JPS6282703A - 高入力インピ−ダンス広帯域増幅器 - Google Patents

高入力インピ−ダンス広帯域増幅器

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JPS6282703A
JPS6282703A JP60223271A JP22327185A JPS6282703A JP S6282703 A JPS6282703 A JP S6282703A JP 60223271 A JP60223271 A JP 60223271A JP 22327185 A JP22327185 A JP 22327185A JP S6282703 A JPS6282703 A JP S6282703A
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JP
Japan
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amplifier
input terminal
inverting input
gain
feedback
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JP60223271A
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Shusaku Shimada
修作 島田
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、高入力インピーダンス広帯域増幅器に関する
ものであり、詳しくは、非反転構成の高入力インピーダ
ンス広帯域増幅器に関するものである。
(従来の技術) 波形測定器などの高精度の電子測定器の入力増幅器とし
ては、広い周波数帯域にわたって周波数特性が良好であ
ること、ドリフトが小さいこと、入力信号源に対する負
荷の影響を小さくするために入力インピーダンスが極め
て大きいことなどが要求される。
第4図は、従来のこのような入力増幅器の一例を示す回
路図である。第4図において、入力端子1に加えられる
入力信号の交流成分は結合コンfンサ2およびバッファ
アンプ3を介して出力端子4に送出される。一方、入力
端子1に加えられる入力信号の低周波成分も含む直流成
分は抵抗器5゜6よりなる入力分圧回路、演算増幅器7
の非反転入力端子および抵抗器8を介してバッフ7アン
プ3に加えられている。なお、バッファアンプ3の出力
端子は抵抗器8.9よりなる出力分圧回路を介して共通
電位点に接続され、抵抗器8,9の接続点は抵抗器10
を介して演算増幅器7の反転入力端子に接続されている
このような構成において、演算増幅器7のオープンルー
プゲインは非常に大きいので、入力分圧回路と出力分圧
回路の分圧比を適切に選定することによりバッフ7アン
プ3に加えられる交流成分および直流成分を等しくする
ことができる。抵抗器10は演算増幅器7の反転入力端
子および非反転入力端子に対する入力インピーダンスを
等しくするためのものである。
このように構成することにより、出力端子4に送出され
る出力信号は抵抗器10を介して演算増幅器7に負帰還
されているので直流から高周波にわたって入力信号に正
確に追随することになり、直流のレベル変動やドリフト
、信号歪などを、生じることはない。また、低周波に対
するゲインおよび高周波に対するゲインの変動も負帰還
ループの修正I11能によって補償されることになる。
(発明が解決しようとする問題点)    −しかし、
このような構成によれば、交流成分に対するゲインはバ
ッファアンプ3により設定されることになるが、その精
度が低いという欠点がある。
本発明は、このような点に着目したものであって、その
目的は、直流から高周波までの広い周波数帯域にわたっ
て高精度の一定のゲインを有し、入力インピーダンスが
極めて大きい非反転構成の高入力インピーダンス広帯域
増幅器を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) このような目的を達成する本発明は、直流から高周波ま
で平坦なオープンループゲインA1を有し非反転入力端
子に入力信号が加えられる第1の増幅器と、高精度の直
流ゲインA2を有し反転入力端子に入力信号が加えられ
る第2の増幅器と、直流から高周波まで平坦なオープン
ループゲインA3を有し非反転入力端子にMlのm幅器
の出力信号が加えられ反転入力端子に第2増幅器の出力
信号が加えられる第3の増幅器と、第3の増幅器の出力
信号を帰還率β盲で第1の増幅器の反転入力端子に帰還
する第1の帰還回路と、第3の増幅器の出力信号を帰還
率β2で第2の増幅器の非反転入力端子に帰還する第2
の帰還回路とを具備し、前記帰還率β2は1/β2が所
望の回路ゲインになるように選定されたことを特徴とす
る。
