JPH10283794A - Sample and hold circuit - Google Patents
Sample and hold circuitInfo
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- JPH10283794A JPH10283794A JP9084198A JP8419897A JPH10283794A JP H10283794 A JPH10283794 A JP H10283794A JP 9084198 A JP9084198 A JP 9084198A JP 8419897 A JP8419897 A JP 8419897A JP H10283794 A JPH10283794 A JP H10283794A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、入力段にオペアン
プ(演算増幅器)備えたサンプルホールド回路に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sample and hold circuit provided with an operational amplifier (operational amplifier) in an input stage.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、例えば図8に示す如く、オペ
アンプOP10と、オペアンプOP10の出力端子に接続さ
れたアナログスイッチSW1と、一端がアナログスイッ
チSW1を介してオペアンプOP10の出力端子に接続さ
れると共にオペアンプOP10の反転入力端子(−)に接
続され、他端が接地されたホールド用コンデンサC10
と、ホールド用コンデンサC10の電圧を外部に出力する
オペアンプOP11からなるバッファ回路と、からなるサ
ンプルホールド回路が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 8, for example, an operational amplifier OP10, an analog switch SW1 connected to an output terminal of the operational amplifier OP10, and one end connected to an output terminal of the operational amplifier OP10 via the analog switch SW1. Is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP10, and the other end is grounded.
And a buffer circuit including an operational amplifier OP11 for outputting the voltage of the hold capacitor C10 to the outside.
【0003】この種のサンプルホールド回路において
は、アナログスイッチSW1がオン状態であるとき、オ
ペアンプOP10の動作によって、ホールド用コンデンサ
C10が、オペアンプOP10の非反転入力端子(+)に入
力された入力信号Vinと同じ電圧レベルに充電され、ア
ナログスイッチSW1がオフされると、オペアンプOP
10によるホールド用コンデンサC10の充電が停止され
て、ホールド用コンデンサC10の電圧が保持される。In this type of sample and hold circuit, when the analog switch SW1 is turned on, the operation of the operational amplifier OP10 causes the hold capacitor C10 to input the input signal to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP10. When the analog switch SW1 is turned off and charged to the same voltage level as Vin, the operational amplifier OP
The charging of the hold capacitor C10 by 10 is stopped, and the voltage of the hold capacitor C10 is held.
【0004】このため、バッファ回路を構成するオペア
ンプOP11からの出力信号Vout は、アナログスイッチ
SW1がオン状態であれば入力信号Vinと同じ電圧とな
り、アナログスイッチSW1がオフされると、アナログ
スイッチSW1のオン時の電圧レベルに保持される。Therefore, the output signal Vout from the operational amplifier OP11 constituting the buffer circuit has the same voltage as the input signal Vin when the analog switch SW1 is on, and when the analog switch SW1 is turned off, the output signal Vout of the analog switch SW1 is turned off. It is kept at the voltage level at the time of ON.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
サンプルホールド回路においては、入力信号Vinのサン
プルとホールドとを、オペアンプOP10の出力端子に接
続されたアナログスイッチSW1を用いて切り換えるよ
うにされていたことから、サンプルホールド回路を1チ
ップのIC内に組み込むには、ICの製造にBiCMO
S工程が必要となり、ICのコストアップを招くといっ
た問題があった。つまり、従来のサンプルホールド回路
において、オペアンプOP10及びOP11は、バイポーラ
トランジスタを用いて容易に構成できるが、アナログス
イッチSW1は、通常、MOS型のFETで構成される
ことから、これら各回路をIC内に組み込むには、その
製造にBiCMOS工程が必要となり、ICのコストア
ップを招くのである。In the above-mentioned conventional sample-hold circuit, the sample and hold of the input signal Vin are switched using an analog switch SW1 connected to the output terminal of an operational amplifier OP10. Therefore, in order to incorporate the sample-and-hold circuit into a one-chip IC, it is necessary to use a BiCMO
There is a problem that the S step is required, which leads to an increase in the cost of the IC. That is, in the conventional sample and hold circuit, the operational amplifiers OP10 and OP11 can be easily configured by using bipolar transistors. However, since the analog switch SW1 is usually configured by a MOS-type FET, these circuits are integrated in an IC. In this case, a BiCMOS process is required for its manufacture, which leads to an increase in the cost of the IC.
【0006】一方、こうした問題を解決するために、本
願発明者は、ホールド時に、オペアンプOP10の出力段
を構成するプッシュプル出力回路における出力用のNP
Nトランジスタ及びPNPトランジスタをカットオフす
ることにより、入力信号Vinのサンプルとホールドと
を、アナログスイッチSW1を用いることなく、オペア
ンプOP10内で切り換えることを考えた。On the other hand, in order to solve such a problem, the inventor of the present application has proposed, at the time of hold, an output NP in a push-pull output circuit constituting an output stage of an operational amplifier OP10.
By cutting off the N-transistor and the PNP transistor, switching between sampling and holding of the input signal Vin within the operational amplifier OP10 without using the analog switch SW1 was considered.
【0007】尚、このようにプッシュプル出力回路の出
力用トランジスタ(NPNトランジスタ及びPNPトラ
ンジスタ)をカットオフして出力をオープン状態にする
方法としては、例えば、特公平7−52816号公報に
記載のように、各トランジスタのベースを抵抗を介して
他方のトランジスタのコレクタ側に接続しておき、各ト
ランジスタに対してバイアス電流を供給する定電流回路
の動作を停止させることにより、各トランジスタをオフ
すると共に、各トランジスタのベースを他方のコレクタ
が接続された直流電源の低電位側電位及び高電位側電位
にしてオフ状態を保持する方法が知られている。As a method of cutting off the output transistors (NPN transistor and PNP transistor) of the push-pull output circuit to open the output, for example, a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-52816 is described. As described above, the base of each transistor is connected to the collector of the other transistor via a resistor, and the operation of the constant current circuit that supplies a bias current to each transistor is stopped, thereby turning off each transistor. In addition, there is known a method in which the base of each transistor is set to a low potential side and a high potential side potential of a DC power supply to which the other collector is connected to maintain an off state.
【0008】そしてこのようにすれば、従来のようにア
ナログスイッチSW1を用いることなくサンプルホール
ド回路を実現できることから、サンプルホールド回路の
IC化を容易に図ることができる。ところが、このよう
にオペアンプOP10内の出力用トランジスタをカットオ
フするようにした場合、ホールド時の入力信号Vinの変
化が遅い場合には問題ないが、入力信号Vinが急峻に変
化すると、オペアンプOP10内の位相補償用コンデンサ
がACカップリングを起こし、プッシュプル出力回路に
その信号が伝達されて、ホールド用コンデンサC10の電
圧が変動してしまうという問題があった。In this way, the sample-and-hold circuit can be realized without using the analog switch SW1 as in the prior art, so that the sample-and-hold circuit can be easily made into an IC. However, when the output transistor in the operational amplifier OP10 is cut off as described above, there is no problem when the change of the input signal Vin at the time of holding is slow. This causes a problem that the phase compensation capacitor causes AC coupling, the signal is transmitted to the push-pull output circuit, and the voltage of the hold capacitor C10 fluctuates.
【0009】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、入力段にオペアンプを備え、このオペアンプ
の動作によってホールド用コンデンサを充電するよう構
成されたサンプルホールド回路において、サンプル/ホ
ールドの切換をアナログスイッチを用いることなく行う
ことができ、しかも、ホールド時には、入力信号の変化
に影響を受けることなく出力を確実に保持できるように
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem. In a sample / hold circuit having an operational amplifier in an input stage and configured to charge a hold capacitor by the operation of the operational amplifier, the sample / hold switching is performed. It is an object of the present invention to perform the operation without using an analog switch and to reliably hold an output without being affected by a change in an input signal during a hold.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項1に記載の発明は、一端が基準電位
に接地されたホールド用コンデンサと、出力端子及び反
転入力端子がホールド用コンデンサの他端に接続され、
ホールド用コンデンサを非反転入力端子への入力信号に
対応した電圧に充電するオペアンプと、ホールド用コン
デンサの充電電圧を出力するバッファ回路と、外部から
ホールド指令を受けると、オペアンプの出力をオープン
状態にして、バッファ回路からの出力を固定する出力オ
ープン回路とを備えたサンプルホールド回路であって、
出力オープン回路を、ホールド指令により、オペアンプ
の出力段を構成するプッシュプル出力回路における出力
用のNPNトランジスタ及びPNPトランジスタを夫々
カットオフするカットオフ手段と、同じくホールド指令
により、オペアンプに設けられた位相補償用コンデンサ
の電位を固定させる電位固定手段とから構成してなるこ
とを特徴とする。According to the first aspect of the present invention, there is provided a holding capacitor having one end grounded to a reference potential, and a holding capacitor having an output terminal and an inverting input terminal. Is connected to the other end of
An operational amplifier that charges the hold capacitor to the voltage corresponding to the input signal to the non-inverting input terminal, a buffer circuit that outputs the charge voltage of the hold capacitor, and an external open circuit that opens the output of the operational amplifier when it receives a hold command from outside A sample and hold circuit comprising an output open circuit for fixing an output from the buffer circuit,
Cut-off means for cutting off the output NPN transistor and PNP transistor in the push-pull output circuit constituting the output stage of the operational amplifier by the hold command in accordance with the hold command, and the phase provided in the operational amplifier in accordance with the hold command. And a potential fixing means for fixing the potential of the compensation capacitor.
【0011】このように構成された本発明のサンプルホ
ールド回路においては、外部からホールド指令が入力さ
れると、カットオフ手段が、オペアンプの出力段を構成
するプッシュプル出力回路における出力用の各トランジ
スタをカットオフし、しかも、電位固定手段が、位相補
償用コンデンサの電位を固定させる。In the sample and hold circuit according to the present invention, when a hold command is input from the outside, the cutoff means causes each of the output transistors in the push-pull output circuit forming the output stage of the operational amplifier to operate. Is cut off, and the potential fixing means fixes the potential of the phase compensation capacitor.
