JP2863758B2 - 入力オフセット電圧補正装置 - Google Patents
入力オフセット電圧補正装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、オペアンプの入力オ
フセット電圧による誤差を補正する入力オフセット電圧
補正装置に関する。
フセット電圧による誤差を補正する入力オフセット電圧
補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、アナログ信号処理回路の出力信
号に現れる誤差を補正することのできる測定回路を示
す。１は抵抗、２は検出部である。この検出部２は、ブ
リッジ抵抗バランス型検出センサーにより構成されてい
る。検出部２は、たとえば人体より発せられる微弱な赤
外線を検出する。そして、検出した赤外線に対応した電
圧信号を出力する。差動増幅回路３は、検出部２の出力
する電圧信号の差動成分を増幅する回路である。この差
動増幅回路３は、オペアンプＯＰｌ，ＯＰ２，ＯＰ３等
により構成されている。スイッチ６は、アナログマルチ
プレクサにより構成されている。このスイッチ６は、端
子ａあるいは端子ｂあるいは端子ｃに切換えられる。７
はＡ／Ｄコンバータ、８はマイクロコンピュータ、この
マイクロコンピュータ８はＡ／Ｄコンバータ７の出力す
るディジタル信号をメモリに格納し、これらの信号を演
算処理する。仮にオペアンプのオフセット温度特性を直
線的な変化と仮定すると、差動増幅回路３を構成するオ
ペアンプＯＰ１のオフセット電圧およびその温度特性Ｖ
ａは、２５°Ｃでのオフセット電圧をＶａ１，オフセッ
ト温度特性係数をＶａ２，温度をＴとすると
号に現れる誤差を補正することのできる測定回路を示
す。１は抵抗、２は検出部である。この検出部２は、ブ
リッジ抵抗バランス型検出センサーにより構成されてい
る。検出部２は、たとえば人体より発せられる微弱な赤
外線を検出する。そして、検出した赤外線に対応した電
圧信号を出力する。差動増幅回路３は、検出部２の出力
する電圧信号の差動成分を増幅する回路である。この差
動増幅回路３は、オペアンプＯＰｌ，ＯＰ２，ＯＰ３等
により構成されている。スイッチ６は、アナログマルチ
プレクサにより構成されている。このスイッチ６は、端
子ａあるいは端子ｂあるいは端子ｃに切換えられる。７
はＡ／Ｄコンバータ、８はマイクロコンピュータ、この
マイクロコンピュータ８はＡ／Ｄコンバータ７の出力す
るディジタル信号をメモリに格納し、これらの信号を演
算処理する。仮にオペアンプのオフセット温度特性を直
線的な変化と仮定すると、差動増幅回路３を構成するオ
ペアンプＯＰ１のオフセット電圧およびその温度特性Ｖ
ａは、２５°Ｃでのオフセット電圧をＶａ１，オフセッ
ト温度特性係数をＶａ２，温度をＴとすると
【０００３】
【数１】Ｖａ＝Ｖａ１＋Ｖａ２×（Ｔ−２５）
【０００４】により表わすことが出来る。また、オペア
ンプＯＰ２のオフセット電圧およびその温度特性Ｖｂ
は、２５°Ｃでのオフセット電圧をＶｂ１，オフセット
温度特牲係数をＶｂ２，温度をＴとすると
ンプＯＰ２のオフセット電圧およびその温度特性Ｖｂ
は、２５°Ｃでのオフセット電圧をＶｂ１，オフセット
温度特牲係数をＶｂ２，温度をＴとすると
【０００５】
【数２】Ｖｂ＝Ｖｂ１＋Ｖｂ２×（Ｔ−２５）
【０００６】により表わすことが出来る。さらに、オペ
アンプＯＰ３のオフセット電圧およびその温度特牲Ｖｃ
は、２５°Ｃでのオフセット電圧をＶｃ１，オフセット
温度特性係数をＶｃ２，温度をＴとすると
アンプＯＰ３のオフセット電圧およびその温度特牲Ｖｃ
は、２５°Ｃでのオフセット電圧をＶｃ１，オフセット
温度特性係数をＶｃ２，温度をＴとすると
【０００７】
【数３】Ｖｃ＝Ｖｃ１＋Ｖｃ２×（Ｔ−２５）
【０００８】により表わすことが出来る。オペアンプＯ
Ｐ１，ＯＰ２，ＯＰ３のオフセット電圧およびその温度
特性Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃより、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ７の電位は
Ｐ１，ＯＰ２，ＯＰ３のオフセット電圧およびその温度
特性Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃより、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ７の電位は
【０００９】
【数４】 Ｖ２＝Ｖ６＋Ｖｂ Ｖ１＝Ｖ５＋Ｖａ Ｖ７＝Ｖ８＋Ｖｃ
