JPS6059806A - 演算増幅器のオフセツト処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、演算増幅器のオフセット処理方法に関し、特
に演算増叫器のオフセット調整を単一の電源を用いて行
なうことができる演算増幅器のオフセット処理方法に関
するものである。

〔従来技術〕

一般に、演算増幅器は、高精度の増幅、演算などのアナ
ログ演算回路や信号処理回路に汎用されているが、入力
信号が零であっても出力側にはオフセット電圧が発生し
、それが出力電圧に誤差を生じさせる要因となっている
。そのため、第３図に示す如く、入力抵抗Ｒ１と帰還抵
抗Ｒ２を含む演算増幅器ＯＰの反転入力端子ｅに所定の
ノくイアスミ圧を供給するように正、負の２つの電源Ｅ
１と８２間に接続された可変抵抗ｖＲ１と抵抗Ｒｔ　１
＋　Ｒ’１　ｓよりなる分圧回路Ｒｖ１を設け、前記可
変抵抗ＶＲｉによってバイアス電圧を可変することによ
バ演算増幅器ＯＰの出力電圧を零に調整するものとなっ
ている。しかし、かかる従来のものでは、正、負の２つ
の電源が必要になるという欠点があった。なお、第３図
においてＶｘＮよびｖ２は正、負の電源Ｅ１およびＦ、
１よυそれぞれ電圧が供給される演算増幅器ＯＰの電源
端子、ＩＮは入力端子でおる。

〔発明の概要〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、演算増幅器のオフセット調整を単一の電源を用いて行
なうことができる演算増幅器のオフセット処理方法を提
供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、２つの入
力端子を有する演算増幅器において、単一の電源からの
電圧を分圧して可変のバイアス電圧を供給する分圧回路
を設け、前記演算増幅器の一方の入力端子に前記分圧回
路よシ供給された可変のバイアス電圧と入力信号とを入
力（、前記演算増幅器のオフセット調整に際し、前記分
圧回路から供給するバイアス電圧を可変して演算増幅器
の出力電圧を一定値にオフセットさせておくことによシ
、該演算増幅器の出力電圧を取シ出してそれを処理する
過程で前記オフセット分を差し７引くようにしたもので
ある。以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する
。

〔実施例〕

第１図は本発明にかかる演算増幅器のオフセット処理方
法を発電機用デジタルマルチメータに適用した場合の一
実施例を説明するための全体の概略ブロック図、第２図
はその主要部の具体的な回路構成図である。これらの図
において、１は図示しないエンジンの回転によって正弦
波の交流電圧を出力する発電機であり、この交流電圧は
、交流出力端子２を介して交流負荷（図示せず）に供給
されるとともに、一対の整流用ダイオード４ａｙ４ｂで
全波整流されて直流電圧に変換されたうえ、直流出力端
子３を介して直流負荷としてのバッテリ５に供給される
ものとなっている。６は前記発電機１から交流出力端子
３を経て交流負荷に流入する正弦波の交流電流を検出す
る電流検出用トランス、７は該電流検出用トランス６で
検出される交流電流のピーク値を検出するピーク値検出
器、８は発電機１から交流出力端子２を経て交流負荷に
供給する正弦波の交流電圧を検出する電圧検出用トラン
ス、９は該電圧検出用トランス８にて検出される交流電
圧のピーク値を検出するピーク値検出器である。

