JPS63314009A - 差動増幅回路 - Google Patents
差動増幅回路Info
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- JPS63314009A JPS63314009A JP63040541A JP4054188A JPS63314009A JP S63314009 A JPS63314009 A JP S63314009A JP 63040541 A JP63040541 A JP 63040541A JP 4054188 A JP4054188 A JP 4054188A JP S63314009 A JPS63314009 A JP S63314009A
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- Japan
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- amplifier
- circuit
- inverting input
- output
- conductor portion
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Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 22
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
- H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
- H03F3/347—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only in integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/261—Amplifier which being suitable for instrumentation applications
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は作動増幅回路に関する。
(従来の技術)
二つの信号の増幅を行うもの砒して従来提案されている
回路は、特定のフィードバック構造とその相対値が真の
演算増幅出力を与えるような人力抵抗とを備えた演算増
幅器で構成されている。
回路は、特定のフィードバック構造とその相対値が真の
演算増幅出力を与えるような人力抵抗とを備えた演算増
幅器で構成されている。
(発明が解決しようとする課題)
従来提案されている回路では、各信号に対して高い人力
インピーダンスを得る(これは後述する°理由で望まし
いが)ためには、人力信号がそれぞれの高い人力インピ
ーダンス単位利得増幅器を介してその回路に加えられな
ければならない。そこで、3つの増幅器が必要になって
くるが、これはコストの点で不利であるばかりでなく得
られる性能にも限界がある。
インピーダンスを得る(これは後述する°理由で望まし
いが)ためには、人力信号がそれぞれの高い人力インピ
ーダンス単位利得増幅器を介してその回路に加えられな
ければならない。そこで、3つの増幅器が必要になって
くるが、これはコストの点で不利であるばかりでなく得
られる性能にも限界がある。
本発明の目的は二つの人力信号に対して高い入力インピ
ーダンスをもちしかも増幅器を3つでなく2つだけしか
用いないですむ作動増幅回路を提供することである。
ーダンスをもちしかも増幅器を3つでなく2つだけしか
用いないですむ作動増幅回路を提供することである。
(課題を解決するための手段)
本発明によれば、第1と第2の信号を受けて作動増幅す
る回路が提供され、その回路は、第1ないし第4の導体
部分が設けられ、第1導体部分と第3導体部分の間で前
記第1信号を及び第2導体部分と第4導体部分の間で前
記第2信号を受信し、第4導体部分が回路の出力信号を
出すように構成されており、 各々が反転入力と非反転入力と出力とを備えた第1の演
算増幅器と第2の演算増幅器とが設けられ、第1増幅器
の反転入力が前記第1導体部分に接続され、第2増幅器
の非反転入力が前記第2導体部分に接続され、第1増幅
器の出力が第4導体部分に接続されており、更に、 第1増幅器の非反転入力と第2増幅器の出力との間に第
1の抵抗値を有する抵抗路を形成する第1の回路手段と
、 第1増幅器の非反転入力と第3導体部分との間に第2の
抵抗値を有する抵抗路を形成する第2の回路手段と、 第2増幅器の非反転入力と出力との間の第3の抵抗値を
有する抵抗路を形成する第3の回路手段と、 第1堆幅器の出力と第2増幅器の非反転入力との間に第
4の抵抗値を有する抵抗路を形成する第4の回路手段と
が設けられ、 第1抵抗宣に対する笑2抵抗値の比が第3抵抗値に対す
