JPS6046467A - 微少電圧測定方式 - Google Patents
微少電圧測定方式Info
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- JPS6046467A JPS6046467A JP15430183A JP15430183A JPS6046467A JP S6046467 A JPS6046467 A JP S6046467A JP 15430183 A JP15430183 A JP 15430183A JP 15430183 A JP15430183 A JP 15430183A JP S6046467 A JPS6046467 A JP S6046467A
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- voltage
- amplifier
- operational amplifier
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はリニア集積回路例えばボルテージレギュレータ
、演算増幅器（オペアンプという）。
、演算増幅器（オペアンプという）。
オーディオアンプ等において、コモンそ−Ｆ電圧を有す
る２端子間の微少直流または交流電圧、ノイズを測定す
るのに適した微少電圧測定方式〔発明の技術的背景とそ
の問題点〕 従来、２人力の微少差電圧は第１図のようにしてめてい
た。図中１〜３はオペアンプ、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗、４は
アナログ・デジタル変換器、ＶｉｎＩ、 Ｍｉｎ、は入
力電圧である。オペアンプ１，２はボルテージフォロワ
で、その出力は入力電圧と同じ電圧となる。オペアンプ
３は、Ｒ，＝Ｒ，＝Ｒ，＝Ｒ，とすることにニジ出力に
ｕ （Ｖｌｎ、 −Ｍｉｎ２ ）”の電圧が得られる０
オペアンプ３の出力をアナログ・デジタル変換器４でデ
ジタル量に変換し、測定値をデジタル量としてめていた
。
る２端子間の微少直流または交流電圧、ノイズを測定す
るのに適した微少電圧測定方式〔発明の技術的背景とそ
の問題点〕 従来、２人力の微少差電圧は第１図のようにしてめてい
た。図中１〜３はオペアンプ、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗、４は
アナログ・デジタル変換器、ＶｉｎＩ、 Ｍｉｎ、は入
力電圧である。オペアンプ１，２はボルテージフォロワ
で、その出力は入力電圧と同じ電圧となる。オペアンプ
３は、Ｒ，＝Ｒ，＝Ｒ，＝Ｒ，とすることにニジ出力に
ｕ （Ｖｌｎ、 −Ｍｉｎ２ ）”の電圧が得られる０
オペアンプ３の出力をアナログ・デジタル変換器４でデ
ジタル量に変換し、測定値をデジタル量としてめていた
。
しかしながら第１図のものにあっては、大きなコモンモ
ード電圧（電位Ｖａ、Ｗｂの平均値からのずれ）がある
２端子間の微少電圧例えばコモンモード電圧が５０Ｖ、
２端子間の差電圧がＱ、 ｌ ｍ Ｖ程度の測定を行な
いたい場合、抵抗比Ｒ１／Ｒ２＊ Ｒｓ ／Ｒ４の誤差
が極めてきびしくなり、またオペアンプ３のコモンモー
ｒ特性が１１０ｄＢ以上と極めてきびしくなってしまい
、実用的でなかった。
ード電圧（電位Ｖａ、Ｗｂの平均値からのずれ）がある
２端子間の微少電圧例えばコモンモード電圧が５０Ｖ、
２端子間の差電圧がＱ、 ｌ ｍ Ｖ程度の測定を行な
いたい場合、抵抗比Ｒ１／Ｒ２＊ Ｒｓ ／Ｒ４の誤差
が極めてきびしくなり、またオペアンプ３のコモンモー
ｒ特性が１１０ｄＢ以上と極めてきびしくなってしまい
、実用的でなかった。
本発明は上記実情に鎌みてなされたもので、２入力端子
間；二大きなコモンモード電圧が存在していても、２人
力間の直流、交流電圧を高精度にカ１１定できる微少電
圧測定方式を提供しようとするものである。
間；二大きなコモンモード電圧が存在していても、２人
力間の直流、交流電圧を高精度にカ１１定できる微少電
圧測定方式を提供しようとするものである。
本発明は、オペアンプの一方の入力゛電圧と各電源端子
電圧との差が、上記一方の入力電圧が変わっても常に一
定になるようにすることにニジ、コモンモード誤差が生
じないようにしたものである。
電圧との差が、上記一方の入力電圧が変わっても常に一
