圧VNが重畳しているため、目視によってA
点を見分けることは不可能である。スパイク状のリップ
ルノイズ電圧を除く簡易な方法として低域通過ろ波器に
よって高周波成分を除く方法が従来用いられているが、
この方法ではスパイク状のリップルノイズ電圧のすべて
を除くことが不可能なばかりでなく、スイッチング周波
数を基本波とするリップル電圧成分波形が低域通過ろ波
器の特性に応じて変化し、その結果、リップル電圧のピ
−ク対ピ−ク電圧が変化する欠点がある。ブラウン管オ
シロスコ−プにおける時間軸の掃引速度を遅くすること
により、図21(横軸および縦軸は図20と同じ)に示
すように、映像面の波形を時間軸方向に圧縮すると、ブ
ラウン管における電子ビ−ムの速度変化の遅いスイッチ
ング周波数を基本波とするリップル電圧成分の輝度が高
く、電子ビ−ムの速度変化の速いスパイク状のリップル
ノイズ電圧の輝度が低くなるので、輝度の高い部分の振
幅を読み取ってリップル電圧を測定する方法も用いられ
ているが、目視誤差のために再現性の高い測定は矢張り
不可能である。
In the method of reading the content of the ripple voltage by visually observing the waveform drawn on the image plane of the cathode ray tube oscilloscope, a reproducible measurement can be performed due to uncertainty due to visual error. Not only is it impossible, but the following drawbacks cannot be avoided. That is, FIG. 20 (horizontal axis represents time T, vertical axis represents voltage V) shows a ripple voltage V R and a spike-shaped ripple noise voltage V N having a switching frequency included in the output voltage of the switching DC power supply as a fundamental wave. In the waveform diagram, the peak voltage of the ripple voltage V R is appropriate to be seen as the intersection A on the extension line of the positive and negative slope portions of the waveform indicating the ripple voltage, but in the vicinity of this intersection A The spike-shaped ripple noise voltage V N is superimposed on the
It is impossible to tell the dots. As a simple method to remove spike-shaped ripple noise voltage, a method of removing high frequency components by a low pass filter has been used conventionally.
Not only is it impossible to remove all spike-like ripple noise voltage with this method, but the ripple voltage component waveform with the switching frequency as the fundamental wave changes according to the characteristics of the low-pass filter, and as a result, However, there is a drawback that the peak-to-peak voltage of the ripple voltage changes. As shown in FIG. 21 (the horizontal axis and the vertical axis are the same as those in FIG. 20) by slowing down the sweep speed of the time axis in the cathode ray tube oscilloscope, when the waveform on the image plane is compressed in the time axis direction, the electrons in the cathode ray tube are reduced. The brightness of the ripple voltage component whose fundamental wave is the switching frequency with a slow speed change of the beam is high, and the brightness of the spike-like ripple noise voltage with a fast speed change of the electron beam is low. A method of reading the amplitude and measuring the ripple voltage is also used, but measurement with high reproducibility is impossible due to visual error.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、被測定電圧
が、いずれか一方の入力端子に加えられる第1の電圧比
較器と、第1の電圧比較器の出力電圧が加えられる第1
の積分回路と、第1の積分回路の積分出力電圧および第
1の可変直流電圧源の出力電圧が差動的に加えられ、第
1の電圧比較器のいずれか一方の入力端子に加えられる
被測定電圧と同極性の演算出力電圧を、第1の電圧比較
器の他方の入力端子に加える第1の演算増幅器と、被測
定電圧が、いずれか一方の入力端子に加えられる第2の
電圧比較器と、第2の電圧比較器の出力電圧が加えられ
る第2の積分回路と、第2の積分回路の積分出力電圧お
よび第2の可変直流電圧源の出力電圧が差動的に加えら
れ、第2の電圧比較器のいずれか一方の入力端子に加え
られる被測定電圧と同極性の演算出力電圧を、第2の電
圧比較器の他方の入力端子に加える第2の演算増幅器
と、第1および第2の演算増幅器の各演算出力電圧が加
えられる減算回路と、減算回路の減算出力取り出し回路
とを備えたリップル電圧測定装置を実現することによっ
て、従来の欠点を除こうとするものである。
According to the present invention, a voltage to be measured is applied to one of the input terminals of a first voltage comparator, and an output voltage of the first voltage comparator is applied to a first voltage comparator.
Of the first integrating circuit and the integrated output voltage of the first integrating circuit and the output voltage of the first variable DC voltage source are differentially applied, and are applied to one of the input terminals of the first voltage comparator. A first operational amplifier that applies an operation output voltage having the same polarity as the measured voltage to the other input terminal of the first voltage comparator, and a second voltage comparison in which the measured voltage is applied to one of the input terminals. A second integrator circuit to which the output voltage of the second voltage comparator is applied, the integrated output voltage of the second integrator circuit and the output voltage of the second variable DC voltage source are differentially applied, A second operational amplifier that applies an operational output voltage having the same polarity as the voltage under measurement applied to one of the input terminals of the second voltage comparator to the other input terminal of the second voltage comparator; And a subtraction circuit to which each operational output voltage of the second operational amplifier is added, By implementing the ripple voltage measuring device provided with a subtraction output extraction circuit of the subtraction circuit, it is intended to Nozoko conventional drawbacks.

【0005】[0005]

【実施例】図1(横軸は時間T、縦軸は電圧V)は、ス
イッチング直流電源の直流出力電圧に含まれるノイズ成
分波形の一例を示す波形図、すなわち、スイッチング直
流電源の出力電圧における直流分および低周波リップル
電圧成分を遮断した電圧の波形図で、スイッチング直流
電源において、数10kHz ないし数100kHzのスイッチング
周波数で断続された矩形波電圧が平滑フイルタによって
交流成分を抑圧され、積分されて生じた三角波状のリッ
プル電圧成分が存在すると共に、スイッチングによる電
流の断続時に生ずるスパイク状のリップルノイズ電圧成
分がリップル電圧波形の頂点近傍に重畳されている。図
1において、電圧VR+ とVR- の和がリップル電圧、電圧
VRN+とVRN-の和がスパイク状のリップルノイズ電圧であ
る。本発明においては、スイッチング周期をTO、スパイ
ク状のリップルノイズ電圧の時間幅をTNとし、 TN/TO =ψ ・・・・(1) をリップル・ノイズ分離比と定義して、電圧VR+ および
VR- の和に相当するリップル電圧を求める装置を実現し
ようとするものである。式(1)におけるリップル・ノ
イズ分離比ψの値を変えると、電圧VR+ およびVR- もψ
の値の変化に対応して変化し、リップル・ノイズ分離比
ψの関数としてのリップル電圧が求められる。以下、定
量的な解析を行う便宜上、リップル電圧として理想的な
三角波電圧を想定して説明する。図2は、本発明の一実
施例を示す図で、TIN は共通の入力端子、COM+は第1の
電圧比較器、COM-は第2の電圧比較器、R+およびC+は第
1の積分回路INT+を形成する抵抗およびコンデンサ、R-
およびC-は第2の積分回路INT-を形成する抵抗およびコ
ンデンサ、BAT+は第1の可変直流電圧源、BAT-は第2の
可変直流電圧源、OPA+は第1の演算増幅器、OPA-は第2
の演算増幅器、TO+ およびTO- は出力端子、SUB は減算
回路、TOUTは出力端子、RV+ はリップル電圧の正側電圧
測定回路、RV- はリップル電圧の負側電圧測定回路で、
両測定回路RV+ およびRV- を構成する回路部品におい
て、接尾辞の+および−のみを異にする同一符号の部品
の特性、抵抗値および容量等は互いに等しいか、できる
だけ近いものを用いる。
FIG. 1 (horizontal axis represents time T, vertical axis represents voltage V) is a waveform diagram showing an example of a noise component waveform included in the DC output voltage of the switching DC power supply, that is, in the output voltage of the switching DC power supply. In the waveform diagram of the voltage that cuts off the DC component and the low frequency ripple voltage component, in the switching DC power supply, the rectangular wave voltage intermittent at the switching frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz has the AC component suppressed by the smoothing filter and integrated. There is a triangular ripple-shaped ripple voltage component that is generated, and a spike-shaped ripple noise voltage component that is generated when the current is interrupted due to switching is superimposed near the apex of the ripple voltage waveform. In Figure 1, the sum of the voltages V R + and V R- is the ripple voltage, the voltage
The sum of V RN + and V RN- is the spike-shaped ripple noise voltage. In the present invention, the switching period is T O , the time width of the spike-like ripple noise voltage is T N, and T N / T O = ψ (1) is defined as the ripple / noise separation ratio, Voltage V R + and
It is intended to realize a device for determining the ripple voltage corresponding to the sum of V R-. When the value of the ripple / noise separation ratio ψ in the equation (1) is changed, the voltages V R + and V R- also change to ψ.
The ripple voltage as a function of the ripple / noise separation ratio ψ is calculated in accordance with the change of the value of. Hereinafter, for convenience of quantitative analysis, an ideal triangular wave voltage is assumed as the ripple voltage for description. FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention, in which T IN is a common input terminal, COM + is a first voltage comparator, COM is a second voltage comparator, and R + and C + are first voltage comparators. Resistor and capacitor forming an integrating circuit INT + of 1, R
And C are resistors and capacitors forming a second integration circuit INT , BAT + is a first variable DC voltage source, BAT is a second variable DC voltage source, OPA + is a first operational amplifier, OPA -Is the second
Operational amplifier, T O + and T O- are output terminals, SUB is a subtraction circuit, T OUT is an output terminal, RV + is a ripple voltage positive side voltage measuring circuit, and RV- is a ripple voltage negative side voltage measuring circuit.
Of the circuit components that make up both measurement circuits RV + and RV-, those components that have the same sign but differ only in the suffixes + and − have the same characteristics, resistance values, capacitances, etc., or those that are as close as possible to each other.

【0006】リップル電圧の正側電圧測定回路RV+ にお
ける電圧比較器COM+の非反転入力端子に加えられる電圧
が反転入力端子に加えられる電圧より高い場合に、電圧
比較器COM+の出力電圧V2がVCになり、逆に非反転入力端
子に加えられる電圧が反転入力端子に加えられる電圧よ
り低い場合には、電圧比較器COM+の出力電圧V2が0とな
るように電圧比較器COM+を形成し、演算増幅器OPA+は、
その電圧増幅度がβとなるように負帰還(負帰還回路は
図示していない)を掛けてある。また、抵抗R+およびコ
ンデンサC+より成る積分回路INT+の時定数τを、スイッ
チング周期TOに比し十分大となるように形成してある。
抵抗R+の抵抗値をR、コンデンサC+の容量をCで表わす
と、 τ=CR≫TO ・・・・(2) 可変直流電圧源BAT+は、その出力正電圧によってリップ
ル・ノイズ分離比ψを設定するための直流電圧源であ
る。リップル電圧の負側電圧測定回路RV- においては、
電圧比較器COM-の反転入力端子に加えられる電圧が非反
転入力端子に加えられる電圧より低い場合に、電圧比較
器COM-の出力電圧がVCになり、逆に反転入力端子に加え
られる電圧が非反転入力端子に加えられる電圧より高い
場合に、電圧比較器COM-の出力電圧が0となるように電
圧比較器COM-を形成し、演算増幅器OPA-は、リップル電
圧の正側電圧測定回路RV+ における演算増幅器OPA+と同
様に、その電圧増幅度がβとなるように負帰還(負帰還
回路は図示していない)を掛けてある。抵抗R-およびコ
ンデンサC-より成る積分回路INT-の時定数τは、リップ
ル電圧の正側電圧測定回路RV+ における積分回路INT+
時定数τと同様に、スイッチング周期TOに比し十分大と
なるように形成してある。可変直流電圧源BAT-は、リッ
プル電圧の正側電圧測定回路RV+ における可変直流電圧
源BAT+と同様に、その出力正電圧によってリップル・ノ
イズ分離比ψを設定するための直流電源である。
[0006] When the voltage applied to the non-inverting input terminal of the voltage comparator COM + in the positive-side voltage measurement circuit RV + ripple voltage is higher than the voltage applied to the inverting input terminal, an output voltage V2 of the voltage comparator COM + becomes V C, when the voltage applied to the non-inverting input terminal is lower than the voltage applied to the inverting input terminal is reversed, a voltage comparator COM + as the output voltage V2 of the voltage comparator COM + becomes 0 Forming and operational amplifier OPA +
Negative feedback (a negative feedback circuit is not shown) is applied so that the voltage amplification degree becomes β. Further, the time constant τ of the integrating circuit INT + including the resistor R + and the capacitor C + is formed to be sufficiently larger than the switching cycle T O.
When the resistance value of the resistor R + is represented by R and the capacity of the capacitor C + is represented by C, τ = CR >> T O ... (2) The variable DC voltage source BAT + is separated into ripple and noise by the output positive voltage. It is a DC voltage source for setting the ratio ψ. In the negative side voltage measurement circuit RV- of the ripple voltage,
Voltage comparator COM - inverted if the voltage applied to the input terminal is lower than the voltage applied to the non-inverting input terminal, the voltage comparator COM - voltage of the output voltage becomes V C, applied to the inverting input terminal to the opposite If There higher than the voltage applied to the non-inverting input terminal, the voltage comparator COM - the output voltage is zero so that the voltage comparator COM - to form, operational amplifier OPA - the positive side voltage measurement of the ripple voltage like the operational amplifier OPA + in the circuit RV +, the voltage negative feedback as amplification degree is beta (negative feedback circuit is not shown) are multiplied by. Resistor R - and capacitor C - more composed integrator circuit INT - the time constant tau of, similarly to the time constant integrator circuit INT + of the positive-side voltage measurement circuit RV + ripple voltage tau, sufficiently large compared to the switching period T O It is formed so that The variable DC voltage source BAT - is a DC power source for setting the ripple / noise separation ratio ψ by its output positive voltage, like the variable DC voltage source BAT + in the ripple voltage positive side voltage measuring circuit RV +.

