JPH0691387B2 - 電荷増幅器 - Google Patents
電荷増幅器Info
- Publication number
- JPH0691387B2 JPH0691387B2 JP6731991A JP6731991A JPH0691387B2 JP H0691387 B2 JPH0691387 B2 JP H0691387B2 JP 6731991 A JP6731991 A JP 6731991A JP 6731991 A JP6731991 A JP 6731991A JP H0691387 B2 JPH0691387 B2 JP H0691387B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- amplifier
- operational amplifier
- inverting
- charge amplifier
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Amplifiers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】電荷増幅器は、衝撃や加速度など
を計測する圧電型トランスデューサの信号を増幅するた
めに多く用いられているが、増幅器が遮断周波をもって
いるため、それ以下の低い周波数で応答しない。本発明
による電荷増幅器は、安価な汎用増幅器により特性改善
が行なわれるので、上記トランスデューサのほか、静電
容量型センサなどの増幅器としても利用される。
を計測する圧電型トランスデューサの信号を増幅するた
めに多く用いられているが、増幅器が遮断周波をもって
いるため、それ以下の低い周波数で応答しない。本発明
による電荷増幅器は、安価な汎用増幅器により特性改善
が行なわれるので、上記トランスデューサのほか、静電
容量型センサなどの増幅器としても利用される。
【０００２】
【従来の技術】電荷増幅器は図３に示すように、演算増
幅器Ａ1 と静電容量Ｃｆならびに抵抗器Ｒｆで構成され
ていて、容量性トランスデューサ、ここでは圧電センサ
Ｓが入力に接続されていて、圧電センサＳが電圧ΔＶ
（電荷ΔＱ）を発生したときに現われた電荷の量に比例
した出力電圧Ｖｏを得ている。演算増幅器Ａ１の入力端
子には、程度の差こそあれ入力バイアス電流を供給しな
ければ安定した動作をしないので、必らず静電容量Ｃｆ
と並列に高抵抗値の抵抗器Ｒｆが並列に接続されてい
る。
幅器Ａ1 と静電容量Ｃｆならびに抵抗器Ｒｆで構成され
ていて、容量性トランスデューサ、ここでは圧電センサ
Ｓが入力に接続されていて、圧電センサＳが電圧ΔＶ
（電荷ΔＱ）を発生したときに現われた電荷の量に比例
した出力電圧Ｖｏを得ている。演算増幅器Ａ１の入力端
子には、程度の差こそあれ入力バイアス電流を供給しな
ければ安定した動作をしないので、必らず静電容量Ｃｆ
と並列に高抵抗値の抵抗器Ｒｆが並列に接続されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このため電荷増幅器
は、静電容量Ｃｆと抵抗器Ｒｆによって定まる周波数を
境に一次の高域濾波器として動作し、低周波測定の限界
を生じる。
は、静電容量Ｃｆと抵抗器Ｒｆによって定まる周波数を
境に一次の高域濾波器として動作し、低周波測定の限界
を生じる。
【０００４】具体的には、電荷増幅器の低域の遮断周波
数ｆLは、 ｆL ＝（１／２・π・Ｃｆ・Ｒｆ） ・・・・・・・（１） で、ｆL より下方は＋６dB／OCT の傾斜で応答は下がっ
ている。（１） 式より明らかなように、（Ｃｆ・Ｒ
ｆ）積はなるべく大きいほうが低域特性がよい。しかし
図４に示すようにのように、圧電センサＳが静電容量Ｃ
ｏと交流電源ΔＶの直列回路であることから、出力電圧
Ｖｏは Ｖｏ＝（Ｃｏ／Ｃｆ）・Ｖi ・・・・・・・・（２） より、静電容量Ｃｆを大きくすると出力電圧が低下する
ので、無謀に大きくすることはできない。そのため抵抗
器Ｒｆをできるだけ大きくするため低バイアスの演算増
幅器を必要とする。
数ｆLは、 ｆL ＝（１／２・π・Ｃｆ・Ｒｆ） ・・・・・・・（１） で、ｆL より下方は＋６dB／OCT の傾斜で応答は下がっ
ている。（１） 式より明らかなように、（Ｃｆ・Ｒ
ｆ）積はなるべく大きいほうが低域特性がよい。しかし
図４に示すようにのように、圧電センサＳが静電容量Ｃ
ｏと交流電源ΔＶの直列回路であることから、出力電圧
Ｖｏは Ｖｏ＝（Ｃｏ／Ｃｆ）・Ｖi ・・・・・・・・（２） より、静電容量Ｃｆを大きくすると出力電圧が低下する
ので、無謀に大きくすることはできない。そのため抵抗
器Ｒｆをできるだけ大きくするため低バイアスの演算増
幅器を必要とする。
【０００５】このように従来の電荷増幅器では、次のよ
うな問題点を有している。 (1) 従来の電荷増幅器は非常に大きな高抵抗値の抵抗器
Ｒｆを必要とするので汎用の演算増幅器は使用に耐えな
い。
うな問題点を有している。 (1) 従来の電荷増幅器は非常に大きな高抵抗値の抵抗器
Ｒｆを必要とするので汎用の演算増幅器は使用に耐えな
い。
【０００６】(2) 高インピーダンス回路を含むので高用
周波数の誘導や外来雑音に弱い。 (3) 帰還用の静電容量Ｃｆを小さくして利得を上げるこ
とができない。 本発明は、電荷増幅器としての特性を決めるのは帰還用