【００１０】となる。従って、オペアンプＯＰ１とオペ
アンプＯＰ２とによる出力電圧Ｖ３−Ｖ４は
アンプＯＰ２とによる出力電圧Ｖ３−Ｖ４は
【００１１】
【数５】
【００１２】となる。この結果、オペアンプＯＰ３の出
力電圧Ｖｏは
力電圧Ｖｏは
【００１３】
【数６】
【００１４】となる。ここで、Ｒ１＝Ｒ４＝Ｒａ，Ｒ２
＝Ｒ５＝Ｒｂ，Ｒ６＝Ｒ７＝Ｒｃとすると、出力電圧Ｖ
ｏは
＝Ｒ５＝Ｒｂ，Ｒ６＝Ｒ７＝Ｒｃとすると、出力電圧Ｖ
ｏは
【００１５】
【数７】
【００１６】と、簡略化できる。この出力電圧Ｖｏのう
ち
ち
【００１７】
【数８】
【００１８】は、この差動増幅回路３に入力された信号
の差動分Ｖ２−Ｖ１に対応する増幅された出力であるか
ら、差動増幅回路３におけるオフセット電圧および、そ
の温度特性による誤差分Ｅは
の差動分Ｖ２−Ｖ１に対応する増幅された出力であるか
ら、差動増幅回路３におけるオフセット電圧および、そ
の温度特性による誤差分Ｅは
【００１９】
【数９】
【００２０】となり、この誤差分Ｅが差動増幅回路３の
出力電圧Ｖｏに含まれていることになる。上述した差動
増幅回路３で生ずる誤差を補正するには、定点温度でチ
ップオントリミングなどによりオフセット電圧出力がゼ
ロ近傍になるように調整する。また、温度特性あるいは
非再現性誤差についてはオペアンプの特性に頼る外はな
い。さらにオぺアンプの入力端をグランドに接続したと
きと、オペアンプの動作時のオフセットに差が生じるの
が一般的である。
出力電圧Ｖｏに含まれていることになる。上述した差動
増幅回路３で生ずる誤差を補正するには、定点温度でチ
ップオントリミングなどによりオフセット電圧出力がゼ
ロ近傍になるように調整する。また、温度特性あるいは
非再現性誤差についてはオペアンプの特性に頼る外はな
い。さらにオぺアンプの入力端をグランドに接続したと
きと、オペアンプの動作時のオフセットに差が生じるの
が一般的である。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】上述した、従来のオフ
セット電圧による誤差の補正では、次に述べるような問
題点がある。すなわち、入力オフセットの小さい高精度
のオペアンプを製作することは製造工程上容易ではな
く、このようなオペアンプは高価であるとともに用途が
限られる。また、半田付けあるいは季節変化による温度
変化の繰り返しにより、基板歪あるいはパッケージ歪さ
らにはパッケージの吸湿などが生じ、オペアンプのオフ
セットドリフトが生じやすく誤差の原因となるので、微
小信号を増幅するような場合には特に、高精度でオフセ
ットドリフトの小さなオペアンプを使用する必要があ
る。さらにオぺアンプの入力端をグランドに接続したと
きと、オペアンプの動作時のオフセットに差が生じる問
題がある。
セット電圧による誤差の補正では、次に述べるような問
題点がある。すなわち、入力オフセットの小さい高精度
のオペアンプを製作することは製造工程上容易ではな
く、このようなオペアンプは高価であるとともに用途が
限られる。また、半田付けあるいは季節変化による温度
変化の繰り返しにより、基板歪あるいはパッケージ歪さ
らにはパッケージの吸湿などが生じ、オペアンプのオフ
セットドリフトが生じやすく誤差の原因となるので、微
小信号を増幅するような場合には特に、高精度でオフセ
ットドリフトの小さなオペアンプを使用する必要があ
る。さらにオぺアンプの入力端をグランドに接続したと
きと、オペアンプの動作時のオフセットに差が生じる問
題がある。
【００２２】この発明は上記した課題を除去するために
なされたものであり、この発明の目的は、低精度の安価
なオペアンプを使用することができると共に、オペアン
プの動作時におけるオフセット電圧およびオフセットド
リフトによる誤差を高い精度を以て補正することの出来
る入力オフセット電圧補正装置を提供することにある。
なされたものであり、この発明の目的は、低精度の安価
なオペアンプを使用することができると共に、オペアン
プの動作時におけるオフセット電圧およびオフセットド
リフトによる誤差を高い精度を以て補正することの出来
る入力オフセット電圧補正装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】この発明の入力オフセッ
ト電圧補正装置においては、電源の基準電圧端子とグラ
ンド間に接続したブリッジ抵抗バランス型のセンサーか
らなる検出部と、この検出部からの出力を入力とするオ
ペアンプにより構成される第１、第２の差動増幅器を含