定になるようにすることにニジ、コモンモード誤差が生
じないようにしたものである。
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第２
図において１１〜１６はオペアンプ、ＲＹ、、ＲＹ２は
リレー接点、Ｒ１１〜Ｒ１７は抵抗、１７〜２０は直流
電圧源、ＶＡ 、 ＶＢは電源電圧、２１はアナログ・
デジタル変換器、２２はオフセットリムーブＤ’Ａ Ｃ
（デジタル・アナログ変換器）である。
図において１１〜１６はオペアンプ、ＲＹ、、ＲＹ２は
リレー接点、Ｒ１１〜Ｒ１７は抵抗、１７〜２０は直流
電圧源、ＶＡ 、 ＶＢは電源電圧、２１はアナログ・
デジタル変換器、２２はオフセットリムーブＤ’Ａ Ｃ
（デジタル・アナログ変換器）である。
第２図のものにあってはリレー接点ＲＹ、。
ＲＹ２を閉じ、入力ｖｉｎ、 、 ｖｉｎ２間の差電圧
を測定する。ここでこの回路は、２入力端子の一方の電
圧Ｖｉｎ２ から図のように電源をつくり出し、これを
測定系のアンプの電源に供給し、各アンプに大きなコモ
ンモード電圧が生じない工うにしている。オペアンプ１
２は特に低ノイズが狭求される。抵抗Ｒ１１ｓ ＲＩ２
は極力低インピーダンス化しなければならないため、オ
ペアンプ１１をボルテージフォロワとしている。オペア
ンプ１２のドリフトや直流オフセットは、オフセットリ
ムーブＤＡＣ，２，２にｘ９補償することができる。ま
たオペアンプ１２〜１４によ多入力電圧Ｖｉｎ、、 ｖ
ｉｎ２間の電圧を１０００倍以上に増幅してノイズの問
題にならない電圧レベルとして取シ出すようにしている
。
を測定する。ここでこの回路は、２入力端子の一方の電
圧Ｖｉｎ２ から図のように電源をつくり出し、これを
測定系のアンプの電源に供給し、各アンプに大きなコモ
ンモード電圧が生じない工うにしている。オペアンプ１
２は特に低ノイズが狭求される。抵抗Ｒ１１ｓ ＲＩ２
は極力低インピーダンス化しなければならないため、オ
ペアンプ１１をボルテージフォロワとしている。オペア
ンプ１２のドリフトや直流オフセットは、オフセットリ
ムーブＤＡＣ，２，２にｘ９補償することができる。ま
たオペアンプ１２〜１４によ多入力電圧Ｖｉｎ、、 ｖ
ｉｎ２間の電圧を１０００倍以上に増幅してノイズの問
題にならない電圧レベルとして取シ出すようにしている
。
一般にオペアンプ１２は、
ＶＡ −ｖｉｎ２ ＝ ｖｉｎ２ − Ｖｎ ＝一定１
直の場合にコモンモード誤差は発生しない。しかるに第
２図において電圧源１７の電圧 ＥＢ−ｉ Ｊ Ｖ を電圧源１８の電圧Ｅｂ＝１！５Ｖ
とし、ｖｉｎ２ ＝＝ ５０ Ｖ の場合、オペアンプ
１１はボルテージフォロワだからＮ１点は５０Ｖで、Ｖ
Ａ −６５Ｖ 、 ＶＢ ＝ ３５ Ｖである。この時
オペアンプ１２では、Ｖ ｌ ｎ ｚ の入力（＝５０
Ｖ）とｇ ＨＶＡ （−６５ｖ） 間電圧はｌ’５Ｖで
あシ、また、ｖｉｎ２ の入力（＝５０Ｖ）と電源ＶＢ
（−３５ｖ） 間電圧は１５■であル。一方Ｖｉ １２
＝ ＯＶ （７） Ｓ合ＶＡ＝ １５ 、 ＶＢ ＝−
ｉ、ｓｖ テある。この時オペアンプ１２ではＶｉｎｅ
＝ ＯＶトＶＡ （＝ ｌ ５ Ｖ ） 間電圧は１
５Ｖであシ、Ｖｉｒ３２ トＶＢ（−−１５Ｖ） ｒｉ
Ｊ］！圧ハ１５ Ｖテあることからも分かるように、Ｖ
ｉｎｙと■ム、 ＶＢ との差は、ｖｉｎ、の値が変わ
っても常に１５■一定に保持されるから、コモンモード
誤差が生じないものである。
直の場合にコモンモード誤差は発生しない。しかるに第
２図において電圧源１７の電圧 ＥＢ−ｉ Ｊ Ｖ を電圧源１８の電圧Ｅｂ＝１！５Ｖ
とし、ｖｉｎ２ ＝＝ ５０ Ｖ の場合、オペアンプ
１１はボルテージフォロワだからＮ１点は５０Ｖで、Ｖ
Ａ −６５Ｖ 、 ＶＢ ＝ ３５ Ｖである。この時
オペアンプ１２では、Ｖ ｌ ｎ ｚ の入力（＝５０
Ｖ）とｇ ＨＶＡ （−６５ｖ） 間電圧はｌ’５Ｖで
あシ、また、ｖｉｎ２ の入力（＝５０Ｖ）と電源ＶＢ
（−３５ｖ） 間電圧は１５■であル。一方Ｖｉ １２
＝ ＯＶ （７） Ｓ合ＶＡ＝ １５ 、 ＶＢ ＝−
ｉ、ｓｖ テある。この時オペアンプ１２ではＶｉｎｅ
＝ ＯＶトＶＡ （＝ ｌ ５ Ｖ ） 間電圧は１
５Ｖであシ、Ｖｉｒ３２ トＶＢ（−−１５Ｖ） ｒｉ
Ｊ］！圧ハ１５ Ｖテあることからも分かるように、Ｖ
