JPH08146050A - Measuring instrument using differential amplifier - Google Patents

Measuring instrument using differential amplifier

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JPH08146050A
JPH08146050A JP6290800A JP29080094A JPH08146050A JP H08146050 A JPH08146050 A JP H08146050A JP 6290800 A JP6290800 A JP 6290800A JP 29080094 A JP29080094 A JP 29080094A JP H08146050 A JPH08146050 A JP H08146050A
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JP
Japan
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voltage
differential amplifier
value
input
amplifier
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Application number
JP6290800A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Yano
秀俊 矢野
Tadashi Okumura
匡史 奥村
Mitsuo Saeki
充雄 佐伯
Tsutomu Suzui
勤 鈴井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To use a differential amplifier which operates with a single power supply in a measuring instrument using the differential amplifier. CONSTITUTION: The measuring instrument is provided with first and second amplifiers 4 and 5 which operate with a single power supply and amplify an input voltage according to the same amplification rate and a differential amplifier 6 which operates with a single power supply and outputs a voltage corresponding to the differential value of the output values of the first and second amplifiers 4 and 5 to measure a measurement value indicated by the input voltage according to the output voltage of the differential amplifier 6. And also, it is provided with a voltage source for applying a reference voltage to either one of the input terminals of the differential amplifier 6, where the reference voltage sets the output voltage of the differential amplifier 6 to non-zero value. Further, it is provided with a means 9 for storing the output voltage value of the differential amplifier 6 when the input voltage is equal and a means 10 for calculating the differential value between the storage value and the output voltage value of the differential amplifier 6 to measure a measurement value indicated by the input voltage according to the calculation value of the calculation means 10.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、差動増幅器を使用して
物理量を測定する差動増幅器を用いる測定装置に関し、
特に、片電源で動作する差動増幅器を使用できるように
する差動増幅器を用いる測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring device using a differential amplifier for measuring a physical quantity using a differential amplifier,
In particular, it relates to a measuring device using a differential amplifier that enables the use of a differential amplifier that operates with a single power supply.

【0002】物理量を測定する測定装置では、差動増幅
器を用いて回路を構成することがある。このとき用いら
れる差動増幅器と、それに接続される前段の2つの増幅
器とはオフセット電圧を発生するので、このオフセット
電圧に影響されずに高精度の測定処理を実現できるよう
にする構成を構築していく必要がある。
In a measuring device for measuring a physical quantity, a circuit may be constructed using a differential amplifier. Since the differential amplifier used at this time and the two amplifiers at the previous stage connected to it generate an offset voltage, a structure is constructed to realize a highly accurate measurement process without being affected by the offset voltage. Need to go.

【0003】[0003]

【従来の技術】+電源で動作する差動増幅器は、−側の
出力電圧を出力することができない。これとは逆に、−
電源で動作する差動増幅器は、+側の出力電圧を出力す
ることができない。すなわち、片電源で動作する差動増
幅器は、オフセット電圧の零調機能を持たないのであ
る。
2. Description of the Related Art A differential amplifier operating with a + power supply cannot output a negative output voltage. On the contrary, −
The differential amplifier operated by the power supply cannot output the + side output voltage. That is, the differential amplifier that operates with a single power supply does not have the offset voltage zero adjustment function.

【0004】このようなことを背景として、通常、測定
装置に組み込まれる差動増幅器としては、+電源と−電
源の両方を電圧源とするものが用いられている。すなわ
ち、測定装置に組み込まれる差動増幅器は、通常、+側
と−側の両方の電圧を出力することが要求され、これが
ために、+電源と−電源の両方を電圧源とする差動増幅
器が用いられているのである。また、片側の電圧のみを
出力することが要求されるときにも、片電源で動作する
差動増幅器を用いていたのでは、オフセット電圧の発生
により本来の出力電圧が逆側に入り込むことがあって
も、それを出力できないからである。
Against this background, as a differential amplifier incorporated in a measuring device, a differential amplifier using both the + and-power supplies as voltage sources is usually used. That is, the differential amplifier incorporated in the measuring device is usually required to output both the + side voltage and the − side voltage, which is why the differential amplifier using both the + power source and the − power source as voltage sources. Is used. Even when only the voltage on one side is required to be output, if the differential amplifier operating with one power supply is used, the original output voltage may enter the opposite side due to the generation of the offset voltage. However, it cannot output it.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、片電源で動
作する差動増幅器を用いると、用意する電源装置が簡単
になるとともにローコストになることから、携帯型電子
機器のような装置では、片電源で動作する差動増幅器を
用いることの要求が強い。
However, if a differential amplifier operating with a single power supply is used, the power supply device to be prepared becomes simple and the cost is low. Therefore, in a device such as a portable electronic device, a single power supply is used. There is a strong demand for using a differential amplifier that operates in.

【0006】しかしながら、従来技術に従っていると、
+側と−側の両方の電圧を出力することが要求される場
合には、片電源で動作する差動増幅器を用いることがで
きない。また、片側の電圧のみを出力することが要求さ
れるときにも、オフセット電圧の影響を無視できない場
合には、片電源で動作する差動増幅器を用いることがで
きない。
However, according to the prior art,
When it is required to output both the + side voltage and the − side voltage, it is not possible to use a differential amplifier that operates with one power supply. Further, even when it is required to output only the voltage on one side, if the influence of the offset voltage cannot be ignored, the differential amplifier operating with one power source cannot be used.