むアナログ信号処理手段と、前記第１の差動増幅器の非
反転入力端子と前記第２の差動増幅器の非反転入力端子
間に接続した第１のアナログスイッチと、前記検出部の
出力端子の一端と前記第２の差動増幅器の反転入力端子
間に接続した第２のアナログスイッチと、前記アナログ
信号処理手段の出力を増幅するオペアンプにより構成さ
れた少なくとも１つの差動増幅回路と、前記電源の基準
電圧端子とグランド端子および前記差動増幅回路の出力
端子を切り替える第３のアナログスイッチと、前記第３
のアナログスイッチを介して入力された各端子からのア
ナログ信号をディジタル情報に変換するアナログ／ディ
ジタル変換手段と、この変換された前記各端子からのア
ナログ信号のディジタル情報をメモリに格納し、この格
納したディジタル情報に基づいて演算処理を行い、前記
アナログ信号処理手段の出力信号に含まれる誤差を補正
するとともに、前記第１、第２のアナログスイッチを開
閉制御する演算手段とを有することを特徴とする。
ト電圧補正装置においては、電源の基準電圧端子とグラ
ンド間に接続したブリッジ抵抗バランス型のセンサーか
らなる検出部と、この検出部からの出力を入力とするオ
ペアンプにより構成される第１、第２の差動増幅器を含
むアナログ信号処理手段と、前記第１の差動増幅器の非
反転入力端子と前記第２の差動増幅器の非反転入力端子
間に接続した第１のアナログスイッチと、前記検出部の
出力端子の一端と前記第２の差動増幅器の反転入力端子
間に接続した第２のアナログスイッチと、前記アナログ
信号処理手段の出力を増幅するオペアンプにより構成さ
れた少なくとも１つの差動増幅回路と、前記電源の基準
電圧端子とグランド端子および前記差動増幅回路の出力
端子を切り替える第３のアナログスイッチと、前記第３
のアナログスイッチを介して入力された各端子からのア
ナログ信号をディジタル情報に変換するアナログ／ディ
ジタル変換手段と、この変換された前記各端子からのア
ナログ信号のディジタル情報をメモリに格納し、この格
納したディジタル情報に基づいて演算処理を行い、前記
アナログ信号処理手段の出力信号に含まれる誤差を補正
するとともに、前記第１、第２のアナログスイッチを開
閉制御する演算手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
【作用】この発明では、アナログ信号処理手段の出力側
にオフセット信号を出力させて検出する。一方、また、
入力される信号に対応したアナログ信号処理手段の出力
信号を検出する。次いで、アナログ信号処理手段の出力
する前記オフセット信号および入力される信号に対応し
た出力信号をディジタル情報に変換する。そして、ディ
ジタル情報に変換された前記オフセット信号と前記入力
される信号に対応した出力信号とを基にして演算処理を
行い、前記入力される信号に対応した出力信号に含まれ
るオフセット電圧による誤差を補正する。したがって、
低精度の安価なオペアンプを使用することができると共
に、オペアンプのオフセット電圧およびオフセットドリ
フトによる誤差を補正することの出来る入力オフセット
電圧補正装置を得ることが出来る。
にオフセット信号を出力させて検出する。一方、また、
入力される信号に対応したアナログ信号処理手段の出力
信号を検出する。次いで、アナログ信号処理手段の出力
する前記オフセット信号および入力される信号に対応し
た出力信号をディジタル情報に変換する。そして、ディ
ジタル情報に変換された前記オフセット信号と前記入力
される信号に対応した出力信号とを基にして演算処理を
行い、前記入力される信号に対応した出力信号に含まれ
るオフセット電圧による誤差を補正する。したがって、
低精度の安価なオペアンプを使用することができると共
に、オペアンプのオフセット電圧およびオフセットドリ
フトによる誤差を補正することの出来る入力オフセット
電圧補正装置を得ることが出来る。
【００２５】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１はこの発明の第１の実施例の入力オフセッ
ト電圧補正装置を示す電気回路図である。この図におい
て、抵抗１と検出部２とは直列に接続されており、この
直列回路は、基準電圧ＶＲとグランドとの間に接続され
ている。そして、検出部２は、ブリッジ抵抗バランス型
検出センサーにより構成され、このセンサーはたとえば
人体より発せられる微弱な赤外線を検出する。そして、
検出した赤外線に対応した電圧信号を出力する。差動増
幅回路３は、検出部２の出力する電圧信号の差動成分を
