JPS5936022Y2 - インピ−ダンスコンバ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は増幅度が１以下のインピーダンス・コンバータ
に係る。

従来増幅度が１以下（例えば０．９）のインピーダンス
・コンバータを実現する場合、増幅度１のインピーダン
ス・コンバータに分圧抵抗回路を付加していたが、この
場合の入力換算雑音は増幅度１のインピーダンス・コン
バータよりも非常に太きくなる欠点があった。

本考案は上記欠点を除去するためになされたもので、増
幅度が１以下で且つ入力換算雑音の小さいインピーダン
ス・コンバータを提供せんとするものである。

以下図面を用いて本考案を詳述する。第１図は本考案の
一実施例によるインピーダンス・コンバータの回路図で
ある。

図において、増幅度Ａ１が１に比べて十分大きい演算増
幅器１１の＋側入力端子は信号入力端子１３に接続され
、その出力端子は増幅器１７および抵抗器４７．４９よ
り戒る第２分圧器を経て増幅器１９の入力端子にそれぞ
れ接続されている。

なお、両増幅器１７．１９の増幅度は同一で、これをＡ
２とする。

次に前記増幅器１７．１９の両出力端子間に抵抗器２５
．２７より成る第１分圧器を接続し、その共通接続点２
６を前記演算増幅器１１の一側入力端子に接続する。

また、前記増幅器１９の出力端子は信号出力端子３１に
接続すると共に負荷抵抗器２９を介して接地されている
。

そして、抵抗器２５と増幅器１７との共通接続点２３は
帰還コンデンサ３３を介して演算増幅器１１の＋側入力
端子に接続する。

以上の構成による本考案インピーダンス・コンバータの
動作解析を第２図に示した等価回路図で説明する。

先ず、信号入力端子１３に印加されている入力信号ｅｉ
と共通接続点２６からの帰還信号ｅｆとの差電圧信号が
演算増幅器１１で増幅され、その増幅信号ｅ１から増幅
器１７および１９′を介して２つの互いに同相な信号ｅ
２およびｅ３を得ている。

ここで、前記演算増幅器１１の増幅度は前述の如く１に
比べて十分大きく、そして第２分圧器の分圧比α（＝Ｒ
４９／ （Ｒ４□＋Ｒ４９））を含めて増幅器１ｇの増
幅度をαＡ２として示す。

また、ｒｌ、ｒ２はそれぞれ増幅器１７．１９における
等価出力インピダンスであり、ｖ２．■３は増幅器１７
．１９の入力換算雑音を示す。

なお、信号入力端子１３と接地との間に存在する入力容
量Ｃｉは帰還コンデンサ３３により打消される。

そしてこのインピーダンス・コンパー夕の入力インピー
ダンスは、初段の演算増幅器１１における人力インピー
ダンスによって一義的で決まる。

次に、出力電圧ｅ。

および帰還電圧ｅｆを数式で示す。

但し、ｅ２＝ Ａ２ （ｅｌ ＋ Ｖ２ ）ｅ３＝α
Ａ２（ｅ１＋Ｖ３）テある。

また、前述の説明から明らかなように、 ｅ１＝ （ｅｉ−ｅｆ） Ａ１・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（３）となる。

（増幅度について） 上記（１）〜（３）式を用いて、本実施例の増幅度Ａ。

を求める場合に、数式を簡略化するために次の条件を摘
要する。

すなわち、Ａ１〉１、Ｒ１〉ｒｌ、Ｒ２）ｒ２、ｖ２−
Ｖ３＝０、Ａ２１、α＝１／２、ＲＬ＝（１） したがってＲＬ／ｒ２＝ｒ２となる。

かくして、上記（１）、 （２）式はそれぞれ次式（４
）、 （５）で示される。

ｅｏ勾ｅｔ ／２・・・・・・・・・・・・（４）なお
、上記（３）式より ｅｆ＝ｅｉ−ｅ１／Ａ１＝・・（５’） であるから、これを（５）式の左辺に代入すると、式（
６）が得られる。

