JPH06125228A - Offset voltage correction circuit - Google Patents
Offset voltage correction circuitInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数の演算増幅器のオ
フセット電圧を一括補正するオフセット電圧補正回路に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an offset voltage correction circuit for collectively correcting offset voltages of a plurality of operational amplifiers.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、逐次比較形のA/Dコンバータ
は、サンプル・ホールド回路でアナログ電圧を取り込
み、これをD/Aコンバータから得られる出力電圧(一
旦得られたデジタル値を比較用のアナログ電圧に変換し
た電圧)と比較器で比較し、デジタル値に変換するもの
で、この比較時に比較基準値を逐次変化させてMSB
(最上位桁)からLSB(最下位桁)までの各桁のビッ
ト値を得るものである。2. Description of the Related Art For example, a successive approximation type A / D converter takes in an analog voltage with a sample and hold circuit and outputs it as an output voltage (a digital value once obtained is compared with an analog voltage for comparison). (Converted into voltage) is compared with a comparator and converted into a digital value. At the time of this comparison, the comparison reference value is sequentially changed to change the MSB.
The bit value of each digit from (the most significant digit) to LSB (the least significant digit) is obtained.
【0003】ところが、サンプル・ホールド回路に使用
する演算増幅器や比較器に使用する演算増幅器にオフセ
ット電圧が生じるために、これが誤差として現れる。However, since an offset voltage is generated in the operational amplifier used in the sample and hold circuit and the operational amplifier used in the comparator, this appears as an error.
【0004】そこで、従来ではこのオフセット電圧を抑
えるために、アナログ電圧の0vを入力したときにデジ
タル値の「0」が出力するように、図6に示すように、
例えば比較器1のサンプル・ホールド電圧が入力する入
力端子2とは別に入力端子3を設けて、ここにオフセッ
ト補正用の電圧を印加することが行われていた。4は出
力デジタル値を比較値としてのアナログ値に変換するD
/Aコンバータ、5は出力端子である。Therefore, in order to suppress this offset voltage, conventionally, as shown in FIG. 6, the digital value "0" is output when the analog voltage 0v is input.
For example, an input terminal 3 is provided separately from the input terminal 2 to which the sample and hold voltage of the comparator 1 is input, and an offset correction voltage is applied to the input terminal 3. 4 is a D that converts the output digital value into an analog value as a comparison value
/ A converter, 5 is an output terminal.
【0005】また、別の方法として、ICチップのレイ
アウト時に演算増幅器内の誤差増幅器のトランジスタ
を、オフセット電圧が少なくなる形状(トランジスタの
ゲート長を長くする、或いはトランジスタ形状を工夫す
る等)にする等の方法が採用されていた。As another method, the transistor of the error amplifier in the operational amplifier is shaped so that the offset voltage is reduced (the gate length of the transistor is lengthened or the shape of the transistor is devised) when laying out the IC chip. Etc. were adopted.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように入力端子にオフセット電圧分だけバイアス電圧を
印加する方法では、外付け部品が増加したり、外部での
調整が必要になってくるので、量産性が悪い。また、I
C化したときにチップレイアウト時にトランジスタの形
状を工夫する方法では、トランジスタの面積が大きくな
って全体のチップ面積が増加したり、或いはオフセット
電圧のバラツキが大きくなる等の問題があった。However, in the method of applying the bias voltage by the offset voltage to the input terminal as described above, the number of external parts is increased and external adjustment is required. Mass productivity is poor. Also, I
In the method of devising the shape of the transistor at the time of chip layout when the C layout is adopted, there are problems that the area of the transistor is increased and the entire chip area is increased, or the variation of the offset voltage is increased.
