JPH088475B2 - クランプ回路 - Google Patents
クランプ回路Info
- Publication number
- JPH088475B2 JPH088475B2 JP5141337A JP14133793A JPH088475B2 JP H088475 B2 JPH088475 B2 JP H088475B2 JP 5141337 A JP5141337 A JP 5141337A JP 14133793 A JP14133793 A JP 14133793A JP H088475 B2 JPH088475 B2 JP H088475B2
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- voltage
- clamp
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Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 11
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulation Of Pulses (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は入力電圧を所定の電圧で
クランプするクランプ回路に関する。さらに具体的には
クランプ・ダイオードの順方向電圧の変動によるクラン
プ電圧の変化を補償した新規なクランプ回路である。
クランプするクランプ回路に関する。さらに具体的には
クランプ・ダイオードの順方向電圧の変動によるクラン
プ電圧の変化を補償した新規なクランプ回路である。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来のクランプ回路である。電源
電圧Ｖcc及び接地電位間には分圧用抵抗器Ｒ１、Ｒ２及
び順方向にバイアスされる温度補償ダイオードＤ２が接
続される。入力端子４０及び出力端子４２はクランプ・
ダイオードＤ１のカソードに接続される。クランプ・ダ
イオードＤ１のアノードは、抵抗器Ｒ１及びＲ２の接続
点に接続される。
電圧Ｖcc及び接地電位間には分圧用抵抗器Ｒ１、Ｒ２及
び順方向にバイアスされる温度補償ダイオードＤ２が接
続される。入力端子４０及び出力端子４２はクランプ・
ダイオードＤ１のカソードに接続される。クランプ・ダ
イオードＤ１のアノードは、抵抗器Ｒ１及びＲ２の接続
点に接続される。
【０００３】図２のクランプ回路において、入力端子４
０にクランプ電圧Ｖa以下の電圧が入力されるときに入
力電圧はクランプされる。このクランプ電圧Ｖaは次式
で表される。 Ｖa＝Ｖb＋Ｖf1 ［Ｖ］ （１） ここでＶf1はクランプ・ダイオードＤ１の順方向電圧、
Ｖbは抵抗Ｒ１及びＲ２の接続点における電位である。
なお、一般のＰＮ接合のダイオードの順方向電圧Ｖfは
次式で現される。 Ｖf＝（ｋＴ／ｑ）ｌｎ（Ｉ／Ｉｓ＋１） ［Ｖ］ （２） ここで、ｑは電子の電荷、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶
対温度、Ｉｓは飽和電流、Ｉは順方向電流である。
０にクランプ電圧Ｖa以下の電圧が入力されるときに入
力電圧はクランプされる。このクランプ電圧Ｖaは次式
で表される。 Ｖa＝Ｖb＋Ｖf1 ［Ｖ］ （１） ここでＶf1はクランプ・ダイオードＤ１の順方向電圧、
Ｖbは抵抗Ｒ１及びＲ２の接続点における電位である。
なお、一般のＰＮ接合のダイオードの順方向電圧Ｖfは
次式で現される。 Ｖf＝（ｋＴ／ｑ）ｌｎ（Ｉ／Ｉｓ＋１） ［Ｖ］ （２） ここで、ｑは電子の電荷、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶
対温度、Ｉｓは飽和電流、Ｉは順方向電流である。
【０００４】（１）式の電圧Ｖbは分圧用抵抗器Ｒ１、
Ｒ２及び温度補償ダイオードＤ２の順方向電圧Ｖf2より
次式で表される。 Ｖb＝Ｖf2＋（Ｖcc−Ｖf2）×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）） ＝Ｖf2（１−Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）） ＋（Ｖcc・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）） ［Ｖ］ （３）
Ｒ２及び温度補償ダイオードＤ２の順方向電圧Ｖf2より
次式で表される。 Ｖb＝Ｖf2＋（Ｖcc−Ｖf2）×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）） ＝Ｖf2（１−Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）） ＋（Ｖcc・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）） ［Ｖ］ （３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】（３）式の第１項より
