JPS60136404A - 増幅回路 - Google Patents

増幅回路

Info

Publication number
JPS60136404A
JPS60136404A JP24404583A JP24404583A JPS60136404A JP S60136404 A JPS60136404 A JP S60136404A JP 24404583 A JP24404583 A JP 24404583A JP 24404583 A JP24404583 A JP 24404583A JP S60136404 A JPS60136404 A JP S60136404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output impedance
output
voltage
negative feedback
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24404583A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Yamamura
英穂 山村
Shinya Niizaki
新居崎 信也
Kenji Kawasaki
健司 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Electronics Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP24404583A priority Critical patent/JPS60136404A/ja
Publication of JPS60136404A publication Critical patent/JPS60136404A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電源回路の出力増幅回路に係り、特忙広い周
波数範囲にわたり、低い出力インピーダンスを実現する
ための増幅回路に関するものである。
〔発明の背景〕
近年の電子器機においては高速化が進展している。この
ため、電子回路の消費電流も高速に変化し、その電力供
給をする電源回路は、出力電流の高速な変化に対して安
定な電圧を供給する必要がおる。たとえば、第1図に示
すような電源回路は、電位を切り替えて負荷に電流を供
給するもので、計測機器の基準電圧や精度の高いパルス
波形の発生に使われる回路であるが、同図中の電圧源は
出力tmが高速に切替わるので、これに対しても電位が
安定である必要がある。また、デジタル回路の消費電流
は、TTL(Tranzistor Transist
or Logic )のように入・出力の論理レベルの
高低によって変化したり、CMO5(C’onpttm
tntary MOS )のように論理レベルの遷移時
に大きくなるものがある。これらの回路を安定に、また
精度よく動作させるには出力電圧の安定な電源回路が必
要なことがある。
このような出力電流が高速に変化する電源回路において
、電源の出力電圧の高精度化を実現するには、電源とし
て使われる回路の出力インピーダンスが広い周波数範囲
において充分に低い必要がある。
第2図は、上記の目的に対する電圧源回路に用いられる
、従来の増幅回路の一例のブロックダイヤグラムで、演
算増幅器(0Pアンプ)、電流増幅回路(Currgn
t Booster ;以下CBと呼ぶ。)コンデンサ
CL、および負帰還を施すための抵抗R,,R,から構
成されている。
この回路の直流電圧精度および電圧利得は、負帰還によ
って決定されるが、高精度の抵抗を用いることにより、
高い精度のものが得られることは広く知られるとおりで
ある。
出力インピーダンスについて述べると、低い周波数領域
においては負帰還により、また高域においてはコンデン
サCLによって出力インピーダンスの低減が行われてお
り、全般的に出力インピーダンスが低くなるようにして
いる。
低域では、CBの内部抵抗なrとし、負帰還量を’NF
Eとすると、出力インピーダンスはZ。p−””NJ’
Bとなり、周波数が低い程、その負帰還量が大きいので
、出力インピーダンスが低くなる。
また、コンデンサCLのインピーダンスは周波数に逆比
例して高い周波数において低くなるので、高域での低イ
ンピーダンス化を受け持つ。このようにして直流から高
い周波数領域にわたって出力インピーダンスの低減を計
ろうというのがこの回路の動作である。
この回路の負帰還に関する動作について、第3図のボー
ド線図を用いて述べる。この回路には、2つのボールが
在存する。ボールとは、周波数特性が−6d” / o
c rだけ増加する変曲点の周波数である。第1のボー
ルは、 OPアンプのオーブン・ループ特性自身が持つ
もので、これは通常数H2〜数十H2の低い周波数にあ
る。第2のボールは、 CBの内部抵抗rとコンデンサ
CLとで構成されるローパスフィルタのコーナー周波数
fcであり、fc = 1/2*c rで表わされ、い
ま仮りに、r=10Ω、(1’L=1μFとすると、f
o′:!F16kB2となるものである。ここで、もし
f。が帰還量AN、E〉1の周波数範囲にあるとfcハ
第2のボールであるので発振の可能性があり、回路が安
定に動作するには、fcがAptpn < 1の周波数
範囲にある必要がある。このため、負帰還によって出力