【0007】本発明の目的は、外付け部品が少なく、調
整が不要で、トランジスタのサイズを大きくする必要も
なくして、上記した問題を解決したオフセット電圧補正
回路を提供することである。An object of the present invention is to provide an offset voltage correction circuit which solves the above-mentioned problems by requiring a small number of external parts, requiring no adjustment and increasing the size of the transistor.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】このため本発明は、複数
の演算増幅器を縦続接続した回路において、最前段の演
算増幅器の入力端子を接地し、且つ全部の演算増幅器を
電圧ホロワとして働かせたときの最終段の演算増幅器の
出力電圧をオフセット電圧蓄積用のコンデンサに蓄積
し、上記した全部の演算増幅器を通常動作させるとき
に、上記コンデンサの電圧を上記最前段の演算増幅器の
入力側に相殺用電圧として印加するように構成した。Therefore, according to the present invention, in a circuit in which a plurality of operational amplifiers are connected in cascade, when the input terminals of the operational amplifiers at the front stage are grounded and all the operational amplifiers function as voltage followers. The output voltage of the final stage operational amplifier is stored in the offset voltage storage capacitors, and when the above-mentioned all operational amplifiers are normally operated, the voltage of the capacitors is offset to the input side of the frontmost operational amplifier. It was configured to be applied as a voltage.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は逐次比較形A/Dコンバータに適用した一実施例の
回路図である。11はアナログ電圧が印加する入力端
子、12はこのアナログ電圧を増幅する演算増幅器から
なる入力バッファ用の増幅器、13はホールド用コンデ
ンサ、15は前回得られたデジタル値をアナログ値に変
換するD/Aコンバータ、14はこのD/Aコンバータ
15の出力電圧とコンデンサ13の電圧とを比較する演
算増幅器からなる比較器、16は出力端子である。ま
た、17はオフセット電圧蓄積用のコンデンサ、S1〜
S10はスイッチである。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment applied to a successive approximation A / D converter. Reference numeral 11 is an input terminal to which an analog voltage is applied, 12 is an input buffer amplifier including an operational amplifier for amplifying the analog voltage, 13 is a holding capacitor, and 15 is a D / which converts a previously obtained digital value to an analog value. An A converter, 14 is a comparator composed of an operational amplifier for comparing the output voltage of the D / A converter 15 and the voltage of the capacitor 13, and 16 is an output terminal. Further, 17 is a capacitor for accumulating offset voltage, S1 to
S10 is a switch.
【0010】この回路では、本来の動作に先だって、系
全体のフオセット電圧を検出する。このときは、図1に
示すように、スイッチS1、S5、S8、S9をオフに
し、残りのスイッチS2〜S4、S6、S7、S10を
オンにする。この結果、増幅器12は出力端子と反転入
力端子が接続されて電圧ホロワとして働き、また非反転
入力端子に印加する電圧は0vとなる。よって、コンデ
ンサ13の電圧は本来ならば0vであるが、この増幅器
12にオフセットがあればそのオフセット電圧が充電さ
れる。また、次段の比較器14も同様に電圧ホロワとし
て働くので、このコンデンサ13の電圧をそのまま出力
するが、ここにオフセットがあれば、コンデンサ13の
電圧とそのオフセット電圧分を加算した電圧が出力し、
これがコンデンサ17に充電される。このようにして、
コンデンサ17には増幅器12と比較器14の両者のオ
フセット電圧を加算した電圧が充電される。This circuit detects the falset voltage of the entire system prior to the original operation. At this time, as shown in FIG. 1, the switches S1, S5, S8 and S9 are turned off and the remaining switches S2 to S4, S6, S7 and S10 are turned on. As a result, the amplifier 12 has an output terminal and an inverting input terminal connected to each other and functions as a voltage follower, and the voltage applied to the non-inverting input terminal is 0 v. Therefore, although the voltage of the capacitor 13 is originally 0v, if the amplifier 12 has an offset, the offset voltage is charged. Further, since the comparator 14 at the next stage also acts as a voltage follower, the voltage of the capacitor 13 is output as it is. However, if there is an offset, the voltage obtained by adding the voltage of the capacitor 13 and the offset voltage is output. Then
This charges the capacitor 17. In this way
The capacitor 17 is charged with a voltage obtained by adding the offset voltages of both the amplifier 12 and the comparator 14.
