JPS6031301Y2 - 直流増幅器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、入力信号をスイッチによって電圧と電流に切
換えて出力することのできる直流増幅器に関するもので
ある。

本考案の目的は、構成が簡単で配線抵抗の値に影響され
ない高精度のこの種の直流増幅器を提供することにある
。

以下、図面により本考案を説明する。

第１図は本考案の直流増幅器の一実施例を示す回路図で
ある。

第１図において、ＩＮｌ、ＩＮ２は直流入力信号Ｅｉが
印加される端子、Ａは演算増幅器、ＢＳはブースタ、Ｒ
１−Ｒ１は抵抗素子、ＳＷ１〜ＳＷ３は互に連動し、そ
れぞれ端子１，２を持つ切換スイッチ、０ＵＴ１，０Ｕ
Ｔ２は出力端子、Ｃ０Ｍ１．Ｃ０Ｍ２はそれぞれ基準電
位点である。

ブースタ田の電源は信号源電源とは別になっており、田
の基準電位点Ｃ０Ｍ２は信号源電源の基準電位点Ｃ０Ｍ
１に対してフローティングとなっている。

Ｈ（ハイ）個入力端子ＩＮ１は抵抗素子Ｒ□を介して演
算増幅器Ａの反転（−）入力端に接続され、Ｌ（ロウ）
個入力端子ＩＮ２は非反転（＋）入力端に接続されると
共に、ＣＯＭ□に接続されている。

Ａの出力端はブースタ罠を介してＬ側出力端０ＵＴ１に
接続されている。

Ａの反転（−）入力端は抵抗素子Ｒ２を介してスイッチ
ＳＷ２の端子２に接続されると共に、Ｒ３を介してＳＷ
ｌの可動片３に接続され、ＳＷｌの端子１はＨ側出力端
子０ＵＴ２に接続されている。

出力端子０ＵＴ２はスイッチＳＷ２の可動片３と抵抗素
子Ｒ４の一端に接続されると共にＳＷ３の端子１に接続
され、Ｒ１の他端はＳＷ２の端子１とＳＷ３の端子２及
び基準電位点Ｃ０Ｍ２に接続され、又、ＳＷ３の可動片
３は基準電位点Ｃ０Ｍ１に接続されている。

このように本考案の直流増幅器は４線式となっている。

このような構成に係る本考案の直流増幅器においては、
切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の可動片３をそれぞれ端子
１に接続することによって電圧出力モードとなる。

この電圧出力モードの回路接続を抜き出すと第２図の如
くなる。

以下、この第２図を用いて電圧出力モードの場合の動作
を説明する。

第２図において、入力端子ＩＮ１． ＩＮ２より印加さ
れる電圧ＥｉはＲ１を介して演算増幅器Ａに供給されＡ
の出力電圧はこの出力電圧により制御されるブースタＢ
Ｓによりパワー増幅される。

ブー・スタ田の電源はフローティング電源となっており
、その基準電位点はＣ０Ｍ２となっている。

このため、田の出力電圧は出力端子０ＵＴ１と基準電位
点Ｃ０Ｍ２間より取出され、出力端子０ＵＴ１．０田゛
２に接続される負荷に印加される。

この場合、負荷電流は０ＵＴ２よりこの０ＵＴ２と基準
電位点Ｃ０Ｍ２を接続する接続線１゜を流れ、０ＵＴ２
とＣ０Ｍ１を接続する接続線１１には流れない。

このため、出力端子０ＵＴ２と信号線基準電位点ＣＯＭ
工は同電位となっている。

仮りにブースタＢＳと信号源の電源が同じであり、その
電源の基準電位点をＣＯＭ□とすると、ＢＳの出力は出
力端子−０ＵＴ１とＣＯＭ工間より取出されることにな
る。

この場合、負荷に流れる電流は出力端子０ＵＴ２から接
続線１１に流れるので、１１の抵抗によりこの１□には
電圧降下が生じる。

演算増幅器Ａは加算点の電位が信号源基準電位点ＣＯＭ
、の電位に等しくなるように出力電圧が制御されるもの
であるから、０ＵＴ２と基準電位点Ｃ０Ｍ１間に接続線
１□による電圧降下があるとこの電圧降下ぶんだけ出力
電圧に誤差が生じることになる。

特に、ブースタＢＳにより電力増幅されているような演
算増幅器においては、接続線１１を流れる電流は大きな
ものとなり、したがってその電圧降下も大きい。

これに対して、ブースタＢＳの電源にフローティング電
源を用い、かつ４線式で構成した本考案の装置において
は前記したように負荷に供給される電流はブースタＢＳ
の基準電位点Ｃ０Ｍ２には流れるが、信号線基準電位点
Ｃ０Ｍ１には流れないので、負荷電流が大きくても接続
線１□による電圧降下には全く影響されず、入力信号に
対応した大きさの電圧を出力端子Ｏびり。

０ＵＴ２より正確に取出すことができる。

次に第１図の装置において切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ３
の各可動片３を端子２にそれぞれ接続すると出力は電流
モードとなるが、第３図にこの電流モードの場合の回路
接続を抜き出して示し、以下、この第３図について説明
する。

