JPH03247111A

JPH03247111A - operational amplifier

Info

Publication number: JPH03247111A
Application number: JP2044885A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Ozasa; 正之小笹; Kazuhiko Nagaoka; 一彦長岡; Yoshihiro Karita; 吉博苅田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 1991-11-05

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は電子回路に用いられる演算増幅器に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to operational amplifiers used in electronic circuits.

従来の技術電子回路は、全般に演算増幅器が利用されている。Conventional technology Operational amplifiers are generally used in electronic circuits.

以下に従来の演算増幅器について説明する。A conventional operational amplifier will be explained below.

第７図は従来の演算増幅器によるローパスフィルタの構
成例である。第７図において、ＶＩＮは入力信号電圧源
、ＶＯＵＴは信号出力端、ＯＰは演算増幅器、ＳＷｌは
スイッチ、Ｒ１，Ｒ２は抵抗、Ｃはコンデンサである。FIG. 7 shows an example of the configuration of a low-pass filter using a conventional operational amplifier. In FIG. 7, VIN is an input signal voltage source, VOUT is a signal output terminal, OP is an operational amplifier, SW1 is a switch, R1 and R2 are resistors, and C is a capacitor.

以上のように構成された演算増幅器について、以下その
動作を説明する。The operation of the operational amplifier configured as described above will be explained below.

スイッチＳＷ１が閉じているとき、演算増幅器は通常ど
おり動作する。この例・においては、反転増幅器として
演算増幅器を用いている。直流動作では、ＶＩＮ＝ＲＩＸＩＩＶＯＵＴ＝−Ｒ２Ｘ　Ｉ　２１１＝１２となり、ＶＯＵＴ＝−ＶＩＮ　（Ｒ２／Ｒ１）である。交流動作では、コンデンサＣが抵抗Ｒ２ととも
に負荷となる。しかがって、負荷Ｚは、１／Ｚ＝１／Ｒ
２＋ｊωＣｖＯＵＴ＝ −ｖｌＮ　（Ｒ２／　（ＲＩＸ　（１＋ｊωＣＲ２））
となり、ωが大きいとき、つまり、周波数が高いとき、
出力が小さくなる。これが、ローパスフィルタとしての
動作である。When switch SW1 is closed, the operational amplifier operates normally. In this example, an operational amplifier is used as the inverting amplifier. In DC operation, VIN=RIXII VOUT=-R2X I 2 11=12, and VOUT=-VIN (R2/R1). In AC operation, capacitor C becomes a load along with resistor R2. Therefore, the load Z is 1/Z=1/R
2+jωC vOUT= -vlN (R2/ (RIX (1+jωCR2))
So, when ω is large, that is, when the frequency is high,
Output becomes smaller. This is the operation as a low-pass filter.

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記の従来の構成では、遮断時の過渡動
作において、不連続に動作するという問題を有していた
。Problems to be Solved by the Invention However, the above-mentioned conventional configuration has a problem in that it operates discontinuously during transient operation at the time of interruption.

例えば、第８図の時刻１＝０でスイッチＳＷＩが開いた
場合、ＶＯＵＴの電圧は、ｔ〈０のとき、ＶＯＵＴ＝−ＶＩＮ　（Ｒ２／Ｒ１）となる。For example, when the switch SWI is opened at time 1=0 in FIG. 8, the voltage at VOUT becomes VOUT=-VIN (R2/R1) when t<0.

また、１＞０のとき、１１−０となり、コンデンサＣに
蓄積された電荷が抵抗Ｒ２に放電する。Further, when 1>0, the value becomes 11-0, and the charge accumulated in the capacitor C is discharged to the resistor R2.

微分方程式より、ＶＯＵＴ＝ＶＩＮ　（１−（Ｒ２／Ｒ１）ｅｘｐ（−ｔ
／ＣＲ２）’）となる。つまり、１＝０での、負の近傍では、ＶＯＵＴ
＝−ＶＩＮ　（Ｒ２／Ｒ１）となり、正の近傍では、ＶＯＵＴ＝Ｖ　ＩＮ　（１−（Ｒ２／Ｒ１）　）となる
。したがって、ＶＯＵＴにＶＩＮの電圧差が不連続とし
て現れる。この波形を第８図に示す。このような不連続
点を生じる演算増幅器を用いると、制御−ではアクチュ
エイタに不自然な挙動を与え、音響機器などではバズ音
と呼ばれるノイズを発生する。From the differential equation, VOUT=VIN (1-(R2/R1)exp(-t
/CR2)'). In other words, in the negative neighborhood when 1=0, VOUT
=-VIN (R2/R1), and in the positive neighborhood, VOUT=VIN (1-(R2/R1)). Therefore, the voltage difference between VIN and VOUT appears as discontinuity. This waveform is shown in FIG. If an operational amplifier that generates such discontinuities is used, it will give an unnatural behavior to the actuator in control and generate noise called buzz in audio equipment.

