JPH09148930A - オペアンプのオフセット電圧補正回路 - Google Patents

オペアンプのオフセット電圧補正回路

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JPH09148930A
JPH09148930A JP7308672A JP30867295A JPH09148930A JP H09148930 A JPH09148930 A JP H09148930A JP 7308672 A JP7308672 A JP 7308672A JP 30867295 A JP30867295 A JP 30867295A JP H09148930 A JPH09148930 A JP H09148930A
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JP
Japan
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converter
operational amplifier
output
inverting
processing unit
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Pending
Application number
JP7308672A
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English (en)
Inventor
Takahiro Enoi
高宏 朴井
Kazuhiko Nishikawa
和彦 西川
Koji Kanai
浩司 金井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 D/A変換器のリファレンス電圧のための専用
電源を必要とせずに高精度の補正が可能なオペアンプの
オフセット電圧補正回路を提供する。 【解決手段】 セレクタ1は、バイアス電圧2によって
レベルシフトされた入力信号3とバイアス電圧2の切り
替えを、前者はA側、後者はB側にスイッチを倒すことに
よって行い、その出力はオペアンプ4の非反転入力端子
につながれている。オペアンプ4の出力はA/D変換器5
を経てディジタル処理部6に入力され、ディジタル処理
部6からの補正用出力がD/A変換器7を通ってアッテネ
ータ部10に入力されている。アッテネータ部10から
の出力は抵抗R1を介してオペアンプ4の反転入力端子
につながれ、オペアンプ4の反転入力端子と出力端子は
抵抗R2を介して接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オペアンプのオフ
セット電圧補正回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のオペアンプのオフセット電圧補正
回路を図3及び4に基づいて説明する。図3は、非反転
増幅回路を用いたオペアンプのオフセット電圧補正回路
であり、図中、1はセレクタ、2はバイアス電圧、3は
入力信号、4はオペアンプ、5はA/D変換器、6はディ
ジタル処理部、7はD/A変換器である。
【0003】セレクタ1はバイアス電圧2によってレベ
ルシフトされた入力信号3とバイアス電圧2との切り替
えを、前者はA側、後者はB側にスイッチを倒すことによ
って行う。その出力はオペアンプ4の非反転入力端子に
つながれている。オペアンプ4の出力はA/D変換器5を
経てディジタル処理部6につながれている。ディジタル
処理部6からの出力はD/A変換器7を通り、抵抗R1を通
してオペアンプ4の反転入力端子につながれている。オ
ペアンプ4の反転入力端子は、さらに、抵抗R2を介し
てオペアンプ4の出力とつながれている。
【0004】以上のように構成された非反転増幅回路を
用いたオペアンプのオフセット電圧補正回路は以下のよ
うに動作する。まず、D/A変換器7の出力がバイアス電
圧2と同じ大きさとなるように、ディジタル処理部6か
らD/A変換器7へディジタル値が出力される。次に、セ
レクタ1がスイッチB側に選択されることにより、オペ
アンプ4の非反転入力端子にバイアス電圧2が入力され
る。その結果、オペアンプ4の非反転入力端子と反転入
力端子との間のオフセット電圧は(1+R2/R1)倍に増幅さ
れ、この電圧はA/D変換器5を経てディジタル処理部6
に入力される。
【0005】ディジタル処理部6では、オペアンプ4の
オフセット電圧が最小限になるようにデータを演算し、
その結果をD/A変換器7に出力する。このようにして、
オフセットによる影響を最小限にしたのちにセレクタが
