特許ウォッチ

公開番号2024174650
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-17
出願番号2023092584
出願日2023-06-05
発明の名称信号増幅回路およびこれを備えたセンサ信号処理装置
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H03F 3/34 20060101AFI20241210BHJP(基本電子回路)
要約【課題】オートゼロ方式のアンプの入力オフセット電圧の補正に関して、さらなる検討の余地があった。
【解決手段】信号増幅回路(X)は、第1アンプ(1)と、補正回路(2x)と、を備えるオートゼロ方式の信号増幅回路である。第1アンプ(1)は、入力信号(Vin)を増幅するように構成されている。補正回路(2x)は、第1アンプ(1)の第1入力オフセット電圧(Vofs1)を補正するように構成されている。信号増幅回路(X)は、第1アンプ(1)の出力信号(Vout)の飽和状態を検出して、第1アンプ(1)の第1入力オフセット電圧(Vofs1)の補正動作を停止するように補正回路(2x)を制御するように構成された補正制御回路(5)を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
入力信号を増幅するように構成された第１アンプと、
前記第１アンプの第１入力オフセット電圧を補正するように構成された補正回路と、
を備えるオートゼロ方式の信号増幅回路であって、
前記第１アンプの出力信号の飽和状態を検出して、前記第１アンプの前記第１入力オフセット電圧の補正動作を停止するように前記補正回路を制御するように構成された補正制御回路と、
を備える信号増幅回路。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１アンプは、
前記入力信号を受けて第１内部信号を生成する入力段と、
前記第１内部信号を受けて第２内部信号を生成するように構成された利得段と、
前記第２内部信号を受けて前記出力信号を生成するように構成された出力段と、
を含み、
前記補正制御回路は、前記第２内部信号に基づいて前記出力信号の飽和状態を検出する請求項１に記載の信号増幅回路。
【請求項３】
前記補正制御回路は、
電源基準の前記第２内部信号を受けてグランド基準の第３内部信号を生成するように構成されたレベルシフタと、
前記第３内部信号に基づいて前記出力信号の飽和状態を検出するように構成された飽和状態検出回路と、
を含む請求項２に記載の信号増幅回路。
【請求項４】
前記レベルシフタは、
電圧信号である前記第２内部信号を受けて所定の電流信号を生成するように構成された電圧電流変換回路と、
前記電圧電流変換回路の出力端と接地端との間に接続された抵抗と、
を含み、
前記第３内部信号は、前記電流信号によって前記抵抗の両端間に発生する電圧に応じた信号である請求項３に記載の信号増幅回路。
【請求項５】
前記補正回路は、
第１キャパシタおよび第２キャパシタと、
差動入力信号を受けて、前記第１キャパシタおよび前記第２キャパシタを充放電するように構成された第２アンプと、
前記第１キャパシタおよび前記第２キャパシタの充放電状態を切り換えるように構成されたスイッチ回路と、
を含み、
前記スイッチ回路は、
前記第２アンプの差動入力端を短絡した状態で前記第２アンプの出力により前記第１キャパシタを充放電する第１状態と、
前記第２アンプに前記入力信号を入力した状態で前記第２アンプの出力により前記第２キャパシタを充放電する第２状態と、
を含み、
前記第１アンプは、前記第２キャパシタの充電電圧に応じて前記第１入力オフセット電圧を補正する機能を備え、
前記第２アンプは、前記第１キャパシタの充電電圧に応じて前記第２アンプの第２入力オフセット電圧を補正する機能を備える、請求項１に記載の信号増幅回路。
【請求項６】
前記補正制御回路は、前記出力信号の飽和状態を検出すると、前記第２キャパシタを放電するように前記スイッチ回路を制御する請求項５に記載の信号増幅回路。
【請求項７】
前記補正制御回路は、前記出力信号の飽和状態を検出すると、前記差動入力端を短絡した状態で前記第２アンプの出力により前記第１キャパシタを充放電しつつ、前記第２キャパシタを放電するように前記スイッチ回路を制御する請求項６に記載の信号増幅回路。
【請求項８】
前記スイッチ回路は、前記補正制御回路が前記出力信号の飽和状態を検出していない状態で、前記補正回路の状態を、前記第１状態と前記第２状態とに交互に繰り返し切り替える請求項５から７のいずれかに記載の信号増幅回路。
【請求項９】
前記入力信号は、監視対象電流に応じた電流検出信号である、請求項１から７のいずれかに記載の信号増幅回路。
【請求項１０】
前記入力信号を生成するセンサと、
請求項１から７のいずれかに記載の信号増幅回路と、
を含むセンサ信号処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、信号増幅回路およびこれを備えたセンサ信号処理装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、信号増幅回路として、オートゼロ方式を採用するものがある。このような信号増幅回路は、メインアンプと、補正用アンプと、複数のコンデンサとを含んで構成されている。
【０００３】
オートゼロ方式の信号増幅回路は、補正用アンプと各コンデンサの信号経路を切り替えて各コンデンサを充放電し、各コンデンサの充電電圧によって各アンプの入力オフセット電圧を補正するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－００６６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなオートゼロ方式のアンプは、入力オフセット電圧の補正に関して、さらなる検討の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書中に開示されている信号増幅回路は、第１アンプと、補正回路と、を備えるオートゼロ方式の信号増幅回路である。第１アンプは、入力信号を増幅するように構成されている。補正回路は、第１アンプの第１入力オフセット電圧を補正するように構成されている。信号増幅回路は、第１アンプの出力信号の飽和状態を検出して、第１アンプの第１入力オフセット電圧の補正動作を停止するように補正回路を制御するように構成された補正制御回路を備える。
【０００７】
本明細書中に開示されているセンサ信号処理装置は、入力信号を生成するセンサと、上記構成の信号増幅回路と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本明細書中に開示されている信号増幅回路によれば、入力オフセット電圧の補正に関して、より好適なものになる。
【０００９】
また、本明細書中に開示されているセンサ信号処理装置によれば、入力オフセット電圧の補正に関して、より好適なセンサ信号処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、第１状態の比較例の信号増幅回路を示すブロック図である。
図２は、第２状態の比較例の信号増幅回路を示すブロック図である。
図３は、帰還制御によって差動入力信号に応じて出力信号が変化することを示したグラフである。
図４は、差動入力信号と、出力信号と、各スイッチの両端間に生じる電圧と、第２キャパシタの充電電圧を示すタイミングチャートである。
図５は、本開示の信号増幅回路を示すブロック図である。
図６は、第１アンプの内部の構成を示したブロック図である。
図７は、差動入力信号と、出力信号と、ハイサイド信号の電圧レベルと、各スイッチの両端間に生じる電圧と、第２キャパシタの充電電圧を示すタイミングチャートである。
図８は、第２実施形態に係る信号増幅回路の補正制御回路を示すブロック図である。
図９は、センサモジュールを示すブロック図である。
図１０は、電流検出アンプの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許