【0012】このため、ホールド時に、オペアンプの非
反転入力端子に入力される入力信号が急峻に変化したと
しても、位相補償用コンデンサのACカップリングによ
り出力用の各トランジスタにその信号が伝達されるよう
なことはなく、オペアンプの出力は常にオープン状態に
保持される。For this reason, even if the input signal input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier changes sharply during the hold, the signal is transmitted to each output transistor by the AC coupling of the phase compensation capacitor. This is not the case, and the output of the operational amplifier is always kept open.
【0013】従って、本発明によれば、従来のように、
オペアンプとホールド用コンデンサとの間にオペアンプ
の出力をオープン状態にするためのアナログスイッチを
設ける必要はなく、しかも、ホールド時にホールド用コ
ンデンサの電圧が変動するのを確実に防止できる。よっ
て、本発明によれば、安定したホールド特性を得られる
サンプルホールド回路を、MOS型のFETを用いるこ
となく構成でき、IC化も容易に図ることが可能にな
る。Therefore, according to the present invention, as in the prior art,
It is not necessary to provide an analog switch for opening the output of the operational amplifier between the operational amplifier and the hold capacitor, and the voltage of the hold capacitor can be reliably prevented from fluctuating during the hold. Therefore, according to the present invention, a sample-and-hold circuit that can obtain stable hold characteristics can be configured without using a MOS-type FET, and it is possible to easily implement an IC.
【0014】ここで、電位固定手段としては、請求項2
に記載のように、オペアンプへの入力信号の入力部を所
定電位に固定するように構成してもよく、請求項3に記
載のように、オペアンプの入力段を構成する差動増幅器
と位相補償用コンデンサとの接続部を、直接、所定電位
に固定するように構成してもよく、或いは、請求項4に
記載のように、オペアンプの入力段を構成する差動増幅
器に設けられた定電流源の動作を停止させるように構成
してもよい。In this case, the potential fixing means may be as follows.
The input section of the input signal to the operational amplifier may be fixed at a predetermined potential as described in the item (1), and the differential amplifier and the phase compensation forming the input stage of the operational amplifier as described in the item (3). The connection with the capacitor may be directly fixed at a predetermined potential, or the constant current provided in the differential amplifier constituting the input stage of the operational amplifier as described in claim 4. The source may be configured to stop operation.
【0015】そして、特に、請求項2或いは請求項4に
記載のようにすれば、ホールド指令解除後に位相補償用
コンデンサの電位が変動してしまうのも防止できるた
め、より好ましい。つまり、請求項3に記載のように、
位相補償用コンデンサの差動増幅器側を直接所定電位に
固定するようにすると、ホールド指令解除後に、位相補
償用コンデンサの差動増幅器側電位が、入力信号に対応
した電位まで急変し、この変化によって位相補償用コン
デンサの出力側(つまりプッシュプル出力回路内のトラ
ンジスタのベース)にスパイクノイズが発生して、この
スパイクノイズが外部に出力されることがある。しか
し、電位固定手段を、請求項2或いは請求項4に記載の
ように構成すれば、位相補償用コンデンサの差動増幅器
側を所謂フローティング状態にすることができるので、
ホールド指令解除後に、位相補償用コンデンサの差動増
幅器側電位が急変するようなことはなく、上記のような
スパイクノイズが発生するのも防止できる。In particular, it is more preferable that the potential of the phase compensating capacitor fluctuates after the hold command is released, as described in claim 2 or claim 4. That is, as described in claim 3,
If the differential amplifier side of the phase compensation capacitor is directly fixed at a predetermined potential, after the hold command is released, the potential of the phase compensation capacitor on the differential amplifier side suddenly changes to a potential corresponding to the input signal. A spike noise may be generated on the output side of the phase compensation capacitor (that is, the base of the transistor in the push-pull output circuit), and the spike noise may be output to the outside. However, if the potential fixing means is configured as described in claim 2 or claim 4, the differential amplifier side of the phase compensation capacitor can be in a so-called floating state.
After the hold command is released, the potential on the differential amplifier side of the phase compensation capacitor does not suddenly change, and the occurrence of the spike noise as described above can be prevented.
【0016】また、カットオフ手段は、ホールド指令入
力時にプッシュプル出力回路の各トランジスタをカット
オフすることができればよく、その手法としては、前述
の公報に開示された方法等、従来より知られている種々
の方法を採用することができるが、特に、請求項5に記
載のように、プッシュプル出力回路を構成する出力用の
各トランジスタのベース−エミッタ間を、夫々、抵抗体
にて接続することが好ましい。Further, the cutoff means only needs to be able to cut off each transistor of the push-pull output circuit when a hold command is input, and the method thereof is conventionally known, such as the method disclosed in the above-mentioned publication. Although various methods can be adopted, in particular, as described in claim 5, the base and the emitter of each output transistor constituting the push-pull output circuit are connected by a resistor. Is preferred.
【0017】つまり、このように出力用の各トランジス
タのベース−エミッタ間を抵抗体にて接続しておけば、
各トランジスタがオフ状態にあるとき、ベース−エミッ
タ間を同電位にして、各トランジスタがオペアンプの出
力端子に接続されたホールド用コンデンサからの入力電
圧によってブレイクダウンするのを防止できる。従っ
て、その出力端子に接続されたホールド用コンデンサの
電圧(つまりホールド電圧)が高くなっても、ホールド
時には、各トランジスタを確実にオフ状態に保持するこ
とができる。That is, if the base and emitter of each output transistor are connected by a resistor as described above,
When each transistor is in the off state, the potential between the base and the emitter is set to the same potential, thereby preventing each transistor from being broken down by the input voltage from the holding capacitor connected to the output terminal of the operational amplifier. Therefore, even when the voltage of the hold capacitor connected to the output terminal (that is, the hold voltage) increases, each transistor can be reliably held in the off state during the hold.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を説明す
る。まず図1は、本発明が適用されたサンプルホールド
回路を備えた実施例の空燃比検出装置全体の構成を表す
構成図である。Embodiments of the present invention will be described below. First, FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of an entire air-fuel ratio detection device according to an embodiment including a sample and hold circuit to which the present invention is applied.
【0019】本実施例の空燃比検出装置は、内燃機関の
排気中の酸素濃度から内燃機関に供給された燃料混合気
の空燃比(A/F)を検出するためのものであり、内燃
機関の排気管に設けられるA/Fセンサ2と、A/Fセ
ンサ2の一端に定電圧AFC(例えば3V)を印加する
定電圧出力回路4と、A/Fセンサ2の他端にA/F検
出用及び内部抵抗検出用の駆動電圧AFVを印加する駆
動電圧出力回路6と、を備える。The air-fuel ratio detecting device of this embodiment is for detecting an air-fuel ratio (A / F) of a fuel mixture supplied to an internal combustion engine from an oxygen concentration in exhaust gas of the internal combustion engine. A / F sensor 2 provided in an exhaust pipe of the A / F sensor 2, a constant voltage output circuit 4 for applying a constant voltage AFC (for example, 3 V) to one end of the A / F sensor 2, and an A / F sensor at the other end of the A / F sensor 2. A drive voltage output circuit 6 for applying a drive voltage AFV for detection and internal resistance detection.
【0020】ここで、A/Fセンサ2は、ジルコニア等
の固体電解質を、一端が閉塞された筒状に形成し、その
内外面に多孔質電極を形成することによりセンサ本体を
作製し、更に、そのセンサ本体を、排気の流入が制限さ
れた拡散室に配置して、外側電極が拡散室内の排気に晒
され、内側電極に大気が導入されるように、所定のハウ
ジング内に組み込んだ周知のものである。Here, the A / F sensor 2 is formed by forming a solid electrolyte such as zirconia into a cylindrical shape having one end closed, and forming a porous electrode on the inner and outer surfaces of the solid electrolyte. The sensor body is placed in a diffusion chamber where the inflow of exhaust gas is restricted, and the outer electrode is exposed to the exhaust gas in the diffusion chamber, and is incorporated in a predetermined housing so that air is introduced into the inner electrode. belongs to.
【0021】このA/Fセンサ2においては、外側電極
に比べて内側電極の方が電圧が高くなるように各電極間
に電圧を印加すれば、拡散室内の酸素が大気中に汲み出
され、固体電解質内の酸素の移動によって、内側電極か
ら外側電極へと電流が流れる。そしてこの電流は、図2
に示すように、各電極間への印加電圧の変化に対して変
化しない領域があり、この領域で流れる電流(限界電
流)は、排気中の酸素濃度(延いてはA/F)に応じて
変化する。In the A / F sensor 2, if a voltage is applied between the electrodes so that the voltage of the inner electrode is higher than that of the outer electrode, oxygen in the diffusion chamber is pumped into the atmosphere. The movement of oxygen in the solid electrolyte causes a current to flow from the inner electrode to the outer electrode. And this current is
As shown in the figure, there is a region that does not change with the change of the applied voltage between the electrodes, and the current (limit current) flowing in this region depends on the oxygen concentration in the exhaust gas (and thus A / F). Change.
【0022】そこで、本実施例では、定電圧出力回路4
からA/Fセンサ2の一端(内側電極)に定電圧AFC
を印加し、駆動電圧出力回路6からA/Fセンサ2の他
端(外側電極)には、定電圧AFCよりも低い駆動電圧
AFV(例えば2.7V)を印加することにより、A/
Fセンサ2の両端電圧を、限界電流を流すことのできる
A/F検出電圧Vp(=AFC−AFV;例えば+30
0mV)に制御し、そのときA/Fセンサ2に流れる限
界電流Ipを測定することにより、A/Fを検出するよ
うにされている(図2参照)。Therefore, in the present embodiment, the constant voltage output circuit 4
Voltage AFC to one end (inner electrode) of A / F sensor 2 from
By applying a drive voltage AFV (for example, 2.7 V) lower than the constant voltage AFC to the other end (outer electrode) of the A / F sensor 2 from the drive voltage output circuit 6,
An A / F detection voltage Vp (= AFC-AFV; for example, +30
0 mV), and the A / F is detected by measuring the limit current Ip flowing to the A / F sensor 2 at that time (see FIG. 2).
