JPH07113654B2

JPH07113654B2 - 電子回路

Info

Publication number: JPH07113654B2
Application number: JP61193629A
Authority: JP
Inventors: 照雄戸鎖
Original assignee: 日立電子エンジニアリング株式会社
Priority date: 1986-08-19
Filing date: 1986-08-19
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPS6348478A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、消費電力の少ない回路部と、この回路部と
の間で信号を授受する消費電力の多い回路部とを有する
電子回路に関する。

さらに詳細には、この発明は、そのような電子回路にお
いて、消費電力の多い回路部のグラウンド電流による悪
影響を除去するための改良に関する。

［従来の技術］アナログIC用のテスタには、ICの電源端子のショート、
リークなどの検査を目的とした直流測定回路が設けられ
ている。

この直流測定回路においては、外部から入力されるデジ
タル信号がデジタル／アナログ変換器によって直流電圧
に変換され、その電圧が定電圧回路部に入力される。そ
の電圧に比例した一定電圧が、この定電圧回路部によっ
て負荷に印加され、その負荷の電流が電流電圧変換回路
部によって電圧に変換され、さらにアナログ／デジタル
変換器によってデジタル信号に変換されて外部へ送出さ
れる。

［解決しようとする問題点］従来、この直流測定回路においては、消費電力の大きな
回路部であるデジタル／アナログ変換器およびアナログ
／デジタル変換器の大きなグラウンド電流が、消費電力
の少ない回路部である定電圧回路部および電流電圧変換
回路部の基準グラウンドラインに流れ、それによりノイ
ズが発生したり、測定誤差が大きくなるなどの問題があ
った。

［発明の目的］したがって、この発明の目的は、前記直流測定回路のよ
うに、消費電力の大きな回路部と消費電力の少ない回路
部とを有する電子回路において、消費電力の多い回路部
のグラウンド電流の影響を除去することにある。

［問題点を解決するための手段］このような目的を達成するためのこの発明の電子回路の
特徴は、D/A変換回路およびA/D変換回路の第１のグラウ
ンドラインと、この第１のグラウンドラインに接続され
た負荷のグラウンド端子と、第１のグラウンドラインと
は物理的に分離された信号処理電子回路の第２のグラウ
ンドラインと、第１のグラウンドラインとグラウンド端
子との間の電位差を受けて第２のグラウンドラインの電
位をグラウンド端子の電位に追従させるバッファアンプ
と、D/A変換回路から信号処理電子回路への入力信号あ
るいは信号処理電子回路からA/D変換回路への出力信号
に対して前記の電位差分をキャンセルする回路とを有す
るものである。

［作用］ D/AおよびA/D変換部のグラウンドラインは、分布抵抗を
有し、かつ大きなグラウンド電流が流れるので、その電
位が変動し、また、その電位は場所によって違う。そし
て、両方のグラウンドラインの電気的結合は特定の位置
にて行われる関係上、両方のグラウンドラインの電位に
差が生じ、その電位差はグラウンド電流値によって変動
する。

この電位差は、信号処理電子回路の入力信号または出力
信号に重畳することになるから、その電位差分をキャン
セルしないと、D/AおよびA/D変換部のグラウンド電流に
よって信号の精度が低下したり、D/AおよびA/D変換部の
グラウンド電流が信号処理電子回路のグラウンドライン
に流入してノイズを発生するなどの問題が起こる。

前記のように、大きな電流が流れるD/AおよびA/D変換部
のグラウンドラインである第１のグラウンドラインと負
荷のグラウンド端子との間の電位差を受けて前記より小
さな電流が流れる信号処理電子回路のグラウンドライン
である第２のグラウンドラインの電位を負荷のグラウン
ド端子の電位に追従させるバッファアンプを設けている
ので、信号処理電子回路のグラウンドラインは、D/Aお
よびA/D変換部のグラウンドラインに流れる電流に影響
されることはなく、常に負荷のグラウンド端子の電位と
等しく、これに一致する。したがって、負荷に対する信
号処理電子回路のグラウンドレベルがほとんど変動しな
い。

また、信号処理のための入力信号あるいは出力信号に対
しては、前記の電位差分をキャンセルする回路を設けて
いるので、正確な処理結果が得られる。なお、できるだ
け、入力信号と出力信号の両者に対して前記の電位差分
をキャンセルする回路を設ける方がよいが、処理信号の
精度によっては、いずれか一方だけで十分である。

