JPS6326010A - 対電源接地電位可変型回路 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分￥ｆ］ 本発明は人力を受けて正負両極性の出力電圧を生じる任
意の電子回路において、電源電圧を変えずに出力電圧が
取り得る電圧範囲を従来方式の２倍となるようにした回
路方式に関するものである。

［従来の技術］ 限られた直流電源電圧の下で、可能な限り大きな出力が
得られる回路方式としては、従来第８図に示したような
差動出力型増幅器が存在する。第８図中２０．２１，２
３．２４は抵抗、２２．２５は差動増幅器、２６．２７
は電源（例えば電池）、■、は入力電圧、■。は出力電
圧を示す。

あるいは電源電圧を一度交流に変換して昇圧し再び直流
にするいわゆるインバータを用いて、電源電圧そのもの
を大きくする方式もある。

［発明が解決しようとする問題点］ 前者の方式では出力側の２端子とも、入力端の接地電位
と異なり、入出力が共通の接地電位を持つ用途には用い
ることができない。また後者の方式では、特に電池駆動
で小型化を要求されるような用途の場合、インバータの
占有体積が大きい、効率か低い、高価になるなどの間厘
点があった。

本発明は上にあげた従来技術の欠点を除去したものであ
る。すなわち、本発明の目的は人出力が共通の接地電位
を持ち、電（原電圧を変えずに出力電圧が取り得る電圧
範囲を従来方式の２倍にすることができる回路を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は第１図に示したように、人力を受けて正負両極
性の出力電圧を生じる、目的とする任意の電子回路（以
下では後段回路３という）に付属して機能するものてあ
って、電圧源２および、入力信号Ｖｉ（を受けてその極
性と大きさ）に応じて接地電位と７圧γ原２の電位との
電位差■を変化させる部分（以下では前段回路１という
）とからなる。

［作　用コ 本発明によれば、入力信号を受けて出力電圧が一義的に
決まる電子回路において、人力の極１生および必要によ
りその大きさに応じて、生しる出力電圧が飽和しない方
向に電源の電位に対して接地電位を可変する。

［実施例］ 本発明の実施例を第２図、第３図を基に説明する。以下
では、入出力の接地電位を基準にした電位は小文字■で
、また、電源電圧の中点の電位を基準にして測った電位
を大文字Ｖで表わし１．入力端子にはｉ、出力端子には
０、接地端子にはｇなどの添え字を用いることにする。

第２図は前段回路すなわち第１図における３を除いた部
分の実施例であって、第３図は任意の電子回路としての
後段回路３の一例を示す非反転増幅器である。第２図と
第３図とにおいては同一記号の各端子間が互いに接続さ
れ、後に示すように２通りの接続法がある。図中、５，
６，９．１０はそれぞれ値Ｚ、、２２．Ｚ３．Ｚ４をも
ったインピーダンス素子（例えば抵抗）、４゜１１は差
動増幅器、７．８は電源（例えば電池）である。

木実施例の全体のレベルダイアグラムを第４図に示す。

第４図において縦軸は電圧源を基準にして見た電位であ
り、横軸は増幅器の動作が゛てこ°と同様にみなすこと
ができるようにとった回路上の仮想的な座標である。図
中記号はすべて第２図、第３図中のものと共通で、大文
字■で示される記号は電１・原電圧２Ｖｓの中点の電位
をＯとして測った電位でＶｍは出力の飽和電位、Ｖｉは
人力電位　１／ｐは電源電圧内の任意の電位、Ｖｇは接
地電位、Ｖｏは出力電位を示す。小文字■で表わしたも
のは、接地電位を０とした電位である。点線Ｃ，Ｂは、
出力か正負それぞれに飽和した時の電位関係を示し、Ｖ
ｉ＋　、　Ｖｉ−はその時の人力電位、Ｖｇ＋、Ｖｇ−
は接地電位を示す。また、Ｅ　＋　＝Ｖｓ−Ｖｐ、　　
Ｅ　−＝Ｖｐ＋Ｖｓである。

この第４図にならって、以下の説明では電圧源ｖｉを内
分するように、すなわち ｖｐ＝　ｖｉ−Ｚ２／　（２１＋　Ｚ２）となるように
ｖｐが定まり、接地電位ｖｇが決まる。

この動作について更に説明を加える。差動増幅器４の非
反転入力■＋は電源側から見ればＶｐで一定であるが、
反転入力■−の電源に対する電位は始めは定まっていな
い。最初反転入力Ｖ−が非反転入力Ｖ＋に対し正のある
値を取っていたとすると差動増幅器４の動作原理により
出力は反対極性の裸の増幅率倍の値を取ろうとするため
に、同増幅器４の出力の電位は下がる。しかしその出力
が入出力の接地電位となっているために、反転入力Ｖ−
も同じ電圧だけ下がり、Ｖ−＝Ｖ＋−Ｖｐとなったとこ
ろで平衡に達する。一方、反転入力■−が非反転入力Ｖ
＋に対し負の場合は逆に動作して、やはり同じ値へ行き
看く。このようにしてこの回路は負帰還系をなしており
、人力ｖｉに対してｖｐが一義的に定まることがわかる
。