【0023】またA/Fセンサ2は、所定温度以上で活
性化してA/Fを検出できるようになり、しかもその検
出結果は、温度によって変化することから、A/Fセン
サ2には、センサ本体を加熱してその温度を一定温度
(例えば700℃)に制御するための図示しないヒータ
が別途設けられている。そして、センサ温度を所定温度
に保つためには、センサ温度を検出して、ヒータへの通
電電流量を制御する必要がある。The A / F sensor 2 can be activated at a predetermined temperature or higher to detect the A / F, and the detection result changes depending on the temperature. A heater (not shown) for heating the main body and controlling the temperature to a constant temperature (for example, 700 ° C.) is separately provided. Then, in order to maintain the sensor temperature at a predetermined temperature, it is necessary to detect the sensor temperature and control the amount of current supplied to the heater.
【0024】そこで本実施例では、定電圧出力回路4か
らA/Fセンサ2の一端(内側電極)に定電圧AFCを
印加した状態で、一時的に、駆動電圧AFVを定電圧A
FCよりも高い電圧(例えば3.3V)に切り換えて、
A/Fセンサ2の両端電圧を、A/F検出時とは逆方向
の内部抵抗検出電圧Vn(例えば−300mV)に制御
し、そのときA/Fセンサ2に流れる電流Inを測定す
ることにより、この電流Inと内部抵抗検出電圧Vnと
から、センサ温度に対応したA/Fセンサ2の内部抵抗
Rn(=Vn/In)を算出するようにされている(図
2参照)。Therefore, in this embodiment, the driving voltage AFV is temporarily changed to the constant voltage A while the constant voltage AFC is applied from the constant voltage output circuit 4 to one end (inner electrode) of the A / F sensor 2.
Switching to a higher voltage than FC (eg 3.3V)
By controlling the voltage between both ends of the A / F sensor 2 to an internal resistance detection voltage Vn (for example, -300 mV) in a direction opposite to that at the time of A / F detection, and measuring a current In flowing through the A / F sensor 2 at that time The internal resistance Rn (= Vn / In) of the A / F sensor 2 corresponding to the sensor temperature is calculated from the current In and the internal resistance detection voltage Vn (see FIG. 2).
【0025】またこのように内部抵抗Rn検出のため
に、A/Fセンサ2の電極間にA/F検出時とは逆方向
の電圧を印加すると、電流の流れが一時的に逆方向とな
って、内側電極に酸素が吸着する。このため、内部抵抗
Rn検出後、A/F検出のために電圧の印加方向を元に
戻しても、内側電極に吸着した酸素がなくなるまでA/
Fを正確に検出できなくなる。When a voltage in the opposite direction to that during the A / F detection is applied between the electrodes of the A / F sensor 2 to detect the internal resistance Rn, the current flows temporarily in the opposite direction. Thus, oxygen is adsorbed on the inner electrode. Therefore, even after the internal resistance Rn is detected, even if the direction of voltage application is returned for A / F detection, A / F is maintained until oxygen adsorbed on the inner electrode is exhausted.
F cannot be detected accurately.
【0026】そこで、本実施例では、内部抵抗Rn検出
後は、一時的に、駆動電圧AFVをA/F検出時よりも
低い電圧(例えば2.4V)に切り換えて、A/Fセン
サ2の電極間に、A/F検出時と同じ極性で、A/F検
出時よりも大きな復帰電圧(例えば+600mV)を印
加することにより、内側電極に吸着した酸素を速やかに
排出させて、A/Fの検出動作に速やかに復帰できるよ
うにされている。Therefore, in this embodiment, after the detection of the internal resistance Rn, the driving voltage AFV is temporarily switched to a lower voltage (for example, 2.4 V) than that at the time of A / F detection, and the A / F sensor 2 By applying a return voltage (for example, +600 mV) between the electrodes with the same polarity as that at the time of A / F detection and higher than that at the time of A / F detection, oxygen adsorbed on the inner electrode is quickly discharged, and the A / F Can be promptly returned to the detection operation.
【0027】そして、本実施例の空燃比検出装置には、
こうしたA/F検出動作,内部抵抗検出動作,及び復帰
動作を実現するために、図1に示すように、駆動電圧A
FVの切換及びヒータ制御のためのマイコン10が備え
られ、上記各電圧出力回路4,6が次のように構成され
ている。The air-fuel ratio detecting device of this embodiment includes:
In order to realize the A / F detection operation, the internal resistance detection operation, and the return operation, as shown in FIG.
A microcomputer 10 for switching the FV and controlling the heater is provided, and the voltage output circuits 4 and 6 are configured as follows.
【0028】即ち、まず、駆動電圧出力回路6には、マ
イコン10から出力される駆動電圧指令用の電圧指令値
DAFV が、D/A変換器8を介してアナログ電圧信号と
して入力される。そして、駆動電圧出力回路6では、こ
のD/A変換器8からの電圧信号を、抵抗R4とコンデ
ンサC1とからなる積分回路によりなまし、これを駆動
電圧AFVとして、オペアンプOP2からなるバッファ
回路を介して、A/Fセンサ2の他端(外側電極)に印
加する(図3参照)。First, the drive voltage output circuit 6 receives a drive command voltage command value DAFV output from the microcomputer 10 via the D / A converter 8 as an analog voltage signal. In the drive voltage output circuit 6, the voltage signal from the D / A converter 8 is smoothed by an integration circuit including a resistor R4 and a capacitor C1, and this is used as a drive voltage AFV to provide a buffer circuit including an operational amplifier OP2. Through the other end (outer electrode) of the A / F sensor 2 (see FIG. 3).
【0029】尚、マイコン10は、通常、駆動電圧AF
VをA/F検出用の電圧値に制御する指令値DAFV を出
力しており、所定周期(例えば128msec.)に1回
(例えば4.5msec.)の割で、指令値DAFV を、駆動
電圧AFVを内部抵抗検出用及び復帰用の電圧値に順次
切り換える。Note that the microcomputer 10 usually has a drive voltage AF
A command value DAFV for controlling V to a voltage value for A / F detection is output, and the command value DAFV is set to a drive voltage once every predetermined period (for example, 128 msec.) (For example, 4.5 msec.). The AFV is sequentially switched to a voltage value for detecting the internal resistance and a voltage value for returning.
【0030】また、定電圧出力回路4は、電源電圧Vb
(例えば5V)を分圧して基準電圧を生成する分圧用の
抵抗R1,R2と、非反転入力端子(+)が抵抗R1,
R2による電源電圧Vbの分圧点に接続され、反転入力
端子(−)がA/Fセンサ2の一端(内側電極)に直接
接続され、出力端子がA/Fセンサ2の一端(内側電
極)に抵抗R3を介して接続されたオペアンプOP1と
から構成される。Further, the constant voltage output circuit 4 supplies the power supply voltage Vb
(For example, 5V) to generate a reference voltage, the voltage dividing resistors R1 and R2, and the non-inverting input terminal (+) are connected to the resistor R1 and R2.
The inverting input terminal (-) is directly connected to one end (inside electrode) of the A / F sensor 2, and the output terminal is connected to one end (inside electrode) of the A / F sensor 2 by R2. And an operational amplifier OP1 connected via a resistor R3.
【0031】従って、オペアンプOP1の出力端子から
は、A/Fセンサ2の一端(内側電極)を抵抗R1,R
2にて生成された基準電圧と同電圧に制御するための電
圧が出力され、A/Fセンサ2の一端が基準電圧と同じ
定電圧AFCに制御される。またこのとき、抵抗R3に
は、A/Fセンサ2に流れる電流と同じ電流が流れ、オ
ペアンプOP1の出力端子電圧は、A/Fセンサ2に流
れる電流に対応することから、本実施例では、この電圧
を、A/Fや内部抵抗の検出電圧Vsとして利用する
(図3参照)。Accordingly, from the output terminal of the operational amplifier OP1, one end (inner electrode) of the A / F sensor 2 is connected to the resistors R1 and R2.
A voltage for controlling the same voltage as the reference voltage generated in 2 is output, and one end of the A / F sensor 2 is controlled to a constant voltage AFC equal to the reference voltage. Also, at this time, the same current as the current flowing through the A / F sensor 2 flows through the resistor R3, and the output terminal voltage of the operational amplifier OP1 corresponds to the current flowing through the A / F sensor 2. This voltage is used as the detection voltage Vs of the A / F and the internal resistance (see FIG. 3).
【0032】そして、マイコン10は、ヒータ制御のた
めに、駆動電圧AFVを内部抵抗検出用の電圧に制御し
ているときに得られた検出電圧Vsを、A/D変換器1
2を介して取り込み、その検出電圧Vsと抵抗R3の抵
抗値とA/Fセンサ2に印加した定電圧AFCとから、
A/Fセンサ2に流れた電流In{=(AFC−Vs)
/R3}を算出し、更に、この電流Inと内部抵抗検出
電圧Vnとから、A/Fセンサ2の内部抵抗Rn(=V
n/In)を算出して、内部抵抗Rnが所定値となるよ
うに(換言すればセンサ温度が所定温度となるよう
に)、ヒータへの通電電流を制御する。Then, the microcomputer 10 converts the detected voltage Vs obtained when the driving voltage AFV is controlled to the voltage for detecting the internal resistance into the A / D converter 1 for controlling the heater.
