JP3720623B2 - Peak measuring device - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は各種の測定器等に利用されるピークホールド回路に関し、特にピークホールド回路を構成する演算増幅器のオフセット電圧がピーク検出値に混入することを阻止し、正しいピーク値を測定することができるピークホールド回路を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に従来のピークホールド回路を示す。図中Ａ１，Ａ２は演算増幅器を示す。これらの演算増幅器Ａ１とＡ２は前段側がＡ１，後段側がＡ２とする２段の縦続接続とされ、その段間にダイオードＤ１とコンデンサＣｈとから成るピーク検出回路ＰＡが接続される。つまり、ピーク検出回路ＰＡは演算増幅器Ａ１の出力端子にアノードが接続されたダイオードＤ１と、このダイオードＤ１のカソードとコモン電位間に接続されたコンデンサＣｈと、このコンデンサＣｈに並列接続されたスイッチＳ１とによって構成され、ダイオードＤ１のカソードとコンデンサＣｈの接続点を次段の演算増幅器Ａ２の非反転入力端子に接続して、２つの演算増幅器Ａ１とＡ２が縦続接続される。
【０００３】
演算増幅器Ａ１の出力端子と反転入力端子との間にはダイオードＤ２を接続し、ピーク検出回路ＰＡがピーク電圧ＰＶを検出した後に、演算増幅器Ａ１の出力電圧Ｖ₁ がＰＶ（図１２参照）より低下している間、このダイオードＤ２を導通させ、演算増幅器Ａ１の出力端子に電流を供給し、コンデンサＣｈの電圧をピーク電圧ＰＶに維持させる。
【０００４】
演算増幅器Ａ２の出力端子と反転入力端子との間に帰還回路を接続する。演算増幅器Ａ２の反転入力端子と演算増幅器Ａ１の反転入力端子との間には抵抗器Ｒ１を接続する。演算増幅器Ａ２の出力端子はＡＤ変換器ＡＤＣに接続される。ＡＤ変換器ＡＤＣの出力はコンピュータシステムＣＰＵに入力され、コンピュータシステムＣＰＵにピーク電圧値が取り込まれ、そのピーク電圧値を表示器ＤＰに表示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１に示したピークホールド回路では演算増幅器Ａ１の非反転入力端子を入力端子Ｔ_inに接続し、この入力端子Ｔ_inに入力信号Ｖ_i を入力すると、演算増幅器Ａ２の出力電圧Ｖ₂ は Ｖ_is＞Ｖ₂ の場合は（Ｖ_isはサンプル時のＶ_i ）
Ｖ₂ ＝Ｖ_is＋ｅ１ …………………… （１）
Ｖ_is＜Ｖ₂ のときは、
Ｖ₂ ＝Ｖ_h ＋ｅ２＝Ｖ_is＋ｅ１ …………………… （２）
ここでｅ１：演算増幅器Ａ１のオフセット電圧
ｅ２：演算増幅器Ａ２のオフセット電圧
（１）式及び（２）式に示したように、従来は演算増幅器Ａ２の出力端子に出力される電圧Ｖ２には演算増幅器Ａ１のオフセット電圧ｅ１が混入し、このオフセット電圧ｅ１によって誤差が発生する。
【０００６】
このオフセット電圧ｅ１の値が小さい演算増幅器を用いることが考えられるが、オフセット電圧が小さい演算増幅器は高価である欠点がある。また、オフセット電圧ｅ１を予め測定し、値を既知の値にしておくことにより、オフセット電圧ｅ１を除去した値を求めることができる。
しかしながら、オフセット電圧ｅ１を測定して既知の値にしても、動作中にオフセット電圧ｅ１は温度変化等によって変動してしまうため、必ずしも正しく除去することができない不都合もある。
【０００７】
この発明の目的は演算増幅器Ａ１のオフセット電圧ｅ１が温度変化等により変動したとしても、常に正しいオフセット電圧ｅ１を除去することができるピークホールド回路を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明では縦続接続された２つの演算増幅器の段間にピーク検出回路を配置して構成したピークホールド回路において、
前段側の演算増幅器の入力端子に被測定電圧とコモン電位とを選択的に与える第１切換スイッチを設け、この第１切換スイッチによって前段側の演算増幅器にコモン電位を与えた状態でオフセット電圧を測定し、このオフセット電圧を記憶器に記憶させ、この記憶器に記憶したオフセット電圧を測定値から減算して正しいピーク値を得る構成とすると共に、オフセット電圧の測定を定期的に繰り返し、記憶器に記憶しているオフセット電圧を常に最新のオフセット電圧に更新する構成としたものである。
【０００９】