【0007】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、片電源で動作する差動増幅器を使用できるよ
うにする新たな差動増幅器を用いる測定装置の提供を目
的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a measuring apparatus using a new differential amplifier that enables the use of a differential amplifier operating with one power source.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】図1に本発明の原理構成
を図示する。図中、1は本発明を具備する測定装置であ
って、測定対象の物理量に応じた電圧値を検出する検出
回路2と、検出回路2の検出する電圧値に演算処理を施
すことで物理量を特定する演算機構3とを備える。
FIG. 1 shows the principle configuration of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a measuring device equipped with the present invention, which detects a physical quantity by detecting a voltage value according to a physical quantity of a measurement target and a voltage value detected by the detection circuit 2. And a computing mechanism 3 for specifying.

【0009】検出回路2は、第1の増幅器4と、第2の
増幅器5と、差動増幅器6とを備える。この第1の増幅
器4は、片電源で動作して、測定対象の物理量から検出
される第1の入力電圧を増幅する。第2の増幅器5は、
片電源で動作して、第1の増幅器4の増幅率と同じ増幅
率を持って、測定対象の物理量から検出される第2の入
力電圧を増幅する。差動増幅器6は、片電源で動作し、
第1及び第2の増幅器4,5の出力を入力として、この
入力の差分値に応じた電圧を出力するものであって、本
発明を実現するために、2つの入力端子のいずれか一方
に基準電圧を付加する電圧源7を備える構成を採る。
The detection circuit 2 includes a first amplifier 4, a second amplifier 5 and a differential amplifier 6. The first amplifier 4 operates with a single power supply and amplifies the first input voltage detected from the physical quantity to be measured. The second amplifier 5 is
It operates with a single power supply and amplifies the second input voltage detected from the physical quantity to be measured with the same amplification factor as that of the first amplifier 4. The differential amplifier 6 operates with a single power supply,
The output of the first and second amplifiers 4 and 5 is input, and a voltage corresponding to the difference value between the inputs is output. To realize the present invention, either one of the two input terminals is output. A configuration including a voltage source 7 for adding a reference voltage is adopted.

【0010】一方、演算機構3は、読取手段8と、記憶
手段9と、算出手段10と、変換手段11とを備える。
この読取手段8は、検出回路2の検出する電圧値を読み
取る。記憶手段9は、第1及び第2の入力電圧が等しい
値をとるときの検出回路2の検出電圧値を記憶する。算
出手段10は、記憶手段9の記憶値と、検出回路2の検
出電圧値との差分値を算出する。変換手段11は、算出
手段10の算出値から物理量を特定する。
On the other hand, the arithmetic mechanism 3 comprises a reading means 8, a storage means 9, a calculating means 10 and a converting means 11.
The reading means 8 reads the voltage value detected by the detection circuit 2. The storage unit 9 stores the detected voltage value of the detection circuit 2 when the first and second input voltages have the same value. The calculation means 10 calculates the difference value between the stored value of the storage means 9 and the detected voltage value of the detection circuit 2. The conversion unit 11 specifies the physical quantity from the calculated value of the calculation unit 10.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、第1の入力電圧と第2の入力電圧
との差分値が正負のいずれにもなる可能性があるときに
は、電圧源7の発生する基準電圧が、第1及び第2の入
力電圧の入力範囲内で差動増幅器6の出力電圧を非ゼロ
値に設定するもので構成する。この構成に従い、差動増
幅器6は、片電源で動作しても、常に、非ゼロ値の電圧
を出力していくよう動作する。
In the present invention, when the difference value between the first input voltage and the second input voltage may be positive or negative, the reference voltage generated by the voltage source 7 becomes the first and second reference voltages. The output voltage of the differential amplifier 6 is set to a non-zero value within the input range of the input voltage. According to this configuration, the differential amplifier 6 operates so as to always output a non-zero value voltage even if it operates with a single power supply.

【0012】この検出回路2の検出処理を受けて、読取
手段8は、例えば測定の開始に先立って、第1及び第2
の入力電圧が等しい値をとるときの差動増幅器6の出力
電圧値を記憶手段9に格納し、測定が開始されると、差
動増幅器6の出力電圧値を算出手段10に出力する。
In response to the detection processing of the detection circuit 2, the reading means 8 is, for example, prior to the start of measurement, the first and second reading means 8.
The output voltage value of the differential amplifier 6 when the input voltages are equal to each other is stored in the storage means 9, and when the measurement is started, the output voltage value of the differential amplifier 6 is output to the calculation means 10.

【0013】そして、算出手段10は、読取手段8から
差動増幅器6の出力電圧値を受け取ると、記憶手段9の
記憶値と、受け取った差動増幅器6の出力電圧値との差
分値を算出し、これを受けて、変換手段11は、算出手
段10の算出値から物理量を特定する。
Then, when the calculating means 10 receives the output voltage value of the differential amplifier 6 from the reading means 8, the calculating means 10 calculates the difference value between the stored value of the storing means 9 and the received output voltage value of the differential amplifier 6. Then, in response to this, the conversion unit 11 specifies the physical quantity from the calculated value of the calculation unit 10.

