JPH0720967Y2 - Ground isolation circuit - Google Patents

Ground isolation circuit

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JPH0720967Y2
JPH0720967Y2 JP2559391U JP2559391U JPH0720967Y2 JP H0720967 Y2 JPH0720967 Y2 JP H0720967Y2 JP 2559391 U JP2559391 U JP 2559391U JP 2559391 U JP2559391 U JP 2559391U JP H0720967 Y2 JPH0720967 Y2 JP H0720967Y2
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voltage
differential amplifier
ground
output
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博司 上野
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】考案は入力信号に対して電源の接
地レベルの低周波成分の変動を出力側へ出力することを
防止するグランドアイソレーション回路に関する。本発
明では特に、高ダイナミックレンジの確保、歪率特性を
良好に維持しつつ電源立上げ時の出力信号の安定時間を
短縮することを目的とする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ground isolation circuit that prevents a low-frequency component of the ground level of a power supply from changing to an output side in response to an input signal. It is an object of the present invention, in particular, to secure a high dynamic range and maintain good distortion characteristics while shortening the stabilization time of an output signal at power-on.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は従来のグランドアイソレーション
回路を示す図である。本図(A)はPNP形トランジス
タを利用したグランドアイソレーション回路を示す。本
図の構成を説明する。本図は電源と入力接地(GND) 端子
間に接続されるコンデンサ100と、その一方が入力信号
を受けるコンデンサ101 と、その一方が該コンデンサ10
1 の他方と、その他方が電源に接続される抵抗102 と、
その一方が抵抗102 の他方にかつその他方が入力接地端
子に接続される抵抗103 と、そのベースが、抵抗102 お
よび103 の間に接続されるPNP形トランジスタ105
と、その一方が電源に接続されかつ、PNP形トランジ
スタ105 のエミッタに接続される抵抗106 と、その一方
がPNP形トランジスタ105 のコレクタに接続される抵
抗107 と、そのベースがPNP形トランジスタ105 のコ
レクタに接続されかつそのコレクタが電源に接続される
NPN形トランジスタ108 と、その一方がNPN形トラ
ンジスタ108 のエミッタに接続され、その他方が抵抗10
7 の他方に接続されかつ出力接地(GND) 端子に接続され
る抵抗109 と、その一方がNPN形トランジスタ108 の
エミッタに接続されかつその他方が出力端子に接続され
るコンデンサ110 を含む。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram showing a conventional ground isolation circuit. This figure (A) shows a ground isolation circuit using a PNP transistor. The configuration of this figure will be described. This figure shows a capacitor 100 connected between the power supply and the input ground (GND) terminal, a capacitor 101 for receiving one of the input signals, and a capacitor 100 for receiving the input signal.
The other of 1 and a resistor 102, the other of which is connected to the power supply,
A resistor 103, one of which is connected to the other of the resistors 102 and the other of which is connected to the input ground terminal, and a PNP transistor 105 whose base is connected between the resistors 102 and 103.
A resistor 106, one of which is connected to the power supply and connected to the emitter of the PNP transistor 105, one of which is connected to the collector of the PNP transistor 105, and the base of which is connected to the PNP transistor 105. An NPN transistor 108 connected to the collector and having its collector connected to the power supply, and one of which is connected to the emitter of the NPN transistor 108 and the other of which is connected to the resistor 10
A resistor 109 connected to the other of 7 and to the output ground (GND) terminal, and a capacitor 110 having one connected to the emitter of the NPN transistor 108 and the other connected to the output terminal.

【0003】このPNP形トランジスタのグランドアイ
ソレーション回路の動作では、電源立上げ後出力信号が
安定するまでの時間が短い利点を有するが、2段目のN
PN形トランジスタ108 のバイアス電圧を自由に設定で
きずダイナミックレンジが低くなり信号レベルを大きく
とれないという欠点を有しさらに帰還がとれず、トラン
ジスタの特性に依存せざるをえず歪率特性を改善できな
いという欠点を有していた。
The operation of the ground isolation circuit of the PNP transistor has the advantage that the time until the output signal stabilizes after the power is turned on is short.
The bias voltage of the PN transistor 108 cannot be freely set, the dynamic range is low, and the signal level cannot be increased. Further, feedback cannot be obtained, and the distortion factor characteristic must be improved without depending on the transistor characteristic. It had the drawback of not being able to.

