JPH06209219A - Amplifier - Google Patents
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- JPH06209219A JPH06209219A JP5002379A JP237993A JPH06209219A JP H06209219 A JPH06209219 A JP H06209219A JP 5002379 A JP5002379 A JP 5002379A JP 237993 A JP237993 A JP 237993A JP H06209219 A JPH06209219 A JP H06209219A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小入力信号に重畳された直流オフセット電
圧を増幅することなく、なおかつ微小入力信号波形を損
なうことなく全帯域の周波数に対応した増幅器を提供す
る。
【構成】 演算増幅器1、抵抗6および抵抗7で非反転
増幅器を構成し、基準電位点5と演算増幅器9の非反転
入力端子12との間にコンデンサ10を接続し、信号出
力端子3と演算増幅器9の非反転入力端子12との間に
スイッチ11を接続した。また、演算増幅器9の出力端
子14と反転入力端子13とを接続してバッファー回路
を構成し、演算増幅器9の出力端子14と抵抗7とを接
続して帰還ループを構成した。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide an amplifier compatible with the frequency of the entire band without amplifying the DC offset voltage superimposed on the minute input signal and without damaging the waveform of the minute input signal. [Structure] A non-inverting amplifier is composed of the operational amplifier 1, the resistor 6 and the resistor 7, the capacitor 10 is connected between the reference potential point 5 and the non-inverting input terminal 12 of the operational amplifier 9, and the signal output terminal 3 and the operation are connected. The switch 11 was connected between the non-inverting input terminal 12 of the amplifier 9. Further, the output terminal 14 of the operational amplifier 9 and the inverting input terminal 13 are connected to form a buffer circuit, and the output terminal 14 of the operational amplifier 9 is connected to the resistor 7 to form a feedback loop.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、各種センサー信号等の
微小信号の増幅において、微小入力信号に重畳された直
流オフセット電圧を増幅することなく、微小入力信号成
分のみを増幅する機能を持った増幅器に関するものであ
る。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has a function of amplifying only a minute input signal component without amplifying a DC offset voltage superimposed on a minute input signal in the amplification of minute signals such as various sensor signals. It relates to an amplifier.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、微小信号の増幅には、非反転
増幅器または反転増幅器が用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, a non-inverting amplifier or an inverting amplifier has been used for amplifying a minute signal.
【0003】以下、従来の増幅器について図面を参照し
ながら説明する。図3は従来の増幅器を示す回路図であ
る。図3において、1は演算増幅器、2は信号入力端
子、3は信号出力端子、4は演算増幅器1の反転入力端
子、5は基準電位点(接地点)、6,7は抵抗、8はコ
ンデンサである。抵抗6は演算増幅器1の出力端子3と
反転入力端子4との間に接続され、抵抗7とコンデンサ
8は演算増幅器1と基準電位点5の間に直列に接続さ
れ、信号入力端子2を信号入力とし信号出力端子3を信
号出力とする非反転増幅器を構成している。A conventional amplifier will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional amplifier. In FIG. 3, 1 is an operational amplifier, 2 is a signal input terminal, 3 is a signal output terminal, 4 is an inverting input terminal of the operational amplifier 1, 5 is a reference potential point (ground point), 6 and 7 are resistors, and 8 is a capacitor. Is. The resistor 6 is connected between the output terminal 3 and the inverting input terminal 4 of the operational amplifier 1, the resistor 7 and the capacitor 8 are connected in series between the operational amplifier 1 and the reference potential point 5, and the signal input terminal 2 is connected as a signal. A non-inverting amplifier that receives an input and outputs a signal from the signal output terminal 3 is configured.
【0004】以上のように構成された増幅器について、
以下その動作を説明する。図3に示した増幅器の利得を
Gとすると、利得Gは数1で与えられる。Regarding the amplifier configured as described above,
The operation will be described below. When the gain of the amplifier shown in FIG. 3 is G, the gain G is given by the equation 1.