【0007】図3は、本発明測定装置の作動説明のため
の波形図で、図3(a)は、スイッチング直流電源の出
力電圧における直流分および商用電源周波数を基本波と
する低周波リップル電圧成分を除いた被測定電圧V1を示
し、横軸および縦軸は、図1と同じである。図3(b)
は、電圧比較器COM+の出力電圧V2を示し、横軸は時間
T、縦軸は電圧V2である。図3(c)は、積分回路INT+
の積分電圧を示し、横軸は時間T、縦軸は積分電圧V3で
ある。なお、定量的な解析を行う便宜上、図3(a)に
示した被測定電圧V1におけるリップル電圧が、図1に示
した波形と同様に、理想的な三角波形で、電圧比較器CO
M+の非反転入力端子に加えられる電圧が反転入力端子に
加えられる電圧より高くなると同時に、電圧比較器COM+
の出力電圧が図3(b)のVCに示すように立上り、電圧
比較器COM+の非反転入力端子に加えられる電圧が反転入
力端子に加えられる電圧より低くなると同時に、電圧比
較器COM+の出力電圧が立下がるような電圧比較器を用い
るものとし、更に図3(a)には、電圧比較器COM+の非
反転入力端子に加えられる演算増幅器OPA+の出力電圧V5
の値が、被測定電圧V1に含まれるスパイク状のリップル
ノイズ電圧波形の基部、すなわち、リップル電圧の波形
を示す曲線とスパイク状のリップルノイズ電圧の波形を
示す曲線との交点BおよびCに一致している状態を示し
てある。上記のように想定した条件の下で、被測定電圧
V1を、端子TIN を介して電圧比較器COM+の非反転入力端
子に加えると、被測定電圧V1の正側において被測定電圧
V1が電圧V5より高くなると同時に電圧比較器COM+の出力
電圧V2が立上り、被測定電圧V1が電圧V5より低くなると
同時に電圧比較器COM+の出力電圧が立下がる。電圧比較
器COM+の出力電圧VCは積分回路INT+において、図3
(c)に示すように積分される。積分回路INT+の積分出
力電圧が非反転入力端子に加えられると共に、可変直流
電圧源BAT+の出力正電圧が反転入力端子に加えられる演
算増幅器OPA+の出力電圧V5が電圧比較器COM+の反転入力
端子に加えられて、非反転入力端子に加えられる被測定
電圧V1と比較される。図3(a)に示したように、被測
定電圧V1におけるリップル電圧の三角波形と、スパイク
状リップルノイズ電圧の時間幅TNを底辺とする三角波形
は互いに相似であるから、次式が成立する。 TO/2:TN=VP:(VP−V5) ・・・・(3) ただし、VPは被測定電圧V1のピ−ク電圧である。式
(1)と式(3)から、 V5=VP(1−2ψ) ・・・・(4) 前記のように、電圧比較器COM+の非反転入力端子に加え
られる被測定電圧V1が反転入力端子に加えられる電圧V5
より高くなると同時に、電圧比較器COM+の出力電圧が立
ち上がって電圧VCとなり、非反転入力端子に加えられる
被測定電圧V1が反転入力端子に加えられる電圧V5より低
くなると同時に、出力電圧が立下り、また電圧V5の値は
図3(a)におけるBおよびC点に一致している状態を
想定したのであるから、図3(a)および図3(b)か
ら明らかなように、電圧比較器COM+の出力矩形波電圧VC
の時間幅はTNに等しく、周期はTOに等しいから矩形波電
圧VCのパルスデュ−ティはψに等しいこととなる。した
がって、積分回路INT+の時定数τの経過後における演算
増幅器OPA+の出力電圧V5は、可変直流電圧源BAT+の出力
電圧をV4とすると、 V5=(VC・ψ−V4)・β ・・・・(5) 式(4)および式(5)から、 (VC・ψ−V4)・β=VP(1−2ψ) ψ・β・VC −β・V4 =VP−2ψ・VP ψ(β・VC +2VP)=VP+β・V4 ψ=(β・V4 +VP)/ (β・VC +2VP) ・・・・(6) 式(4)および式(6)から、 V5=VP{1−2(β・V4 +VP)/(β・VC +2VP)} ・・・・(7)
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the measuring apparatus of the present invention. FIG. 3 (a) is a low frequency ripple voltage whose fundamental wave is the DC component in the output voltage of the switching DC power supply and the commercial power supply frequency. The measured voltage V1 excluding the components is shown, and the horizontal axis and the vertical axis are the same as those in FIG. Figure 3 (b)
Indicates the output voltage V2 of the voltage comparator COM + , the horizontal axis represents time T, and the vertical axis represents voltage V2. FIG. 3C shows an integration circuit INT +
, The horizontal axis is time T, and the vertical axis is the integrated voltage V3. For convenience of quantitative analysis, the ripple voltage at the measured voltage V1 shown in FIG. 3 (a) is an ideal triangular waveform, similar to the waveform shown in FIG.
At the same time that the voltage applied to the non-inverting input terminal of M + is higher than the voltage applied to the inverting input terminal, the voltage comparator COM +
Rising as shown in V C of the output voltage FIG. 3 (b), the same time when the voltage applied to the non-inverting input terminal of the voltage comparator COM + becomes lower than the voltage applied to the inverting input terminal, the voltage comparator COM + The output voltage V5 of the operational amplifier OPA + applied to the non-inverting input terminal of the voltage comparator COM + is shown in FIG. 3A.
Of the spike-shaped ripple noise voltage waveform included in the measured voltage V1, that is, at the intersections B and C of the curve indicating the ripple voltage waveform and the curve indicating the spike-shaped ripple noise voltage waveform. The state is shown. Under the conditions assumed above, the measured voltage
When V1 is applied to the non-inverting input terminal of the voltage comparator COM + via the terminal T IN , the voltage under test is measured on the positive side of the voltage under test V1.
The output voltage V2 of the voltage comparator COM + rises at the same time as V1 becomes higher than the voltage V5, and the output voltage of the voltage comparator COM + falls at the same time as the measured voltage V1 becomes lower than the voltage V5. In the output voltage V C of the voltage comparator COM + integrator circuit INT +, 3
It is integrated as shown in (c). The integrated output voltage of the integrator INT + is applied to the non-inverting input terminal, and the output positive voltage of the variable DC voltage source BAT + is applied to the inverting input terminal.The output voltage V5 of the operational amplifier OPA + is applied to the voltage comparator COM + . It is applied to the inverting input terminal and compared with the measured voltage V1 applied to the non-inverting input terminal. As shown in FIG. 3A, since the triangular waveform of the ripple voltage at the measured voltage V1 and the triangular waveform having the time width T N of the spike-like ripple noise voltage as the base are similar to each other, the following equation holds. To do. T O / 2: T N = V P : (V P −V5) (3) where V P is the peak voltage of the measured voltage V1. From equations (1) and (3), V5 = V P (1-2ψ) ···· (4) as described above, the measured voltage V1 applied to the non-inverting input terminal of the voltage comparator COM + is Voltage V5 applied to the inverting input terminal
At the same time as it becomes higher, the output voltage of the voltage comparator COM + rises to the voltage V C , and the measured voltage V1 applied to the non-inverting input terminal becomes lower than the voltage V5 applied to the inverting input terminal, and at the same time the output voltage rises. Since it is assumed that the value of the voltage V5 is downward and the value of the voltage V5 is coincident with the points B and C in FIG. 3 (a), it is clear from FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b) that the voltage comparison Output of COM + Square wave voltage V C
The pulse width of the rectangular wave voltage V C is equal to ψ because the time width of T is equal to T N and the period is equal to T O. Therefore, when the output voltage V5 of the operational amplifier OPA + after the elapse of the time constant τ of the integrating circuit INT + , the output voltage of the variable DC voltage source BAT + is V4, V5 = (V C ψ−V4) β ··· (5) From equations (4) and (5), (V C · ψ-V4) · β = V P (1-2 ψ) ψ · β · V C −β · V4 = V P − 2ψ · V P ψ (β · V C + 2V P ) = V P + β · V4 ψ = (β · V4 + V P ) / (β · V C + 2V P ) ··· (6) Formula (4) and formula From (6), V5 = V P {1-2 (β ・ V4 + V P ) / (β ・ V C + 2V P )} ... (7)

【0008】上記のように構成した本発明測定装置によ
ってリップル電圧を測定する実際の手法について、以下
説明する。リップル・ノイズ分離比ψは、スイッチング
直流電源の構成等によって異なるが、一般に数%以下、
大なる場合でもほぼ10%以下である。リップル・ノイズ
分離比ψの設定は、前述のように直流電圧源BAT+の電圧
V4を適宜定めることによって行うが、式(6)に示すよ
うに、リップル・ノイズ分離比ψは、未知の電圧VPの関
数であるから、式(6)から電圧V4を求めることは、実
際問題として困難である。そこで近似的ではあるが、次
のような手法によって設定を行う。すなわち、被測定電
圧V1のピ−ク電圧VPが極めて小であると仮定すると、式
(6)の右辺分子は、β・V4 ≫VPで、右辺分母は、β・V
C ≫2VPであるから、 ψ≒V4/VC V4/VC を、近似的なリップル・ノイズ分離比という意味
で、 ψA =V4/VC で、表わすこととする。いま、電圧比較器COM+の出力電
圧VCが5Vとなるように構成した場合、可変直流電圧源
BAT+の電圧V4を50mVに設定すると、近似的なリップル・
ノイズ分離比ψA は1%となり、可変直流電圧源BAT+
電圧V4を500mV に設定すると、近似的なリップル・ノイ
ズ分離比ψA は10%となる。
An actual method for measuring the ripple voltage by the measuring apparatus of the present invention having the above-mentioned structure will be described below. The ripple / noise separation ratio ψ varies depending on the configuration of the switching DC power supply, etc.
Even if it becomes large, it is almost 10% or less. The ripple / noise separation ratio ψ is set by the voltage of the DC voltage source BAT + as described above.
Although it is performed by appropriately setting V4, since the ripple / noise separation ratio ψ is a function of the unknown voltage V P as shown in the equation (6), it is actually obtained from the equation (6). The problem is difficult. Therefore, although it is approximate, the setting is performed by the following method. That is, assuming that the peak voltage V P of the measured voltage V1 is extremely small, the numerator on the right side of the equation (6) is β · V4 >> V P , and the denominator on the right side is β · V.
Since C >> 2V P , ψ≈V4 / V C V4 / V C is expressed as ψ A = V4 / V C in the sense of an approximate ripple / noise separation ratio. Now, when the output voltage V C of the voltage comparator COM + is configured to be 5 V, the variable DC voltage source
Setting BAT + voltage V4 to 50 mV results in an approximate ripple
The noise separation ratio ψ A becomes 1%, and when the voltage V4 of the variable DC voltage source BAT + is set to 500 mV, the approximate ripple noise separation ratio ψ A becomes 10%.

【0009】表1は、本発明測定装置における電圧比較
器COM+の出力電圧VCが5V、演算増幅器OPA+の増幅度β
が100 となるように構成すると共に、スイッチング直流
電源の出力電圧における直流分および低周波リップル電
圧成分を除いた被測定電圧V1のピ−ク電圧VPを1.0V、10
0mV および10mVに調整して共通の端子TIN に入力し、可
変直流電圧源BAT+の電圧V4を50mVおよび500mV として近
似的なリップル・ノイズ分離比ψA を1%および10%に
設定した場合における本発明測定装置の測定結果の一例
を示すもので、表1において、V5C は、被測定電圧V1の
ピ−ク電圧VPおよび近似的分離比ψA から計算により求
めた演算増幅器OPA+の出力電圧、V5は演算増幅器OPA+
出力電圧の実測値、ψは、被測定電圧V1のピ−ク電圧VP
および演算増幅器OPA+の出力電圧の実測値V5から計算に
より求めたリップル・ノイズ分離比である。
Table 1 shows that the output voltage V C of the voltage comparator COM + in the measuring apparatus of the present invention is 5 V, and the amplification factor β of the operational amplifier OPA + is β.
Is set to 100, and the peak voltage V P of the measured voltage V1 excluding the DC component and low-frequency ripple voltage component in the output voltage of the switching DC power supply is 1.0 V, 10 V
When adjusting to 0 mV and 10 mV and inputting to the common terminal T IN , setting the voltage V4 of the variable DC voltage source BAT + to 50 mV and 500 mV and setting the approximate ripple noise separation ratio ψ A to 1% and 10% shows an example of measurement results of the present measuring apparatus in, in Table 1, V5 C is the measured voltage V1 pin - operational amplifier OPA determined by calculation from the click voltage V P and the approximate separation ratio [psi a + Output voltage, V5 is the measured value of the output voltage of the operational amplifier OPA + , and ψ is the peak voltage V P of the measured voltage V1.
And the ripple / noise separation ratio obtained by calculation from the actually measured value V5 of the output voltage of the operational amplifier OPA + .