る第4抵抗値の比に実質的に等しくされている、 ことを特徴とする。
る回路が提供され、その回路は、第1ないし第4の導体
部分が設けられ、第1導体部分と第3導体部分の間で前
記第1信号を及び第2導体部分と第4導体部分の間で前
記第2信号を受信し、第4導体部分が回路の出力信号を
出すように構成されており、 各々が反転入力と非反転入力と出力とを備えた第1の演
算増幅器と第2の演算増幅器とが設けられ、第1増幅器
の反転入力が前記第1導体部分に接続され、第2増幅器
の非反転入力が前記第2導体部分に接続され、第1増幅
器の出力が第4導体部分に接続されており、更に、 第1増幅器の非反転入力と第2増幅器の出力との間に第
1の抵抗値を有する抵抗路を形成する第1の回路手段と
、 第1増幅器の非反転入力と第3導体部分との間に第2の
抵抗値を有する抵抗路を形成する第2の回路手段と、 第2増幅器の非反転入力と出力との間の第3の抵抗値を
有する抵抗路を形成する第3の回路手段と、 第1堆幅器の出力と第2増幅器の非反転入力との間に第
4の抵抗値を有する抵抗路を形成する第4の回路手段と
が設けられ、 第1抵抗宣に対する笑2抵抗値の比が第3抵抗値に対す
る第4抵抗値の比に実質的に等しくされている、 ことを特徴とする。
(実施例)
本発明をさらによく理解するために、以下図面を参照し
て説明する。
て説明する。
前述した第1図の差動増幅回路において、2つの入力信
号v1およびV2は、それぞれ、単位利得増幅器5.6
および人力抵抗3.1を経て、演算増幅器7の反転入力
および非反転入力の一方に、人力される。フィードバッ
ク抵抗4は、増幅器7の出力と反転入力の間に接続され
、また抵抗2は、その非反転入力と信号v1およびv2
の共通ゼロボルト基準線の間に接続されている。抵抗1
.2.3.4は、それぞれR1、R2、R3、R4の抵
抗値を有し、R4/R3がR2/R1に等しく、かつ、
増幅器7のオープンループ差動モード利得が非常に高い
ときは、増幅器7の出力信号voハ、(Vl−V2)
R4/R31,:等L <、すなわち、真の差動出力が
得られる。各単位利得増幅器5.6は、高オープンルー
プ利得演算増幅器を含んでいるが、その出力と反転入力
の間に、直接フィードバック接続を有しており、信号v
1およびv2は、増幅器の非反転入力に入力される。増
幅器5.6の機能は、高入力インピーダンスを信号v1
およびv2に与えることにある。もし、増幅器5.6が
ない場合にも、すなわち、信号v1およびv2が、直接
に人力抵抗3.1に与えられる場合にも、出力VO=
(V2−Vl) R4/R3ft得ラうルカ、信号V
1およびV2の人力インピーダンスは、かなり低くなり
、また、等しくなくなる。すなわち、信号v1に対して
は、はぼR3に等しくなり、信号v2に対しては、(R
1+R2) 前後となる。したがって、等しい起電力を
発生し、有限の電源インピーダンスを有する電源から得
られたものである場合には、たとえ、現実的ではないで
あろうが、それらの電源インピーダンスが等しいとして
も、信号v1およびv2は異なったものになるであろう
。もちろん、その結果は、2つの等しい起電力を発生す
る電源に対しては、出力信号は増幅器7より発生され、
これは、通常、望ましくないものであろう。もちろん、
回路は、3つの演算増幅器を含むことになるが、単位利
得増幅器5.6を設けることにより、このような問題を
防止することができる。
号v1およびV2は、それぞれ、単位利得増幅器5.6
および人力抵抗3.1を経て、演算増幅器7の反転入力
および非反転入力の一方に、人力される。フィードバッ
ク抵抗4は、増幅器7の出力と反転入力の間に接続され
、また抵抗2は、その非反転入力と信号v1およびv2
の共通ゼロボルト基準線の間に接続されている。抵抗1
.2.3.4は、それぞれR1、R2、R3、R4の抵
抗値を有し、R4/R3がR2/R1に等しく、かつ、
増幅器7のオープンループ差動モード利得が非常に高い
ときは、増幅器7の出力信号voハ、(Vl−V2)
R4/R31,:等L <、すなわち、真の差動出力が
得られる。各単位利得増幅器5.6は、高オープンルー
プ利得演算増幅器を含んでいるが、その出力と反転入力
の間に、直接フィードバック接続を有しており、信号v
1およびv2は、増幅器の非反転入力に入力される。増
幅器5.6の機能は、高入力インピーダンスを信号v1
およびv2に与えることにある。もし、増幅器5.6が
ない場合にも、すなわち、信号v1およびv2が、直接
に人力抵抗3.1に与えられる場合にも、出力VO=
(V2−Vl) R4/R3ft得ラうルカ、信号V
1およびV2の人力インピーダンスは、かなり低くなり
、また、等しくなくなる。すなわち、信号v1に対して
は、はぼR3に等しくなり、信号v2に対しては、(R
1+R2) 前後となる。したがって、等しい起電力を
発生し、有限の電源インピーダンスを有する電源から得
られたものである場合には、たとえ、現実的ではないで
