JPH10239175A - Sensor output amplification circuit - Google Patents
Sensor output amplification circuitInfo
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- JPH10239175A JPH10239175A JP9044210A JP4421097A JPH10239175A JP H10239175 A JPH10239175 A JP H10239175A JP 9044210 A JP9044210 A JP 9044210A JP 4421097 A JP4421097 A JP 4421097A JP H10239175 A JPH10239175 A JP H10239175A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧力センサや加速度セ
ンサ等のセンサの出力信号を増幅するセンサ出力増幅回
路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor output amplifying circuit for amplifying an output signal of a sensor such as a pressure sensor and an acceleration sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のセンサ出力増幅回路とし
て、図２に示すものが存在する。このものは、センサS
から出力信号Ｖ2 及び出力信号Ｖ1 がそれぞれ入力され
る第１及び第２のオペアンプOp1,Op2 と、第１及び第２
のオペアンプOp1,Op2 と共に出力信号Ｖ2 と出力信号Ｖ
1 との差（Ｖ1 −Ｖ2 ）を増幅する第１乃至第５の抵抗
R1,R2,R3,R4,R5と、第１の抵抗R1と共に出力信号のハイ
パス回路H をなす第１のコンデンサC1と、第２の抵抗R2
と共に出力信号のハイパス回路H をなす第２のコンデン
サC2と、第３の抵抗R3と共に出力信号のローパス回路L
をなす第３のコンデンサC3と、第５の抵抗R5と共に出力
信号のローパス回路L をなす第４のコンデンサC4と、を
備えている。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a sensor output amplifier circuit of this type shown in FIG. This is the sensor S
The output signal V 2 and the output signal V 1 is the first and second operational amplifiers Op1, Op2 inputted respectively from the first and second
Of the operational amplifier Op1, Op2 with the output signal V 2 output signal V
First to fifth resistors for amplifying the difference (V 1 −V 2 ) from 1
R1, R2, R3, R4, R5, a first capacitor C1 which forms a high-pass circuit H of an output signal together with the first resistor R1, and a second resistor R2
Together with a second capacitor C2 forming a high-pass circuit H of the output signal, and a third resistor R3 together with a low-pass circuit L of the output signal.
And a fourth capacitor C4 that forms a low-pass circuit L of an output signal together with a fifth resistor R5.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のセンサ
出力増幅回路にあっては、第１、第２、第３及び第５の
抵抗R1,R2,R3,R5 は、（Ｖ1 −Ｖ2 ）を増幅するための
抵抗であるとともに、（Ｖ1 −Ｖ2 ）の増幅された出力
値Ｖout のハイパス回路H 又はロ−パス回路L というフ
ィルタ回路をなすための抵抗でもあるから、出力値Ｖou
t の増幅のゲインの調整のために、それらの抵抗値を変
えると、フィルタ特性も変わってしまうという問題点が
あった。In the conventional sensor output amplifier circuit described above for [0005], first, second, resistor R1 of the third and 5, R2, R3, R5 are, (V 1 -V 2 ) As well as a resistor for forming a filter circuit called a high-pass circuit H or a low-pass circuit L of the amplified output value Vout of (V 1 -V 2 ).
If these resistance values are changed to adjust the gain of the amplification of t, there is a problem that the filter characteristics also change.
【０００４】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、出力信号の増幅のゲイ
ンの調整のために、それらの抵抗値を変えても、フィル
タ特性が変わらないセンサ出力増幅回路を提供すること
にある。The present invention has been made in view of the above-mentioned point, and an object of the present invention is to adjust the gain of an output signal by changing the resistance value of the filter even if the resistance is changed. An object of the present invention is to provide an unchanged sensor output amplifier circuit.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明は、センサからの出力信号
が入力される増幅用オペアンプと、増幅用オペアンプと
共に出力信号を増幅する増幅用抵抗と、増幅用抵抗とは
異なるフィルタ用抵抗と、増幅用オペアンプとは異なる
フィルタ用オペアンプと、フィルタ用抵抗及びフィルタ
用オペアンプと共に出力信号のフィルタ回路をなすコン
デンサと、を備えた構成にしてある。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is an amplification operational amplifier to which an output signal from a sensor is input, and an amplifier for amplifying an output signal together with the amplification operational amplifier. , A filter resistor different from the amplifier resistor, a filter operational amplifier different from the amplifier operational amplifier, and a capacitor forming a filter circuit of an output signal together with the filter resistor and the filter operational amplifier. is there.