From the detection voltage Vs, the resistance value of the resistor R3, and the constant voltage AFC applied to the A / F sensor 2,
Current In {flowing to A / F sensor 2 = (AFC−Vs)
/ R3}, and based on the current In and the internal resistance detection voltage Vn, the internal resistance Rn (= V
(n / In) is calculated, and the current supplied to the heater is controlled so that the internal resistance Rn becomes a predetermined value (in other words, the sensor temperature becomes a predetermined temperature).
【0033】一方、駆動電圧AFVをA/F検出用の電
圧に制御しているときに得られた検出電圧Vsは、A/
Fセンサ2に流れた限界電流(延いてはA/F)に対応
することから、この検出電圧Vsは、内燃機関への燃料
供給量等を制御する制御装置に出力する必要がある。し
かし、この検出電圧Vsをそのまま内燃機関の制御装置
に出力すると、A/Fセンサ2の内部抵抗検出時やその
後の復帰時には、検出電圧VsがA/Fに対応しないこ
とから、制御装置側でA/Fを正確に制御できなくなっ
てしまう。On the other hand, the detection voltage Vs obtained when the drive voltage AFV is controlled to the voltage for detecting the A / F is A / F
Since the detected voltage Vs corresponds to the limit current (and thus the A / F) flowing through the F sensor 2, it is necessary to output this detection voltage Vs to a control device that controls the amount of fuel supplied to the internal combustion engine. However, if this detection voltage Vs is output to the control device of the internal combustion engine as it is, the detection voltage Vs does not correspond to the A / F when the internal resistance of the A / F sensor 2 is detected or when the A / F sensor 2 returns thereafter. A / F cannot be controlled accurately.
【0034】そこで、本実施例の空燃比検出装置には、
検出電圧Vsを内燃機関の制御装置に出力する回路とし
て、サンプルホールド回路14が設けられ、A/F検出
時には、検出電圧VsをそのままA/Fの検出信号AF
Oとして制御装置に出力し、内部抵抗検出時やその後の
復帰時には、A/F検出時の検出電圧Vsをホールドし
た電圧値を検出信号AFOとして、制御装置に出力する
ようにされている。Therefore, the air-fuel ratio detecting device of this embodiment includes:
A sample-and-hold circuit 14 is provided as a circuit that outputs the detection voltage Vs to the control device of the internal combustion engine. When the A / F is detected, the detection voltage Vs is directly used as the detection signal AF of the A / F.
O is output to the control device, and at the time of internal resistance detection and subsequent recovery, a voltage value holding the detection voltage Vs at the time of A / F detection is output to the control device as a detection signal AFO.
【0035】尚、こうしたサンプル/ホールド動作を実
現するために、サンプルホールド回路14には、マイコ
ン10からサンプル/ホールドの切換信号S/Hが入力
され、サンプルホールド回路14は、この切換信号S/
HがLow レベルであるとき、それまで出力していた検出
電圧Vsをホールドする(図3参照)。In order to implement such a sample / hold operation, a sample / hold switching signal S / H is input from the microcomputer 10 to the sample / hold circuit 14, and the sample / hold circuit 14 receives the sample / hold switching signal S / H.
When H is at the low level, the detection voltage Vs that has been output until then is held (see FIG. 3).
【0036】次に、本実施例のサンプルホールド回路1
4は、図1に示すように、2つのオペアンプOP3,O
P4とホールド用コンデンサC2とから構成されてい
る。オペアンプOP3は、本発明の出力オープン回路を
内蔵したものであり、出力端子が、ホールド用コンデン
サC2の一端に接続されると共に、反転入力端子(−)
に接続され、非反転入力端子(+)が、オペアンプOP
1の出力端子に接続されて、検出電圧Vsを受ける。
尚、ホールド用コンデンサC2の他端は、当該空燃比検
出装置のグランドに接地されている。Next, the sample and hold circuit 1 of the present embodiment
4 are two operational amplifiers OP3 and O2 as shown in FIG.
P4 and a hold capacitor C2. The operational amplifier OP3 incorporates the output open circuit of the present invention, and has an output terminal connected to one end of the hold capacitor C2 and an inverting input terminal (-).
And the non-inverting input terminal (+) is connected to the operational amplifier OP
1 and receives the detection voltage Vs.
The other end of the holding capacitor C2 is grounded to the ground of the air-fuel ratio detecting device.
【0037】一方、オペアンプOP4は、ホールド用コ
ンデンサC2の両端電圧(充電電圧)を、A/Fの検出
信号AFOとして、内燃機関の制御装置に出力するため
のバッファ回路であり、非反転入力端子(+)がオペア
ンプOP3の出力端子に接続され、反転入力端子(−)
が出力端子に接続されている。On the other hand, the operational amplifier OP4 is a buffer circuit for outputting the voltage (charging voltage) across the hold capacitor C2 to the control device of the internal combustion engine as an A / F detection signal AFO. (+) Is connected to the output terminal of the operational amplifier OP3, and the inverting input terminal (-)
Is connected to the output terminal.
【0038】そして、オペアンプOP3には、マイコン
10から出力されたサンプル/ホールドの切換信号S/
Hが入力され、切換信号S/HがHighレベルとなる検出
電圧Vsのサンプル時には、一般的なオペアンプOP3
として動作して、出力端子からホールド用コンデンサC
2及びオペアンプOP4に検出電圧Vsと同電圧の信号
Voを出力し、切換信号S/HがLow レベルとなる検出
電圧Vsのホールド時には、出力段を構成するプッシュ
プル出力回路の出力用トランジスタをカットオフして、
出力をオープン状態にする。The sample / hold switching signal S / output from the microcomputer 10 is supplied to the operational amplifier OP3.
When H is input and the detection signal Vs at which the switching signal S / H becomes High level is sampled, the general operational amplifier OP3
Operates as a hold capacitor C from the output terminal.
2 and a signal Vo having the same voltage as the detection voltage Vs is output to the operational amplifier OP4. When the detection voltage Vs at which the switching signal S / H is at the low level is held, the output transistor of the push-pull output circuit constituting the output stage is cut off. Turn off,
Open the output.
【0039】この結果、ホールド時には、オペアンプO
P4から、サンプル時にホールド用コンデンサC2に充
電された電圧が出力され、制御装置に出力される検出信
号AFOは、サンプル時の電圧値にホールドされること
になる。以下、本発明の主要部であるオペアンプOP3
の構成及び動作について説明する。尚、以下の説明にお
いて、図4〜図6は、夫々、請求項2〜4に対応した第
1実施例〜第3実施例のオペアンプOP3の構成を表す
ものであるが、サンプルホールド回路全体の構成は全て
図1に示したサンプルホールド回路14と同様であるの
で、特に説明はしない。As a result, at the time of hold, the operational amplifier O
The voltage charged in the hold capacitor C2 at the time of sampling is output from P4, and the detection signal AFO output to the control device is held at the voltage value at the time of sampling. Hereinafter, the operational amplifier OP3 which is a main part of the present invention will be described.
Will be described. In the following description, FIGS. 4 to 6 show the configuration of the operational amplifier OP3 of the first to third embodiments corresponding to claims 2 to 4, respectively. The configuration is all the same as that of the sample and hold circuit 14 shown in FIG.
【0040】図4に示す如く、第1実施例のオペアンプ
OP3は、直流電源の高電位側の電源電圧Vbが印加さ
れる電源端子と、直流電源の低電位側(グランド;GN
D)に接地される接地端子とを備え、これら各端子を介
して電源供給を受けることにより動作する。そして、オ
ペアンプOP3は、入力段に差動増幅器50を、次段に
差動増幅器50からの出力を増幅する共通エミッタ増幅
器60を、出力段にプッシュプル出力回路70を、夫々
備える。また、オペアンプOP3には、マイコン10か
らの切換信号S/Hが入力される入力端子と、この入力
端子にホールド指令となるLow レベルの切換信号S/H
が入力されると、プッシュプル出力回路70の出力をオ
ープン状態にする出力オープン回路80とが備えられ
る。As shown in FIG. 4, the operational amplifier OP3 of the first embodiment includes a power supply terminal to which the power supply voltage Vb on the high potential side of the DC power supply is applied, and a low potential side (ground; GN) of the DC power supply.
D), and operates by receiving power supply through these terminals. The operational amplifier OP3 includes a differential amplifier 50 in an input stage, a common emitter amplifier 60 for amplifying an output from the differential amplifier 50 in a next stage, and a push-pull output circuit 70 in an output stage. Further, the operational amplifier OP3 has an input terminal to which the switching signal S / H from the microcomputer 10 is input, and a low-level switching signal S / H to be a hold command to this input terminal.
Is input, an output open circuit 80 for opening the output of the push-pull output circuit 70 to an open state is provided.
【0041】ここでまず、差動増幅器50は、エミッタ
が、抵抗R50を介して電源ライン(電源電圧Vb)に
接続され、ベースが、外部から電流制御用の制御信号V
cを受ける制御端子に接続され、5つのコレクタから制
御信号Vcに対応した定電流を出力するPNPトランジ
スタTr50を備える。尚、このPNPトランジスタT
r50は、差動増幅器50の定電流源となる。First, the differential amplifier 50 has an emitter connected to a power supply line (power supply voltage Vb) via a resistor R50, and a base connected to an external control signal V for controlling a current.
and a PNP transistor Tr50 that is connected to a control terminal that receives C and outputs a constant current corresponding to the control signal Vc from the five collectors. The PNP transistor T
r50 is a constant current source of the differential amplifier 50.
【0042】また、差動増幅器50は、下記の8個のト
ランジスタを備える。 ・ベースが抵抗R51を介して反転入力端子(−入力)
に接続されると共に、エミッタがPNPトランジスタT
r50の第1コレクタに接続され、コレクタが接地され
たPNPトランジスタTr51。The differential amplifier 50 has the following eight transistors.・ Base is inverted input terminal (-input) via resistor R51
And the emitter is a PNP transistor T
A PNP transistor Tr51 connected to the first collector of r50 and having the collector grounded.