従って、この発明によればオフセット電圧が存在する演算増幅器を用いても、常に正しいピーク電圧を測定することができる。また、オフセット電圧が存在する演算増幅器を用いても正しいピーク電圧を測定できるから安価な演算増幅器を用いて精度の高いピーク測定装置を構成することができる利点が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明の一実施例を示す。図１１と対応する部分には同一符号を付して示す。この発明では縦続接続された演算増幅器Ａ１とＡ２の段間にピーク検出回路ＰＡを接続して構成したピークホールド回路において、前段側の演算増幅器Ａ１の非反転入力端子を入力端子Ｔ_inとコモン電位に接続変更することができる第１切換スイッチＳ２を設け、この第１切換スイッチＳ２をコモン電位側に切り換えた状態で、後段の演算増幅器Ａ２から出力される電圧Ｖ₂ ＝Ｄ_AZを測定（ＡＤ変換）し、この電圧Ｄ_AZをオフセット電圧として記憶させる。
【００１１】
なお、オフセット電圧を測定する場合、演算増幅器Ａ１の出力端子とダイオードＤ２との接続を切離し、更にダイオードＤ１をショートさせる第２切換スイッチＳ３を設け、この第２切換スイッチＳ３をダイオードＤ１をショートする状態に切り換えてオフセット電圧Ｄ_AZを測定すると正確にオフセット電圧を測定することができる。つまり、演算増幅器Ａ１の出力端子がダイオードＤ２のカソードに接続されている状態のままオフセット電圧を測定した場合は、ｅ１が負の場合ダイオードＤ２を通じて電流が流れ、演算増幅器Ａ１とＡ２の各反転入力端子の電位が同電位の状態でなくなるため、正しいオフセット電圧Ｄ_AZを測定できないことになるからである。
【００１２】
オフセット電圧Ｄ_AZをピーク測定値Ｄ_X から差し引くことによりオフセット電圧ｅ１を除去できる理由を以下に数式を用いて説明する。
第１及び第２切換スイッチＳ２，Ｓ３を接点ａ側に切り換えて入力端子Ｔ_inを演算増幅器Ａ１の非反転入力端子に接続し、演算増幅器Ａ１の出力端子をダイオードＤ２のカソードに接続する。
【００１３】
このとき、演算増幅器Ａ１の非反転入力端子に入力される電圧Ｖ_isが演算増幅器Ａ２の出力電圧Ｖ₂ より大きいＶ_is＞Ｖ₂ のとき、Ｖ₂ は入力される電圧Ｖ_isをピークホールドする。
Ｖ₂ ＝Ｖ_is＋ｅ１
Ｖ_h ＝Ｖ_is＋ｅ１−ｅ２
Ｖ₁ ＝Ｖ_is＋ｅ１−ｅ２＋Ｖ_F1
ｅ１：Ａ１のオフセット電圧
ｅ２：Ａ２のオフッセト電圧
Ｖ_h ：コンデンサＣｈの充電電圧
Ｖ_F1：ダイオードＤ１の順方向電圧
Ｖ_ih≦Ｖ₂ のとき（Ｖ_ihはホールド状態で入力される電圧）はＶ₂ はコンデンサＣｈに充電された電圧Ｖ_h に等しくなる。つまり、

Ｖ_F2：ダイオードＤ２の順方向電圧
よって、ピークホールド電圧Ｄ_X は
Ｄ_X ＝Ｖ₂ ＝Ｖ_is＋ｅ１
となる。
【００１４】
オフセット電圧Ｄ_AZの測定時は第１及び第２切換スイッチＳ２，Ｓ３を接点ｂに切換、切換スイッチＳ２によりダイオードＤ１をショートさせ、コンデンサＣｈの充電電圧Ｖ_h を放電させた状態で演算増幅器Ａ２の出力電圧Ｖ₂ を測定する。
この状態では
Ｖ₂ ＝ｅ１
Ｖ_h ＝ｅ１−ｅ２
Ｖ₁ ＝Ｖ_h ＝ｅ１−ｅ２
結局、オフセット電圧Ｄ_AZは
Ｄ_AZ＝ｅ１
となる。
【００１５】
以上から入力電圧Ｖ_i の真値ｙは
ｙ＝Ｄ_X −Ｄ_AZ＝Ｖ_is
となり、入力電圧Ｖ_isの値を測定することができる。オフッセト電圧Ｄ_AZの測定は、ピーク電圧Ｄ_X を測定する直前または直後に実行し、ピーク電圧Ｄ_X を測定する直近のオフッセト電圧Ｄ_AZを求めればよい。
【００１６】
図２の例では、ピーク電圧Ｄ_X を測定する直前に、図２ＡとＢに示すように第１及び第２切換スイッチＳ２とＳ３を接点ｂに接続し、この接続状態でＡＤ変換器ＡＤＣは図２Ｃに示すようにオフセット電圧Ｄ_AZを測定する。オフセット電圧Ｄ_AZの測定後に第１及び第２切換スイッチＳ２とＳ３を接点ａ側に切換え、ＡＤ変換器ＡＤＣは電圧Ｄ_X を測定する。
【００１７】
このように、ピーク電圧Ｄ_X を測定する直前または直後にオフセット電圧Ｄ_AZを測定し、この測定結果Ｄ_AZをピーク電圧Ｄ_X から差し引くことによりオフセット電圧が多少変動する場合であっても、オフセット電圧Ｄ_AZを正確に除去することができる。
図３はこの発明の変形実施例を示す。この実施例では第２切換スイッチＳ３を接点ｂ側に切り換えた場合に、ダイオードＤ１をショートする代わりにダイオードＤ１と逆向きにダイオードＤ３を並列接続する構成にすると共に、オフセット電圧Ｄ_AZを測定した後に第２切換スイッチＳ３を接点ａ側に戻すタイミングを図４Ｂに示すように第１切換スイッチＳ２の転換タイミングより少し遅らせて接点ａ側に戻すように制御する構成とした場合を示す。
【００１８】
この図３に示した構成によれば、第２切換スイッチＳ３が接点ｂから接点ａに切り換える際に、スイッチＳ３の接点ａとｂは同電位に維持されるのでスイッチＳ３を切り換えても演算増幅器Ａ１の出力電圧Ｖ１が変動（突変）しない。この結果、第２切換スイッチＳ３を第１切換スイッチＳ２よりわずかに遅らせて切り換えることにより、出力電圧Ｖ₁ がＶ_i に対応した電圧に到達した状態で第２切換スイッチＳ３を切り換えることができ、オフセット電圧Ｄ_AZを測定した状態からピーク電圧Ｄ_X を測定する状態への応答時間を短くできる利点が得られる。