【0010】表1から明らかなように、被測定電圧V1の
ピ−ク電圧VPおよび演算増幅器OPA+の出力電圧の実測値
V5から計算によって求めたリップル・ノイズ分離比ψと
近似的分離比ψA との差は極めて小である。したがっ
て、実際のリップル・ノイズ分離比ψが既知の場合に
は、この既知の分離比を設定することによって、実用上
差し支えない程度に正確なリップル電圧の正側電圧を求
めることができる。また、任意のリップル・ノイズ分離
比ψにおけるリップル電圧を測定する場合には、この任
意の分離比を設定することによって、この任意の分離比
におけるリップル電圧の正側電圧を、実用上差し支えな
い程度の正確さで求めることができる。実際のリップル
・ノイズ分離比ψが未知の場合にリップル電圧を求める
場合は、設定した近似的分離比ψA が実際の分離比ψよ
り小であると、スパイク状のリップルノイズ電圧成分を
含んだ測定結果が得られ、設定した近似的分離比ψA
実際の分離比ψより大であると、実際のリップル電圧の
正側電圧よりも低い値が得られることとなる。
As is apparent from Table 1, the measured values of the peak voltage V P of the measured voltage V1 and the output voltage of the operational amplifier OPA +.
The difference between the ripple / noise separation ratio ψ calculated from V5 and the approximate separation ratio ψ A is extremely small. Therefore, when the actual ripple / noise separation ratio ψ is known, by setting this known separation ratio, it is possible to obtain an accurate positive-side voltage of the ripple voltage to the extent that there is no practical problem. Also, when measuring the ripple voltage at an arbitrary ripple / noise separation ratio ψ, by setting this arbitrary separation ratio, the positive side voltage of the ripple voltage at this arbitrary separation ratio will be practically acceptable. Can be obtained with the accuracy of. When the ripple voltage is calculated when the actual ripple / noise separation ratio ψ is unknown, if the set approximate separation ratio ψ A is smaller than the actual separation ratio ψ, a spike-shaped ripple noise voltage component is included. When the measurement result is obtained and the set approximate separation ratio ψ A is larger than the actual separation ratio ψ, a value lower than the actual positive voltage of the ripple voltage is obtained.

【0011】このような測定誤差を除くためには、予想
される実際の分離比ψより適宜大であろうと思われる近
似的分離比ψA を設定して、演算増幅器OPA+の出力電圧
V5を実測し、次いで、近似的分離比ψA を前回より適宜
小なる値に設定し直して演算増幅器OPA+の出力電圧V5を
実測することを繰り返し行った場合、電圧V5が近似的分
離比ψA の変化率のほぼ2倍に対応して増加する、すな
わち、式(4)におけるψをψA で置き換えた場合に、
式(4)の関係を保って電圧V5が増加する領域において
は、電圧V5にはスパイク状のリップルノイズ電圧成分は
含まれていないが、電圧V5の増加の割合が式(4)の関
係よりも大なる領域においては、電圧V5にはスパイク状
のリップルノイズ電圧成分が含まれていることとなる。
したがって、電圧V5の増加の割合の変化点に対応する近
似的分離比ψA の設定値より僅かに小なる近似的分離比
ψA の設定値に対応する電圧V5の値は、リップル電圧の
正側電圧に極めて近いか、一致した値となる。リップル
電圧の負側電圧測定回路RV- においてもリップル電圧の
正側電圧測定回路RV+ と同様にしてリップル電圧におけ
る負側電圧の測定が行われるが、可変直流電圧源BAT-
出力電圧の設定を正側電圧測定回路RV+ における可変直
流電圧源BAT+の出力電圧の設定と連動して、両電圧源の
設定電圧が互いに等しくなるように設定し、負側電圧測
定回路RV- における電圧測定が、正側電圧測定回路RV+
における電圧測定と同時に並行して行わせる。可変直流
電圧源BAT+とBAT-の出力電圧を連動して互いに等しい電
圧に設定するには、例えば共通の直流電圧源の出力電圧
をポテンシオメ−タに加え、その分電圧を正側電圧測定
回路RV+ における演算増幅器OPA+の反転入力端子に加え
ると共に、負側電圧測定回路RV- における演算増幅器OP
A-の非反転入力端子に加えるように形成する。前記のよ
うに、リップル電圧の正側および負側電圧測定回路RV+
およびRV- において、可変直流電圧源BAT+およびBAT-
出力電圧を変化させ近似的分離比ψAの設定値を変えな
がら並行して測定を行う場合、演算増幅器OPA+およびOP
A-の各出力電圧が出力端子TO+ およびTO- を介して減算
回路SUB に加えられるから、演算増幅器OPA+およびOPA-
の各出力電圧の増加の割合の変化点に対応する近似的分
離比ψA の設定値より僅かに小なる値に近似的分離比ψ
A を設定した後の減算回路SUB の出力電圧から正確なリ
ップル電圧(VR+ +VR-)を求めることができる。
In order to eliminate such measurement error, an approximate separation ratio ψ A, which is considered to be appropriately larger than the expected actual separation ratio ψ, is set, and the output voltage of the operational amplifier OPA + is set.
When V5 is actually measured, and then the output voltage V5 of the operational amplifier OPA + is repeatedly measured by resetting the approximate separation ratio ψ A to a value that is appropriately smaller than the previous time, the voltage V5 becomes the approximate separation ratio. It increases corresponding to almost twice the rate of change of ψ A , that is, when ψ in equation (4) is replaced by ψ A ,
In the region where the voltage V5 increases while maintaining the relationship of the expression (4), the voltage V5 does not include the spike-shaped ripple noise voltage component, but the increase rate of the voltage V5 is determined from the relationship of the expression (4). In a large area, the voltage V5 contains a spike-shaped ripple noise voltage component.
Therefore, the value of the voltage V5 corresponding to the set value of the approximate separation ratio [psi A made slightly smaller than the set value of the approximate separation ratio [psi A corresponding to the change points of the rate of increase of voltage V5, positive ripple voltage The value is extremely close to or matches the side voltage. Although measurement of the negative voltage is performed in the ripple voltage in the same manner as the positive side voltage measurement circuit RV ripple voltage + even negative side voltage measurement circuit of the ripple voltage RV-, variable DC voltage source BAT - the setting of the output voltage In conjunction with the setting of the output voltage of the variable DC voltage source BAT + in the positive side voltage measurement circuit RV +, set the voltage settings of both voltage sources to be equal to each other, and the voltage measurement in the negative side voltage measurement circuit RV- Positive voltage measurement circuit RV +
Simultaneously with the voltage measurement at. Variable DC voltage source BAT + and BAT - To set equal to each other voltage in conjunction with the output voltage of, for example, the output voltage of the common DC voltage source Potenshiome - in addition to data, the divided voltage positive side voltage measurement circuit RV with added to the operational amplifier OPA + inverting input terminal in +, operational amplifier OP in the negative-side voltage measurement circuit RV-
A - is formed so as to apply the non-inverting input terminal. As mentioned above, the ripple voltage positive and negative voltage measurement circuit RV +
And in RV-, variable DC voltage source BAT + and BAT - When measuring in parallel while varying the output voltage changing the set value of the approximate separation ratio [psi A, operational amplifier OPA + and OP
A - for because each output voltage is applied to the subtractor circuit SUB through an output terminal T O + and T O-, operational amplifiers OPA + and OPA -
Approximate separation ratio ψ A corresponding to the change point of the increase rate of each output voltage is slightly smaller than the set value of the approximate separation ratio ψ A.
An accurate ripple voltage (V R + + V R- ) can be obtained from the output voltage of the subtraction circuit SUB after setting A.

【0012】次に、図2に示した積分回路INT+およびIN
T-の時定数τについて検討すると、時定数τが小なる場
合には測定応答時間は短縮されるが、演算増幅器OPA+
よびOPA-の各出力電圧に脈流電圧が重畳して測定精度が
劣化し、時定数τが大なる場合には、演算増幅器OPA+
よびOPA-の各出力が確定するまでの時間が長くなる。前
記脈流電圧は、電圧比較器COM+(またはCOM-)の出力矩
形波電圧VCが積分回路INT+(またはINT-)および演算増
幅器OPA+(またはOPA-)を介して出力されるのであるか
ら、脈流電圧のピ−ク対ピ−ク電圧V5PPは、
Next, the integrating circuits INT + and IN shown in FIG.
When the time constant τ of T is examined, the measurement response time is shortened when the time constant τ is small, but the pulsating current voltage is superimposed on each output voltage of the operational amplifiers OPA + and OPA , and the measurement accuracy is When it deteriorates and the time constant τ becomes large, it takes a long time until the respective outputs of the operational amplifiers OPA + and OPA are determined. The pulsating voltage, the voltage comparator COM + (or COM -) because it is output through the output square wave voltage V C of the integrator circuit INT + (or INT - -) and an operational amplifier OPA + (or OPA) some because, peak of the pulsating voltage - click Taipi - click voltage V 5PP is

【数1】 [Equation 1]

【0013】表2は、電圧比較器COM+の出力電圧VCが5
V、積分回路INT+の時定数τが500ms 、演算増幅器OPA+
の増幅度βが100 となるように構成し、可変直流電圧源
BAT+の電圧V4を50mVおよび500mV として近似的リップル
・ノイズ分離比ψA を1%および10%に設定し、スイッ
チング周期TOが20μsのスイッチング直流電源の出力電
圧における直流分および低周波リップル電圧成分を除い
た被測定電圧V1のピ−ク電圧VPを1.0V、100mV および10
mVに調整して端子TIN に入力した場合における脈流電圧
V5PPおよび脈動率V5PP/V5 を示すものである。 表2から明らかなように、脈流電圧V5PPの大きさは被測
定電圧V1のピ−ク電圧VPの高低に関係なく一定で、脈動
率V5PP/V5 はピ−ク電圧VPが低いほど高くなる。したが
って、被測定電圧V1のピ−ク電圧VPの低い領域において
脈動率が目標値以下となるように、積分回路の時定数を
定める必要がある。
Table 2 shows that the output voltage V C of the voltage comparator COM + is 5
V, time constant τ of integrating circuit INT + is 500 ms, operational amplifier OPA +
Of the variable DC voltage source
BAT + voltage V4 is 50 mV and 500 mV, and the approximate ripple / noise separation ratio ψ A is set to 1% and 10%, and the DC component and low frequency ripple voltage in the output voltage of the switching DC power supply with the switching period T O of 20 μs. The peak voltage V P of the measured voltage V1 excluding the components is 1.0 V, 100 mV and 10
Ripple voltage when adjusted to mV and input to terminal T IN
It shows V 5PP and pulsation rate V 5PP / V 5. As is clear from Table 2, the magnitude of the pulsating voltage V 5PP is constant regardless of the peak voltage V P of the measured voltage V1, and the pulsation rate V 5PP / V5 is the peak voltage V P. The lower, the higher. Accordingly, peak of the measured voltages V1 - as ripple factor in the region of low click voltage V P is equal to or less than the target value, it is necessary to determine the time constant of the integration circuit.

【0014】図4は、本発明の他の実施例を示す図で、
本実施例においては、第1の演算増幅器OPA+の後段に第
1の乗算器MLT+を設け、演算増幅器OPA+の出力を乗算器
MLT+の入力端子XおよびYに入力して乗算器MLT+を二乗
乗算器として作動させ、その乗算出力を電圧比較器COM+
の反転入力端子に加えるように構成すると共に、第2の
演算増幅器OPA-の後段に第2の乗算器MLT-を設け、演算
増幅器OPA-の出力を乗算器MLT-の入力端子XおよびYに
入力して乗算器MLT-を二乗乗算器として作動させ、その
乗算出力を電圧比較器COM-の非反転入力端子に加えるよ
うに構成したほかは前実施例と同様の構成である。本実
施例においても、被測定電圧V1が電圧比較器COM+の非反
転入力端子に加えられ、電圧比較器COM+の反転入力端子
に加えられる乗算器MLT+の出力電圧V6と比較され、電圧
V1が電圧V6より高い場合に電圧比較器COM+の出力電圧V2
がVCとなり、電圧VCが積分回路INT+において積分され、
積分電圧V3が演算増幅器OPA+に加えられると共に、演算
増幅器OPA+に加えられる可変直流電圧源BAT+の出力正電
圧と差動的に合成され、演算増幅器OPA+の出力電圧V5が
乗算器MLT+の入力端子XおよびYに加えられる。積分回
路INT+の時定数τの経過後における乗算器MLT+の出力電
圧V6は、式(5)の導出の場合と同様に、 V6={(VC・ψ−V4)・β}2 ・・・・(10) また、乗算器MLT+の出力電圧V6、被測定電圧V1のピ−ク
電圧VPおよびリップル・ノイズ分離比ψの関係は、式
(4)の導出の場合と同様にして、 V6=VP(1−2ψ) ・・・・(11) リップル・ノイズ分離比ψは、式(10)および式(11)
から次式でめられる。
FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the first multiplier MLT + provided after the first operational amplifier OPA +, multiplier output of the operational amplifier OPA +
Enter the MLT + input terminals X and Y to activate the multiplier MLT + as the square multiplier, the voltage comparator COM the multiplied output +
Together configured to apply the inverting input terminal, a second operational amplifier OPA - the provided operational amplifier OPA - - second multiplier MLT downstream of the input terminals X and Y of - output multiplier MLT of input to the multiplier MLT - is operated as the square multiplier, the multiplication output voltage comparator COM - other configured to apply the non-inverting input terminal has the same configuration as the previous example. In this embodiment, the measured voltage V1 is applied to the non-inverting input terminal of the voltage comparator COM +, compared with the multiplier MLT + the output voltage V6 applied to the inverting input terminal of the voltage comparator COM +, voltage
Output voltage V2 of voltage comparator COM + when V1 is higher than voltage V6
Becomes V C , the voltage V C is integrated in the integration circuit INT + ,
With integrated voltage V3 is applied to the operational amplifier OPA +, operational amplifier OPA + in the variable DC voltage source BAT + output positive voltage and differentially combining applied, the operational amplifier OPA + the output voltage V5 is the multiplier MLT + Is applied to the input terminals X and Y. Multiplier MLT + output voltage V6 after the lapse of the integration circuit INT + time constant τ, as in the case of derivation of equation (5), V6 = {( V C · ψ-V4) · β} 2 · (10) Further, the multiplier MLT + output voltage V6, peak of the measured voltages V1 - relationship click voltage V P and ripple noise separation ratio ψ is in the same manner as in the derivation of formula (4) Te, V6 = V P (1-2ψ) ···· (11) ripple noise separation ratio ψ of the formula (10) and (11)
Can be calculated from the following equation.

