JPS62263705A - Linearity compensating circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
交流信号のレベルメータ等に於いて、交流信号をダイオ
ードにより平均値検波し、演算増幅器で増幅してメータ
等により交流信号レベルを表示する装置に於いて、平均
値検波を行うダイオードの非直線性を、演算増幅器の正
帰還回路によって補償するものである。[Detailed Description of the Invention] [Summary] In an AC signal level meter, etc., the device detects the average value of the AC signal with a diode, amplifies it with an operational amplifier, and displays the AC signal level with a meter, etc. The nonlinearity of the diode that performs average value detection is compensated for by the positive feedback circuit of the operational amplifier.
本発明は、各種の交流信号をダイオードにより平均値検
波し、演算増幅器によって増幅して交流信号のレベル表
示等を行う場合に、平均値検波を行うダイオードの非直
線性を補償する直線性補償回路に関するものである。The present invention provides a linearity compensation circuit that compensates for the nonlinearity of the diode that performs the average value detection when various types of AC signals are average-value detected by a diode and amplified by an operational amplifier to display the level of the AC signal. It is related to.
各種の電子機器に於いて、交流信号のレベルを表示して
、所望のレベルとなるように、各部を調整することが広
く採用されている。その場合、交流信号を平均値検波し
てメータ等により表示させる構成が一般的である。又表
示すべき交流信号のレベル範囲は非常に広範囲にわたる
と共に、微小レベルの交流信号についても正確に表示で
きることが要望されている。2. Description of the Related Art In various electronic devices, it is widely used to display the level of an AC signal and adjust each part to reach a desired level. In this case, a common configuration is to detect the average value of the AC signal and display it on a meter or the like. Furthermore, the level range of AC signals to be displayed is very wide, and it is desired that even minute level AC signals can be displayed accurately.
第5図は従来例の要部ブロック図であり、入力端子30
に交流信号が加えられ、ダイオード回路31により検波
され、平滑回路32により平滑化されて演算増幅器33
の一端子に入力される。演算増幅器33の出力端子と一
端子との間に負帰還回路34が接続され、子端子は接地
されている。FIG. 5 is a block diagram of the main parts of the conventional example, in which the input terminal 30
An alternating current signal is applied to the circuit, detected by a diode circuit 31, smoothed by a smoothing circuit 32, and sent to an operational amplifier 33.
is input to one terminal of A negative feedback circuit 34 is connected between the output terminal of the operational amplifier 33 and one terminal, and the child terminal is grounded.
従って、演算増幅器33は反転増幅器として動作し、直
流電圧としての出力信号は、出力端子35からレベルメ
ータ(図示せず)等へ加えられ、入力端子31に加えら
れた交流信号の平均値或いは実効値が表示される。Therefore, the operational amplifier 33 operates as an inverting amplifier, and the output signal as a DC voltage is applied from the output terminal 35 to a level meter (not shown), etc., and the average value or effective value of the AC signal applied to the input terminal 31 is The value is displayed.
第6図は第5図の具体的回路を示し、4oは入力端子、
41はダイオード、42はコンデンサ、43は演算増幅
器、44は抵抗、45は出力端子、46〜49は抵抗で
ある。第7図は動作説明図であり、(a)は入力端子4
0に加えられる入力交流信号aを示し、波高値をVin
とすると、交流信号aは、Vin−sinωtで表され
る。なお、ωは2πf、fは交流信号の周波数である。FIG. 6 shows the specific circuit of FIG. 5, where 4o is an input terminal;
41 is a diode, 42 is a capacitor, 43 is an operational amplifier, 44 is a resistor, 45 is an output terminal, and 46 to 49 are resistors. FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation, and (a) is the input terminal 4.
0, the peak value is Vin
Then, the AC signal a is expressed as Vin-sinωt. Note that ω is 2πf, and f is the frequency of the AC signal.