【0005】[0005]
【数1】 [Equation 1]
【0006】 ただし、VIN :信号入力端子2の入力信号電圧 VOUT:信号出力端子3の出力信号電圧 R6 :抵抗6の抵抗値 R7 :抵抗7の抵抗値 C8 :コンデンサ8の容量 S :変数(S=jω) 微小入力信号が信号入力端子2に入力されると、数1よ
り、入力信号の直流成分に関しては、S=0で利得Gが
G=1となり、図3の増幅器はバッファー回路として動
作する。このとき、コンデンサ8には入力信号の直流成
分と基準電位点5の電位差が直流オフセット電圧として
充電される。また、入力信号の交流成分に関して、図3
の増幅器は数1に示す利得Gを有する増幅器として動作
する。[0006] However, V IN: Input signal voltage of the signal input terminal 2 V OUT: signal output terminal 3 of the output signal voltage R 6: the resistance value R 7 of resistor 6: resistance C 8 of the resistor 7: capacity of the capacitor 8 S: Variable (S = jω) When a minute input signal is input to the signal input terminal 2, from the equation 1, the DC component of the input signal is S = 0, the gain G is G = 1, and the amplifier of FIG. Operates as a buffer circuit. At this time, the capacitor 8 is charged with the DC component of the input signal and the potential difference between the reference potential point 5 as a DC offset voltage. Also, regarding the AC component of the input signal, FIG.
1 operates as an amplifier having a gain G shown in the equation (1).
【0007】よって、図3の増幅器は高帯域通過特性を
持ち、通過帯域の周波数においては、微小入力信号に重
畳された直流オフセット電圧を増幅することなく、微小
入力信号のみを増幅する機能を持った増幅器として動作
する。Therefore, the amplifier of FIG. 3 has a high bandpass characteristic, and has a function of amplifying only a minute input signal without amplifying the DC offset voltage superimposed on the minute input signal at the frequency of the passband. Operates as an amplifier.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の増幅器では、増幅器が高帯域通過特性を持っているた
め、微分変化型センサー信号のような正負非対象の電圧
変化の信号を扱う場合や単発の三角波の信号などを扱う
場合、遮断周波数より低域の周波数では入力信号に対し
て出力信号の信号波形がまったく違った波形になった
り、出力信号の波形応答性が悪くなったりする。また、
波形応答性をよくするためには時定数を大きくとる必要
があり、集積回路化する場合、コンデンサ容量が大きく
なってチップへの内蔵化が困難であるという課題があっ
た。However, in the above-mentioned conventional amplifier, since the amplifier has a high bandpass characteristic, it is used in the case of handling a voltage change signal which is not a positive / negative target such as a differential change type sensor signal, or in a single shot. When handling a triangular wave signal or the like, at a frequency lower than the cutoff frequency, the signal waveform of the output signal becomes completely different from that of the input signal, or the waveform responsiveness of the output signal deteriorates. Also,
In order to improve the waveform responsiveness, it is necessary to set a large time constant, and in the case of an integrated circuit, there is a problem that the capacitance of the capacitor becomes large and it is difficult to incorporate it in a chip.
【0009】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、低帯域でも入力信号波形を損なうことなく直流オフ
セット電圧を除去することができる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 an object thereof is to provide an amplifier capable of removing a DC offset voltage without damaging an input signal waveform even in a low band.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の増幅器は、以下のような構成を有している。
すなわち、非反転入力端子、反転入力端子および出力端
子を有する第1の増幅器と、非反転入力端子、反転入力
端子および出力端子を有する第2の増幅器と、第1の増
幅器の非反転入力端子および反転入力端子にそれぞれ接
続された信号入力端子および信号出力端子と、信号出力
端子と第1の増幅器の反転出力端子との間に接続された
第1の抵抗と、第1の増幅器の反転入力端子と第2の増
幅器の出力端子との間に接続された第2の抵抗と、信号
出力端子と第2の増幅器との間に接続されたスイッチ
と、第2の増幅器の非反転入力端子と基準点との間に接
続されたコンデンサとを備え、第2の増幅器の出力端子
を第2の増幅器の反転入力端子に接続したものである。In order to achieve the above object, the amplifier of the present invention has the following configuration.