増幅する回路である。この差動増幅回路３は、オペアン
プＯＰｌ，ＯＰ２等により構成されている。検出部２の
一方の出力側において、第１のオペアンプＯＰｌの非反
転入力端子と第２のオペアンプＯＰ２の非反転入力端子
間には第１のアナログスイッチ４が接続され、また検出
部２の他方の出力端と第２のオペアンプＯＰ２の非反転
入力端子間には第２のアナログスイッチ５が接続されて
いる。第３のアナログスイッチ６は、アナログマルチプ
レクサにより構成されている。この第３のアナログスイ
ッチ６は、端子ａあるいは端子ｂあるいは端子ｃに切換
えられる。７は差動増幅回路３からのアナログ出力をデ
ィジタル出力に変換するＡ／Ｄコンバータ、マイクロコ
ンピュータ８は、Ａ／Ｄコンバータ７の出力するディジ
タル信号をメモリに格納し、これらの信号を演算処理す
る。そして第１のスイッチ４はマイクロコンピュータ８
の制御信号Ａにより制御される。また第２のアナログス
イッチ５はマイクロコンピュータ８の制御信号Ｂにより
制御される。
明する。図１はこの発明の第１の実施例の入力オフセッ
ト電圧補正装置を示す電気回路図である。この図におい
て、抵抗１と検出部２とは直列に接続されており、この
直列回路は、基準電圧ＶＲとグランドとの間に接続され
ている。そして、検出部２は、ブリッジ抵抗バランス型
検出センサーにより構成され、このセンサーはたとえば
人体より発せられる微弱な赤外線を検出する。そして、
検出した赤外線に対応した電圧信号を出力する。差動増
幅回路３は、検出部２の出力する電圧信号の差動成分を
増幅する回路である。この差動増幅回路３は、オペアン
プＯＰｌ，ＯＰ２等により構成されている。検出部２の
一方の出力側において、第１のオペアンプＯＰｌの非反
転入力端子と第２のオペアンプＯＰ２の非反転入力端子
間には第１のアナログスイッチ４が接続され、また検出
部２の他方の出力端と第２のオペアンプＯＰ２の非反転
入力端子間には第２のアナログスイッチ５が接続されて
いる。第３のアナログスイッチ６は、アナログマルチプ
レクサにより構成されている。この第３のアナログスイ
ッチ６は、端子ａあるいは端子ｂあるいは端子ｃに切換
えられる。７は差動増幅回路３からのアナログ出力をデ
ィジタル出力に変換するＡ／Ｄコンバータ、マイクロコ
ンピュータ８は、Ａ／Ｄコンバータ７の出力するディジ
タル信号をメモリに格納し、これらの信号を演算処理す
る。そして第１のスイッチ４はマイクロコンピュータ８
の制御信号Ａにより制御される。また第２のアナログス
イッチ５はマイクロコンピュータ８の制御信号Ｂにより
制御される。
【００２６】次に動作について述べる。この実施例で
は、最初第３のアナログスイッチ６は端子ｂに切換えら
れ、第１のアナログスイッチ４はオフ、第２のアナログ
スイッチ５はオンの状態にある。この状態において、基
準電圧ＶＲを抵抗１を介して検出部２に加える。そし
て、検出部２の出力信号を差動増幅回路３により増幅す
る。差動増幅回路３の出力は、第３のアナログスイッチ
６を介してＡ／Ｄコンバータ７に加えられる。Ａ／Ｄコ
ンバータ７でディジタル情報Ｄ１に変換された検出部の
出力信号は、マイクロコンピュータ８のメモリに格納さ
れる。この場合、ディジタル情報Ｄ１には、差動増幅回
路３におけるオフセット電圧あるいはオフセットドリフ
トによる誤差分が含まれている。次に、第１のアナログ
スイッチ４をオン、第２のアナログスイッチ５をオフの
状態にする。そして、この状態で差動増幅回路３におけ
るオフセット電圧を検出し、これをディジタル情報Ｄ２
に変換して、マイクロコンピュータ８のメモリに格納す
る。
は、最初第３のアナログスイッチ６は端子ｂに切換えら
れ、第１のアナログスイッチ４はオフ、第２のアナログ
スイッチ５はオンの状態にある。この状態において、基
準電圧ＶＲを抵抗１を介して検出部２に加える。そし
て、検出部２の出力信号を差動増幅回路３により増幅す
る。差動増幅回路３の出力は、第３のアナログスイッチ
６を介してＡ／Ｄコンバータ７に加えられる。Ａ／Ｄコ
ンバータ７でディジタル情報Ｄ１に変換された検出部の
出力信号は、マイクロコンピュータ８のメモリに格納さ
れる。この場合、ディジタル情報Ｄ１には、差動増幅回
路３におけるオフセット電圧あるいはオフセットドリフ
トによる誤差分が含まれている。次に、第１のアナログ
スイッチ４をオン、第２のアナログスイッチ５をオフの
状態にする。そして、この状態で差動増幅回路３におけ
るオフセット電圧を検出し、これをディジタル情報Ｄ２
に変換して、マイクロコンピュータ８のメモリに格納す