【0004】本図(B)は差動増幅器を利用したグラン
ドアイソレーション回路を示す図であり、本図(A)の
欠点を改良したものである。本図(B)の構成には、電
源および入力接地間にそれぞれ接続され、電源が供給さ
れて、出力が反転入力端子に帰還接続されるバッファア
ンプ120 と、差動アンプ121 と、その一方が入力に接続
され、その他方がバッファアンプ120 の非反転入力端子
に接続されるコンデンサ122 と、その一方がバッファア
ンプ1の出力に接続されかつその他方が差動アンプ121
の反転入力端子に接続される抵抗123と、その一方が差
動アンプ121 の反転入力端子に接続されかつその他方が
差動アンプ121 の出力に接続される抵抗124 と、その一
方が差動アンプ121 の非反転入力端子に接続される抵抗
125 と、その一方が電源に接続され、その他方が抵抗12
5 の他方に接続される抵抗126 と、そのアノードが入力
接地に接続されかつそのカソードが抵抗126 の他方に接
続される定電圧ダイオード127 と、その一方がバッファ
アンプ120 の非反転入力端子に接続されかつその他方が
抵抗126 および定電圧ダイオードとの間に接続される抵
抗128 と、その一方が抵抗128 の他方に接続されかつそ
の他方が入力接地に接続されるコンデンサ129 と、その
一方が電源に接続され、かつその他方が入力接地に接続
されるコンデンサ130 と、その一方が差動アンプ121 の
非反転入力端子に接続される抵抗131 と、その一方が差
動アンプ121 の出力に接続されかつその他方が出力とな
るコンデンサ132 と、その一方が抵抗131 の他方に接続
されかつその他方が出力接地(GND) になるコンデンサ13
3 とが含まれる。ここで抵抗123 ,124 ,125 および13
1 の抵抗をそれぞれR1 ,R2 ,R3 およびR4 とすれ
ば、R1 =R2 =R3 =R4 とする。このように抵抗12
6 および定電圧ダイオード127 によって、バッファアン
プ120 および差動アンプ121 に対してバイアス回路を構
成し、さらに抵抗124 によって差動アンプ121 に帰還さ
せているので本図()の構成と比較し歪率が改善され
る。
FIG. 1B is a diagram showing a ground isolation circuit using a differential amplifier, which is a modification of the defect of FIG. 1A. In the configuration of this figure (B), a buffer amplifier 120 and a differential amplifier 121, which are respectively connected between a power supply and an input ground, are supplied with power and whose output is feedback-connected to an inverting input terminal, and one of which is A capacitor 122, which is connected to the input and the other of which is connected to the non-inverting input terminal of the buffer amplifier 120, and one of which is connected to the output of the buffer amplifier 1 and which is the other of
Of the differential amplifier 121, one of which is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier 121 and the other of which is connected to the output of the differential amplifier 121. A resistor connected to the non-inverting input terminal of the 121
125, one of which is connected to the power supply and the other of which is a resistor 12
5, a resistor 126 connected to the other side, a voltage regulator diode 127 whose anode is connected to the input ground and whose cathode is connected to the other side of the resistor 126, and one of which is connected to the non-inverting input terminal of the buffer amplifier 120. Resistor 128 connected between resistor 126 and the zener diode, and capacitor 129 connected to the other of resistor 128 and the other to input ground And a resistor 130 connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 121 and one connected to the output of the differential amplifier 121. And the other one is the output 132 and the other one is connected to the other of the resistor 131 and the other one is the output ground (GND)
3 and are included. Here the resistors 123, 124, 125 and 13
If the resistances of 1 are R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , respectively, then R 1 = R 2 = R 3 = R 4 . Thus resistance 12
6 and the constant voltage diode 127 form a bias circuit for the buffer amplifier 120 and the differential amplifier 121, and the resistor 124 feeds the feedback circuit back to the differential amplifier 121. Therefore, distortion is compared with the configuration of this figure ( A ). The rate is improved.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】しかしながら従来の差
動増幅器を用いたグランドアイソレーション回路では上
記に説明したようにダイナミックレンジが高くとれ、さ
らに歪改善を図ることができるが電源立上げ後出力信号
が安定するまでの時間が非常に長くかかるという問題が
あった。特にCD(Compact Disk)、DAT(Digital Aud
io Tape)等のディジタルソースに対応するためには、高
ダイナミックレンジ、歪率特性良好のみならず電源立上
後信号出力が安定する時間が短い(2〜3秒に収まる)
ことが要請される。
However, as described above, the ground isolation circuit using the conventional differential amplifier has a high dynamic range and can further improve distortion. There was a problem that it took a very long time to stabilize. Especially CD (Compact Disk), DAT (Digital Aud)
In order to support digital sources such as io Tape), not only a high dynamic range and good distortion characteristics but also the time for the signal output to stabilize after the power is turned on is short (within 2 to 3 seconds).
Is required.

【0006】次に電源立上後出力信号が安定するまでの
動作を説明する図6(B)ではR1 =R2 =R3 =R4
であるから可聴周波数帯域内において1/jwC3 ??
4 ,ZD1/(1+jwC4 ZD1)??R3(ZD1:定電圧ダイ
オード127の内部インピーダンス)、バッファアンプ120
の出力インピーダンス??R1 としてグランドアイソレ
ーションの必要条件が形成される。
Next, in FIG. 6B for explaining the operation until the output signal stabilizes after the power is turned on, R 1 = R 2 = R 3 = R 4
Therefore, 1 / jwC 3 ?? in the audible frequency band
R 4 , Z D1 / (1 + jwC 4 Z D1 ) ?? R 3 (Z D1 : internal impedance of constant voltage diode 127), buffer amplifier 120
Requirements ground isolation is formed as the output impedance ?? R 1.