That is, a first amplifier having a non-inverting input terminal, an inverting input terminal and an output terminal, a second amplifier having a non-inverting input terminal, an inverting input terminal and an output terminal, a non-inverting input terminal of the first amplifier and A signal input terminal and a signal output terminal respectively connected to the inverting input terminal, a first resistor connected between the signal output terminal and the inverting output terminal of the first amplifier, and an inverting input terminal of the first amplifier And a second resistor connected between the second amplifier and the output terminal of the second amplifier, a switch connected between the signal output terminal and the second amplifier, and a non-inverting input terminal of the second amplifier and the reference. A capacitor connected between the point and a point, and the output terminal of the second amplifier is connected to the inverting input terminal of the second amplifier.
【0011】[0011]
【作用】上述の構成によって、スイッチがオン状態のと
きには、無信号状態の直流成分を抽出しコンデンサに充
電し、スイッチがオフ状態のときには、バッファー回路
を構成した第2の演算増幅器によりインピーダンス変換
され、コンデンサに記憶された直流オフセット電圧が第
1,第2の抵抗と第1の演算増幅器で構成された非反転
増幅器の基準電位として働き、微小入力信号の交流成分
のみ増幅が可能である。With the above-described structure, when the switch is in the on state, the direct current component in the no-signal state is extracted and the capacitor is charged, and when the switch is in the off state, impedance conversion is performed by the second operational amplifier forming the buffer circuit. The DC offset voltage stored in the capacitor serves as the reference potential of the non-inverting amplifier composed of the first and second resistors and the first operational amplifier, and only the AC component of the minute input signal can be amplified.
【0012】[0012]
【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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0013】図1は本発明の一実施例における増幅器を
示す回路図である。図1において、9は演算増幅器、1
0はコンデンサ、11はスイッチ、12,13はそれぞ
れ演算増幅器9の非反転入力端子および反転入力端子、
14は演算増幅器9の出力端子である。なお、1は演算
増幅器、2は信号入力端子、3は信号出力端子、4は演
算増幅器1の反転入力端子、5は基準電位点(接地
点)、6,7は抵抗で、従来例の構成と同じである。演
算増幅器1、抵抗6および抵抗7で非反転増幅器が構成
され、基準電位点5と演算増幅器9の非反転入力端子1
2との間にコンデンサ10が接続され、信号出力端子3
と演算増幅器9の非反転入力端子12との間にスイッチ
11が接続されている。また、演算増幅器9の出力端子
14と反転入力端子13とが接続されてバッファー回路
を構成し、演算増幅器9の出力端子14と抵抗7とが接
続されることにより、帰還ループが構成されている。FIG. 1 is a circuit diagram showing an amplifier according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 9 is an operational amplifier, 1
0 is a capacitor, 11 is a switch, 12 and 13 are the non-inverting input terminal and inverting input terminal of the operational amplifier 9, respectively.
Reference numeral 14 is an output terminal of the operational amplifier 9. In addition, 1 is an operational amplifier, 2 is a signal input terminal, 3 is a signal output terminal, 4 is an inverting input terminal of the operational amplifier 1, 5 is a reference potential point (ground point), and 6 and 7 are resistors. Is the same as. The operational amplifier 1, the resistor 6 and the resistor 7 constitute a non-inverting amplifier, and the reference potential point 5 and the non-inverting input terminal 1 of the operational amplifier 9
The capacitor 10 is connected between the signal output terminal 3 and
The switch 11 is connected between the non-inverting input terminal 12 of the operational amplifier 9 and the operational amplifier 9. Further, the output terminal 14 of the operational amplifier 9 and the inverting input terminal 13 are connected to form a buffer circuit, and the output terminal 14 of the operational amplifier 9 and the resistor 7 are connected to form a feedback loop. .