【００１９】
図５はこの発明の更に他の実施例を示す。この実施例では演算増幅器Ａ１の前段側にレンジ切換用増幅器Ａ０を設けた場合を示す。この場合もレンジ切換用増幅器Ａ０の前段側に第１切換スイッチＳ２を設け、この第１切換スイッチＳ２によってレンジ切換用増幅器Ａ０に被測定電圧Ｖ_i と共通電位を選択的に供給し、共通電位を与えた状態で第２切換スイッチＳ３も接点ｂ側に切り換えて演算増幅器Ａ２の出力電圧Ｖ₂ をＡＤ変換器ＡＤＣで測定することにより、レンジ切換用増幅器Ａ０のオフセット電圧ｅ０を含めたオフセット成分を測定することができる。従って、レンジ切換用増幅器Ａ０のオフセット成分を含めて全ての増幅器のオフセット成分を除去できる効果が得られる。
【００２０】
図６はこの発明の更に他の実施例を示す。この実施例では演算増幅器Ａ１とＡ２によって構成されるピークホールド回路Ｐ１の前段に高速応答型のピークホールド回路Ｐ２を接続した場合を示す。つまり、演算増幅器Ａ１，Ａ２は一般に動作が安定している代わりに応答帯域が狭く、動作速度が遅い欠点を持つ、これに対して前段側に設けたピークホールド回路Ｐ２は増幅器Ａ３として電圧比較器を用いることによって高速応答を可能とした構成とし、高速応答が可能なピークホールド回路Ｐ２で高速に変化する信号のピーク値をピークホールドし、そのピークホールド値を次段の低速型のピークホールド回路Ｐ１でホールドすることにより、そのピークホールド電圧を比較的長い時間（ＡＤ変換の周期）維持させることができ、高速現象波形のピーク値を正確に測定することができる利点が得られる。
【００２１】
この図６に示した構成の場合も、前段側のピークホールド回路Ｐ２の入力側に第１切換スイッチＳ２を設け、オフセット電圧Ｄ_AZを測定する場合は第１切換スイッチＳ２を共通電位側に切り換え、電圧比較器Ａ３の非反転入力端子に共通電位を与えることによりオフセット電圧Ｄ_AZを測定することができる。これにより、演算増幅器Ａ１，Ａ２と電圧比較器Ａ３，Ａ４の全てのオフセット電圧分を正確に除去することができる。
【００２２】
なお、図６において、前段側のピークホールド回路Ｐ２において、ピークホールド用のコンデンサＣｈ₂ と並列に放電用スイッチＳ４を設け、オフセット電圧Ｄ_AZの測定を開始する直前に図７Ｂに示すように、このスイッチＳ４をオンにし、コンデンサＣｈ₂ を放電させてオフに戻し、このオフ状態でオフセット電圧Ｄ_AZを測定する。
【００２３】
図８はこの発明の更に他の実施例を示す。この実施例ではダイオードＤ１とＤ２を逆方向に接続して負方向のピーク値を測定する構成とした場合を示す。その他の構成は図１と同じであるから、これ以上の詳細説明は省略する。
図９はこの発明の更に他の実施例を示す。この実施例では正方向のピークホールド回路Ｐ３と、負方向のピークホールド回路Ｐ４を設け、これらのピークホールド回路Ｐ３とＰ４の各ピークホールド出力を差動増幅器ＤＦに入力し、差動増幅器ＤＦの出力側から正と負のピーク値間の値（ピークＴＯピーク）を得るように構成した場合を示す。正方向のピークホールド回路Ｐ３は図１，図３，図５，図６に示したピークホールド回路と同じ回路で構成される。負方向のピークホールド回路Ｐ４は、図８に示した回路又は図１，図３，図５，図６に示した回路においてダイオードＤ１とＤ２，Ｄ３を逆向に接続した構成とすることができる。
【００２４】
この場合も、ピークホールド回路Ｐ３とＰ４の入力端子を共通接続し、その共通接続点のスイッチＳ２を接続し、このスイッチＳ２を通じてピークホールド回路Ｐ３とＰ４にコモン電位を与えることにより、正側と負側のオフッセト電圧Ｄ_AZ1 とＤ_AZ2 の差Ｄ_AZ1 −Ｄ_AZ2 を差動増幅器ＤＦの出力側に得ることができる。このオフッセト電圧の差Ｄ_AZ1 −Ｄ_AZ2 をＡＤ変換して正と負のピーク値間の測定値Ｄ_X （図１０）から差し引くことにより、各演算増幅器のオフセット電圧成分を除去することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によればピーク値Ｄ_X の測定の直前または直後にオフセット電圧Ｄ_AZを測定し、このオフセット電圧Ｄ_AZをピーク値Ｄ_X から差し引くことにより、ピーク値Ｄ_X に含まれるオフセット電圧Ｄ_AZを除去する構成としたから、オフセット電圧Ｄ_AZが多少変動する増幅器を用いても、極く短い時間の範囲内で測定し、減算するから、オフセット電圧の変動による影響を受けることはない。従ってオフセット電圧が変動するような安価な増幅器を用いてピーク値測定装置を構成しても精度の高い測定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を説明するための接続図。
【図２】図１の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図３】この発明の変形実施例を説明するための接続図。