(実施例) 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説用する。
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
第1図において、11は入力端子であり、直流から高周
波まで平坦なオープンループゲイン△瞥を有する第1の
増幅器12の非反転入力端子に接続されるとともに、高
精度の直流ゲインA2を有する第2の増幅器13の反転
入力端子に接続されている。14は直流から高周波まで
平坦なオープンループゲインA3を有する第3の増幅器
であり、非反転入力端子には第1の増幅器12の出力信
号が加えられ反転入力端子には第2増幅器13の出力信
号が加えられている。15は第3の増幅器14の出力信
号を911選率βずで第1の増fI器12の反転入力端
子に帰還する第1の帰還回路、16は第3の増幅器14
の出力信号を帰還率β2で第2の増幅器13の非反転入
力端子に帰還する第2の帰還回路、1tは出力端子であ
る。
このような構成において、回路の伝達関数は次のように
なる。
ここで、帰還率β2を1/β2が所望の回路ゲインにな
るように選定し、β1をβW−β2−(1/A+ ・A
3)になるように選定することにより、直流から高周波
までの広い周波数帯域にわたって高精度の一定のゲイン
を有し、入力インピーダンスが極めて大きい非反転構成
の高入力インビーダンス広帯域増幅器が実現できる。
第2図は第1図の具体的な回路例を示す回路図、第3図
は第2図の概略回路図であり、第1図と同一部分には同
一符号を付けている。これら図面において、第1の増幅
器A1は、電界効果トランジスタFET+ 、FET2
 、電流11iCC+ 、CC2、トランジスタTr+
、Tr2、抵抗器R1〜R4で構成されている。電界効
果トランジスタFET言のゲートには入力端子11が接
続され、ソースは電源線■+に接続され、ドレインはト
ランジスタ丁r1のベースに接続されるとともに抵抗器
R+および電流源CG+を介して′RvA線V−に接続
されている。トランジスタ丁rlのコレクタは電源線V
+に接続され、エミッタは抵抗器R+ と電流源CC+
の接続点に接続されている。電界効果トランジスタFE
T2のゲートは帰還率β1.R2を設定するために直列
接続された3個の抵抗器R6〜Rsの抵抗器R7とRθ
との接続点に接続され、ソースは電源線V+に接続され
、ドレインはトランジスタTr2のベースに接続される
とともに抵抗器R2および電流源CC2を介して電源線
■−に接続されている。トランジスタTr2のコレクタ
はトランジスタTr3のベース、トランジスタ丁r4の
コレクタに接続されるとともに抵抗器R4を介して共通
電位点に接続され、エミッタは抵抗器R2と電流源CC
2の接続点に接続されるとともに抵抗器R3を介してト
ランジスタTr1のエミッタに接続されている。このよ
うにして構成される第1の増幅器12は、直流から高周
波まで一定のオープンループゲイン(例えば40倍)を
有している。第2の増#i器13としては高精度の直流
特性を有する演算増幅器を用いている。演算増幅器13
の反転入力端子には入力端子11が接続され、非反転入
力端子には抵抗RR6とR7の接続点が接続され、出力
端子は抵抗器Rhoを介してトランジスタTr4のベー
スに接続されている。第3の増幅器14は、トランジス
タT ’ 3 +ツェナーダイオードZD+および抵抗
器Rうで通常のエミッタフォロアアンプとして構成され
ている。トランジスタTr3のコレクタは電源線V+に
接続され、エミッタはツェナーダイオードZD+のカソ
ードに接続され、ツェナーダイオードZ D +のアノ
ードは出力端子17に接続されるとともに抵抗器R5を
介して電源線V−に接続されている。出力端子17は帰
還率β嘗、β2を設定するために直列接続された3個の
抵抗器R6〜R,を介して共通電位点に接続されている
。トランジスタ7r4のエミッタは抵抗器R9を介して
電源線■+に接続されている。なお、これらトランジス
タTr4および抵抗器Re * R+ oは第2の増幅
器13の出力電圧を電流に変換する変換回路を構成して
いる。
このような構成において、入力信号vinの直流成分お
よび低周波成分は第1の増幅器12および第2の増幅器
13で増幅される。ここで、第2の増幅器13のオープ
ンループゲインは第1の増幅器12のオープンループゲ
インに比べてはるかに大きいので第2の増幅器13の直
流特性がそのまま出力信号Voutに現われることにな
り、伝達関数は第(2)式%式% 一方、高周波成分に関する伝達関数は前述筒(1)式の
ようになり、クローズループゲインは変わらない。この
第(1)式が成立するためにはβツーβ2−(1/A冒
 ・A3)とともにlA++A2 l〜器を用いること
によりA2 =lA2 1/ (1+T2・S)となる
ことがら、 となり、A + ”−0テアル限’) l Al +A
2  l ’;0となる。そして、第(1)式から明ら
