JPS5915126Y2 - 平衡差動入力形の増幅器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、平衡差動入力形の増幅器に関するもので、特
に高コモンモード電圧に耐えコモンモード除去比に優れ
た平衡差動入力形の増幅器に関するものである。

従来より、直結差動増幅器はリニアリティ、周波数特性
などにおいて優れた特性を示すため各方面で利用されて
いる。

しかし、許されるコモンモード電圧は増幅器の電源電圧
により制限され、高コモンモード電圧化が困難であるば
かりでなく、高コモンモード除去比が得られないという
欠点があった。

本考案の目的は、このような欠点を除去し、簡単な回路
により従来の直結差動増幅器の利点に加え、高コモンモ
ード除去比を有する平衡差動入力形の増幅器を実現しよ
うとしたものである。

また、本考案の他の目的は、高コモンモード電圧化を図
った平衡差動人力形の増幅器を実現しようとしたもので
ある。

以下図面を用いて本考案を詳細に説明する。

図は本考案に係る平衡差動入力形の増幅器の一実施例を
示す電気回路図であって、Ａ１はゲインにの高入力イン
ピーダンスの差動増幅器、Ａ２．Ａ３は第１及び第２の
演算増幅器、ＰＩ、Ｐ２は互いに絶縁された第１及び第
２の電源である。

差動増幅器Ａ１の反転入力端子及び非反転入力端子は入
力端子Ｈ及びＬに直結している。

入力端子Ｈ及びＬと入力端子Ｇとの間に信号源電圧 がそれぞれ印加される。

また、差動増幅器Ａ１の電源端子（図示せず）には電源
Ｐ１の正及び負電圧子Ｖｃｃｌ、−Ｖｃｃｌが与えられ
、コモン端子ＧＮＤ１は電源Ｐ１のコモンラインに接続
されている。

第１の演算増幅器Ａ２の反転入力端子は、第１の抵抗Ｒ
１を介して差動増幅器Ａ１の出力端ａ点に接続されると
共に帰還抵抗Ｒ７を介して出力端に接続され、また演算
増幅器Ａ２の非反転入力端子は第２の抵抗Ｒ２を介して
差動増幅器Ａ１のコモン端子ｂ点に接続されている。

第２の演算増幅器Ａ３は、その反転入力端子が第５及び
第６の抵抗Ｒ５，Ｒ６を介して第１の演算増幅器Ａ２の
反転入力端子及び非反転入力端子にそれぞれ接続され、
またその非反転入力端子が第１の演算増幅器Ａ２のコモ
ン端子に接続され、更にその出力端が第３及び第４の抵
抗Ｒ３，Ｒ４を介して０点及びｄ点にそれぞれ接続され
たものである。

なお、０点は抵抗Ｒ１と演算増幅器Ａ２の反転入力端子
との接続点、ｄ点は抵抗Ｒ２と演算増幅器Ａ２の非反転
入力端子との接続点である。

第１及び第２の演算増幅器Ａ２゜Ａ３の電源端子（図示
せず）には電源Ｐ２の正及び負電圧十ＶＣＣ２，−ｖＣ
Ｃ２が与えられ、それぞれのコモン端子ＧＮＤ２は電源
Ｐ２のコモンラインに共通に接続されている。

このような構成において、信号源にコモンモード電圧ｅ
ｃＩＴｌが加わった場合すなわちコモン端子ＧＮＤ２と
入力端子Ｇとの間にコモンモード電圧ｅｃＴｎが加わっ
た場合について説明すると次のとおりである。

ａ点及びｂ点の電位をｅａ及びｅ５とすると次の関係が
ある。

”ｂ＝’ｃｍ ｅ＆＝ ｅｂ−に−６１＝ ｅｃｍ−に−ｅｉ
（１）第２の演算増幅器Ａ３は０点及びｄ点の電
位ｅｃ及びｅｄがそれぞれ平均して零になるように抵抗
Ｒ３，Ｒ４に電流を供給するようになっており、また演
算増幅器３のオープンループゲインを充分大きく選定し
てあればｅ、＝ｅｄが成立する。