【図４】図３の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図５】この発明の更に他の実施例を説明するための接続図。
【図６】この発明の更に他の実施例を説明するための接続図。
【図７】図６の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図８】この発明の更に他の実施例を説明するための接続図。
【図９】この発明の更に他の実施例を説明するための接続図。
【図１０】図９の動作を説明するための波形図。
【図１１】従来の技術を説明するための接続図。
【図１２】図１１の動作を説明するための波形図。
【符号の説明】
Ａ１，Ａ２ 演算増幅器
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｓ２ 第１切換スイッチ
Ｓ３ 第２切換スイッチ
ＰＡ ピーク検出回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a peak hold circuit used for various measuring instruments and the like, and in particular, an offset voltage of an operational amplifier constituting the peak hold circuit can be prevented from being mixed into a peak detection value, and a correct peak value can be measured. A peak hold circuit is to be provided.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 shows a conventional peak hold circuit. In the figure, A1 and A2 indicate operational amplifiers. These operational amplifiers A1 and A2 are cascaded in two stages, A1 on the front side and A2 on the back side, and a peak detection circuit PA including a diode D1 and a capacitor Ch is connected between the stages. That is, the peak detection circuit PA includes a diode D1 having an anode connected to the output terminal of the operational amplifier A1, a capacitor Ch connected between the cathode of the diode D1 and a common potential, and a switch S1 connected in parallel to the capacitor Ch. The connection point of the cathode of the diode D1 and the capacitor Ch is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A2 at the next stage, and the two operational amplifiers A1 and A2 are connected in cascade.
[0003]
A diode D2 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier A1, and after the peak detection circuit PA detects the peak voltage PV, the output voltage V ₁ of the operational amplifier A1 is obtained from PV (see FIG. 12). While the voltage drops, the diode D2 is turned on to supply current to the output terminal of the operational amplifier A1, and maintain the voltage of the capacitor Ch at the peak voltage PV.
