KR101001863B1 - 비접촉식 센서 회로 - Google Patents
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Abstract
Description
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- 측정 대상과 전기적, 물리적 비접촉으로 상기 측정 대상의 전위를 측정하는 비접촉식 센서 회로에 있어서,상기 측정 대상과 축전 결합하는 측정 전극;상기 측정 전극과 직렬 연결되는 결합 축전기;제1 음의 입력단 및 상기 결합 축전기에 연결된 제1 양의 입력단을 포함하고 측정 신호(Vm)를 상기 제1 양의 입력단으로 입력받아 상기 측정 신호를 증폭하여 제1 출력단으로 출력하는 제1 증폭기; 및상기 제1 증폭기의 상기 제1 양의 입력단과 상기 결합 축전기 사이에 위치한 제1 노드와 상기 제1 증폭기의 상기 제1 출력단 사이에 연결되어 상기 제1 증폭기의 안정적 동작을 제공하는 바이어스 회로부를 포함하되,상기 제1 증폭기는 자체 입력 저항(Ri) 및 자체 정전용량(Ci)를 포함하고,상기 결합 축전기의 결합 정전용량은 상기 측정 대상과 상기 측정 전극에 의하여 형성된 등가 정전 용량보다 작은 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제1 항에 있어서,상기 제1 증폭기의 상기 제1 음의 입력단은 상기 제1 출력단에 연결된 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제1 항에 있어서,상기 결합 축전기 및 상기 측정 전극 중에서 적어도 하나의 주위를 감싸고 상기 제1 출력단에 연결된 가드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제1 항에 있어서,상기 제1 노드와 상기 제1 출력단 사이에 연결되어 입력 임피던스를 증가시키는 임피던스 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제4 항에 있어서,상기 임피던스 회로부는:상기 제1 노드와 상기 제1 출력단 사이에 연결되어 상기 센서 회로의 유효 입력 정전용량을 감소시키는 용량성 전류 회로부; 및상기 제1 노드와 상기 제1 출력단 사이에 연결되어 상기 센서 회로의 유효 입력 저항을 증가시키는 저항성 전류 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제5 항에 있어서,상기 저항성 전류 회로부는:상기 제1 노드와 연결된 되먹임 저항(Rf); 및상기 되먹임 저항(Rf)과 직렬 연결되어 되먹임 전압(Vrf)을 제공하는 전압원을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제5 항에 있어서,상기 저항성 전류 회로부는:상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 되먹임 저항(Rf);상기 제2 노드에 연결되는 제2 출력단을 포함하는 제2 증폭기;상기 제2 증폭기의 제2 음의 입력단과 접지단 사이에 연결된 제1 저항(R1); 및상기 제2 노드와 상기 제2 증폭기의 제2 음의 입력단 사이에 연결된 제2 저항(R2)을 포함하되,상기 제2 증폭기의 제2 양의 입력단은 상기 제1 증폭기의 상기 제1 출력단에 연결되고,를 충족하고,Ri는 상기 제1 증폭기의 자체 입력 저항인 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제5 항에 있어서,상기 용량성 전류 회로부는:상기 제1 노드와 제3 노드 사이에 연결된 되먹임 축전기(Cf); 및상기 되먹임 축전기(Cf)와 직렬 연결되어 되먹임 전압(Vcf)를 제공하는 전압원을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제5 항에 있어서,상기 용량성 전류 회로부는:상기 제1 노드와 제3 노드 사이에 연결된 되먹임 축전기(Cf);상기 제3 노드에 연결된 제3 출력단을 포함하는 제3 증폭기;상기 제3 증폭기의 제3 음의 입력단과 접지단 사이에 연결된 제3 저항(R3); 및상기 제3 노드와 상기 제3 증폭기의 제3 음의 입력단 사이에 연결된 제4 저항(R4)을 포함하되,상기 제3 증폭기의 제3 양의 입력단은 상기 제1 증폭기의 제1 출력단에 연결되고,를 충족하고,Ci는 상기 제1 증폭기의 자체 정전용량인 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제5 항에 있어서,상기 저항성 전류 회로부는 양의 되먹임을 가지는 비반전 증폭회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제5 항에 있어서,상기 용량성 전류 회로부는 양의 되먹임을 가지는 비반전 증폭회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제5 항에 있어서,상기 용량성 전류 회로부는:상기 제1 노드와 연결된 되먹임 저항(Rf); 및상기 되먹임 저항(Rf)과 직렬 연결되어 되먹임 전압(Vrf)을 제공하는 전압원을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제5 