【0043】・ベースがPNPトランジスタTr51の
エミッタに接続されると共に、エミッタがPNPトラン
ジスタTr50の第2コレクタに接続されたPNPトラ
ンジスタTr52。・ベースが抵抗R52を介して非反
転入力端子(+入力)に接続されると共に、エミッタが
PNPトランジスタTr50の第3コレクタに接続さ
れ、コレクタが接地されたPNPトランジスタTr5
3。A PNP transistor Tr52 whose base is connected to the emitter of the PNP transistor Tr51 and whose emitter is connected to the second collector of the PNP transistor Tr50. A PNP transistor Tr5 whose base is connected to a non-inverting input terminal (+ input) via a resistor R52, whose emitter is connected to the third collector of the PNP transistor Tr50, and whose collector is grounded;
3.
【0044】・ベースがPNPトランジスタTr53の
エミッタに接続されると共に、エミッタがPNPトラン
ジスタTr52のエミッタと共にPNPトランジスタT
r50の第2コレクタに接続されたPNPトランジスタ
Tr54。・エミッタがPNPトランジスタTr50の
第4コレクタに接続されると共に、ベースがPNPトラ
ンジスタTr52のコレクタに接続され、コレクタが接
地されたPNPトランジスタTr55。The base is connected to the emitter of the PNP transistor Tr53, and the emitter is connected to the PNP transistor T53 together with the emitter of the PNP transistor Tr52.
a PNP transistor Tr54 connected to the second collector of r50. A PNP transistor Tr55 whose emitter is connected to the fourth collector of the PNP transistor Tr50, whose base is connected to the collector of the PNP transistor Tr52, and whose collector is grounded;
【0045】・エミッタがPNPトランジスタTr50
の第5コレクタに接続されると共に、ベースがPNPト
ランジスタTr54のコレクタに接続され、コレクタが
接地されたPNPトランジスタTr56。 ・コレクタがPNPトランジスタTr52のコレクタ
(延いてはPNPトランジスタTr55のベース)に接
続されると共に、エミッタがグランドラインに接続さ
れ、ベースが自己のコレクタに接続されたNPNトラン
ジスタTr57。The emitter is a PNP transistor Tr50
PNP transistor Tr56 whose base is connected to the collector of PNP transistor Tr54, and whose collector is grounded. An NPN transistor Tr57 whose collector is connected to the collector of the PNP transistor Tr52 (and thus the base of the PNP transistor Tr55), whose emitter is connected to the ground line, and whose base is connected to its own collector.
【0046】・コレクタがPNPトランジスタTr54
のコレクタ(延いてはPNPトランジスタTr56のベ
ース)に接続されると共に、エミッタがグランドライン
に接続され、ベースがNPNトランジスタTr57のベ
ースに接続されて、NPNトランジスタTr57と共に
カレントミラー回路を構成するNPNトランジスタTr
58。The collector is a PNP transistor Tr54
Of the NPN transistor Tr57, the emitter is connected to the ground line, the base is connected to the base of the NPN transistor Tr57, and the NPN transistor Tr57 forms a current mirror circuit with the NPN transistor Tr57. Tr
58.
【0047】一方、共通エミッタ増幅器60は、エミッ
タが電源ラインに接続されると共に、ベースが前記PN
PトランジスタTr50のベースに接続されて、コレク
タから定電流を出力するPNPトランジスタTr61
と、ベースが前記PNPトランジスタTr56のエミッ
タに接続されると共に、コレクタがPNPトランジスタ
Tr61のコレクタに接続され、エミッタが抵抗R61
を介してグランドラインに接続されたNPNトランジス
タTr63と、ベースがNPNトランジスタTr63の
エミッタに接続されると共に、エミッタがグランドライ
ンに接続され、コレクタが位相補償用コンデンサC61
を介して前記PNPトランジスタTr56のベースに接
続されたNPNトランジスタTr64と、NPNトラン
ジスタTr63のコレクタとグランドラインとの間にグ
ランド側をカソードとして直列に接続された一対のダイ
オードD61,D62とから構成されている。On the other hand, the common emitter amplifier 60 has an emitter connected to the power supply line and a base connected to the PN.
PNP transistor Tr61 connected to the base of P transistor Tr50 and outputting a constant current from the collector
And a base connected to the emitter of the PNP transistor Tr56, a collector connected to the collector of the PNP transistor Tr61, and an emitter connected to the resistor R61.
, An NPN transistor Tr63 connected to the ground line via the NPN transistor Tr63, a base connected to the emitter of the NPN transistor Tr63, an emitter connected to the ground line, and a collector connected to the phase compensating capacitor C61.
And an NPN transistor Tr64 connected to the base of the PNP transistor Tr56 via a PNP transistor Tr56, and a pair of diodes D61 and D62 connected in series between the collector of the NPN transistor Tr63 and the ground line with the ground side as a cathode. ing.
【0048】即ち、図4に示すオペアンプは、反転入力
端子(−入力)及び非反転入力端子(+入力)からの信
号を、夫々、ダーリントン接続されたPNPトランジス
タTr51,Tr52及びTr53,Tr54を介して
入力するよう構成され、しかも、位相補償用のコンデン
サC61を内蔵した周知のものであり、共通エミッタ増
幅器60の信号出力部となるNPNトランジスタTr6
4のコレクタには、反転入力端子及び非反転入力端子へ
の入力信号の電位差に対応した電圧が発生することにな
る。That is, in the operational amplifier shown in FIG. 4, signals from the inverting input terminal (-input) and the non-inverting input terminal (+ input) are transmitted via Darlington-connected PNP transistors Tr51, Tr52 and Tr53, Tr54, respectively. NPN transistor Tr6, which is a well-known type having a built-in capacitor C61 for phase compensation and serving as a signal output section of common emitter amplifier 60
A voltage corresponding to the potential difference between the input signal to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal is generated at the collector of No. 4.
【0049】次に、プッシュプル出力回路70は、信号
(Vo)出力用のトランジスタとして、コレクタが電源
ラインに接続され、エミッタが出力端子に接続された第
1のNPNトランジスタTr71と、コレクタがグラン
ドラインに接続され、エミッタが出力端子に接続された
PNPトランジスタTr72とを備える。そして、NP
NトランジスタTr71のベース−エミッタ間、及びP
NPトランジスタTr72のベース−エミッタ間には、
夫々、抵抗R71,R72が接続されている。Next, the push-pull output circuit 70 is a transistor for outputting a signal (Vo), a first NPN transistor Tr71 having a collector connected to the power supply line and an emitter connected to the output terminal, and a collector connected to the ground. A PNP transistor Tr72 connected to the line and having an emitter connected to the output terminal. And NP
Between the base and the emitter of the N transistor Tr71 and P
Between the base and the emitter of the NP transistor Tr72,
The resistors R71 and R72 are respectively connected.
【0050】また、NPNトランジスタTr71のベー
スとPNPトランジスタTr72のベースとの間には、
互いに直列接続された一対のダイオードD71,D72
が設けられている。これらダイオードD71,D72
は、バイアス電流供給時に各トランジスタTr71,T
r72のベース間電圧を、各トランジスタTr71,T
r72が動作可能なダイオード2個分の順方向電圧(約
1.4V)に保持するためのものであり、アノードがN
PNトランジスタTr71のベース側となり、カソード
がPNPトランジスタTr72のベース側となるよう
に、互いに順方向に接続されている。Further, between the base of the NPN transistor Tr71 and the base of the PNP transistor Tr72,
A pair of diodes D71 and D72 connected in series to each other
Is provided. These diodes D71, D72
Means that each transistor Tr71, T
The voltage between bases of r72 is set to the respective transistors Tr71 and T71.
r72 is for maintaining the forward voltage (about 1.4 V) of two operable diodes, and the anode is N
They are connected to each other in the forward direction such that they are on the base side of the PN transistor Tr71 and the cathode is on the base side of the PNP transistor Tr72.
【0051】そして、PNPトランジスタTr72のベ
ースは、共通エミッタ増幅器40の出力トランジスタで
あるNPNトランジスタTr64のコレクタに接続され
ており、共通エミッタ増幅器40からの出力は、PNP
トランジスタTr72のベースに入力される。The base of the PNP transistor Tr72 is connected to the collector of an NPN transistor Tr64, which is the output transistor of the common emitter amplifier 40. The output from the common emitter amplifier 40 is PNP
The signal is input to the base of the transistor Tr72.
【0052】次に、NPNトランジスタTr71のベー
スと電源ラインとの間には、NPNトランジスタTr7
1及びPNPトランジスタTr72を駆動するためのバ
イアス電流を供給するために、エミッタが電源ラインに
接続され、コレクタがNPNトランジスタTr71のベ
ースに接続されたPNPトランジスタTr73が設けら
れている。そして、このPNPトランジスタTr73の
ベースには、PNPトランジスタTr74のベースが接
続されている。Next, an NPN transistor Tr7 is provided between the base of the NPN transistor Tr71 and the power supply line.
1 and a PNP transistor Tr73 whose emitter is connected to the power supply line and whose collector is connected to the base of the NPN transistor Tr71 in order to supply a bias current for driving the PNP transistor Tr72. The base of the PNP transistor Tr73 is connected to the base of the PNP transistor Tr73.
【0053】PNPトランジスタTr74は、PNPト
ランジスタTr73と共にカレントミラー回路を構成し
ており、PNPトランジスタTr74のエミッタは電源
ラインに接続され、コレクタは自己のベースに接続され
ている。また、PNPトランジスタTr73及びTr7
4のベースは、抵抗R73を介して電源ラインに接続さ
れている。The PNP transistor Tr74 forms a current mirror circuit together with the PNP transistor Tr73. The emitter of the PNP transistor Tr74 is connected to the power supply line, and the collector is connected to its own base. Also, PNP transistors Tr73 and Tr7
4 is connected to a power supply line via a resistor R73.