る。
【００２７】次に、第３のアナログスイッチ６を端子ａ
の側に切り換え、基準電圧ＶＲをディジタル情報Ｄ３に
変換し、マイクロコンピュータ８のメモリに格納する。
続いて、第３のアナログスイッチ６を端子ｃの側に切り
換え、グランド電圧をディジタル情報Ｄ４に変換し、マ
イクロコンピュータ８のメモリに格納する。なお、この
実施例においても第１，第２のアナログスイッチ４，５
はマイクロコンピュータ８により制御される。ここでマ
イクロコンピュータ８は、メモリに格納したディジタル
情報Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を基に、（数１０）の正規
化演算およびオフセット補正演算を行う。この実施例に
おいては正規化演算を導入することで基準電圧ＶＲの変
動がキャンセルされる。また、入力信号に対応したディ
ジタル情報Ｄ１からオフセット電圧に対応したディジタ
ル情報Ｄ２を減算することで、ディジタル情報Ｄ１に含
まれるオフセット電圧あるいはオフセットドリフトによ
る誤差を補正することができる。
の側に切り換え、基準電圧ＶＲをディジタル情報Ｄ３に
変換し、マイクロコンピュータ８のメモリに格納する。
続いて、第３のアナログスイッチ６を端子ｃの側に切り
換え、グランド電圧をディジタル情報Ｄ４に変換し、マ
イクロコンピュータ８のメモリに格納する。なお、この
実施例においても第１，第２のアナログスイッチ４，５
はマイクロコンピュータ８により制御される。ここでマ
イクロコンピュータ８は、メモリに格納したディジタル
情報Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を基に、（数１０）の正規
化演算およびオフセット補正演算を行う。この実施例に
おいては正規化演算を導入することで基準電圧ＶＲの変
動がキャンセルされる。また、入力信号に対応したディ
ジタル情報Ｄ１からオフセット電圧に対応したディジタ
ル情報Ｄ２を減算することで、ディジタル情報Ｄ１に含
まれるオフセット電圧あるいはオフセットドリフトによ
る誤差を補正することができる。
【００２８】今、図１において、検出部２の両端出力電
圧をそれぞれＶ１、Ｖ２、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２の
ゲインをＧ、出力電圧をＶ０とするとき、 Ｖｏ＝Ｇ（Ｖ１−Ｖ２） となる。しかしこれは理想的なオペアンプであって、実
際にはオペアンプはオフセット電圧を有する。そこでオ
ペアンプＯＰ１，ＯＰ２のオフセット電圧をＶｆ１、Ｖ
ｆ２とすると、 Ｖ０＝Ｇ（Ｖ１−Ｖ２）＋Ｇ（Ｖｆ１−Ｖｆ２） となる。ここで、第１のアナログスイッチ４をオン、第
２のアナログスイッチ５をオフとすると、 Ｖ１＝Ｖ２ となり、 Ｖｏ＝Ｇ（Ｖ１−Ｖ２）＋Ｇ（Ｖｆ１−Ｖｆ２） ＝Ｇ（Ｖｆ１−Ｖｆ２） となる。これによって総合的なオフセット電圧を出力端
において正確に測定することが可能となる。
圧をそれぞれＶ１、Ｖ２、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２の
ゲインをＧ、出力電圧をＶ０とするとき、 Ｖｏ＝Ｇ（Ｖ１−Ｖ２） となる。しかしこれは理想的なオペアンプであって、実
際にはオペアンプはオフセット電圧を有する。そこでオ
ペアンプＯＰ１，ＯＰ２のオフセット電圧をＶｆ１、Ｖ
ｆ２とすると、 Ｖ０＝Ｇ（Ｖ１−Ｖ２）＋Ｇ（Ｖｆ１−Ｖｆ２） となる。ここで、第１のアナログスイッチ４をオン、第
２のアナログスイッチ５をオフとすると、 Ｖ１＝Ｖ２ となり、 Ｖｏ＝Ｇ（Ｖ１−Ｖ２）＋Ｇ（Ｖｆ１−Ｖｆ２） ＝Ｇ（Ｖｆ１−Ｖｆ２） となる。これによって総合的なオフセット電圧を出力端
において正確に測定することが可能となる。
【００２９】図２は、この発明の第２の実施例における
入力オフセット電圧補正装置を示す電気回路図である。
この実施例においては図１に示す回路における差動増幅
回路３の出力端に第２の差動増幅回路３’を接続したも
ので、この差動増幅回路３’はオペアンプＯＰ１，ＯＰ
２の出力端に接続したオペアンプＯＰ３等により構成さ
れている。この実施例では、初め第１のアナログスイッ
チ４はオフの状態である。第２のアナログスイッチ５は
オンの状態である。第３のアナログスイッチ６は端手ｂ
側に切り換えられている。この実施例では抵抗１を介し
て、基準電圧ＶＲを検出部２に加える。そして、検出部
２の出力信号をそれぞれ差動増幅回路３を構成するオペ
アンプＯＰ１，ＯＰ２の非反転入力端子に入力する。そ