ｉｎｙと■ム、 ＶＢ との差は、ｖｉｎ、の値が変わ
っても常に１５■一定に保持されるから、コモンモード
誤差が生じないものである。
第３図は入力がＶｉ、ｎ、だけの１端子であって、その
電圧の微少な変動や交流出力成分またはノイズ成分を測
定する場合の応用例である。この場合には直流コモンモ
ード電圧をプログラマブル基準電圧源３１から供給し、
この電圧を第２図のｖｉｎ２ の代υに使い、Ｖｉｎｌ
とプログラマブル基準電圧源３１との差を測定するこ
とができる。この場合もオペアンプ１１〜１４の最適動
作点はオフセットリムーブＤＡＣ２２にニジ制御するこ
とができる。
電圧の微少な変動や交流出力成分またはノイズ成分を測
定する場合の応用例である。この場合には直流コモンモ
ード電圧をプログラマブル基準電圧源３１から供給し、
この電圧を第２図のｖｉｎ２ の代υに使い、Ｖｉｎｌ
とプログラマブル基準電圧源３１との差を測定するこ
とができる。この場合もオペアンプ１１〜１４の最適動
作点はオフセットリムーブＤＡＣ２２にニジ制御するこ
とができる。
上記構成では、アンプにコモンモード電圧が加わらない
構成となっておシ、また抵抗値のばらつきも利得が変わ
るということになり、誤差の要因とはならないようにで
きる。更にアンプ群のオフセットやプログラマブル基準
電圧源３１の誤差もオフセットリムーブＤＡＣ２２で制
御可能にできる。また人力Ｖｉｎｌ 、 ｖｉｎ２のコ
モンモードノイズはアンプ１２で取除くこともでき、大
きなコモンモードをもった２人力間の微少電圧を高精度
に測定することかできる。また測定系に大きな時定数を
もった部分がないので、高速に測定することができる。
構成となっておシ、また抵抗値のばらつきも利得が変わ
るということになり、誤差の要因とはならないようにで
きる。更にアンプ群のオフセットやプログラマブル基準
電圧源３１の誤差もオフセットリムーブＤＡＣ２２で制
御可能にできる。また人力Ｖｉｎｌ 、 ｖｉｎ２のコ
モンモードノイズはアンプ１２で取除くこともでき、大
きなコモンモードをもった２人力間の微少電圧を高精度
に測定することかできる。また測定系に大きな時定数を
もった部分がないので、高速に測定することができる。
また本構成ではコモンモードをもった２人力間の微少な
直流電圧のみならず、アンプ１４の出力を交流電圧検出
器に接続するだけで交流電圧も測定できる。ちなみに従
来は、直流測定部と交流測定部とは別に考えられていた
。
直流電圧のみならず、アンプ１４の出力を交流電圧検出
器に接続するだけで交流電圧も測定できる。ちなみに従
来は、直流測定部と交流測定部とは別に考えられていた
。
なお、本発明は実施例のみに限定されることなく種々の
応用が可能である。例えば第２図。
応用が可能である。例えば第２図。
第３図ではアンプはオペアンプ１２〜１４の３段構成と
しているが、１段以上の任意の段数にできる。即ち、オ
ペアンプ１３．１４は利得をかせぐためのものだから省
略することができる。
しているが、１段以上の任意の段数にできる。即ち、オ
ペアンプ１３．１４は利得をかせぐためのものだから省
略することができる。
またオペアンプ１１は入力Ｎ’ｉｎｌ から測定系側を
見た負荷を小さくしたいためのものだから、場合によっ
てはなくてもよい。またアナログデジタル変換器２１は
電流の変動が大きいため、その変動が電源２３側に伝わ
ると誤差の原因になるので電源系統を、電源２３．２４
に分けたが、誤差の許容範囲によっては分けなくてもよ
〔発明の効果〕 以上説明した如く本発明によれば、オペアンプの一方の
入力電圧と各電源電圧との差が、上記一方の入力電圧が
変わっても常に一定になるようにしたので、コモンモー
ド誤差が生じない微少電圧測定方式が提供できるもので
ある。
見た負荷を小さくしたいためのものだから、場合によっ
てはなくてもよい。またアナログデジタル変換器２１は
電流の変動が大きいため、その変動が電源２３側に伝わ
ると誤差の原因になるので電源系統を、電源２３．２４
に分けたが、誤差の許容範囲によっては分けなくてもよ
〔発明の効果〕 以上説明した如く本発明によれば、オペアンプの一方の
入力電圧と各電源電圧との差が、上記一方の入力電圧が
変わっても常に一定になるようにしたので、コモンモー
ド誤差が生じない微少電圧測定方式が提供できるもので
ある。