【数2】 [Equation 2]

【0015】表3は、本実施例における電圧比較器COM+
の出力電圧VCが5V、演算増幅器OPA+の増幅度βが100
となるように構成し、可変直流電圧源BAT+の電圧V4を50
mVおよび500mV として近似的リップル・ノイズ分離比ψ
A を1%および10%に設定し、スイッチング直流電源の
出力電圧における直流分および低周波リップル電圧成分
を除いた被測定電圧V1のピ−ク電圧VPを1.0V、100mV お
よび10mVに調整して端子TIN に入力した場合に、被測定
電圧V1のピ−ク電圧VPおよび近似的分離比ψAから計算
により求めた乗算器MLT+の出力電圧V6C 、乗算器MLT+
出力電圧の実測値V6、被測定電圧V1のピ−ク電圧VPおよ
び乗算器MLT+の出力電圧の実測値V6から計算により求め
たリップル・ノイズ分離比ψを示すものである。
Table 3 shows the voltage comparator COM + in this embodiment.
Output voltage V C of 5 V, operational amplifier OPA + gain β is 100
The voltage V4 of the variable DC voltage source BAT + is set to 50
Approximate ripple noise separation ratio ψ as mV and 500 mV
Set A to 1% and 10% and adjust the peak voltage V P of the measured voltage V1 excluding the DC component and low frequency ripple voltage component in the output voltage of the switching DC power supply to 1.0 V, 100 mV and 10 mV. when input to the terminal T iN Te, of the measured voltages V1 peak - click voltage V P and the approximate separation ratio ψ multiplier was calculated from a MLT + output voltage V6 C, the multiplier MLT + the output voltage 5 shows the ripple / noise separation ratio ψ calculated from the measured value V6 of the measured voltage V1, the peak voltage V P of the measured voltage V1 and the measured value V6 of the output voltage of the multiplier MLT + .

【0016】次に、乗算器MLT+の出力電圧V6に含まれる
脈流電圧について検討すると、乗算器MLT+の入力電圧、
すなわち、演算増幅器OPA+の出力電圧V5と乗算器MLT+
出力電圧V6の関係は、
[0016] Next, consider the ripple voltage contained in multiplier MLT + output voltage V6, the multiplier MLT + input voltage,
That is, the relationship between the output voltage V5 of the operational amplifier OPA + and the output voltage V6 of the multiplier MLT + is

【数3】 乗算器MLT+の出力電圧V6に含まれる脈流電圧V6PPは、式
(9)および式(13)から、
[Equation 3] The pulsating current voltage V 6PP included in the output voltage V 6 of the multiplier MLT + is given by the following equation (9) and equation (13):

【数4】 表4は、本実施例における電圧比較器COM+の出力電圧VC
が5V、積分回路INT+の時定数τが500ms 、演算増幅器
OPA+の増幅度βが100 となるように構成し、可変直流電
圧源BAT+の電圧V4を50mVおよび500mV として近似的リッ
プル・ノイズ分離比ψA を1%および10%に設定し、ス
イッチング周期TOが20μsのスイッチング直流電源の出
力電圧における直流分および低周波リップル電圧成分を
除いた被測定電圧V1のピ−ク電圧VPを1.0V、100mV およ
び10mVに調整して端子TIN に入力した場合における脈流
電圧V6PPおよび脈動率V6PP/V6 を示すものである。 表4 表4から明らかなように、本実施例においては前実施例
に比し、被測定電圧V1のピ−ク電圧VPが低い場合におけ
る脈動率が改善されている。本実施例においても、リッ
プル電圧の正側電圧測定回路RV+ における前記測定と同
様の測定を負側電圧測定回路RV- において行ない、両回
路の出力電圧VR+ およびVR- を減算回路SUB に導入して
両電圧の合成値を求めること前実施例と同様である。
[Equation 4] Table 4 shows the output voltage V C of the voltage comparator COM + in this embodiment.
Is 5 V, time constant τ of integrating circuit INT + is 500 ms, operational amplifier
It is configured so that the amplification degree β of OPA + is 100, the voltage V4 of the variable DC voltage source BAT + is 50 mV and 500 mV, and the approximate ripple / noise separation ratio ψ A is set to 1% and 10%, and the switching cycle is set. Adjust the peak voltage V P of the measured voltage V1 excluding the DC component and low frequency ripple voltage component in the output voltage of the switching DC power supply with T o of 20 μs to 1.0 V, 100 mV and 10 mV, and input to the terminal T IN . It shows the pulsating current voltage V 6PP and the pulsation rate V 6PP / V 6 in the case of performing . Table 4 As is clear from Table 4, in this embodiment, the pulsation rate when the peak voltage V P of the measured voltage V1 is low is improved in comparison with the previous embodiment. Also in this embodiment, the same measurement as the above-mentioned measurement in the positive side voltage measurement circuit RV + of the ripple voltage is performed in the negative side voltage measurement circuit RV-, and the output voltages V R + and V R- of both circuits are introduced into the subtraction circuit SUB. Then, the combined value of both voltages is obtained as in the previous embodiment.

【0017】図5もまた本発明の他の実施例を示す図
で、本実施例においては前実施例における乗算器MLT
+を、第1の非直線回路形成用演算増幅器OPA1+ 、負帰
還抵抗R1+および第1の非直線回路形成用ダイオ−ドD+
より成る非直線回路で置き換え、乗算器MLT-を、第2の
非直線回路形成用演算増幅器OPA1- 、負帰還抵抗R1-
よび第2の非直線回路形成用ダイオ−ドD-より成る非直
線回路で置き換えると共に、第1の積分回路INT+の積分
電圧V3が第1の演算増幅器OPA+の反転入力端子に、第1
の可変直流電圧源BAT+の出力正電圧V4が演算増幅器OPA+
の非反転入力端子に、それぞれ加えられ、第2の積分回
路INT-の積分電圧が第2の演算増幅器OPA-の非反転入力
端子に、第2の可変直流電圧源BAT-の出力正電圧が演算
増幅器OPA-の反転入力端子に、それぞれ加えられるよう
に構成したほかは前実施例と同様の構成である。前実施
例においては乗算器MLT+およびMLT-を二乗器として動作
させ、その入出力特性が非直線型で、その微係数が正で
あることを利用したものであるが、本実施例においては
非直線素子としてダイオ−ドD+およびD-を用い、その順
方向電圧に対する電流特性が指数関数特性を呈すること
を利用したもので、演算増幅器OPA1+ (またはOPA1-
の出力電圧V7はダイオ−ドD+(またはD-)に流れる電流
に比例し、かつ、ダイオ−ドD+(またはD-)の入力電圧
V61 に対して指数関数的に変化する。演算増幅器OPA1+
(またはOPA1- )の出力電圧V7は入力電圧に対して極性
が反転するので、その前段に設けた演算増幅器OPA+(ま
たはOPA-)の入力端子の極性を前実施例に対して反転さ
せてリップル電圧測定回路として正常に動作するように
構成してある。他の構成および作動は、前実施例と同様
である。
FIG. 5 is also a diagram showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, the multiplier MLT in the previous embodiment is used.
+ Represents the first non-linear circuit forming operational amplifier OPA 1+ , the negative feedback resistor R 1+, and the first non-linear circuit forming diode D +.
Replaced by a non-linear circuit further comprising, a multiplier MLT - a second non-linear circuit for forming an operational amplifier OPA 1-, negative feedback resistor R 1-and second non-linear circuit for forming a diode - de D - consisting more It is replaced with a non-linear circuit, and the integrated voltage V3 of the first integrator circuit INT + is applied to the inverting input terminal of the first operational amplifier OPA + as the first
Output of the variable DC voltage source BAT + of the operational amplifier OPA +
The non-inverting input terminal of applied respectively, the second integration circuit INT - to the non-inverting input terminal of the second variable DC voltage source BAT - - integrated voltage of the second operational amplifier OPA is output positive voltage operational amplifier OPA - to the inverting input terminal of the addition constituted as applied respectively the same configuration as the previous embodiment. Multiplier MLT + and MLT in previous examples - is operated as squarer, at which input-output characteristic nonlinear type, but is obtained by utilizing the fact that the differential coefficient is positive, in this embodiment diodes as the non-linear element - de D + and D - used, in which current characteristic with respect to the forward voltage using that exhibit exponential characteristics, operational amplifier OPA 1+ (or OPA 1-)
The output voltage V7 of the diode - de D + (or D -) is proportional to the current flowing in and diodes - de D + (or D -) of the input voltage
It changes exponentially with respect to V61. Operational amplifier OPA 1+
(Or OPA 1-) the output voltage V7 of the polarity is reversed with respect to the input voltage, the operational amplifier OPA + provided at the preceding stage (or OPA -) is reversed relative to the previous embodiments the polarities of the input terminals of the The ripple voltage measuring circuit is configured to operate normally. Other configurations and operations are similar to those of the previous embodiment.

【0018】図6は、本発明の他の実施例を示す図で、
前実施例における非直線回路形成用ダイオ−ドD+および
D-としてシリコンダイオ−ドを用いる場合には、その順
方向電圧が0Vからほぼ0.5V程度までの領域においては電
流がほとんど流れず、ほぼ0.5Vを超えてはじめて電流が
流れる特性を有するので、順方向電圧がほぼ0V付近から
ダイオ−ドとして動作させるために、第1の演算増幅器
OPA+と第1の非直線回路形成用ダイオ−ドD+の間に、ダ
イオ−ドD+と直列に第1の順方向バイアス電圧形成用直
流電圧源BAT1+ を挿入接続してダイオ−ドD+に順方向電
圧を与えるように構成すると共に、第2の演算増幅器OP
A-と第2の非直線回路形成用ダイオ−ドD-の間に、ダイ
オ−ドD-と直列に第2の順方向バイアス電圧形成用直流
電圧源BAT1- を挿入接続してダイオ−ドD-に順方向電圧
を与えるように構成したもので、他の符号、構成および
作動は前実施例と同様である。
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
Non-linear circuit forming diode D + and in the previous embodiment
When a silicon diode is used as D , almost no current flows in the region where the forward voltage is from 0 V to about 0.5 V, and it has a characteristic that the current flows only when it exceeds about 0.5 V. In order to operate as a diode when the forward voltage is near 0 V, the first operational amplifier is provided.
OPA + a first non-linear circuit for forming diodes - during de D +, diode - de D + series with a first forward bias voltage for forming a DC voltage source BAT 1+ insertion connection to diode - The second operational amplifier OP is configured so as to apply a forward voltage to the gate D +.
A - a second non-linear circuit for forming diodes - during, diode - - de D de D - series with a second forward bias voltage for forming a DC voltage source BAT 1-insertion connection to diode - de D - to which was configured to provide a forward voltage, the other code, the configuration and operation is similar to the previous embodiment.

【0019】表5は、本実施例における電圧比較器COM+
の出力電圧VCが5V、演算増幅器OPA+の増幅度βが10と
なるように構成すると共に、スイッチング直流電源の出
力電圧における直流分および低周波リップル電圧成分を
除いた被測定電圧V1のピ−ク電圧VPを1.0V、100mV およ
び10mVに調整して共通の端子TIN に入力し、可変直流電
圧源BAT+の電圧V4を50mVおよび500mV として近似的なリ
ップル・ノイズ分離比ψA を1%および10%に設定した
場合における測定結果の一例を示すもので、表5におい
て、V7C は、被測定電圧V1のピ−ク電圧VPおよび近似的
分離比ψA から計算により求めた演算増幅器OPA1+ の出
力電圧、V7は演算増幅器OPA1+ の出力電圧の実測値、ψ
は、被測定電圧V1のピ−ク電圧VPおよび演算増幅器OPA
1+ の出力電圧の実測値V7から計算により求めたリップ
ル・ノイズ分離比である。
Table 5 shows the voltage comparator COM + in this embodiment.
Output voltage V C of 5 V, the operational amplifier OPA + has an amplification degree β of 10, and the output voltage V1 of the switching DC power supply excluding the DC component and low frequency ripple voltage component is measured. -Adjust the voltage V P to 1.0 V, 100 mV and 10 mV and input it to the common terminal T IN , and set the voltage V4 of the variable DC voltage source BAT + to 50 mV and 500 mV to obtain an approximate ripple noise separation ratio ψ A. An example of the measurement results when set to 1% and 10% is shown. In Table 5, V7 C is calculated from the peak voltage V P of the measured voltage V1 and the approximate separation ratio ψ A. the output voltage of the operational amplifier OPA 1+, V7 are actually measured value of the output voltage of the operational amplifier OPA 1+, [psi
Is the peak voltage V P of the measured voltage V1 and the operational amplifier OPA.
This is the ripple / noise separation ratio obtained by calculation from the measured value V7 of the 1+ output voltage.