インピーダンスの低減ができる周波数範囲は、fc以下
に制限される。
ここで、この回路の出力インピーダンスZoutの総合
特性について考えると、これは、内部抵抗rが負帰還に
よってZ。P′に低減されたものとコンデンサCLのイ
ンピーダンスZcとの並列接続と考えることができ、第
4図に示したような特性となる。これが従来回路の出力
インピーダンヌ特性である。ここで、上記2つのインピ
ーダンスが双方ともfcにおいてrとなることを考える
と、ZoPとZcの交点はfcに生じ、総合出力インピ
ーダンスZ。、tは、fcにおいてZ。ut−r / 
2のピークを持つ。このように、従来回路では、負帰還
、およびコンデンサCLによっては出力インピーダンス
を低減しえない周波数範囲が生、 4 する。
上記したように、この従来回路では、発振を生じさせず
に負帰還とコンデンサにより出力インピーダンスを低減
するのは限界があり、出力インピーダンスに大きなピー
クを持つ。このピークは、内部抵抗rに依存しているた
め、内部抵抗rを低減すれば出力インピーダンスは低減
するが、これには使用素子の物理的限界があったり、回
路が非現実的なものとなる。
第5図に、その実測特性を示す。この回路は第2図で示
した回路構成を採用している。CB内蔵のハイパワーオ
ペアンプTDBO791EP(Tomzon SF社製
)を使用した回路で、抵抗RI。
R,で負帰還を施して利得を4倍に設定しており高域の
出力インピーダンスの低減用コンデンサとしてCL=1
μFのものを用いている。また、位相補償を施して第2
のボールの周波数fcにおいて、ANFB<1を満足し
ている。出力インピーダンスの特性は、23XH2付近
で370のピークを生じており、全周波数に渡って出力
インビーダンスが低いとは言えない。
以上で述べたように、従来技術による回路によれば、出
力インピーダンスにピークを生じるために、広い周波数
全範囲にわたって出力インピーダンスを低くすることは
できないという欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記の従来回路の欠点を解決し、広い
周波数範囲において出力インピーダンスを低くすること
ができる増幅回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明に係る増幅回路は、負帰還を施す前の回路の周波
数特性をラグリード型にしておくことにより、負帰還を
施す周波数範囲を拡大し、その出力インピーダンスを低
くするようにしたものである。その原理的な説明をする
と次のとおりである。
第6図に、そのボード線図を示す。CBの内部抵抗rと
コンデンサOLEで構成されるローパスフィルタは、コ
ーナー周波数10以上では一6d、B10Cアの特性を
持つので、 OPアンプのオープンループ特性なfc以
上でフラットになるラグリード型の特性にする。これに
より、第7図に示すようなOPアンプのラグリード型の
特性とr 、 cLによるローパスフィルタの特性とを
総合するとボールを1つだけ持つ1次系のオープンルー
プ特性となる。0Pアンプのラグリード型の特性の第2
のボールにおける周波数fβの決定は、次の2つの条件
を満すことによって実現される。第1の条件は、周波数
fαからfβの間の負帰還量をできるだけ大きな値にす
ることで、第2の条件は、周波数fβに第2のボールが
生ずるため、fβにおいて総合特性の負帰還量”NFB
を1以下にして発振を防ぐ必要がある。この2つの条件
を満すためには、コナー周波数fβ と総合特性におい
てAMFE=1となる周波数1;9が等しくならなけれ
ばならない。このとき、ラグリード型の特性のjαから
fβにおいては、ANFB−fr/fβとなる。
ここで、出力インピーダンスについて述べる。
負帰還による出力インピーダンスの低減は、負帰還を施
した後の電圧利得なAとすると、第7図に示すように直
流から1゜まで行なわれ、またコンデンサCLのインピ
ーダンスは、jc以上でr以下となる。この場合、fo
>fcの関係が成り立つ。したがって、出力インピーダ
ンスZ。u、tは、負帰還による低減とCLのインピー
ダンスが低下する周波数範囲の重なりとにより、CB 
の内部インピーダンスよりも大幅に小さくなる。
第8図は出力インピーダンス特性図を示し、これを用い
て検討を行う。負帰還による出力インピーダンスの低減
は、ANFB〉1の周波数範囲でs Zout = r
 / AM、B であるが、”NFBはAMFB〉1の
周波数fにおいて’ pnprr = fβ/A、1で
あるので、Zop = r−A #/fβ になる。ま
た、コンデンサCLのインピーダンスは、Zc= t’
/ωCでlZc’l= 1/ωC″−fcr/fである
。よって、出力インピーダンスの最大値は、IZ、ut
max l=<rLt72石】)/2 となる。また、
交点の周波数は、ym=JT7;77■ン)1である。
ここで、fβ/fcを大きく選ぶことにより、すなわち
OPアンプの利得帯域幅積BW’を太きくしてj。
を低く選ぶことにより、出力インピーダンスの最大値を
内部抵抗よりも極めて低くすることが可能となる。
以上のようにOPアンプのオーブン・ループ特性をラグ
リード型にすることにより、広い全周波数範囲において
出力インピーダンスを低くすることが可能である。
〔発明の実施例〕
第9図は、本発明に係る増幅回路の一実施例の回路図で
ある。
本回路は、OPアンプの電圧増幅部AMp 、同電流増