スイッチA側に選択され、これによって通常の信号が非
反転増幅回路で増幅され、A/D変換されるという通常の
動作が行われる。
【0006】なお、nビットのD/A変換器を用いていると
き、D/A変換器の出力電圧のステップ(最小単位電圧)
は、D/A変換器7のリファレンス電圧をVref1、Vref2
(但し、Vref1>Vref2)とすると、(Vref1-Vref2)/2nと
なる。
【0007】次に、図4は、反転増幅回路を用いたオペ
アンプのオフセット電圧補正回路であり、8が対象のオ
ペアンプである。セレクタ1はバイアス電圧2によって
レベルシフトされた入力信号3とバイアス電圧2との切
り替え切り替えを、前者はA側、後者はB側にスイッチを
倒すことによって行い、その出力はオペアンプ8の反転
入力端子に抵抗R3を通してつながれている。オペアンプ
8の出力はA/D変換器5を経てディジタル処理部6につ
ながれている。ディジタル処理部6からの出力はD/A変
換器7を通ってオペアンプ8の非反転入力端子につなが
れている。オペアンプ8の反転入力端子は、さらに、抵
抗R4を介してオペアンプ8の出力とつながれている。
【0008】以上のように構成された反転増幅回路を用
いたオペアンプのオフセット電圧補正回路は以下のよう
に動作する。まず、D/A変換器7の出力がバイアス電圧
2と同じ大きさとなるように、ディジタル処理部6から
D/A変換器7へディジタル値が出力される。次に、セレ
クタ1がスイッチB側に選択されることにより、オペア
ンプ8の反転入力端子は抵抗R3を介してバイアス電圧2
に接続される。その結果、オペアンプ8の非反転入力端
子と反転入力端子との間のオフセット電圧は、(-R4/R
3)倍に増幅され、この電圧はA/D変換器5を経てディジ
タル処理部6に入力される。
【0009】ディジタル処理部6では、オペアンプ8の
オフセット電圧が最小限になるようにデータを演算し、
それをD/A変換器7に出力する。このようにして、オフ
セットによる影響を最小限にしたのちにセレクタがスイ
ッチA側に選択され、これによって通常の信号が反転増
幅回路で増幅され、A/D変換されるという通常の動作が
行われる。
【0010】この場合も、nビットD/A変換器を用いてい
るとき、D/A変換器の出力電圧のステップは、D/A変換器
7のリファレンス電圧をVref1、Vref2(但し、Vref1>V
ref2)とすると、(Vref1-Vref2)/2nとなる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の構
成では、バイアス電圧のずれを補正する精度を上げるべ
くD/A変換器の出力電圧のステップを小さくするために
は、D/A変換器のビット数を多くするか、D/A変換器に入
力される2つのリファレンス電圧の差を小さくするしか
ない。ビット数の増加はコストとの関係で自ずと限界が
あり、リファレンス電圧の差を小さくするには、2つの
リファレンス電圧として、通常の電源電圧とは別の高精
度の専用電源を用意する必要があるという問題があっ
た。
【0012】本発明は上記のような従来の問題を解決す
べく、専用電源を別途必要としないオペアンプのオフセ
ット電圧補正回路を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明によるオペアンプのオフセット電圧補正回路
は、入力信号を増幅する反転又は非反転増幅回路と、ア
ナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、
ディジタル信号をアナログ信号に変換するA/D変換器
と、ディジタル信号を演算処理するディジタル処理部
と、入力信号を減衰するアッテネータ部とを備え、前記
反転又は非反転増幅回路の出力が前記A/D変換器を介し
て前記ディジタル処理部に入力され、前記ディジタル処
理部からの補正用出力がD/A変換器を通り、さらに前記
アッテネータ部を経て前記反転又は非反転増幅回路のバ
イアス電圧に帰還されていることを特徴とする。
【0014】このような構成によれば、D/A変換器の2
つのレファレンス電圧に専用電源を用いてその電圧差を
小さくする必要はない。つまり、本発明の構成によれ
ば、D/A変換器の出力電圧のステップをアッテネータ部
によって実質的に小さくすることができる。その結果、
バイアス電圧のずれを補正するための精度を上げること
ができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図1及び2を参照しながら説明する。まず、第
1の実施形態として、非反転増幅回路を用いたオペアン
プのオフセット電圧補正回路を図1に示す。図1におい
て、9は非反転増幅回路のリファレンス端子、10はア
