JPH0148688B2 - - Google Patents
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- JPH0148688B2 JPH0148688B2 JP57069984A JP6998482A JPH0148688B2 JP H0148688 B2 JPH0148688 B2 JP H0148688B2 JP 57069984 A JP57069984 A JP 57069984A JP 6998482 A JP6998482 A JP 6998482A JP H0148688 B2 JPH0148688 B2 JP H0148688B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、入力される電圧の変化を検出する電
圧変化検出回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a voltage change detection circuit that detects changes in input voltage.
従来、電圧の変化を精度良く検出するために、
サンプルホールド回路を用いた測定が行なわれて
いた。第１図は、かかる従来例を示すものであつ
て、サンプルホールド回路１、差電圧増幅回路２
および切り換えスイツチ３で構成されている。４
は信号入力端子であり、切り換えスイツチ３へ接
続されている。切り換えスイツチ３の第１の出力
はサンプルホールド回路１へ接続され、切り換え
スイツチ３の第２の出力は差電圧増幅回路２の第
１の入力へ接続されている。サンプルホールド回
路１は、演算増幅器５とコンデンサ６とで構成さ
れている公知のものである。差電圧増幅回路２
は、演算増幅器７と第１、第２、第３および第４
の抵抗８，９，１０、および１１とで構成されて
いる公知のものである。サンプルホールド回路１
の出力は差電圧増幅回路２の第２の入力へ接続さ
れている。差電圧増幅回路２の出力は出力端子１
２へ接続されている。 Conventionally, in order to accurately detect voltage changes,
Measurements were carried out using a sample and hold circuit. FIG. 1 shows such a conventional example, in which a sample hold circuit 1, a differential voltage amplification circuit 2
and a changeover switch 3. 4
is a signal input terminal, which is connected to the changeover switch 3. A first output of the changeover switch 3 is connected to the sample and hold circuit 1, and a second output of the changeover switch 3 is connected to a first input of the differential voltage amplification circuit 2. The sample and hold circuit 1 is a well-known circuit composed of an operational amplifier 5 and a capacitor 6. Differential voltage amplifier circuit 2
is the operational amplifier 7 and the first, second, third and fourth
This is a well-known structure consisting of resistors 8, 9, 10, and 11. Sample hold circuit 1
The output of is connected to the second input of the differential voltage amplification circuit 2. The output of the differential voltage amplifier circuit 2 is output terminal 1.
Connected to 2.
以上説明したような構成となつているため、第
１図に示した従来例では、切り換えスイツチ３を
切り換えることで信号入力端子４に印加された入
力信号電圧をサンプルホールド回路１へ印加して
サンプリングを行なう動作と、入力信号電圧を差
電圧増幅回路２の第１の入力へ印加し、差電圧増
幅回路２の第２の入力へ印加されているサンプル
ホールド回路１の出力との差電圧を増幅する動作
を選択することができる。 Because of the configuration described above, in the conventional example shown in FIG. The voltage difference between the input signal voltage applied to the first input of the differential voltage amplification circuit 2 and the output of the sample hold circuit 1 applied to the second input of the differential voltage amplification circuit 2 is amplified. You can choose which action to take.
まず、入力端子４をスイツチ３を介してサンプ
ルホールド回路１へ接続する。演算増幅器５はそ
の出力および反転入力端子が接続されているので
所謂ボルテージホロワとして動作し、その電圧利
得は１であるが、入力オフセツト電圧VOFFSET1が
あるため、出力電圧VSは次式で示される。 First, the input terminal 4 is connected to the sample and hold circuit 1 via the switch 3. Since the operational amplifier 5 has its output and inverting input terminal connected, it operates as a so-called voltage follower, and its voltage gain is 1. However, since there is an input offset voltage V OFFSET1 , the output voltage V S is expressed by the following equation. shown.
VS＝VIN＋VOFFSET1
次に、スイツチ３を切換えて入力端子４をサン
プルホールド回路１から切り離し差電圧増幅回路
２へ接続する。この時点での入力信号電圧を
VIN′とする。また、抵抗８ないし１１の抵抗値
をそれぞれR1、R2、R3、R4とする。演算増幅器
７の反転入力端子の電圧をVaとすると、次式
の関係が成立する。 V S =V IN +V OFFSET1 Next, switch 3 is switched to disconnect input terminal 4 from sample hold circuit 1 and connect it to differential voltage amplification circuit 2. The input signal voltage at this point is
Let V IN ′. Further, the resistance values of the resistors 8 to 11 are respectively R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 . When the voltage at the inverting input terminal of the operational amplifier 7 is V a , the following relationship holds true.