あろうが、それらの電源インピーダンスが等しいとして
も、信号v1およびv2は異なったものになるであろう
。もちろん、その結果は、2つの等しい起電力を発生す
る電源に対しては、出力信号は増幅器7より発生され、
これは、通常、望ましくないものであろう。もちろん、
回路は、3つの演算増幅器を含むことになるが、単位利
得増幅器5.6を設けることにより、このような問題を
防止することができる。
第2図に示される本発明に係る差動増幅回路の例におい
ては、人力信号v1およびv2は、入力端子20を経て
、直接に、増幅器25の反転入力および増幅器26の非
反転入力に、それぞれ与えられる。増幅器25の非反転
入力は、抵抗22を経て、信号v1およびv2の共通基
準線に、この例では、ゼロボルト基準線に、接続される
とともに、抵抗21を経て、増幅器26の出力に接続さ
れている。増幅器26の反転入力は、抵抗23を経て、
増幅器26の出力に接続されるとともに、抵抗24を経
て、増幅器25の出力に接続されている。回路出力端子
27も、また、増幅器25の出力に接続されている。抵
抗21.22.23.24の抵抗値を、それぞれ、R2
1、R22、R23およびR24としたとき、R24/
R23がR22/R21に等しい場合1: It、増幅
器25ノ出力vott、(’、’2−Vl) (R2
1+R22>/R21に等しいこと、すなわち、真の差
動出力が再び得られることが、その公式と第2図に与え
られた電圧値により示され、回路図によって実証された
線に沿った解析によって、示され得る。その全解析は、
当業者には明らかであろう。しかしながら、増幅器25
および26のオーブンループ利得が非常に高いと仮定す
ると、定常状態では、増幅器25の非反転入力における
電位は、反転入力における電位v1と等しくなければな
らない一方で、増幅器26の反転入力における電位は、
増幅器26の非反転入力における電位v2と等しくなけ
ればならない。もし、増幅器25の非反転入力における
電位がVlであるときは、増幅器26の出力における電
位は、vl(R21+R22)/R22テナケレハナラ
ナイ。コノヨウに、抵抗23による電位降下値が決まり
、したがってその抵抗を流れる電流i3も決まる。この
電流はまた、抵抗24を流れ、したがって、それによる
電圧降下は、計算可能で、それはまた、出力電圧vOで
ある。
ては、人力信号v1およびv2は、入力端子20を経て
、直接に、増幅器25の反転入力および増幅器26の非
反転入力に、それぞれ与えられる。増幅器25の非反転
入力は、抵抗22を経て、信号v1およびv2の共通基
準線に、この例では、ゼロボルト基準線に、接続される
とともに、抵抗21を経て、増幅器26の出力に接続さ
れている。増幅器26の反転入力は、抵抗23を経て、
増幅器26の出力に接続されるとともに、抵抗24を経
て、増幅器25の出力に接続されている。回路出力端子
27も、また、増幅器25の出力に接続されている。抵
抗21.22.23.24の抵抗値を、それぞれ、R2
1、R22、R23およびR24としたとき、R24/
R23がR22/R21に等しい場合1: It、増幅
器25ノ出力vott、(’、’2−Vl) (R2
1+R22>/R21に等しいこと、すなわち、真の差
動出力が再び得られることが、その公式と第2図に与え
られた電圧値により示され、回路図によって実証された
線に沿った解析によって、示され得る。その全解析は、
当業者には明らかであろう。しかしながら、増幅器25
および26のオーブンループ利得が非常に高いと仮定す
ると、定常状態では、増幅器25の非反転入力における
電位は、反転入力における電位v1と等しくなければな
らない一方で、増幅器26の反転入力における電位は、
増幅器26の非反転入力における電位v2と等しくなけ
ればならない。もし、増幅器25の非反転入力における
電位がVlであるときは、増幅器26の出力における電
位は、vl(R21+R22)/R22テナケレハナラ
ナイ。コノヨウに、抵抗23による電位降下値が決まり
、したがってその抵抗を流れる電流i3も決まる。この
電流はまた、抵抗24を流れ、したがって、それによる
電圧降下は、計算可能で、それはまた、出力電圧vOで
ある。
第1図の回路に関し、信号V1及びV2はそれぞれ高い
人力インピーダンスを与える。一方、第2図は3個では
なく2個の増幅器を有する。このことによって費用が減
少するだけでなく、さらに詳細設計を適正に行うに当た
って、第1図の回路は優れた周波数及びオフセット特性
を有する。第2図のものが3つでなくただ2つの増幅器
を有することによってこれらのパラメータは減少するこ
とになるので極めて簡単となるからである。
人力インピーダンスを与える。一方、第2図は3個では
なく2個の増幅器を有する。このことによって費用が減
少するだけでなく、さらに詳細設計を適正に行うに当た
って、第1図の回路は優れた周波数及びオフセット特性
を有する。第2図のものが3つでなくただ2つの増幅器