【0007】次に電源がOFFからONに変化したとき
の出力変化を図7を用いて説明する。図7は図6(B)
の差動増幅器を利用したグランドアイソレーション回路
の動作を説明するためのタイムチャートである。本図
(a)はコンデンサ129 の両端電圧波形VB1を示し、抵
抗126 および定電圧ダイオード127 で形成され、バッフ
ァアンプ120 および差動アンプ121 の非反転端子におい
てそれぞれのバイアス電圧になる。なお、電圧Vccは電
源および入力接地間の供給電圧を示す。
Next, the change in output when the power is changed from OFF to ON will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows FIG. 6 (B).
3 is a time chart for explaining the operation of the ground isolation circuit using the differential amplifier of FIG. This figure (a) shows the voltage waveform V B1 across the capacitor 129, which is formed by the resistor 126 and the constant voltage diode 127, and becomes the respective bias voltages at the non-inverting terminals of the buffer amplifier 120 and the differential amplifier 121. The voltage V cc represents the supply voltage between the power supply and the input ground.

【0008】本図(b)は差動アンプ121 の非反転端子
および入力接地間の電圧波形Vf を示す。本図(c)は
差動アンプ121 の反転端子に入力する電圧波形であって
抵抗123の一方と入力接地間の電圧を示す。本図(d)
は差動アンプ121 つき入力接地に対する出力電波形V0
を示す。
FIG. 1B shows a voltage waveform V f between the non-inverting terminal of the differential amplifier 121 and the input ground. This figure (c) is a voltage waveform input to the inverting terminal of the differential amplifier 121 and shows the voltage between one of the resistors 123 and the input ground. This figure (d)
Is the output voltage waveform V 0 with respect to the input ground with the differential amplifier 121.
Indicates.

【0009】本図(e)はコンデンサ132 および133 の
出力側間の電圧波形e0 を示す。一般にコンデンサ133
の容量C3 は大きいことが必要である。これに対しZD1
の値は小さく、コンデンサ129 の容量C4 は比較的小容
量のものでよい。そのため、電源が即立上がると図7
(a)に示すようにバイアス電源VB1は比較的早く立上
がる。しかし、コンデンサ133 の容量C3 が大きいた
め、コンデンサ133 の充電に要するが長いことから(時
定数C3(R3 +R4 +R5 ))差動アンプ121 の非反転端
子の電圧が一定になるまで本図(b)に示すように長時
間td1 を要す。
FIG. 3E shows the voltage waveform e 0 between the output sides of the capacitors 132 and 133. Generally a capacitor 133
It is necessary that the capacity C 3 of C is large. On the other hand, Z D1
Is small, and the capacitance C 4 of the capacitor 129 may be relatively small. Therefore, if the power is immediately turned on,
As shown in (a), the bias power supply V B1 rises relatively quickly. However, since the capacitance C 3 of the capacitor 133 is large, it takes a long time to charge the capacitor 133 (time constant C 3 (R 3 + R 4 + R 5 )), and the voltage of the non-inverting terminal of the differential amplifier 121 becomes constant. Up to td 1 is required for a long time as shown in FIG.

【0010】これに対し、差動アンプ121 の出力が本図
(d),(e)に示すように変動し、出力e0 が安定す
るまで(e0 が0に落ちつくまで)に要する時間が長く
なるしたがって本考案は、上記問題点に鑑みて、高ダイ
ナミック、歪特性良好を維持しつつ電源立上げ時の不安
定時間を短縮するためのグランドアイソレーション回路
を提供することを目的とする。
On the other hand, the time required for the output of the differential amplifier 121 to fluctuate as shown in FIGS. 7 (d) and 7 (e) and for the output e 0 to stabilize (until e 0 settles at 0). Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a ground isolation circuit for shortening the unstable time at power-on while maintaining high dynamic and good distortion characteristics.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】第1図は本考案の原理構
成を示す図である。本考案は前記問題点を解決するため
に、グランドアイソレーション回路に第2のバイアス回
路4を有する。第2のバイアス回路4は電源と高インピ
ーダンスで接続され、第1のバイアス回路2との間にコ
ンデンサ3を挟んで接続して、該第1のバイアス回路2
の入力バイアス電圧とほぼ同一のバイアス電圧を前記コ
ンデンサ3へ供給する。
FIG. 1 is a diagram showing the principle configuration of the present invention. In order to solve the above problems, the present invention has a second bias circuit 4 in the ground isolation circuit. Second bias circuit 4 is connected with a power source and a high impedance, connected across the capacitor 3 between the first bias circuit 2, the first bias circuit 2
The same bias voltage as that of the input bias voltage is supplied to the capacitor 3.