ォた、１０は前記発電機１がら直流出方端子３を介［１
，てバッテリ５に流入する直流電流として第４図の）に
示す如く全波整流波に相板した波形のひずみ波電流を検
出する電流検出用抵抗、１１は該電流検出用抵抗１０で
検出される全波整流波に相ノ払したひずみ波電流を積分
する積分回路であシ、この積分回路１１は、第２図に示
すように、電流検出用抵抗１０に対して並列接続された
抵抗ＲとコンデンサＣとからなっている。１２は前記積
分回路１１で積分された積分出方のピーク値を検出する
ピーク値検出器であシ・このピーク値検出器１２は、演
算増幅器ＯＰの一方の非反転入力端子■に入力抵抗Ｒ１
を接続し、かつその出方端側ともう一方の反転入力端子
ｅとの帰還ループにダイオードＤ１を介して帰還抵抗Ｒ
１を接続すると共に抵抗Ｒ８を介して接地された非反転
型増幅回路を構成し、前記演算増幅器ｏｐの出方端にア
ノードが接続されたダイオードＤｌのカソードと帰還抵
抗Ｒｓとの接続点と接地間に抵抗Ｒ４１コンデンサｃｌ
よシなる積分回路を接続する。そして、前記演算増幅器
ＯＰの非反転入力端子のには正の電源Ｅ１からの電圧を
可変抵抗ＶＲｉと抵抗ＲｔｌおよびＲｉｍとで分圧して
可変のバイアス電圧を供給する分圧回路ＲＶｓがオフセ
ット調整回路として構成されている。すなわち、ピーク
値検出器１２は、演算増幅器ｏｐのオフセット調整に際
し、その非反転入力端子■に分圧回路ＲＶｓの可変抵抗
ＶＲｚを可変して所定のバイアス電圧を供給することに
よシ、演算増幅器ｏｐの出力電圧を零に調整せずに正の
一定値にオフセットさせるものとなっている。１３は前
記各ピーク値検出器７，９および１２によって検出され
る交流の電流、電圧および直流電流に対応したそれぞれ
のピーク値を入力信号としそれらをＡ　−Ｄ（アナログ
−デジタル）変換するＡ−Ｄ変換器、１４は前記Ａ−Ｄ
変換器１３でＡ−Ｄ変換されるピーク値を入力データと
しそのピーク値から実効値を演算する通常のマイクロプ
ロセッサであシ、このマイクロプロセッサ１４は、図示
しないモード選択スイッチの操作に伴なうモード選択信
号を。

入力とし、そのモード選択信号に応じた演算結果の実効
値を測定データとしてデジタル表示器１５に転送してデ
ジタル表示を行なうものとなっている。

次に上記実施例の動作を説明する。ここで、ピーク値検
出器１２は、上述のように演算増幅器ＯＰをオフセット
調整してその出力電圧が正の一足値にオフセットされて
いるものとする。しかして、発［６１から出力される正
弦波の交流電流を測定する場合、電流検出用トランス６
はその正弦波に相イ臥した交流電流を検出しピーク値検
出路７に入力する。これによシ、ピーク値検出器７は前
記電流検出用トランス６で検出される交流電流のピーク
値を検出し、そのピーク値がＡ　−Ｄ変換器１３にてＡ
−Ｄ変換されマイクロプロセッサ１４に入力される。す
ると、マイクロプロセッサ１４け、Ａ−Ｄ変換器１３か
ら出力されるピーク値を入力データとし、該ピーク値に
一定値（１／７−２）を掛算して実効値を算出すること
によシ、その実効値が交流電流の実効値としてデジタル
表示器１５で表示される。また、発電機１からの交流電
圧を実効値で測定する場合も同様にして測定できる。

つぎに、発電機１から直流出力端子３を介してバッテリ
５に流入する直流電流を測定する場合、その直流電圧は
第４図←）に示すように全波整流波になるのに対し、直
流電流は第４図（ｂ）に示す如く断続的な全波整流波に
相似した波形のひずみ波となり、これを電流検出用抵抗
１０は検出する。すると、積分回路１１は、前記電流検
出用抵抗１０で検出されるひずみ波電流を抵抗Ｒを通し
てコンデンサＣにて積分し、その積分出力波形は原ひず
み波電流の波形よりも相対的に小さくなってピーク値検
出器１２に入力される。このとき、ピーク値検出器１２
において、コンデンサＣ１が上記演算増幅器ＯＰのオフ
セット調整による一足値の初期状態にあると、演算増幅
器０Ｐｉｔ、コンパレータとして動作し、その入力電圧
により出力端側に正の電圧を出力してダイオードＤｌを
導通させ、負帰還ループを形成し、入力電圧のピーク値
をコンデンサＣ１で保持する。そして、演算増幅器ＯＰ
はその出力電圧が入力電圧より大きくなるときはダイオ
ードＤＩが不導通となってオープンループのコンパレー
タとして動作し、かかる動作を入力電圧の周期毎に繰返
す。その結果、抵抗Ｒ４とコンデンサＣＩとの出力点ａ
からは入力電圧に対してオフセット分の一定値が重畳さ
れたピーク値が検出される。