【0020】本実施例における電圧比較器COM+の出力電
圧VCが5V、積分回路INT+の時定数τが500ms 、演算増
幅器OPA+の増幅度βが10となるように構成すると共に、
ダイオ−ドD+として型番号が1S1588なるシリコンダイオ
−ドを用い、負帰還抵抗R1+として1kΩの抵抗を用い、
可変直流電圧源BAT+の電圧V4を50mVおよび500mV として
近似的リップル・ノイズ分離比ψA を1%および10%に
設定し、スイッチング周期TOが20μsのスイッチング直
流電源の出力電圧における直流分および低周波リップル
電圧成分を除いた被測定電圧V1のピ−ク電圧VPを1.0V、
100mV および10mVに調整して端子TIN に入力した場合
に、演算増幅器OPA1+ の出力電圧V7に含まれる脈流電圧
V7PPおよび脈動率V7PP/V7 を示すと、表6のとおりであ
る。 表2および表6の比較結果から明らかなように、図2に
示した実施例における脈流電圧の大きさおよび脈動率に
対して、図6に示した実施例における脈流電圧の大きさ
および脈動率は、被測定電圧V1のピ−ク電圧VPの低い場
合および近似的分離比ψA の大なる場合に特に改善され
ている。
In this embodiment, the output voltage V C of the voltage comparator COM + is 5 V, the time constant τ of the integrating circuit INT + is 500 ms, and the amplification degree β of the operational amplifier OPA + is 10 and
A silicon diode whose model number is 1S1588 is used as the diode D + , and a 1 kΩ resistor is used as the negative feedback resistor R 1+ .
When the voltage V4 of the variable DC voltage source BAT + is set to 50 mV and 500 mV, the approximate ripple noise separation ratio ψ A is set to 1% and 10%, and the DC component in the output voltage of the switching DC power supply with the switching period T O of 20 μs and The peak voltage V P of the measured voltage V1 excluding the low frequency ripple voltage component is 1.0 V,
Ripple voltage included in the output voltage V7 of the operational amplifier OPA 1+ when adjusted to 100 mV and 10 mV and input to the terminal T IN.
Table 6 shows V 7PP and pulsation rate V 7PP / V 7 . As is clear from the comparison results of Tables 2 and 6, the magnitude of the pulsating voltage and the pulsation rate in the embodiment shown in FIG. 2 are compared with the magnitude of the pulsating voltage in the embodiment shown in FIG. The pulsation rate is particularly improved when the peak voltage V P of the measured voltage V1 is low and when the approximate separation ratio ψ A is large.

【0021】次に、被測定電圧V1が端子TIN に入力され
てから、リップル電圧の測定値が最終値の1%以内の精
度に達するまでの応答時間および脈動率を、図2に示し
た実施例および図6に示した実施例の各正側電圧測定回
路RV+ についてコンピュ−タを用いて模擬測定(シミュ
レ−ション)を行った結果を表7に示す。なお、被測定
電圧V1として、周期TOが20μs、ピ−ク電圧VPが1.0V、
100mV および10mVの三角波電圧を用い、近似的分離比ψ
A を1%および10%に設定し、電圧比較器COM+の出力電
圧VCを5Vとすると共に、脈動率の最悪値を2%に基準
化するために、積分回路INT+の時定数τを、図2に示し
た実施例においては5.8secに、図6に示した実施例にお
いては0.45sec に、それぞれ選定した。 表7 表7から明らかなように、図2に示した実施例において
も測定応答時間が比較的短時間であるが、図6に示した
実施例においては極めて優れている。
Next, FIG. 2 shows the response time and the pulsation rate from the input of the measured voltage V1 to the terminal T IN until the measured value of the ripple voltage reaches the accuracy within 1% of the final value. Table 7 shows the results of simulated measurement (simulation) using a computer for each positive-side voltage measurement circuit RV + of the embodiment and the embodiment shown in FIG. As the measured voltage V1, the period T O is 20 μs, the peak voltage V P is 1.0 V,
Approximate separation ratio ψ using triangular voltage of 100 mV and 10 mV
A is set to 1% and 10%, the output voltage V C of the voltage comparator COM + is set to 5 V, and the time constant τ of the integration circuit INT + is set to standardize the worst value of the pulsation rate to 2%. Was selected to be 5.8 seconds in the embodiment shown in FIG. 2 and 0.45 seconds in the embodiment shown in FIG. Table 7 As is clear from Table 7, the measurement response time is relatively short even in the embodiment shown in FIG. 2, but is extremely excellent in the embodiment shown in FIG.

【0022】上記各実施例においては、電圧比較器COM+
およびCOM-として2個の入力端子に加えられる電圧の高
低に応じて、出力電圧がVCまたは0となるように構成し
た電圧比較器を用いた場合について説明したが、2個の
入力端子に加えられる電圧の高低に応じて出力電圧が任
意の2値VAおよびVBとなるように構成した電圧比較器を
用いると共に、近似的リップル・ノイズ分離比ψA の設
定用可変直流電圧源BAT+およびBAT-の出力電圧V4を、次
式から求めることによって本発明を実施することができ
る。 V4=ψA(VA−VB) +VB ・・・・(15) 上記各実施例において説明したように、電圧比較器COM+
およびCOM-の出力電圧が、VA=VC、VB=0の場合には、
式(15)から可変直流電圧源BAT+およびBAT-の電圧V4
を、 V4=ψA(VC−0) +0=ψA・VC に選定することによって、ψA の設定値は、 ψA =V4/VC となる。
In each of the above embodiments, the voltage comparator COM +
The case where a voltage comparator configured so that the output voltage becomes V C or 0 according to the level of the voltage applied to the two input terminals as COM and COM has been described. A variable DC voltage source BAT for setting the approximate ripple / noise separation ratio ψ A is used while using a voltage comparator configured so that the output voltage has arbitrary binary values V A and V B according to the level of the applied voltage. + and BAT - the output voltage V4 of the can implement the present invention by finding the following equation. V4 = ψ A (V A −V B ) + V B (15) As described in the above embodiments, the voltage comparator COM +
And COM - output voltage, V A = V C, in the case of V B = 0, the
Variable DC voltage source from the equation (15) BAT + and BAT - voltage V4
And by selecting the V4 = ψ A (V C -0 ) + 0 = ψ A · V C, the [psi A setting value becomes ψ A = V4 / V C.

【0023】以上いずれの実施例においても、リップル
電圧の正側電圧測定回路RV+ における電圧比較器COM+
非反転入力端子に加えられる被測定電圧が正極性を保つ
間、電圧比較器COM+の反転入力端子に帰還入力される電
圧、すなわち、演算増幅器OPA+の出力電圧(図2)、乗
算器MLT+の出力電圧(図4)、演算増幅器OPA1+ の出力
電圧(図5および図6)が正極性を保つように、演算増
幅器OPA+の入力極性(図2および図4)、演算増幅器OP
A+、ダイオ−ドD+および演算増幅器OPA1+ の各入力極性
(図5)、演算増幅器OPA+、直流電圧源BAT1+ 、ダイオ
−ドD+および演算増幅器OPA1+ の各入力極性(図6)を
適当に定めて、電圧の位相調整を行うことによって本発
明を実施することができる。リップル電圧の負側電圧測
定回路RV- においては、電圧比較器COM-の反転入力端子
に加えられる被測定電圧が負極性を保つ間、電圧比較器
COM-の非反転入力端子に帰還入力される電圧、すなわ
ち、演算増幅器OPA-の出力電圧(図2)、乗算器MLT-
出力電圧(図4)、演算増幅器OPA1- の出力電圧(図5
および図6)が負極性を保つように、演算増幅器OPA-
入力極性(図2および図4)、演算増幅器OPA-、ダイオ
−ドD-および演算増幅器OPA1- の各入力極性(図5)、
演算増幅器OPA-、直流電圧源BAT1- 、ダイオ−ドD-およ
び演算増幅器OPA1- の各入力極性(図6)を適当に定め
て、電圧の位相調整を行うことによって本発明を実施す
ることができる。
In any of the embodiments described above, while the voltage to be measured applied to the non-inverting input terminal of the voltage comparator COM + in the positive side voltage measuring circuit RV + of the ripple voltage maintains the positive polarity, the voltage comparator COM + The voltage fed back to the inverting input terminal, that is, the output voltage of the operational amplifier OPA + (FIG. 2), the output voltage of the multiplier MLT + (FIG. 4), the output voltage of the operational amplifier OPA 1+ (FIGS. 5 and 6). ) Keeps the positive polarity, the input polarity of the operational amplifier OPA + (Figs. 2 and 4), the operational amplifier OP
Input polarities of A + , diode D + and operational amplifier OPA 1+ (Fig. 5), operational amplifier OPA + , DC voltage source BAT 1+ , input polarity of diode D + and operational amplifier OPA 1+ The present invention can be implemented by appropriately setting (Fig. 6) and adjusting the phase of the voltage. In the negative-side voltage measurement circuit of the ripple voltage RV-, the voltage comparator COM - during which the measured voltage applied to the inverting input terminal keeps the negative polarity, the voltage comparator
COM - a non-inverting input voltage feedback input to the terminal, i.e., the operational amplifier OPA of - the output voltage (FIG. 2) of the multiplier MLT - output voltage (FIG. 4) of the operational amplifier OPA 1-output voltage (FIG. 5
And FIG. 6) keep the negative polarity, the input polarities of the operational amplifier OPA (FIGS. 2 and 4), the operational amplifier OPA , the diode D and the operational amplifier OPA 1 (FIG. 5). ),
The present invention is implemented by appropriately setting the input polarities (FIG. 6) of the operational amplifier OPA , the DC voltage source BAT 1− , the diode D −, and the operational amplifier OPA 1− , and adjusting the voltage phase. be able to.

【0024】上記のことは、リップル電圧の正側電圧測
定回路RV+ における電圧比較器COM+の2個の入力端子に
加えられる電圧が同極性を保つと共に、リップル電圧の
負側電圧測定回路RV- における電圧比較器COM-の2個の
入力端子に加えられる電圧が同極性を保つように、回路
内において位相調整を行うということであるから、この
条件を満足する限り、電圧比較器COM+および電圧比較器
COM-の各非反転入力端子に被測定電圧を加え、各反転入
力端子に帰還電圧を加えるようにした場合、電圧比較器
COM+および電圧比較器COM-の各反転入力端子に被測定電
圧を加え、各非反転入力端子に帰還電圧を加えるように
した場合、電圧比較器COM+の反転入力端子に被測定電圧
を加え、非反転入力端子に帰還電圧を加えると共に、電
圧比較器COM-の非反転入力端子に被測定電圧を加え、反
転入力端子に帰還電圧を加えるようにした場合、のいず
れの場合にも本発明を実施することができる。すなわ
ち、電圧比較器COM+のいずれか一方の入力端子に被測定
電圧を加え、他方の入力端子に帰還電圧を加え、電圧比
較器COM-側においてもいずれか一方の入力端子に被測定
電圧を加え、他方の入力端子に帰還電圧を加えると共
に、上記の条件を満足するように位相調整を行うことに
よって本発明を実施することができる。
The above means that the voltages applied to the two input terminals of the voltage comparator COM + in the ripple voltage positive side voltage measuring circuit RV + maintain the same polarity, and the ripple voltage negative side voltage measuring circuit RV-. Since the phase adjustment is performed in the circuit so that the voltages applied to the two input terminals of the voltage comparator COM -in the above will maintain the same polarity, as long as this condition is satisfied, the voltage comparators COM + and Voltage comparator
COM - the measured voltage applied to each non-inverting input terminal of the, if you apply a feedback voltage to each inverting input terminal, the voltage comparator
COM + and the voltage comparator COM - the measured voltage applied to each inverting input terminal of the, if you apply a feedback voltage to each non-inverting input terminal, the measured voltage is applied to the inverting input terminal of the voltage comparator COM + , together with the added feedback voltage to the non-inverting input terminal, the voltage comparator COM - the measured voltage is applied to the non-inverting input terminal of the, present invention is also applicable to any case if you apply a feedback voltage to the inverting input terminal, of Can be carried out. That is, apply the measured voltage to one input terminal of the voltage comparator COM + , apply the feedback voltage to the other input terminal, and apply the measured voltage to either input terminal of the voltage comparator COM - side. In addition, the present invention can be implemented by applying a feedback voltage to the other input terminal and adjusting the phase so as to satisfy the above condition.

【0025】また、いずれの実施例においても、積分回
路INT+およびINT-を抵抗およびコンデンサで形成する代
わりに、例えば、図7に示すように、演算増幅器OPA
2+ 、積分抵抗R2+ および積分コンデンサC1+ より成る
回路で形成してもよい。図8は、図7に示した積分回路
の特性改善を図った積分回路の一例を示す図で、演算増
幅器は、低周波領域においては入力端子が仮想接地端子
として考え得るが、高周波領域においてはこの考え方が
成立しないため、一般に高周波領域において増幅度が低
下し、反転入力端子の電位が上昇して積分出力電圧が理
想値より高くなる傾向がある。図8に示すように、演算
増幅器OPA2+ 、積分抵抗R2+ および積分コンデンサC1 +
より成る積分回路に、周波数特性補償用抵抗R3+ および
周波数特性補償用コンデンサC2+ より成る周波数特性補
償回路を付加することによって、上記のような演算増幅
器の特性に基づく積分誤差を軽減することができる。
Further, in any of the embodiments, instead of forming the integrating circuits INT + and INT with resistors and capacitors, for example, as shown in FIG. 7, an operational amplifier OPA is used.
It may be formed by a circuit composed of 2+ , an integrating resistor R 2+ and an integrating capacitor C 1+ . FIG. 8 is a diagram showing an example of an integrating circuit for improving the characteristics of the integrating circuit shown in FIG. 7. In the operational amplifier, the input terminal can be considered as a virtual ground terminal in the low frequency region, but in the high frequency region. Since this idea does not hold, the amplification degree generally decreases in the high frequency region, the potential of the inverting input terminal increases, and the integrated output voltage tends to become higher than the ideal value. As shown in FIG. 8, the operational amplifier OPA 2+ , the integrating resistor R 2+ and the integrating capacitor C 1 +
By adding a frequency characteristic compensating circuit composed of a frequency characteristic compensating resistor R 3+ and a frequency characteristic compensating capacitor C 2+ to the integrator circuit, the integration error due to the characteristic of the operational amplifier as described above is reduced. be able to.