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、遮断時の
過渡動作においても不連続に動作しない演算増幅器を提
供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and aims to provide an operational amplifier that does not operate discontinuously even during transient operation at the time of interruption.

課題を解決するための手段この目的を達成するために本発明の演算増幅器は、入力
端を基準電源に接続するスイッチを備えた構成を有して
いる。Means for Solving the Problems To achieve this object, the operational amplifier of the present invention has a configuration including a switch for connecting the input end to a reference power supply.

作用この構成によって、遮断時の過渡動作においても連続に
動作することができる。Effect: This configuration allows continuous operation even during transient operation during interruption.

実施例以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図は本発明の演算増幅器の構成例を示すものである
。第１図において、ＳＷ２はスイッチで他は第６図と同
じである。FIG. 1 shows an example of the configuration of an operational amplifier according to the present invention. In FIG. 1, SW2 is a switch, and the rest is the same as in FIG. 6.

以上のように構成された本実施例の演算増幅器について
以下その動作を説明する。ただし、直流および、交流に
おける動作は同じであるので、過渡特性を考える。The operation of the operational amplifier of this embodiment configured as described above will be described below. However, since the operation in DC and AC is the same, we will consider the transient characteristics.

例えば、第２図の時刻ｔ＝０でスイッチＳＷ１が開き同
時にＳＷ２が閉じた場合、ＶＯＵＴの電圧は、ｔ　　＜０のとき、ＶＯＵＴ＝−ＶＩＮ　（Ｒ２／Ｒ１）となる。For example, when switch SW1 opens and SW2 closes at the same time as time t=0 in FIG. 2, the voltage at VOUT becomes VOUT=-VIN (R2/R1) when t<0.

また、１＞　０のとき、Ｔ１＝ＶＩＮ／Ｒ１を保ち、コ
ンデンサＣに蓄積された電荷が抵抗Ｒ２に放電する。微
分方程式より、ＶＯＵＴ＝−ＶＩＮ　（Ｒ２／Ｒ１）ｅｘｐ（−ｔ／Ｃ
Ｒ２）となる。つまり、１＝０での、負の近傍では、ＶＯＵＴ
＝−ＶＩＮ　（Ｒ２／Ｒ１）となり、正の近傍では、ＶＯＵＴ＝−Ｖ　ＩＮ　（Ｒ２／Ｒ１）となる。したが
って、ＶＯＵＴは連続となる。この波形を、第２図に示
す。Further, when 1>0, T1=VIN/R1 is maintained, and the charge accumulated in the capacitor C is discharged to the resistor R2. From the differential equation, VOUT=-VIN (R2/R1)exp(-t/C
R2) becomes. In other words, in the negative neighborhood when 1=0, VOUT
=-VIN (R2/R1), and in the positive vicinity, VOUT=-VIN (R2/R1). Therefore, VOUT is continuous. This waveform is shown in FIG.

さらに応用例として、２個の演算増幅器を用いた切り換
え回路を説明する。第３図にその例を示す。第３図にお
いて、ＶＩＮは入力信号電圧源、ＶＯＵＴは信号出力端
、ＯＰＩ、ＯＦ２は演算増幅器、５ＷＩＩ、５Ｗ１２，
５Ｗ２１，５Ｗ２２はスイッチ、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２
１，Ｒ２２は抵抗、Ｃ１，Ｃ２はコンデンサである。Further, as an application example, a switching circuit using two operational amplifiers will be explained. An example is shown in FIG. In Figure 3, VIN is the input signal voltage source, VOUT is the signal output terminal, OPI, OF2 are operational amplifiers, 5WII, 5W12,
5W21, 5W22 are switches, R11, R12, R2
1 and R22 are resistors, and C1 and C2 are capacitors.

次にその動作を説明する。スイッチの制御は以下のよう
な２状態で作動する。Next, its operation will be explained. The control of the switch operates in two states as follows.