第３図において、ブースタ田はフローティング電源であ
るので、出力電流は出力端子０ＵＴ１→負荷→０ＵＴ２
→抵抗Ｒ４→基準電位点Ｃ０Ｍ２に流れ、信号線基準電
位点であるＣ０Ｍ１には流れない。

仮りにブースタＢＳと信号源電源が同一である場合には
負荷に流れる電流は抵抗Ｒ４より基準電位点Ｃ０Ｍ１を
流れるので、Ｐ点と基準電位点ＣＯＭ□を接続する接続
線１１の電圧降下が出力電流の大きさに影響する。

これに対して、ブースタＢＳをフローティング電源とし
た第３図の回路における出力端Ａの電位が信号源基準電
位点ＣＯＭ、と同電位となり、この電位を基準として第
３図の演算増幅器Ａは動作するので、Ｐ点と基準電位点
ＣＯＭを接続する接続線の抵抗に影響されずに入力信号
Ｅｉに正確に対応した電流を負荷に供給することができ
る。

以上説明したように、本考案によればブースタ田の電源
をフローティング電源とし、かつ４線式で構成すること
により、出力端子と基準電位点を結ぶ接続線に影響され
ずに電圧と電流を切換えて出力することのできる直流増
幅器が簡単な構成によって実現することができる。

第１図は演算増幅器Ａとして反転増幅器を使用した場合
の実施例であるが、第４図は非反転増幅器を使用した場
合の本考案に係る直流増幅器の実施例の回路図である。

第４図において、Ａは非反転増幅器である。

第４図において第１図と回路構成上相違するところは、
一端が信号源基準電位点Ｃ０Ｍ１に接続された抵抗素子
Ｒ１の他端をＡの反転（−）入力端に接続し、Ｈ個入力
端ＩＮ□をＡの非反転入力端（＋）に接続し、Ｌ個入力
端ＩＮ２を基準電位点Ｃ０Ｍ１に接続した点である。

このような構成の第４図の装置においては、第１図と同
様にブースタＢＳがフローティング電源となっており、
かつ４線式に構成されているので、電圧、電流モードに
おいても出力端子０ＵＴ２と基準電位点Ｃ０Ｍ１．Ｃ０
Ｍ２を接続する接続線の電圧降下による影響のない正確
な直流増幅器を得ることができる。

第５図は本考案の直流増幅器に係る更に別の実施例の構
成説明図である。

第５図においてＳＷｌ。ＳＷ２は電圧、電流モード切換
スイッチで、１が電圧出力モード端子、２が電流出力モ
ード端子である。

ブースタ田の電源は第１図及び第４図と同様に信号源電
源とは別電源となっており、フローティングとなってい
る。

ＣＯＭ、は信号源基準電位点、Ｃ０Ｍ２はブースタ基準
電位点を示すものである。

この構成の直流増幅器は電圧出力モードの場合は接続線
の影響は無いが電流出力モードの場合に出力端子０ＵＴ
１とＱ点の接続線１の抵抗による電圧降下が出力電流に
影響を及ぼす。

ただし、切換スイッチがＳＷｌとＳＷ２の２個になり、
第１図及び第４図の実施例よりスイッチが１つ省略でき
、このため全体構成を簡略化することができ利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の直流増幅器の一実施例を示す回路図、
第２図は第１図回路における電圧モードの場合の回路図
、第３図は第１図回路における電流モードの場合の回路
図、第４図及び第５図はそれぞれ本考案の直流増幅器の
他の実施例の回路図である。 Ａ・・・・・・演算増幅器、ＢＳ・・・・・・ブースタ
、ＳＷ１〜ＳＷ３・・・・・・切換スイッチ、Ｃ０Ｍ１
・・・・・・信号源コモン、Ｃ０Ｍ２・・・・・・ブー
スタコモン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 基準電位点をＣＯＭ、とする入力信号源が接続された演
   算増幅器、この演算増幅器の出力端に接続されその電源
   の基準電位点Ｃ０Ｍ２が前記入力信号源の基準電位点Ｃ
   ＯＭ、に対してフローテングとなっているブースタ、こ
   のブースタの出力端が接続された第１の出力端子、第１
   の端子が前記第１の出力端子に接続され可動片が抵抗素
   子を介して前記演算増幅器の入力端に接続された第１の
   切換スイッチ、第１の端子が基準電位点Ｃ０Ｍ２に接続
   され、可動片が抵抗素子を介して基準電位点Ｃ０Ｍ２に
   接続されると共に第２の出力端子に接続され、かつ第２
   の端子が抵抗素子を介して前記演算増幅器の入力端に接
   続された第２の切換スイッチ、及び第１の端子が第２の
   出力端子に接続され第２の端子が基準電位点Ｃ０Ｍ２に
   接続され、かつ可動片が基準電位点ＣＯＭ□に接続され
   前記第１と第２の切換スイッチと連動する第３の切換ス
   イッチとよりなる直流増幅器。