【0026】以上いずれの実施例においても、可変直流
電圧源BAT+の出力電圧を演算増幅器OPA+に加えて、リッ
プル・ノイズ分離比の設定を行うように構成した場合を
例示したが、図7に示した積分回路を用いる場合には、
図9に示すように、可変直流電圧源BAT+の出力負電圧を
入力抵抗R4+ を介して積分回路形成用演算増幅器OPA2 +
の反転入力端子に加えるように構成してもよい。この場
合には、所要のリップル・ノイズ分離比ψA を設定する
ために必要な可変直流電圧源BAT+の出力電圧V4は、電圧
比較器COM+の出力電圧が、例えば2個の入力端子に加え
られる電圧の高低の比較結果に応じてVCまたは0となる
ように構成されている場合、抵抗R2+ およびR4+ の各抵
抗値をR2およびR4とすると、
[0026] In either embodiment above, by adding a variable DC voltage source BAT + output voltage to the operational amplifier OPA +, a case has been exemplified as constructed to set the ripple noise segregation, 7 When using the integration circuit shown in,
As shown in FIG. 9, the output negative voltage of the variable DC voltage source BAT + is supplied to the integrating circuit forming operational amplifier OPA 2 + via the input resistor R 4+.
It may be configured to be added to the inverting input terminal of. In this case, the output voltage V4 of the variable DC voltage source BAT + required to set the required ripple / noise separation ratio ψ A is the output voltage of the voltage comparator COM + that is, for example, two input terminals. When the resistances R 2+ and R 4+ are configured to be V C or 0 according to the comparison result of the applied voltage, R 2 and R 4,

【数5】 で表わされる。図7ないし図9に示した積分回路を用い
る場合には、いずれも積分回路の入出力間の位相が逆相
となるので、他の回路構成素子によって位相調整を行
い、電圧比較器COM+の2個の入力端子に加えられる電圧
が同極性となるように構成する必要がある。
[Equation 5] It is represented by. When the integrating circuit shown in FIGS. 7 to 9 is used, the phases between the input and the output of the integrating circuit are opposite to each other, so that the phase adjustment is performed by the other circuit constituent elements and the voltage comparator COM + It is necessary to configure so that the voltages applied to the two input terminals have the same polarity.

【0027】図10は、図6に示した実施例における順
方向バイアス電圧形成用直流電圧源BAT1+ に代えて用い
得る電圧源の一例を示す図で、演算増幅器OPA3+ (非反
転入力端子に図6に示した演算増幅器OPA+の出力端子が
接続され、出力端子が図6におけるダイオ−ドD+のカソ
−ドに接続される)、抵抗R5+ 、抵抗R6+ およびダイオ
−ドD1+ より成る回路において、演算増幅器OPA3+ の帰
還回路に挿入されるダイオ−ドD1+ として、順方向電圧
が図6に示したダイオ−ドD+の順方向電圧に等しいか、
ほぼ等しいダイオ−ドを用いることにより、ダイオ−ド
D+の順方向電圧に対応する電圧を得ることができる。図
7ないし図10には、リップル電圧の正側電圧測定回路
RV+ における構成素子を例示したが、負側電圧測定回路
RV- においても同様の構成素子を用いて本発明を実施す
ることができる。ただし、図10に示した回路を図6に
示した実施例におけるリップル電圧の負側電圧測定回路
RV- の順方向バイアス電圧形成用直流電圧源として用い
る場合には、ダイオ−ドD1+ の極性を、図10に示した
極性と逆極性にする必要がある。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a voltage source that can be used in place of the forward bias voltage forming DC voltage source BAT 1+ in the embodiment shown in FIG. 6, and is an operational amplifier OPA 3+ (non-inverting input). The output terminal of the operational amplifier OPA + shown in FIG. 6 is connected to the terminal, and the output terminal is connected to the cathode of the diode D + in FIG. 6), the resistor R 5+ , the resistor R 6+ and the diode. - in a circuit consisting of de D 1+, operational amplifiers OPA diode is inserted into the feedback circuit of 3+ - equal to de D + the forward voltage - as de D 1+, forward voltage diode shown in FIG. 6 Or
By using almost equal diodes, the diode
A voltage corresponding to the forward voltage of D + can be obtained. 7 to 10 show a positive voltage measuring circuit for ripple voltage.
The component of RV + is illustrated, but the negative side voltage measurement circuit
The present invention can be implemented by using the same constituent element in the RV-. However, the circuit shown in FIG. 10 is a negative side voltage measuring circuit for ripple voltage in the embodiment shown in FIG.
When used as a DC voltage source for forming the forward bias voltage of RV-, the polarity of the diode D1 + must be opposite to that shown in FIG.

【0028】図5および図6には、非直線素子としてダ
イオ−ドD+およびD-を用いた場合を例示したが、トラン
ジスタのダイオ−ド特性を利用するように構成しても本
発明を実施することができる。図11は、 NPNトランジ
スタのベ−ス・コレクタ間におけるダイオ−ド特性を利
用する場合の電極間の結線を示し、図12は、 PNPトラ
ンジスタのベ−ス・エミッタ間におけるダイオ−ド特性
を利用する場合の電極間の結線を示す図で、いずれも図
5および図6におけるダイオ−ドD+の代わりに用いるこ
とができる。図13は、 NPNトランジスタのベ−ス・エ
ミッタ間におけるダイオ−ド特性を利用する場合の電極
間の結線を示し、図14は、 PNPトランジスタのベ−ス
・コレクタ間におけるダイオ−ド特性を利用する場合の
電極間の結線を示す図で、いずれも図5および図6にお
けるダイオ−ドD-の代わりに用いることができる。図1
5は、ベ−ス接地型 NPNトランジスタにおけるエミッタ
入力電圧対コレクタ出力電流特性の非直線特性を利用す
るもので、図5および図6におけるダイオ−ドD+の代わ
りに用いることができる。図16は、ベ−ス接地型 PNP
トランジスタにおけるエミッタ入力電圧対コレクタ出力
電流特性の非直線特性を利用するもので、図5および図
6におけるダイオ−ドD-の代わりに用いることができ
る。
Although FIGS. 5 and 6 exemplify the case where the diodes D + and D are used as the non-linear elements, the present invention can be realized even if the diode characteristics of the transistor are utilized. It can be carried out. Fig. 11 shows the connection between the electrodes when the diode characteristics between the base and collector of the NPN transistor are used, and Fig. 12 shows the diode characteristics between the base and emitter of the PNP transistor. 7A and 7B are diagrams showing connection between electrodes in the case of performing both, and both can be used in place of the diode D + in FIGS. 5 and 6. FIG. 13 shows the connection between the electrodes when the diode characteristics between the base and emitter of the NPN transistor are used, and FIG. 14 shows the diode characteristics between the base and collector of the PNP transistor. 7A and 7B are diagrams showing the connection between the electrodes in the case of performing both, and both can be used in place of the diode D in FIGS. 5 and 6. Figure 1
5 utilizes the non-linear characteristic of the emitter input voltage-collector output current characteristic in the base-grounded NPN transistor and can be used in place of the diode D + in FIGS. 5 and 6. Figure 16 shows the grounded PNP
This utilizes the non-linear characteristic of the emitter input voltage-collector output current characteristic in the transistor, and can be used instead of the diode D in FIGS. 5 and 6.

【0029】図17は、本発明の他の実施例を示す図
で、TIN は共通の入力端子、COM+およびCOM-は電圧比較
器、OPA2+ およびOPA2- は演算増幅器、BAT+およびBAT-
は可変直流電圧源、R4+ およびR4- は入力抵抗、R2+
よびR2- は積分抵抗、C1+ およびC1- は積分コンデン
サ、R3+ およびR3- は周波数特性補償用抵抗、C2+ およ
びC2- は周波数特性補償用コンデンサ、D2+ およびD2-
は順方向バイアス電圧形成用ダイオ−ド、BAT2+ および
BAT2- は順方向バイアス電圧形成用直流電圧源、R7 +
よびR7- は電流制限抵抗、D+およびD-は非直線回路形成
用シリコンダイオ−ド、OPA1+ およびOPA1- は非直線回
路形成用演算増幅器、R1+ およびR1- は帰還抵抗、RV+
はリップル電圧の正側電圧測定回路、RV- はリップル電
圧の負側電圧測定回路、SUB は減算回路、TOUTは出力端
子である。
FIG. 17 is a diagram showing another embodiment of the present invention. T IN is a common input terminal, COM + and COM are voltage comparators, OPA 2+ and OPA 2− are operational amplifiers, and BAT +. and BAT -
Is a variable DC voltage source, R 4+ and R 4- are input resistances, R 2+ and R 2- are integration resistances, C 1+ and C 1- are integration capacitors, and R 3+ and R 3- are frequency characteristic compensation. Resistor, C 2+ and C 2− are capacitors for frequency characteristic compensation, D 2+ and D 2−
Is a diode for forming the forward bias voltage, BAT 2+ and
BAT 2-forward bias voltage for forming a DC voltage source, R 7 + and R 7- current limiting resistor, D + and D - non-linear circuit forming silicon diode is - de, OPA 1+ and OPA 1-is Operational amplifier for nonlinear circuit formation, R 1+ and R 1- are feedback resistors, RV +
Is the ripple voltage positive side voltage measurement circuit, RV- is the ripple voltage negative side voltage measurement circuit, SUB is the subtraction circuit, and T OUT is the output terminal.

【0030】本実施例における演算増幅器OPA2+ 、積分
抵抗R2+ 、積分コンデンサC1+ 、周波数特性補償用抵抗
R3+ 、周波数特性補償用コンデンサC2+ より成る回路、
および演算増幅器OPA2- 、積分抵抗R2- 、積分コンデン
サC1- 、周波数特性補償用抵抗R3- 、周波数特性補償用
コンデンサC2- より成る回路は、それぞれ図8に示した
回路に相当する。可変直流電圧源BAT+、入力抵抗R4+
り成る回路、および可変直流電圧源BAT-、入力抵抗R4-
より成る回路は、それぞれ図9に示した電圧印加回路に
相当する。順方向バイアス電圧形成用ダイオ−ドD2+
順方向バイアス電圧形成用直流電圧源BAT2+ 、電流制限
抵抗R7+ より成る回路、および順方向バイアス電圧形成
用ダイオ−ドD2- 、順方向バイアス電圧形成用直流電圧
源BAT2- 、電流制限抵抗R7 - より成る回路は、それぞれ
図6に示した順方向バイアス電圧形成用直流電圧源BAT
1+ およびBAT1- または図10に示したバイアス電圧形
成回路に対応する。すなわち、順方向バイアス電圧形成
用ダイオ−ドD2+ として非直線回路形成用シリコンダイ
オ−ドD+の順方向電圧よりわずかに低いか、ほぼ等しい
順方向電圧のダイオ−ドを用い、電流制限抵抗R7+ を介
して順方向バイアス電圧形成用直流電圧源BAT2+ からバ
イアス電流を順方向バイアス電圧形成用ダイオ−ドD2+
に流すことによって順方向バイアス電圧を発生させるよ
うに形成してある。順方向バイアス電圧形成用ダイオ−
ドD2- 、順方向バイアス電圧形成用直流電圧源BAT2-
電流制限抵抗R7- より成る回路も上記と同様にし順方向
バイアス電圧を発生させるように形成してある。非直線
回路形成用シリコンダイオ−ドD+、非直線回路形成用演
算増幅器OPA1+、負帰還抵抗R1+ より成る回路、および
非直線回路形成用シリコンダイオ−ドD-、非直線回路形
成用演算増幅器OPA1- 、負帰還抵抗R1- より成る回路
は、図6における非直線回路形成用ダイオ−ドD+、非直
線回路形成用演算増幅器OPA1+ 、負帰還抵抗R1+ より成
る回路、および非直線回路形成用ダイオ−ドD-、非直線
回路形成用演算増幅器OPA1- 、負帰還抵抗R1- より成る
回路と同じである。
Operational amplifier OPA 2+ , integrating resistor R 2+ , integrating capacitor C 1+ , frequency characteristic compensating resistor in this embodiment
R 3+ , a circuit consisting of frequency characteristic compensation capacitor C 2+ ,
And the operational amplifier OPA 2- , the integrating resistor R 2- , the integrating capacitor C 1- , the frequency characteristic compensating resistor R 3- , and the frequency characteristic compensating capacitor C 2- corresponds to the circuit shown in FIG. 8, respectively. To do. Variable DC voltage source BAT +, the circuit consisting of the input resistance R 4+, and a variable DC voltage source BAT -, input resistance R 4-
The circuits made up of these correspond to the voltage application circuits shown in FIG. 9, respectively. Forward bias voltage forming diode D 2+ ,
Forward bias voltage forming DC voltage source BAT 2+ , current limiting resistor R 7+ circuit, forward bias voltage forming diode D 2- , forward bias voltage forming DC voltage source BAT 2- , current limiting resistor R 7 - and more made circuit, a forward bias voltage for forming a DC voltage source BAT as shown in FIG. 6, respectively
1+ and BAT 1− or the bias voltage forming circuit shown in FIG. That is, a diode with a forward voltage slightly lower than or almost equal to the forward voltage of the non-linear circuit forming silicon diode D + is used as the forward bias voltage forming diode D 2+ , and the current limiting is used. A bias current is supplied from a DC voltage source BAT 2+ for forward bias voltage formation through a resistor R 7+ to a diode D 2+ for forward bias voltage formation.
Is formed so as to generate a forward bias voltage. Forward bias voltage forming diode
De D 2- , forward bias voltage forming DC voltage source BAT 2- ,
The circuit including the current limiting resistor R 7- is also formed in the same manner as described above so as to generate the forward bias voltage. Nonlinear circuit forming silicon diode - de D +, the non-linear circuit for forming an operational amplifier OPA 1+, negative feedback resistor R circuit consisting 1+, and non-linear circuit forming silicon diode - de D -, nonlinear circuit formed The operational amplifier OPA 1− and the negative feedback resistor R 1− are connected to the non-linear circuit forming diode D + , the non-linear circuit forming operational amplifier OPA 1+ and the negative feedback resistor R 1+ in FIG . And a circuit including a non-linear circuit forming diode D , a non-linear circuit forming operational amplifier OPA 1− , and a negative feedback resistor R 1− .