すなわち、この発明にあっては、グラウンドライン間の
電位差を検出し、信号処理電子回路の入力信号または出
力信号の電気電位差分をキャンセルするためD/AおよびA
/D変換部のグラウンド電流による信号処理電子回路の信
号の精度の低下を防止できる。

また、D/AおよびA/D変換部のグラウンド電流が信号処理
電子回路のグラウンドラインに流入しないので、そのグ
ラウンド電流によるノイズの発生を防止できる。

［実施例］以下、図面を参照し、この発明の一実施例について説明
する。

第１図は、この発明の一実施例を示す回路図である。な
お、この実施例に係る電子回路は、前記の直流測定回路
として用いられるものである。

10は外部から入力されるデジタル信号を直流電圧に変換
するためのデジタル／アナログ変換部であり、12は直流
電圧をデジタル信号に変換して外部へ送出するためのア
ナログ／デジタル変換器である。これらの変換器はいず
れも消費電力が大きな回路部であり、そのグラウンド端
子はグラウンドライン14に接続される。

16は消費電力の少ない回路部のためのクラウンドライン
であり、前記グラウンドライン14とは物理的に分離した
パターンによって実現されている。このグラウンドライ
ン16は、オプアンプ18の電圧フォロワ回路（バッファア
ンプ）を介して、他方のグラウンドライン14と電気的に
結合されている。

この実施例の電子回路は負荷20に流れる電流を測定する
ことを目的としているので、負荷20のグラウンド側端子
20aとグラウンドライン14との接続ライン22の電圧降下
による測定誤差を除去するために、オペアンプ18の入力
は端子20aに接続されるようになっている。

24は定電圧回路部、26は電流電圧変換回路部であり、い
ずれも前記各変換器10,12に比較して消費電力が少ない
回路部である。

さて、定電圧回路部24において、デジタル／アナログ変
換器10の出力電圧（定電圧回路部の入力信号）は、入力
段のオペアンプ30からなる負帰還増幅回路によって反転
増幅され、その増幅信号は次段のオペアンプ32の反転側
入力に抵抗44を介して印加される。

オペアンプ32の出力は電流検出抵抗38を介して負荷20の
他方の端子20bに結合される。この端子20bの電位は、オ
ペアンプ40の電圧フォロワ回路および抵抗42を介してオ
ペアンプ32の反転側入力に帰還される。

このオペアンプ32の回路のゲインは、抵抗42および抵抗
44の値によって決定されるので、負荷20の端子20bは、
オペアンプ30の出力電位に比例した一定の電位に維持さ
れる。そして、負荷20の端子20aとグラウンドライン16
は同電位であるから、負荷20は一定の電圧が印加され、
そのインピーダンスに逆比例した電流が流れる。

他方、電流電圧変換回路部26において、電流検出抵抗38
の両端の電位がオペアンプ48からなる帰還増幅回路に差
動入力され、このオペアンプ48の出力電圧は電流検出抵
抗38の電圧降下に比例する。なお、この帰還増幅回路の
ゲインは、抵抗50,52の値によって決まる。

オペアンプ48の出力電圧は、出力段のオペアンプ54から
なる帰還増幅回路によって反転増幅されたのち、アナロ
グ／デジタル変換器12の入力に印加されてデジタル信号
に変換され、外部へ送出される。

ここで、グラウンドライン14は分布抵抗を有し、各変換
器10,12の大きなグラウンド電流が流れるために、その
電位が変動し、また場所によって電位に差ができる。し
かも、グラウンドライン16はグラウンドライン14と特定
の場所で電気的に結合されているから、グラウンドライ
ン14,16の間に電位差が生じ、その電位差はグラウンド
ライン14に流れるグラウンド電流値により変動する。

したがって、格別の工夫をしなければ、この電位差が、
定電圧回路部24の入力電圧、および電流電圧変換回路部
26の出力電圧に重畳するように作用し、また、各変換器
10,12のグラウンド電流がグラウンドライン16に流入す
る。

しかし、この実施例にあっては、定電圧回路部24の入力
段オペアンプ30の非反転側入力は、グラウンドライン1
4,16に抵抗34,36を通じて結合されているため、この入
力段において、グラウンドライン14,16間の電位差分が
キャンセルされる。その結果、グラウンドライン間の電
位差、つまりグラウンドライン14のグラウンド電流によ
り負荷20の印加電圧が変動することがなくなり、測定精
度が向上する。

