JPH0851328A

JPH0851328A - 小信号増幅回路

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Publication number: JPH0851328A
Application number: JP6208179A
Authority: JP
Inventors: Takumi Konishi; 巧小西
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】小さな電位差の電位差信号をオペアンプを使
用して十分な信号レベルに差動増幅するに際し、外部温
度の変動による帰還電圧変化の影響を小さくして正確な
電位差の差動増幅を可能とする。【構成】２点間に生じる小さな電位差の電位差信号を
発生する電位差信号発生部と、該電位差信号発生部の電
位差を所定の信号レベルに差動増幅する負帰還抵抗を有
したオペアンプよりなる差動増幅回路とからなる小信号
増幅回路において、上記電位差信号発生部と差動増幅回
路との間に、上記電位差信号発生部で発生した２組の電
位差信号を各々相手側信号の電位を基準として同一の増
幅率で正相増幅する各々同一抵抗値の負帰還抵抗を有し
た２組のオペアンプよりなる正相増幅回路を設け、該正
相増幅回路を介して相当なレベルに増幅された２組の電
位差信号の電位差成分を上記差動増幅回路に入力して差
動増幅するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、センサ等の微小出力
信号を所定のレベルに増幅する小信号増幅回路に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、光、温度、磁気、放射線、応
力(歪み)、重量などの各種のものの変化又はそれらの絶
対値を検出するための各種のセンサが提供されるように
なっており、これらのセンサを利用した種々の計測装置
が各種の産業分野で実際に使用されている。

【０００３】しかし、上記センサ自体の出力信号レベル
は一般に微弱であり、そのままでは以後の信号処理に適
さないことから、上述のような各種の計測装置では、例
えば図１２に示すように、通常センサ４側の出力段に直
結する形で増幅率の高いオペアンプ(演算増幅器)によっ
て構成されたプリアンプ(前置増幅器)２５を設け、該プ
リアンプ２５で所望のレベルまで増幅した出力信号を使
用して各種のデータ処理、表示などを行うようにしてい
る。

【０００４】すなわち、今図１２は、例えばストレイン
ゲージ(歪み抵抗センサ)２０を利用してブルトーザ２３
などの大重量物の荷重を計測するようにした重量計測装
置の装置構成を示している。該装置では、例えば起重機
等によって吊り上げられるチエーン２２の先端に、上下
両端側にフック部２１a,２１bを備えた鋼棒２１を吊り
下げ、該鋼棒２１の下端側フック２１bにワイヤー２４
を介してブルトーザ２３等の荷重測定対象物を吊り下げ
る。そして、上記鋼棒２１の側壁面には図示のようなプ
ラスチックフィルムに対して抵抗線を蒸着して形成した
ストレインゲージ２０が一体的に接着されている。該ス
トレインゲージ２０は、固有の抵抗値Ｒ₁を有し、他の
３つの抵抗Ｒ₂〜Ｒ₄とともに図示のようにブリッジ回路
を形成するように接続されている。そして、該ブリッジ
回路の接続点Ａ−Ｂ間には出力信号端子Ｐ₁,Ｐ₂が、ま
た同接続点Ｃ−Ｄ間には動作電源入力端子Ｐ₃,Ｐ₄が各
々接続されている。動作電源入力端子Ｐ₃,Ｐ₄間には動
作電源入力として所定の定電圧電源Ｖbが接続されてい
る。

【０００５】一方、上記ブリッジ回路の出力信号端子Ｐ
₁,Ｐ₂間にはオペアンプＯＡが接続される。該オペアン
プＯＡは、反転側入力抵抗Ｒg₁、非反転側入力抵抗Ｒg₂
と負帰還抵抗Ｒfとを備え、上述したブリッジ回路のＡ
点とＢ点間の電位差信号(Ｖ₁−Ｖ₂)を所望のレベルに差
動増幅するプリアンプ２５として構成されている。そし
て、その差動増幅信号Ｖoが上記ブルトーザ２３等荷重
測定対象物の荷重計測出力として出力抵抗Ｒoを介して
出力端子c−d間より取出されるようになっている。