ダイオード41により入力交流信号aが検波され、その
検波出力信号すは、第7図の(b)に示すように半波整
流出力信号となる。この(b)に於ける点線は、ダイオ
ード41による順方向電圧Vdを示すものである。この
検波出力信号すは、平滑回路により平滑化されて、第7
図の(C)に示す直流信号Cとなる。この直流信号Cは
演算増幅器43の一端子に人力され、演算増幅器43は
反転増幅器として動作するから、出力信号dは第7図の
(d>に示すものとなる。即ち、平滑化された直流信号
Cが十の場合に、演算増幅器43の出力信号dは反転増
幅されて−V、となる。The input AC signal a is detected by the diode 41, and the detected output signal S becomes a half-wave rectified output signal as shown in FIG. 7(b). The dotted line in (b) indicates the forward voltage Vd due to the diode 41. This detection output signal is smoothed by a smoothing circuit and
This results in a DC signal C shown in (C) of the figure. This DC signal C is input to one terminal of the operational amplifier 43, and since the operational amplifier 43 operates as an inverting amplifier, the output signal d becomes as shown in (d> in FIG. 7. That is, the smoothed DC signal When the signal C is 10, the output signal d of the operational amplifier 43 is inverted and amplified to -V.
ダイオード41の順方向電圧Vdを生じさせる等価抵抗
をRdI、抵抗44.46〜49をそれぞれR44R4
&〜R49とし、R44=R47+R,8とすると、入
力交流信号a(Vin)と出力信号d(■1)との間に
次式が成立する。The equivalent resistance that generates the forward voltage Vd of the diode 41 is RdI, and the resistors 44.46 to 49 are R44R4, respectively.
&~R49 and R44=R47+R,8, the following equation holds between the input AC signal a (Vin) and the output signal d (1).
ダイオード41の等価抵抗Rd、は、ダイオード41に
流れる電流が成る値以上ではほぼ一定であるが、電流が
小さい時には大きい値となる。従って、入力端子40に
加えられる入力電圧Vinと出力端子45に現れる出力
電圧■1とは、第8図に於ける実線曲線の関係となる。The equivalent resistance Rd of the diode 41 is approximately constant above the value of the current flowing through the diode 41, but becomes a large value when the current is small. Therefore, the input voltage Vin applied to the input terminal 40 and the output voltage 1 appearing at the output terminal 45 have the relationship shown by the solid line curve in FIG.
即ち、鎖線で示す理想的直線に対して、ダイオード41
の順方向電圧Vd(平均値)に相当する誤差が生じる。That is, the diode 41
An error corresponding to the forward voltage Vd (average value) occurs.
この誤差はτ定ではなく、ダイオード41の等価抵抗R
d、に対応して変化することになる。This error is not constant τ, but the equivalent resistance R of the diode 41
d.
第8図に示すようなダイオード41による非直線性を補
償する為に、例えば、第9図に示す構成が知られている
。同図に於いて、50は入力端子、51はダイオード、
52はコンデンサ、53は演算増幅器、54は負帰還回
路、55は出力端子、56〜59.60〜63は抵抗、
64.65はダイオードである。In order to compensate for the nonlinearity caused by the diode 41 as shown in FIG. 8, a configuration shown in FIG. 9, for example, is known. In the figure, 50 is an input terminal, 51 is a diode,
52 is a capacitor, 53 is an operational amplifier, 54 is a negative feedback circuit, 55 is an output terminal, 56 to 59, 60 to 63 are resistors,
64.65 is a diode.
入力交流信号を検波するダイオード41による非直線性
を、負帰還回路54に於けるダイオード64.65と抵
抗60〜63との組合せ回路構成によって補償しようと
するものである。即ち、入力交流信号レベルが小さい時
は、ダイオード64.65による非直線性を利用して負
帰還量を小さくすることにより、検波用のダイオード5
1の非直線性を補償しようとするものである。The nonlinearity caused by the diode 41 that detects the input AC signal is compensated for by the combination circuit configuration of the diodes 64, 65 and the resistors 60 to 63 in the negative feedback circuit 54. In other words, when the input AC signal level is low, the detection diode 5 is
This is intended to compensate for the nonlinearity of 1.
第5図及び第6図に示す従来例に於いては、交流信号の
検波用のダイオード41の非直線性を補償していないの
で、第8図に示すように、入力電圧に対する出力電圧に
非直線性が現れることになり、正確な交流信号レベルを
表示することが出来ない欠点がある。In the conventional examples shown in FIGS. 5 and 6, since the nonlinearity of the diode 41 for detecting the AC signal is not compensated for, the output voltage differs from the input voltage as shown in FIG. This results in the appearance of linearity, which has the disadvantage that it is not possible to accurately display the AC signal level.