第４図の実線Ａは、■１〉０の場合であり、Ｖｇ＜Ｖ［
）であるが、ｖｉ＜Ｏの場合にはには点線ＢのようにＶ
ｇ＞　Ｖｐとなる。出力が飽和しない範囲すなわち、Ｖ
ｉ−≦Ｖｉ≦Ｖｉ＋の人力Ｖｉを受けると接地電位Ｖｇ
は点線Ｂと点線Ｃの間でＶｐを基準にしたてこのように
変化する。換言すれば人力の極性および大ぎさに応じて
電源の電位に対して接地電位が変わる。

第３図の後段回路３において、作り出された接地電位Ｖ
ｇを基準にしてＶｉを人力とした場合にはｖ□＝ｖｉ・
　（１＋Ｚ４／Ｚ３） となるような出力が得られる（第４図参照。この図では
とり得る最大出力電圧と、接地電位と、入力電圧との関
係は、点線ＢおよびＣで示される）。Ｖｉを人力する代
りにＶｐを入力してもｖｉに比例した出力を取り出すこ
とが可能で、この場合は ｖｏ＝ｖｐ・（１＋Ｚ４／Ｚ３） ＝　ｖｉ−Ｚ２／　（Ｚｌ　＋　Ｚ２）　・（１＋Ｚ４
　／　Ｚ３）となる。

未飽和出力の範囲が最大となる条件は、例えば入力信号
ｖｉの最大振幅が正負とも同じ場合は、Ｖｐ＝Ｏすなわ
ちＥ＋＝Ｅ−かつＩ／１）＝ＶＯ／２である。

変形例１ 第２図、第３図において示した実施例では、Ｖｐ＝Ｏの
場合、ｖｐ＝ｖｏ／２の条件により、増幅率ラムを第６
図にしめす。

変形例２ これまでにあげた実施例ではｖｐがｖｌに比例していた
が、第７図の実施例においてはＶｉの極性のみい。後段
には前出の例と同様第３図の回路を接続することができ
る。

［発明の効果コ 本発明によれば、人力出力とも共通の接地電位を持ち、
正負両極性の出力電圧を必要とする用途に通用すること
ができ、その場合、接地電位に対して正電圧と負電圧の
両方の電源を要する従来方式に比較して、１／２の電圧
の電源で済むことにな一；９、特に電池駆動のように、
小型軽量にする要請ｔ 、が生じて、正負間の出力に不均衡が生じる場合が：あ
、ヵ３、木登う、おい、、Ｃ（よ、正負。極、□。８カ
。

も同一の電源を用いるので、そのおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理を示すブロック図である。図中
点線は、出力に応じて矢印の示す可変抵抗器の分割比を
変える”ことを表わす。 第２図は本発明ので実施例の主要部を示す回路図、 第３図は第２図、第５図あるいは第７図の回路と同一記
号同士で接続され、本発明の適用を受ける電子回路の一
例を示す回路図である。 第４図は第２図と第３図からなる回路での電源電位を基
準にして表わしたレベルダイアグラムである。 −第５図は第２図に代わる変形例を示す回路：１ 一１図、 塵・ 第７図は第２図、第５図に代わる例を示す回路図である
。 第８図は従来技術の差動出力型増幅器である。 １・・・入力信号を受けて、電源電位と接地電位との電
位関係を決定する回路、 ２・・・電圧源、 ３・・・任意の電子回路、 ４，１４．１７，２２．２５・・・差動人力増幅器、５
．１２・・・Ｚｌの値を持つインピーダンス、７．１５
．１８．２６・・−電圧Ｅ＋の電で原、８．１６．１９
．２７・・・電圧Ｅ−の電源、９・・・Ｚ３の値を持つ
インピーダンス、１０・・・ｚ４の値を持つインピーダ
ンス、１１・・・差動人力増幅器、 ２０・・・Ｒ１の値を持つ抵抗、 ２１・・・Ｒ２の値を持つ抵抗、 ２３・・・Ｒ３の値を持つ抵抗、 ２４・・・Ｒ４の値を持つ抵抗。 第２図 第５図 点、 第６図 Ｖｓ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号を受けて出力電圧が一義的に決まる電子回路に
   おいて、非接地の電源と、入力信号に応じて、出力電圧
   が飽和しない方向に前記電源の電位に対する接地電位を
   変更する手段とを具えたことを特徴とする対電源接地電
   位可変型回路。