【０００６】上記荷重測定対象物としてのブルトーザ２
３を吊り上げている鋼棒２１は、当該ブルトーザ２３の
荷重Ｗに応じて無負荷時の長さＬに比べてΔＬだけ上下
に伸びる。その結果、ΔＬ／Ｌだけの歪みが生じる。そ
して、該歪みΔＬ／Ｌによって、その抵抗値はＲ₁＋Δ
Ｒに増大する。

【０００７】上記ブリッジ回路の各抵抗値は、無負荷時
においてＲ₁・Ｒ₄＝Ｒ₂・Ｒ₃の関係が成立するように設
定されており、該Ｒ₁・Ｒ₄＝Ｒ₂・Ｒ₃の状態においてＡ
−Ｂ点間の電位差Ｖ₁−Ｖ₂が０Ｖ、出力端子c−d間の出
力電位が０Ｖ(平衡)となるように設定されている。

【０００８】したがって、上記のように歪ゲージ２０の
抵抗値がＲ₁＋ΔＲに大きくなると、上記ブリッジ回路
の抵抗は(Ｒ₁＋ΔＲ₁)・Ｒ₄＞Ｒ₂・Ｒ₃となって、上記
Ａ−Ｂ点間には所定レベルの電位差(電流i)Ｖiが生じ
る。

【０００９】ここで、該電位差Ｖiは、Ｖi＝Ｖ₁−Ｖ₂で
示され、その値は次のようにして求められる。

【００１０】すなわち今例えば上記動作電源Ｖbの電圧
が６(Ｖ)、鋼棒２１の直径が２０mm、ブルトーザ２３の
荷重Ｗが１２tで上記歪みΔＬ／Ｌが0.0017、上記歪ゲ
ージ２０が通常のアドバンス線よりなり、そのゲージフ
ァクターＳが２、ブリッジ回路の無負荷時の各抵抗Ｒ₁
〜Ｒ₄が各々１２０Ωであるとすると、以下のようにな
る。

【００１１】先ず、上記歪ゲージ２０の抵抗値の変化率
ΔＲ₁／Ｒ₁は歪みΔＬ／Ｌとの関係において、 ΔＲ₁／Ｒ₁＝ＳΔＬ／Ｌの関係があることが知られている。

【００１２】したがって、 ΔＲ₁／Ｒ₁＝ΔＲ₁／１２０＝２×0.0017＝0.0034 であり、 ΔＲ₁＝１２０×0.0034(Ω) ＝0.408(Ω) よって、上記Ｖ₁は、Ｖ₁＝６(Ｖ)×{(１２０＋0.408)／
(１２０＋１２０＋0.408)}≒3.0051(Ｖ)となる。

【００１３】また、Ｖ₂は、Ｖ₂＝６(Ｖ)×{(１２０／
(１２０＋１２０)}＝3.0000(Ｖ)となる。

【００１４】したがって、ＶiはＶi＝Ｖ₁−Ｖ₂＝3.0051
(Ｖ)−3.0000(Ｖ)＝5.1(mＶ)の非常に小レベルの信号と
なる。

【００１５】そこで、該電位差信号Ｖiを上記オペアン
プＯＡに供給して差動増幅する。

【００１６】今、該オペアンプＯＡの上記入力抵抗Ｒ
g₁,Ｒg₂が各々１Ｋ(Ω)、負帰還抵抗Ｒfが１００(k
Ω)、出力抵抗Ｒoが１０(kΩ)だとすると、該オペアン
プＯＡの増幅率(利得)はＲf／Ｒg₁、つまり１００倍で
あるから、出力ＶoはＶo＝5.1×１００＝５１０(mＶ)と
なり、以後の信号処理に適した十分に大きなレベルの信
号に増幅されることとなる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、一般に
プリアンプを構成する差動増幅用のオペアンプでは、歪
ゲージやロードセル等各センサ側ブリッジ回路の微弱な
電位差信号(出力電圧)Ｖiを所望の出力電圧レベルＶoに
増幅するために負帰還抵抗Ｒfを介して、その入力側に
負帰還させるようにしており、同オペアンプ自体の増幅
率(利得)も該帰還電圧(又は電流)の値によって決まる。