【0014】また、本発明では、第1の入力電圧と第2
の入力電圧との差分値が正負のいずれか一方しかとらな
いときには、電圧源7の発生する基準電圧が、第1及び
第2の入力電圧が等しい値をとるときに差動増幅器6の
出力電圧をゼロ値に設定するもので構成する。この構成
に従い、差動増幅器6は、片電源で動作しても、オフセ
ット電圧の零調機能を持つことで、常に、正確な電圧を
出力していくよう動作する。
In the present invention, the first input voltage and the second input voltage
Output voltage of the differential amplifier 6 when the reference voltage generated by the voltage source 7 has the same value as the first and second input voltages. Is set to zero value. According to this configuration, the differential amplifier 6 operates so as to always output an accurate voltage by having a function of adjusting the offset voltage even if it operates with one power supply.

【0015】この検出回路2の検出処理を受けて、読取
手段8は、測定が開始されると、差動増幅器6の出力電
圧値を変換手段11に出力し、これを受けて、変換手段
11は、受け取った出力電圧値から物理量を特定する。
In response to the detection processing of the detection circuit 2, the reading means 8 outputs the output voltage value of the differential amplifier 6 to the converting means 11 when the measurement is started, and in response to this, the converting means 11 receives the output voltage value. Specifies the physical quantity from the received output voltage value.

【0016】このようにして、本発明の測定装置1によ
れば、測定対象の物理量に従って、差動増幅器6に対し
て+側と−側の両方の電圧を出力することが要求される
ときにも、その差動増幅器6として片電源で動作するも
のを用いることができるようになる。そして、差動増幅
器6に対して+側と−側のいずれか一方の電圧を出力す
ることが要求されるときにあって、オフセット電圧の大
きさを無視できないようなときにも、その差動増幅器6
として片電源で動作するものを用いることができるよう
になる。
In this way, according to the measuring apparatus 1 of the present invention, when it is required to output both the + side voltage and the − side voltage to the differential amplifier 6 according to the physical quantity to be measured. Also, it becomes possible to use a differential amplifier 6 that operates with a single power supply. Even when it is required to output either the + side voltage or the − side voltage to the differential amplifier 6 and the magnitude of the offset voltage cannot be ignored, the differential Amplifier 6
It is possible to use a device that operates with a single power source.

【0017】[0017]

【実施例】以下、携帯型電子機器の電池残量の検出処理
に適用した実施例に従って本発明を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to an embodiment applied to a process for detecting a battery remaining amount of a portable electronic device.

【0018】図2に、携帯型電子機器20の装置構成の
一例を図示する。この図に示すように、携帯型電子機器
20は、ディスプレイ21を備えて規定のデータ処理を
実行するデータ処理回路22と、データ処理回路22に
電源を供給する充電可能な電池23と、ACアダプタ2
4が装着されるとき、電池23の充電処理を行う充電回
路25と、電池23の充放電電流に応じた電圧値を検出
する充放電電流検出回路26と、充放電電流検出回路2
6の検出する電圧値をアナログからディジタルに変換す
るA/D変換器27と、プログラムにより構成されて、
A/D変換器27の出力値から電池23の残量を検出す
る電池残量検出機構28と、充電回路25と電池23と
の間の電源路の開閉を制御する第1のスイッチ29と、
データ処理回路22と電池23との間の電源路の開閉を
制御する第2のスイッチ30とを備える。
FIG. 2 illustrates an example of the device configuration of the portable electronic device 20. As shown in this figure, a portable electronic device 20 includes a display 21, a data processing circuit 22 that executes specified data processing, a rechargeable battery 23 that supplies power to the data processing circuit 22, and an AC adapter. Two
4, the charging circuit 25 for charging the battery 23, the charging / discharging current detecting circuit 26 for detecting a voltage value corresponding to the charging / discharging current of the battery 23, and the charging / discharging current detecting circuit 2
A / D converter 27 for converting the voltage value detected by 6 from analog to digital, and a program,
A battery remaining amount detection mechanism 28 that detects the remaining amount of the battery 23 from the output value of the A / D converter 27; a first switch 29 that controls the opening and closing of the power supply path between the charging circuit 25 and the battery 23;
A second switch 30 for controlling opening / closing of a power supply path between the data processing circuit 22 and the battery 23 is provided.