これによシ、ピーク値検出器１２で検出されるピーク値
は、Ａ−Ｄ変換器１３でＡ−Ｄ変換されたうえ、マイク
ロプロセッサ１４に入力される。したがって、このマイ
クロプロセッサ１４は、上述した交流電流の測足時と同
様に前記ピーク値から実効値を算出する際に、上記オフ
セット分だけ差し引いて実効値を算出することによシ、
ひずみ波の実効値をデジタル表示器１５で表示すること
ができる。

このように、上記実施例によると、第４図（ｂ）に示す
ようなひずみ波電流を測定する場合、該ひずみ波電流を
電流検出用抵抗１０によって検出し、このひずみ波電流
を積分回路１１で積分して、そのピーク値をピーク値検
出器１２にて検出することにより、前記ひずみ波電流の
波形が全波整流波よシひずみ方が比較的大きい場合でも
これを全波整流波と見なしてピーク値から実効値を算出
することができる。したがって、積分回路１１の抵抗Ｒ
とコンデンサＣとの積分定数をひずみ波電流波形のひず
み方、つまシ通電時間（デユティ−ともいう）１７Ｉｌ
：応じて適宜選択することによ）、ピーク値の検出では
実効値が測定できないひずみ波形に対して実効値に近似
した値を数％の誤差で測定することが可能になる。その
ため、従来のように波形の開時値から実効値を算出する
ものに比して処理が容易となり、またコスト的にも有効
となシ、簡易化がはかれる。

また、ピーク値検出器１２の演算増幅器ｏｐをオフセッ
ト調整するのに、演算増幅器ＯＰの非反転入力端子■に
分圧回路ＲＶ８の可変抵抗ＶＲｉを可変して所定のバイ
アス電圧を供給し、その出力電圧を零に調整せずに正の
一定値にオフセットさせτおき、マイクロプロセッサ１
４にてピーク値から実効値を算出する際に前記オフセッ
ト分を差し引くようにすることにより、電源の単一化が
はかれるなどの利点を奏する。

なお、上述した実施例ではデジタルマルチメータに用い
るピーク値検出器の演算増幅器をオフセット調整する場
合について示したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、演算増幅器の出力信号を取り出して各種の演算
処理を行なう装置のすべてに適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による演算増幅器のオフセ
ット処理方法によれば、オフセット調整を単一の電源を
用いて行なうことができるので、電源の簡素化、低コス
ト化がはかれる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる演算増幅器のオフセット処理方
法を発電機用デジタルマルチメータに適用した場合の一
実施例を説明するための全体の概略ブ石ツク図、第２図
は第１図の積分回路およびピーク値検出器の回路構成図
、第３図は従来の演算増幅器の一例を示す回路構成図、
第４図（ＩＩＬ）および（ｂ）は第１図の発電機から直
流出力端子を経てバッテリに供給される全波整流波の電
圧およびひずみ波電流の波形図である。 １０・・・・電流検出用抵抗、１１・・・・積分回路、
１２・・・争ピーク値検出器、１３・・・・Ａ、Ｔ’）
変換器、１４・俸尋争マイクロプロセッサ、１５・・・
・デジタル表示器、ＯＰ−・Ｏ・演算増幅器、Ｒ１・・
・・入力抵抗、Ｒ２・・・・帰還抵抗、Ｒ３・・・・抵
抗、ＲＶｓ・・・・分圧回路、ＶＲＩ、　ａ　ｅ　ａ　
ｅ可変抵抗、Ｒ２ｔ、Ｒ２ｓ＠ｅ　ｅ　＋＋抵抗、Ｅｌ
・・・Φ正の電源。 特許出願人　株式会社小糸製作所 代　理　人　山川数構（を肪）１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２つの入力端子を有する演算増幅器において、単一の電
   源からの、電圧を分圧して可変のバイアス電圧を供給す
   る分圧回路を設け、前記演算増幅器の一方の入力端子に
   前記分圧回路よシ供給された可変のバイアス電圧と入力
   信号とを入力し、前記演算増幅器のオフセット調整に際
   し、前記分圧回路から供給するバイアス電圧を可変して
   演算増幅器の出力電圧を一定値にオフセットさせておく
   ことによシ、該演算増幅器の出力電圧を取シ出してそれ
   を処理する過程で前記オフセット分を差し引くようにす
   ることを特徴とする演算増幅器のオフセット処理方法。