【００１８】ところが、上記オペアンプ自体の増幅特性
は電源ＯＮ後の発熱温度の上昇によって所定のドリフト
を生じるし、また一般に外付けされる上記入力抵抗Ｒ
g₁,Ｒg₂や負帰還抵抗Ｒfの抵抗値は周囲温度の変化によ
って変化しやすい。

【００１９】その結果、増幅率自体の変動、又帰還電圧
(又は電流)の誤差による増幅率の変動を招来する問題が
ある。

【００２０】上記電源ＯＮ後の温度ドリフトによるオペ
アンプ自体の増幅特性の変化は、一般に電源ＯＮ後一定
時間経過した安定状態で測定することにより、測定誤差
を防止することができるが、他方、入力抵抗Ｒg₁,Ｒg₂
や負帰還抵抗Ｒfの変化は外部温度の任意の変化による
ものであるために、そのような対策を採ることができな
い。もちろん、入力抵抗Ｒg₁,Ｒg₂や負帰還抵抗Ｒfの抵
抗値の変化による帰還電圧(又は電流)の変化は、それ自
体としては必ずしも大きいものではないが、上述のよう
に本来センサ側ブリッジ回路自体の出力信号のレベルが
非常に小さく、しかも逆にオペアンプ自体の増幅率が非
常に大きいことから、相対的にその影響は極めて大きく
なる。特に反転側と非反転側とで実際の電位差に応じた
正確な差動増幅ができなくなると、最終的には大きな測
定誤差を招くことになる。

【００２１】本願発明は、このような問題を解決するた
めになされたものであって、センサ側ブリッジ回路等差
動増幅を行うべき相互に電位レベルを異にする小さな電
位差の電位差信号を発生する電位差信号発生部に対して
相互に相手方信号の電位を基準として正相増幅する同一
増幅特性の少なくとも２組のオペアンプよりなる正相増
幅回路を接続し、該正相増幅回路の２組のオペアンプの
出力の一部を相互に相手方逆相側入力端子に帰還させる
ようにすることによって、上記電位差信号発生部の各電
位信号を各々非反転状態で所定レベルに増幅し、その
後、差動増幅回路によって比較的低レベルでの差動増幅
を行うことによって上記のような測定誤差の発生を防止
するようにした小信号増幅回路を提供することを目的と
するものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本願発明は、該目的を達
成するために、次のような課題解決手段を備えて構成さ
れている。

【００２３】すなわち、本願発明の小信号増幅回路は、
２点間に生じる小さな電位差の電位差信号を発生する電
位差信号発生部と、該電位差信号発生部の電位差を所定
の信号レベルに差動増幅する負帰還抵抗を有したオペア
ンプよりなる差動増幅回路とからなる小信号増幅回路に
おいて、上記電位差信号発生部と差動増幅回路との間
に、上記電位差信号発生部で発生した電位差信号を各々
相手側信号の電位を基準として同一の増幅率で正相増幅
する各々同一抵抗値の負帰還抵抗を有した２組のオペア
ンプよりなる正相増幅回路を設け、該正相増幅回路を介
して所定レベルに増幅された電位差信号の電位差を上記
差動増幅回路で差動増幅するように構成されている。

【００２４】そして、同構成における正相増幅回路の増
幅率は、例えば上記差動増幅回路の増幅率よりも十分に
大きく設定されており、また同正相増幅回路を構成する
２組のオペアンプの負帰還抵抗は、例えば回路基板上の
略同一位置に並設され、かつ共通にパッケージングされ
て構成されている。

【００２５】

【作用】本願発明の小信号増幅回路は、該構成に対応し
て次のような作用が実現される。

【００２６】すなわち、本願発明の小信号増幅回路の構
成では、上記のように、２点間に生じる小さな電位差の
電位差信号を発生する電位差信号発生部と、該電位差信
号発生部の電位差を所定の信号レベルに差動増幅する負
帰還抵抗を有したオペアンプよりなる差動増幅回路とか
らなる小信号増幅回路において、上記電位差信号発生部
と差動増幅回路との間に、上記電位差信号発生部で発生
した電位差信号を各々相手側信号の電位を基準として同
一の増幅率で正相増幅する各々同一抵抗値の負帰還抵抗
を有した２組のオペアンプよりなる正相増幅回路を設
け、該正相増幅回路を介して所定レベルに増幅された電
位差信号の電位差を上記差動増幅回路で最終的に差動増
幅するようになっている。