【0019】図3に、本発明により構成される充放電電
流検出回路26の一実施例を図示する。この図に示すよ
うに、充放電電流検出回路26は、電池23の充放電電
流を検出するための抵抗R1と、抵抗R1の電池23側
端とアースとの間に設けられる直列接続の抵抗R2及び
R4と、抵抗R1の充電回路25(データ処理回路2
2)側端とアースとの間に設けられる直列接続の抵抗R
3及びR5と、抵抗R1の電池23側端の電位を検出す
るための第1の演算増幅器40と、抵抗R1の充電回路
25(データ処理回路22)側端の電位を検出するため
の第2の演算増幅器41と、第1の演算増幅器40の出
力電圧値と、第2の演算増幅器41の出力電圧値との差
分値を出力する差動増幅器42とを備える。
FIG. 3 shows an embodiment of the charge / discharge current detection circuit 26 constructed according to the present invention. As shown in this figure, the charge / discharge current detection circuit 26 includes a resistor R1 for detecting the charge / discharge current of the battery 23, and a resistor R2 connected in series between the end of the resistor R1 on the battery 23 side and the ground. And R4 and the charging circuit 25 of the resistor R1 (data processing circuit 2
2) A resistor R connected in series between the side end and the ground
3 and R5, a first operational amplifier 40 for detecting the potential of the resistor R1 on the side of the battery 23, and a second operational amplifier 40 for detecting the potential of the resistor R1 on the side of the charging circuit 25 (data processing circuit 22). And the differential amplifier 42 that outputs the difference value between the output voltage value of the first operational amplifier 40 and the output voltage value of the second operational amplifier 41.

【0020】この第1の演算増幅器40は、+電源で動
作して、抵抗R2及び抵抗R3の分割する電圧を+端子
に入力し、抵抗R6を介して−端子を第2の演算増幅器
41の−端子に接続するとともに、出力端子と−端子と
の間にフィードバック抵抗R8を設ける。また、第2の
演算増幅器41は、+電源で動作して、抵抗R3及び抵
抗R5の分割する電圧を+端子に入力し、抵抗R6を介
して−端子を第1の演算増幅器40の−端子に接続する
とともに、出力端子と−端子との間にフィードバック抵
抗R7を設ける。
The first operational amplifier 40 operates with the + power supply, inputs the voltage divided by the resistors R2 and R3 to the + terminal, and the − terminal of the second operational amplifier 41 via the resistor R6. A feedback resistor R8 is provided between the output terminal and the-terminal while being connected to the-terminal. In addition, the second operational amplifier 41 operates with a + power supply, inputs the voltage divided by the resistors R3 and R5 to the + terminal, and the-terminal of the first operational amplifier 40 via the resistor R6. And a feedback resistor R7 is provided between the output terminal and the-terminal.

【0021】この構成に従い、抵抗R1の電池23側端
の電位をV1で表すならば、第1の演算増幅器40の+
端子には、
According to this structure, if the potential of the end of the resistor R1 on the side of the battery 23 is represented by V1, + of the first operational amplifier 40 is obtained.
The terminal has

【0022】[0022]

【数1】 [Equation 1]

【0023】で表される電圧が入力され、この入力を受
けて、第1の演算増幅器40は、
The voltage represented by is input, and upon receipt of this input, the first operational amplifier 40 is

【0024】[0024]

【数2】 [Equation 2]

【0025】で表される電圧値を出力する。また、抵抗
R1の充電回路25(データ処理回路22)側端の電位
をV2で表すならば、第2の演算増幅器41の+端子に
は、
The voltage value represented by is output. If the potential of the resistor R1 on the charging circuit 25 (data processing circuit 22) side is represented by V2, the positive terminal of the second operational amplifier 41 has

【0026】[0026]

【数3】 (Equation 3)

【0027】で表される電圧が入力され、この入力を受
けて、第2の演算増幅器41は、
The voltage represented by is input, and upon receipt of this input, the second operational amplifier 41 is

【0028】[0028]

【数4】 [Equation 4]

【0029】で表される電圧値を出力する。ここで、
「R2=R3,R4=R5,R7=R8」を想定してい
る。一方、差動増幅器42は、+電源で動作して、抵抗
R10を介して第1の演算増幅器40の出力電圧を+端
子に入力し、抵抗R9を介して第2の演算増幅器41の
出力電圧を−端子に入力するとともに、出力端子と−端
子との間にフィードバック抵抗R11を設け、更に、抵
抗R12及び電圧源43の直列接続を介して+端子とア
ースとの間を接続する。ここで、抵抗R9,R10,R
11,R12は全て同じインピーダンスのものを使用し
ており、これにより、差動増幅器42は、既存のボルテ
ージフォロワ回路を構成することになる。
The voltage value represented by is output. here,
"R2 = R3, R4 = R5, R7 = R8" is assumed. On the other hand, the differential amplifier 42 operates with the + power supply, inputs the output voltage of the first operational amplifier 40 to the + terminal via the resistor R10, and outputs the output voltage of the second operational amplifier 41 via the resistor R9. Is input to the − terminal, a feedback resistor R11 is provided between the output terminal and the − terminal, and the + terminal and the ground are connected via the resistor R12 and the voltage source 43 connected in series. Here, the resistors R9, R10, R
Since 11 and R12 have the same impedance, the differential amplifier 42 constitutes an existing voltage follower circuit.