して、これらオペアンプＯＰ１，ＯＰ２の出力を差動増
幅回路３’のオペアンプＯＰ３により増幅する。差動増
幅回路３’の出力信号は、第３のアナログスイッチ６を
介してＡ／Ｄコンバータ７に加えられる。Ａ／Ｄコンバ
ータ７によりディジタル情報Ｄ１に変換された検出部の
出力信号はマイクロコンピュータ８のメモリに格納され
る。この場合、ディジタル情報Ｄ１には、オペアンプＯ
Ｐ１，ＯＰ２，ＯＰ３におけるオフセットあるいはオフ
セットドリフトによる誤差分が含まれている。次に、第
１のアナログスイッチ４をオン、第２のアナログスイッ
チ５をオフの状態にする。そして、この状態で差動増幅
回路３を構成するオペアンプＯＰ１，ＯＰ２によるオフ
セット電圧あるいはオフセットドリフトによる誤差を検
出する。そして、この誤差をディジタル情報Ｄ２に変換
し、マイクロコンピュータ８のメモリに格納する。
入力オフセット電圧補正装置を示す電気回路図である。
この実施例においては図１に示す回路における差動増幅
回路３の出力端に第２の差動増幅回路３’を接続したも
ので、この差動増幅回路３’はオペアンプＯＰ１，ＯＰ
２の出力端に接続したオペアンプＯＰ３等により構成さ
れている。この実施例では、初め第１のアナログスイッ
チ４はオフの状態である。第２のアナログスイッチ５は
オンの状態である。第３のアナログスイッチ６は端手ｂ
側に切り換えられている。この実施例では抵抗１を介し
て、基準電圧ＶＲを検出部２に加える。そして、検出部
２の出力信号をそれぞれ差動増幅回路３を構成するオペ
アンプＯＰ１，ＯＰ２の非反転入力端子に入力する。そ
して、これらオペアンプＯＰ１，ＯＰ２の出力を差動増
幅回路３’のオペアンプＯＰ３により増幅する。差動増
幅回路３’の出力信号は、第３のアナログスイッチ６を
介してＡ／Ｄコンバータ７に加えられる。Ａ／Ｄコンバ
ータ７によりディジタル情報Ｄ１に変換された検出部の
出力信号はマイクロコンピュータ８のメモリに格納され
る。この場合、ディジタル情報Ｄ１には、オペアンプＯ
Ｐ１，ＯＰ２，ＯＰ３におけるオフセットあるいはオフ
セットドリフトによる誤差分が含まれている。次に、第
１のアナログスイッチ４をオン、第２のアナログスイッ
チ５をオフの状態にする。そして、この状態で差動増幅
回路３を構成するオペアンプＯＰ１，ＯＰ２によるオフ
セット電圧あるいはオフセットドリフトによる誤差を検
出する。そして、この誤差をディジタル情報Ｄ２に変換
し、マイクロコンピュータ８のメモリに格納する。
【００３０】次に、第３のアナログスイッチ６を端子ａ
に切り換え基準電圧ＶＲをディジタル情報Ｄ３に変換
し、マイクロコンピュータ８のメモリに格納する。次
に、第３のアナログスイッチ６を端子ｃ側に切り換えグ
ランド電圧をディジタル情報Ｄ４に変換し、マイクロコ
ンピュータ８のメモリに格納する。ここで、マイクロコ
ンピュータ８は、メモリに格納したディジタル情報Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を基に、
に切り換え基準電圧ＶＲをディジタル情報Ｄ３に変換
し、マイクロコンピュータ８のメモリに格納する。次
に、第３のアナログスイッチ６を端子ｃ側に切り換えグ
ランド電圧をディジタル情報Ｄ４に変換し、マイクロコ
ンピュータ８のメモリに格納する。ここで、マイクロコ
ンピュータ８は、メモリに格納したディジタル情報Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を基に、
【数１０】 の正規化演算およびオフセット補正演算を行う。この実
施例においても、正規化演算を導入することで基準電圧
ＶＲの変動による誤差がキャンセルされる。また、入力
信号に対応したディジタル情報Ｄ１からオフセット電圧
に対応したディジタル情報Ｄ２を減算することで、ディ
ジタル情報Ｄ１に含まれるオフセット電圧あるいはオフ
セットドリフトによる誤差を補正することができる。な
お、この実施例では、補正後の出力信号Ｖｏは、第１の
アナログスイッチ４の端子電圧をＶＢとすると
施例においても、正規化演算を導入することで基準電圧
ＶＲの変動による誤差がキャンセルされる。また、入力
信号に対応したディジタル情報Ｄ１からオフセット電圧
に対応したディジタル情報Ｄ２を減算することで、ディ
ジタル情報Ｄ１に含まれるオフセット電圧あるいはオフ
セットドリフトによる誤差を補正することができる。な
お、この実施例では、補正後の出力信号Ｖｏは、第１の
アナログスイッチ４の端子電圧をＶＢとすると
【００３１】
【数１１】
【００３２】となり
【００３３】