を有することによってこれらのパラメータは減少するこ
とになるので極めて簡単となるからである。
第1図の増幅器に関し、第2図の増幅器25及び26の
それぞれが高い開ループ利得を有する考えられる。ここ
で“高い”の踏は少なくとも設計される回路の差動モー
ド利得の数倍大きく、好ましくは、数オーダー大きいこ
とを意味する。増幅器開ループ利得と設計差動モード利
得の関係は、回路の精度を決定する。たとえば、もし開
ループ利得が回路の差動モード利得の100倍とすると
、回路は、約1%の固有誤差を有する。この全てのこと
は、第1図の回路に平等に良く当てはまる。
それぞれが高い開ループ利得を有する考えられる。ここ
で“高い”の踏は少なくとも設計される回路の差動モー
ド利得の数倍大きく、好ましくは、数オーダー大きいこ
とを意味する。増幅器開ループ利得と設計差動モード利
得の関係は、回路の精度を決定する。たとえば、もし開
ループ利得が回路の差動モード利得の100倍とすると
、回路は、約1%の固有誤差を有する。この全てのこと
は、第1図の回路に平等に良く当てはまる。
もちろん、当業者は適当な増幅器を選択することが出来
るだろう。これは、本質的ではないが増幅器25及び2
6は、現在市販されている集積回路作動増幅器の中から
選択することができ、これらは、その指示がある程度無
意味になるような高いあ開ループ利得を有する。
るだろう。これは、本質的ではないが増幅器25及び2
6は、現在市販されている集積回路作動増幅器の中から
選択することができ、これらは、その指示がある程度無
意味になるような高いあ開ループ利得を有する。
第2図に示されている回路は、信号V1及びV2が直流
であって低い周波数変化信号である場合に特に好適であ
る。もし、この回路が単に交流信号を処理するようにな
っている場合には、これらを第3図に示すような増幅器
25及び26に交流接続することができる。第3図の回
路は部分的に図示されており各端子20がキャパシタ3
0を介してその増幅器に接続されており、そのおのおの
の場合抵抗31がゼロボルト基準ラインとキャパシタ3
0と増幅器の接続点の間に接続されている点をのぞき第
2図のものと同一である。キャパシタ30と抵抗31の
相対値は処理される入力信号の周波数範囲により選択さ
れ、抵抗31は通常極めて高い値、おそらく1メガオ一
ム程度である。
であって低い周波数変化信号である場合に特に好適であ
る。もし、この回路が単に交流信号を処理するようにな
っている場合には、これらを第3図に示すような増幅器
25及び26に交流接続することができる。第3図の回
路は部分的に図示されており各端子20がキャパシタ3
0を介してその増幅器に接続されており、そのおのおの
の場合抵抗31がゼロボルト基準ラインとキャパシタ3
0と増幅器の接続点の間に接続されている点をのぞき第
2図のものと同一である。キャパシタ30と抵抗31の
相対値は処理される入力信号の周波数範囲により選択さ
れ、抵抗31は通常極めて高い値、おそらく1メガオ一
ム程度である。
本質的ではないが、第3図の回路においてはたとえば、
増幅器25と出力端子27の間に直列キャパシタ(図示
せず)を配置することによって回路の出力側に交流カッ
プリングを設けることが望ましい。このキャパシタは抵
抗24への接続部の下流に配置して回路の直流状態が変
化するのを避ける必要がある。同様に、増幅器の間の直
流状態設定バスが維持されている場合には、抵抗24か
ら24の1つ以上を、たとえば所望の適当なインピーダ
ンスネットワークにより、蓋き換えである特定の周波数
特性を得ることができる。たとえば抵抗を一つの抵抗と
インダクタを直列に接続したもの、抵抗とキャパシタを
並列に接続したものあるいはqれらの組み合わせと置き
換えることができる。この場合、回路が不安定にならな
いように、すなわち、発振回路に影響を与えないように
注意巳なげればならない。
増幅器25と出力端子27の間に直列キャパシタ(図示
せず)を配置することによって回路の出力側に交流カッ
プリングを設けることが望ましい。このキャパシタは抵
抗24への接続部の下流に配置して回路の直流状態が変
化するのを避ける必要がある。同様に、増幅器の間の直
流状態設定バスが維持されている場合には、抵抗24か
ら24の1つ以上を、たとえば所望の適当なインピーダ
ンスネットワークにより、蓋き換えである特定の周波数
特性を得ることができる。たとえば抵抗を一つの抵抗と
インダクタを直列に接続したもの、抵抗とキャパシタを
並列に接続したものあるいはqれらの組み合わせと置き
換えることができる。この場合、回路が不安定にならな
いように、すなわち、発振回路に影響を与えないように
注意巳なげればならない。
第1図は従来の作動増幅回路を簡略化した図であり、
第2図は本発明による作動増幅回路を簡略化した図であ
り、および 第3図は第2図の作動増幅回路の変形例を簡略化したも
