JPH07311223A - 負荷電流検出回路 - Google Patents

負荷電流検出回路

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JPH07311223A
JPH07311223A JP6129752A JP12975294A JPH07311223A JP H07311223 A JPH07311223 A JP H07311223A JP 6129752 A JP6129752 A JP 6129752A JP 12975294 A JP12975294 A JP 12975294A JP H07311223 A JPH07311223 A JP H07311223A
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JP
Japan
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voltage
load
switch
current detection
converter
Prior art date
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Pending
Application number
JP6129752A
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English (en)
Inventor
Katsuhiro Koga
克宏 古賀
Hiroyuki Kano
浩行 狩野
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Tektronix Japan Ltd
Original Assignee
Sony Tektronix Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 演算増幅器18及び負荷24間に、第1及び
第2電流検出用抵抗器20、22を直列に接続し、一方
の抵抗器の両端にスイッチ26を接続し、負荷電流によ
り生じる第1及び第2抵抗器の両端電圧を電圧検出器3
2で検出し、負荷に供給されるDAC36の出力電圧を
制御して、第1及び第2抵抗器の両端電位差をゼロにし
た後に、電流検出用抵抗器の切り替えを行い切替時のス
パイク・ノイズの発生を防止する。 【効果】 電流検出感度の切替レンジを増加させても、
DAC36の如きDACを増加させる必要がなく、構成
が簡単で製造コストを低くできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗器を切り換えて負
荷電流の検出感度を変える負荷電流検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】負荷電流検出回路は、増幅器への入力電
圧に比例した所定電圧を負荷に印加し、そのときに負荷
に流れる電流を負荷に直列に接続した電流検出抵抗器に
より電圧に変換して検出する回路である。この回路で
は、負荷への印加電圧又は負荷のインピーダンスの大き
さにより変化する負荷電流に応じて、電流検出抵抗器切
り換えて、電流の検出感度を変化させている。しかし、
この電流検出抵抗器を適当に切り替えるときに、増幅器
の応答の遅れによりスパイク・ノイズが発生して負荷に
加えられ、半導体等の負荷に悪影響を与えることがあ
る。
【0003】図4は、この様なスパイク・ノイズの発生
を抑制した特公昭64−8310号公報に記載の従来の
抵抗器切替回路付電流検出回路を示す回路図である。こ
の回路では、入力電圧は抵抗器12を介して高利得の演
算増幅器10の反転入力端に入力される。この演算増幅
器10の出力電流は、例えば100kΩの第1の電流検
出抵抗器14と、直列接続したFET16、例えば1k
Ωの第2の電流検出抵抗器18及びスイッチ20とから
成る並列回路を介して負荷22に供給される。FETの
ゲートには、鋸歯状波信号発生器24の一方の端子が接
続され、この発生器24の他方の端子はスイッチ26の
共通端子Sに接続される。スイッチ26の共通端子S
は、増幅器10の出力端子に接続された接点a、電圧フ
ォロア28の出力端子に接続された接点a又は基準電位
点に接続された接点cに選択的に接続される。負荷22
に生じた電圧は、電圧フォロア28及び抵抗器30を介
して演算増幅器10の反転入力端子に負帰還され、負荷
22には入力電圧に対応した一定電圧が生ずる。
【0004】この回路では、まず、鋸歯状波発生器24
