JPS6072406A - 直流電圧増幅回路 - Google Patents
直流電圧増幅回路Info
- Publication number
- JPS6072406A JPS6072406A JP58181876A JP18187683A JPS6072406A JP S6072406 A JPS6072406 A JP S6072406A JP 58181876 A JP58181876 A JP 58181876A JP 18187683 A JP18187683 A JP 18187683A JP S6072406 A JPS6072406 A JP S6072406A
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- Japan
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- voltage
- operational amplifier
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- capacitors
- capacitor
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
この発明は、二線式伝送器等に使用される直流電圧増幅
回路に関する。
回路に関する。
(ロ)従来技術
例えば二線式伝送器のように低消費電力で作・l1Jj
する(例:電源電圧DC24V、信号電流1)04〜2
0mA)ものにおいては、微小直流電圧を増幅する回路
が必要である。Ia流電圧を演1:4:増’l’i+!
器を用いて増幅する方法は一般によくグ11ら;:′r
、ているが、オフセット電圧、オフセノj・電流な1と
゛の温度変化のため増幅する入力電圧値には限度かあり
、余り微小な電圧を増幅できない。微小な直流電月を増
幅する目的ではチヨノピンク形の演算用’1Vlj +
’!+’jを用いればよいが、このものでは消′?:v
電力が増加し、低消費電力では稼働しないという欠点か
ある。
する(例:電源電圧DC24V、信号電流1)04〜2
0mA)ものにおいては、微小直流電圧を増幅する回路
が必要である。Ia流電圧を演1:4:増’l’i+!
器を用いて増幅する方法は一般によくグ11ら;:′r
、ているが、オフセット電圧、オフセノj・電流な1と
゛の温度変化のため増幅する入力電圧値には限度かあり
、余り微小な電圧を増幅できない。微小な直流電月を増
幅する目的ではチヨノピンク形の演算用’1Vlj +
’!+’jを用いればよいが、このものでは消′?:v
電力が増加し、低消費電力では稼働しないという欠点か
ある。
一方、例えば状態量を電気信53−に変換する;j−、
イー1−ストンブリッジ等からの信冒を増幅する場合、
増幅器の入力電流があると誤差を生じるため比較的高入
力インピーダンスの/ii2算増11V;i器を用いる
必要がある。しかしながら高入力インピーダンスの演算
増幅器はオフセント電圧が大であり、その温度変化し大
であるため、微小直流電圧の増幅に適さないという問題
がある。
イー1−ストンブリッジ等からの信冒を増幅する場合、
増幅器の入力電流があると誤差を生じるため比較的高入
力インピーダンスの/ii2算増11V;i器を用いる
必要がある。しかしながら高入力インピーダンスの演算
増幅器はオフセント電圧が大であり、その温度変化し大
であるため、微小直流電圧の増幅に適さないという問題
がある。
(ハ)目的
この発明の目的は、上記に鑑み、ホイートストンブリッ
ジの出力増幅のように、出力電圧が小さく、しかも入力
インピーダンスが大であることが必要とされるものにお
いて、低消費電力で作動し、微小直流電圧を増幅する直
流電圧増幅回路を提供することである。
ジの出力増幅のように、出力電圧が小さく、しかも入力
インピーダンスが大であることが必要とされるものにお
いて、低消費電力で作動し、微小直流電圧を増幅する直
流電圧増幅回路を提供することである。
(ニ)構成
上記目的、を達成するために、この発明の直流電圧増幅
回路は、入力電圧を一対のボルテージホロワ演算増幅器
でインピーダンス変換し、その出力を第2の演算増幅器