【0030】この差動増幅器42の+端子に接続される
電圧源43が本発明に特徴的なものであって、これを設
けた理由は以下の通りである。すなわち、充電回路25
が備えられるときには、抵抗R1には放電電流の他に充
電電流が流れ、放電電流が流れるときには、「V1>V
2」の関係式が成立し、逆に、充電電流が流れるときに
は、「V1<V2」の関係式が成立する。従って、差動
増幅器42は、抵抗R1に放電電流が流れるときには、
+端子に入力される電圧値の方が−端子に入力される電
圧値よりも大きくなることから、+側の電圧値を出力
し、抵抗R1に充電電流が流れるときには、−端子に入
力される電圧値の方が+端子に入力される電圧値よりも
大きくなることから、−側の電圧値を出力する。これか
ら、そのままでは、+電源で動作する差動増幅器42を
使用することができない。
The voltage source 43 connected to the + terminal of the differential amplifier 42 is characteristic of the present invention, and the reason for providing it is as follows. That is, the charging circuit 25
Is provided, a charging current in addition to the discharging current flows through the resistor R1, and when the discharging current flows, “V1> V
The relational expression “2” is established, and conversely, when the charging current flows, the relational expression “V1 <V2” is established. Therefore, the differential amplifier 42, when the discharge current flows through the resistor R1,
Since the voltage value input to the + terminal is larger than the voltage value input to the − terminal, the voltage value on the + side is output, and when the charging current flows through the resistor R1, it is input to the − terminal. Since the voltage value is larger than the voltage value input to the + terminal, the negative voltage value is output. From this, it is impossible to use the differential amplifier 42 operating with the + power supply as it is.

【0031】そこで、本発明では、電圧源43を差動増
幅器42の+端子に接続する構成を採って、抵抗R1に
電流が流れていないときにも、差動増幅器42が例えば
4Vといったような大きな+電圧を出力するようにし
て、それを基準にして出力電圧を振らせることで、放電
電流と充電電流の双方を測定可能にする構成を採ったの
である。
Therefore, in the present invention, the voltage source 43 is connected to the + terminal of the differential amplifier 42 so that the differential amplifier 42 has a voltage of, for example, 4 V even when no current flows through the resistor R1. By adopting a configuration in which both a discharge current and a charge current can be measured by outputting a large + voltage and swinging the output voltage with reference to that.

【0032】また、充電回路25が備えられないときに
は、抵抗R1には放電電流しか流れないことから、常に
「V1>V2」の関係式が成立し、従って、差動増幅器
42は、常に+側の電圧値を出力することが要求される
ので、+電源で動作する差動増幅器42を使用すること
が可能である。しかしながら、抵抗R1のインピーダン
スは、電力損失を抑えるためにかなり小さな値のものと
なり、これから、第1の演算増幅器40や第2の演算増
幅器41の持つオフセット電圧(汎用ICで約±10m
V程度になる)の影響を無視できなくなる。例えば、−
10mVのオフセット電圧が存在する場合に、第1の演
算増幅器40、第2の演算増幅器41及び差動増幅器4
2の入力部抵抗により定まる増幅率が20倍であるとす
るならば、差動増幅器42は、−200mVの電圧を出
力しなけれはならないが、+電源で動作する差動増幅器
42を使用すると、この値は0Vに抑えられてしまう。
従って、抵抗R1のインピーダンスが小さいことで、差
動増幅器42の出力する電圧が小さな値になるようなと
きには、放電電流を正確に測定できない。
Further, when the charging circuit 25 is not provided, only the discharge current flows through the resistor R1. Therefore, the relational expression "V1>V2" is always established. Therefore, the differential amplifier 42 is always in the + side. Since it is required to output the voltage value of, it is possible to use the differential amplifier 42 operating with the + power supply. However, the impedance of the resistor R1 becomes a very small value in order to suppress the power loss, and from this, the offset voltage of the first operational amplifier 40 and the second operational amplifier 41 (about ± 10 m in a general-purpose IC).
The influence of (about V) cannot be ignored. For example, −
When an offset voltage of 10 mV exists, the first operational amplifier 40, the second operational amplifier 41, and the differential amplifier 4
If the amplification factor determined by the input resistance of 2 is 20 times, the differential amplifier 42 must output a voltage of −200 mV, but if the differential amplifier 42 operating with the + power supply is used, This value is suppressed to 0V.
Therefore, when the voltage output from the differential amplifier 42 has a small value due to the small impedance of the resistor R1, the discharge current cannot be accurately measured.

【0033】そこで、本発明では、電圧源43を差動増
幅器42の+端子に接続する構成を採って、抵抗R1に
電流が流れていないときに、差動増幅器42が0Vを出
力するようにすることで、+電源で動作する差動増幅器
42を使用しても、放電電流を正確に測定可能にする構
成を採ったのである。上述の例で説明するならば、+2
00mVの電圧を出力する電圧源43を差動増幅器42
の+端子に接続することになる。
Therefore, in the present invention, the voltage source 43 is connected to the + terminal of the differential amplifier 42 so that the differential amplifier 42 outputs 0 V when no current flows through the resistor R1. By doing so, the discharge current can be accurately measured even if the differential amplifier 42 operating with the + power supply is used. To explain with the above example, +2
The voltage source 43 that outputs a voltage of 00 mV is connected to the differential amplifier 42.
It will be connected to the + terminal of.