判るように温度変化による電圧Ｖbの変化は、ダイオー
ドＤ２単体の温度変化による電圧変化と等しくはならな
い。すなわち、温度が変化したときＶf1の変化よりＶb
の変化のほうが小さくなってしまう。よって、クランプ
電圧は完全には温度補償されない。抵抗器Ｒ２の値を小
さくすれば温度変化による電圧Ｖbの変化は略ダイオー
ドＤ２単体の変化分のみに依存するが、クランプ電圧は
小さい値に限定され、任意のレベルに設定できなくな
る。
判るように温度変化による電圧Ｖbの変化は、ダイオー
ドＤ２単体の温度変化による電圧変化と等しくはならな
い。すなわち、温度が変化したときＶf1の変化よりＶb
の変化のほうが小さくなってしまう。よって、クランプ
電圧は完全には温度補償されない。抵抗器Ｒ２の値を小
さくすれば温度変化による電圧Ｖbの変化は略ダイオー
ドＤ２単体の変化分のみに依存するが、クランプ電圧は
小さい値に限定され、任意のレベルに設定できなくな
る。
【０００６】さらに図２の回路では、ダイオードＤ１と
ダイオードＤ２に流れる電流値が一般に等しくならない
ので、（２）式から明らかなように、ダイオードＤ１及
びＤ２の夫々の順方向電圧Ｖf1及びＶf2の値が異なって
しまう。上記の理由により図２のクランプ回路では正確
なクランプ電圧を得ることができない。
ダイオードＤ２に流れる電流値が一般に等しくならない
ので、（２）式から明らかなように、ダイオードＤ１及
びＤ２の夫々の順方向電圧Ｖf1及びＶf2の値が異なって
しまう。上記の理由により図２のクランプ回路では正確
なクランプ電圧を得ることができない。
【０００７】本発明の目的は、クランプ・ダイオードの
温度変化及び電流の変化によるクランプ電圧の変動を低
減すると共に、クランプ電圧を広範囲に可変することが
できるクランプ回路を提供することである。
温度変化及び電流の変化によるクランプ電圧の変動を低
減すると共に、クランプ電圧を広範囲に可変することが
できるクランプ回路を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、一端に入力した入力電圧を他端に加えられ
た電圧に応じてクランプするクランプ・ダイオードと、
可変基準電位が非反転入力端子に接続されて、基準電位
に応じた電圧をクランプ・ダイオードの他端に出力する
演算増幅器と、演算増幅器の出力端及び反転入力端間に
接続されると共にクランプ・ダイオードに熱的に結合さ
れて、クランプ電圧の変化を補償する補償ダイオード
と、演算増幅器の反転入力端に接続されて補償ダイオー
ドに流れる電流を決める電流源とを備え、クランプ・ダ
イオードに流れる電流の変化及び温度変化によって生じ
たクランプ電圧の変動を補償ダイオードが相殺して補償
する。
するために、一端に入力した入力電圧を他端に加えられ
た電圧に応じてクランプするクランプ・ダイオードと、
可変基準電位が非反転入力端子に接続されて、基準電位
に応じた電圧をクランプ・ダイオードの他端に出力する
演算増幅器と、演算増幅器の出力端及び反転入力端間に
接続されると共にクランプ・ダイオードに熱的に結合さ
れて、クランプ電圧の変化を補償する補償ダイオード
と、演算増幅器の反転入力端に接続されて補償ダイオー
ドに流れる電流を決める電流源とを備え、クランプ・ダ
イオードに流れる電流の変化及び温度変化によって生じ
たクランプ電圧の変動を補償ダイオードが相殺して補償
する。
【０００９】
【実施例】図１は本発明のクランプ回路を時間−電圧変
換回路に適用した実施例である。時間−電圧変換回路１
０において、プラス電位源及びマイナス電位源間には定
電流源１２、スイッチＳ１、スイッチＳ２及び定電流源
１４が直列に接続される。スイッチ制御回路１６は、ス
イッチＳ１及びＳ２の開閉のタイミングを制御する。ス
イッチＳ１及びＳ２の接続点と接地との間にはホールド
・キャパシタＣxが接続される。ホールド・キャパシタ
Ｃｘ、スイッチＳ１及びスイッチＳ２との接続点に本発
明のクランプ回路の入力端子２０が接続される。入力端
子２０にはクランプ・ダイオードＤ１のアノードが接続
され、クランプ・ダイオードＤ１のカソードは補償ダイ
オードＤ２のカソード及び安定化コンデンサＣｃの一端
に接続される。安定化コンデンサＣｃの他端は接地され
る。補償ダイオードＤ２のアノードは、演算増幅器２２
の反転入力端及び、発振防止コンデンサＣoを通して演
算増幅器２２の出力端に接続される。また、発振防止抵
抗器Ｒoは、演算増幅器２２の出力端及び補償ダイオー
ドのカソード間に接続される。演算増幅器２２の非反転
入力端には基準可変電位源としての可変抵抗器ＶＲ１が