で増幅する一方、前記一対のボルテージホロワ演算増幅
器へのハイ (High)及びロー(L o w)の入
力を交互に第1の切替手段で切替えて入力するとともに
、前記第2の演算増幅器出力を、第2の切替出力で前記
第1の切替手段の切替に同期して、第1と第2のコンデ
ンサ、に交互に切替接続し、この2つのコンデンサに充
電保持される電圧を第3の演算増幅器で差動的に増幅し
、各演算増幅器で発生ずるオフセット電圧、オフセット
電流をキャンセルするようにしている。
回路は、入力電圧を一対のボルテージホロワ演算増幅器
でインピーダンス変換し、その出力を第2の演算増幅器
で増幅する一方、前記一対のボルテージホロワ演算増幅
器へのハイ (High)及びロー(L o w)の入
力を交互に第1の切替手段で切替えて入力するとともに
、前記第2の演算増幅器出力を、第2の切替出力で前記
第1の切替手段の切替に同期して、第1と第2のコンデ
ンサ、に交互に切替接続し、この2つのコンデンサに充
電保持される電圧を第3の演算増幅器で差動的に増幅し
、各演算増幅器で発生ずるオフセット電圧、オフセット
電流をキャンセルするようにしている。
(ホ)実施例
以下、実施例により、この発明をさらにB目+11に説
明する。
明する。
第1図は、この発明の1実施例を示す直流霜月増幅回路
の接続図である。同図において、1は4個の抵抗R1、
R2、R3、R4からなるボイートストンブリッジであ
り、点H及び点I、より増幅すべき微小な電圧が出力さ
れる。
の接続図である。同図において、1は4個の抵抗R1、
R2、R3、R4からなるボイートストンブリッジであ
り、点H及び点I、より増幅すべき微小な電圧が出力さ
れる。
2及び3は入力電圧をインピーダンス変換するために設
けられる一対のボルテージホロワ演算増幅器である。上
記ホイートストンブリッジlのII一点とポルチーシボ
ロワ演算増幅器2の(+)入力Q111及びボルテージ
ホロワ演算増幅器3の(−畳)入カニ端間に、アナログ
スイッチSll、S21が接iされ、またホイートスト
ンブリッジ1のL点とポルチーシボロワ演算増幅器2及
び3の(+)入力端間にアナログスイッチSL、2、S
22.が接続されている。アナログスイッチS’l L
S、 12とアナログスイッチ321.522(第1
の切替手段)は、パルス信号発生器4よりのパルス信号
P1、R2により交互にオンされ、H点、L点のハイ及
びロー電圧をポルチーシボロワ演算増幅器、2.3に交
互に入力するようになっている。
けられる一対のボルテージホロワ演算増幅器である。上
記ホイートストンブリッジlのII一点とポルチーシボ
ロワ演算増幅器2の(+)入力Q111及びボルテージ
ホロワ演算増幅器3の(−畳)入カニ端間に、アナログ
スイッチSll、S21が接iされ、またホイートスト
ンブリッジ1のL点とポルチーシボロワ演算増幅器2及
び3の(+)入力端間にアナログスイッチSL、2、S
22.が接続されている。アナログスイッチS’l L
S、 12とアナログスイッチ321.522(第1
の切替手段)は、パルス信号発生器4よりのパルス信号
P1、R2により交互にオンされ、H点、L点のハイ及
びロー電圧をポルチーシボロワ演算増幅器、2.3に交
互に入力するようになっている。
5は、ボルテージホロワ演算増幅器2及び3の出力を増
幅する演算増幅器(第2の演算増幅器)であり、ボルテ
ージホロワ演算増幅器2及び3の出力端が、それぞれ入
力抵抗Riを介し正、この演算増幅器5の(+)、(−
)両入力端に接続さ□ れている。また演算増幅器5の(+)入力端は、抵抗R
fを介して電源VSに接続され、その出力□ 端と(−)入力端に抵抗Rfが接続され正いる。
幅する演算増幅器(第2の演算増幅器)であり、ボルテ
ージホロワ演算増幅器2及び3の出力端が、それぞれ入
力抵抗Riを介し正、この演算増幅器5の(+)、(−
)両入力端に接続さ□ れている。また演算増幅器5の(+)入力端は、抵抗R
fを介して電源VSに接続され、その出力□ 端と(−)入力端に抵抗Rfが接続され正いる。
C1及びC2ば演算増幅器5の出力により充電され、そ
の出力電圧を保持するコンデンサ(第1と第2のコンデ
ンサ)であり、演算増幅器5の出力端とコンデンサC1
、C2の1万端にアナログスイッチS13、S23 (