【0012】[0012]

【作用】第1図において、本考案のグランドアイソレー
ション回路によれば電源と入力接地間に接続される第1
のバイアス回路2によって該差動増幅回路1の入力バイ
アス電圧が形成され、コンデンサ3によって該第1のバ
イアス回路2の直流電圧が遮断され、源と高インピー
ダンスで接続され、第1のバイアス回路2との間に前記
コンデンサ3を挟んで接続される第2のバイアス回路4
によって、該第1のバイアス回路2の入力バイアス電圧
とほぼ同一のバイアス電圧をコンデンサ3へ供給するよ
うにしたので電源立上げ時にコンデンサ3の充電を減少
させることができ、差動増幅回路1の出力および出力接
地間の電圧変動、出力接地の電圧変動の期間が短縮され
うる。
[Action] In Figure 1, first is connected between the input ground According if power and ground isolation circuit of the present invention 1
Is the bias circuit 2 is input bias voltage of the differential amplifier circuit 1 formed, DC voltage of the bias circuit 2 of the first is blocked by the capacitor 3 is connected with power supply and high impedance, the first bias circuit A second bias circuit 4 connected between the capacitor 2 and
As a result, the bias voltage which is substantially the same as the input bias voltage of the first bias circuit 2 is supplied to the capacitor 3, so that the charging of the capacitor 3 can be reduced when the power is turned on. The period of voltage fluctuation between the output and the output ground and the voltage fluctuation of the output ground can be shortened.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本考案の実施例について図面を参照し
て説明する。図2は本考案の第1の実施例に係るグラン
ドアイソレーション回路を示す図である。第1の実施例
に係るグランドアイソレーションの構成を説明する。本
図(A)の構成は電源および入力接地(GND) 間に接続端
EおよびFで接続されるように設けられ、接続端Aで入
力に接続される差動増幅回路1と、電源および入力接地
(GND) 間に設けられて差動増幅回路1の接続端Bに出力
される第1のバイアス回路2と、その一方が差動増幅回
路1の接続端Dに接続されるコンデンサ3と、コンデン
サ3の他方に接続され、電源および出力接地(GND) 間に
接続される第2のバイアス回路4とを含む。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a ground isolation circuit according to the first embodiment of the present invention. The structure of the ground isolation according to the first embodiment will be described. The configuration of this figure (A) is provided so as to be connected between the power supply and the input ground (GND) at the connection ends E and F, and the differential amplifier circuit 1 connected to the input at the connection end A, the power supply and the input. ground
A first bias circuit 2 which is provided between (GND) and is output to the connection end B of the differential amplification circuit 1, a capacitor 3 of which one is connected to the connection end D of the differential amplification circuit 1, and a capacitor A second bias circuit 4 which is connected to the other of 3 and connected between the power supply and the output ground (GND).

【0014】前記差動増幅回路1は接続端EおよびFか
ら電力を供給され、接続端Cを介して出力する差動アン
プ10と、その一方が接続端Aに接続されかつその他方が
差動アンプ10の反転入力端子に接続される抵抗11と、差
動アンプ10の出力および反転入力端子間に接続される抵
抗12と、接続端子Bと差動アンプ10の非反転端子間に接
続される抵抗13と、接続端Dおよび差動アンプ10の非反
転端子間に接続される抵抗14とを含む。
The differential amplifier circuit 1 is supplied with electric power from the connection terminals E and F, and outputs a differential amplifier 10 via the connection terminal C. One of the differential amplifiers 10 is connected to the connection terminal A and the other is differential. A resistor 11 connected to the inverting input terminal of the amplifier 10, a resistor 12 connected between the output of the differential amplifier 10 and the inverting input terminal, and a connection between the connection terminal B and the non-inverting terminal of the differential amplifier 10. It includes a resistor 13 and a resistor 14 connected between the connection terminal D and the non-inverting terminal of the differential amplifier 10.

【0015】第1のバイアス回路2は電源および入力接
地間に直列接続される抵抗21および22と、その一方が抵
抗21および22間に接続されかつその他方が接続端Bに接
続される抵抗23とを含む。第2のバイアス4は電源およ
び出力接地間に直列接続される抵抗41および42と、その
一方が抵抗41および42間に接続されかつその他方がコン
デンサC13の他方に接続される抵抗43とを含む。
The first bias circuit 2 has resistors 21 and 22 connected in series between a power supply and an input ground, and a resistor 23 having one of them connected between the resistors 21 and 22 and the other connected to a connection terminal B. Including and The second bias 4 includes resistors 41 and 42 connected in series between the power supply and the output ground, and a resistor 43, one of which is connected between the resistors 41 and 42 and the other of which is connected to the other of the capacitors C 13. Including.