【0031】本実施例における測定作動は、図6に示し
た実施例とほぼ同様であるが、本実施例においては、演
算増幅器OPA2+ およびOPA2- を主体とする回路によって
積分作動および積分電圧とリップル・ノイズ分離比の設
定電圧との差動的合成作動を行わせると共に、積分回路
に周波数特性補償回路を付加した結果、表8に示すよう
に、被測定電圧が端子TIN に入力されてから、リップル
電圧の測定値が最終値の1%以内の精度に達するまでの
応答時間および脈動率を、他の実施例に比し著しく改善
することができた。表8は、本実施例におけるリップル
電圧の正側電圧測定回路RV+ についてコンピュ−タを用
いて模擬測定を行った結果を示すもので、被測定電圧V1
として、周期TOが20μs、ピ−ク電圧VPが1.0V、100mV
および10mVの三角波電圧を用い、近似的分離比ψA を1
%および10%に設定し、電圧比較器COM+の出力電圧VC
5Vとすると共に、積分回路の時定数τを0.45sec に選
定した。 表8から明らかなように、本実施例における応答時間
は、図2および図6に示した実施例における応答時間
(表7)に比し大幅に改善短縮されている。
The measurement operation in this embodiment is almost the same as that of the embodiment shown in FIG. 6, but in this embodiment, the integration operation and integration are performed by a circuit mainly composed of operational amplifiers OPA 2+ and OPA 2-. As a result of adding the frequency characteristic compensating circuit to the integrating circuit while performing the differential combining operation of the voltage and the set voltage of the ripple / noise separation ratio, as shown in Table 8, the measured voltage is input to the terminal T IN . After that, the response time and the pulsation rate until the measured value of the ripple voltage reaches the accuracy within 1% of the final value can be significantly improved as compared with the other examples. Table 8 shows the result of the simulated measurement of the positive side voltage measuring circuit RV + of the ripple voltage in this embodiment using a computer.
, The period T O is 20μs, the peak voltage V P is 1.0V, 100mV
And the triangular wave voltage of 10 mV, the approximate separation ratio ψ A is set to 1
% And 10%, the output voltage V C of the voltage comparator COM + was set to 5 V, and the time constant τ of the integrating circuit was selected to be 0.45 sec. As is clear from Table 8, the response time in this example is significantly improved and shortened compared to the response times (Table 7) in the examples shown in FIGS. 2 and 6.

【0032】したがって、図17に示した本発明測定装
置は、次のような測定対象の測定装置として好適であ
る。スイッチング直流電源の出力電圧に含まれるリップ
ル電圧の周波数成分は、前述のように、50Hzまたは60Hz
等の商用電源周波数またはその2倍の周波数を基本波と
する低周波リップル電圧成分と、スイッチング直流電源
に内装されているスイッチング素子のスイッチングによ
り生ずる数10kHz 以上の高周波リップル電圧成分より成
り、更に高周波リップル電圧の尖頭部分にスパイク状の
リップルノイズ電圧が重畳され、例えば図18(横軸は
時間T、縦軸は電圧V)に示すような波形となってい
る。商用電源の周波数が例えば50Hzの場合、100Hz を基
本波とするリップル電圧成分の周期は10msで、図17に
示した実施例における測定応答時間は0.3 ないし 0.4 m
s であるから、低周波リップル電圧成分に比べてはるか
に短く、図18に示した波形における正側のピ−ク電圧
+VP および負側のピ−ク電圧-VP の測定が可能である。
これに対して、測定応答時間の比較的長い実施例におい
ては、スイッチング直流電源の出力電圧における直流分
および低周波リップル電圧成分を除いた被測定電圧にお
ける高周波リップル電圧成分のピ−ク対ピ−ク電圧のみ
を測定する場合に好適である。図19は、図18に示し
た波形におけるピ−ク電圧+VP 対ピ−ク電圧-VP の測定
を行うのに好適な回路装置の一例を示す図で、TIN は共
通の入力端子、RV+ は図17におけるリップル電圧の正
側電圧測定回路、RV- は図17におけるリップル電圧の
負側電圧測定回路、PH+ は正側のピ−クホ−ルド回路、
PH- は負側のピ−クホ−ルド回路で、ピ−クホ−ルド回
路PH+ およびPH- は従来公知のピ−クホ−ルド回路のう
ち、ホ−ルド時間が商用電源周波数に対応する周期に比
し十分長いアナログ型ピ−クホ−ルド回路より成る。SU
B は減算回路、TOUTは出力端子である。
Therefore, the measuring device of the present invention shown in FIG. 17 is suitable as a measuring device for the following measuring object. The frequency component of the ripple voltage included in the output voltage of the switching DC power supply is 50Hz or 60Hz as described above.
Such as a low frequency ripple voltage component whose fundamental wave is a commercial power supply frequency or a frequency twice as high as that of the commercial power supply, and a high frequency ripple voltage component of several tens of kHz or more generated by switching of a switching element installed in the switching DC power supply. A spike-shaped ripple noise voltage is superimposed on the peak portion of the ripple voltage, and has a waveform as shown in, for example, FIG. 18 (horizontal axis represents time T, vertical axis represents voltage V). When the frequency of the commercial power supply is, for example, 50 Hz, the period of the ripple voltage component whose fundamental wave is 100 Hz is 10 ms, and the measurement response time in the embodiment shown in FIG. 17 is 0.3 to 0.4 m.
s is much shorter than the low frequency ripple voltage component, and the peak voltage on the positive side in the waveform shown in FIG.
It is possible to measure + V P and negative peak voltage -V P.
On the other hand, in the embodiment in which the measurement response time is relatively long, the peak-to-peak peak of the high frequency ripple voltage component in the measured voltage excluding the direct current component and the low frequency ripple voltage component in the output voltage of the switching DC power supply. It is suitable for measuring only the black voltage. FIG. 19 is a diagram showing an example of a circuit device suitable for measuring the peak voltage + V P to the peak voltage −V P in the waveform shown in FIG. 18, where T IN is a common input terminal. , RV + is the ripple voltage positive side voltage measurement circuit in FIG. 17, RV- is the ripple voltage negative side voltage measurement circuit in FIG. 17, PH + is the positive side peak-hold circuit,
PH- is a negative-side peak-hold circuit, and the peak-hold circuits PH + and PH- are among the conventionally known peak-hold circuits. It is composed of a sufficiently long analog type peak-hold circuit. SU
B is a subtraction circuit, and T OUT is an output terminal.

【0033】スイッチング直流電源の出力電圧における
直流分を遮断した被測定電圧を端子TIN に加えると、リ
ップル電圧の正側電圧測定回路RV+ において電圧VR+
(図1)が測定され、その測定値が正側のピ−クホ−ル
ド回路PH+ に記憶保持される。リップル電圧の正側電圧
測定回路RV+ における電圧VR+ の次回測定値が前回の測
定値より大なる場合、正側のピ−クホ−ルド回路PH+ の
保持値が更新され、次回測定値が保持される。リップル
電圧の負側電圧測定回路RV- および負側のピ−クホ−ル
ド回路PH- においても電圧VR- (図1)の測定および記
憶保持が、正側回路と同様に行われる。ピ−クホ−ルド
回路PH+ およびPH- の各保持値は減算回路SUB に読み出
されて減算処理が行われ、減算結果、すなわち、ピ−ク
電圧+VP 対ピ−ク電圧-VP が端子TOUTから出力される。
被測定電圧におけるピ−ク電圧+VP 対ピ−ク電圧-VP
測定手段としては、図19に示したピ−クホ−ルド回路
を用いる代わりに、リップル電圧の正側電圧測定回路RV
+ の出力電圧をアナログ・ディジタル変換器によって順
次ディジタル値に変換すると共に、リップル電圧の負側
電圧測定回路RV- の出力電圧を同様に処理し、これらの
ディジタル変換値をコンピュ−タに導入し、所要の演算
処理を施して被測定電圧におけるピ−ク電圧+VP 対ピ−
ク電圧-VP を求めるようにしてもよい。
When a voltage to be measured in which the direct current component in the output voltage of the switching DC power supply is cut off is applied to the terminal T IN , the voltage V R + in the positive side voltage measurement circuit RV + of the ripple voltage
(FIG. 1) is measured, and the measured value is stored and held in the positive peak-hold circuit PH +. If the next measured value of the voltage V R + of the positive-side voltage measurement circuit RV + ripple voltage becomes larger than the previous reading, the positive-side peak - Kuho - holding value of hold circuit PH + is updated the next time measurements are retained It In the negative side voltage measuring circuit RV- of the ripple voltage and the negative side peak-hold circuit PH-, the measurement and storage of the voltage V R- (Fig. 1) are performed in the same manner as the positive side circuit. Pi - Kuho - the holding value of the hold circuit PH + and PH- is by subtraction processing is performed read to the subtraction circuit SUB, subtraction result, i.e., peak - click voltage + V P Taipi - click voltage -V P is Output from the terminal T OUT .
Peak in the measurement voltage - click voltage + V P Taipi - The measuring means of click voltage -V P, the indicated peak 19 - Kuho - instead of using the hold circuit, the ripple voltage positive side voltage measurement circuit RV
The + output voltage is sequentially converted to a digital value by an analog-digital converter, the output voltage of the ripple voltage negative side voltage measuring circuit RV- is processed in the same way, and these digital conversion values are introduced into the computer. , The peak voltage of the measured voltage + V P vs.
The voltage -V P may be obtained.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明装置は、スイッチング直流電源の
出力電圧に含まれるリップル電圧を、正確かつ迅速に、
良好な再現性で測定可能で、測定応答速度の特に速やか
な実施例においては、商用電源周波数またはその2倍の
周波数を基本波とする低周波リップル電圧成分を含む被
測定電圧のピ−ク対ピ−ク電圧の測定をも可能なもので
あるから、スイッチング直流電源の性能を正確に把握す
るための装置として極めて有効である。
The device of the present invention can accurately and quickly determine the ripple voltage contained in the output voltage of the switching DC power supply.
In an embodiment in which the measurement can be performed with good reproducibility and the measurement response speed is particularly fast, the peak pair of the measured voltage including the low frequency ripple voltage component whose fundamental wave is the commercial power frequency or twice the frequency thereof is used. Since it is possible to measure the peak voltage, it is extremely effective as a device for accurately grasping the performance of the switching DC power supply.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明測定装置の測定対象電圧の波形図であ
る。
FIG. 1 is a waveform diagram of a voltage to be measured by the measuring device of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明測定装置の作動説明のための波形図であ
る。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the measuring apparatus of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図7】本発明測定装置における要部構成の一例を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the main configuration of the measuring apparatus of the present invention.

【図8】本発明測定装置における要部構成の一例を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the main configuration of the measuring apparatus of the present invention.

【図9】本発明測定装置における要部構成の一例を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the main configuration of the measuring apparatus of the present invention.

【図10】本発明測定装置における要部構成の一例を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the main configuration of the measuring apparatus of the present invention.

【図11】本発明測定装置における要部構成の一例を示
す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the main configuration of the measuring apparatus of the present invention.

【図12】本発明測定装置における要部構成の一例を示
す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the main configuration of the measuring apparatus of the present invention.

【図13】本発明測定装置における要部構成の一例を示
す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of the main configuration of the measuring apparatus of the present invention.

【図14】本発明測定装置における要部構成の一例を示
す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of the main configuration of the measuring apparatus of the present invention.

【図15】本発明測定装置における要部構成の一例を示
す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an example of the main configuration of the measuring apparatus of the present invention.

【図16】本発明測定装置における要部構成の一例を示
す図である。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the main configuration of the measuring apparatus of the present invention.

【図17】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図18】本発明測定装置の測定対象電圧の波形図であ
る。
FIG. 18 is a waveform diagram of a voltage to be measured by the measuring device of the present invention.

【図19】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図20】従来の測定手段を説明するための波形図であ
る。
FIG. 20 is a waveform diagram for explaining conventional measuring means.

