JPS6087509A - 差動増幅回路 - Google Patents

差動増幅回路

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JPS6087509A
JPS6087509A JP58195208A JP19520883A JPS6087509A JP S6087509 A JPS6087509 A JP S6087509A JP 58195208 A JP58195208 A JP 58195208A JP 19520883 A JP19520883 A JP 19520883A JP S6087509 A JPS6087509 A JP S6087509A
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JP
Japan
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voltage
differential amplifier
component
differential
output
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JP58195208A
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English (en)
Inventor
Shinichi Akano
赤野 信一
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、バイアス電圧の重畳された1対の入力電圧か
ら、変化成分のみを抽出して差動増幅を行なう差wJ増
幅回路に関するものである。
〔従来技術〕
電磁流量計に設けた1対の電極から得られる雨検出電圧
を増幅のうえ〈雨検出電圧間の差電圧をめる場合等には
、検出電圧中に不整電位による、バイアス電圧が重畳し
ており、これをそのまま増幅すると検出状況が不正確と
なるため、一般に、増幅器の入力と直列にコンデンサを
挿入し、これによって直流分を阻止すると共に、増幅器
の入力と並列に放電用の抵抗器を接続し、雨検出電圧の
変化分のみを抽出、して各個に増幅を行なってから、雨
検出電圧間の差電圧をめるものとなっている。
しかし、コンデンサおよび抵抗器を用いる従来の手段に
おいては、これらが微分回路を構成するため、変化分の
抽出波形に歪を生ずると共に、並列抵抗器により増幅器
の入力インピーダンスか低下し、電圧の検出状況が、不
正確になる欠点を生ずる。
また、検出電圧が低レベルの場合は、コンデンサの漏洩
電流が問題となシ、これに高品質のものを用いねばガら
ず、高価となる欠点も生じている。
〔発明の概要〕
本発明は、従来のかかる欠点を根本的に解決する目的を
有し、反転入力と出力との間に挿入された帰還抵抗器を
各々がイjする柁1および第2の差動増幅器を設け、こ
れらの各非反転入力へ各個にバイアス電圧および、これ
と変化成分とからなる入力電圧を順次に与えるど共に、
各差動増幅器の出力電圧に応動し、各個別の直列抵抗器
を介して補償電圧を各差動増幅器の反転入力へ各個に与
える第1および第2の補償回路を設け、バイアス電圧が
与えられプこときに操作されるスイッチによシ各補償回
路を応動状態とし、各補償電圧によシ各差動増幅器の各
出力電圧を零としたうえ、スイッチの復旧後も、各補償
回路により各出力電圧を零とする各補償電圧を継続して
与えるものとし、各差動増幅器の出力′電圧量の差電圧
を減算器によ請求めるものとした極めて効果的な、差動
増幅回路を提供するものである。
〔実施例] 以下、実施例を示す回路図によυ本発明の詳細な説明す
る。
第1図は、全構成を示す回路図であシ、各々の反転入力
と出力との間に帰還抵抗器RFI r RF2の挿入さ
れた第1および第20差動増幅器A4.A2が設けてあ
り、これの各非反転入力には、バイアス電圧と変化成分
とからなる1対の入力電圧el。
e2が各個に与えられるものとなっておシ、差動増幅器
AI、A2の反転入力に対しては、直列抵抗器Rz1+
RZ2が各個に接続されていると共に、共通電位との間
には、帰路抵抗器rl 、 r2が各個に挿入されてい
る。。
また、差動増幅器AI + A2の各出力と抵抗器RZ
llR22との間には、差動増幅器A3 r A4およ
び抵抗器R1〜R6からなる増幅回路と、差動増幅器A
5 + A6およびコンデンサC,I C,からなる積
分回路との継続接続によ多構成された第1および第2の
補償回路が挿入されており、これによって差動増幅器A
I + A2毎に帰還ループが形成されている。
なお、増幅回路と積分回路との間にはスイッチSI+8
2が挿入されておシ、入力電圧el l e2としてま