【0011】次に、サンプル動作を行う。このときは、
図2に示すように、スイッチS1、S4、S5、S8、
S9をオンにし、残りのスイッチS2、S3、S6、S
7、S10をオフにする。この結果、入力端子11に印
加しているアナログ電圧が増幅器12の非反転入力端子
に加わり、また、上記したコンデンサ17に蓄積されて
いるオフセット電圧成分が増幅器12の反転入力端子と
出力端子との間に印加する。よって、入力アナログ電圧
に対して、オフセット電圧成分がキャンセル用電圧とし
て加算するので、増幅器12で発生するオフセット成分
がここでキャンセルされる。また、このコンデンサ13
に充電される電圧は比較器14のオフセット電圧キャセ
ル用電圧を含んだ電圧となるので、その比較器14の出
力端子にはそこで発生するオフセット成分がキャンセル
された電圧が得られる。このようにして、出力端子16
には増幅器12のオフセット電圧、比較器14のオフセ
ット電圧のいずれもがキャンセルされた電圧が得られ
る。Next, a sample operation is performed. At this time,
As shown in FIG. 2, switches S1, S4, S5, S8,
S9 is turned on and the remaining switches S2, S3, S6, S
7. Turn off S10. As a result, the analog voltage applied to the input terminal 11 is applied to the non-inverting input terminal of the amplifier 12, and the offset voltage component accumulated in the capacitor 17 is generated between the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier 12. Apply between. Therefore, the offset voltage component is added to the input analog voltage as a canceling voltage, and the offset component generated in the amplifier 12 is canceled here. Also, this capacitor 13
Since the voltage charged in the comparator 14 is a voltage including the offset voltage cell voltage of the comparator 14, a voltage in which the offset component generated therein is canceled is obtained at the output terminal of the comparator 14. In this way, the output terminal 16
A voltage obtained by canceling both the offset voltage of the amplifier 12 and the offset voltage of the comparator 14 is obtained.
【0012】ここでは、オフセット電圧成分を増幅器1
2の反転入力端子と接地間に印加せずに、反転入力端子
と出力端子との間に接続しているが、このようにすると
入力アナログ電圧に依存しないでオフセット電圧成分を
キャンセルできる。Here, the offset voltage component is fed to the amplifier 1
Although it is connected between the inverting input terminal and the output terminal without being applied between the inverting input terminal and the ground, the offset voltage component can be canceled without depending on the input analog voltage.
【0013】次に、ホールド時には、図3に示すよう
に、コンデンサ13の入力側のスイッチS4をオフにす
る。この状態で、逐次比較動作の終了まで、D/Aコン
バータ15の出力電圧とアナログ入力電圧を、オフセッ
ト電圧のない状態で比較することができる。Next, at the time of holding, as shown in FIG. 3, the switch S4 on the input side of the capacitor 13 is turned off. In this state, the output voltage of the D / A converter 15 and the analog input voltage can be compared without the offset voltage until the completion of the successive approximation operation.
【0014】図4は以上の動作の電圧特性を示す図であ
って、コンデンサ17の非接地側の電圧をVa、増幅器
12の非反転入力端子の電圧をVb、増幅器12の反転
入力端子の電圧をVc、ホールド用のコンデンサ13の
非接地側の電圧をVdとしたとき各電圧変化を示したも
のである。Vinは入力端子11に印加するアナログ入
力電圧、Vo1は増幅器12のオフセット電圧、Vo2
は比較器14のオフセット電圧である。また、時間t1
以前は図1のスイッチ切替状態の期間、時間t2以降は
図2のスイッチ切替状態期間であり、t1〜t2の間は
その過渡期間である。FIG. 4 is a diagram showing the voltage characteristics of the above operation. The voltage on the non-ground side of the capacitor 17 is Va, the voltage on the non-inverting input terminal of the amplifier 12 is Vb, and the voltage on the inverting input terminal of the amplifier 12 is. Where Vc is Vc and the voltage on the non-grounded side of the holding capacitor 13 is Vd, the respective voltage changes are shown. Vin is an analog input voltage applied to the input terminal 11, Vo1 is an offset voltage of the amplifier 12, Vo2
Is the offset voltage of the comparator 14. Also, time t1
The switch-switching state of FIG. 1 was previously used, the switch-switching state of FIG. 2 is performed after time t2, and the transition period is from t1 to t2.
【0015】図5は別の実施例を示す図であり、ホール
ド用のコンデンサ13を増幅器12の非反転入力端子と
スイッチS1との間に接続したものである。この回路で
は、入力アナログ電圧がホールドされてから増幅器12
に入力する点の他は、前記した実施例と同様に動作す
る。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment, in which a holding capacitor 13 is connected between the non-inverting input terminal of the amplifier 12 and the switch S1. In this circuit, the amplifier 12 is held after the input analog voltage is held.
The operation is the same as that of the above-mentioned embodiment except that the input is made to.
【0016】なお、以上の実施例は逐次比較形A/Dコ
ンバータに適用した場合についであり、コンデンサ17
のホールド能力を考慮すれば、オフセットキャンセル動
作は比較動作の度に行うことが好ましい。また、このオ
フセット電圧補正回路は、上記した逐次比較形A/Dコ
ンバータに限らず、演算増幅器を複数個(2個に限られ
ない。)縦続接続した回路において、同様に適用でき
る。The above embodiment is applied to the successive approximation type A / D converter.
