JPH0441618Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案は、出力電圧の大きさに応じて演算増幅
器の帰還量を切り換えるように構成された帰還増
幅回路に関するものである。

〔従来技術〕

帰還増幅回路の一種に、出力電圧の大きさに応
じて演算増幅器の帰還量を切り換えるように構成
されたものがある。

第１図は、従来のこのような帰還増幅回路の一
例を示す回路図である。第１図において、１は信
号入力端子であり、演算増幅器２の非反転入力端
子に接続されている。３は演算増幅器２の帰還量
を切り換える帰還切換回路であり、演算増幅器２
の出力端子と反転入力端子との間に接続されてい
る。４，５は演算増幅器２の出力電圧の大きさと
基準電源６の出力電圧により設定される上限設定
値および下限設定値の少なくともいずれかを比較
するコンパレータ、７はコンパレータ４，５の検
出信号に基づいて帰還切換回路３における帰還量
の切り換えを制御する制御回路、８は信号出力端
子である。

このような構成において、例えばコンパレータ
４，５が演算増幅器２の出力電圧の大きさと上限
設定値とを比較するものとすると、演算増幅器２
はオーバーレンジした状態で帰還量が切り換えら
れることになる。

ところで、一般に、演算増幅器は、入力電圧範
囲や周波数などがその演算増幅器の能力内で正常
動作するように用いられる。これに対し、能力以
上の動作を必要とする入力信号が加えられた場合
には、その演算増幅器に接続される周辺回路から
期待される動作をすることができず、出力信号の
飽和などの異常状態になる。特に、高速に変化す
る入力信号が加えられた場合には、スリユーレー
トとして規定された異常応答部分を持つ。そし
て、さらに、高精度の演算増幅器では、安定状態
になるまでに、微妙な不安定状態を持続する異常
状態部分を持つことが多い。

そこで、これらの不具合を改善するために、例
えば演算増幅器の入力系統に一次遅れ要素を設け
て入力信号の変化速度を制限することが行われて
いる。

しかし、第１図のような回路の帰還系統に一次
遅れ要素を設けて帰還信号の変化速度を制限する
と不安定動作をすることになり、好ましくない。

この結果、第１図のような構成によれば、演算
増幅器２の反転入力端子には帰還量の切り換えに
伴つて高速に変化する信号が加えられて演算増幅
器２は異常飽和状態になり、安定状態に復帰する
までに要する時間が通常の飽和状態からの復帰よ
りもかかるという欠点がある。

〔考案の目的〕

本考案は、このような点に着目したものであつ
て、その目的は、演算増幅器の帰還量を切り換え
るのにあたつて、帰還量の切り換えに伴つて反転
入力端子に高速に変化する信号が加えられること
をなくし、安定状態に復帰するまでに要する時間
を短縮できる帰還増幅回路を実現することにあ
る。

〔考案の概要〕

このような目的を達成する本考案は、出力電圧
の大きさに応じて演算増幅器の帰還量を切り換え
るように構成された帰還増幅回路において、演算
増幅器の出力電圧の大きさと設定値を比較するコ
ンパレータと、演算増幅器の非反転入力端子を信
号入力端子または共通電位点に切り換え接続する
スイツチと、コンパレータの検出信号に基づいて
帰還量の切り換えおよびスイツチの切り換えを制
御する制御回路とを具備し、演算増幅器の出力電
圧の大きさが設定値を超えた時には演算増幅器の
非反転入力端子を共通電位点に接続した状態で帰
還量を切り換え、帰還量を切り換えた後に演算増
幅器の非反転入力端子を再び信号入力端子に接続
することを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面を用いて詳細に説明する。