【０００６】請求項２記載の発明は、前記フィルタ用オ
ペアンプは、前記出力信号の信号値にオフセット値を付
与するオフセット用オペアンプである構成にしてある。According to a second aspect of the present invention, the filter operational amplifier is an offset operational amplifier that applies an offset value to the signal value of the output signal.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１に基づ
いて以下に説明する。このセンサ出力増幅回路は、セン
サS 、定電流源用オペアンプOp1 、第１及び第２の増幅
用オペアンプOp2,Op3 、第１乃至第５の増幅用抵抗RR1,
RR2,RR3,RR4,RR5 、フィルタ用オペアンプOp4 、第１及
び第２のフィルタ用抵抗RR6,RR7 、第１及び第２のコン
デンサC1,C2 を備えて構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The sensor output amplifier circuit includes a sensor S, a constant current source operational amplifier Op1, first and second amplification operational amplifiers Op2 and Op3, first to fifth amplification resistors RR1,
RR2, RR3, RR4, RR5, a filter operational amplifier Op4, first and second filter resistors RR6, RR7, and first and second capacitors C1, C2.
【０００８】センサS は、第１乃至第４のピエゾ抵抗rr
1,rr2,rr3,rr4 が直列接続されたものである。このセン
サS は、圧力や加速度等による物理的変化を抵抗値の変
化として検知する。このセンサS の第２及び第３のピエ
ゾ抵抗rr2,rr3 の接続点は、接地抵抗RR8 を介して接地
されている。[0008] The sensor S has first to fourth piezoresistors rr.
1, rr2, rr3, rr4 are connected in series. The sensor S detects a physical change due to pressure, acceleration, and the like as a change in resistance value. The connection point of the second and third piezoresistors rr2 and rr3 of the sensor S is grounded via a grounding resistor RR8.
【０００９】定電流源用オペアンプOp1 は、その非反転
入力端子に、基準電圧を分圧用抵抗RR9,RR10により分圧
した分圧電圧Ｖref が入力される。この定電流源用オペ
アンプOp1 は、その反転入力端子がセンサS の第２及び
第３のピエゾ抵抗rr2,rr3 の接続点に接続され、出力端
子がセンサS の第１のピエゾ抵抗rr1 の一端に接続され
ている。The operational amplifier for a constant current source Op1 has a non-inverting input terminal to which a divided voltage Vref obtained by dividing a reference voltage by dividing resistors RR9 and RR10 is input. The operational amplifier Op1 for a constant current source has its inverting input terminal connected to the connection point of the second and third piezoresistors rr2 and rr3 of the sensor S, and its output terminal connected to one end of the first piezoresistor rr1 of the sensor S. It is connected.
【００１０】第１の増幅用オペアンプOp2 は、その非反
転入力端子がセンサS の第３及び第４のピエゾ抵抗rr3,
rr4 の接続点に接続されることにより、センサS からの
出力信号Ｖ2 が入力し、反転入力端子が第１の増幅用抵
抗RR1 を介して出力端子に接続されている。第２の増幅
用オペアンプOp3 は、その非反転入力端子がセンサSの
第１及び第２のピエゾ抵抗rr1,rr2 の接続点に接続され
ることにより、センサS からの出力信号Ｖ1 が入力し、
反転入力端子が第２の増幅用抵抗を介して、第１の増幅
用オペアンプOp2 の出力端子に接続されている。これら
の第１及び第２の増幅用オペアンプOp2,Op3 は、第１乃
至第５の増幅用抵抗RR1,RR2,RR3,RR4,RR5 と共に、セン
サS の出力信号Ｖ2 と出力信号Ｖ1 との差（Ｖ1 −
Ｖ2 ）を増幅する。The first amplifier operational amplifier Op2 has its non-inverting input terminal connected to the third and fourth piezo resistors rr3,
by being connected to the connection point of rr4, and the output signal V 2 is input from the sensor S, an inverting input terminal connected to the output terminal through the first amplifying resistor RR1. Second amplifying operational amplifier Op3, the by the non-inverting input terminal is connected to the connection point of the first and second piezoresistive rr1, rr2 sensor S, and receives the output signal V 1 of the from the sensor S ,
The inverting input terminal is connected to the output terminal of the first operational amplifier Op2 via the second amplifying resistor. These first and second amplifying operational amplifier Op2, Op3 is first to fifth amplifying resistors RR1, RR2, RR3, RR4, with RR5, and the output signal V 2 of the sensor S and the output signal V 1 Difference (V 1 −
V 2 ).