Va−VO＝R4／R3（VIN′−Va）
ここで、VOは出力端子１２の電圧である。VO
について整理すると次式を得る。 V a −V O =R 4 /R 3 (V IN ′−V a ) Here, V O is the voltage at the output terminal 12. V O
By rearranging, we get the following formula.
VO＝（１＋R4／R3）Va−R4／R3VIN′
演算増幅器の動作原理から、演算増幅器７の反
転入力端子の電圧Vaは非反転入力端子の電圧よ
りも入力オフセツト電圧VOFFSET2だけ大きい電圧
となるので、Vaは次式で示される。 V O = (1+R 4 /R 3 )V a −R 4 /R 3 V IN ′ From the operating principle of operational amplifiers, the voltage V a at the inverting input terminal of operational amplifier 7 has an input offset compared to the voltage at the non-inverting input terminal. Since the voltage is larger by the voltage V OFFSET2 , V a is expressed by the following equation.
Va＝R2／R1＋R2VS＋VOFFSET2
および式を式に代入すると、式を得
る。 Substituting V a = R 2 /R 1 + R 2 V S +V OFFSET2 and the formula into the formula gives the formula.
VO＝R2（R3＋R4）／R3（R1＋R2）・（VIN＋VOFFSET
1）＋（１＋R4／R3）VOFFSET2−R4／R3VIN′
一般に、R1＝R3、R2＝R4であるから、式を
得る。 V O = R 2 (R 3 + R 4 )/R 3 (R 1 + R 2 )・(V IN +V OFFSET
1 ) + (1 + R 4 /R 3 )V OFFSET2 −R 4 /R 3 V IN 'In general, R 1 = R 3 and R 2 = R 4 , so we obtain the formula.
VO＝R4／R3ΔVIN＋R4／R3VOFFSET1 ＋（１＋R4／R3）VOFFSET2 ここで、ΔVIN＝VIN−VIN′である。 V O = R 4 /R 3 ΔV IN +R 4 /R 3 V OFFSET1 + (1+R 4 /R 3 )V OFFSET2Here , ΔV IN =V IN −V IN ′.
このように、出力電圧VOは演算増幅器５，７
の入力オフセツト電圧VOFFSET1、VOFFSET2を増幅し
た電圧を含んでいる。すなわち、入力差電圧
ΔVINの検出誤差が大きい。これは、ΔVINが小さ
いほど顕著となる。 In this way, the output voltage V O is
The input offset voltages V OFFSET1 and V OFFSET2 are amplified. In other words, the detection error of the input differential voltage ΔV IN is large. This becomes more noticeable as ΔV IN becomes smaller.
本発明の目的は、小さな入力電圧変化に対して
も測定精度が劣化することのない電圧変化検出回
路を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a voltage change detection circuit whose measurement accuracy does not deteriorate even with small input voltage changes.
本発明による電圧変化検出回路は、増幅器とサ
ンプルホールド回路とを備え、入力電圧は抵抗を
介して増幅器の反転端子へ供給され、この反転端
子は抵抗とスイツチとの直列回路を介して増幅器
の出力へ接続されると共に抵抗を介してサンプル
ホールド回路の出力へ接続され、増幅器の出力は
出力端子へ接続されると共にスイツチを介してサ
ンプルホールド回路の入力へ接続されることを特
徴とする。 The voltage change detection circuit according to the present invention includes an amplifier and a sample-and-hold circuit, and the input voltage is supplied to the inverting terminal of the amplifier through a resistor, and the inverting terminal is connected to the output of the amplifier through a series circuit of the resistor and a switch. The output of the amplifier is connected to the output terminal and to the input of the sample and hold circuit via a switch.