の出力電圧を最大負電圧にしてFET16をオフにした
状態でスイッチ20をオン状態にする。鋸歯状波発生器
24の出力電圧を、増幅器10のスレーレートより十分
に小さい一定のスルーレートで増加させる。FET16
に電流が流れ始めると、負荷電圧は増加し、この電圧変
化は増幅器10の出力電圧を負方向に変化させ、FET
16のゲート電圧はピンチオフ電圧に一定になり、FE
T16が完全にオンなる。この様に、電流検出抵抗器は
緩慢に切替えられるので、負荷回路にスパイク・ノイズ
は加えられない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図4の回路で
は、電流検出感度の切替レンジの数だけ、FET、電流
検出抵抗器、スイッチ及び鋸歯状波発生器から成る回路
を必要とする。1つの鋸歯状波発生器を複数のFETに
兼用することも考えられるが、その場合、鋸歯状波発生
器が接続されないFETのゲートには、FETをオフ状
態に保持するための電圧源を接続する必要がある。した
がって、図4に示す従来の電流検出回路では、多数の切
替レンジを設けると、構成部品数が多くなり製造コスト
が高くなるという欠点がある。
【0006】したがって、本発明は、少ない構成部品で
構成可能な安価な負荷電流検出回路の提供にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の負荷電流検出回
路は、入力電圧が供給される共に負荷の一端に生じた電
圧が負帰還される演算増幅器と、演算増幅器の出力端子
及び負荷の一端間に直列接続された第1及び第2電流検
出用抵抗器と、第1及び第2電流検出用抵抗器の一方の
両端間に接続された第1スイッチと、直列接続した第1
及び第2電流検出用抵抗器の両端間の電圧を検出する電
圧検出器と、電圧検出器の出力電圧が供給されるアナロ
グ・デジタル変換器と、アナログ・デジタル変換器の出
力データを受け取る制御手段と、制御手段からの出力デ
ータにより制御されるデジタル・アナログ変換器と、デ
ジタル・アナログ変換器の出力電圧が供給される電圧フ
ォロアと、電圧フォロアの出力端子及び上記負荷の一端
間に接続された第2スイッチとを具え、演算増幅器、電
圧検出回路、アナログ・デジタル変換器、デジタルアナ
ログ変換器及び電圧フォロアは、共通のフローティング
電位を基準に動作し、演算増幅器の出力端子にもこのフ
ローティング電位が供給される。
【0008】
【作用】電圧検出回路は、負荷に供給される出力電圧V
out及びフローティング電位Vfの差電圧検出し、アナロ
グ・デジタル変換器に供給する。制御手段は、アナログ
・デジタル変換器の出力データと同一のデータをデジタ
ル・アナログ変換器に設定する。電圧フォロアの出力電
圧は電圧Voutに等しく、第2スイッチをオン状態にし
てもスパイク・ノイズは発生しない。次に、CPUは、
デジタル・アナログ変換器の出力電圧を徐々に変化させ
てフローティング電位にし、直列接続された第1及び第
2抵抗器の両端電圧をゼロにする。このとき、電流検出
感度を変更するために、第1スイッチをオン状態に切り
替える。第1スイッチの両端子間の電位差はゼロである
から、切替時にスパイク・ノイズは発生しない。次に、
CPUがデジタル・アナログ変換器の出力電圧を徐々に
変化させて、出力電圧Voutにした後、第2スイッチを
オフ状態に切り替える。このときも、第2スイッチの両
端子の電位差はゼロであるので、スパイク・ノイズは発
生しない。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の負荷電流検出回路を示す回
路図である。制御手段である中央処理ユニット(以下C
PUという)10は、ホストコンピュータ又はキーボー
ドからの入力命令に従い、バス12を介して他の構成要
素と間でデータのやり取りを行い、スイッチのスイッチ
ング動作を制御する。
【0010】デジタル・アナログ変換器(以下DACと
いう)14は、CPU10が入力命令に従って出力した
デジタル電圧データを受け取りアナログ電圧に変換し、
出力電圧Vinを入力抵抗器16を介して高利得の演算増
幅器18の反転入力端子に供給する。演算増幅器18の
出力端子は、第1の電流検出抵抗器20及び第2の電流
検出抵抗器22を介して、一端が接地された負荷24の
他端に接続される。抵抗器22の両端には、スイッチ2
6が接続される。この回路の電流検出感度は、スイッチ
26をオン又はオフすることにより変化する。負荷24
の他端に生じた出力電圧Voutは、電圧フォロア28及
び帰還抵抗器30を介して演算増幅器18の反転入力端