第２図は本考案の一実施例を示す回路図であ
り、第１図と同等部分には同一符号を付けてい
る。第２図において、９は演算増幅器２の非反転
入力端子を信号入力端子１または共通電位点に切
り換え接続するスイツチ、１０はコンパレータ
４，５の検出信号に基づいてスイツチ９の切り換
えを制御する制御信号Sc₁および帰還切換回路３
における帰還量の切り換えを制御する制御信号
Sc₂を送出する制御回路である。このスイツチ９
の可動接点ａは演算増幅器２の非反転入力端子に
接続され、一方の固定接点ｂは信号入力端子１に
接続され、他方の固定接点ｃは共通電位点に接続
されている。そして、制御回路１０からは、演算
増幅器２の出力電圧の大きさが設定値を超えた場
合、まず演算増幅器２の非反転入力端子を共通電
位点に接続するための制御信号Sc₁がスイツチ９
に送出され、続いて演算増幅器２の非反転入力端
子が共通電位点に接続された状態で帰還量を切り
換えるための制御信号Sc₂が帰還切換回路３に送
出され、このようにして帰還量を切り換えられた
後に演算増幅器２の非反転入力端子を信号入力端
子１に接続するための制御信号Sc₁がスイツチ９
に送出される。

このように構成された回路の動作を第３図の波
形図を用いて説明する。

第３図において、ａは信号入力端子１に加えら
れる入力信号Sinを示し、ｂは演算増幅器２の出
力信号Soutを示し、ｃはスイツチ９に送出され
る制御信号Sc₁を示し、ｄは帰還切換回路３に送
出される制御信号Sc₂を示している。演算増幅器
２の非反転入力端子が信号入力端子１に接続され
帰還量がf₁に設定されている時刻t₁において入力
信号Sinが0Vからステツプ状に変化し、これによ
り時刻t₂において出力信号Soutがオーバーレンジ
になつたとする。出力信号Soutがオーバーレン
ジになると、スイツチ９には可動接点ａを固定接
点ｂから固定接点ｃに切り換えて演算増幅器２の
非反転入力端子を共通電位点に接続するための制
御信号Sc₁が送出される。これにより、出力信号
Soutは時刻t₀において0Vになる。出力信号Sout
が0Vになる時刻t₀において、帰還量をf₁からf₂に
切り換えるための制御信号Sc₂が帰還切換回路３
に送出され、帰還量がf₂に切り換えられる。そし
て帰還量がf₂に切り換えられた後の時刻t₄におい
て、スイツチ９には可動接点ａを固定接点ｃから
固定接点ｂに切り換えて演算増幅器２の非反転入
力端子を再び信号入力端子１に接続するための制
御信号Sc₁が送出される。これにより、演算増幅
器２は、異常飽和状態になることなく帰還量が切
り換えられることになる。

なお、上記実施例では、コンパレータで上限設
定値と出力信号を比較する例を示したが、これに
限るものではなく、下限設定値と出力信号を比較
するようにしてもよいし、上限設定値および下限
設定値と出力信号を比較するようにしてもよい。

また、コンパレータとして、絶対値回路と組み
合わせたものを用いてもよい。

〔考案の効果〕

このように、本考案によれば、演算増幅器の帰
還量を切り換えるのにあたつて、帰還量の切り換
えに伴つて反転入力端子に高速に変化する信号が
加えられることをなくし、安定状態も復帰するま
でに要する時間を短縮できる帰還増幅回路を実現
することができ、デジタルボルトメータのレンジ
切換回路などに好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の帰還増幅回路の一例を示す回路
図、第２図は本考案の一実施例を示す回路図、第
３図は第２図の動作説明図である。 １……信号入力端子、２……演算増幅器、３…
…帰還切換回路、４，５……コンパレータ、８…
…信号出力端子、９……スイツチ、１０……制御
回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 出力電圧の大きさに応じて演算増幅器の帰還量
   を切り換えるように構成された帰還増幅回路にお
   いて、 演算増幅器の出力電圧の大きさと設定値を比較
   するコンパレータと、 演算増幅器の非反転入力端子を信号入力端子ま
   たは共通電位点に切り換え接続するスイツチと、 コンパレータの検出信号に基づいて帰還量の切
   り換えおよびスイツチの切り換えを制御する制御
   回路とを具備し、 演算増幅器の出力電圧の大きさが設定値を超え
   た時には演算増幅器の非反転入力端子を共通電位
   点に接続した状態で帰還量を切り換え、帰還量を
   切り換えた後に演算増幅器の非反転入力端子を再
   び信号入力端子に接続することを特徴とする帰還
   増幅回路。