【００１１】そして、前述した第１及び第２の増幅用オ
ペアンプOp2,Op3 並びに第１乃至第５の増幅用抵抗RR1,
RR2,RR3,RR4,RR5 により増幅された(1) 式に示す出力値
Ｖout を得ることができる。なお、第１及び第２の増幅
用抵抗RR1,RR2 の抵抗値をＲ 1 、第３及び第５の増幅用
抵抗の抵抗値をＲ2 、第４の増幅用抵抗の抵抗値をＲ 3
としている。また、Ｖoff は、後述するオフセットであ
る。The first and second amplification amplifiers described above are used.
The operational amplifiers Op2, Op3 and the first to fifth amplifying resistors RR1,
Output value shown in Eq. (1) amplified by RR2, RR3, RR4, RR5
Vout can be obtained. The first and second amplifications
The resistance value of the resistors RR1 and RR2 1For third and fifth amplification
The resistance value of the resistor is RTwo, The resistance value of the fourth amplification resistor is R Three
And Voff is an offset described later.
You.
【００１２】 Ｖout ＝（Ｖ1 −Ｖ2 ）（１＋２×Ｒ2 ／Ｒ3 ＋Ｒ2 ／Ｒ1 ）＋Ｖoff (1) フィルタ用オペアンプOp4 は、その非反転入力端子に、
基準電圧を分圧用抵抗RR11,RR12 により分圧した分圧電
圧であるオフセットＶoff が入力される。従って、この
フィルタ用オペアンプOp4 は、オフセットＶoff を加算
するオフセット用オペアンプにもなっている。このフィ
ルタ用オペアンプOp4 は、その反転入力端子が第１のフ
ィルタ用抵抗RR6 及び第１のコンデンサC1からなる並列
回路RC1を介して、第１の増幅用オペアンプOp2 の出力
端子に接続されている。また、このフィルタ用オペアン
プOp4 は、その反転入力端子が第２のフィルタ用抵抗RR
7及び第２のコンデンサC2からなる直列回路RC2 を介し
て出力端子に接続されている。このフィルタ用オペアン
プOp4 は、前述した並列回路RC1 及び直列回路RC2と共
に、前述した出力値Ｖout のフィルタ回路F を構成して
いる。Vout = (V 1 −V 2 ) (1 + 2 × R 2 / R 3 + R 2 / R 1 ) + Voff (1) The operational amplifier Op4 for the filter is connected to its non-inverting input terminal by:
An offset Voff, which is a divided voltage obtained by dividing the reference voltage by the dividing resistors RR11 and RR12, is input. Therefore, the filter operational amplifier Op4 is also an offset operational amplifier for adding the offset Voff. The inverting input terminal of the filter operational amplifier Op4 is connected to the output terminal of the first amplifier operational amplifier Op2 via a parallel circuit RC1 including a first filter resistor RR6 and a first capacitor C1. The inverting input terminal of the operational amplifier Op4 for the filter has a second filter resistor RR.
It is connected to the output terminal via a series circuit RC2 composed of a capacitor 7 and a second capacitor C2. The filter operational amplifier Op4 constitutes the above-described filter circuit F of the output value Vout together with the aforementioned parallel circuit RC1 and series circuit RC2.
【００１３】詳しくは、第１及び第２のフィルタ用抵抗
RR6,RR7 の抵抗値をｒ1,ｒ2 、第１及び第２のコンデン
サの容量をＣ1,Ｃ2 とすると、(2) 式に示すカットオフ
周波数ｆcLのハイパス特性及び(3) 式に示すカットオフ
周波数ｆcHのハイパス特性を有することとなる。つま
り、バンドパス特性を有することとなる。More specifically, first and second filter resistors
Assuming that the resistance values of RR6 and RR7 are r 1 and r 2 , and the capacitances of the first and second capacitors are C 1 and C 2 , the high-pass characteristic of the cutoff frequency fcL shown in the equation (2) and the equation (3) It has the high-pass characteristic of the cutoff frequency fcH shown. That is, it has bandpass characteristics.