【0014】以上のように構成された本実施例の増幅器
の動作について説明する。まず、信号入力端子2に無信
号状態の電位(前段に回路等が接続されている場合、そ
の直流オフセット電圧)を入力する。このとき、スイッ
チ11をオン状態にすると、信号出力端子の電位がスイ
ッチ11、およびバッファー回路を構成している演算増
幅器9を介して演算増幅器1に対して、負帰還がかか
る。すると、信号出力端子の電位、演算増幅器9の出力
端子14および演算増幅器1の反転入力端子は同電位に
なり、コンデンサ10には基準電位点5の電位と信号出
力端子3との電位差が直流オフセット電圧として充電さ
れる。次に、スイッチ11をオフ状態にして、微小入力
信号を信号入力端子2に入力する。スイッチ11をオフ
状態にすることにより、無信号状態の直流オフセット電
圧はコンデンサ10に記憶されるので、バッファー回路
を構成している演算増幅器9の出力端子14には、無信
号状態の直流オフセット電圧が出力される。よって、微
小入力信号は、演算増幅器9の出力端子によってインピ
ーダンス変換された無信号状態の直流オフセット電圧の
電位を基準にして増幅される。微小入力信号に対して図
1の増幅器の利得をG’とすると利得G’は数2で与え
られる。The operation of the amplifier of the present embodiment constructed as above will be described. First, a signalless potential (DC offset voltage of a circuit or the like when connected in the previous stage) is input to the signal input terminal 2. At this time, when the switch 11 is turned on, the potential of the signal output terminal is negatively fed back to the operational amplifier 1 via the switch 11 and the operational amplifier 9 forming the buffer circuit. Then, the potential of the signal output terminal, the output terminal 14 of the operational amplifier 9 and the inverting input terminal of the operational amplifier 1 become the same potential, and the potential difference between the reference potential point 5 and the signal output terminal 3 is applied to the capacitor 10 by the DC offset. It is charged as a voltage. Next, the switch 11 is turned off and a minute input signal is input to the signal input terminal 2. Since the DC offset voltage in the non-signal state is stored in the capacitor 10 by turning off the switch 11, the DC offset voltage in the non-signal state is output to the output terminal 14 of the operational amplifier 9 forming the buffer circuit. Is output. Therefore, the minute input signal is amplified with reference to the potential of the DC offset voltage in the signalless state whose impedance is converted by the output terminal of the operational amplifier 9. When the gain of the amplifier shown in FIG. 1 is G'for a minute input signal, the gain G'is given by Equation 2.
【0015】[0015]
【数2】 [Equation 2]
【0016】 ただし、VIN’ :信号入力端子1の入力信号電圧 VOUT’:信号出力端子3の信号出力電圧 R6 :抵抗6の抵抗値 R7 :抵抗7の抵抗値 以上のように、本実施例によれば、スイッチオン状態の
ときにコンデンサ10に直流オフセット電圧を充電し、
スイッチオフ状態で記憶した直流オフセット電圧をバッ
ファー回路を構成した演算増幅器9によりインピーダン
ス変換して、抵抗6と抵抗7および演算増幅器1で構成
される非反転増幅器の基準電位として働かせることによ
り、全帯域において非反転増幅器を実現でき微小入力信
号に重畳された直流オフセット電圧を増幅することな
く、また微小入力信号波形を損なうことなく増幅するこ
とができる。また、全帯域フィルタ特性を持つことによ
り出力信号のレスポンスもよくなる。また、数2の利得
G’に示すようにコンデンサ10の容量に関係なく低帯
域の周波数を増幅できるため、コンデンサ10の容量を
小さくでき、集積回路化する際コンデンサ10の締める
面積を削減できる。However, V IN ': input signal voltage of the signal input terminal 1 V OUT ': signal output voltage of the signal output terminal 3 R 6 : resistance value of the resistor 6 R 7 : resistance value of the resistor 7 According to this embodiment, the capacitor 10 is charged with the DC offset voltage in the switch-on state,
The DC offset voltage stored in the switch-off state is impedance-converted by the operational amplifier 9 that constitutes a buffer circuit and acts as a reference potential of the non-inverting amplifier composed of the resistors 6 and 7 and the operational amplifier 1 to obtain the entire band. In, the non-inverting amplifier can be realized, and it is possible to amplify the DC offset voltage superimposed on the minute input signal without amplifying it and without damaging the waveform of the minute input signal. Moreover, the response of the output signal is improved by having the all-band filter characteristic. Further, as shown by the gain G ′ of the equation 2, since the low band frequency can be amplified regardless of the capacity of the capacitor 10, the capacity of the capacitor 10 can be reduced, and the area to be tightened by the capacitor 10 in the integrated circuit can be reduced.