[0004]
Connecting a feedback circuit between the output terminal of the operational amplifier A2 and the inverting input terminal. Between the inverting input terminal of the operational amplifier A2 and the inverting input terminal of the operational amplifier A1 to connect a resistor R1. The output terminal of the operational amplifier A2 is connected to the AD converter ADC. The output of the AD converter ADC is input to the computer system CPU, the peak voltage value is taken into the computer system CPU, and the peak voltage value is displayed on the display DP.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In peak-hold circuit shown in FIG. 11 connects the non-inverting input terminal of the operational amplifier A1 to the input terminal T _in, when the input signal V _i to the input terminal T _in, the output voltage V ₂ of the operational amplifier A2 When V _is > V ₂ (V _is is V _i at the time of sampling)
V ₂ = V _is + e1 (1)
When V _is <V ₂ ,
V ₂ = V _h + e2 = V _is + e1 (2)
Here, e1: Offset voltage of the operational amplifier A1 e2: Offset voltage of the operational amplifier A2 As shown in the equations (1) and (2), the voltage V2 output to the output terminal of the operational amplifier A2 has been conventionally calculated. The offset voltage e1 of the amplifier A1 is mixed, and an error occurs due to the offset voltage e1.
[0006]
Although it is conceivable to use an operational amplifier having a small value of the offset voltage e1, an operational amplifier having a small offset voltage has a drawback of being expensive. Further, by measuring the offset voltage e1 in advance and setting the value to a known value, a value obtained by removing the offset voltage e1 can be obtained.
However, even if the offset voltage e1 is measured and set to a known value, the offset voltage e1 fluctuates during operation due to a temperature change or the like.
[0007]
An object of the present invention is to provide a peak hold circuit that can always remove the correct offset voltage e1 even if the offset voltage e1 of the operational amplifier A1 fluctuates due to a temperature change or the like.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in a peak hold circuit configured by arranging a peak detection circuit between two stages of cascaded operational amplifiers,
A first changeover switch that selectively applies a voltage to be measured and a common potential to the input terminal of the operational amplifier on the preceding stage is provided, and the offset voltage is applied while the common potential is applied to the operational amplifier on the preceding stage by the first changeover switch. The offset voltage is measured and stored in a storage device, and the offset voltage stored in the storage device is subtracted from the measurement value to obtain a correct peak value, and the offset voltage measurement is repeated periodically. The offset voltage stored in is always updated to the latest offset voltage.
[0009]
Therefore, according to the present invention, a correct peak voltage can always be measured even when an operational amplifier having an offset voltage is used. In addition, since an accurate peak voltage can be measured using an operational amplifier having an offset voltage, there is an advantage that a highly accurate peak measuring device can be configured using an inexpensive operational amplifier.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Portions corresponding to those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals. In the peak-hold circuit constituted by connecting the peak detection circuit PA between cascaded operational amplifiers A1 and A2 of the stage in the present invention, the non-inverting input an input terminal terminal T _in the common potential of the first-stage operational amplifier A1 a first changeover switch S2 which can be connected changes provided, in a state in which switching the first changeover switch S2 to the common potential, measuring the voltage V ₂ = D _AZ output from the subsequent stage of the operational amplifier A2 (AD The voltage D _AZ is stored as an offset voltage.
[0011]
When measuring the offset voltage, a connection between the output terminal of the operational amplifier A1 and the diode D2 is disconnected, and a second changeover switch S3 for short-circuiting the diode D1 is provided, and the second changeover switch S3 is short-circuited with the diode D1. By switching to the state and measuring the offset voltage _DAZ , the offset voltage can be accurately measured. In other words, when the offset voltage is measured while the output terminal of the operational amplifier A1 is connected to the cathode of the diode D2, when e1 is negative, a current flows through the diode D2, and each inverting input of the operational amplifiers A1 and A2 This is because the correct offset voltage _DAZ cannot be measured because the terminal potential is not in the same potential state.
[0012]
The reason why the offset voltage e1 can be removed by subtracting the offset voltage D _AZ from the peak measurement value D _X will be described below using mathematical expressions.
The first and second changeover switches S2, S3 are switched to the contact a side connecting the input terminal T _in to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A1, connects the output terminal of the operational amplifier A1 to the cathode of the diode D2.
[0013]
At this time, when the voltage V _is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A1 _is larger than the output voltage V ₂ of the operational amplifier A2, V _is > V ₂ , V ₂ peaks the input voltage V _is. .