ずバイアス電圧のみが与えられたときにスイッチ81 
+ 82が操作され、これらがオンとなれば、差動増幅
器A4 r A2の出力電圧E1 * E2に応じて差
動増幅器As 、 A6がバイアス電圧と同極性の補償
電圧Es r E4を生じ、抵抗器Rz1 + RZ2
を介して差動増幅器Al l A20反転入力へ同電圧
E31E4を各個に与えるものとなり1間増幅器A1+
A2において各バイアス電圧と補償電圧E3 、 E4
とが相殺を行なうため、差動増幅器A5 + A6のオ
フセット電圧による誤差を除けば、各出力電圧ElIE
2が零に設定される。
ここにおいて、差動増幅器A1+A2の反転入力電圧は
、帰還抵抗器RFI * Rp2の作用により入力電圧
el + e2にほぼ等しく、各抵抗器RF1+ RF
2 +RZI + RZ2 + r I + r2の電
流■+tpt l IRF2 *IRZI r IRZ
2 + Irl + Ir2 は、次式によシ示される
またN IRFI = Iazt 十Ir1+ Lt+
r2°1.zI十Ir2であるため、次式が得られる。
一方、出力電圧El+ E2は、入力抵抗器Rst +
R6□、帰還抵抗器Rft *帰路抵抗器Rf2および
差動増幅器A7からなる減算器へ与えられ、差動増幅に
よp両出力電圧EI + E2間の差電圧Eoがめられ
るため、Rs+ = R82= Rs + Rft =
 Rfz−Rf とすれば、差電圧EOは次式によシ示
される。
このため、RFI = Rf2 = Rr 、RZI 
= RZ2 =Rz l rl == r 2 ”” 
r とすれば、(3)〜(5)式から次式が得られる。
したがって、(6)式において、EO−0となる値にE
・、E・が定められるため、長イツチS・、S・を復旧
させオフとすれば、出力電圧B1 r E2乃至抵抗器
R2H+ RZ2の帰還ループが切断されると共に、コ
ンデンサCI+ C2の充電電荷によシ補償電圧E3 
+ E4の送出が継続され□、次式の条件が得られる。
・・・・・(7) ただし、ΔEo、Δel+Δe2は各々の変化分である
すなわち、ついで変化分を含む入力電圧el、e2を与
えることによシ、変化分Δel 、Δe2の差のみが(
Rf/u、)(1+2(RF/r)十(RF/Rz))
の利得によシ増幅されるものとなシ、直流分が完全に阻
止され、所望の利得によシ変化分のみの差動また、差動
増幅器AI r Amの非反転入力には、特に並列抵抗
器等を要さず、十分な高入力インピーダンスを得ること
ができると共に、(7)式から明らかなとおり抵抗値比
により利得が定まるため、抵抗器に特性の良好なものを
用いれば、利得の安定化が実現するうえ、入力側のコン
デンサが不要となる。
なお、差動増幅器AI r A2は、バイアス電圧の増
幅を行なわず、変化分のみを増幅するため、変化分に対
するダイナミックレンジが拡大する。
第2図お、rび鎖3rsi 11、鴻偵回貼颯゛゛電・
°0ζ11!珀lし上り構成した場會の安部回路図であ
り、第2図においては、出力電圧Elをアナログ・ディ
ジタル変換器(以下、ADC)A7′Dによシデイジタ
ル信号へ変換のうえ、マイクロプロセッサおよびメモリ
等からなる制御部CNTへ与えており、スイッチS1の
操作に応じて制御部CNTがディジタル・アナログ変換
器(以下、DAC) D/Aへのディジタル信号を変化
させ、出力電圧E、が零となったときのディジタル信号
をメモリによシ保持するものと丘っている。
すなわち、第2図tζおいては、ADC−A/D 、制
御部CNT 、 DAC−D/Aが袖イノ【回路として
用いられている。
第3図れ、比較器cp 、カウンタCUT 、 DAC
・D/Aを補償回路として用いており、比較器cpが出
力電圧E1の極性に応じた出力を生ずるのにしたがい、
加減カウンタを用いたカウンタCUTがスイッチS亘の
操作に応じて与えられるクロックパルスCLKのアンプ
カウントまたはダウンカウントを行ない、カウント出力
をDAC−D/Aへ与えておシ、スイッチS1の復旧に
応じ、出力電圧E!が零となったときのカウント出力を
保持するものとなっている。
したがって、第2図および第3図の構成をこよっても、
第1図と同様の結果が得られると共に、第2図および第
3図においては、バイアス電圧と対応する補償電圧E3
に応するディジタル信号がメモリまたはカウンタCUT
によシ保持されるため、これの保持状況が安定かつ正確
となり、バイアス電圧が変化しない限シ、変化分の差の
みを確実に増幅することができる。
ただし、帰路抵抗器rl + rtは、状況に応じて省
略し、または、無視できる値としてもよく、スイッチ8
1 、82をゲート回路等に置換し、別途の制御信号に
よpオン、オフを制御しても同様であり、または、スイ