第2の切替手段)が接−され、コンデンサCLC2の他
方α;j1はコ゛瞭電位に接続されている。アナログス
イッチSI3、S23はパルス信号発生器4からのパル
ス信憂P1′、R2により交互にオンされる。すなわら
アナログスイッチ311.S12とアナログスイッチS
21.S22の切替に同期してオン・オフが切−えられ
る。
の出力電圧を保持するコンデンサ(第1と第2のコンデ
ンサ)であり、演算増幅器5の出力端とコンデンサC1
、C2の1万端にアナログスイッチS13、S23 (
第2の切替手段)が接−され、コンデンサCLC2の他
方α;j1はコ゛瞭電位に接続されている。アナログス
イッチSI3、S23はパルス信号発生器4からのパル
ス信憂P1′、R2により交互にオンされる。すなわら
アナログスイッチ311.S12とアナログスイッチS
21.S22の切替に同期してオン・オフが切−えられ
る。
16は″″デフJ−0,1・02に保持される電圧を畔
動的に増幅する演算増幅器(第3の演算増幅器)で漬り
、コンデンサC1、C2の非コモ/側が抵ttRを介し
て、この演算増幅器の(→−)、 (−)令力端にそれ
ぞれ個別に接続されている。また硝材増幅器6の(+)
入力端は、抵抗Rsを介し′(i源VSに接続され、出
力端は抵抗Rsを介しく□ トー)入力端に接続されている。
動的に増幅する演算増幅器(第3の演算増幅器)で漬り
、コンデンサC1、C2の非コモ/側が抵ttRを介し
て、この演算増幅器の(→−)、 (−)令力端にそれ
ぞれ個別に接続されている。また硝材増幅器6の(+)
入力端は、抵抗Rsを介し′(i源VSに接続され、出
力端は抵抗Rsを介しく□ トー)入力端に接続されている。
パルス信号発生器4から発生されるパルス信−号i、x
、p2は第2図に示すように、ハイとにl−が逆位相で
交互に繰返されるものであり、信号1ン1□ がハイの時に、アナログスイッチS11、S12、S1
3がオンされ、信号P2がハイの時にアナログスイッチ
S2]、、S22、S23がオンされるようになってい
る。
、p2は第2図に示すように、ハイとにl−が逆位相で
交互に繰返されるものであり、信号1ン1□ がハイの時に、アナログスイッチS11、S12、S1
3がオンされ、信号P2がハイの時にアナログスイッチ
S2]、、S22、S23がオンされるようになってい
る。
以上のように構成される実施例回路において、状態量(
例えば圧力)がボイー1ヘストンフリソジ1に加えられ
ると、状態量に応じてブリッジの抵抗値が変化し、点■
1と点15間に状態量に応した微小電圧が出力される。
例えば圧力)がボイー1ヘストンフリソジ1に加えられ
ると、状態量に応じてブリッジの抵抗値が変化し、点■
1と点15間に状態量に応した微小電圧が出力される。
I−1点の電位がハイ、17点の電位がローとする。今
パルス信号発生器4の信号P1がハイのタイミングを考
えると、アナログスイッチSll、S12、S13がオ
ンしているので、i−1点の電位VHはアナログスイッ
チSllを経て、ボルテージホロワ演算増幅器2に入力
され、その出力端に11点の電位VHかインピーダンス
変換されてそのまま出力される。またL点の電位■Lは
、アナログスイッチS12を経てポルチーシボロワ演算
増幅器3に入力され、その出力端に電位V Lがそのま
ま出力される。ポルチーシボロワ/Iji算増幅器2.
3の出力は、さらにムシ1算増幅器5で増幅され、その
出力かアナログスイッチS13を経て、コンデンサCI
に加えられ、コンデンサC1を充電する。そしてコンデ
ンサC目こjiii i増幅器5の出力電圧が保持され
る。この保1−Ilさ11. ;:】電圧は、ボイー1
−ストンブリノソIQ]1点及びl。
パルス信号発生器4の信号P1がハイのタイミングを考
えると、アナログスイッチSll、S12、S13がオ
ンしているので、i−1点の電位VHはアナログスイッ
チSllを経て、ボルテージホロワ演算増幅器2に入力
され、その出力端に11点の電位VHかインピーダンス
変換されてそのまま出力される。またL点の電位■Lは
、アナログスイッチS12を経てポルチーシボロワ演算
増幅器3に入力され、その出力端に電位V Lがそのま
ま出力される。ポルチーシボロワ/Iji算増幅器2.