【００１４】ｆcL＝１／（２πＣ1 ×ｒ1 ） (2) ｆcH＝１／（２πＣ1 ×ｒ2 ） (3) また、フィルタ用オペアンプOp4 のゲインＧは、(4) 式
に示すものとなるから、前述した出力値Ｖout が、ｆcL
よりも低い周波数又はｆcHよりも高い周波数でもってオ
フセットＶoff から変化した場合、略無限大となって、
センサS の第１及び第２のピエゾ抵抗rr1,rr2 には、出
力値Ｖout の変化を抑えるよう電流が流れ、出力値Ｖou
t がオフセットＶoff を保ち続ける。FcL = 1 / (2πC 1 × r 1 ) (2) fcH = 1 / (2πC 1 × r 2 ) (3) The gain G of the operational amplifier Op4 for the filter is expressed by the following equation (4). Therefore, the output value Vout described above becomes fcL
When the frequency changes from the offset Voff with a lower frequency or a frequency higher than fcH, the value becomes almost infinite,
A current flows through the first and second piezoresistors rr1 and rr2 of the sensor S so as to suppress a change in the output value Vout.
t keeps the offset Voff.
【００１５】 Ｇ＝（２πｆＣ1 ×ｒ1 ＋１）×（ｒ2 ＋１／２πｆＣ2 ） (4) かかるセンサ出力増幅回路にあっては、第１及び第２の
増幅用オペアンプOp2,Op3 と共に出力信号、詳しくは、
出力信号Ｖ2 と出力信号Ｖ1 との差（Ｖ1 −Ｖ 2 ）を増
幅する第１乃至第５の増幅用抵抗RR1,RR2,RR3,RR4,RR5
は、フィルタ用オペアンプOp4 並びに第１及び第２のコ
ンデンサC1,C2 と共に出力信号のフィルタ回路F をなす
第１及び第２のフィルタ用抵抗RR6,RR7 とは異なるか
ら、出力信号の増幅のゲインの調整のために、それらの
抵抗値を変えても、フィルタ特性が変わらなくなる。G = (2πfC1× r1+1) × (rTwo+ 1 / 2πfCTwo(4) In such a sensor output amplifier circuit, the first and second
Output signal together with the operational amplifiers Op2 and Op3 for amplification.
Output signal VTwoAnd output signal V1Difference (V1-V Two)
First to fifth amplification resistors RR1, RR2, RR3, RR4, RR5 to be widened
Is the operational amplifier for the filter Op4 and the first and second cores.
Together with the capacitors C1 and C2 to form a filter circuit F for the output signal.
Whether it is different from the first and second filter resistors RR6 and RR7
In order to adjust the gain of the output signal amplification,
Even if the resistance value is changed, the filter characteristics do not change.
【００１６】また、フィルタ用オペアンプOp4 は、出力
値Ｖout にオフセットＶoff を付与するオフセット用オ
ペアンプでもあるから、オフセット用オペアンプを別に
設けなくてもよくなる。Further, since the filter operational amplifier Op4 is also an offset operational amplifier for giving an offset Voff to the output value Vout, it is not necessary to provide a separate offset operational amplifier.
【００１７】なお、本実施形態では、フィルタ用オペア
ンプOp4 は、出力信号の信号値にオフセットＶoff を付
与するオフセット用オペアンプでもあるが、オフセット
用オペアンプを別に設けてもよい。In the present embodiment, the filter operational amplifier Op4 is an offset operational amplifier that applies an offset Voff to the signal value of the output signal. However, an offset operational amplifier may be provided separately.
【００１８】また、本実施形態では、フィルタ回路F
は、バンドパス特性を有しているが、使用状況に応じ
て、ハイパス特性又はローパス特性のいずれかの特性の
み有するようにしてもよい。In this embodiment, the filter circuit F
Has a band-pass characteristic, but may have only one of a high-pass characteristic and a low-pass characteristic depending on the use condition.
【００１９】また、本実施形態では、フィルタ回路F
は、増幅後の出力信号のためのものとなっているが、増
幅前の出力信号のためのものにする構成でも、同様の効
果を奏することができる。In this embodiment, the filter circuit F
Is for an output signal after amplification, but the same effect can be obtained with a configuration for an output signal before amplification.