【0016】本図(B)は本図(A)に対しての変形で
ある差動増幅回路1−1を示す。この回路1−1では差
動アンプ10−1は上記差動アンプ10の反転および非反転
入力端子を入れ換え、抵抗12の他方の接続を接続端Cか
らDへ入れ換え、さらに抵抗14の他方の接続を接続端D
からCへ入れ換えたものであり、差動増幅回路10とは実
質的に同一の構成である。
FIG. 3B shows a differential amplifier circuit 1-1 which is a modification of this FIG. In this circuit 1-1, the differential amplifier 10-1 swaps the inverting and non-inverting input terminals of the differential amplifier 10, switches the other connection of the resistor 12 from the connection terminal C to D, and further connects the other end of the resistor 14. Connection end D
To C, and has substantially the same configuration as the differential amplifier circuit 10.

【0017】ここで抵抗11,12,13および14の抵抗値を
それぞれR11,R12,R13およびR14とするとR11/R
12=R13/R14であることを要する。また、抵抗21,2
2,23,41,42および43の抵抗をRB21,RB21,RB23,RB4
1,RB42およびRB43とすると、RB21+RB23??R13,RB41
+RB43??R14,RB41??RB42,RB42??ZPであることを要
す。ZPは電源インピーダンスである。また差動増幅回
路1の端子Eは正電源用、端子Fは負電源用端子であ
る。なお、コンデンサ3の容量C3 は通常 100〜220μ
Fである。
If the resistance values of the resistors 11, 12, 13 and 14 are R11, R12, R13 and R14, respectively, then R11 / R
It is necessary that 12 = R13 / R14. Also, resistors 21, 2
RB21, RB21, RB23, RB4 resistance of 2, 23, 41, 42 and 43
1, RB42 and RB43, RB21 + RB23 ?? R13, RB41
+ RB43 ?? R14, RB41 ?? RB42, RB42 ?? ZP are required. ZP is a power source impedance. The terminal E of the differential amplifier circuit 1 is a positive power supply terminal, and the terminal F is a negative power supply terminal. The capacity C 3 of the capacitor 3 is usually 100 to 220 μm.
It is F.

【0018】次に本実施例の動作を説明する。図3は図
2の動作を説明するためのタイムチャートである。本図
(a)は電源電圧波形Vccおよび第1のバイアス電圧波
形VB1を示し、本図(b)は第2のバイアス電圧波形V
B2を示し、本図(c)は差動アンプ10の非反転端子の電
圧波形Vf を示し、本図(d)は差動アンプ10の反転端
子への入力電圧Vinを示し、本図(e)は差動アンプ10
の出力端子の電圧波形V0 を示し、本図(f)は差動ア
ンプ10の出力および出力接地間の交流成分のみの電圧波
形e0 を示す。
Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of FIG. The figure (a) shows the power supply voltage waveform V cc and the first bias voltage waveform V B1 , and the figure (b) shows the second bias voltage waveform V
B2 shows the voltage waveform V f of the non-inverting terminal of the differential amplifier 10, FIG. 7C shows the input voltage V in to the inverting terminal of the differential amplifier 10, and FIG. (E) is a differential amplifier 10
Shows the voltage waveform V 0 of the output terminal, and FIG. 6 (f) shows the voltage waveform e 0 of only the AC component between the output of the differential amplifier 10 and the output ground.

【0019】本実施例の特徴は図6(B)に示す従来回
路と比較してコンデンサ3の出力接地側端子に第2のバ
イアス回路4を設けたことである。図3(a)の第1の
バイアス電圧VB1に対して図3(b)の第2のバイアス
電圧VB2が生じるのでコンデンサ3への充電が従来程必
要なくなるので差動アンプ10の非反転端子の電圧波形V
f が図3(C)に示すように立上りが早くなる。よって
本図(d)の差動アンプの入力電圧波形Vinに対して本
図(e)、差動アンプ10の出力端子電圧波形V0 、本図
(f)の出力端子間の交流成分のみの電圧波形e0 はそ
の変動時間が著しく短くなる。
The feature of this embodiment is that the second bias circuit 4 is provided at the output ground side terminal of the capacitor 3 as compared with the conventional circuit shown in FIG. 6B. Since the second bias voltage V B2 shown in FIG. 3B is generated with respect to the first bias voltage V B1 shown in FIG. Terminal voltage waveform V
The f rises faster as shown in FIG. Therefore, with respect to the input voltage waveform V in of the differential amplifier of this figure (d), only the AC component between the output terminal voltage waveform V 0 of this figure (e) and the differential amplifier 10, the output terminal of this figure (f) is shown. The fluctuation time of the voltage waveform e 0 is extremely short.