【図21】従来の測定手段を説明するための波形図であ
る。
FIG. 21 is a waveform diagram for explaining conventional measuring means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

TIN 入力端子 COM+ 電圧比較器 COM- 電圧比較器 R+ 積分抵抗 R- 積分抵抗 C+ 積分コンデンサ C- 積分コンデンサ INT+ 積分回路 INT- 積分回路 OPA+ 演算増幅器 OPA- 演算増幅器 BAT+ 可変直流電圧源 BAT- 可変直流電圧源 TO+ 出力端子 TO- 出力端子 SUB 減算回路 TOUT 出力端子 RV+ リップル電圧の正側電圧測定回路 RV- リップル電圧の負側電圧測定回路 MLT+ 乗算器 MLT- 乗算器 D+ ダイオ−ド D- ダイオ−ド OPA1+ 演算増幅器 OPA1- 演算増幅器 R1+ 帰還抵抗 R1- 帰還抵抗 BAT1+ 直流電圧源 BAT1- 直流電圧源 OPA2+ 演算増幅器 R2+ 積分抵抗 C1+ 積分コンデンサ R3+ 周波数特性補償用抵抗 C2+ 周波数特性補償用コンデンサ R4+ 入力抵抗 OPA3+ 演算増幅器 R5+ 抵抗 R6+ 抵抗 D1+ ダイオ−ド R2- 積分抵抗 R4- 入力抵抗 R3- 周波数特性補償用抵抗 C2- 周波数特性補償用コンデンサ C1- 積分コンデンサ OPA2- 演算増幅器 R7+ 電流制限抵抗 R7- 電流制限抵抗 BAT2+ 直流電圧源 BAT2- 直流電圧源 D2+ ダイオ−ド D2- ダイオ−ド PH+ ピ−クホ−ルド回路 PH- ピ−クホ−ルド回路T IN input terminal COM + voltage comparator COM - voltage comparator R + integrating resistance R - integrating resistance C + integrating capacitor C - integrating capacitor INT + integrating circuit INT - integrating circuit OPA + operational amplifier OPA - operational amplifier BAT + variable DC Voltage source BAT - Variable DC voltage source T O + Output terminal T O- Output terminal SUB Subtraction circuit T OUT Output terminal RV + Ripple voltage positive side voltage measurement circuit RV- Ripple voltage negative side voltage measurement circuit MLT + Multiplier MLT - Multiply Device D + Diode D - Diode OPA 1+ Operational amplifier OPA 1- Operational amplifier R 1+ Feedback resistor R 1- Feedback resistance BAT 1+ DC voltage source BAT 1- DC voltage source OPA 2+ Operational amplifier R 2 + Integration resistance C 1 + Integration capacitor R 3 + Frequency characteristic compensation resistance C 2 + Frequency characteristic compensation capacitor R 4 + Input resistance OPA 3 + Op Amp R 5 + Resistance R 6 + Resistance D 1 + Diode R 2 - integrating resistor R 4-input resistor R 3- frequency characteristic compensation resistor C 2-frequency characteristic compensation capacitor C 1-integrating capacitor OPA 2- Operational amplifier R 7 + Current limiting resistor R 7- Current limiting resistor BAT 2 + DC voltage source BAT 2- DC voltage source D 2 + Diode D 2- Diode PH + Peak hold circuit PH-P -Cold circuit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被測定電圧が、いずれか一方の入力端子に
加えられる第1の電圧比較器と、 前記第1の電圧比較器の出力電圧が加えられる第1の積
分回路と、 前記第1の積分回路の積分出力電圧および第1の可変直
流電圧源の出力電圧が差動的に加えられ、前記第1の電
圧比較器のいずれか一方の入力端子に加えられる被測定
電圧と同極性の演算出力電圧を、前記第1の電圧比較器
の他方の入力端子に加える第1の演算増幅器と、 前記被測定電圧が、いずれか一方の入力端子に加えられ
る第2の電圧比較器と、 前記第2の電圧比較器の出力電圧が加えられる第2の積
分回路と、 前記第2の積分回路の積分出力電圧および第2の可変直
流電圧源の出力電圧が差動的に加えられ、前記第2の電
圧比較器のいずれか一方の入力端子に加えられる被測定
電圧と同極性の演算出力電圧を、前記第2の電圧比較器
の他方の入力端子に加える第2の演算増幅器と、 前記第1および第2の演算増幅器の各演算出力電圧が加
えられる減算回路と、 前記減算回路の減算出力取り出し回路とを備えたことを
特徴とするリップル電圧測定装置。
1. A first voltage comparator to which a voltage to be measured is applied to one of the input terminals, a first integrating circuit to which an output voltage of the first voltage comparator is applied, and the first voltage comparator. The differential output voltage of the integrating circuit and the output voltage of the first variable DC voltage source are differentially applied and have the same polarity as the measured voltage applied to one of the input terminals of the first voltage comparator. A first operational amplifier that applies an operation output voltage to the other input terminal of the first voltage comparator; a second voltage comparator that applies the measured voltage to one of the input terminals; A second integrator circuit to which the output voltage of the second voltage comparator is applied, and an integrator output voltage of the second integrator circuit and an output voltage of the second variable DC voltage source are applied differentially, A voltage applied to one of the input terminals of the second voltage comparator. A second operational amplifier that applies an operational output voltage having the same polarity as the constant voltage to the other input terminal of the second voltage comparator, and a subtraction that adds the operational output voltages of the first and second operational amplifiers. A ripple voltage measuring device comprising a circuit and a subtraction output extraction circuit of the subtraction circuit.
【請求項2】被測定電圧が、いずれか一方の入力端子に
加えられる第1の電圧比較器と、 前記第1の電圧比較器の出力電圧が加えられる第1の積
分回路と、 前記第1の積分回路の積分出力電圧および第1の可変直
流電圧源の出力電圧が差動的に加えられる第1の演算増
幅器と、 前記第1の演算増幅器の演算出力電圧が加えられ、前記
第1の電圧比較器のいずれか一方の入力端子に加えられ
る被測定電圧と同極性の乗算出力電圧を、前記第1の電
圧比較器の他方の入力端子に加える第1の二乗乗算器
と、 前記被測定電圧が、いずれか一方の入力端子に加えられ
る第2の電圧比較器と、 前記第2の電圧比較器の出力電圧が加えられる第2の積
分回路と、 前記第2の積分回路の積分出力電圧および第2の可変直
流電圧源の出力電圧が差動的に加えられる第2の演算増
幅器と、 前記第2の演算増幅器の演算出力電圧が加えられ、前記
第2の電圧比較器のいずれか一方の入力端子に加えられ
る被測定電圧と同極性の乗算出力電圧を、前記第2の電
圧比較器の他方の入力端子に加える第2の二乗乗算器
と、 前記第1および第2の二乗乗算器の各乗算出力電圧が加
えられる減算回路と、 前記減算回路の減算出力取り出し回路とを備えたことを
特徴とするリップル電圧測定装置。
2. A first voltage comparator to which a voltage to be measured is applied to one of the input terminals, a first integration circuit to which an output voltage of the first voltage comparator is applied, and the first voltage comparator. A first operational amplifier to which the integrated output voltage of the integrator circuit and the output voltage of the first variable DC voltage source are differentially added; and the operational output voltage of the first operational amplifier is added to the first operational amplifier. A first square multiplier for applying to the other input terminal of the first voltage comparator a multiplication output voltage having the same polarity as the measured voltage applied to one of the input terminals of the voltage comparator; A second voltage comparator whose voltage is applied to one of the input terminals; a second integrating circuit to which the output voltage of the second voltage comparator is applied; and an integrated output voltage of the second integrating circuit And the output voltage of the second variable DC voltage source is applied differentially. An operational output voltage of the second operational amplifier, and a multiplied output voltage having the same polarity as the measured voltage applied to one of the input terminals of the second voltage comparator. A second square multiplier applied to the other input terminal of the second voltage comparator, a subtraction circuit to which the multiplication output voltages of the first and second square multipliers are added, and a subtraction of the subtraction circuit A ripple voltage measuring device comprising an output extracting circuit.
【請求項3】被測定電圧が、いずれか一方の入力端子に
加えられる第1の電圧比較器と、 前記第1の電圧比較器の出力電圧が加えられる第1の積
分回路と、 前記第1の積分回路の積分出力電圧および第1の可変直
流電圧源の出力電圧が差動的に加えられる第1の演算増
幅器と、 前記第1の演算増幅器の演算出力電圧が加えられる第1
の非直線素子と、 前記第1の非直線素子の出力電圧が加えられ、前記第1
の電圧比較器のいずれか一方の入力端子に加えられる被
測定電圧と同極性の出力電圧を、前記第1の電圧比較器
の他方の入力端子に加えると共に、前記第1の非直線素
子と共に非直線回路を形成する第1の非直線回路形成用
演算増幅器と、 前記被測定電圧が、いずれか一方の入力端子に加えられ
る第2の電圧比較器と、 前記第2の電圧比較器の出力電圧が加えられる第2の積
分回路と、 前記第2の積分回路の積分出力電圧および第2の可変直
流電圧源の出力電圧が差動的に加えられる第2の演算増
幅器と、 前記第2の演算増幅器の演算出力電圧が加えられる第2
の非直線素子と、 前記第2の非直線素子の出力電圧が加えられ、前記第2
の電圧比較器のいずれか一方の入力端子に加えられる被
測定電圧と同極性の出力電圧を、前記第2の電圧比較器
の他方の入力端子に加えると共に、前記第2の非直線素
子と共に非直線回路を形成する第2の非直線回路形成用
演算増幅器と、 前記第1および第2の非直線回路形成用演算増幅器の各
出力電圧が加えられる減算回路と、 前記減算回路の減算出力取り出し回路とを備えたことを
特徴とするリップル電圧測定装置。
3. A first voltage comparator to which a voltage to be measured is applied to one of the input terminals, a first integrating circuit to which an output voltage of the first voltage comparator is applied, and the first voltage comparator. A first operational amplifier to which the integrated output voltage of the integrator circuit and the output voltage of the first variable DC voltage source are differentially applied; and a first operational amplifier to which the operational output voltage of the first operational amplifier is applied.
The non-linear element of the first non-linear element and the output voltage of the first non-linear element
An output voltage having the same polarity as the voltage to be measured applied to one of the input terminals of the first voltage comparator is applied to the other input terminal of the first voltage comparator, A first non-linear circuit forming operational amplifier forming a linear circuit; a second voltage comparator to which the measured voltage is applied to one of the input terminals; and an output voltage of the second voltage comparator. A second integrator circuit to which is added, a second operational amplifier to which an integrated output voltage of the second integrator circuit and an output voltage of the second variable DC voltage source are differentially applied, and the second operation The second to which the operational output voltage of the amplifier is applied
The non-linear element of the second non-linear element and the output voltage of the second non-linear element
An output voltage having the same polarity as the measured voltage applied to one of the input terminals of the second voltage comparator is applied to the other input terminal of the second voltage comparator, A second non-linear circuit forming operational amplifier forming a linear circuit, a subtracting circuit to which respective output voltages of the first and second non-linear circuit forming operational amplifiers are added, and a subtraction output extracting circuit of the subtracting circuit And a ripple voltage measuring device.
【請求項4】第1および第2の非直線素子がダイオ−ド
より成る請求項3に記載のリップル電圧測定装置。
4. The ripple voltage measuring device according to claim 3, wherein the first and second non-linear elements are diodes.
【請求項5】第1および第2の非直線素子がトランジス
タより成る請求項3に記載のリップル電圧測定装置。
5. The ripple voltage measuring device according to claim 3, wherein the first and second nonlinear elements are transistors.
【請求項6】被測定電圧が、いずれか一方の入力端子に
加えられる第1の電圧比較器と、 前記第1の電圧比較器の出力電圧が加えられる第1の積
分回路と、 前記第1の積分回路の積分出力電圧および第1の可変直
流電圧源の出力電圧が差動的に加えられる第1の演算増
幅器と、 前記第1の演算増幅器の演算出力電圧が、第1の順方向
バイアス電圧源および第1の非直線素子の直列回路を介
して加えられ、前記第1の電圧比較器のいずれか一方の
入力端子に加えられる被測定電圧と同極性の出力電圧
を、前記第1の電圧比較器の他方の入力端子に加えると
共に、前記第1の非直線素子と共に非直線回路を形成す
る第1の非直線回路形成用演算増幅器と、 前記被測定電圧が、いずれか一方の入力端子に加えられ
る第2の電圧比較器と、 前記第2の電圧比較器の出力電圧が加えられる第2の積
分回路と、 前記第2の積分回路の積分出力電圧および第2の可変直
流電圧源の出力電圧が差動的に加えられる第2の演算増
幅器と、 前記第2の演算増幅器の演算出力電圧が、第2の順方向
バイアス電圧源および第2の非直線素子の直列回路を介
して加えられ、前記第2の電圧比較器のいずれか一方の
入力端子に加えられる被測定電圧と同極性の出力電圧
を、前記第2の電圧比較器の他方の入力端子に加えると
共に、前記第2の非直線素子と共に非直線回路を形成す
る第2の非直線回路形成用演算増幅器と、 前記第1および第2の非直線回路形成用演算増幅器の各
出力電圧が加えられる減算回路と、 前記減算回路の減算出力取り出し回路とを備えたことを
特徴とするリップル電圧測定装置。
6. A first voltage comparator to which a voltage to be measured is applied to one of the input terminals, a first integrating circuit to which an output voltage of the first voltage comparator is applied, and the first voltage comparator. A first operational amplifier to which the integrated output voltage of the integrator circuit and the output voltage of the first variable DC voltage source are differentially applied; and the operational output voltage of the first operational amplifier is a first forward bias. An output voltage having the same polarity as the measured voltage applied via the series circuit of the voltage source and the first non-linear element and applied to one of the input terminals of the first voltage comparator is set to the first voltage. A first non-linear circuit forming operational amplifier that forms a non-linear circuit together with the first non-linear element, in addition to the other input terminal of the voltage comparator; A second voltage comparator applied to the Second integrator circuit to which the output voltage of the voltage comparator is added, and a second operational amplifier to which the integrated output voltage of the second integrator circuit and the output voltage of the second variable DC voltage source are differentially applied. And an operational output voltage of the second operational amplifier is applied via a series circuit of a second forward bias voltage source and a second non-linear element, and one of the second voltage comparators is connected. An output voltage having the same polarity as the measured voltage applied to the input terminal is applied to the other input terminal of the second voltage comparator, and a second non-linear circuit that forms a non-linear circuit together with the second non-linear element is provided. A linear circuit forming operational amplifier, a subtracting circuit to which each output voltage of the first and second non-linear circuit forming operational amplifiers is added, and a subtraction output extracting circuit of the subtracting circuit. Ripple voltage measuring device.
【請求項7】第1および第2の非直線素子がダイオ−ド
より成る請求項6に記載のリップル電圧測定装置。
7. The ripple voltage measuring device according to claim 6, wherein the first and second non-linear elements are diodes.
【請求項8】第1および第2の非直線素子がトランジス
タより成る請求項6に記載のリップル電圧測定装置。
8. The ripple voltage measuring apparatus according to claim 6, wherein the first and second nonlinear elements are transistors.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172653A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Meidensha Corp Lifetime monitoring device of power supply device
CN106483348A (en) * 2016-12-19 2017-03-08 珠海格力电器股份有限公司 A kind of ripple detection circuit
JP2019164211A (en) * 2018-03-19 2019-09-26 株式会社リコー Power supply device

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