第１図は従来の微少電圧測定方式を示す構成図、第２図
は本発明の一実施例を示す構成図、第３図は本発明の他
の実施例を示す構成図である０ １１〜１６・・・オペアンプ、１７〜２０・°°電圧源
％２ノ・″・アナログ−デジタル変換器、２２・・・オ
フセットリムーブＤ Ａ Ｃ，２３＊ ２４・・・電源
、３ノ・・・プログラマブル基準電圧源、ＲＩｌ〜Ｒ，
６・・・抵抗。
は本発明の一実施例を示す構成図、第３図は本発明の他
の実施例を示す構成図である０ １１〜１６・・・オペアンプ、１７〜２０・°°電圧源
％２ノ・″・アナログ−デジタル変換器、２２・・・オ
フセットリムーブＤ Ａ Ｃ，２３＊ ２４・・・電源
、３ノ・・・プログラマブル基準電圧源、ＲＩｌ〜Ｒ，
６・・・抵抗。
Claims (2)
- （１） 一方の入力電圧を基準電圧とし該基準電圧と他
方の入力電圧との差を増幅する演算増幅器と、前記一方
の入力電圧に合わせて前記演算増幅器の電源電圧を調節
する手段とを具備したことを特徴とする微少電圧測定方
式。 - （２）前記電源電圧の調節は、前記一方の入力電圧と前
記電源電圧の一方及び他方との差が、前記一方９入力端
子が変わっても互に一定に保持されるようにするもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の微
少電圧測定方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15430183A JPS6046467A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 微少電圧測定方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15430183A JPS6046467A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 微少電圧測定方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046467A true JPS6046467A (ja) | 1985-03-13 |
Family
ID=15581133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15430183A Pending JPS6046467A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 微少電圧測定方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046467A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6486635B1 (en) | 2000-03-02 | 2002-11-26 | Fujitsu Limited | Monitor signal output circuit, battery pack, battery voltage monitor circuit, battery system, apparatus, battery voltage monitor method, and battery voltage monitor program storage medium |
-
1983
- 1983-08-24 JP JP15430183A patent/JPS6046467A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6486635B1 (en) | 2000-03-02 | 2002-11-26 | Fujitsu Limited | Monitor signal output circuit, battery pack, battery voltage monitor circuit, battery system, apparatus, battery voltage monitor method, and battery voltage monitor program storage medium |
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