【0020】第2のバイアス回路4の内部インピーダン
スではRB41+RB43??R14の関係があるので、これによる
入力接地端子と出力接地端子間に流れる車両雑音信号の
電圧降下が無視できる。さらにRB42??ZPであるので該信
号が電源側へ流出するのを防止している。また、第1お
よび第2のバイアス回路のバイアス電圧VB1およびVB2
をほぼ等しくし、コンデンサ13の充電を少なくし、差動
アンプ10の非反転端子の電圧波形Vf の立上りを急峻に
する。
Since the internal impedance of the second bias circuit 4 has a relation of RB41 + RB43 ?? R14, the voltage drop of the vehicle noise signal flowing between the input ground terminal and the output ground terminal due to this can be ignored. Furthermore, since it is RB42? ZP, this signal is prevented from flowing out to the power supply side. In addition, the bias voltages V B1 and V B2 of the first and second bias circuits
Are made substantially equal to each other, the charging of the capacitor 13 is reduced, and the rise of the voltage waveform V f at the non-inverting terminal of the differential amplifier 10 is made steep.

【0021】差動増幅回路1を構成する抵抗の関係はR
11/R12=R13/R14であるが第1のバイアス回路2の
内部インピーダンスにつきRB21+RB23??R13として前記
関係を維持する。差動増幅回路1の端子Dから出る直流
電圧と、第2のバイアス回路4のバイアス電圧の直流電
圧がコンデンサ13によってカットされる。なお、第1の
バイアス回路2、第2のバイアス回路4、差動増幅回路
構成は前記のものに限定されない。更に抵抗11,12,1
3、および14については必ずも抵抗器である必要はな
い。また単体の素子で構成しなくてもよい。さらに第1
のバイアス回路2および第2のバイアス回路4のバイア
ス電圧値も特に規定せず、オフセット等が問題にならな
ければコンデンサ13を省略してもよい。
The relation of resistances constituting the differential amplifier circuit 1 is R
Although 11 / R12 = R13 / R14, the above relationship is maintained as RB21 + RB23 ?? R13 for the internal impedance of the first bias circuit 2. The DC voltage output from the terminal D of the differential amplifier circuit 1 and the DC voltage of the bias voltage of the second bias circuit 4 are cut by the capacitor 13. The configurations of the first bias circuit 2, the second bias circuit 4, and the differential amplifier circuit are not limited to those described above. Further resistors 11, 12, 1
It is not always necessary for 3 and 14 to be resistors. Further, it does not have to be composed of a single element. Furthermore the first
The bias voltage values of the bias circuit 2 and the second bias circuit 4 are not particularly specified, and the capacitor 13 may be omitted if the offset or the like does not matter.

【0022】図4は本考案の第2の実施例に係るグラン
ドアイソレーション回路を示す図である。本図の構成が
図6(B)のものと異なるのは第2のバイアス回路4−
1である。第2のバイアス回路4−2はその一方がコン
デンサ13の出力側に接続されかつその他方が出力接地端
子に接続されるコンデンサ44と、その一方が電源に接続
されその他方がコンデンサ13の出力側に接続される抵抗
47と、コンデンサ44に並列に接続される定電圧ダイオー
ド46とを含む。
FIG. 4 is a diagram showing a ground isolation circuit according to the second embodiment of the present invention. The configuration of this figure differs from that of FIG. 6B in that the second bias circuit 4-
It is 1. The second bias circuit 4-2 has a capacitor 44, one of which is connected to the output side of the capacitor 13 and the other of which is connected to the output ground terminal, and a second bias circuit 4-2, one of which is connected to the power supply and the other of which is the output side of the capacitor 13. Resistor connected to
47 and a constant voltage diode 46 connected in parallel with the capacitor 44.

【0023】本図の抵抗11,12,13および14の抵抗値を
それぞれR11,R12,R13およびR14とするとR11=R
12=R13=R14とし、可聴周波数帯域内においてZD1
(1+jwC4 ZD1)?? R13,1/jwC13+ZD2/(1+jw
C6 ZD2)??R14(ZD1;定電圧ダイオード127 の内部イ
ンピーダンス、ZD2:定電圧ダイオード46の内部インピ
ーダンス、C6 ;コンデンサ44の容量)、バッファアン
プ1の出力インピーダンス??R11とすれば図4の構成は
グランドアイソレーションとして働く必要条件をもつ。
R11 = R, where R11, R12, R13 and R14 are the resistance values of the resistors 11, 12, 13 and 14 in the figure, respectively.
12 = R13 = R14 and Z D1 / in the audible frequency band
(1 + jwC 4 Z D1 ) ?? R13, 1 / jwC 13 + Z D2 / (1 + jw
C 6 Z D2 )? R14 (Z D1 ; internal impedance of constant voltage diode 127, Z D2 : internal impedance of constant voltage diode 46, C 6 ; capacity of capacitor 44), output impedance of buffer amplifier 1? R11. If so, the configuration of FIG. 4 has the necessary condition to act as ground isolation.