接続される。演算増幅器の反転入力端には電流源２４が
接続される。なお発振防止用コンデンサＣo、発振防止
用抵抗Ｒo及び安定化コンデンサＣｃは、本発明の回路
動作には重要ではなく無くてもよい。
換回路に適用した実施例である。時間−電圧変換回路１
０において、プラス電位源及びマイナス電位源間には定
電流源１２、スイッチＳ１、スイッチＳ２及び定電流源
１４が直列に接続される。スイッチ制御回路１６は、ス
イッチＳ１及びＳ２の開閉のタイミングを制御する。ス
イッチＳ１及びＳ２の接続点と接地との間にはホールド
・キャパシタＣxが接続される。ホールド・キャパシタ
Ｃｘ、スイッチＳ１及びスイッチＳ２との接続点に本発
明のクランプ回路の入力端子２０が接続される。入力端
子２０にはクランプ・ダイオードＤ１のアノードが接続
され、クランプ・ダイオードＤ１のカソードは補償ダイ
オードＤ２のカソード及び安定化コンデンサＣｃの一端
に接続される。安定化コンデンサＣｃの他端は接地され
る。補償ダイオードＤ２のアノードは、演算増幅器２２
の反転入力端及び、発振防止コンデンサＣoを通して演
算増幅器２２の出力端に接続される。また、発振防止抵
抗器Ｒoは、演算増幅器２２の出力端及び補償ダイオー
ドのカソード間に接続される。演算増幅器２２の非反転
入力端には基準可変電位源としての可変抵抗器ＶＲ１が
接続される。演算増幅器の反転入力端には電流源２４が
接続される。なお発振防止用コンデンサＣo、発振防止
用抵抗Ｒo及び安定化コンデンサＣｃは、本発明の回路
動作には重要ではなく無くてもよい。
【００１０】以下、回路の動作を説明すると、スイッチ
制御回路１６によってスイッチＳ１が閉じると、定電流
源１２によってホールド・キャパシタＣxが充電され
る。ホールド・キャパシタＣｘがクランプ電圧によって
定まる所定の電圧、すなわちクランプ電圧まで充電され
ると、スイッチ制御回路１６はスイッチＳ１を開く。次
にスイッチ制御回路は測定時間中だけスイッチＳ２を閉
じる。スイッチＳ２が閉じられている間、定電流源１４
によってＣｘは放電し、放電後のホールド・キャパシタ
の両端の電圧を測定することでスイッチＳ２が閉じられ
ていた時間が電圧として測定できる。
制御回路１６によってスイッチＳ１が閉じると、定電流
源１２によってホールド・キャパシタＣxが充電され
る。ホールド・キャパシタＣｘがクランプ電圧によって
定まる所定の電圧、すなわちクランプ電圧まで充電され
ると、スイッチ制御回路１６はスイッチＳ１を開く。次
にスイッチ制御回路は測定時間中だけスイッチＳ２を閉
じる。スイッチＳ２が閉じられている間、定電流源１４
によってＣｘは放電し、放電後のホールド・キャパシタ
の両端の電圧を測定することでスイッチＳ２が閉じられ
ていた時間が電圧として測定できる。
【００１１】時間測定の精度はホールド・キャパシタＣ
ｘの充電電圧の精度に大きく依存している。ホールド・
キャパシタの充電電圧はクランプ回路のクランプ電圧で
決まる。クランプ電圧は、基準電位Ｖadj及び補償ダイ
オードＤ２の順方向電圧Ｖf2によって定まる電圧Ｖｘ
に、クランプ・ダイオードＤ１の順方向電圧を足した値
になる。電圧Ｖｘは次式で示される。 Ｖｘ＝Ｖadj−Ｖf2 （４）
ｘの充電電圧の精度に大きく依存している。ホールド・
キャパシタの充電電圧はクランプ回路のクランプ電圧で
決まる。クランプ電圧は、基準電位Ｖadj及び補償ダイ
オードＤ２の順方向電圧Ｖf2によって定まる電圧Ｖｘ
に、クランプ・ダイオードＤ１の順方向電圧を足した値
になる。電圧Ｖｘは次式で示される。 Ｖｘ＝Ｖadj−Ｖf2 （４）
【００１２】ここで、定電流回路１２及び電流源２４の
電流値は等しい、すなわちクランプ時にクランプ・ダオ
ードＤ１に流れる電流及び、補償ダイオードＤ２に流れ
る電流が等しいとし、さらにダイオードＤ１とダイオー
ドＤ２が熱的に結合していればＶf1及びＶf2は等しいの
で、クランプ時の出力電圧Ｖoは次式で表される。 Ｖo＝Ｖｘ＋Ｖf1 ＝Ｖadj−Ｖf2＋Ｖf1 （Ｖf1＝Ｖf2） ＝Ｖadj （５） （５）式より基準電位源の電圧Ｖadjがそのままクラン
プ電圧Ｖoになる。また、温度及び電流の変化によるク
ランプ・ダイオードＤ１の順方向電圧Ｖf1の変動は、補
償ダイオードＤ２により完全に補償される。
電流値は等しい、すなわちクランプ時にクランプ・ダオ
ードＤ１に流れる電流及び、補償ダイオードＤ２に流れ
る電流が等しいとし、さらにダイオードＤ１とダイオー
ドＤ２が熱的に結合していればＶf1及びＶf2は等しいの
で、クランプ時の出力電圧Ｖoは次式で表される。 Ｖo＝Ｖｘ＋Ｖf1 ＝Ｖadj−Ｖf2＋Ｖf1 （Ｖf1＝Ｖf2） ＝Ｖadj （５） （５）式より基準電位源の電圧Ｖadjがそのままクラン
プ電圧Ｖoになる。また、温度及び電流の変化によるク
ランプ・ダイオードＤ１の順方向電圧Ｖf1の変動は、補
償ダイオードＤ２により完全に補償される。