幅部CB 、コンデンサCLおよび負帰還を施すための
抵抗R1〜R4,コンデンサC1,C2から構成されて
おり、4倍の直流電圧利得をもつ電源回路である。OP
アンプには利得帯域幅積BWが大きなEA 17715
 CG(日立製)を用いている。電流増幅器CBは、低
内部抵抗と出力電流能力とを実現するために、図示のよ
うなダイヤモンド回路を採用しており、例えば、コレク
タ損失20Wのトランジスタを出力段に用い、出力電流
を0.5Aで制限する保護(ロ)路を装備している。負
帰還回路は2系路あり、1つは、マイナ・フィードバッ
ク系路であり、抵抗R1と、抵抗88mコンデンサC1
,C2の並直列回路とで構成されている。
もう1つの糸路は、回路の電圧利得を決めるメジャー・
フィードバック系路であり、抵抗R1゜R2で構成され
ている。
本回路におけるラグリード型の特性、すなわちマイナ・
フィードバックを施したOPアンプの電圧増幅部AMp
の特性は、第6図で、fc=fα= 40KH2,fβ
−400kHz 、fa= 65 MEz、 またfβ
からfcの範囲で”xpB −40倍に設定しである。
本回路における各種実測特性図を第10図、第11図、
第12図に示す。第10図は、電流増幅回路CBの特性
と、マイナ・フィードバックを施したOPアンプの電圧
増幅部AMPの特性とを示したものである。第11図は
、総合伝達特性を示したものである。また、第12図は
、出力インピーダンス特性を示したものである。出力イ
ンピーダンス特性は、直流から13KH2までの周波数
範囲で極めて低く、その最大値は162mΩ である。
ここで、さらに高周波数領域での低出力インピーダンス
化を実現するには、容量の異なるコンデンサを並列に接
続すればよい。このとき、コンデンサのリードインダク
タンスが低インピーダンス化の障害となるため、リード
インダクタンスの小さいコンデンサを用いる必要がある
また、この回路におけるステップ応答は、時定数τ=7
0μIで0.1−セットアツプ時間が0.5m」の指数
特性を示し、回路図中コンデンサC6を取るとリンギン
グが生じるが、τ中1μIで0.1チセットアッブ時間
が50μsになる。
なお、前記実施例では、OPアンプの電圧増幅部AMP
のラグリード型の特性を負帰還で実現したが、0Pアン
プの電圧増幅部CBの位相補償端子に抵抗、コンデンサ
群を接続した位相補償回路1 においても実現可能である。
なお、上記実施例では出力電流能力を増大させるために
、電流増幅部CBを有するもので説明したが、他の実施
例として第13図のように電流増幅器がなくても実現す
ることができる。この場合、第7図に示すf。はOPア
ンプの内部抵抗ρ、コンデンサCLによって決まり、O
Pアンプの電圧入出力特性を、上記で述べたように、位
相補償回路によってラグリード型の特性にし、負帰還を
施すことにより、広い周波数範囲内において低い出力イ
ンピーダンスにすることができる。
また、上記負帰還と位相補償とを併用するようにしても
同様な効果が得られることは明らかである。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、例えば
直流から数100 ME zと、従来技術でなる回路の
数百倍から数千倍の広い周波数範囲内において出力イン
ピーダンスを大幅に低減することかでき、従来技術にな
る回路に比較して出力インピーダンスを数十分の−から
数百分の−にすることができるので、電子機器の安定な
電力供給、高精度の電圧供給などに顕著な効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、電源回路の一使用例の接続図、第2図は、従
来の増幅回路の一例のプロックダイカインピーダンスの
実測特性図、第6図、第7図は、本発明の詳細な説明す
るためのボード線図、第8図は、その出力インピーダン
ス特性図、第9図は、本発明に係る増幅回路の一実施例
の回路図、第10図、第11図、第12図は、その各種
実測特性図、第13図は、本発明に係る増幅回路の他の
実施例のブロックダイヤグラムである。 AMp・・−・・・・・・・・電圧増幅部CB ・・・
・・・・・・・・・・・・電流増幅部R,,R1・・・
・・・・・・メジャーフィードバック用の抵R,、R,
・・・・・・・・マイナーフィードバック用の抵抗 C4,C5・・・・凹・NじくコンデンサCL・・・・
・・・・・・・・・・・・・・出力インピーダンス低減
用のコンデンサ 5 電圧源 箇20 OPアシプ CB 愉3図 に 同波数f Ca l;=+ v<−c−:q<pg’&ill受 
ΔV 勧 ロ4ぐ n4 第 10図 811図 A進数 + (1−1z) 第 12 図 第13図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 出力電圧を抵抗で分圧して負帰還を施し、出力に
    コンデンサを並列に接続して高周波数の出力インピーダ
    ンスを低減するようにした演算増幅器からなる増幅回路
    において、演算増幅器の電圧増幅部について、その電圧
    利得の周波数特性を所望ラグリード型とするように、反
    転入力端子に対してマイナーフィードバックを行う負帰
    還回路を付加し、もしくは位相補償端子に対して位相補
    償回路を付加しまたは上記負帰還回路および上記位相補
    償回路を共に付加することにより、出力インピーダンス
    を低減するように構成したことを特徴とする増幅回路。