【0017】図2に本発明の他の実施例を示す。図2は
信号出力端子3とスイッチ11の間に抵抗15を接続し
フィルタ特性を持たせることにより、無信号状態の電位
をコンデンサ10に充電する際、ノイズ除去をさせオフ
セット電圧の誤差を減少させるよう施したものである。
図2に示す回路においても、本発明による効果が得られ
ることは明白である。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In FIG. 2, a resistor 15 is connected between the signal output terminal 3 and the switch 11 so as to have a filter characteristic, so that when the capacitor 10 is charged with the potential in the no signal state, noise is removed and an error in the offset voltage is reduced. It has been given as follows.
It is obvious that the effect of the present invention can be obtained also in the circuit shown in FIG.
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明の増幅器は、スイッチオン状態の
ときに無信号状態の直流オフセット電圧をコンデンサに
充電し、スイッチオフ状態のときにコンデンサに記憶さ
れた直流オフセット電圧をバッファー回路を構成する第
2の増幅器を介して、第1,第2の抵抗と第1の増幅器
で構成された非反転増幅器の基準電位として働く構成で
あるので、全帯域フィルタ特性を持った非反転増幅器を
実現でき、微小入力信号に重畳された直流オフセット電
圧を増幅せず、微小入力信号の信号波形を損なうことな
く増幅することができる。According to the amplifier of the present invention, the DC offset voltage in the signalless state is charged in the capacitor in the switch-on state, and the DC offset voltage stored in the capacitor in the switch-off state constitutes the buffer circuit. Since it is configured to act as a reference potential of the non-inverting amplifier composed of the first and second resistors and the first amplifier via the second amplifier, a non-inverting amplifier having an all-band filter characteristic can be realized. The DC offset voltage superimposed on the minute input signal is not amplified, and can be amplified without impairing the signal waveform of the minute input signal.
【図1】本発明の一実施例における増幅器の回路図FIG. 1 is a circuit diagram of an amplifier according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の他の実施例における増幅器の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of an amplifier according to another embodiment of the present invention.
【図3】従来の増幅器の回路図FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional amplifier.
【符号の説明】 1 演算増幅器 2 信号入力端子 3 信号出力端子 5 基準電位点(接地点) 6、7 抵抗 9 演算増幅器 10 コンデンサ 11 スイッチ[Description of symbols] 1 operational amplifier 2 signal input terminal 3 signal output terminal 5 reference potential point (ground point) 6, 7 resistance 9 operational amplifier 10 capacitor 11 switch
Claims (1)
端子を有する第1の増幅器と、非反転入力端子、反転入
力端子および出力端子を有する第2の増幅器と、前記第
1の増幅器の非反転入力端子および反転入力端子にそれ
ぞれ接続された信号入力端子および信号出力端子と、前
記信号出力端子と前記第1の増幅器の反転出力端子との
間に接続された第1の抵抗と、前記第1の増幅器の反転
入力端子と前記第2の増幅器の出力端子との間に接続さ
れた第2の抵抗と、前記信号出力端子と前記第2の増幅
器との間に接続されたスイッチと、前記第2の増幅器の
非反転入力端子と基準点との間に接続されたコンデンサ
とを備え、前記第2の増幅器の出力端子を前記第2の増
幅器の反転入力端子に接続した増幅器。1. A first amplifier having a non-inverting input terminal, an inverting input terminal and an output terminal, a second amplifier having a non-inverting input terminal, an inverting input terminal and an output terminal, and a non-inverting element of the first amplifier. An inverting input terminal and a signal input terminal and a signal output terminal respectively connected to the inverting input terminal; a first resistor connected between the signal output terminal and the inverting output terminal of the first amplifier; A second resistor connected between the inverting input terminal of the first amplifier and the output terminal of the second amplifier; a switch connected between the signal output terminal and the second amplifier; An amplifier comprising a capacitor connected between a non-inverting input terminal of the second amplifier and a reference point, the output terminal of the second amplifier being connected to the inverting input terminal of the second amplifier.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5002379A JPH06209219A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5002379A JPH06209219A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Amplifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209219A true JPH06209219A (en) | 1994-07-26 |
Family
ID=11527610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5002379A Pending JPH06209219A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06209219A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012138963A (en) * | 2007-03-09 | 2012-07-19 | Austriamicrosystems Ag | Amplifier arrangement and method for amplifying signal |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP5002379A patent/JPH06209219A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012138963A (en) * | 2007-03-09 | 2012-07-19 | Austriamicrosystems Ag | Amplifier arrangement and method for amplifying signal |
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