JPH04326806A - プログラマブルゲインアンプ - Google Patents
プログラマブルゲインアンプInfo
- Publication number
- JPH04326806A JPH04326806A JP9734891A JP9734891A JPH04326806A JP H04326806 A JPH04326806 A JP H04326806A JP 9734891 A JP9734891 A JP 9734891A JP 9734891 A JP9734891 A JP 9734891A JP H04326806 A JPH04326806 A JP H04326806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplifier
- gain
- duty ratio
- circuit
- pulse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱電対の起電力等、種
々の電圧を増幅するアンプに関し、特に、そのゲインを
任意に変化させることのできるアンプに関する。
々の電圧を増幅するアンプに関し、特に、そのゲインを
任意に変化させることのできるアンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】このようなアンプの回路の一例として、
熱電対の入力回路を図４に示す。熱電対の起電力は測定
温度範囲によって広範囲に変わるため、入力回路のアン
プのゲインもそれに応じて変更する必要がある。しかも
、注意深く作製された熱電対は高精度で温度を測定する
ことができるため、入力回路のアンプのゲインも正確さ
が要求される。このような要求を満たすため、従来のプ
ログラマブルゲインアンプではオペアンプＯＰの外部抵
抗として、高精度の抵抗を複数本（図４ではＲ１、Ｒ２
、Ｒ３、Ｒ４の４本）用意し、それらの組み合わせをス
イッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３で切り換えることによりゲイン
を切り換えるようにしていた。
熱電対の入力回路を図４に示す。熱電対の起電力は測定
温度範囲によって広範囲に変わるため、入力回路のアン
プのゲインもそれに応じて変更する必要がある。しかも
、注意深く作製された熱電対は高精度で温度を測定する
ことができるため、入力回路のアンプのゲインも正確さ
が要求される。このような要求を満たすため、従来のプ
ログラマブルゲインアンプではオペアンプＯＰの外部抵
抗として、高精度の抵抗を複数本（図４ではＲ１、Ｒ２
、Ｒ３、Ｒ４の４本）用意し、それらの組み合わせをス
イッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３で切り換えることによりゲイン
を切り換えるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成のプ
ログラマブルゲインアンプでは、抵抗を切り換えるため
のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３をオンとしたとき、そのオ
ン抵抗がゲインの誤差の原因となる。例えば、スイッチ
Ｓ１のオン抵抗をｒ１とすると、スイッチＳ１がオンと
なったときのゲインＧ１は Ｇ１＝１＋（Ｒ２＋ｒ１）／Ｒ１ となり、オン抵抗ｒ１による誤差が生じる。Ｓ２、Ｓ３
の場合も同様である。また、アンプＯＰの入力電圧ＶＩ
Ｎが更に広く変化する場合には、抵抗及びスイッチの数
を多くしなければならないが、高精度の抵抗素子はコス
トも高く、そのような抵抗素子の数の増加はアンプのコ
ストを押し上げる。本発明は上記課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、正確な
ゲインを得ることができ、しかも、ゲインを多段階に切
り換える場合でも高価な抵抗素子を多数使用する必要の
ないプログラマブルゲインアンプを提供することにある
。
ログラマブルゲインアンプでは、抵抗を切り換えるため
のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３をオンとしたとき、そのオ
ン抵抗がゲインの誤差の原因となる。例えば、スイッチ
Ｓ１のオン抵抗をｒ１とすると、スイッチＳ１がオンと
なったときのゲインＧ１は Ｇ１＝１＋（Ｒ２＋ｒ１）／Ｒ１ となり、オン抵抗ｒ１による誤差が生じる。Ｓ２、Ｓ３
の場合も同様である。また、アンプＯＰの入力電圧ＶＩ
Ｎが更に広く変化する場合には、抵抗及びスイッチの数
を多くしなければならないが、高精度の抵抗素子はコス
トも高く、そのような抵抗素子の数の増加はアンプのコ
ストを押し上げる。本発明は上記課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、正確な
ゲインを得ることができ、しかも、ゲインを多段階に切
り換える場合でも高価な抵抗素子を多数使用する必要の
ないプログラマブルゲインアンプを提供することにある
。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係るプログラマブルゲインアンプは
、（ａ）２種の中のいずれか１種のゲインで動作するア
ンプと、（ｂ）デューティ比を設定するためのデューテ
ィ比設定手段と、（ｃ）設定されたデューティ比を有す
るパルスを生成するパルス生成手段と、（ｄ）パルス生
成手段により生成されたパルスに従い、前記アンプのゲ
インを切り換えるスイッチと、（ｅ）アンプの出力を平
滑化する平滑化手段とを備えることを特徴とする。
に成された本発明に係るプログラマブルゲインアンプは
、（ａ）２種の中のいずれか１種のゲインで動作するア
ンプと、（ｂ）デューティ比を設定するためのデューテ
ィ比設定手段と、（ｃ）設定されたデューティ比を有す
るパルスを生成するパルス生成手段と、（ｄ）パルス生
成手段により生成されたパルスに従い、前記アンプのゲ