항에 있어서,상기 용량성 전류 회로부는:상기 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 연결된 되먹임 저항(Rf);상기 제2 노드(N2)에 연결된 제2 출력단을 포함하는 제2 증폭기;상기 제2 노드(N2)와 상기 제2 증폭기의 제2 음의 입력단 사이에 연결된 저항(R6); 및상기 제2 증폭기의 상기 제2 음의 입력단과 접지단 사이에 연결된 축전기(C2)를 포함하되,상기 제2 증폭기의 제2 양의 입력단은 상기 제1 증폭기의 상기 제1 출력단에 연결되고,를 충족하고,Ci는 상기 제1 증폭기의 자체 정전용량인 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제5 항에 있어서,상기 저항성 전류 회로부는:상기 제1 노드와 연결된 되먹임 축전기(Cf); 및상기 되먹임 축전기(Cf)와 직렬 연결되어 되먹임 전압(Vcf)을 제공하는 전압원을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제5 항에 있어서,상기 저항성 전류 회로부는:상기 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 연결된 되먹임 축전기(Cf);상기 제3 노드(N3)에 연결된 제3 출력단을 포함하는 제3 증폭기;상기 제3 노드(N3)와 상기 제3 증폭기의 제3 음의 입력단 사이에 연결된 축전기(C1);및 상기 제3 증폭기의 제3 음의 입력단과 접지단 사이에 연결된 저항(R5)을 포함하되,상기 제3 증폭기의 제3 양의 입력단은 상기 제1 증폭기의 상기 제1 출력단에 연결되고,를 충족하고,Ri는 상기 제1 증폭기의 자체 입력 저항인 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제1 항에 있어서,상기 바이어스 회로부는:상기 제1 노드와 제4 노드 사이에 연결된 바이어스 저항(Rb);상기 제4 노드에 연결된 제4 출력단을 포함하는 제4 증폭기;상기 제4 노드와 상기 제4 증폭기의 제4 음의 입력단 사이에 연결된 축전기(C); 및상기 제4 증폭기의 상기 제4 음의 입력단과 상기 제1 증폭기의 제1 출력단 사이에 연결된 저항(R)을 포함하되,상기 제4 증폭기의 제4 양의 입력단은 접지단에 연결된 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제1 항에 있어서,상기 바이어스 회로부는 바이어스 저항 및 상기 바이어스 저항(Rb)을 통하여 음의 되먹임을 제공하는 반전 증폭회로를 가지는 적분회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제19 항에 있어서,상기 제1 노드와 상기 제1 출력단 사이에 연결되어 입력 임피던스를 증가시키는 임피던스 회로부를 포함하되,상기 임피던스 회로부는:상기 제1 노드와 상기 제1 출력단 사이에 연결되어 상기 센서 회로의 유효 입력 정전용량을 감소시키는 용량성 전류 회로부; 및상기 제1 노드와 상기 제1 출력단 사이에 연결되어 상기 센서 회로의 유효 입력 저항을 증가시키는 저항성 전류 회로부를 포함하고,상기 저항성 전류 회로부는:상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 되먹임 저항(Rf);상기 제2 노드에 연결되는 제2 출력단을 포함하는 제2 증폭기;상기 제2 증폭기의 제2 음의 입력단과 접지단 사이에 연결된 제1 저항(R1); 및상기 제2 노드와 상기 제2 증폭기의 제2 음의 입력단 사이에 연결된 제2 저항(R2)을 포함하되,상기 제2 증폭기의 제2 양의 입력단은 상기 제1 증폭기의 상기 제1 출력단에 연결되고,를 충족하고,Rb는 상기 바이어스 저항이고, Ri는 상기 제1 증폭기의 자체 입력 저항인 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
- 제19 항에 있어서,상기 제1 노드와 상기 제1 출력단 사이에 연결되어 입력 임피던스를 증가시키는 임피던스 회로부를 포함하되,상기 임피던스 회로부는:상기 제1 노드와 상기 제1 출력단 사이에 연결되어 상기 센서 회로의 유효 입력 정전용량을 감소시키는 용량성 전류 회로부; 및상기 제1 노드와 상기 제1 출력단 사이에 연결되어 상기 센서 회로의 유효 입력 저항을 증가시키는 저항성 전류 회로부를 포함하고,상기 저항성 전류 회로부는:상기 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 연결된 되먹임 축전기(Cf);상기 제3 노드(N3)에 연결된 제3 출력단을 포함하는 제3 증폭기;상기 제3 노드(N3)와 상기 제3 증폭기의 제3 음의 입력단 사이에 연결된 축전기(C1);및 상기 제3 증폭기의 제3 음의 입력단과 접지단 사이에 연결된 저항(R5)을 포함하되,상기 제3 증폭기의 제3 양의 입력단은 상기 제1 증폭기의 상기 제1 출력단에 연결되고,를 충족하고,Rb는 상기 바이어스 저항이고, Ri는 상기 제1 증폭기의 자체 입력 저항인 것을 특징으로 하는 비접촉식 센서 회로.
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