3の出力は、さらにムシ1算増幅器5で増幅され、その
出力かアナログスイッチS13を経て、コンデンサCI
に加えられ、コンデンサC1を充電する。そしてコンデ
ンサC目こjiii i増幅器5の出力電圧が保持され
る。この保1−Ilさ11. ;:】電圧は、ボイー1
−ストンブリノソIQ]1点及びl。
点の電位V H及びV l−がホルテーシホ1」ツムi
j 1,4!H増幅器2及び3を経て、?’ji算増幅
器5の(1)及び(−)入力端に入力された場合の演勢
増幅*Vj 50)出力電圧であるが、これにはな;l
:; 1iji勢増幅器2.3及び5のオフセット電圧
が含まれている。
j 1,4!H増幅器2及び3を経て、?’ji算増幅
器5の(1)及び(−)入力端に入力された場合の演勢
増幅*Vj 50)出力電圧であるが、これにはな;l
:; 1iji勢増幅器2.3及び5のオフセット電圧
が含まれている。
次にパルス信号発生器4の信号1)2かノ\イのタイミ
ングになると、アナログスイッチSl l、S12、S
13がオフし、アナ1−1ゲス・イノナS21、S22
、S23がオンするので、信号P Iがノ\イの場合と
は逆に、I−T点の電位V 11は)′すl」グスイソ
ヂS21を経てボルテージホロ1ノ演算増幅器;(に入
力され、L点の電位Vl−はアナ1コグスイノ千S22
を経てボルテージホロワ演算増幅器2に人力される。そ
のためホルテーソホロリ611算増幅2ニー;2.3の
出力ば、上記信号1〕1がハイの場合とに1逆になる。
ングになると、アナログスイッチSl l、S12、S
13がオフし、アナ1−1ゲス・イノナS21、S22
、S23がオンするので、信号P Iがノ\イの場合と
は逆に、I−T点の電位V 11は)′すl」グスイソ
ヂS21を経てボルテージホロ1ノ演算増幅器;(に入
力され、L点の電位Vl−はアナ1コグスイノ千S22
を経てボルテージホロワ演算増幅器2に人力される。そ
のためホルテーソホロリ611算増幅2ニー;2.3の
出力ば、上記信号1〕1がハイの場合とに1逆になる。
すなわちボルテージホロワ/Iii 勢”曽り1吊に;
2の出力に電位VLか、ポルチーシボロワ演算増幅器3
の出力に電位V Hがそのまま導出される。。
2の出力に電位VLか、ポルチーシボロワ演算増幅器3
の出力に電位V Hがそのまま導出される。。
この出力はさらに演算増幅器5で増幅され、その出力が
今度はアナログスイッチS23を経て、コンデンサC2
に加えられ、コンデンサC2を充電する。そしてコンデ
ンサC2に哉算増幅器5の出力電圧が保持される。この
保持される電圧は、L点の電位V Lがポルチーシボロ
ワ演算増幅器2を経て、演算増幅器5の(+)入力端に
入力された場合の出力′電位であるが、これにもなお演
算増幅器2.3及び5のオフセット電圧が含まれている
。
今度はアナログスイッチS23を経て、コンデンサC2
に加えられ、コンデンサC2を充電する。そしてコンデ
ンサC2に哉算増幅器5の出力電圧が保持される。この
保持される電圧は、L点の電位V Lがポルチーシボロ
ワ演算増幅器2を経て、演算増幅器5の(+)入力端に
入力された場合の出力′電位であるが、これにもなお演
算増幅器2.3及び5のオフセット電圧が含まれている
。
しかしこのコンデンサC1、C2に保持される電圧を演
算増幅器Gに加え、両保持電圧を差動増幅すると、61
1工11:増り61器6の出力θ11.1にはオフセッ
ト電圧かキャンセルされ、I−1点とL点の電位差に対
応した出力電位が導出される。
算増幅器Gに加え、両保持電圧を差動増幅すると、61
1工11:増り61器6の出力θ11.1にはオフセッ
ト電圧かキャンセルされ、I−1点とL点の電位差に対
応した出力電位が導出される。
ここで」−記オフセッ1−電圧がキャンセルされる点に
ついて、式を用いて若干説明する。
ついて、式を用いて若干説明する。
ボルテージホロワ演算増幅器2.3及び演算増幅器5の
出力電圧をvl、■2、V3、そしてこれらの演算増幅
器のオフセット電圧をVIO1V20、V2Oとすると
、アナしIゲス・イノチSll、S ]、 2、S13
がオンの時の各出力市川−は、Vl−VH+VlO V 2 = V L −1−’V 20(Ri+Rf)
V3(I 1 で表せる。上式のV3がコンデンIJ−C1にVclと
して保持される。
出力電圧をvl、■2、V3、そしてこれらの演算増幅
器のオフセット電圧をVIO1V20、V2Oとすると
、アナしIゲス・イノチSll、S ]、 2、S13
がオンの時の各出力市川−は、Vl−VH+VlO V 2 = V L −1−’V 20(Ri+Rf)
V3(I 1 で表せる。上式のV3がコンデンIJ−C1にVclと
して保持される。
一方アナログスイソチS21、S22、S2;3がオン
のllhの各出力電圧は、 V1=VL−ト VIO v2=vi(+V20 (Ri+Rf)V2O i で表せる。この場合のV3がコンデンサC2に■C2と
して保持される。
のllhの各出力電圧は、 V1=VL−ト VIO v2=vi(+V20 (Ri+Rf)V2O i で表せる。この場合のV3がコンデンサC2に■C2と
して保持される。
演算増幅器6は、上記Vcl、Vc2を差動的に増幅す
るので、その出力電圧■0は Ri −R この式より明らかなように、出力電圧■0には、オフセ
ット電圧VIO1V2(IJV:30がキャンセルされ
て表れず〜出力電圧の変化はV)I−VLの変化、すな
わちり1.;イートストンブリソ2の出力電圧!、mk
L例する・ : (へ)効果 1: この発明の直流電圧増幅回路によれば、オフセット電圧
、オフセ・シト電流をキャンセルできるので、入力回路
の入力インピーダンスが大であることが要求される微少
電圧を増幅すること力1でき、しかもそのために孟ヨソ
ピング形の演算増幅器を使用する必要がなシ)から、低
消費電力の直流電圧増幅回路とすること:ができる。さ
らに入力電圧のコモンモードノイ5(DC入力電圧のレ
ベル変動)に対して強い回路を□得ることができる。
るので、その出力電圧■0は Ri −R この式より明らかなように、出力電圧■0には、オフセ
ット電圧VIO1V2(IJV:30がキャンセルされ
て表れず〜出力電圧の変化はV)I−VLの変化、すな
わちり1.;イートストンブリソ2の出力電圧!、mk
L例する・ : (へ)効果 1: この発明の直流電圧増幅回路によれば、オフセット電圧