子に負帰還される。抵抗器16及び30の抵抗値をR1
及びR2とすれば、出力電圧Voutは、Vout=(−R2/
R1)・Vinに一定に保たれる。
【0011】電圧検出器である差動増幅器32の反転入
力端子は電圧フォロア28の出力端子に接続され、その
非反転入力端子は演算増幅器18の出力端子に接続さ
れ、抵抗器20、22及びスイッチ26から成る回路の
両端電圧を検出する。検出された電圧は、アナログ・デ
ジタル変換器(以下ADCという)34に供給されて、
デジタル・データに変換された後に、CPU10に送ら
れる。DAC36は、後述する様に設定されたCPU1
0からのデジタル・データをアナログ電圧に変換し、電
圧フォロア38及びスイッチ40を介して負荷24の他
端に供給する。
【0012】この回路では、DAC14、演算増幅器1
8、電圧フォロア28、38、差動増幅器32及びDA
C36は、フローティング電位Vfを基準として動作
し、差動増幅器32の非反転入力端子が接続された演算
増幅器18の出力端子にもフローティング電位Aが供給
される。これにより、高電圧測定を行うために負荷24
に高電圧を供給しても、差動増幅器32の入力電圧の同
相分が増加して、差動増幅器が破壊されるおそれがな
い。
【0013】以下に図1の回路の動作タイミング図であ
る図2及びCPU10の動作を表す流れ図である図3を
参照して、図1の回路において、電流検出用抵抗器の抵
抗値即ち電流検出感度を切り替える動作を説明する。初
期の状態では、スイッチ26及びスイッチ40は共にオ
フ状態であり、スイッチ26をオン状態にして、電流検
出感度を下げるものとする。電流検出感度を下げる入力
命令を受け取ると、CPU10は、(Vout−Vf)を表
すデジタル・データをADC34から受け取り、同一の
デジタル・データをDAC36に設定する。DAC36
は、出力電圧Voutに等しいアナログ電圧を出力する。
次に、CPU10は、時点t1にスイッチ40をオン状
態にし、DAC36の出力電圧Voutが電圧フォロア3
8及びスイッチ40を介して、負荷24の他端に供給さ
れる。負荷24の他端には、時点t1以前に電圧Voutが
存在するので、スイッチ40の両端子間に電位差は無
く、スイッチ40の切替時にスパイク・ノイズは発生し
ない。
【0014】次に、CPU10は、DAC36に供給す
るデジタル・データを変化させて、DAC36の出力電
圧を演算増幅器18のスルーレートより十分に遅く、徐
々に変化させてフローティング電位に等しくする。DA
C36の出力電圧がフローティング電位に近づくにつ
れ、抵抗器20及び22の両端電圧は減少するので、抵
抗器20及び22に夫々流れる電流IR1及びIR2は減少
する。この電流の減少に応じて、電圧フォロア38から
負荷24に流れる正又は負の電流IAが増加し、出力電
圧Voutは一定に保たれる。DAC36の出力電圧がフ
ローティング電位Vfに等しくなると、抵抗器20及び
22に流れる電流はゼロであり、時点t1以前に抵抗器
20及び22を流れていた電流に等しい正又は負の電流
IAが、電圧フォロア38から負荷24に供給される。
次に、CPU10は、時点t2にスイッチ26をオン状
態にする。このとき、抵抗器20及び22の両端の電位
は共にフローティング電位Vfであるので、スイッチ2
6の両端子間に電位差は無く、スイッチ26の切替時に
スパイク・ノイズは発生しない。ここでは、初期状態で
スイッチ26がオン状態であり、電流検出感度を上げる
のであれば、スイッチ26をオフ状態にする。この際も
同様の理由でスパイク・ノイズは発生しない。
【0015】次に、CPU10は、DAC36に供給す
るデジタル・データを変化させて、DAC36の出力電
圧を演算増幅器18のスルーレートより遅く、徐々に出
力電圧Voutに等しくする。このDAC36の出力電圧
が電圧Voutに近づくにつれ、抵抗器20の両端電圧が
増加するので、電流IR1は増加する。この電流の増加に
応じて、電圧フォロア38から負荷24に流れる正又は
負の電流IAが減少し、出力電圧Voutは一定に保たれ
る。DAC36の出力電圧が出力電圧Voutに等しくな
ると、電流IAは流れず、抵抗器20及び22に夫々流
れる電流IR1及びIR2は、時点t1以前の状態に戻る。
負荷24に流れる電流は常に一定であり、スイッチ26
をオン状態にしたことで、このときの演算増幅器18の
出力端子及び負荷24間の電位差は、時点t1のものと
異なる。したがって、DAC36が電圧Voutを出力す
るためにCPU10から供給されるデータは、時点t1
のものと異なる。
【0016】次に、CPU10は、時点t3でスイッチ