の静電容量が主で、抵抗器はバイアス電流供給のために
必要なのである点に着目して、汎用の演算増幅器であっ
ても充分なバイアス電流が得られるような抵抗を選び、
信号伝達上からは見掛け上この抵抗を高くすることがで
きる電荷増幅器を提供することを目的とする。
周波数の誘導や外来雑音に弱い。 (3) 帰還用の静電容量Ｃｆを小さくして利得を上げるこ
とができない。 本発明は、電荷増幅器としての特性を決めるのは帰還用
の静電容量が主で、抵抗器はバイアス電流供給のために
必要なのである点に着目して、汎用の演算増幅器であっ
ても充分なバイアス電流が得られるような抵抗を選び、
信号伝達上からは見掛け上この抵抗を高くすることがで
きる電荷増幅器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の電荷増幅器は、
差動入力演算増幅器の出力端子と反転入力端子の間に静
電容量と第１の抵抗器との並列回路を接続し、前記差動
入力演算増幅器の出力信号を反転する反転増幅器を設
け、前記第１の抵抗器と近似の抵抗値を有する第２の抵
抗を介して前記反転増幅器の出力を差動入力演算増幅器
の前記反転入力端子に帰還したことを特徴とする。
差動入力演算増幅器の出力端子と反転入力端子の間に静
電容量と第１の抵抗器との並列回路を接続し、前記差動
入力演算増幅器の出力信号を反転する反転増幅器を設
け、前記第１の抵抗器と近似の抵抗値を有する第２の抵
抗を介して前記反転増幅器の出力を差動入力演算増幅器
の前記反転入力端子に帰還したことを特徴とする。
【０００８】
【作用】この構成によると、第１の抵抗器と近似の抵抗
値を有する第２の抵抗を介して反転増幅器の出力を差動
入力演算増幅器の反転入力端子に帰還したため、信号伝
達上からは見掛け上、抵抗を高くすることができ、静電
容量と第１の抵抗器によって決まる低域遮断周波数を低
減させて広帯域化することができる。
値を有する第２の抵抗を介して反転増幅器の出力を差動
入力演算増幅器の反転入力端子に帰還したため、信号伝
達上からは見掛け上、抵抗を高くすることができ、静電
容量と第１の抵抗器によって決まる低域遮断周波数を低
減させて広帯域化することができる。
【０００９】
【実施例】なお、従来例を示す図３と同様の作用をなす
ものには同一の符号を付けて説明する。
ものには同一の符号を付けて説明する。
【００１０】図１は本発明の電荷増幅器を示し、抵抗器
Ｒ１，Ｒ１と演算増幅器Ａ２によって、演算増幅器Ａ１
の出力信号を反転する反転増幅器Ｊを構成し、演算増幅
器Ａ１の出力端子ＯＵＴと反転入力端子（−）の間に並
列接続されている抵抗器Ｒｆ〔以下、これを第１の抵抗
器Ｒｆと称す〕と近似の抵抗値を有する第２の抵抗器Ｒ
ｆｏを介して反転増幅器Ｊの出力を差動入力演算増幅器
Ａ１の反転入力端子（−）に帰還されている点が従来と
異なっている。なお、電荷増幅器の入力側には圧電セン
サＳが接続されているが、これは静電容量型のセンサで
あっても同様である。
Ｒ１，Ｒ１と演算増幅器Ａ２によって、演算増幅器Ａ１
の出力信号を反転する反転増幅器Ｊを構成し、演算増幅
器Ａ１の出力端子ＯＵＴと反転入力端子（−）の間に並
列接続されている抵抗器Ｒｆ〔以下、これを第１の抵抗
器Ｒｆと称す〕と近似の抵抗値を有する第２の抵抗器Ｒ
ｆｏを介して反転増幅器Ｊの出力を差動入力演算増幅器
Ａ１の反転入力端子（−）に帰還されている点が従来と
異なっている。なお、電荷増幅器の入力側には圧電セン
サＳが接続されているが、これは静電容量型のセンサで
あっても同様である。
【００１１】このように構成したため、演算増幅器Ａ１
の反転入力端子（−）の加算点では、あたかも第１の抵
抗器Ｒｆと並列に−Ｒｆｏが接続されたように見え前記
の特性改善が行なわれる。
の反転入力端子（−）の加算点では、あたかも第１の抵
抗器Ｒｆと並列に−Ｒｆｏが接続されたように見え前記
の特性改善が行なわれる。
【００１２】具体的には、図２に示すように第１の抵抗
器Ｒｆに、絶対値はＲｆよりやや大きい負抵抗Ｒｆ0＝
−（１＋ｋ）Ｒｆ，１＞ｋ＞０を並列接続したときの抵
抗値Ｒを計算すると Ｒ＝〔（１＋ｋ）／ｋ〕・Ｒｆ ・・・・・・（３） となって“ｋ＝０．１”のときＲｆ´＝11・Ｒｆとな
り、見掛け上は第１の抵抗器Ｒｆ´が増大したように見
え、低域の遮断周波数ｆLも（ｆL ／11）となって低減
特性の改善が行なわれ、広帯域化を達成できる。
器Ｒｆに、絶対値はＲｆよりやや大きい負抵抗Ｒｆ0＝
−（１＋ｋ）Ｒｆ，１＞ｋ＞０を並列接続したときの抵
抗値Ｒを計算すると Ｒ＝〔（１＋ｋ）／ｋ〕・Ｒｆ ・・・・・・（３） となって“ｋ＝０．１”のときＲｆ´＝11・Ｒｆとな
り、見掛け上は第１の抵抗器Ｒｆ´が増大したように見
え、低域の遮断周波数ｆLも（ｆL ／11）となって低減
特性の改善が行なわれ、広帯域化を達成できる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によると、差動入力
演算増幅器の出力端子と反転入力端子の間に静電容量と
第１の抵抗器との並列回路を接続し、前記差動入力演算
増幅器の出力信号を反転する反転増幅器を設け、前記第
１の抵抗器と近似の抵抗値を有する第２の抵抗を介して
前記反転増幅器の出力を差動入力演算増幅器の前記反転
入力端子に帰還したため、信号伝達上からは見掛け上、