以下、図面により本発明を詳細に説明するに、
第２図に本発明の一実施例による電圧変化検出回
路を示す。第２図において、演算増幅器１３の反
転入力端子は第５の抵抗１４を介して信号入力端
子４へ接続されると共に、第１のスイツチ１５と
第６の抵抗１６を介して演算増幅器１３の出力へ
接続され、さらに、第７の抵抗１７を介してサン
プルホールド回路１の出力へ接続されている。演
算増幅器１３の出力は、出力端子１２へ接続され
ると供に、第２のスイツチ１８を介してサンプル
ホールド回路１の入力へ接続されている。また演
算増幅器１３の非反転入力は、基準電位点へ接続
されている。第１のスイツチ１５は、第２のスイ
ツチ１８が閉じると開いて逆に第２のスイツチ１
８が開くと閉じるよう連動している。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 shows a voltage change detection circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, the inverting input terminal of the operational amplifier 13 is connected to the signal input terminal 4 through the fifth resistor 14, and the output of the operational amplifier 13 is connected through the first switch 15 and the sixth resistor 16. and further connected to the output of the sample and hold circuit 1 via the seventh resistor 17. The output of the operational amplifier 13 is connected to the output terminal 12 and also to the input of the sample and hold circuit 1 via a second switch 18. Further, the non-inverting input of the operational amplifier 13 is connected to a reference potential point. When the second switch 18 closes, the first switch 15 opens and vice versa.
8 is linked so that it closes when it opens.
まず、スイツチ１５を開きスイツチ１８を閉じ
る。演算増幅器５はボルテージホロワとして動作
するので、出力端子１２のこの時の電圧をVO′と
すると、サンプルホールド回路１の出力電圧VS
は次式で示される。 First, switch 15 is opened and switch 18 is closed. Since the operational amplifier 5 operates as a voltage follower, if the voltage at the output terminal 12 at this time is V O ', then the output voltage of the sample and hold circuit 1 V S
is expressed by the following equation.
VS＝VO′＋VOFFSET1
VOFFSET1は入力オフセツト電圧である。スイツ
チ１５が開いているので、演算増幅器１３の開放
電圧利得をＡ、反転入力端子の電圧をVa1、入力
オフセツト電圧をVOFFSET2とすると、次式を得
る。 V S =V O '+V OFFSET1 V OFFSET1 is the input offset voltage. Since the switch 15 is open, if the open circuit voltage gain of the operational amplifier 13 is A, the voltage at the inverting input terminal is V a1 , and the input offset voltage is V OFFSET2 , the following equation is obtained.
VO′＝Ａ（Va1＋VOFFSET2）
抵抗１４，１６，１７の抵抗値をそれぞれR5、
R6、R7とし、入力電圧をVINとすると、電圧Va1
は次式で示される。 V O ′=A (V a1 +V OFFSET2 ) The resistance values of resistors 14, 16, and 17 are R 5 ,
If R 6 and R 7 and the input voltage is V IN , the voltage V a1
is expressed by the following equation.
Va1＝R7／R5＋R7（VIN−VS）
、式を式に代入すると、次の式を得
る。 When V a1 = R 7 /R 5 + R 7 (V IN −V S ) is substituted into the formula, the following formula is obtained.
（１／Ａ−R7／R5＋R7）VS＝R7／R5＋R7VIN
＋VOFFSET2＋１／ＡVOFFSET1
開放電圧利得Ａは無限大でるから、サンプルホ
ールド回路１の出力電圧VSは次式で示される。 (1/A-R 7 /R 5 +R 7 )V S =R 7 /R 5 +R 7 V IN
+V OFFSET2 +1/AV OFFSET1 Since the open circuit voltage gain A is infinite, the output voltage V S of the sample and hold circuit 1 is expressed by the following equation.
VS＝−VIN−R5＋R7／R7VOFFSET2
次に、スイツチ１５を閉じスイツチ１８を開
く。この時の入力電圧をVIN′、出力電圧をVOと
すると、入力端子４からの電流が抵抗１６，１７
に分流することから、次式の関係を得る。 V S =-V IN -R 5 +R 7 /R 7 V OFFSET2Next , switch 15 is closed and switch 18 is opened. If the input voltage at this time is V IN ' and the output voltage is V O , the current from input terminal 4 flows through resistors 16 and 17.
By dividing the current into , we obtain the following relationship.
Va2−VO＝（VIN′−Va2／R5−Va2−VS／R7）R6
ここで、Va2は演算増幅器１３の反転入力端子
の電圧である。負帰還が施された演算増幅器の動
作原理から電圧Va2は非反転入力端子の電圧
（Ov）から入力オフセツト電圧VOFFSET2ずれた値
となる。すなわち、
Va2＝VOFFSET2
ないし式から次式を得る。V a2 −V O =(V IN ′−V a2 /R 5 −V a2 −V S /R 7 )R 6 Here, V a2 is the voltage at the inverting input terminal of the operational amplifier 13. Due to the operating principle of an operational amplifier with negative feedback, the voltage V a2 has a value shifted from the voltage (Ov) at the non-inverting input terminal by the input offset voltage V OFFSET2 . That is, the following equation is obtained from V a2 = V OFFSET2 or the equation.