インを切り換えるスイッチと、（ｅ）アンプの出力を平
滑化する平滑化手段とを備えることを特徴とする。
【０００５】
【作用】スイッチ（ｄ）の出力側には、アンプ（ａ）の
２種のゲインによる出力が、設定されたデューティ比に
従う時間比で出力されてくる。従って、平滑化手段（ｅ
）により平滑化されたアンプ（ａ）の出力は、両ゲイン
による出力のデューティ比による重み付き平均値となる
。このため、デューティ比設定手段（ｂ）によるデュー
ティ設定を任意に行うことにより、任意のゲインを得る
ことができる。
２種のゲインによる出力が、設定されたデューティ比に
従う時間比で出力されてくる。従って、平滑化手段（ｅ
）により平滑化されたアンプ（ａ）の出力は、両ゲイン
による出力のデューティ比による重み付き平均値となる
。このため、デューティ比設定手段（ｂ）によるデュー
ティ設定を任意に行うことにより、任意のゲインを得る
ことができる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例である熱電対用入力
回路の増幅回路を示す。本実施例の増幅回路では、オペ
アンプＯＰの外部抵抗として、直列に接続された３本の
抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の組み合わせを、［Ｒ１：（Ｒ２
＋Ｒ３）］と［（Ｒ１＋Ｒ２）：Ｒ３］の２種の間で切
り換えることにより、２種のゲインを得ている。この抵
抗の切り換えを行うためにスイッチＳが備えられており
、スイッチＳはパルス回路１２からのパルス信号の状態
（Ｈ／Ｌ）に従い、上記組み合わせのいずれかを選択す
る。たとえば、図２（ａ）に示すように、パルス回路１
２からの出力Ａが周期Ｔのうちｔ１がハイ（Ｈ）、ｔ２
がロー（Ｌ）であり（デューティ比ｄ＝ｔ１／Ｔ）、ス
イッチＳはパルス信号がＨのときはａ接点側、Ｌのとき
はｂ接点側に切り換わるとする。すると、パルス信号が
Ｈのときは、アンプＯＰのゲインは Ｇａ＝１＋（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ１ となり、出力Ｂは Ｖ１＝ＶＩＮ・（１＋（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ１）となる。 パルス信号がＬのときはゲインはＧｂ＝１＋Ｒ３／（Ｒ
１＋Ｒ２） となり、出力Ｂは Ｖ２＝ＶＩＮ・（１＋Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２））となる。 従って、アンプＯＰの出力Ｂはパルス信号Ａの変化に従
い、図２（ａ）の下の段のように変化する。
回路の増幅回路を示す。本実施例の増幅回路では、オペ
アンプＯＰの外部抵抗として、直列に接続された３本の
抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の組み合わせを、［Ｒ１：（Ｒ２
＋Ｒ３）］と［（Ｒ１＋Ｒ２）：Ｒ３］の２種の間で切
り換えることにより、２種のゲインを得ている。この抵
抗の切り換えを行うためにスイッチＳが備えられており
、スイッチＳはパルス回路１２からのパルス信号の状態
（Ｈ／Ｌ）に従い、上記組み合わせのいずれかを選択す
る。たとえば、図２（ａ）に示すように、パルス回路１
２からの出力Ａが周期Ｔのうちｔ１がハイ（Ｈ）、ｔ２
がロー（Ｌ）であり（デューティ比ｄ＝ｔ１／Ｔ）、ス
イッチＳはパルス信号がＨのときはａ接点側、Ｌのとき
はｂ接点側に切り換わるとする。すると、パルス信号が
Ｈのときは、アンプＯＰのゲインは Ｇａ＝１＋（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ１ となり、出力Ｂは Ｖ１＝ＶＩＮ・（１＋（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ１）となる。 パルス信号がＬのときはゲインはＧｂ＝１＋Ｒ３／（Ｒ
１＋Ｒ２） となり、出力Ｂは Ｖ２＝ＶＩＮ・（１＋Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２））となる。 従って、アンプＯＰの出力Ｂはパルス信号Ａの変化に従
い、図２（ａ）の下の段のように変化する。
【０００７】このアンプＯＰの出力Ｂは平滑回路１１に
より時間的に平滑化され、Ｖ１とＶ２とのデューティ比
による重み付け平均の電圧 Ｖ３＝Ｖ１・ｄ＋Ｖ２・（１−ｄ） となる（図２（ｂ））。従って、パルス回路１２に与え
るデータによってパルス信号Ａのデューティ比ｄを任意
に設定することにより、Ｖ１からＶ２の間の任意の出力
電圧ＶＯＵＴを得ることができる。
より時間的に平滑化され、Ｖ１とＶ２とのデューティ比
による重み付け平均の電圧 Ｖ３＝Ｖ１・ｄ＋Ｖ２・（１−ｄ） となる（図２（ｂ））。従って、パルス回路１２に与え
るデータによってパルス信号Ａのデューティ比ｄを任意
に設定することにより、Ｖ１からＶ２の間の任意の出力
電圧ＶＯＵＴを得ることができる。
【０００８】なお、本発明に係る上記回路では、スイッ
チＳはアンプＯＰのゲインを決定する出力端子と接地と
の間の回路には介在していないため、そのオン抵抗はア
ンプＯＰのゲインには影響しない。
チＳはアンプＯＰのゲインを決定する出力端子と接地と
の間の回路には介在していないため、そのオン抵抗はア
ンプＯＰのゲインには影響しない。
【０００９】図３は逆相増幅回路に本発明を適用したも
のであり、入力ＶＩＮを２つのルートに分け、それぞれ
に異なる外部抵抗（Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４）を接続し
て、それらをスイッチＳにより切り換えるようにしたも
のである。スイッチＳを切り換える機構及びアンプＯＰ
の出力を平滑化する点は上記実施例と同様であり、本実
施例の場合にはパルス回路のデューティ比を任意に設定
することにより、平滑回路１１の出力をＶ１＝ＶＩＮ・
（−Ｒ２／Ｒ１）とＶ２＝ＶＩＮ・（−Ｒ４／Ｒ３）と