【数１２】
【００３４】が第１のアナログスイッチ４に起因する誤
差分ｅとなる。従来例で示した誤差分Ｅ
差分ｅとなる。従来例で示した誤差分Ｅ
【００３５】
【数１３】
【００３６】と比較して、ＶＢは１０ｐＶ程度であるの
で、Ｅ／ｅ≒１０００００となり、約１／１０００００
に誤差が低減されることになる。
で、Ｅ／ｅ≒１０００００となり、約１／１０００００
に誤差が低減されることになる。
【００３７】
【発明の効果】この発明によれば、検出部からの出力を
入力とするオペアンプにより構成される第１、第２の差
動増幅器を含むアナログ信号処理手段と、前記第１の差
動増幅器の非反転入力端子と前記第２の差動増幅器の非
反転入力端子間に接続した第１のアナログスイッチと、
前記検出部の出力端子の一端と前記第２の差動増幅器の
反転入力端子間に接続した第２のアナログスイッチと、
前記アナログ信号処理手段の出力を増幅するオペアンプ
により構成された少なくとも１つの差動増幅回路と、前
記電源の基準電圧端子とグランド端子および前記差動増
幅回路の出力端子を切り替える第３のアナログスイッチ
と、前記第３のアナログスイッチを介して入力された各
端子からのアナログ信号をディジタル情報に変換するア
ナログ／ディジタル変換手段と、この変換された前記各
端子からのアナログ信号のディジタル情報をメモリに格
納し、この格納したディジタル情報に基づいて演算処理
を行い、前記アナログ信号処理手段の出力信号に含まれ
る誤差を補正するとともに、前記第１、第２のアナログ
スイッチを開閉制御する演算手段とを有するように構成
したので、低精度の安価なオペアンプを使用しても、高
精度のオペアンプを用いて構成した回路以上の高精度の
回路が得られる。また、検出部の出力端子間の電位差に
よりオフセット電圧に誤差が生じても、この誤差を総合
的に低減することが出来るので、信頼性を向上させるこ
とができる。
入力とするオペアンプにより構成される第１、第２の差
動増幅器を含むアナログ信号処理手段と、前記第１の差
動増幅器の非反転入力端子と前記第２の差動増幅器の非
反転入力端子間に接続した第１のアナログスイッチと、
前記検出部の出力端子の一端と前記第２の差動増幅器の
反転入力端子間に接続した第２のアナログスイッチと、
前記アナログ信号処理手段の出力を増幅するオペアンプ
により構成された少なくとも１つの差動増幅回路と、前
記電源の基準電圧端子とグランド端子および前記差動増
幅回路の出力端子を切り替える第３のアナログスイッチ
と、前記第３のアナログスイッチを介して入力された各
端子からのアナログ信号をディジタル情報に変換するア
ナログ／ディジタル変換手段と、この変換された前記各
端子からのアナログ信号のディジタル情報をメモリに格
納し、この格納したディジタル情報に基づいて演算処理
を行い、前記アナログ信号処理手段の出力信号に含まれ
る誤差を補正するとともに、前記第１、第２のアナログ
スイッチを開閉制御する演算手段とを有するように構成
したので、低精度の安価なオペアンプを使用しても、高
精度のオペアンプを用いて構成した回路以上の高精度の
回路が得られる。また、検出部の出力端子間の電位差に
よりオフセット電圧に誤差が生じても、この誤差を総合
的に低減することが出来るので、信頼性を向上させるこ
とができる。
【図１】この発明の第１の実施例における入力オフセッ
ト電圧補正装置の電気回路図である。
ト電圧補正装置の電気回路図である。
【図２】この発明の第２の実施例における入力オフセッ
ト電圧補正装置の電気回路図である。
ト電圧補正装置の電気回路図である。
【図３】従来のオペアンプを用いた測定回路を示す電気
回路図である。
回路図である。
２ 検出部 ３ 差動増幅器 ４ 第１のアナログスイッチ ５ 第２のアナログスイッチ ６ 第３のアナログスイッチ ７ Ａ／Ｄコンバータ ８ マイクロコンピュータ
Claims (1)
- 【請求項１】 電源の基準電圧端子とグランド間に接続
したブリッジ抵抗バランス型のセンサーからなる検出部
と、この検出部からの出力を入力とするオペアンプによ
り構成される第１、第２の差動増幅器を含むアナログ信
号処理手段と、前記第１の差動増幅器の非反転入力端子
と前記第２の差動増幅器の非反転入力端子間に接続した
第１のアナログスイッチと、前記検出部の出力端子の一
端と前記第２の差動増幅器の反転入力端子間に接続した
第２のアナログスイッチと、前記アナログ信号処理手段
の出力を増幅するオペアンプにより構成された少なくと
も１つの差動増幅回路と、前記電源の基準電圧端子とグ