状態Ｉ　　５Ｗ１１．５Ｗ２２：オン５Ｗ１２，５Ｗ２１　：オフ状態２　５ＷＩＩ、５Ｗ２２：オフ５Ｗ１２．５Ｗ２１　：オン状態１でＯＰＩが動作して、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｃ１が利
得や周波数特性を決定する。状態２でＯＦ２が動作して
、Ｒ２１，Ｒ２２，Ｃ２が利得や、周波数特性を決定す
る。つまり交流特性において、状態１では、ｖＯＵＴ＝−ｖ　ＩＮ　（Ｒ１２／　（ＲＩＩＸ（１＋
ｊωＣＩＲ１２））状態２では、ｖＯＵＴ＝−ｖ　ＩＮ　（Ｒ２２／　（Ｒ２１Ｘ（１＋
ｊωＣ２Ｒ２２））となる。スイッチを切り換えることにより、利得や周波
数特性を変更できる。また過渡特性でも、本発明の演算
増幅器を用いているので不連続な点はない。周期Ｔの例
を第４図に示す。この切り換え回路の具体例を第５図に
示す。トランジスタまたはダイオードＱ１〜Ｑ４、およ
び電流源１０はスイッチ駆動回路を構成し、抵抗Ｒ１０
１、トランジスタＱＩＯ１，Ｑ１０２はスイッチＳＷＩ
　２を構成し、トランジスタまたはダイオードＱ１０３
〜Ｑ１１３、およびコンデンサＣ１０は演算増幅器ＯＰ
Ｉとスイッチ５Ｗ１１を構成している。抵抗Ｒ１０１，
トランジスタＱ２０１．Ｑ２０２はスイッチＳＷ２２を
構成し、トランジスタまたはダイオードＱ２０３〜Ｑ２
１３、およびコンデンサＣ２０は演算増幅器ＯＰ２とス
イッチＳＷ２１を構成している。さらに、第５図の出力
部分を合理化した例を第６図に示す。State I 5W11.5W22: On 5W12, 5W21: Off state 2 5WII, 5W22: Off 5W12.5W21: On state 1, OPI operates, and R11, R12, and C1 determine the gain and frequency characteristics. OF2 operates in state 2, and R21, R22, and C2 determine the gain and frequency characteristics. In other words, in AC characteristics, in state 1, vOUT=-v IN (R12/ (RIIX(1+
jωCIR12)) In state 2, vOUT=-v IN (R22/ (R21X(1+
jωC2R22)). By changing the switch, the gain and frequency characteristics can be changed. Furthermore, since the operational amplifier of the present invention is used in the transient characteristics, there are no discontinuous points. An example of the period T is shown in FIG. A specific example of this switching circuit is shown in FIG. Transistors or diodes Q1 to Q4 and current source 10 constitute a switch drive circuit, and resistor R10
1. Transistors QIO1 and Q102 are switches SWI
2, transistor or diode Q103
~Q113 and capacitor C10 are operational amplifier OP
I and the switch 5W11. Resistor R101,
Transistor Q201. Q202 constitutes a switch SW22, and transistors or diodes Q203 to Q2
13 and a capacitor C20 constitute an operational amplifier OP2 and a switch SW21. Further, FIG. 6 shows an example in which the output portion of FIG. 5 is rationalized.

発明の効果本発明は、演算増幅器の入力端にスイッチを設けること
により、信号の過渡特性を滑らかにすることができる優
れた演算増幅器を実現できるのである。Effects of the Invention According to the present invention, by providing a switch at the input end of the operational amplifier, it is possible to realize an excellent operational amplifier that can smooth the transient characteristics of a signal.

[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の実施例演算増幅器の回路図、第２図は
その過渡特性図、第３図は本発明の他の実施例の演算増
幅器の回路図、第４図はその過渡特性図、第５図は第３
図に示した実施例演算増幅器の具体回路図、第６図は第
５図に示す実施例を改良した具体回路図、第７図は従来
の演算増幅器の構成側回路図、第８図はその過渡特性図
である。ＶＩＮ・・・・・・電圧源、ＶＯＵＴ・・・・・・出力
端、ｖＣＣ・・・・・・プラス電圧源印加端、ｖＥＥ・
・・・・・マイナス電圧源印加端、Ｑ１〜Ｑ２１３・・
・・・・トランジスタまたはダイオード、Ｃ，ＣＯ〜Ｃ
２０・・・・・・コンデンサ、Ｒ１−Ｒ２２・・・・・
・抵抗。Fig. 1 is a circuit diagram of an operational amplifier according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is its transient characteristic diagram, Fig. 3 is a circuit diagram of an operational amplifier according to another embodiment of the present invention, and Fig. 4 is its transient characteristic diagram. , Figure 5 is the third
6 is a specific circuit diagram of an improved embodiment of the operational amplifier shown in FIG. 5, FIG. 7 is a configuration circuit diagram of a conventional operational amplifier, and FIG. It is a transient characteristic diagram. VIN...Voltage source, VOUT...Output terminal, vCC...Positive voltage source application terminal, vEE...
...Minus voltage source application terminal, Q1 to Q213...
・・・Transistor or diode, C, CO~C
20...Capacitor, R1-R22...
·resistance.

Claims

[Claims]

An operational amplifier that constitutes a low-pass filter, including a switch that cuts off the output and a switch that connects the input terminal to a reference power source in synchronization with the switch.