【００１３】以上本発明の好適実施例について説明した
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。例えば、実施例においてクランプ・ダイ
オードＤ１及び補償ダイオードＤ２に流れる電流を等し
くするために、電流源２４の電流値Ｉ3を定電流源１２
の電流値Ｉ1に等しくしているが、電流源２４をカレン
ト・ミラー回路としてもよく、クランプ・ダイオードＤ
１に流れる電流を検出して電流源２４を制御してもよ
い。
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。例えば、実施例においてクランプ・ダイ
オードＤ１及び補償ダイオードＤ２に流れる電流を等し
くするために、電流源２４の電流値Ｉ3を定電流源１２
の電流値Ｉ1に等しくしているが、電流源２４をカレン
ト・ミラー回路としてもよく、クランプ・ダイオードＤ
１に流れる電流を検出して電流源２４を制御してもよ
い。
【００１４】
【発明の効果】本発明のクランプ回路は、クランプ・ダ
イオードの温度及び、クランプ・ダイオードに流れる電
流が変化してクランプ・ダイオードの順方向電圧が変動
しても、安定したクランプ電圧が得られると共にクラン
プ電圧を広い電圧範囲で可変できる。
イオードの温度及び、クランプ・ダイオードに流れる電
流が変化してクランプ・ダイオードの順方向電圧が変動
しても、安定したクランプ電圧が得られると共にクラン
プ電圧を広い電圧範囲で可変できる。
【図１】本発明のクランプ回路を時間−電圧変換回路に
適用した実施例である。
適用した実施例である。
【図２】従来のクランプ回路である。
Ｄ１ クランプ・ダイオード Ｄ２ 補償ダイオード ２２ 演算増幅器 ２４ 電流源 ＶＲ１ 可変抵抗器
Claims (1)
- 【請求項１】 入力電圧が一端に供給され、基準電圧が
他端に供給されるクランプ・ダイオードと、 該クランプ・ダイオードの他端が出力端に接続され、可
変基準電位源が非反転入力端に接続される演算増幅器
と、 該演算増幅器の反転入力端に接続された電流源と、 上記演算増幅器の出力端及び反転入力端間に接続された
補償ダイオードとを具えるクランプ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5141337A JPH088475B2 (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | クランプ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5141337A JPH088475B2 (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | クランプ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06334493A JPH06334493A (ja) | 1994-12-02 |
| JPH088475B2 true JPH088475B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=15289614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5141337A Expired - Lifetime JPH088475B2 (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | クランプ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088475B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4673477B2 (ja) * | 2000-09-07 | 2011-04-20 | 株式会社アドバンテスト | 撮像素子駆動回路、撮像素子試験装置 |
| US8699189B2 (en) * | 2012-05-22 | 2014-04-15 | Honeywell International Inc. | High precision clipping regulator circuit |
| CN107453588B (zh) * | 2017-07-25 | 2023-08-29 | 杰华特微电子股份有限公司 | 误差调节电路和方法以及电源变换电路 |
-
1993
- 1993-05-20 JP JP5141337A patent/JPH088475B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06334493A (ja) | 1994-12-02 |
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