JP24404583A 1983-12-26 1983-12-26 増幅回路 Pending JPS60136404A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24404583A JPS60136404A (ja) 1983-12-26 1983-12-26 増幅回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24404583A JPS60136404A (ja) 1983-12-26 1983-12-26 増幅回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60136404A true JPS60136404A (ja) 1985-07-19

Family

ID=17112896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24404583A Pending JPS60136404A (ja) 1983-12-26 1983-12-26 増幅回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60136404A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6393207A (ja) * 1986-10-07 1988-04-23 Nec Corp プツシユプル出力段回路
US6201442B1 (en) * 1995-03-29 2001-03-13 Anthony Michael James Amplifying circuit
EP3499714A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-19 Onkyo Corporation Amplification device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6393207A (ja) * 1986-10-07 1988-04-23 Nec Corp プツシユプル出力段回路
JPH0752816B2 (ja) * 1986-10-07 1995-06-05 日本電気株式会社 プツシユプル出力段回路
US6201442B1 (en) * 1995-03-29 2001-03-13 Anthony Michael James Amplifying circuit
EP3499714A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-19 Onkyo Corporation Amplification device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gray et al. Recent advances in monolithic operational amplifier design
JPH02262714A (ja) デューティ制御回路装置
Brennan et al. The CMOS negative impedance converter
US5461265A (en) High-frequency variable impedance circuit having improved linearity of operating characteristics
Hsiao et al. A 1.2 V CMOS four-quadrant analog multiplier
JPS60136404A (ja) 増幅回路
US6285231B1 (en) Reference buffer technique for high speed switched capacitor circuits
JPS6378612A (ja) レベルシフト回路
US4855627A (en) Filter circuit
US4035738A (en) Low noise amplifier
JPH02152311A (ja) Agc回路
JPS60805B2 (ja) 反転帰還増幅器
Chen et al. Implement Tunable Sub-TΩ On-chip Resistor for Vital Signal Acquisition: A Review
Huang et al. A 1 V instrumentation amplifier
US20230308055A1 (en) Methods and apparatus to reduce error in operational amplifiers
JP3123581B2 (ja) 高速複合反転増幅器
JPH0225286B2 (ja)
JPS60128702A (ja) 半導体集積回路装置
JPH04172004A (ja) 差動回路
JPS63263910A (ja) 電圧比較器
JPS59231907A (ja) 差動増幅回路
JPS6294003A (ja) 複合形の広帯域バツフア増巾器
JPH09294052A (ja) アクティブフィルタ回路
Lopez-Martin et al. Power-efficient super class AB OTAs
JPH0481014A (ja) 時定数回路