又第9図に示す従来例に於いては、負帰還回路54に設
けるダイオード64.65と抵抗60〜63の組合せが
単純であると、検波用のダイオード51の非直線性を充
分に補償することができないものであり、図示の構成よ
り更に複雑な構成が実際には必要となる。従って、回路
構成が複雑となり、高価となる欠点がある。In the conventional example shown in FIG. 9, if the combination of diodes 64, 65 and resistors 60 to 63 provided in the negative feedback circuit 54 is simple, the nonlinearity of the detection diode 51 can be sufficiently compensated for. In reality, a more complicated configuration than that shown is required. Therefore, the disadvantage is that the circuit configuration becomes complicated and expensive.
本発明は、簡単な構成により検波用のダイオードの非直
線性を補償することを目的とするものである。An object of the present invention is to compensate for the nonlinearity of a detection diode with a simple configuration.
本発明の直線性補償回路は、演算増幅器の正帰還回路を
利用して補償するものであり、第1図を参照して説明す
る。交流信号を平均値検波する為のダイオード回路1と
平滑回路2と、その平滑回路2の出力信号を増幅する演
算増幅器3と、この演算増幅器3の負帰還回路4と、ダ
イオード回路1の非直線性を補償する正帰還回路5とを
備えたものである。The linearity compensation circuit of the present invention performs compensation using a positive feedback circuit of an operational amplifier, and will be explained with reference to FIG. A diode circuit 1 and a smoothing circuit 2 for detecting the average value of an AC signal, an operational amplifier 3 for amplifying the output signal of the smoothing circuit 2, a negative feedback circuit 4 of the operational amplifier 3, and a non-linear circuit of the diode circuit 1. It is equipped with a positive feedback circuit 5 that compensates for the negative effects.
正帰還回路5は、検波用のダイオードと同様なダイオー
ドを含むことにより、入力交流信号のレベルが小さい時
には、演算増幅器3の出力信号に対応した値が正帰還さ
れ、交流信号のレベルが大きい時には、正帰還量が所定
値に抑制されるから、交流信号のレベルの小さい時に於
けるヰ★波用のダイオードの非直線性を補償した出力信
号を得ることができる。The positive feedback circuit 5 includes a diode similar to a detection diode, so that when the level of the input AC signal is low, a value corresponding to the output signal of the operational amplifier 3 is positively fed back, and when the level of the AC signal is high, the value corresponding to the output signal of the operational amplifier 3 is fed back. Since the amount of positive feedback is suppressed to a predetermined value, it is possible to obtain an output signal that compensates for the nonlinearity of the diode for the wave when the level of the AC signal is small.
以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第2図は本発明の実施例の回路図であり、10は入力端
子、11はダイオード、12は平滑回路、13は演算増
幅器、14は負帰還回路を構成する抵抗、15は正帰還
回路、16〜18.20〜22は抵抗、19はコンデン
サ、23はダイオードである。FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, in which 10 is an input terminal, 11 is a diode, 12 is a smoothing circuit, 13 is an operational amplifier, 14 is a resistor forming a negative feedback circuit, 15 is a positive feedback circuit, 16 to 18, 20 to 22 are resistors, 19 is a capacitor, and 23 is a diode.
正帰還回路15は、抵抗20〜22とダイオード23と
から構成され、演算増幅器13の出力端子と子端子との
間に接続されている。従つて、演算増幅器13の出力信
号は、抵抗22.21を介して演算増幅器13の子端子
に正帰還され、又抵抗14を介して一端子に負帰還され
る。正帰還回路15には、ダイオード23が設けられて
いるものであり、検波用のダイオード11に流れる電流
と同じ電流が流れるように抵抗20〜22の値が選定さ
れる。従って、検波用のダイオード11の順方向電圧V
dと同じ値のダイオード23の順方向電圧となり、この
電圧が演算増幅器13に対して正帰還され、検波用のダ
イオード11の非直線性が補償される。The positive feedback circuit 15 includes resistors 20 to 22 and a diode 23, and is connected between the output terminal and the child terminal of the operational amplifier 13. Therefore, the output signal of the operational amplifier 13 is fed back positively to the child terminal of the operational amplifier 13 via the resistors 22 and 21, and negatively fed back to one terminal via the resistor 14. The positive feedback circuit 15 is provided with a diode 23, and the values of the resistors 20 to 22 are selected so that the same current as the current flowing through the detection diode 11 flows. Therefore, the forward voltage V of the detection diode 11
The forward voltage of the diode 23 has the same value as d, and this voltage is positively fed back to the operational amplifier 13 to compensate for the nonlinearity of the detection diode 11.