抵抗を高くすることができ、静電容量と第１の抵抗器に
よって決まる低域遮断周波数を低減させて広帯域化する
ことができるものである。
演算増幅器の出力端子と反転入力端子の間に静電容量と
第１の抵抗器との並列回路を接続し、前記差動入力演算
増幅器の出力信号を反転する反転増幅器を設け、前記第
１の抵抗器と近似の抵抗値を有する第２の抵抗を介して
前記反転増幅器の出力を差動入力演算増幅器の前記反転
入力端子に帰還したため、信号伝達上からは見掛け上、
抵抗を高くすることができ、静電容量と第１の抵抗器に
よって決まる低域遮断周波数を低減させて広帯域化する
ことができるものである。
【図１】本発明の電荷増幅器の構成図である。
【図２】同電荷増幅器の要部の等価回路図である。
【図３】従来の電荷増幅器の構成図である。
【図４】従来の電荷増幅器の等価回路図である。
Ａ１ 差動入力演算増幅器 Ａ２ 第１の抵抗器 Ｊ 反転増幅器 Ｒｆ 第１の抵抗器 Ｒｆｏ 第２の抵抗器 Ｃｆ 静電容量
Claims (1)
- 【請求項１】 差動入力演算増幅器の出力端子と反転入
力端子の間に静電容量と第１の抵抗器との並列回路を接
続し、前記差動入力演算増幅器の出力信号を反転する反
転増幅器を設け、前記第１の抵抗器と近似の抵抗値を有
する第２の抵抗を介して前記反転増幅器の出力を差動入
力演算増幅器の前記反転入力端子に帰還した電荷増幅
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6731991A JPH0691387B2 (ja) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | 電荷増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6731991A JPH0691387B2 (ja) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | 電荷増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304008A JPH04304008A (ja) | 1992-10-27 |
| JPH0691387B2 true JPH0691387B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=13341581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6731991A Expired - Lifetime JPH0691387B2 (ja) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | 電荷増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691387B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4553084B2 (ja) * | 2000-12-11 | 2010-09-29 | 株式会社豊田中央研究所 | 物理量検出回路 |
| JP6232220B2 (ja) * | 2013-07-11 | 2017-11-15 | 新日本無線株式会社 | 発振回路の調整方法 |
| JPWO2015053241A1 (ja) | 2013-10-09 | 2017-03-09 | 株式会社村田製作所 | 増幅回路およびそれを備えた検出装置 |
| US10663490B2 (en) * | 2016-06-30 | 2020-05-26 | Keithley Instruments, Llc | Nested ammeter |
| JP2020102774A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 株式会社豊田中央研究所 | チャージアンプ回路 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0060099A1 (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-15 | Beecham Group Plc | Antiviral agents, their preparation and use |
| US4767293A (en) * | 1986-08-22 | 1988-08-30 | Copeland Corporation | Scroll-type machine with axially compliant mounting |
| JPS63268995A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Toshiba Corp | スクロ−ル形圧縮機 |
-
1991
- 1991-03-30 JP JP6731991A patent/JPH0691387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04304008A (ja) | 1992-10-27 |
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