かなように、第1の増幅器12および第3の増幅器14
のオープンループゲインが平坦である限り出力信号VO
Utに第2の増幅器13の周波数特性が川ゎれないこと
になる。
なお、第(1)式を正確に成立させるためには、入力信
QVtnとして方形波を加えて第2の増幅器13の出力
が直流(振幅が零)になるように抵抗器R3を調整すれ
ばよい。
試作回路によれば、第2図のように構成することによっ
て、直流から数10MHzまでの広帯域にわたって高入
力インピーダンスおよび平坦なゲインを有することが確
認できた。そして、その場合の消費電力および価格は、
市販されている同等性能を有するハイブリッド広帯域演
算増幅器に比べて数分の1になった。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、直流から高周波
までの広い周波数帯域にわたって高精度の一定のゲイン
を有し、入力インピーダンスが極めて大きい非反転構成
の高入力インピーダンス広帯域増幅器が実現でき、実用
上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図の具体例を示す回路図、第3図は第2図の簡略回
路図、第4図は従来の回路の一例を示す回路図である。 11・・・入力端子、12・・・第1の増幅器、13・
・・第2の増幅器、14・・・第3の増幅器、15・・
・第1の帰還回路、1G・・・第2の帰還回路、17・
・・出力端子。 第J図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 直流から高周波まで平坦なオープンループゲインA_1
    を有し非反転入力端子に入力信号が加えられる第1の増
    幅器と、高精度の直流ゲインA_2を有し反転入力端子
    に入力信号が加えられる第2の増幅器と、直流から高周
    波まで平坦なオープンループゲインA_3を有し非反転
    入力端子に第1の増幅器の出力信号が加えられ反転入力
    端子に第2増幅器の出力信号が加えられる第3の増幅器
    と、第3の増幅器の出力信号を帰還率β_1で第1の増
    幅器の反転入力端子に帰還する第1の帰還回路と、第3
    の増幅器の出力信号を帰還率β_2で第2の増幅器の非
    反転入力端子に帰還する第2の帰還回路とを具備し、前
    記帰還率β_2は1/β_2が所望の回路ゲインになる
    ように選定され、前記β_1はβ_1=β_2−(1/
    A_1・A_3)になるように選定されたことを特徴と
    する高入力インピーダンス広帯域増幅器。
JP60223271A 1985-10-07 1985-10-07 高入力インピ−ダンス広帯域増幅器 Granted JPS6282703A (ja)

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JP60223271A JPS6282703A (ja) 1985-10-07 1985-10-07 高入力インピ−ダンス広帯域増幅器

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JP60223271A JPS6282703A (ja) 1985-10-07 1985-10-07 高入力インピ−ダンス広帯域増幅器

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JPS6282703A true JPS6282703A (ja) 1987-04-16
JPH0216048B2 JPH0216048B2 (ja) 1990-04-16

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JP60223271A Granted JPS6282703A (ja) 1985-10-07 1985-10-07 高入力インピ−ダンス広帯域増幅器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345191A (en) * 1992-07-31 1994-09-06 Leader Electronics Corp. Broad-band amplifier

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5345191A (en) * 1992-07-31 1994-09-06 Leader Electronics Corp. Broad-band amplifier

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JPH0216048B2 (ja) 1990-04-16

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