【００２７】したがって、上記差動増幅を行う差動増幅
回路への差動入力は、上記差動増幅回路側オペアンプの
入力抵抗、負帰還抵抗の抵抗値が周囲温度の変動により
変化して帰還電圧(電流)が変化したとしても殆んど影響
を受けない程度の十分なレベルのものとなり、差動増幅
回路は、その電位差成分のみを正確に増幅するようにな
る。

【００２８】そして、該作用は、上記正相増幅回路の増
幅率が上記差動増幅回路の増幅率よりも大きい時ほど有
効となる。

【００２９】また、該場合において、上記正相増幅回路
の２組のオペアンプは、共に同一の増幅率、同一の負帰
還抵抗を備えて構成されていて、相互に相手側入力信号
の電位を基準電位として対応する入力電位を正相増幅す
るようになっているので、各々の負帰還抵抗の抵抗値が
周囲温度の変動によって変化したとしても、それによっ
て生じる帰還電圧(電流)の変化誤差は全く同一である。
従って、出力される増幅信号の電位差には全く変化が生
じない。このため、上記差動増幅回路での差動増幅動作
も正確なものとなる。

【００３０】また、該場合において、上記正相増幅回路
の２組のオペアンプの各負帰還抵抗が、当該回路の回路
基板上の略同一位置に並設されていて、しかも共通にパ
ッケージングされていると、それら両抵抗の温度条件が
均等になるので、上記作用がより有効に実現される。

【００３１】

【発明の効果】以上の結果、本願発明の小信号増幅回路
によると、次のような有益な効果を得ることができる。

【００３２】(１) オペアンプの負帰還抵抗の抵抗値の
周囲温度変化による変動誤差を除去した正確なセンサ検
出信号を得ることができる。

【００３３】(２) ２段階の増幅によりトータルとして
の増幅レベルが高くなるので、従来以上に十分に大きな
出力信号を得ることができるようになる。

【００３４】

【実施例】

(実施例１)図１は、例えばロードセルをセンサとする荷
重検出装置に適用した本願発明の実施例１に係る小信号
増幅回路の構成を示している。

【００３５】すなわち、今図１において、符号４は例え
ば４組の歪み抵抗センサ(歪ゲージ)Ｒ₁〜Ｒ₄(Ｒ₁,Ｒ₄は
引張側歪み抵抗センサ、Ｒ₂,Ｒ₃は圧縮側歪み抵抗セン
サ)を図示しない円筒体に貼設して構成した荷重検出セ
ンサとしての周知のロードセルであり、上記４組の歪み
抵抗センサＲ₁〜Ｒ₄は図示のようにブリッジ回路を形成
するように接続されている。そして、該ブリッジ回路の
接続点Ａ−Ｂ間には出力信号端子Ｐ₁,Ｐ₂が、また同接
続点Ｃ−Ｄ間には動作電源入力端子Ｐ₃,Ｐ₄が各々接続
されている。該動作電源入力端子Ｐ₃,Ｐ₄間に相互に並
列なコンデンサＣ₁,Ｃ₂を備えた電源電圧平滑回路１を
介して動作電源入力として所定の定電圧Ｖbが供給され
るようになっている。

【００３６】また、上記動作電源入力端子Ｐ₃,Ｐ₄間に
は上記ロードセル４のブリッジ回路におけるＢ点電位調
整用の電位可変抵抗ＶＲ₁が設けられ、該電位可変抵抗
ＶＲ₁の可動端子は分割抵抗Ｒ₁₁を介して上記ロードセ
ル４のブリッジ回路Ｂ点側出力端子Ｐ₂に接続されてい
る。したがって、該電位抵抗可変抵抗ＶＲ₁を可変調整
することによって、無負荷状態における上記ロードセル
４のブリッジ回路のＡ−Ｂ点間の電位差が平衡状態の０
(Ｖ)になるようにＢ点側電位が適切に設定される。