同様に、電流電圧変換回路部26の出力段オペアンプ54の
非反転側入力は、抵抗56,58を通じてグラウンドライン1
4,16と結合されているため、出力電圧つまりアナログ／
デジタル変換器12の入力電圧からグラウンドライン間電
位差分がキャンセルされ、測定精度が向上する。

また、各変換器10,12のグラウンド電流がグラウンドラ
イン16側に流入することがなくなり、そのグラウンド電
流によるノイズの発生を防止できる。また、グラウンド
ライン結合用のバッファアンプとしてのオペアンプ18
は、電流バッファが不要となる。

なお、抵抗34,36,56,58は10KΩないし数十ＫΩ、または
それ以上の値に選ばれるので、これらの抵抗を通じてグ
ラウンドライン16に流れる電流は極めて小さく、その影
響は無視できる。

以上、直流測定回路の実施例に関して説明したが、この
発明はそれだけに限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲内で様々に変形して実施し得るものであ
る。

また、この発明は、前記直流測定回路以外の電子回路に
関しても、同様に適用し得る。

［発明の効果］この発明にあっては、大きな電流が流れるD/AおよびA/D
変換部のグラウンドラインである第１のグラウンドライ
ンと負荷のグラウンド端子との間の電位差を受けて前記
より小さな電流が流れる信号処理回路のグラウンドライ
ンである第２のグラウンドラインの電位を負荷のグラウ
ンド端子の電位に追従させるバッファアンプを設けてい
るので、信号処理電子回路のグラウンドラインは、D/A
およびA/D変換部のグラウンドラインに流れる電流に影
響されることはなく、常に負荷のグラウンド端子の電位
と等しく、これに一致する。したがって、負荷に対する
信号処理電子回路のグラウンドレベルがほとんど変動し
ない。

また、信号処理のための入力信号あるいは出力信号に対
しては、前記の電位差分をキャンセルする回路を設けて
いるので、正確な処理結果が得られる。

その結果、信号処理電子回路に比べて大きな電流が流れ
るD/AおよびA/D変換部の悪影響を受けない処理結果が得
られ、特に、直流計測回路などに好適な回路を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す回路図である。 10……デジタル／アナログ変換器、12……アナログ／デ
ジタル変換器、14……グラウンドライン、16……グラウ
ンドライン、18……グラウンドライン結合用オペアン
プ、20……負荷、24……定電圧回路部、26……電流電圧
変換回路部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】D/A変換回路と、このD/A変換回路を介して
外部から制御信号を受けて制御信号に応じた処理を負荷
に加え、前記負荷から所定の信号を得る信号処理電子回
路と、この信号処理電子回路の出力をA/D変換して外部
へと送出するA/D変換回路とを有していて前記信号処理
電子回路の消費電力が前記D/A変換回路およびA/D変換回
路の消費電力の和よりも小さい電子回路において、前記D/A変換回路およびA/D変換回路の第１のグラウンド
ラインと、この第１のグラウンドラインに接続された前
記負荷のグラウンド端子と、前記第１のグラウンドライ
ンとは物理的に分離された前記信号処理電子回路の第２
のグラウンドラインと、入力側に前記グラウンド端子の
電位を受け出力側が前記第２のグラウンドラインに接続
され前記第２のグラウンドラインの電位を前記グラウン
ド端子の電位に追従させるバッファアンプと、前記第１
のグラウンドラインと第２のグラウンドラインとの間に
設けられこれら第１、第２のグラウンドラインの電位差
に応じて電圧信号を発生し、前記電位差の影響をキャン
セルするために入力信号を受ける回路あるいは出力信号
を受ける回路に前記電圧信号を送出する回路とを有する
電気回路。
【請求項２】前記信号処理電子回路は、前記D/A変換回
路を介して外部から制御信号を受けて制御信号に応じた
直流電流信号あるいは直流電圧信号を前記負荷に加え、
前記負荷から計測信号として得られる直流電圧信号ある
いは直流電流信号あるいはこれらに比例する信号を計測
値として前記A/D変換回路へ出力する計測回路である特
許請求の範囲第１項記載の電子回路。