V ₂ = V _is + e1
_{V h = V is + e1-} e2
V ₁ = V _is + e1−e2 + V _F1
e1: offset voltage of A1 e2: A2 of Ofusseto voltage V _h: charge voltage V _F1 of the capacitor Ch: When the forward voltage V _ih ≦ V ₂ of the diode D1 (V _ih the voltage input in the hold state) V ₂ becomes equal to the voltage V _h charged in the capacitor Ch. That means

V _F2 : Due to the forward voltage of the diode D2, the peak hold voltage D _X is D _X = V ₂ = V _is + e1
It becomes.
[0014]
The measurement of the offset voltage D _AZ is switching the first and second changeover switches S2, S3 to the contact b, to short the diode D1 by the switching switch S2, the operational amplifier A2 in a state in which discharging the charged voltage V _h of the capacitor Ch The output voltage V ₂ is measured.
In this state, V ₂ = e1
V _h = e1-e2
_{V 1 = V h = e1-} e2
After all, the offset voltage D _AZ is D _AZ = e1
It becomes.
[0015]
From the above, the true value y of the input voltage V _i is y = D _X −D _AZ = V _is
Thus, the value of the input voltage _Vis can be measured. Measurement of Ofusseto voltage D _AZ executes immediately before or after measuring the peak voltage D _X, may be obtained the most recent Ofusseto voltage D _AZ measuring the peak voltage D _X.
[0016]
In the example of FIG. 2, immediately before measuring the peak voltage D _X, the first and second changeover switches S2 and S3 connected to the contact b as shown in FIG. 2A and B, AD converter ADC in the connected state The offset voltage D _AZ is measured as shown in FIG. 2C. After measuring the offset voltage D _AZ , the first and second changeover switches S2 and S3 are switched to the contact a side, and the AD converter ADC measures the voltage D _X.
[0017]
As described above, even when the offset voltage D _AZ is measured immediately before or after the peak voltage D _X is measured and the measurement result D _AZ is subtracted from the peak voltage D _X , The voltage D _AZ can be accurately removed.
FIG. 3 shows a modified embodiment of the present invention. In this embodiment, when the second changeover switch S3 is switched to the contact b side, the diode D3 is connected in parallel in the opposite direction to the diode D1 instead of short-circuiting the diode D1, and the offset voltage D _AZ is measured. FIG. 4B shows a case where control is performed so that the timing at which the second changeover switch S3 is later returned to the contact a side is slightly delayed from the changeover timing of the first changeover switch S2, as shown in FIG. 4B.
[0018]
According to the configuration shown in FIG. 3, when the second changeover switch S3 switches from the contact b to the contact a, the contacts a and b of the switch S3 are maintained at the same potential, so that even if the switch S3 is switched, the operational amplifier The output voltage V1 of A1 does not fluctuate (change suddenly). As a result, by switching delay the second changeover switch S3 slightly from the first changeover switch S2, it is possible to switch the second changeover switch S3 when the output voltages V ₁ reaches the voltage corresponding to V _i, There is an advantage that the response time from the state where the offset voltage D _AZ is measured to the state where the peak voltage D _X is measured can be shortened.
[0019]
FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a case where a range switching amplifier A0 is provided in front of the operational amplifier A1 is shown. In this case the first changeover switch S2 is provided in the preceding stage of the range switching amplifier A0, selectively supplying a common potential to be measured voltage V _i by the first changeover switch S2 to the range switching amplifier A0, common potential by measuring the second changeover switch S3 in a state in which also gave the output voltage V ₂ of the operational amplifier A2 is switched to the contact b side by the AD converter ADC and offset components, including the offset voltage e0 of the range switching amplifier A0 Can be measured. Therefore, an effect of removing the offset components of all amplifiers including the offset component of the range switching amplifier A0 can be obtained.
[0020]
FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a case is shown in which a high-speed response type peak hold circuit P2 is connected in front of a peak hold circuit P1 constituted by operational amplifiers A1 and A2. That is, the operational amplifiers A1 and A2 generally have the disadvantage that the operation is stable, but the response band is narrow and the operation speed is slow. On the other hand, the peak hold circuit P2 provided on the front side is a voltage comparator as the amplifier A3. The peak hold circuit P2 capable of high-speed response is used to hold the peak value of a signal changing at high speed, and the peak hold value is set to the low-speed type peak hold circuit of the next stage. By holding at P1, the peak hold voltage can be maintained for a relatively long time (AD conversion cycle), and the advantage that the peak value of the high-speed phenomenon waveform can be accurately measured is obtained.
