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公開番号2024038548
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-21
出願番号2022142623
出願日2022-09-08
発明の名称非反転増幅回路
出願人アズビル株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類H03F 1/34 20060101AFI20240313BHJP(基本電子回路)
要約【課題】基準電圧回路から出力される電圧を従来回路よりも確実に目標電圧まで立ち上がらせることを可能とする。
【解決手段】非反転増幅回路1は、第1のオペアンプAMP1の内部に引き込む方向に発生する引き込み電流IAMPの電流値を検出し、検出した電流値に相当する電流値を有する第1の電流を出力する第1の回路51と、第2のオペアンプAMP2が出力可能な電流値の上限を示す情報に基づいて、第2のオペアンプが出力可能な電流値の上限に相当する電流値を有する第2の電流を出力する第2の回路52と、第1の電流の電流値と第2の電流の電流値とを比較し、第1の電流の電流値が第2の電流の電流値よりも大きい場合、第1のオペアンプに対し引き込み電流の電流値を第2のオペアンプが出力可能な電流値の上限に相当する電流値以下とするためのフィードバック制御を行う比較回路53とを備えた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
非反転入力端子がセンサの出力端子に接続された第１のオペアンプと、
一端が前記第１のオペアンプの出力端子に接続され、他端が前記第１のオペアンプの反転入力端子に接続された帰還抵抗と、
一端が前記第１のオペアンプの反転入力端子及び前記帰還抵抗の他端に接続された第１の入力抵抗と、
一端が前記第１のオペアンプの非反転入力端子及び前記センサの出力端子に接続され、他端が前記第１の入力抵抗の他端に接続された第２の入力抵抗と、
非反転入力端子が所定の電圧源に接続され、出力端子が、前記第１の入力抵抗の他端、前記第２の入力抵抗の一端、及び反転入力端子に接続された第２のオペアンプと、
前記第１のオペアンプの内部に引き込む方向に発生する引き込み電流の電流値を検出し、当該検出した電流値に相当する電流値を有する第１の電流を出力する第１の回路と、
前記第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限を示す情報を予め保持し、当該保持している情報に基づいて、前記第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限に相当する電流値を有する第２の電流を出力する第２の回路と、
前記第１の電流の電流値と、前記第２の電流の電流値とを比較し、第１の電流の電流値が第２の電流の電流値よりも大きい場合、前記第１のオペアンプに対し、前記引き込み電流の電流値を、前記第２のオペアンプが出力可能な電流値の上限に相当する電流値以下に抑制するためのフィードバック制御を行う第３の回路と、
を備えた非反転増幅回路。
続きを表示（約 440 文字）【請求項２】
前記第１の回路は、前記検出した電流値を所定値で除して得られた電流値を有する電流を前記第１の電流として出力し、
前記第２の回路は、前記保持している電流値の上限を前記所定値と同一の値で除して得られた電流値を有する電流を前記第２の電流として出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の非反転増幅回路。
【請求項３】
前記第１の回路、前記第２の回路、及び前記第３の回路は、前記第１のオペアンプの初段と出力段との間に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非反転増幅回路。
【請求項４】
前記第３の回路は、
前記第１の電流の電流値が前記第２の電流の電流値よりも大きい場合、前記第１のオペアンプの出力段に設けられている、前記引き込み電流を流すためのトランジスタのベース端子に印加する電圧を制御することにより、前記フィードバック制御を行う
ことを特徴とする請求項３記載の非反転増幅回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、非反転増幅回路に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
非反転増幅回路は、非反転入力端子（＋）から入力される入力信号を所定の増幅率にしたがって増幅し出力する回路である。この非反転増幅回路は、当該入力信号に基準電圧を与える基準電圧回路を含んで構成される場合がある。この基準電圧は、非反転増幅回路の非反転入力端子から入力される入力信号を、当該基準電圧を中心に振動させるための電圧として与えられる。
【０００３】
基準電圧回路を含んで構成される非反転増幅回路の構成例を図２に示す。図２に示す非反転増幅回路（以下、「第１の従来回路」ともいう。）は、アンプ部１００と、基準電圧回路１５０とを含んで構成される。
【０００４】
アンプ部１００は、負帰還部を有する第１のオペアンプＡＭＰ１と、第１の入力抵抗Ｒ１と、帰還抵抗Ｒ２と、第２の入力抵抗Ｒ３と、を備える。
【０００５】
第１の入力抵抗Ｒ１は、一端が接続点ａにおいて、第１のオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子（－）、及び帰還抵抗Ｒ２の他端に接続され、他端が接続点ｂにおいて、第２の入力抵抗Ｒ３の一端、及び後述する第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子と接続される。
【０００６】
帰還抵抗Ｒ２は、第１のオペアンプＡＭＰ１の負帰還部に接続される。具体的には、帰還抵抗Ｒ２は、一端が第１のオペアンプＡＭＰ１の出力端子に接続され、他端が接続点ａにおいて、第１のオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子、及び第１の入力抵抗Ｒ１の一端に接続される。
【０００７】
第２の入力抵抗Ｒ３は、一端が接続点ｂにおいて、第１の入力抵抗Ｒ１の他端、及び第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子に接続され、他端が接続点ｃにおいて、第１のオペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子（＋）、及び、当該非反転入力端子に入力される入力信号を出力するセンサ（例えば圧電素子等）の出力端子ＳＥＮＳに接続される。
【０００８】
第１のオペアンプＡＭＰ１は、非反転入力端子、反転入力端子、及び出力端子を備える。第１のオペアンプＡＭＰ１は、非反転入力端子が、接続点ｃにおいて、センサの出力端子ＳＥＮＳ、及び第２の入力抵抗Ｒ３の他端に接続されている。また、第１のオペアンプＡＭＰ１は、出力端子が、帰還抵抗Ｒ２の一端と接続されている。また、第１のオペアンプＡＭＰ１は、反転入力端子が、接続点ｂにおいて、第１の入力抵抗Ｒ１の一端、及び帰還抵抗Ｒ２の他端と接続されている。
【０００９】
基準電圧回路１５０は、負帰還部を有する第２のオペアンプＡＭＰ２を備えている。第２のオペアンプＡＭＰ２の非反転入力端子には、電圧源としてのダイオードＤの出力端子が接続されている。また、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子は、第１の入力抵抗Ｒ１の他端、及び第２の入力抵抗Ｒ３の一端に接続されている。
【００１０】
このように構成された第１の従来回路は、ユーザにより電源が起動されると、正常時には概ね以下のように動作する。例えば、ユーザにより第１の従来回路の電源が起動されると、基準電圧回路１５０はボルテージフォロワ回路として機能する。具体的には、まず第２のオペアンプＡＭＰ２の非反転入力端子に対し、ダイオードＤの出力端子から所定の電圧信号が入力される。すると、当該電圧信号による電圧ＶＲが第２のオペアンプＡＭＰ２の非反転入力端子に印加される。そして、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力端子には、電圧ＶＲと略同じ電圧値である基準電圧ＶＢが発生する。
（【００１１】以降は省略されています）

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