【0024】本回路の動作も図3に示する特性を有す
る。本回路の特徴を説明すると、一般にZD1の値は小さ
く、コンデンサ129 の容量C4 は比較的小容量でよい。
D2の値は小さいが、容量C6 のコンデンサ44はC13
コンデンサ3とは直列に接続されているため、C6 およ
びC3 の容量が比較的大きいものが必要である。通常V
B1とVB2の値を等しくすることは困難なため、図4のよ
うにコンデンサ13を入れて差動アンプ10の出力にオフセ
ットが出るのを防いでいる。
The operation of this circuit also has the characteristics shown in FIG. To explain the features of this circuit, the value of Z D1 is generally small, and the capacity C 4 of the capacitor 129 may be relatively small.
Although the value of Z D2 is small, the capacitor C 6 having a capacitance of C 6 is connected in series with the capacitor 3 having a capacitance of C 13 , so that a capacitor having a relatively large capacitance of C 6 and C 3 is required. Normal V
Since it is difficult to equalize the values of B1 and V B2 , a capacitor 13 is inserted as shown in FIG. 4 to prevent the output of the differential amplifier 10 from being offset.

【0025】この状態で電源が立上ると、バイアス電圧
B1は比較的早くほぼC4R5の時定数で立上る。一方、バ
イアス電圧VB2は容量C6 が大きいためVB1より遅くほ
ぼC6R7の時定数で立上がる(図3(a)(b))参照)。た
だしVB2の立上がりの速さは抵抗47の抵抗値R7 を小さ
くすることにより改善(早く)することができる。さら
にコンデンサC13の両端にはVB1およびVB2の電圧の差
がかかり、また両者の電位差は小さいため、コンデンサ
13に電荷を充電する度合は少なくてよいのでコンデンサ
13の充電に要する時間は短い。結果として、差動アンプ
10の非反転端子には図3(c)のように、その変動が図
3(e),(f)のように差動アンプ10の出力に現われ
るがその変動分e0 は従来の回路より短い時間td2(??td
1)で安定する。
When the power source rises in this state, the bias voltage V B1 rises relatively quickly with a time constant of C 4 R 5 . On the other hand, since the bias voltage V B2 has a large capacitance C 6, it rises later than V B1 with a time constant of approximately C 6 R 7 (see FIGS. 3A and 3B). However, the rising speed of V B2 can be improved (fastened) by reducing the resistance value R 7 of the resistor 47. Further, the voltage difference between V B1 and V B2 is applied to both ends of the capacitor C 13 , and the potential difference between the two is small, so
Since the degree of charging the electric charge to 13 is small, it is a capacitor.
The time required to charge 13 is short. As a result, the differential amplifier
The non-inverting terminal 10 as shown in FIG. 3 (c), the the variation FIG. 3 (e), the prior art circuit the differential its variation e 0 is at the output of the amplifier 10 as (f) Short time td 2 (?? td
It stabilizes at 1 ).

【0026】図5は本考案の第3の実施例に係るグラン
ドアイソレーション回路を示す図である。本図の構成で
図4のもの異なるものは第2のバイアス回路4−2であ
る。第2のバイアス回路4−2はその一方がコンデンサ
3の出力側に接続されかつその他方が出力接地端子に接
続されるコンデンサ44と、そのエミッタがコンデンサ3
の出力側に接続されかつそのコレクタが電源に接続され
るNPN形トランジスタ45と、そのカソードがNPN形
トランジスタ45のベースに接続されかつそのアノードが
出力接地端子に接続される定電圧ダイオード46と、NP
N形トランジスタ45のコレクタおよびベース間に接続さ
れる抵抗47と、NPN形トランジスタ45のベースと出力
接地端子間に接続されるコンデンサ48とを含む。
FIG. 5 is a diagram showing a ground isolation circuit according to the third embodiment of the present invention. The second bias circuit 4-2 differs from that of FIG. 4 in the configuration of this figure. The second bias circuit 4-2 has a capacitor 44, one of which is connected to the output side of the capacitor 3 and the other of which is connected to the output ground terminal, and the emitter of which is connected to the capacitor 3.
An NPN transistor 45 connected to the output side of the NPN transistor 45, the collector of which is connected to the power supply, and a constant voltage diode 46 whose cathode is connected to the base of the NPN transistor 45 and whose anode is connected to the output ground terminal. NP
It includes a resistor 47 connected between the collector and the base of the N-type transistor 45, and a capacitor 48 connected between the base of the NPN-type transistor 45 and the output ground terminal.