【0054】またPNPトランジスタTr74のコレク
タは、エミッタがグランドラインに接続されたNPNト
ランジスタTr75のコレクタに接続されており、NP
NトランジスタTr75のベースは、NPNトランジス
タTr76のベースに接続されている。また、このNP
NトランジスタTr76のエミッタはグランドラインに
接続され、コレクタは、自己のベースに接続されると共
に、エミッタが電源ラインに接続されたPNPトランジ
スタTr78のコレクタに接続されている。そして、P
NPトランジスタTr78のベースは、差動増幅器50
内のPNPトランジスタTr50及び共通エミッタ増幅
器60内のPNPトランジスタTr61のベースと共
に、外部から電流制御用の制御信号Vcを受ける制御端
子に接続されている。The collector of the PNP transistor Tr74 is connected to the collector of the NPN transistor Tr75 whose emitter is connected to the ground line.
The base of the N transistor Tr75 is connected to the base of the NPN transistor Tr76. Also, this NP
The emitter of the N-transistor Tr76 is connected to the ground line, the collector is connected to its own base, and the emitter is connected to the collector of a PNP transistor Tr78 whose power supply line is connected. And P
The base of the NP transistor Tr78 is a differential amplifier 50
And the bases of the PNP transistor Tr50 in the inside and the PNP transistor Tr61 in the common emitter amplifier 60, and are connected to a control terminal for receiving a control signal Vc for current control from outside.
【0055】この結果、PNPトランジスタTr78
は、電源ラインからNPNトランジスタTr76側に定
電流を流す定電流源として機能し、NPNトランジスタ
Tr76には、定電流が流れる。また、NPNトランジ
スタTr76とNPNトランジスタTr75は、カレン
トミラー回路を構成していることから、NPNトランジ
スタTr75にも、NPNトランジスタTr76と同じ
定電流が流れ、延いては、PNPトランジスタTr74
及びPNPトランジスタTr73にも同じ定電流が流れ
る。As a result, the PNP transistor Tr78
Functions as a constant current source that supplies a constant current from the power supply line to the NPN transistor Tr76 side, and a constant current flows through the NPN transistor Tr76. Further, since the NPN transistor Tr76 and the NPN transistor Tr75 form a current mirror circuit, the same constant current flows through the NPN transistor Tr75 as that of the NPN transistor Tr76.
The same constant current also flows through the PNP transistor Tr73.
【0056】次に、出力オープン回路80は、マイコン
10からの切換信号S/HのHigh/Low レベルを反転す
るインバータINVと、3つのNPNトランジスタTr
1〜Tr3と、これら各トランジスタTr1〜Tr3の
ベースとインバータINVの出力と接続する3つの抵抗
R81〜83と、から構成されている。Next, the output open circuit 80 includes an inverter INV for inverting the High / Low level of the switching signal S / H from the microcomputer 10 and three NPN transistors Tr.
1 to Tr3, and three resistors R81 to R83 connected to the bases of the transistors Tr1 to Tr3 and the output of the inverter INV.
【0057】そして、NPNトランジスタTr1のコレ
クタは、プッシュプル出力回路70内のNPNトランジ
スタTr76のコレクタに接続され、同じくエミッタは
NPNトランジスタTr76のエミッタに接続されてい
る。また、NPNトランジスタTr2のコレクタは、共
通エミッタ増幅器60内のNPNトランジスタTr64
のベースに接続され、同じくエミッタはグランドライン
に接地されている。また、NPNトランジスタTr3の
コレクタは、差動増幅器50内のPNPトランジスタT
r53のベース(換言すれば検出電圧Vsの入力ライ
ン)に接続され、同じくエミッタはグランドラインに接
地されている。The collector of the NPN transistor Tr1 is connected to the collector of the NPN transistor Tr76 in the push-pull output circuit 70, and the emitter is connected to the emitter of the NPN transistor Tr76. The collector of the NPN transistor Tr2 is connected to the NPN transistor Tr64 in the common emitter amplifier 60.
And the emitter is also grounded to the ground line. The collector of the NPN transistor Tr3 is connected to the PNP transistor T in the differential amplifier 50.
The base is connected to the base of r53 (in other words, the input line of the detection voltage Vs), and the emitter is similarly grounded to the ground line.
【0058】このように構成された本実施例のオペアン
プOP3においては、マイコン10からHighレベルの切
換信号S/Hが入力されているとき(つまりサンプル
時)には、NPNトランジスタTr1がオフ状態となっ
て、NPNトランジスタTr75,Tr76、及びPN
PトランジスタTr74,Tr73は、夫々、カレント
ミラー回路として機能し、出力用のNPNトランジスタ
Tr71にベース電流を供給する。また、NPNトラン
ジスタTr2もオフ状態となることから、NPNトラン
ジスタTr64が正常動作し、Tr72のベース電流を
流し、更に、NPNトランジスタTr3もオフ状態とな
ることから、非反転入力端子への入力信号(つまり検出
電圧Vs)は、差動対のPNPトランジスタに伝達され
る。従って、オペアンプOP3は通常動作し、その出力
端子からは、検出電圧Vsと同電位の信号Voが出力さ
れることになる。In the operational amplifier OP3 of this embodiment thus configured, when the high-level switching signal S / H is input from the microcomputer 10 (that is, at the time of sampling), the NPN transistor Tr1 is turned off. And the NPN transistors Tr75, Tr76, and PN
Each of the P transistors Tr74 and Tr73 functions as a current mirror circuit, and supplies a base current to the output NPN transistor Tr71. Further, since the NPN transistor Tr2 is also turned off, the NPN transistor Tr64 operates normally, the base current of the Tr72 flows, and the NPN transistor Tr3 is also turned off, so that the input signal ( That is, the detection voltage Vs) is transmitted to the differential pair of PNP transistors. Therefore, the operational amplifier OP3 operates normally, and a signal Vo having the same potential as the detection voltage Vs is output from its output terminal.
【0059】一方、マイコン10からの切換信号S/H
がLow レベルになると(つまりホールド時には)、NP
NトランジスタTr1がオン状態となって、PNPトラ
ンジスタTr78から供給される定電流をグランドライ
ン側に流し、NPNトランジスタTr75及びTr76
から構成されるカレントミラー回路及びPNPトランジ
スタTr74及びTr73から構成されるカレントミラ
ー回路に流れる電流、換言すれば、出力用のPNPトラ
ンジスタTr71のベース電流を遮断する。また、NP
NトランジスタTr2がON状態となって、PNPトラ
ンジスタTr64のベースをグランドラインに接地し、
NPNトランジスタTr64をオフすることから、出力
用のNPNトランジスタTr71のベースがハイインピ
ーダンスとなる。従って、出力用トランジスタTr7
1,72は、共にオフ状態になって、オペアンプOP3
の出力はハイインピーダンスのオープン状態となる。
尚、本実施例においては、このように出力用トランジス
タTr71,Tr72をオフさせ、出力をオープン状態
にするNPNトランジスタTr1,Tr2が、本発明の
カットオフ手段に相当する。On the other hand, the switching signal S / H from the microcomputer 10
Becomes low level (that is, during hold), NP
When the N-transistor Tr1 is turned on, the constant current supplied from the PNP transistor Tr78 flows to the ground line side, and the NPN transistors Tr75 and Tr76
, And the current flowing through the current mirror circuit including the PNP transistors Tr74 and Tr73, in other words, the base current of the output PNP transistor Tr71. Also, NP
When the N-transistor Tr2 is turned on, the base of the PNP transistor Tr64 is grounded to the ground line,
Since the NPN transistor Tr64 is turned off, the base of the output NPN transistor Tr71 becomes high impedance. Therefore, the output transistor Tr7
1, 72 are both turned off, and the operational amplifier OP3
Is in a high impedance open state.
In the present embodiment, the NPN transistors Tr1 and Tr2 that turn off the output transistors Tr71 and Tr72 and open the output in this way correspond to cut-off means of the present invention.
【0060】また切換信号S/HがLowレベルとなるホ
ールド時には、NPNトランジスタTr3もオン状態と
なるため、非反転入力端子に接続されたPNPトランジ
スタTr53のベースがグランドラインに接地され、Lo
w レベルに固定される。そして、PNPトランジスタT
r54が飽和動作領域に入り、NPNトランジスタTr
58は非作動状態となり、しかも、PNPトランジスタ
Tr54のコレクタは、PNPトランジスタTr56の
ベースが接続されているため、ハイインピーダンスとな
る。そして、PNPトランジスタ54のエミッタ電流
は、グランドに流れてしまうため、位相補償用コンデン
サC61の差動増幅器50側電位はハイインピーダンス
となり、位相補償用コンデンサC61の電荷は保持され
る。従って、位相補償用コンデンサC61の電位は固定
され、出力信号Vo、換言すればホールド用コンデンサ
C2の電位は安定する。尚、本実施例では、このように
位相補償用コンデンサC61の電位を固定するNPNト
ランジスタTr3が、本発明の電位固定手段に相当す
る。When the switching signal S / H is held at the low level, the NPN transistor Tr3 is also turned on, so that the base of the PNP transistor Tr53 connected to the non-inverting input terminal is grounded to the ground line,
Fixed to w level. And a PNP transistor T
r54 enters the saturation operation region, and the NPN transistor Tr
Reference numeral 58 indicates a non-operating state, and the collector of the PNP transistor Tr54 has a high impedance because the base of the PNP transistor Tr56 is connected to the collector. Then, since the emitter current of the PNP transistor 54 flows to the ground, the potential of the phase compensation capacitor C61 on the differential amplifier 50 side becomes high impedance, and the charge of the phase compensation capacitor C61 is held. Therefore, the potential of the phase compensation capacitor C61 is fixed, and the potential of the output signal Vo, in other words, the potential of the hold capacitor C2 is stabilized. In this embodiment, the NPN transistor Tr3 for fixing the potential of the phase compensation capacitor C61 in this manner corresponds to the potential fixing means of the present invention.