VO＝R6／R7VIN−R6／R5VIN′＋｛R6／R5＋R6／R7
＋R6（R5＋R7）／R5×R7−１｝・VOFFSET2
ここで、R5＝R7とすると、
VO＝R6／R5ΔVIN（4R6／R5−１）VOFFSET2
このように、本実施例では、出力電圧は演算増
幅器５の入力オフセツト電圧VOFFSET1の影警を受
けない。すなわち、検出誤差が小さい利点を有す
る。さらに、演算増幅器５として、入力オフセツ
ト電圧は大きいが入力インピーダンスの高い、す
なわちホールド特性が優れたMOSFET入力の演
算増幅器を使用することができ、入力差電圧の検
出誤差がさらに小さくできる。以上説明に用いた
切り換えスイツチ３及び第１、第２のスイツチ１
５，１８は電子スイツチで構成してよいのはもち
ろんである。 V O =R 6 /R 7 V IN −R 6 /R 5 V IN ′+{R 6 /R 5 +R 6 /R 7
+R 6 (R 5 + R 7 )/R 5 ×R 7 -1}・V OFFSET2Here , if R 5 = R 7 , then V O = R 6 /R 5 ΔV IN (4R 6 /R 5 -1) V OFFSET2 Thus, in this embodiment, the output voltage is not influenced by the input offset voltage V OFFSET1 of the operational amplifier 5. That is, it has the advantage of small detection error. Further, as the operational amplifier 5, a MOSFET input operational amplifier having a large input offset voltage but high input impedance, that is, excellent hold characteristics, can be used, and the detection error of the input differential voltage can be further reduced. The changeover switch 3 and the first and second switches 1 used in the above explanation
Of course, 5 and 18 may be constituted by electronic switches.
第１図は、従来の電圧変化検出回路の１例を示
す構成図、第２図は、本発明の一実施例による電
圧変化検出回路を示す回路構成図である。
１……サンプルホールド回路、２……差電圧増
幅回路、３……切り換えスイツチ、４……信号入
力端子、５，７，１３……演算増幅器、６……コ
ンデンサ、８，９，１０，１１，１４，１６，１
７……抵抗、１２……出力端子、１５，８……ス
イツチ。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional voltage change detection circuit, and FIG. 2 is a circuit block diagram showing a voltage change detection circuit according to an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Sample hold circuit, 2... Differential voltage amplification circuit, 3... Changeover switch, 4... Signal input terminal, 5, 7, 13... Operational amplifier, 6... Capacitor, 8, 9, 10, 11 ,14,16,1
7...Resistor, 12...Output terminal, 15, 8...Switch.
Claims (1)
において、増幅器とサンプルホールド回路とをそ
なえ、前記増幅器の反転入力は第１の抵抗を介し
て入力端子へ接続されると共に第１のスイツチと
第２の抵抗との直列回路を介して前記増幅器の出
力へ接続され、さらに第３の抵抗を介して前記サ
ンプルホールド回路の出力へ接続されており、前
記増幅器の出力は出力端子へ接続されると共に第
２のスイツチを介して前記サンプルホールド回路
の入力へ接続されていることを特徴とする電圧変
化検出回路。1. A voltage change detection circuit for detecting a change in input voltage, which includes an amplifier and a sample-and-hold circuit, and the inverting input of the amplifier is connected to the input terminal via a first resistor, and the first switch and the second switch are connected to each other. is connected to the output of the amplifier through a series circuit with a resistor, and is further connected to the output of the sample and hold circuit through a third resistor, and the output of the amplifier is connected to the output terminal and the third resistor. 2. A voltage change detection circuit, characterized in that the voltage change detection circuit is connected to the input of the sample and hold circuit via a second switch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57069984A JPS58187008A (en) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | Voltage change detecting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57069984A JPS58187008A (en) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | Voltage change detecting circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58187008A JPS58187008A (en) | 1983-11-01 |
| JPH0148688B2 true JPH0148688B2 (en) | 1989-10-20 |
Family
ID=13418434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57069984A Granted JPS58187008A (en) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | Voltage change detecting circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58187008A (en) |
-
1982
- 1982-04-26 JP JP57069984A patent/JPS58187008A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58187008A (en) | 1983-11-01 |
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