ッテネータ部である。先に述べた従来例の回路(図3)
と同じ構成部品については同じ番号を付している。
【0016】セレクタ1はバイアス電圧2によってレベ
ルシフトされた入力信号3とバイアス電圧2との切り替
えを、前者はA側、後者はB側にスイッチを倒すことによ
って行い、その出力はオペアンプ4の非反転入力端子に
つながれている。オペアンプ4の出力はA/D変換器5を
経てディジタル処理部6につながれている。ディジタル
処理部6からの出力はD/A変換器7を通り、アッテネー
タ部10に入る。アッテネータ部10の出力は非反転増
幅回路のリファレンス端子9に接続され、この端子9は
抵抗R1を介してオペアンプ4の反転入力端子につなが
れている。オペアンプ4の反転入力端子は、さらに、抵
抗R2を介してオペアンプ4の出力とつながれている。
【0017】アッテネータ部10はオペアンプ11を用
いて構成されており、アッテネータ部10への入力は抵
抗R5を経て、オペアンプ11の反転入力端子につなが
れている。オペアンプ11の反転入力端子と出力端子は
抵抗R6でつながれている。また、非反転入力端子には
バイアス電圧2がつながれている。
【0018】以上のように構成された非反転増幅回路を
用いたオペアンプのオフセット電圧補正回路は次のよう
に動作する。まず、D/A変換器7の出力がバイアス電圧
2と同じ大きさとなるように、ディジタル処理部6から
D/A変換器7へディジタル値が出力される。D/A変換器7
の出力はアッテネータ部10に入り、バイアス電圧2に
近い値が非反転増幅回路のリファレンス端子9に出力さ
れることになる。次に、オペアンプ4の非反転入力端子
は、セレクタ1がスイッチB側に選択されることによ
り、バイアス電圧2に接続される。その結果、オペアン
プ4の非反転入力端子と反転入力端子との間のオフセッ
ト電圧は(1+R2/R1)倍に増幅され、その電圧がA/D変換器
5を経てディジタル処理部6に入力される。
【0019】ディジタル処理部6は、オペアンプ4のオ
フセット電圧が最小限になるようにデータを演算し、そ
の結果をD/A変換器7に出力する。この出力はアッテネ
ータ部10を経て非反転増幅回路のリファレンス電圧9
に帰還することになる。このようにして、オフセットに
よる影響を最小限にしたのちにセレクタをスイッチA側
に切り替える。これによって、通常の信号が非反転増幅
回路で増幅されA/D変換されるという通常の動作が行わ
れることになる。
【0020】なお、R6<R5で、nビットD/A変換器7を
用いているとき、D/A変換器7の2つのリファレンス電
圧として通常の電源電圧VDD及び基準電圧VSSを用いる
と、D/A変換器7の出力電圧のステップは(VDD-VSS)/2n
となり、アッテネータ部10の出力電圧のステップは(V
DD-VSS)/2n×(R6/R5)となる。
【0021】次に、第2の実施形態として、反転増幅回
路を用いたオペアンプのオフセット電圧補正回路を図2
に示す。図2において、12は非反転増幅回路のリファ
レンス端子、10はアッテネータ部である。先に述べた
従来例の回路(図4)と同じ構成部品については同じ番
号を付している。
【0022】セレクタ1はバイアス電圧2によってレベ
ルシフトされた入力信号3とバイアス電圧2との切り替
えを、前者はA側、後者はB側にスイッチを倒すことによ
って行い、その出力は抵抗R3を介してオペアンプ8の反
転入力端子につながれている。オペアンプ8の出力はA/
D変換器5を経てディジタル処理部6につながれてい
る。ディジタル処理部6からの出力はD/A変換器7を通
り、アッテネータ部10に入る。。アッテネータ部10
の出力は非反転増幅回路のリファレンス端子12に接続
され、この端子12はオペアンプ8の非反転入力端子に
つながれている。オペアンプ8の反転入力端子と出力端
子は抵抗R4によって接続されている。
【0023】アッテネータ部10はオペアンプ11を用
いて構成されており、アッテネータ部10への入力は抵
抗R5を経て、オペアンプ11の反転入力端子につなが
れている。オペアンプ11の反転入力端子と出力端子は
抵抗R6でつながれている。また、非反転入力端子には
バイアス電圧2がつながれている。
【0024】以上のように構成された反転増幅回路を用
いたオペアンプのオフセット電圧補正回路は次のように
動作する。まず、D/A変換器7の出力がバイアス電圧2
と同じ大きさとなるように、ディジタル処理部6からD/
A変換器7へディジタル値が出力される。D/A変換器7の
出力はアッテネータ部10に入り、バイアス電圧2に近
い値が反転増幅回路のリファレンス端子12に出力され
ることになる。次に、セレクタ1がスイッチB側に選択
されることにより、オペアンプ8の反転入力端子は抵抗