次 ここで、増幅度Ａ。

−ｅｏ／ｅｉであるから、上記（６）式を（４）式に代
入すると次式（７）が得られる。

なお、Ｒ１＝１０００Ω、Ｒ２＝１００Ωとすれば、増
幅度Ａ。

共０．９２となる。すなわち、１より小さい。（入力換
算雑音について） 次に、本実施例コンバータの入力換算雑音■。

を求めるにあたり、下記の条件を摘要する。

すなわち、 Ａ１〉１、Ｒ１）ｒｌ、Ｒ２ンｒ２、ＲＬ−■、Ａ２＝
１、α＝１／２とし、ｅｉ＝０のときの出力はｅ。

−Ｖｏで゛ある。

このとき、上記（１）、 （２）式はそれぞれ（８）、
（９）式で示される。

ｅｏξ （ｅ１＋Ｖａ）／２・・・・・・・・・（８）
また、（３）式よりｅｆ＝−ｅ１／Ａ１勾０であるから
、（９）式の分子は０となり、ｅｌは次式となる。

上記（１０）式を（８）式に代入すると、Ｖ（、＝ｅ（
、坤（Ｒ２Ｖ３ Ｒ２Ｖ２ ）／ （２Ｒ２＋Ｒ１）
となる。

ここでＲ１，Ｒ２を前例の通りとすれば、Ｖｏ ”’；
０．０８３ （Ｖ３−Ｖ、、 ）となる。

すナワチ、入力換算雑音Ｖ。

は、面憎幅器１７，１９の影響をほとんど受けないので
、それは演算増幅器１１によってほぼ決まる。

（出力インピーダンスについて） 次に本実施例コンバータの出力インピーダンスＺｏを求
めるに際し、下記の条件を摘要する。

Ａ１ン１、Ｒ１）ｒｌ、Ｒ２）ｒ２〉ＲＬ、Ａ２＝１、
α１／２、Ｖ２ ＝ Ｖ３ ＝ ０ かくして、上記（１）、 （２）式はそれぞれ（１１）
、 （１２）式で示される。

ｅｏ勾ＲＬｅ１／２ｒ２・・・・・・・・・・・・・・
・（１１）冷に、上記（５′）を（１２）式に代入して
次式を得る。

（１３）式を （１１） に代入してｅ。

を求める。しかして、Ｚｏは一般に Ｚｏ＝ＲＬ （（（７）式ノｅｏ／ （１４）式のｅ
。

）−１〕である（但しこの場合のＲＬは前述のようにｒ
２）ＲＬである）から、 Ｚｏ″；ｒ２／ （１＋Ｒ１／２Ｒ２） ・・・・・・
（１５）ここで前例のＲ１，Ｒ２の値を挿入すると、Ｚ
ｏ勾ｒ２／（１＋ ５ ）＝０．１７ｒ２となり、等価
インピーダンスｒ２より極めて小さくなる。

以上詳述したところから明らかなように、面憎幅器１７
．１９の増幅度および第１分圧器、第２分圧器の各分圧
比を適宜選択することにより、増幅度１以下、入力換算
雑音が前記面憎幅器１７．１９の入力換算雑音の影響を
ほとんど受けない且つ信号入力端子からの入力容量を減
じた入力インピーダンス大、出力インピーダンス小で゛
あるインピーダンス・コンバータが実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例によるインピーダンス・コン
バータの回路図、第２図は第１図の等価回路図である。 １１：演算増幅器、１７，１９：増幅器、２５．２７．
４７゜４９：抵抗器、３３：帰還コンデンサ、Ｖ２．■
３：入力換算雑音、ｒｌ、ｒ２：等他出力インピーダン
ス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 信号入力端子に接続された第１入力端子、第２入力端子
   および出力端子を具え増幅度Ａが１より十分に大きい第
   １増幅器と、前記第１増幅器の出力端子と信号出力端子
   との間に直列接続された第２増幅器および第１分圧器と
   、前記第１増幅器の出力端子と接地との間に接続された
   第２分圧器と、該第２分圧器の分圧端子と前記信号出力
   端子との間に接続された第３増幅器とより戊り、前記第
   １分圧器による分圧信号を前記第１増幅器の第２入力端
   子に帰還せしめると共に、前記第２および第３増幅器の
   各増幅度をほぼ同一ならしめたことを特徴とするインピ
   ーダンス・コンバータ。