【0061】以上説明したように、第1実施例のオペア
ンプOP3においては、図7に示すように、ホールド時
に、出力用トランジスタTr71,72をカットオフし
て出力をオープン状態にするだけではなく、NPNトラ
ンジスタTr3により検出電圧Vsの入力ラインを接地
して、位相補償用コンデンサC61の差動増幅器50側
電位Aを固定することから、ホールド時に、A/Fセン
サ2の駆動電圧AFVの変化によって検出電圧Vsが急
峻に変化したとしても、位相補償用コンデンサC61の
ACカップリングによって、図に点線で示すように、検
出電圧Vsの変化が位相補償用コンデンサC61のプッ
シュプル出力回路70側(電位B参照)に伝達されて、
出力信号Vo(換言すればホールド用コンデンサC2の
電位)が変化するようなことはなく、ホールド用コンデ
ンサC2の電位を確実に保持することができる。As described above, in the operational amplifier OP3 of the first embodiment, as shown in FIG. 7, not only the output transistors Tr71 and 72 are cut off to hold the output open at the time of holding, but also as shown in FIG. Since the input line of the detection voltage Vs is grounded by the NPN transistor Tr3 and the potential A of the phase compensation capacitor C61 on the side of the differential amplifier 50 is fixed, detection is performed by a change in the drive voltage AFV of the A / F sensor 2 during holding. Even if the voltage Vs changes abruptly, due to the AC coupling of the phase compensating capacitor C61, the change of the detection voltage Vs causes the change of the detection voltage Vs to the push-pull output circuit 70 side (potential B See)
The output signal Vo (in other words, the potential of the hold capacitor C2) does not change, and the potential of the hold capacitor C2 can be reliably held.
【0062】従って、本実施例のサンプルホールド回路
14によれば、従来のように、入力段のオペアンプとホ
ールド用コンデンサC2との間に、オペアンプの出力を
オープン状態にするためのアナログスイッチを設ける必
要はなく、しかも、ホールド時に出力電圧(検出信号A
FO)が変動するのを確実に防止できる。よって、本実
施例によれば、安定したホールド特性を得られるサンプ
ルホールド回路を、MOS型のFETを用いることなく
構成でき、サンプルホールド回路14,更にA/Fセン
サ2を除く空燃比検出装置全体のIC化も容易に図るこ
とが可能になる。Therefore, according to the sample and hold circuit 14 of the present embodiment, an analog switch for opening the output of the operational amplifier is provided between the operational amplifier of the input stage and the hold capacitor C2 as in the prior art. It is not necessary, and the output voltage (detection signal A
FO) can be reliably prevented from fluctuating. Therefore, according to the present embodiment, a sample-hold circuit that can obtain a stable hold characteristic can be configured without using a MOS-type FET, and the entire air-fuel ratio detection device excluding the sample-hold circuit 14 and the A / F sensor 2 Can easily be made into an IC.
【0063】また、本実施例では、オペアンプOP3に
おける出力用の各トランジスタTr71,Tr72のベ
ース−エミッタ間に抵抗R71,R72を設けているた
め、各トランジスタTr71,Tr72がオフ状態にあ
るときに、そのベース−エミッタ間を同電位にして、オ
ペアンプOP3の出力端子に接続された位相補償用コン
デンサC61に高電圧を保持させる場合であっても、ト
ランジスタTr71,Tr72がブレイクダウンするす
るのを防止できる。In this embodiment, since the resistors R71 and R72 are provided between the base and the emitter of each of the transistors Tr71 and Tr72 for output in the operational amplifier OP3, when each of the transistors Tr71 and Tr72 is off, Even when the potential between the base and the emitter is set to the same potential and the high voltage is held in the phase compensation capacitor C61 connected to the output terminal of the operational amplifier OP3, it is possible to prevent the transistors Tr71 and Tr72 from breaking down. .
【0064】また更に、本実施例では、プッシュプル出
力回路70においてカレントミラー回路を構成するPN
PトランジスタTr74,Tr73のベースを、抵抗R
73を介して、電源ラインに接続していることから、ホ
ールド時に、このベースにリーク電流が流れたとして
も、PNPトランジスタTr73が動作してNPNトラ
ンジスタTr71側にバイアス電流が流れるようなこと
はない。つまり、本実施例では、カレントミラー回路に
設けた抵抗R73によって、ホールド時に、より安定し
たオープン状態を保持することができる。Further, in this embodiment, the PN constituting the current mirror circuit in the push-pull output circuit 70
The bases of the P transistors Tr74 and Tr73 are connected to a resistor R
Since it is connected to the power supply line via the switch 73, even if a leak current flows to the base during the hold, the PNP transistor Tr73 does not operate and the bias current does not flow to the NPN transistor Tr71 side. . That is, in the present embodiment, a more stable open state can be held during holding by the resistor R73 provided in the current mirror circuit.
【0065】次に、図5に示す第2実施例のオペアンプ
OP3は、図4に示した第1実施例のオペアンプOP3
を次のように変更したものであり、他の構成は第1実施
例のオペアンプOP3と全く同様に構成されている。即
ち、第2実施例のオペアンプOP3は、第1実施例の出
力オープン回路80内の抵抗R82,R83及びNPN
トランジスタTr2,Tr3を削除し、代わりに、コレ
クタが差動増幅器50内のPNPトランジスタTr56
のベースに接続され、エミッタがグランドラインに接地
され、ベースが抵抗R84を介してインバータINVの
出力に接続されたNPNトランジスタTr4を設けたも
のである。Next, the operational amplifier OP3 of the second embodiment shown in FIG. 5 is different from the operational amplifier OP3 of the first embodiment shown in FIG.
Is changed as follows, and the other configuration is exactly the same as the operational amplifier OP3 of the first embodiment. That is, the operational amplifier OP3 according to the second embodiment includes the resistors R82 and R83 and the NPN in the output open circuit 80 according to the first embodiment.
The transistors Tr2 and Tr3 are deleted, and the collector is replaced by the PNP transistor Tr56 in the differential amplifier 50.
And an NPN transistor Tr4 whose emitter is grounded to a ground line, and whose base is connected to the output of the inverter INV via a resistor R84.
【0066】このように構成された本実施例のオペアン
プOP3においては、ホールド時に、出力オープン回路
80内のNPNトランジスタTr1.Tr4がオン状態
となり、プッシュプル出力回路70側で、PNPトラン
ジスタTr73からの電流が遮断されると共に、位相補
償用コンデンサC61の差動増幅器50側がNPNトラ
ンジスタTr4を介してグランドラインに接地されるこ
とから、図7に示すように、検出電圧Vsの影響を受け
ることなく、出力信号Voをホールドすることができ
る。従って、オペアンプOP3を図5に示す第2実施例
のように構成しても、上記実施例と同様の効果を得るこ
とができる。In the operational amplifier OP3 of the present embodiment thus configured, the NPN transistors Tr1. Tr4 is turned on, the current from the PNP transistor Tr73 is cut off on the push-pull output circuit 70 side, and the differential amplifier 50 side of the phase compensation capacitor C61 is grounded to the ground line via the NPN transistor Tr4. Therefore, as shown in FIG. 7, the output signal Vo can be held without being affected by the detection voltage Vs. Therefore, even if the operational amplifier OP3 is configured as in the second embodiment shown in FIG. 5, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
【0067】但し、切換信号S/HがLow レベルからHi
ghレベルに変化した直後(つまり、NPNトランジスタ
Tr4がターンオフした直後)には、位相補償用コンデ
ンサC61の差動増幅器50側電位Aが検出電圧Vsに
対応した電圧に変化することから、その電圧変化によっ
て位相補償用コンデンサC61のプッシュプル出力回路
70側電位Bが一時的に急上昇し、出力端子からスパイ
クノイズが出力されることになる(図7参照)。従っ
て、第2実施例のオペアンプOP3を用いたサンプルホ
ールド回路は、ホールドからサンプルへの変化時の出力
が不要なシステムに利用することが望ましい。However, the switching signal S / H is changed from the low level to the high level.
Immediately after the change to the gh level (that is, immediately after the NPN transistor Tr4 is turned off), the potential A of the phase compensation capacitor C61 on the differential amplifier 50 side changes to a voltage corresponding to the detection voltage Vs. As a result, the potential B of the phase compensating capacitor C61 on the push-pull output circuit 70 side temporarily rises rapidly, and spike noise is output from the output terminal (see FIG. 7). Therefore, it is desirable to use the sample and hold circuit using the operational amplifier OP3 of the second embodiment in a system that does not require an output when a change from hold to sample occurs.
【0068】また次に、図6に示す第3実施例のオペア
ンプOP3は、図4に示した第1実施例のオペアンプO
P3を次のように変更したものであり、他の構成は第1
実施例のオペアンプOP3と全く同様に構成されてい
る。即ち、第2実施例のオペアンプOP3は、第1実施
例の出力オープン回路80内の抵抗R83及びNPNト
ランジスタTr3を削除し、差動増幅器50内の定電流
源となるPNPトランジスタTr50のベースと、プッ
シュプル出力回路70内にてカレントミラー回路を構成
するPNPトランジスタTr73,Tr74のベースと
を接続し、共通エミッタ増幅器60及びプッシュプル出
力回路70において定電流源を構成するPNPトランジ
スタTr61,Tr78のベースをPNPトランジスタ
Tr50のベースと切り離して、これら各PNPトラン
ジスタTr61,Tr78のベースに、制御端子に入力
された電流制御用の制御信号Vcが入力されるように構
成したものである。このように構成された第3実施例の
オペアンプOP3においては、切換信号S/HがHighレ
ベルで、トランジスタTr1がオフ状態であれば、PN
PトランジスタTr73,Tr74に流れる電流と同じ
電流がPNPトランジスタTr50の各コレクタから出
力されることから、PNPトランジスタTr50は、第
1実施例と同様に、差動増幅器50内の定電流源として
機能する。しかし、切換信号S/HがLow レベルとな
り、トランジスタTr1がオン状態になると、PNPト
ランジスタTr73,Tr74に流れる電流が遮断され
ることから、PNPトランジスタTr50の各コレクタ
からの電流も遮断される。この結果、差動増幅器50の
動作は停止され、位相補償用コンデンサC61の電位が
固定されることになる。従って、第3実施例のオペアン
プOP3は、第1実施例のオペアンプOP3と全く同様
の効果を得ることができる。Next, the operational amplifier OP3 of the third embodiment shown in FIG. 6 is different from the operational amplifier OP of the first embodiment shown in FIG.