【００３７】また、符号２は後述する第１〜第３のオペ
アンプＯＡ₁,ＯＡ₂,ＯＡ₃用の電源回路を示しており、
該電源回路２の３端子レギュレータ(ＩＣ電源)２aの正
負電源端子(±Ｖcc)は、後述する第１〜第３の各オペア
ンプＯＡ₁〜ＯＡ₃の正負電源端子に接続されている(但
し、これらは当業者にとって周知自明のことであるの
で、回路の表現の繁雑さを避けるために図面上は省略し
て示している)。

【００３８】一方、上記ロードセル４の出力信号端子Ｐ
₁,Ｐ₂間には出力信号平滑回路５、正相増幅回路６、差
動増幅回路７が順次直列に接続されている。

【００３９】先ず出力信号平滑回路５は、抵抗Ｒ₁₂,Ｒ
₁₃およびコンデンサＣ₃,Ｃ₄の２組の積分回路よりな
り、上記ロードセル４のブリッジ回路のＡ点およびＢ点
からの各電位信号出力のノイズ成分をカットして平滑化
する。

【００４０】また正相増幅回路６は、上記出力信号平滑
回路５を介して出力される上記ロードセル４側ブリッジ
回路Ａ点の電位を正相増幅(非反転増幅)する第１のオペ
アンプＯＡ₁と同ブリッジ回路Ｂ点の電位を正相増幅(非
反転増幅)する第２のオペアンプＯＡ₂とを備え、該第
１、第２のオペアンプＯＡ₁,ＯＡ₂の各反転側入力端子
(−)に各々負帰還抵抗Ｒ₁₄,Ｒ₁₅を接続するとともに該
反転側入力端子(−)同士を分圧抵抗(比較抵抗)Ｒ₁₆を介
して共通に接続して次段の差動増幅回路７に対する差動
入力信号のバッファ増幅作用を果たすように構成されて
いる。

【００４１】さらに、差動増幅回路７は、第３のオペア
ンプＯＡ₃を中心とし、その反転側入力端子(−)を入力
抵抗Ｒ₁₇を介して上記正相増幅回路６の第１のオペアン
プＯＡ₁の出力端子に、また非反転側入力端子(＋)を入
力抵抗Ｒ₁₈を介して上記正相増幅回路６の第２のオペア
ンプＯＡ₂の出力端子に各々接続されており、さらに反
転側入力端子(−)には差動増幅用の負帰還抵抗Ｒ₁₉が、
また非反転側入力端子(＋)には基準抵抗Ｒ₂₀が各々接続
されて、上記第１、第２のオペアンプＯＡ₁,ＯＡ₂の増
幅出力間の電位差成分を差動増幅する作用を果たすよう
に構成されている。そして、その増幅出力Ｖoが出力抵
抗Ｒ₂₁を介して出力端子c−d間から取り出されるように
なっている。なお、該差動増幅回路７中のコンデンサＣ
₅,Ｃ₆は各々ホワイトノイズキャンセル用のノイズカッ
トコンデンサである。該差動増幅回路７の増幅率は、Ｒ
₁₉／Ｒ₁₇で決定される。

【００４２】すなわち、該構成において、上記正相増幅
回路６の第１のオペアンプＯＡ₁は上記ロードセル４側
ブリッジ回路Ｂ点の電位(ＶＢ)を基準として同ブリッジ
回路Ａ点の電位(ＶＡ)を正相状態で所定レベルに増幅す
るように動作する一方、第２のオペアンプＯＡ₂はロー
ドセル４側ブリッジ回路Ａ点の電位(ＶＡ)を基準として
同ブリッジ回路Ｂ点の電位(ＶＢ)を正相状態で所定レベ
ルに増幅するように動作するようになっている。