[0021]
In the case of the configuration shown in FIG. 6 as well, the first changeover switch S2 is provided on the input side of the peak hold circuit P2 on the preceding stage, and when the offset voltage _DAZ is measured, the first changeover switch S2 is switched to the common potential side. The offset voltage _DAZ can be measured by applying a common potential to the non-inverting input terminal of the voltage comparator A3. As a result, all offset voltages of the operational amplifiers A1 and A2 and the voltage comparators A3 and A4 can be accurately removed.
[0022]
In FIG. 6, the peak hold circuit P2 of the front side, the provided discharging switch S4 in parallel with the capacitor Ch ₂ for peak hold, immediately before starting the measurement of the offset voltage D _AZ, as shown in FIG. 7B, the switch S4 is turned on, back off to discharge the capacitor Ch _2, to measure the offset voltage D _AZ in this off state.
[0023]
FIG. 8 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the diodes D1 and D2 are connected in the opposite direction to measure the negative peak value. Since other configurations are the same as those in FIG. 1, further detailed description is omitted.
FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a positive peak hold circuit P3 and a negative peak hold circuit P4 are provided, and the peak hold outputs of these peak hold circuits P3 and P4 are input to the differential amplifier DF. A case in which a value between the positive and negative peak values (peak TO peak) is obtained from the output side is shown. The peak hold circuit P3 in the positive direction is composed of the same circuit as the peak hold circuit shown in FIGS. The peak hold circuit P4 in the negative direction can be configured by connecting the diodes D1, D2, and D3 in the reverse direction in the circuit shown in FIG. 8 or the circuits shown in FIGS.
[0024]
In this case as well, the input terminals of the peak hold circuits P3 and P4 are connected in common, the switch S2 at the common connection point is connected, and a common potential is applied to the peak hold circuits P3 and P4 through the switch S2, so that the positive side the difference D _AZ1 -D _AZ2 negative side of Ofusseto voltage D _AZ1 and D _AZ2 can be obtained on the output side of the differential amplifier DF. By subtracting the difference D _AZ1 -D _AZ2 this Ofusseto voltage from the measured value D _X between the positive and negative peak values to AD conversion (FIG. 10), it is possible to remove the offset voltage component of each operational amplifier.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, by measuring the offset voltage D _AZ immediately before or after the measurement of the peak value D _X According to the present invention, by subtracting the offset voltage D _AZ from the peak value D _X, the peak value D _X Since the offset voltage D _AZ is removed, it is measured and subtracted within a very short time even if an amplifier with a slight variation in the offset voltage D _AZ is used. I will not receive it. Therefore, even if the peak value measuring apparatus is configured using an inexpensive amplifier whose offset voltage fluctuates, a highly accurate measurement result can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a connection diagram for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 1;
FIG. 3 is a connection diagram for explaining a modified embodiment of the present invention.
4 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 3;
FIG. 5 is a connection diagram for explaining still another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a connection diagram for explaining still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 6;
FIG. 8 is a connection diagram for explaining still another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a connection diagram for explaining still another embodiment of the present invention.
10 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG. 9;
FIG. 11 is a connection diagram for explaining a conventional technique.
12 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG.
[Explanation of symbols]
A1, A2 operational amplifiers D1, D2 diode S2, first changeover switch S3, second changeover switch PA, peak detection circuit

Claims (4)

縦続接続された一対の演算増幅器の段間に第１のダイオードとコンデンサとから成るピーク検出回路が設けられ、上記各演算増幅器の反転入力端子にはそれぞれに出力側から帰還が施されて非反転端子と反転端子とが同電位となるように動作するピークホールド回路を有するピーク測定装置において、
上記演算増幅器の前段側の演算増幅器の非反転入力端子を信号入力端子とコモン電位に接続する第１切換スイッチを設け、
前段の演算増幅器の出力側に第２切換スイッチを設け、この第２切換スイッチにより上記第１切換スイッチがコモン電位を選択するとき、上記ピーク検出回路を構成する第１のダイオードをショートすると共に、前段の増幅器の出力端子を上記第２のダイオードを通じて自己の反転入力端子に接続する回路を切断し、上記第１切換スイッチが信号入力端子を選択する状態では上記第１のダイオードのショート状態を解き、前段の増幅器の出力端子を上記第２のダイオードを通じて自己の反転入力端子に接続する構成とし、