R3を介してバイアス電圧2に接続される。その結果、オ
ペアンプ8の非反転入力端子と反転入力端子との間のオ
フセット電圧は、(-R4/R3)倍に増幅され、その電圧が
A/D変換器5を経てディジタル処理部6に入力される。
【0025】ディジタル処理部6は、オペアンプ8のオ
フセット電圧が最小限になるようにデータを演算し、そ
の結果をD/A変換器7に出力する。この出力はアッテネ
ータ部10を経て反転増幅回路のリファレンス電圧12
に帰還することになる。このようにして、オフセットに
よる影響を最小限にしたのちにセレクタをスイッチA側
に切り替える。これによって、通常の信号が反転増幅回
路で増幅されA/D変換されるという通常の動作が行われ
ることになる。
【0026】R6<R5で、nビットD/A変換器7を用いて
いるとき、D/A変換器7の2つのリファレンス電圧とし
て通常の電源電源VDD及び基準電圧VSSを用いると、D/A
変換器7の出力電圧のステップは(VDD-VSS)/2nとなり、
アッテネータ部10の後の出力ステップは(VDD-VSS)/2n
×(R6/R5)となる。
【0027】なお、上記の各実施形態において説明した
アッテネータ部10の構成は一例であって、本発明はこ
の構成に限るものではない。これに限らない。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のオフセッ
ト電圧補正回路によれば、D/A変換器の出力を減衰させ
るアッテネータを設けることにより、D/A変換器のレフ
ァレンス電圧のための専用電源を別途設けることなし
に、バイアス電圧のずれの補正の精度を上げることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る非反転増幅回路を
用いたオペアンプのオフセット電圧補正回路を示す回路
図
【図2】本発明の第2実施形態に係る反転増幅回路を用
いたオペアンプのオフセット電圧補正回路を示す回路図
【図3】従来の非反転増幅回路を用いたオペアンプのオ
フセット電圧補正回路を示す回路図
【図4】従来の反転増幅回路を用いたオペアンプのオフ
セット電圧補正回路を示す回路図
【符号の説明】
1 セレクタ 2 バイアス電圧 3 入力信号 4,8 オペアンプ 5 A/D変換器 6 ディジタル処理部 7 D/A変換器 9,12 リファレンス端子 10 アッテネータ部 11 アッテネータ用オペアンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を増幅する非反転増幅回路と、
    アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器
    と、ディジタル出力をアナログ信号に変換するA/D変換
    器と、ディジタル信号を演算処理するディジタル処理部
    と、入力信号を減衰するアッテネータ部とを備え、前記
    非反転増幅回路の出力が前記A/D変換器を介して前記デ
    ィジタル処理部に入力され、前記ディジタル処理部から
    の補正用出力がD/A変換器を通り、さらに前記アッテネ
    ータ部を経て前記非反転幅回路のバイアス電圧に帰還さ
    れていることを特徴とするオペアンプのオフセット電圧
    補正回路。
  2. 【請求項2】 入力信号を増幅する反転増幅回路と、ア
    ナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、
    ディジタル信号をアナログ信号に変換するA/D変換器
    と、ディジタル信号を演算処理するディジタル処理部
    と、入力信号を減衰するアッテネータ部とを備え、前記
    反転増幅回路の出力が前記A/D変換器を介して前記ディ
    ジタル処理部に入力され、前記ディジタル処理部からの
    補正用出力がD/A変換器を通り、さらに前記アッテネー
    タ部を経て前記反転増幅回路のバイアス電圧に帰還され
    ていることを特徴とするオペアンプのオフセット電圧補
    正回路。
JP7308672A 1995-11-28 1995-11-28 オペアンプのオフセット電圧補正回路 Pending JPH09148930A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005184628A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Yokogawa Electric Corp 入力回路
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