【００４３】そして、この場合、上記第１、第２の各オ
ペアンプＯＡ₁,ＯＡ₂は増幅率(増幅利得)を全く同一に
して形成されているとともに負帰還抵抗Ｒ₁₄,Ｒ₁₅の値
も全く同一にして形成されている。従って、該第１、第
２のオペアンプＯＡ₁,ＯＡ₂は、仮に周囲温度の変化に
よって上記負帰還抵抗Ｒ₁₄,Ｒ₁₅、分圧抵抗Ｒ₁₆の値が
各々変化したとしても、その変化値は全く同一であり、
相対差は生ぜず、帰還電圧、帰還電流の値も常に同一と
なる。また、この場合、分圧抵抗Ｒ₁₆は、各オペアンプ
ＯＡ₁,ＯＡ₂に対してその抵抗値が１／２(Ｒ₁₆)として
作用する。

【００４４】つまり、該第１、第２のオペアンプＯＡ₁,
ＯＡ₂における負帰還抵抗Ｒ₁₄,Ｒ₁₅分圧抵抗Ｒ₁₆の抵抗
値の温度変化によって生じる帰還電圧、帰還電流の誤差
は共に同一であって、結局帰還を掛けない場合と同じに
なり、周囲温度の変化による影響を受けないものとな
る。

【００４５】したがって、第１、第２のオペアンプＯＡ
₁,ＯＡ₂の増幅出力間の電位差は、上記ロードセル４ブ
リッジ回路Ａ−Ｂ点間の電位差に正確に対応したものと
なる。

【００４６】しかも、同出力は高増幅率の第１、第２の
オペアンプＯＡ₁,ＯＡ₂による正相の増幅出力であるこ
とから、従来のようなロードセル４の増幅されない第一
次的な出力そのものの場合に比べて遥かに高レベルの安
定した電圧、電流出力となる。

【００４７】したがって、次段の差動増幅回路７におけ
る外付抵抗Ｒ₁₇,Ｒ₁₈、Ｒ₁₉,Ｒ₂₀の抵抗値が周囲温度の
変化によって変動し、その帰還電圧、電流の値が或る程
度変動したとしても、差動入力信号そのもののレベルが
相当に高くなっているために、その影響は相対的に小さ
くなり、殆んど誤差として作用しない。これらの結果、
より正確な荷重(歪み量)の測定を可能にすることができ
るようになる。

【００４８】該作用による測定精度の向上は、以上の説
明から明らかなように、上記正相増幅回路６を構成する
第１、第２のオペアンプＯＡ₁,ＯＡ₂の増幅率(増幅利
得)が、後段側の差動増幅回路７を構成する第３のオペ
アンプＯＡ₃の増幅率よりも大きく、それらの間の大小
比が大きい程効果的であり、例えば第１、第２のオペア
ンプＯＡ₁,ＯＡ₂の増幅率を１００〜２００倍として、
第３のオペアンプＯＡ₃の増幅率を１倍とし、実質的な
信号レベルの増幅を第１、第２のオペアンプＯＡ₁,ＯＡ
₂で行ない、第３のオペアンプＯＡ₃ではそれらの差動成
分の増幅(同相成分の除去)のみを行なわせる構成とする
こともできる。

【００４９】また、該測定精度の向上には、上述の理由
からいって上記正相増幅回路６の第１、第２のオペアン
プＯＡ₁,ＯＡ₂の負帰還抵抗Ｒ₁₄,Ｒ₁₅の抵抗値変化が可
及的に共通(同一)であることが好ましい。したがって、
それら両抵抗Ｒ₁₄,Ｒ₁₅の回路基板上への実装に際して
は、該２つの負帰還抵抗Ｒ₁₄,Ｒ₁₅は、例えば周囲の温
度条件が等しいと判断される略同一の位置に並設して、
しかも共通にパッケージングして設けられることが効果
的である。

【００５０】(実施例２)次に図２は、本願発明の実施例
２に係る小信号増幅回路の構成を示している。

【００５１】該実施例の回路は、基本的には上記実施例
の場合と同様のロードセル４を使用した荷重検出装置と
して構成されているが、先ず、その正相増幅回路６が所
定レベルの範囲でゲイン調整可能なように抵抗Ｒ₂₂及び
該抵抗Ｒ₂₂と直列なゲイン調整用可変抵抗ＶＲ₂を備え
て構成されている点、また動作電源回路として、例えば
定電圧電源用の３端子レギュレータ９が設けられている
点、さらに定格値の異なるロードセル４にも対応できる
ように任意に挿入可能な付加抵抗Ｒ₂₃が設けられている
点などが異っている。その他の点は、上記実施例１の構
成と全く同一である。