40をオフ状態に切り替えると、両端子間の電位差もゼ
ロであるので、スイッチ40の切替によるスパイク・ノ
イズは発生しない。よって、電流検出感度を切り替える
操作中に、スパイク・ノイズの発生を抑制できる。
【0017】
【発明の効果】本発明の負荷電流検出回路では、上述の
様に、DAC36の出力電圧を制御して、演算増幅器1
8及び負荷24間の両端電位差をゼロにした後に、電流
検出用抵抗器の切り替えを行い切替時のスパイク・ノイ
ズの発生を防止している。よって、更に、電流検出抵抗
器及びスイッチの並列回路を演算増幅器18及び負荷2
4間に直列接続して、電流検出感度の切替レンジを増加
させても、DAC36の如きDACを増加させる必要が
なく、構成が簡単で製造コストを低くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の負荷電流検出回路を示す回路図。
【図2】図1の回路の動作を説明するためのタイミング
図。
【図3】図1の回路のCPU10の動作を表す流れ図。
【図4】従来の抵抗器切替回路付電流検出回路を示す回
路図。
【符号の説明】
10 制御手段 18 演算増幅器 20 第1電流検出用抵抗器 22 第2電流検出用抵抗器 32 電圧検出器 34 アナログ・デジタル変換器 36 デジタル・アナログ変換器 38 電圧フォロア

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電圧が供給され、負荷の一端に生じ
    た電圧が負帰還される演算増幅器と、 該演算増幅器の出力端子及び上記負荷の一端間に直列接
    続された第1及び第2電流検出用抵抗器と、 該第1及び第2電流検出用抵抗器の一方の両端間に接続
    された第1スイッチと、 直列接続した第1及び第2電流検出用抵抗器の両端間の
    電圧を検出する電圧検出器と、 該電圧検出器の出力電圧が供給されるアナログ・デジタ
    ル変換器と、 該アナログ・デジタル変換器の出力データを受け取る制
    御手段と、 該制御手段からの出力データにより制御されるデジタル
    ・アナログ変換器と、 該デジタル・アナログ変換器の出力電圧が供給される電
    圧フォロアと、 該電圧フォロアの出力端子及び上記負荷の一端間に接続
    された第2スイッチとを具えることを特徴とする負荷電
    流検出回路。
  2. 【請求項2】 上記負荷は固定電位を基準電位とし、上
    記演算増幅器、上記電圧検出器、上記アナログ・デジタ
    ル変換器、上記デジタル・アナログ変換器及び電圧フォ
    ロアは、フローティング電位を基準として動作する請求
    項1に記載の負荷電流検出回路。
JP6129752A 1994-05-19 1994-05-19 負荷電流検出回路 Pending JPH07311223A (ja)

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JP6129752A JPH07311223A (ja) 1994-05-19 1994-05-19 負荷電流検出回路
US08/439,193 US5563541A (en) 1994-05-19 1995-05-11 Load current detection circuit

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JP6129752A JPH07311223A (ja) 1994-05-19 1994-05-19 負荷電流検出回路

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009115506A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Yokogawa Electric Corp 直流試験装置及び半導体試験装置
US8952671B2 (en) 2012-06-28 2015-02-10 Advantest Corporation Power supply apparatus for testing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009115506A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Yokogawa Electric Corp 直流試験装置及び半導体試験装置
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