のの一部を示す図である。 1.2.3.21.22.23.24.31 ・抵抗
、5.6一単位利得増幅器、 7 演算増幅器、 25.26 ・増幅器、 30・ キャパシタ。 手続補正書(方式) 53.6.30 昭和 年 月 日 1、事件の表示 昭和63年特許願第40541号
4、代理人 5、補正命令の日付 昭和63年5月31日7、補正
の内容 別紙のとおり 願書に最初に添付した図面の浄書 (内容に変更なし)
り、および 第3図は第2図の作動増幅回路の変形例を簡略化したも
のの一部を示す図である。 1.2.3.21.22.23.24.31 ・抵抗
、5.6一単位利得増幅器、 7 演算増幅器、 25.26 ・増幅器、 30・ キャパシタ。 手続補正書(方式) 53.6.30 昭和 年 月 日 1、事件の表示 昭和63年特許願第40541号
4、代理人 5、補正命令の日付 昭和63年5月31日7、補正
の内容 別紙のとおり 願書に最初に添付した図面の浄書 (内容に変更なし)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第1の信号と第2の信号を受けて差動増幅する回路にお
いて、 第1ないし第4の導体部分が設けられ、第1導体部分と
第3導体部分の間で前記第1信号を及び第2導体部分と
第4導体部分の間で前記第2信号を受信し、第4導体部
分が回路の出力信号を出すように構成されており、 各々が反転入力と非反転入力と出力とを備えた第1の演
算増幅器と第2の演算増幅器とが設けられ、第1増幅器
の反転入力が前記第1導体部分に接続され、第2増幅器
の非反転入力が前記第2導体部分に接続され、第1増幅
器の出力が第4導体部分に接続されており、更に、 第1増幅器の非反転入力と第2増幅器の出力との間に第
1の抵抗値を有する抵抗路を形成する第1の回路手段と
、 第1増幅器の非反転入力と第3導体部分との間に第2の
抵抗値を有する抵抗路を形成する第2の回路手段と、 第2増幅器の非反転入力と出力との間の第3の抵抗値を
有する抵抗路を形成する第3の回路手段と、 第1増幅器の出力と第2増幅器の非反転入力との間に第
4の抵抗値を有する抵抗路を形成する第4の回路手段と
が設けられ、 第1抵抗値に対する第2抵抗値の比が第3抵抗値に対す
る第4抵抗値の比に実質的に等しくされている、 ことを特徴とする差動増幅回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB878704193A GB8704193D0 (en) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | Differential amplifier circuit |
GB8704193 | 1987-02-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63314009A true JPS63314009A (ja) | 1988-12-22 |
Family
ID=10612760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63040541A Pending JPS63314009A (ja) | 1987-02-23 | 1988-02-23 | 差動増幅回路 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4853644A (ja) |
EP (1) | EP0280516B1 (ja) |
JP (1) | JPS63314009A (ja) |
DE (1) | DE3875754T2 (ja) |
DK (1) | DK168722B1 (ja) |
GB (1) | GB8704193D0 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5041795A (en) * | 1990-04-27 | 1991-08-20 | Analog Devices, Inc. | Three-terminal operational amplifier and applications thereof |
US5027081A (en) * | 1990-05-03 | 1991-06-25 | Motorola, Inc. | High gain differential-to-single ended amplifier having a tee network feedback loop |
CN104007353B (zh) * | 2013-02-26 | 2016-12-28 | 国网山东省电力公司菏泽供电公司 | 接口检测电路 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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