【００５２】該構成の場合、上記抵抗Ｒ₂₂とゲイン調整
用可変抵抗ＶＲ₂の直列回路が、上記分圧抵抗(比較抵
抗)Ｒ₁₆に並列に挿入されることになり、それらの合成
抵抗値と上記負帰還抵抗Ｒ₁₄,Ｒ₁₅との関係によって上
記オペアンプＯＡ₁,ＯＡ₂のゲインが任意に調整され
る。

【００５３】従って、それによって上記差動増幅回路７
との増幅率の比の決定も任意に設定することができ、又
ロードセル４の定格値との関係での任意の感度調整も可
能となる。

【００５４】(実施例３)上記実施例１における正相増幅
回路は、例えば図３のように変形することもできる。

【００５５】図３の構成では、上記分圧抵抗(比較抵抗)
Ｒ₁₆を独立した同一抵抗値の２組の抵抗Ｒ₁₆₁,Ｒ₁₆₂に
完全に分割して上記ロードセル４側ブリッジ回路のＢ
点、Ａ点ラインに接続したものであり、このようにして
も上記実施例１の場合と全く同様の作用効果を実現する
ことができる。

【００５６】(実施例４)上記実施例１における正相増幅
回路は、また例えば図４のように変形することもでき
る。

【００５７】図４の構成では、上記実施例３と同様に２
つに分けた同一抵抗値の抵抗Ｒ₂₅,Ｒ₂₆を上記ロードセ
ル４側ブリッジ回路のＡ点、Ｂ点ラインに入力抵抗とし
て接続したものであり、このようにしても上記実施例１
の場合と全く同様の作用効果を実現することができる。

【００５８】(実施例５)上記実施例１における正相増幅
回路は、また例えば図５のように変形することもでき
る。

【００５９】図５の構成では、上記実施例３と同様に分
圧抵抗(比較抵抗)Ｒ₁₆をＲ₁₆₁,Ｒ₁₆₂の独立した２つの
抵抗に分けて上記ロードセル４側ブリッジ回路のＢ点、
Ａ点ラインに接続するとともに、さらに上記実施例４と
同様に入力抵抗Ｒ₂₅,Ｒ₂₅を設けたものであり、このよ
うにしても上記実施例１の場合と全く同様の作用効果を
実現することができる。

【００６０】(実施例６)上記実施例１における正相増幅
回路は、また例えば図６のように変形することもでき
る。

【００６１】図６の構成では、上記実施例３の構成の第
１、第２のオペアンプＯＡ₁,ＯＡ₂の極性を逆にしたも
のであり、このようにしても上記実施例１の場合と全く
同様の作用効果を実現することができる。

【００６２】(実施例７)上記実施例１における正相増幅
回路は、また例えば図７のように変形することもでき
る。

【００６３】図７の構成では、上記実施例４の構成の第
１、第２のオペアンプＯＡ₁,ＯＡ₂の極性を逆に接続し
たものであり、このようにしても上記実施例１の場合と
全く同様の作用効果を実現することができる。

【００６４】(実施例８)上記実施例１における正相増幅
回路は、また例えば図８のように変形することもでき
る。

【００６５】図８の構成では、上記実施例５の構成の第
１、第２のオペアンプＯＡ₁,ＯＡ₂の極性を逆にしたも
のであり、このようにしても上記実施例１の場合と全く
同様の作用効果を実現することができる。

【００６６】(実施例９)上記実施例１における正相増幅
回路は、また例えば図９のように変形することもでき
る。

【００６７】図９の構成では、上記実施例１と同様の構
成をＭＯＳ形ＦＥＴＴ₁,Ｔ₂と抵抗Ｒ₂₇,Ｒ₂₈,Ｒ₂₉で構
成したものであり、このようにしても上記実施例１の場
合と全く同様の作用効果を実現することができる。