【００２０】[0020]
【発明の効果】請求項１記載の発明は、増幅用オペアン
プと共に出力信号を増幅する増幅用抵抗は、フィルタ用
オペアンプ及びコンデンサと共に出力信号のフィルタ回
路をなすフィルタ用抵抗とは異なるから、出力信号の増
幅のゲインの調整のために、それらの抵抗値を変えて
も、フィルタ特性が変わらなくなる。According to the first aspect of the present invention, since the amplifying resistor for amplifying the output signal together with the amplifying operational amplifier is different from the filter resistor forming a filter circuit of the output signal together with the filter operational amplifier and the capacitor, Even if those resistance values are changed for adjusting the gain of the amplification, the filter characteristics do not change.
【００２１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果に加えて、フィルタ用オペアンプは、出力信号
の信号値にオフセット値を付与するオフセット用オペア
ンプでもあるから、オフセット用オペアンプを別に設け
なくてもよくなる。According to a second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the filter operational amplifier is also an offset operational amplifier for adding an offset value to a signal value of an output signal. It does not have to be provided separately.
【図１】本発明の一実施形態の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention.
【図２】従来例の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional example.
Op1 第１の増幅用オペアンプ Op2 第２の増幅用オペアンプ Op4 フィルタ用オペアンプ RR1 第１の増幅用抵抗 RR2 第２の増幅用抵抗 RR3 第３の増幅用抵抗 RR4 第４の増幅用抵抗 RR5 第５の増幅用抵抗 RR6 第１のフィルタ用抵抗 RR7 第２のフィルタ用抵抗 C1 第１のコンデンサ C2 第２のコンデンサ F フィルタ回路 Op1 First amplifier operational amplifier Op2 Second amplifier operational amplifier Op4 Filter operational amplifier RR1 First amplifier resistor RR2 Second amplifier resistor RR3 Third amplifier resistor RR4 Fourth amplifier resistor RR5 Fifth Amplifying resistor RR6 First filter resistor RR7 Second filter resistor C1 First capacitor C2 Second capacitor F Filter circuit
Claims (2)
用オペアンプと、増幅用オペアンプと共に出力信号を増
幅する増幅用抵抗と、増幅用抵抗とは異なるフィルタ用
抵抗と、増幅用オペアンプとは異なるフィルタ用オペア
ンプと、フィルタ用抵抗及びフィルタ用オペアンプと共
に出力信号のフィルタ回路をなすコンデンサと、を備え
たことを特徴とするセンサ出力増幅回路。1. An amplifying operational amplifier to which an output signal from a sensor is input, an amplifying resistor for amplifying an output signal together with the amplifying operational amplifier, a filter resistor different from the amplifying resistor, and a different from the amplifying operational amplifier. A sensor output amplifier circuit comprising: a filter operational amplifier; and a capacitor that forms a filter circuit for an output signal together with the filter resistor and the filter operational amplifier.
信号の信号値にオフセット値を付与するオフセット用オ
ペアンプであることを特徴とする請求項１記載のセンサ
出力増幅回路。2. The sensor output amplifying circuit according to claim 1, wherein said filter operational amplifier is an offset operational amplifier for giving an offset value to a signal value of said output signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9044210A JPH10239175A (en) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Sensor output amplification circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9044210A JPH10239175A (en) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Sensor output amplification circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239175A true JPH10239175A (en) | 1998-09-11 |
Family
ID=12685201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9044210A Pending JPH10239175A (en) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Sensor output amplification circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10239175A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0982095A1 (en) | 1998-08-25 | 2000-03-01 | Calsonic Corporation | Method of manufacturing heat exchange tube |
| EP0982096A1 (en) | 1998-08-25 | 2000-03-01 | Calsonic Corporation | Method of manufacturing core of heat exchanger |
-
1997
- 1997-02-27 JP JP9044210A patent/JPH10239175A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0982095A1 (en) | 1998-08-25 | 2000-03-01 | Calsonic Corporation | Method of manufacturing heat exchange tube |
| EP0982096A1 (en) | 1998-08-25 | 2000-03-01 | Calsonic Corporation | Method of manufacturing core of heat exchanger |
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