上記第１切換スイッチをコモン電位側に切り換えることにより、上記一対の演算増幅器のオフセット電圧を測定して記憶させ、この記憶したオフセット電圧を測定したピーク値より差し引いて信号の正しいピーク値を算出することを特徴とするピーク測定装置。A peak detection circuit consisting of a first diode and a capacitor is provided between a pair of cascaded operational amplifiers, and feedback is applied from the output side to the inverting input terminals of the operational amplifiers so that they are not inverted. In the peak measuring device having a peak hold circuit that operates so that the terminal and the inverting terminal have the same potential,
A first changeover switch for connecting the non-inverting input terminal of the operational amplifier on the front stage side of the operational amplifier to the signal input terminal and the common potential;
A second changeover switch is provided on the output side of the operational amplifier in the previous stage, and when the first changeover switch selects a common potential by the second changeover switch, the first diode constituting the peak detection circuit is short-circuited, The circuit connecting the output terminal of the amplifier in the previous stage to the inverting input terminal through the second diode is disconnected, and when the first changeover switch selects the signal input terminal, the short-circuit state of the first diode is solved. The output terminal of the amplifier in the previous stage is connected to its own inverting input terminal through the second diode,
By switching the first changeover switch to the common potential side, the offset voltage of the pair of operational amplifiers is measured and stored, and the stored offset voltage is subtracted from the measured peak value to calculate the correct peak value of the signal. A peak measuring apparatus characterized by that. 請求項１記載のピーク測定装置において、上記第１切換スイッチ及び第２切換スイッチが上記オフセット電圧を測定する状態に切換られている状態において、上記ピーク検出回路を構成するダイオードに対してこれとは逆向きのダイオードを並列に接続し、この並列接続したダイオードにより上記ピーク検出回路を構成するダイオードを等価的にショートすることを特徴とするピーク測定装置。2. The peak measuring device according to claim 1 , wherein the first changeover switch and the second changeover switch are switched to a state in which the offset voltage is measured with respect to the diode constituting the peak detection circuit. 2. A peak measuring apparatus comprising diodes connected in reverse and connected in parallel, and the diodes constituting the peak detecting circuit are equivalently short-circuited by the diodes connected in parallel. 請求項１又は２に記載のピーク測定装置において、上記前段の演算増幅器の前段側に高速動作可能な電圧比較器で構成した高速ピークホールド回路を接続し、この高速ピークホールド回路の入力側に上記第１切換スイッチを接続し、この第１切換スイッチにより上記高速ピークホールド回路の入力にコモン電位を与えることにより、上記高速ピークホールド回路とその後段に接続した２段縦続接続した演算増幅器のオフセット電圧を測定し、この測定したオフセット電圧をピーク測定値から差し引いてピーク値の真値を求めることを特徴とするピーク測定装置。Oite the peak measurement equipment according to claim 1 or 2, connect the high-speed peak hold circuit constituted by a high-speed operation possible voltage comparator in the preceding stage of the front stage of the operational amplifier, the input of the high speed peak-hold circuit The first change-over switch is connected to the side, and a common potential is applied to the input of the high-speed peak hold circuit by the first change-over switch, so that two stages of operational amplifiers connected in cascade to the high-speed peak hold circuit and the subsequent stage are provided. A peak measuring device characterized in that an offset voltage is measured and a true value of the peak value is obtained by subtracting the measured offset voltage from the peak measured value. 請求項１又は２記載のピーク測定装置において、入力端子を共通接続した一対のピークホールド回路を設け、一方のピークホールド回路は正側のピーク値をホールドし、他方のピークホールド回路は負側のピーク値をホールドし、これらのピークホールド回路がホールドした正と負のピーク値を差動増幅器によってピーク間電圧として取り出すと共に、上記共通接続した入力端子に上記第１スイッチを接続し、この第１スイッチにより上記一対のピークホールド回路にコモン電位を与えることにより、上記差動増幅器から上記一対のピークホールド回路のオフセット電圧の差を取り出し、この差のオフセット電圧を測定して上記ピーク間電圧から差し引いて真のピーク間電圧を求める構成としたことを特徴とするピーク測定装置。Claim 1 or 2 Oite the peak measurement equipment according, a pair of peak-hold circuit connected in common input terminal, one of the peak hold circuit holds the peak value of the positive side and the other of the peak hold circuit Hold the negative peak value, take out the positive and negative peak values held by these peak hold circuits as a peak-to-peak voltage by a differential amplifier, connect the first switch to the commonly connected input terminal, By applying a common potential to the pair of peak hold circuits by the first switch, a difference between the offset voltages of the pair of peak hold circuits is extracted from the differential amplifier, and the offset voltage of the difference is measured to measure the difference between the peaks. A peak measuring apparatus characterized in that a true peak-to-peak voltage is obtained by subtracting from a voltage.

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