したがって、 ｅｃｍ ＠ｄ：Ｏ（２） となり、抵抗Ｒ２に流れる電流ｉＲ２は、となる。

一方、演算増幅器Ａ２．Ａ３のバイアス電流が共に充分
小さいので、抵抗Ｒ６の端子間電圧は零であり、したが
って抵抗Ｒ４を流れる電流はＩＲ２と等しい。

故に、ｅ点の電位ｅｅは、（１） 、 （２）及び（３
）式の関係により出力電圧ｅ。

はここで、Ｒ１＝Ｒ２，Ｒ３二Ｒ４とすると、（４）式
となる。

（５）式より明らかなようにコモンモード電圧ｅｃｍは
出力電圧ｅ。

から除去され、高コモンモード除去比の増幅器が得られ
る。

なお、２個の電源Ｐ１．４２間の回路インピーダンスが
低いため、これらの間の分布容量はコモンモード除去比
に影響しない。

また、許される最大コモンモード電圧ｅ ｃｍｍａｘは
、第２の演算増幅器Ａ３の最大出力電圧を±ｅｅｍａｘ
とすると、（３）式に基づき次のようになる。

例えば、Ｒ２／ Ｒ４＝ ５０ 、 ｅ ｅｍａｘ ＝
±１０■の場合には、ｅ ｃｍｍａｘは±５００Ｖとな
る。

このように、比較的容易に高コモシモード電圧に耐え得
る増幅器を得ることができる。

なお、実施例ではＲ１＝Ｒ２，Ｒ３＝Ｒ４としたが、必
ずしも等しくなる必要はなく、（４）式における第１項
が第２項に比べて充分大きければ高コモンモード除去比
を得ることができる。

この場合第１項を充分大きくするためには、差動増幅器
Ａ１にゲインにの充分に大きいものを使用することによ
り達成される。

以上説明したように、本考案の平衡差動入力形の増幅器
は、次のような特徴を有し、実用に供して効果が大きい
。

（イ）差動増幅器のゲインを大きくすることにより高コ
モンモード除去比が得られる。

（ロ）直結方式のためリニアリティ、周波数特性に優れ
ている。

（ハ）２個の電源間の分布容量がコモンモード除去比に
影響しない。

（ニ）通常の例えば±１５Ｖの電源を用いた直結増幅器
にもかかわらず、高いコモンモード電圧に耐え得る。

【図面の簡単な説明】

図は本考案に係る平衡差動入力形の増幅器の一実施例を
示す電気回路図である。 Ａ１・・・・・・差動増幅器、Ａ ２．Ａ ３・・・・
・・第１及び第２の演算増幅器、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
４，Ｒ５，Ｒ６・・・・・・第１．第２．第３．第４．
第５及び第６の抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 他方の電源とは絶縁された第１の電源により駆動される
   差動増幅器と、帰還抵抗を有してなりその反転入力端子
   が第１の抵抗を介して前記差動増幅器の出力端に接続さ
   れると共に非反転入力端子が第２の抵抗を介して前記差
   動増幅器のコモン端子に接続された第１の演算増幅器と
   、その反転入力端子が第５の抵抗を介して第１の演算増
   幅器の反転入力端子に接続されると共に第６の抵抗を介
   して第１の演算増幅器の非反転入力端子に接続され、ま
   たその非反転入力端子が前記第１の演算増幅器のコモン
   端子に接続され、更にまたその出力端が第３の抵抗を介
   して第１の演算増幅器の反転入力端子に接続されると共
   に第４の抵抗を介して第１の演算増幅器の非反転入力端
   子に接続されてなる第２の演算増幅器と、前記第１の電
   源とは絶縁され、前記第１の演算増幅器及び第２の演算
   増幅器に電源電圧を供給する第２の電源を具備し、前記
   差動増幅器で入力信号を受け、前記第１の演算増幅器の
   出力端と第１の演算増幅器のコモン端子間より増幅出力
   を得るようにしたことを特徴とする平衡差動入力形の増
   幅器。