【0034】図4に、電池残量検出機構28の実行する
処理フローの一実施例を図示する。次に、この処理フロ
ーについて説明する。ここで、この処理フローは、充電
回路25が備えられるときに実行されるものであり、従
って、電圧源43は、抵抗R1に電流が流れていないと
きにも、差動増幅器42が例えば4Vといったような大
きな+電圧を出力するように制御することになる。
FIG. 4 shows an embodiment of a processing flow executed by the battery remaining amount detecting mechanism 28. Next, this processing flow will be described. Here, this processing flow is executed when the charging circuit 25 is provided, and therefore, in the voltage source 43, even when the current does not flow in the resistor R1, the differential amplifier 42 sets the differential amplifier 42 to, for example, 4V. It is controlled to output such a large + voltage.

【0035】電池残量検出機構28は、ユーザから電源
ONが指示されると、図4の処理フローに示すように、
先ず最初に、ステップ1で、充放電電流検出回路26の
出力する出力電圧を読み取る。このとき、第1及び第2
のスイッチ29,30はOFFしていることから、充放
電電流検出回路26の抵抗R1には電流が流れず、従っ
て、このとき読み取った出力電圧は電圧源43が与える
ものとなっている。なお、説明の便宜上、この読み取っ
た出力電圧を4Vとする。
When the user instructs to turn on the power, the remaining battery level detecting mechanism 28, as shown in the processing flow of FIG.
First, in step 1, the output voltage output from the charge / discharge current detection circuit 26 is read. At this time, the first and second
Since the switches 29 and 30 are off, no current flows through the resistor R1 of the charging / discharging current detection circuit 26. Therefore, the output voltage read at this time is given by the voltage source 43. For convenience of explanation, the read output voltage is set to 4V.

【0036】続いて、ステップ2で、この読み取った出
力電圧の4Vを規定のメモリ領域に書き込む。続いて、
ステップ3で、充電回路25と電池23との間の電源路
の開閉を制御する第1のスイッチ29をONすること
で、電池23を充電可能状態にセットする。続いて、ス
テップ4で、データ処理回路22と電池23との間の電
源路の開閉を制御する第2のスイッチ30をONするこ
とで、電池23を放電可能状態にセットする。
Then, in step 2, the read output voltage of 4 V is written in a prescribed memory area. continue,
In step 3, the first switch 29 that controls the opening and closing of the power supply path between the charging circuit 25 and the battery 23 is turned on to set the battery 23 in the chargeable state. Subsequently, in step 4, the second switch 30 that controls the opening and closing of the power supply path between the data processing circuit 22 and the battery 23 is turned on, thereby setting the battery 23 in the dischargeable state.

【0037】ステップ4の処理が完了すると、データ処
理回路22は、電池23から電源供給を受けることがで
きるようになることから、データ処理の実行に入ること
になる。なお、ACアダプタ24が装着されるときに
は、第2のスイッチ30のON/OFFに関係なく、A
Cアダプタ24から電源供給を受けることができるよう
になることから、直ちに、データ処理の実行に入ること
が可能である。
When the processing of step 4 is completed, the data processing circuit 22 can be supplied with power from the battery 23, so that the execution of data processing is started. When the AC adapter 24 is attached, regardless of whether the second switch 30 is ON or OFF, A
Since power can be supplied from the C adapter 24, it is possible to immediately start execution of data processing.

【0038】このデータ処理回路22の動作開始に従っ
て、充放電電流検出回路26の抵抗R1に充電電流か放
電電流が流れ始めるので、電池残量検出機構28は、続
いて、ステップ5で、規定の周期に従って充放電電流検
出回路26の出力する出力電圧を読み取る。このとき読
み取る出力電圧は、図5に示すように、4Vを中心にし
て、抵抗R1に放電電流が流れるときには4V以上の電
圧値を示し、抵抗R1に充電電流が流れるときには4V
以下の電圧値を示すことになる。
In accordance with the start of operation of the data processing circuit 22, a charging current or a discharging current starts to flow through the resistor R1 of the charging / discharging current detecting circuit 26, so that the battery remaining amount detecting mechanism 28 subsequently determines in step 5 the prescribed value. The output voltage output from the charge / discharge current detection circuit 26 is read in accordance with the cycle. As shown in FIG. 5, the output voltage read at this time has a voltage value of 4 V or more centering around 4 V when the discharge current flows through the resistor R1 and 4 V when the charging current flows through the resistor R1.
The following voltage values will be shown.

【0039】続いて、ステップ6で、規定メモリ領域に
格納される4Vを読み出して、ステップ5で読み取った
電圧と、この読み出した4Vとの差分値を求めて、充放
電電流検出回路26の増幅率を考慮しつつ抵抗R1の抵
抗値で割り算することで、抵抗R1に流れる電流の大き
さと、それが充電電流であるのか放電電流であるのかを
求める。
Subsequently, in step 6, 4V stored in the specified memory area is read, a difference value between the voltage read in step 5 and the read 4V is obtained, and the charge / discharge current detection circuit 26 is amplified. By taking the rate into consideration and dividing by the resistance value of the resistor R1, the magnitude of the current flowing through the resistor R1 and whether it is the charging current or the discharging current are obtained.