【００６８】(実施例１０)上記実施例１における正相増
幅回路は、また例えば図１０のように変形することもで
きる。

【００６９】図１０の構成では、上記実施例４と同様の
構成をＭＯＳ形ＦＥＴＴ₁,Ｔ₂と抵抗Ｒ₂₇,Ｒ₂₈,Ｒ₁₆₁,
Ｒ₁₆₂で構成したものであり、このようにしても上記実
施例１の場合と全く同様の作用効果を実現することがで
きる。

【００７０】(実施例１１)上記実施例１における正相増
幅回路は、また例えば図１１のように変形することもで
きる。

【００７１】図１１の構成では、上記実施例３と同様の
構成をＭＯＳ形ＦＥＴＴ₁,Ｔ₂と抵抗Ｒ₂₇,Ｒ₂₈,Ｒ₁₆₁,
Ｒ₁₆₂,Ｒ₂₅,Ｒ₂₆で構成したものであり、このようにし
ても上記実施例１の場合と全く同様の作用効果を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の実施例１に係る小信号増幅
回路の構成を示す電気回路図である。

【図２】図２は、本願発明の実施例２に係る小信号増幅
回路の構成を示す電気回路図である。

【図３】図３は、本願発明の実施例３に係る小信号増幅
回路の要部の構成を示す電気回路図である。

【図４】図４は、本願発明の実施例４に係る小信号増幅
回路の要部の構成を示す電気回路図である。

【図５】図５は、本願発明の実施例５に係る小信号増幅
回路の要部の構成を示す電気回路図である。

【図６】図６は、本願発明の実施例６に係る小信号増幅
回路の要部の構成を示す電気回路図である。

【図７】図７は、本願発明の実施例７に係る小信号増幅
回路の要部の構成を示す電気回路図である。

【図８】図８は、本願発明の実施例８に係る小信号増幅
回路の要部の構成を示す電気回路図である。

【図９】図９は、本願発明の実施例９に係る小信号増幅
回路の要部の構成を示す電気回路図である。

【図１０】図１０は、本願発明の実施例１０に係る小信
号増幅回路の要部の構成を示す電気回路図である。

【図１１】図１１は、本願発明の実施例１１に係る小信
号増幅回路の要部の構成を示す電気回路図である。

【図１２】図１２は、従来一般の小信号増幅回路の構成
を示す電気回路図である。

【符号の説明】

４はロードセル、５は出力信号平滑回路、６は正相増幅
回路、７は差動増幅回路、ＯＡ₁〜ＯＡ₃は第１〜第３の
オペアンプ、Ｒ₁₄,Ｒ₁₅,Ｒ₁₉,Ｒ₂₀,Ｒ₂₇,Ｒ₂₈は負帰還
抵抗、ＶＲ₁はロードセルブリッジ回路のＢ点電位調整
用の電源可変抵抗、ＶＲ₂は第１、第２のオペアンプＯ
Ａ₁,ＯＡ₂のゲイン調整用可変抵抗である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２点間に生じる小さな電位差の電位差信
号を発生する電位差信号発生部と、該電位差信号発生部
の電位差を所定の信号レベルに差動増幅する負帰還抵抗
を有したオペアンプよりなる差動増幅回路とからなる小
信号増幅回路において、上記電位差信号発生部と差動増
幅回路との間に、上記電位差信号発生部で発生した電位
差信号を各々相手側信号の電位を基準として同一の増幅
率で正相増幅する各々同一抵抗値の負帰還抵抗を有した
２組のオペアンプよりなる正相増幅回路を設け、該正相
増幅回路を介して所定レベルに増幅された電位差信号の
電位差を上記差動増幅回路で差動増幅するようにしたこ
とを特徴とする小信号増幅回路。
【請求項２】正相増幅回路の増幅率は、差動増幅回路
の増幅率よりも十分に大きく設定されていることを特徴
とする請求項１記載の小信号増幅回路。
【請求項３】正相増幅回路を構成する２組のオペアン
プの負帰還抵抗は、回路基板上の略同一位置に並設さ
れ、かつ共通にパッケージングされていることを特徴と
する請求項１又は２記載の小信号増幅回路。