P3 is changed as follows, and other configurations are the first.
The configuration is exactly the same as the operational amplifier OP3 of the embodiment. That is, the operational amplifier OP3 of the second embodiment eliminates the resistor R83 and the NPN transistor Tr3 in the output open circuit 80 of the first embodiment, and provides the base of the PNP transistor Tr50 serving as a constant current source in the differential amplifier 50, In the push-pull output circuit 70, the bases of the PNP transistors Tr73 and Tr74 constituting the current mirror circuit are connected, and the bases of the common emitter amplifier 60 and the PNP transistors Tr61 and Tr78 constituting the constant current source in the push-pull output circuit 70. Is separated from the base of the PNP transistor Tr50, and the control signal Vc for current control input to the control terminal is input to the base of each of the PNP transistors Tr61 and Tr78. In the operational amplifier OP3 of the third embodiment configured as described above, if the switching signal S / H is at the high level and the transistor Tr1 is in the off state, the PN
Since the same current as the current flowing through the P transistors Tr73 and Tr74 is output from each collector of the PNP transistor Tr50, the PNP transistor Tr50 functions as a constant current source in the differential amplifier 50 as in the first embodiment. . However, when the switching signal S / H becomes Low level and the transistor Tr1 is turned on, the current flowing through the PNP transistors Tr73 and Tr74 is cut off, so that the current from each collector of the PNP transistor Tr50 is also cut off. As a result, the operation of the differential amplifier 50 is stopped, and the potential of the phase compensation capacitor C61 is fixed. Therefore, the operational amplifier OP3 of the third embodiment can obtain exactly the same effect as the operational amplifier OP3 of the first embodiment.
【0069】尚、第2実施例及び第3実施例のオペアン
プOP3において、上記説明以外の各部の動作は、第1
実施例と同様であるので、説明は省略する。そして、第
2実施例では、NPNトランジスタTr1がカットオフ
手段として機能し、NPNトランジスタTr4が電位固
定手段として機能する。また、第3実施例では、NPN
トランジスタTr1及びTr2がカットオフ手段として
機能し、NPNトランジスタTr1及びNPNトランジ
スタTr1のオン時に動作を停止するNPNTr75,
Tr76,PNPトランジスタTr74,73が、電位
固定手段として機能する。In the operational amplifier OP3 of the second embodiment and the third embodiment, the operation of each part other than the above description is the same as that of the first embodiment.
The description is omitted because it is the same as the embodiment. Then, in the second embodiment, the NPN transistor Tr1 functions as cut-off means, and the NPN transistor Tr4 functions as potential fixing means. In the third embodiment, the NPN
The transistors Tr1 and Tr2 function as cut-off means, and stop operation when the NPN transistor Tr1 and the NPN transistor Tr1 are turned on.
Tr76 and PNP transistors Tr74 and 73 function as potential fixing means.
【0070】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、
種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例で
は、サンプルホールド回路の入力段を構成するオペアン
プOP3として、反転入力端子及び非反転入力端子から
の信号を夫々ダーリントン接続されたPNPトランジス
タTr51,Tr52及びTr53,Tr54を介して
入力するよう構成された差動増幅器を備え、しかも、位
相補償用のコンデンサC61を内蔵したオペアンプを例
にとり説明したが、本発明は、どのようなタイプのオペ
アンプであっても適用することができ、例えば、位相補
償用のコンデンサが外付けされるオペアンプであっても
適用できる。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
Various embodiments can be adopted. For example, in the above embodiment, as the operational amplifier OP3 constituting the input stage of the sample-hold circuit, signals from the inverting input terminal and the non-inverting input terminal are input via PNP transistors Tr51, Tr52 and Tr53, Tr54 respectively connected in Darlington. The above description has been made with reference to an example of an operational amplifier having a differential amplifier configured to perform the above-described operation and further including a capacitor C61 for phase compensation. However, the present invention can be applied to any type of operational amplifier. For example, the present invention can be applied to an operational amplifier having an externally provided capacitor for phase compensation.
【図1】 実施例の空燃比検出装置全体の構成を表す構
成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of an entire air-fuel ratio detection device according to an embodiment.
【図2】 実施例の空燃比検出装置におけるA/F検出
及び内部抵抗検出の動作を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating operations of A / F detection and internal resistance detection in the air-fuel ratio detection device according to the embodiment.
【図3】 実施例の空燃比検出装置各部の信号波形を説
明するタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart for explaining signal waveforms of each part of the air-fuel ratio detection device of the embodiment.
【図4】 図1に示したサンプルホールド回路を構成す
るオペアンプOP3の第1実施例の構成を表す電気回路
図である。FIG. 4 is an electric circuit diagram illustrating a configuration of a first embodiment of an operational amplifier OP3 included in the sample-hold circuit illustrated in FIG.
【図5】 同じくオペアンプOP3の第2実施例の構成
を表す電気回路図である。FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a configuration of an operational amplifier OP3 according to a second embodiment.
【図6】 同じくオペアンプOP3の第3実施例の構成
を表す電気回路図である。FIG. 6 is an electric circuit diagram showing a configuration of an operational amplifier OP3 according to a third embodiment.
【図7】 第1実施例及び第2実施例のオペアンプOP
3の位相補償用コンデンサの両端の電圧A,B及び出力
信号Voを説明する説明図である。FIG. 7 is an operational amplifier OP of the first embodiment and the second embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining voltages A and B and an output signal Vo at both ends of a phase compensation capacitor No. 3;
【図8】 オペアンプを用いた従来のサンプルホールド
回路の構成を表す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a conventional sample and hold circuit using an operational amplifier.
14…サンプルホールド回路 OP3…オペアンプ C2…ホールド用コンデンサ OP4…オペアンプ
(バッファ回路) 50…差動増幅器 60…共通エミッタ増幅器 70…プッシュプル出力回路 80…出力オープン回
路 C61…位相補償用コンデンサ14 sample-hold circuit OP3 operational amplifier C2 hold capacitor OP4 operational amplifier (buffer circuit) 50 differential amplifier 60 common emitter amplifier 70 push-pull output circuit 80 output open circuit C61 phase compensation capacitor
Claims (5)
コンデンサと、 出力端子及び反転入力端子が前記ホールド用コンデンサ
の他端に接続され、該ホールド用コンデンサを、非反転
入力端子への入力信号に対応した電圧に充電するオペア
ンプと、 前記ホールド用コンデンサの充電電圧を出力するバッフ
ァ回路と、 外部からホールド指令を受けると、前記オペアンプの出
力をオープン状態にして、前記バッファ回路からの出力
を固定する出力オープン回路と、 を備えたサンプルホールド回路であって、 前記出力オープン回路を、 前記ホールド指令により、前記オペアンプの出力段を構
成するプッシュプル出力回路における出力用のNPNト
ランジスタ及びPNPトランジスタを夫々カットオフす
るカットオフ手段と、 前記ホールド指令により、前記オペアンプに設けられた
位相補償用コンデンサの電位を固定させる電位固定手段
と、 から構成してなることを特徴とするサンプルホールド回
路。An output terminal and an inverting input terminal are connected to the other end of the hold capacitor, and the hold capacitor is connected to a non-inverting input terminal. An operational amplifier that charges to a voltage corresponding to the above, a buffer circuit that outputs a charge voltage of the hold capacitor, and when an external hold command is received, the output of the operational amplifier is opened and the output from the buffer circuit is fixed. A sample-and-hold circuit comprising: an output open circuit that outputs an NPN transistor and a PNP transistor for output in a push-pull output circuit that constitutes an output stage of the operational amplifier according to the hold command. Cut-off means for cutting off; and Ri, the sample-hold circuit, characterized by comprising consist of, a potential fixing means for fixing the potential of the phase compensation capacitor provided in the operational amplifier.
の前記入力信号の入力部を所定電位に固定することを特
徴とする請求項1に記載のサンプルホールド回路。2. The sample and hold circuit according to claim 1, wherein said potential fixing means fixes an input portion of said input signal to said operational amplifier to a predetermined potential.
入力段を構成する差動増幅器と前記位相補償用コンデン
サとの接続部を所定電位に固定することを特徴とする請
求項1に記載のサンプルホールド回路。3. The sample according to claim 1, wherein the potential fixing means fixes a connection between a differential amplifier constituting an input stage of the operational amplifier and the phase compensation capacitor at a predetermined potential. Hold circuit.
入力段を構成する差動増幅器に設けられた定電流源の動
作を停止させることを特徴とする請求項1に記載のサン
プルホールド回路。4. The sample and hold circuit according to claim 1, wherein said potential fixing means stops operation of a constant current source provided in a differential amplifier constituting an input stage of said operational amplifier.
Nトランジスタ及びPNPトランジスタのベース−エミ
ッタ間に夫々接続された抵抗体を有することを特徴とす
る請求項1〜請求項4いずれか記載のサンプルホールド
回路。5. The push-pull output circuit according to claim 1, wherein
5. The sample and hold circuit according to claim 1, further comprising a resistor connected between the base and the emitter of the N transistor and the PNP transistor.
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JP3890658B2 (en) | 2007-03-07 |
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