【0040】続いて、ステップ7で、ステップ6で求め
た充放電電流を前回のサイクルに求めた積算値に加減算
していくことで電池23の残量(ここでは、「電流×時
間」で残量を求める方式を採っている)を求めて、それ
をデータ処理回路22に通知する。ここで、この通知を
受け取ると、データ処理回路22は、必要に応じてディ
スプレイ21にアラームを表示していくよう処理するこ
とになる。そして、続くステップ8で、ユーザから電源
OFFが指示されたのか否かを判断して、指示されたこ
とを判断するときには全処理を終了し、指示されないこ
とを判断するときにはステップ5に戻っていく。
Subsequently, in step 7, the charge / discharge current obtained in step 6 is added / subtracted to / from the integrated value obtained in the previous cycle, whereby the remaining amount of the battery 23 (here, "current × time" is left). The method for obtaining the quantity is used) and the data processing circuit 22 is notified of it. Here, upon receiving this notification, the data processing circuit 22 performs processing to display an alarm on the display 21 as necessary. Then, in the following step 8, it is determined whether or not the user has instructed to turn off the power. When it is determined that the instruction has been issued, the entire process is ended, and when it is determined that the instruction has not been issued, the process returns to step 5. .

【0041】このようにして、+電源で動作する差動増
幅器42を用いても、電池23の充放電電流を検出でき
るようになることで、電池23の残量を検出できるよう
になるのである。
In this way, the charge / discharge current of the battery 23 can be detected even when the differential amplifier 42 operating with the + power supply is used, so that the remaining amount of the battery 23 can be detected. .

【0042】この図4の処理フローでは、充放電電流検
出回路26の抵抗R1に充電電流と放電電流の両方が流
れることを想定したが、放電電流しか流れないときに
は、電圧源43が、抵抗R1に電流が流れていないとき
に、差動増幅器42が0Vを出力するように制御する構
成を採る。この構成を採ると、電池残量検出機構28
は、オフセット電圧の影響を受けることなく、ただ単に
充放電電流検出回路26の出力電圧を読み取って、それ
からそのまま放電電流を求めていくことができるように
なる。なお、充電電流しか流れないときには、第1の演
算増幅器40の+端子に抵抗R3及び抵抗R5の分割電
圧を入力し、第2の演算増幅器41の+端子に抵抗R2
及び抵抗R4の分割電圧を入力していくことで、同様に
求めていくことができるようになる。
In the processing flow of FIG. 4, it is assumed that both the charging current and the discharging current flow through the resistor R1 of the charging / discharging current detection circuit 26, but when only the discharging current flows, the voltage source 43 causes the resistor R1 to flow. A configuration is adopted in which the differential amplifier 42 is controlled so as to output 0 V when no current is flowing in. With this configuration, the battery remaining amount detection mechanism 28
Can read the output voltage of the charging / discharging current detection circuit 26 without being affected by the offset voltage, and then directly obtain the discharging current. When only the charging current flows, the divided voltage of the resistors R3 and R5 is input to the + terminal of the first operational amplifier 40, and the resistor R2 is input to the + terminal of the second operational amplifier 41.
Similarly, by inputting the divided voltage of the resistor R4, it is possible to obtain the same.

【0043】これに対して、従来技術に従っていると、
+電源で動作する差動増幅器42を用いたのでは、電池
23の充電電流と放電電流の両方を検出できない。ま
た、図6に示すように、抵抗R1に放電電流しか流れな
いときには、差動増幅器42の出力電圧が常に+側にな
ることから、+電源で動作する差動増幅器42を用いて
放電電流を測定できる可能性はあるが、オフセット電圧
の影響を受けることでその精度はよくない。また、充電
電流を検出するときには、図7に示すように、第1の演
算増幅器40に入力される電圧と、第2の演算増幅器4
1に入力される電圧とを入れ換えていかなくてはならな
いという問題点もある。
On the other hand, according to the conventional technique,
Both the charging current and the discharging current of the battery 23 cannot be detected by using the differential amplifier 42 operating with the + power supply. Further, as shown in FIG. 6, when only the discharge current flows through the resistor R1, the output voltage of the differential amplifier 42 is always on the + side. Therefore, the discharge current is changed by using the differential amplifier 42 operating with the + power supply. There is a possibility that it can be measured, but its accuracy is not good because it is affected by the offset voltage. Further, when detecting the charging current, as shown in FIG. 7, the voltage input to the first operational amplifier 40 and the second operational amplifier 4 are input.
There is also a problem that the voltage input to 1 must be exchanged.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の測定装置
によれば、測定対象の物理量に従って、検出回路を構成
する差動増幅器に対して+側と−側の両方の電圧を出力
することが要求されるときにも、その差動増幅器として
片電源で動作するものを用いることができるようにな
る。そして、差動増幅器に対して+側と−側のいずれか
一方の電圧を出力することが要求されるときにあって、
オフセット電圧の大きさを無視できないようなときに
も、その差動増幅器として片電源で動作するものを用い
ることができるようになる。
As described above, according to the measuring apparatus of the present invention, both the + side voltage and the-side voltage are output to the differential amplifier constituting the detection circuit according to the physical quantity to be measured. Even when required, it is possible to use a differential amplifier that operates with a single power supply. Then, there are times when it is required to output either the + side voltage or the − side voltage to the differential amplifier,
Even when the magnitude of the offset voltage cannot be ignored, a differential amplifier that operates with a single power supply can be used.