の間で任意に変えることができる。
のであり、入力ＶＩＮを２つのルートに分け、それぞれ
に異なる外部抵抗（Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４）を接続し
て、それらをスイッチＳにより切り換えるようにしたも
のである。スイッチＳを切り換える機構及びアンプＯＰ
の出力を平滑化する点は上記実施例と同様であり、本実
施例の場合にはパルス回路のデューティ比を任意に設定
することにより、平滑回路１１の出力をＶ１＝ＶＩＮ・
（−Ｒ２／Ｒ１）とＶ２＝ＶＩＮ・（−Ｒ４／Ｒ３）と
の間で任意に変えることができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明のプログラマブルゲインアンプで
は、パルス信号のデューティ比を任意に設定するだけで
、それに応じたゲインを、スイッチ抵抗の誤差を生じる
ことなく、得ることができる。また、本発明の回路は、
ゲインの変動範囲が広い場合でも少ない数の抵抗素子の
みで実現できるため、コストを抑えることができる。し
かも、使用する抵抗の値がばらついていても、それに応
じてデューティ比を調整することにより、そのようなば
らつきを吸収することができるため、精密な抵抗素子を
使用する必要がない。なお、パルス信号のデューティ比
はマイコン等から制度良く制御することができるため、
制御も非常に簡単である。
は、パルス信号のデューティ比を任意に設定するだけで
、それに応じたゲインを、スイッチ抵抗の誤差を生じる
ことなく、得ることができる。また、本発明の回路は、
ゲインの変動範囲が広い場合でも少ない数の抵抗素子の
みで実現できるため、コストを抑えることができる。し
かも、使用する抵抗の値がばらついていても、それに応
じてデューティ比を調整することにより、そのようなば
らつきを吸収することができるため、精密な抵抗素子を
使用する必要がない。なお、パルス信号のデューティ比
はマイコン等から制度良く制御することができるため、
制御も非常に簡単である。
【図１】 本発明の第１実施例であるプログラマブル
ゲインアンプの回路図。
ゲインアンプの回路図。
【図２】 第１実施例の回路のパルス回路の出力Ａと
アンプの出力Ｂの波形図（ａ）、及びアンプ出力を平滑
化した出力の波形図（ｂ）。
アンプの出力Ｂの波形図（ａ）、及びアンプ出力を平滑
化した出力の波形図（ｂ）。
【図３】 本発明の第２実施例であるプログラマブル
ゲインアンプの回路図。
ゲインアンプの回路図。
【図４】 従来のプログラマブルゲインアンプの回路
図。
図。
Claims (1)
- 【請求項１】 ２種の中のいずれか１種のゲインで動
作するアンプと、デューティ比を設定するためのデュー
ティ比設定手段と、設定されたデューティ比を有するパ
ルスを生成するパルス生成手段と、パルス生成手段によ
り生成されたパルスに従い、前記アンプのゲインを切り
換えるスイッチと、アンプの出力を平滑化する平滑化手
段とを備えることを特徴とするプログラマブルゲインア
ンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9734891A JPH04326806A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | プログラマブルゲインアンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9734891A JPH04326806A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | プログラマブルゲインアンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04326806A true JPH04326806A (ja) | 1992-11-16 |
Family
ID=14189980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9734891A Pending JPH04326806A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | プログラマブルゲインアンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04326806A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11298270A (ja) * | 1998-04-15 | 1999-10-29 | Nec Corp | Ｐｇａ（プログラマブル・ゲインアンプ）回路 |
| JP2010503347A (ja) * | 2006-09-07 | 2010-01-28 | ナショナル セミコンダクタ コーポレイション | プログラマブル利得増幅器用の利得調節 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP9734891A patent/JPH04326806A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11298270A (ja) * | 1998-04-15 | 1999-10-29 | Nec Corp | Ｐｇａ（プログラマブル・ゲインアンプ）回路 |
| JP2010503347A (ja) * | 2006-09-07 | 2010-01-28 | ナショナル セミコンダクタ コーポレイション | プログラマブル利得増幅器用の利得調節 |
| JP2010503346A (ja) * | 2006-09-07 | 2010-01-28 | ナショナル セミコンダクタ コーポレイション | プログラマブル利得増幅器用の利得調節 |
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