、オフセ・シト電流をキャンセルできるので、入力回路
の入力インピーダンスが大であることが要求される微少
電圧を増幅すること力1でき、しかもそのために孟ヨソ
ピング形の演算増幅器を使用する必要がなシ)から、低
消費電力の直流電圧増幅回路とすること:ができる。さ
らに入力電圧のコモンモードノイ5(DC入力電圧のレ
ベル変動)に対して強い回路を□得ることができる。
第1図はこの発明の1実施例を示す直流電圧増幅回路の
接続図、第2図は同直流電圧増幅回路のパルス信号発生
器より発生されるパルス信月を示す図である。 2・3:ポルテー、ジホロヮ演算増幅器、Sl、1・S
12・S、l 3・S’21・S22・S23:アナロ
グスイソチ、 4:パルス信号発生器、 5・6:演算増幅器、C1・
C2:電圧保持用のコンデンサ 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人 弁理士 中 村 茂 信
接続図、第2図は同直流電圧増幅回路のパルス信号発生
器より発生されるパルス信月を示す図である。 2・3:ポルテー、ジホロヮ演算増幅器、Sl、1・S
12・S、l 3・S’21・S22・S23:アナロ
グスイソチ、 4:パルス信号発生器、 5・6:演算増幅器、C1・
C2:電圧保持用のコンデンサ 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人 弁理士 中 村 茂 信
Claims (1)
- (1)微小直流電圧のハイ及びロー信号が入力され、イ
ンピーダンス変換を行う一対のポルチーシボロワ演算増
111m器と、前記ハイ及びロー信号を切替えて、前記
一対のポルチーシボロワ演算増幅器に入力する第1の切
替手段と、この第1の切替手段の切替動作を制御する切
替制御回路と、前記一対のポルチーシボロワ演算増幅器
の出力を入力に受げて増幅する第2の演算増幅器と、こ
の第2の演算用11jΔ;(gの出力により、充電され
、その電圧を保楯する第1及び第2のコンデンサと、前
記切替制御回路により切替制御1[され、前記第2の演
算用11・111器の出力を、前記第1の切替手段の切
替動作に同期して、前記第1及び第2のコンデンサに切
替接(イtする第2の切替手段と、前記第1及び第2の
コンデンサに保持される電圧を差動的にfjg幅する第
3の/iti算増4・1a器とからなる直流電圧増幅回
路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58181876A JPS6072406A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 直流電圧増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58181876A JPS6072406A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 直流電圧増幅回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6072406A true JPS6072406A (ja) | 1985-04-24 |
JPH0334683B2 JPH0334683B2 (ja) | 1991-05-23 |
Family
ID=16108400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58181876A Granted JPS6072406A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 直流電圧増幅回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6072406A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62141221U (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | ||
EP0816818A2 (de) * | 1996-06-26 | 1998-01-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Kapazitiv messender Sensor und Ausleseschaltung |
JP2016021668A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 株式会社エイアールテック | 演算増幅回路 |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP58181876A patent/JPS6072406A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62141221U (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | ||
EP0816818A2 (de) * | 1996-06-26 | 1998-01-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Kapazitiv messender Sensor und Ausleseschaltung |
EP0816818A3 (de) * | 1996-06-26 | 1998-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Kapazitiv messender Sensor und Ausleseschaltung |
JP2016021668A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 株式会社エイアールテック | 演算増幅回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0334683B2 (ja) | 1991-05-23 |
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