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

【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】携帯型電子機器の装置構成の一例である。FIG. 2 is an example of a device configuration of a portable electronic device.

【図3】充放電電流検出回路の一実施例である。FIG. 3 is an example of a charge / discharge current detection circuit.

【図4】電池残量検出機構の実行する処理フローの一実
施例である。
FIG. 4 is an example of a processing flow executed by a battery remaining amount detection mechanism.

【図5】充放電電流検出回路の出力電圧の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an output voltage of a charge / discharge current detection circuit.

【図6】従来技術の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【図7】従来技術の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 測定装置 2 検出回路 3 演算機構 4 第1の増幅器 5 第2の増幅器 6 差動増幅器 7 電圧源 8 読取手段 9 記憶手段 10 算出手段 11 変換手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring device 2 Detection circuit 3 Arithmetic mechanism 4 1st amplifier 5 2nd amplifier 6 Differential amplifier 7 Voltage source 8 Reading means 9 Storage means 10 Calculation means 11 Conversion means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴井 勤 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Tsutomu Suzui 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 片電源で動作して、第1の入力電圧を増
幅する第1の増幅器と、片電源で動作して、該第1の増
幅器の増幅率と同じ増幅率を持って第2の入力電圧を増
幅する第2の増幅器と、片電源で動作し、第1及び第2
の増幅器の出力を入力として、この入力の差分値に応じ
た電圧を出力する差動増幅器とを備えて、差動増幅器の
出力電圧に従って第1及び第2の入力電圧の示す測定値
を測定する構成を採る差動増幅器を用いる測定装置にお
いて、 差動増幅器の2つの入力端子のいずれか一方に基準電圧
を付加する電圧源を備える構成を採り、かつ、この電圧
源の発生する基準電圧が、上記第1及び第2の入力電圧
が等しい値をとるときに差動増幅器の出力電圧をゼロ値
に設定するもので構成されることを、 特徴とする差動増幅器を用いる測定装置。
1. A first amplifier which operates with a single power supply and amplifies a first input voltage, and a second amplifier which operates with a single power supply and has the same amplification factor as that of the first amplifier. And a second amplifier for amplifying the input voltage of the
And a differential amplifier that outputs a voltage according to a difference value of the input, and measures a measured value indicated by the first and second input voltages according to the output voltage of the differential amplifier. In a measuring device using a differential amplifier having the configuration, a configuration is provided in which a voltage source that adds a reference voltage to one of the two input terminals of the differential amplifier is adopted, and the reference voltage generated by this voltage source is A measuring apparatus using a differential amplifier, characterized in that the differential amplifier is configured to set the output voltage to a zero value when the first and second input voltages have the same value.
【請求項2】 片電源で動作して、第1の入力電圧を増
幅する第1の増幅器と、片電源で動作して、該第1の増
幅器の増幅率と同じ増幅率を持って第2の入力電圧を増
幅する第2の増幅器と、片電源で動作し、第1及び第2
の増幅器の出力を入力として、この入力の差分値に応じ
た電圧を出力する差動増幅器とを備えて、差動増幅器の
出力電圧に従って第1及び第2の入力電圧の示す測定値
を測定する構成を採る差動増幅器を用いる測定装置にお
いて、 差動増幅器の2つの入力端子のいずれか一方に基準電圧
を付加する電圧源を備える構成を採り、かつ、この電圧
源の発生する基準電圧が、上記第1及び第2の入力電圧
の入力範囲内で差動増幅器の出力電圧を非ゼロ値に設定
するもので構成され、 更に、上記第1及び第2の入力電圧が等しい値をとると
きの差動増幅器の出力電圧値を記憶する記憶手段と、 上記記憶手段の記憶する記憶値と、差動増幅器の出力電
圧値との差分値を算出する算出手段とを備え、 上記算出手段の算出値に応じて、上記第1及び第2の入
力電圧の示す測定値を測定するよう構成されることを、 特徴とする差動増幅器を用いる測定装置。
2. A first amplifier which operates with a single power supply and amplifies a first input voltage, and a second amplifier which operates with a single power supply and has the same amplification factor as that of the first amplifier. And a second amplifier for amplifying the input voltage of the
And a differential amplifier that outputs a voltage according to a difference value of the input, and measures a measured value indicated by the first and second input voltages according to the output voltage of the differential amplifier. In a measuring device using a differential amplifier having the configuration, a configuration is provided in which a voltage source that adds a reference voltage to one of the two input terminals of the differential amplifier is adopted, and the reference voltage generated by this voltage source is When the output voltage of the differential amplifier is set to a non-zero value within the input range of the first and second input voltages, and when the first and second input voltages have the same value, The storage device stores the output voltage value of the differential amplifier, the storage device stores the storage voltage stored in the storage unit, and the calculation unit that calculates the difference value between the output voltage value of the differential amplifier. According to the first and second A measuring device using a differential amplifier, characterized in that it is arranged to measure the measured value of the input voltage.
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