ッチ81182と同等のものを外部に設け、補償回路の
電源、バイアス等を制御する信号を外部から与えるもの
としてもよいと共に、減算器としては、差動増幅器A7
を用いるほか、他の減算回路を用いることもできる。
また、第1図においては、積分回路を他の電圧保持回路
へ置換し、または、積分回路と増幅回路との縦続順位を
入替えてもよい。
なお、第2図および第3図においては、制御部CNTま
たはカウンタCUTが当初ディジタル信号のリセットを
行ない、次第にディジタル信号の値を増加させ、出力電
圧Elが零となったときに増加を停止するものとし、こ
れに応じ、ADC−%Φまたは比較器cpとして、例え
ば、出力電圧E1が零以外のとき高レベルの出力を生じ
、出力電圧Elが零のとき低レベルの出力を生ずるもの
を用いてもよい等、種々の変形が自在である。
〔発明の効果J 以上の説明によシ明らかなとおり本発明によれば、コン
デンサ等を用いずに直流分の阻止がなされ、変化分の差
のみを十分な利得およびダイナミックレンジにより増幅
できると共に、波形歪を生ずる要因がなく、変化分を忠
実に増幅することができるうえ、高入力インピーダンス
を容易に得ることができる。
また、抵抗値比により利得が定まるため、これらの抵抗
器に特性の良好なものを用いれば、利得の変化がなく、
安定に差動増幅を行彦うことができるものと1、直流分
を阻止して変化分の差のみを増幅する各種の用途におい
て顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を示し、第1図は全構成を示す回路
図、第2図および第3図はディジタル回路を併用した場
合の要部回路図である。 6、.62m * 拳*入力電圧、Al 〜A7m +
1 @ @差動増幅器、RF□+RF□・・・・帰還抵
抗器Jzl +RZ2・−・・直列抵抗器、R1−R6
+ Rst 、R82+Rf11Rf2@・・・抵抗器
、ClIC2・・・・コンデンサ、81 + 82 ・
・・・スイッチ、Ay/″D−・・・ADC(アナログ
・ディジタル変換器)、イ・・・・DAC(ディジタル
・アナログ変換器)、CNT−・・・制御部、CUT・
・・・カウンタ、CP・・鳴・比較器、E、、R2・・
・−出力i[、R3。 R4−・・・補償電圧、Eo・・拳・差電圧。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社 代理人 山川政樹(はが1名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バイアス電圧および該バイアス電圧と変化成分とからな
    る入力電圧が順次に各々の非反転大男へ各個に与えられ
    かつ反転入力と出力との間へ挿入された帰還抵抗器を各
    々が有する第1および第2の差動増幅器と、前記バイア
    ス電圧が与えられたときに操作されるスイッチの操作に
    よシ前記各差動増幅器の出力電圧に応動する状態となり
    各個別の直列抵抗器を介して前記各差動増幅器の反転入
    力へ該各差動増幅器の出力電圧を零とする補償電圧を各
    個に与えかつ前記スイッチの復旧後も該補償電圧を各個
    に継続して与える前記各差動増幅器と対応して設けた第
    1および第2の補償回路と、前記各差動増幅器の各出力
    電圧間の差電圧をめる減算器とを備えたことを特徴とす
    る差動増幅回路。
JP58195208A 1983-10-20 1983-10-20 差動増幅回路 Pending JPS6087509A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015154488A (ja) * 2014-02-14 2015-08-24 アナログ デバイシス グローバル オフセット補償を備えた増幅器
JP2020080486A (ja) * 2018-11-13 2020-05-28 ローム株式会社 増幅器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015154488A (ja) * 2014-02-14 2015-08-24 アナログ デバイシス グローバル オフセット補償を備えた増幅器
US9385673B2 (en) 2014-02-14 2016-07-05 Analog Devices Global Amplifier with offset compensation
JP2020080486A (ja) * 2018-11-13 2020-05-28 ローム株式会社 増幅器

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