ランド端子および前記差動増幅回路の出力端子を切り替
える第３のアナログスイッチと、前記第３のアナログス
イッチを介して入力された各端子からのアナログ信号を
ディジタル情報に変換するアナログ／ディジタル変換手
段と、この変換された前記各端子からのアナログ信号の
ディジタル情報をメモリに格納し、この格納したディジ
タル情報に基づいて演算処理を行い、前記アナログ信号
処理手段の出力信号に含まれる誤差を補正するととも
に、前記第１、第２のアナログスイッチを開閉制御する
演算手段とを有することを特徴とする入力オフセットの
電圧補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297740A JP2863758B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 入力オフセット電圧補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297740A JP2863758B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 入力オフセット電圧補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110350A JPH05110350A (ja) | 1993-04-30 |
| JP2863758B2 true JP2863758B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=17850567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3297740A Expired - Fee Related JP2863758B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 入力オフセット電圧補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2863758B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7049989B2 (en) * | 2004-10-01 | 2006-05-23 | Smiths Aerospace Llc | Unified analog input front end apparatus and method |
| JP4515241B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2010-07-28 | Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 | 出力増幅回路及びそれを用いたセンサ装置 |
| JP2013200252A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Panasonic Corp | 電力計測装置 |
| JP2013200253A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Panasonic Corp | 電力計測装置 |
| CN108020339A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-11 | 广州市熙泰自控设备有限公司 | 一种免输入标定的热电阻测量电路 |
| CN113624356A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-09 | 上海旻森电子科技有限公司 | 一种温度检测器中消除运放输入失调影响的电路技术 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59154598A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-03 | 三菱電機株式会社 | 微少信号の測定装置 |
-
1991
- 1991-10-18 JP JP3297740A patent/JP2863758B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05110350A (ja) | 1993-04-30 |
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