【0027】本実施例のように第2のバイアス回路4−
2を構成すると、このNPN形トランジスタ45がベース
接地であるため、差動アンプ10の反端入力端子および出
力接地間のインピーダンスは低いが、電源および出力接
地間インピーダンスは大きい(ほぼ抵抗47の抵抗値R7
に等しい)。更に、第2の実施例の第2のバイアス回路
4−1と同等もしくはそれ以上の特性が期待できる。例
えば第2の実施例の場合、低周波域でのアイソレーショ
ンの効果は容量C3 およびC6 が大きい程よい。このた
め、容量C6 にはある程度の妥協が必要で、特性もある
程度犠牲にしなければならない(設計の自由度が低
い)。一方第3の実施例の場合、低周波域のアイソレー
ション効果は容量C3 およびC6 でほぼ決まり、
(C3 ,C6 も大きい程よい)、電源立上げから出力が
安定するまでの時間は容量C7 、抵抗値R7で決まる
(C7 およびR7 も小さい程よい)。このため両特性を
独立して決めることができ、特性の優れたグランドアイ
ソレーション回路を作ることができる(設計の自由度が
高い)。
As in this embodiment, the second bias circuit 4-
In the case of 2, the NPN transistor 45 is grounded at the base, so the impedance between the opposite input terminal and the output ground of the differential amplifier 10 is low, but the impedance between the power supply and the output ground is large (almost the resistance of the resistor 47). Value R 7
be equivalent to). Further, characteristics equal to or better than those of the second bias circuit 4-1 of the second embodiment can be expected. For example, in the case of the second embodiment, the larger the capacitances C 3 and C 6 , the better the effect of isolation in the low frequency range. Therefore, the capacitance C 6 needs to be compromised to some extent, and the characteristics must be sacrificed to some extent (the degree of freedom in design is low). On the other hand, in the case of the third embodiment, the isolation effect in the low frequency range is substantially determined by the capacitances C 3 and C 6 ,
(The larger C 3 and C 6 are, the better). The time from power-on to the stable output is determined by the capacitance C 7 and the resistance value R 7 (the smaller C 7 and R 7 are the better). Therefore, both characteristics can be determined independently, and a ground isolation circuit with excellent characteristics can be created (the degree of freedom in design is high).

【0028】[0028]

【考案の効果】以上説明したように本考案によれば電源
と高インピーダンスで接続され、第1のバイアス回路と
の間にコンデンサを挟んで接続して第1のバイアス回路
の入力バイアス電圧とほぼ同一のバイアス電圧を前記コ
ンデンサへ供給する第2のバイアス回路を設けたので、
コンデンサへの充電を減少できるため電源投入時の電圧
変動による不安定期間を短縮できる。
As described above, according to the present invention, it is connected to a power source with high impedance, and a capacitor is inserted between the first bias circuit and the first bias circuit so that the input bias voltage of the first bias circuit is almost the same. Since the second bias circuit that supplies the same bias voltage to the capacitor is provided,
Since the charge to the capacitor can be reduced, the unstable period due to the voltage fluctuation at power-on can be shortened.

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

【図1】本考案の原理構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a principle configuration of the present invention.

【図2】本考案の第1の実施例に係るグランドアイソレ
ーション回路を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a ground isolation circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図3】図2の実施例の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the embodiment of FIG.

【図4】本考案の第2の実施例に係るグランドアイソレ
ーション回路を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a ground isolation circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本考案の第3の実施例に係るグランドアイソレ
ーション回路を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a ground isolation circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図6】従来のグランドアイソレーション回路を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a conventional ground isolation circuit.

【図7】図6(B)の差動増幅器を利用したグランドア
イソレーション回路の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。
FIG. 7 is a time chart for explaining the operation of the ground isolation circuit using the differential amplifier of FIG. 6 (B).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…差動増幅回路 2…第1のバイアス回路 3…コンデンサ 4…第2のバイアス回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Differential amplifier circuit 2 ... 1st bias circuit 3 ... Capacitor 4 ... 2nd bias circuit

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 差動増幅回路(1)の入力信号に対し
て、電源と入力接地間に分圧抵抗を接続して分圧電圧を
バイアス電圧として供給する第1のバイアス回路(2)
と、該第1のバイアス回路より供給されるバイアス電圧
の直流電圧を遮断して前記差動増幅器(1)の出力信号
に対する出力接地を形成するためのコンデンサ(3)と
を有するグランドアイソレーション回路において、前記
電源と前記コンデンサ(3)を分圧抵抗で接続し電源側
の分圧抵抗を高インピーダンスにしコンデンサ(3)に
蓄積される直流電圧を打ち消すようにし、この分圧点を
差動増幅器(1)の出力信号に対する出力設定とする第
2の分圧回路(4)を備えることを特徴とするグランド
アイソレーション回路。
1. For an input signal of a differential amplifier circuit (1)
Connect a voltage divider resistor between the power supply and input ground to
First bias circuit (2) supplied as a bias voltage
And a bias voltage supplied from the first bias circuit
Output signal of the differential amplifier (1) by cutting off the DC voltage of
A capacitor (3) to form an output ground for
In ground isolation circuits having the
Connect the power supply and the capacitor (3) with a voltage divider resistor
Make the voltage dividing resistor of the high impedance to the capacitor (3)
The accumulated DC voltage should be canceled and this voltage dividing point should be
Setting the output for the output signal of the differential amplifier (1)
A ground isolation circuit comprising two voltage dividing circuits (4) .
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