Considering the hold capability of the above, it is preferable to perform the offset cancel operation every time the comparison operation is performed. The offset voltage correction circuit is not limited to the successive approximation A / D converter described above, but can be similarly applied to a circuit in which a plurality of operational amplifiers (not limited to two) are cascade-connected.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上から本発明によれば、外付け部品は
オフセット電圧成分蓄積用のコンデンサ1個で済み、し
かも無調整であり、更にトランジスタのサイズを大きく
する必要もなく、IC化した際にチップ面積を大きくす
ることなく、安定してオフセット電圧成分を低減するこ
とができる。また、複数の演算増幅器を縦続接続した回
路の当該複数の演算増幅器の各々のオフセット成分を一
挙にキャンセルすることができるようになり、各種の回
路に適用して、大きな効果を期待できるものである。As described above, according to the present invention, only one capacitor for accumulating the offset voltage component is required as the external component, no adjustment is required, and it is not necessary to increase the size of the transistor. It is possible to stably reduce the offset voltage component without increasing the chip area. Further, it becomes possible to cancel the offset component of each of the plurality of operational amplifiers of the circuit in which the plurality of operational amplifiers are connected in series, and it is possible to expect a great effect when applied to various circuits. .
【図1】 本発明の一実施例のオフセット電圧補正回路
を適用した逐次比較形A/Dコンバータのサンプルホー
ルド部と比較部の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a sample hold unit and a comparison unit of a successive approximation A / D converter to which an offset voltage correction circuit according to an embodiment of the present invention is applied.
【図2】 同実施例の動作説明用の同コンバータのサン
プルホールド部と比較部の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a sample hold unit and a comparison unit of the converter for explaining the operation of the embodiment.
【図3】 同実施例の動作説明用の同コンバータのサン
プルホールド部と比較部の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a sample hold unit and a comparison unit of the converter for explaining the operation of the embodiment.
【図4】 同実施例の動作説明用の電圧特性図である。FIG. 4 is a voltage characteristic diagram for explaining the operation of the embodiment.
【図5】 別の実施例のオフセット電圧補正回路を適用
した逐次比較形A/Dコンバータのサンプルホールド部
と比較部の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a sample hold unit and a comparison unit of a successive approximation A / D converter to which an offset voltage correction circuit according to another embodiment is applied.
【図6】 従来のオフセット電圧補正回路を適用した逐
次比較形A/Dコンバータの入力部と比較部の回路図で
ある。FIG. 6 is a circuit diagram of an input unit and a comparison unit of a successive approximation type A / D converter to which a conventional offset voltage correction circuit is applied.
11:入力端子、12:入力バッファ用増幅器、13:
ホールド用のコンデンサ、14:比較器、15:D/A
コンバータ、16:出力端子、17:オフセット電圧蓄
積用のコンデンサ。11: input terminal, 12: amplifier for input buffer, 13:
Hold capacitor, 14: comparator, 15: D / A
Converter, 16: output terminal, 17: capacitor for offset voltage storage.
Claims (1)
おいて、最前段の演算増幅器の入力端子を接地し、且つ
全部の演算増幅器を電圧ホロワとして働かせたときの最
終段の演算増幅器の出力電圧をオフセット電圧蓄積用の
コンデンサに蓄積し、上記した全部の演算増幅器を通常
動作させるときに、上記コンデンサの電圧を上記最前段
の演算増幅器の入力側に相殺用電圧として印加すること
を特徴とするオフセット電圧補正回路。1. In a circuit in which a plurality of operational amplifiers are connected in cascade, the output voltage of the final operational amplifier when the input terminal of the operational amplifier at the frontmost stage is grounded and all operational amplifiers are operated as a voltage follower. An offset characterized by being stored in a capacitor for storing an offset voltage and applying the voltage of the capacitor as a canceling voltage to the input side of the operational amplifier at the frontmost stage when all the operational amplifiers described above are normally operated. Voltage correction circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4297966A JPH06125228A (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Offset voltage correction circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4297966A JPH06125228A (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Offset voltage correction circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06125228A true JPH06125228A (en) | 1994-05-06 |
Family
ID=17853399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4297966A Pending JPH06125228A (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Offset voltage correction circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH06125228A (en) |
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1992
- 1992-10-09 JP JP4297966A patent/JPH06125228A/en active Pending
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