検波用のダイオード11の順方向電圧Vdに対応する等
価抵抗をRdI、ダイオード23の順方向電圧VaZに
対応する等価抵抗をRd2、抵抗14.16〜18.2
0〜22の抵抗値をR34゜RI6〜R1al Rh
o〜R2!とし、RI ? + RIs = Rr a
、R2□< < Rz H= R2゜、R,h<<R,
、の関係に設定した時に、帰還回路に関する第2図の回
路構成は、第3図に示す回路構成で表される。この時、
正帰還回路の入力電圧をV。、その入力電圧■。The equivalent resistance corresponding to the forward voltage Vd of the detection diode 11 is RdI, the equivalent resistance corresponding to the forward voltage VaZ of the diode 23 is Rd2, and the resistances 14.16 to 18.2
The resistance value of 0 to 22 is R34゜RI6 to R1al Rh
o~R2! Toshi, RI? + RIs = Rra
, R2□<< Rz H= R2゜, R, h<<R,
, the circuit configuration of FIG. 2 regarding the feedback circuit is represented by the circuit configuration shown in FIG. 3. At this time,
The input voltage of the positive feedback circuit is V. , its input voltage■.
を正帰還回路を介して演算増幅器13の子端子に人力し
た時の出力電圧を■2とすると、となる。即ち、第4図
の(A)に示すように、入力電圧■oをOから一方向に
増加させると、出力電圧■2は、最初は入力電圧■oに
従って増加するが、次第に飽和特性を示し、非直線性を
示す入出力特性となる。If the output voltage when is manually applied to the child terminal of the operational amplifier 13 via the positive feedback circuit is 2, then the following equation is obtained. That is, as shown in FIG. 4 (A), when the input voltage ■o is increased in one direction from O, the output voltage ■2 initially increases according to the input voltage ■o, but gradually shows saturation characteristics. , the input/output characteristics exhibit nonlinearity.
第2図に示す本発明の実施例の構成は、前述の第3図に
示す構成と、第6図に示す構成とを合成したものに相当
することになる。従って、第2図の入力端子10に、入
力交流信号Vinを加えた場合の出力電圧Voは、第6
図に於ける出力電圧■、と、第3図に於ける出力電圧V
2との和となる。The configuration of the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 corresponds to a combination of the above-described configuration shown in FIG. 3 and the configuration shown in FIG. 6. Therefore, the output voltage Vo when the input AC signal Vin is applied to the input terminal 10 in FIG.
The output voltage ■ in the figure and the output voltage V in Figure 3
It becomes the sum of 2.
π R+a+Rd。π R+a+Rd.
この(3)式を変形すると、
となる。ここで、R+b=Rz□、Rd、=Rd2とす
ると、
π
となり、人力交流電圧Vinに対して、演算増幅器13
の出力電圧■oは、第4図の(B)に示すように直線特
性となる。即ち、第8図に示す従来例に於ける非直線性
を、正帰還回路15によって補償することができる。When this equation (3) is transformed, it becomes. Here, if R+b=Rz□, Rd,=Rd2, it becomes π, and the operational amplifier 13
The output voltage ■o has a linear characteristic as shown in FIG. 4(B). That is, the nonlinearity in the conventional example shown in FIG. 8 can be compensated for by the positive feedback circuit 15.
以上説明したように、本発明は、ダイオード回路1と平
滑回路2とによる入力交流信号の平均値検波出力信号を
演算増幅器3により増幅して出力するもので、負帰還回
路4と正帰還回路5とを設け、正帰還回路5によりダイ
オード回路1による非直線性を補償するものである。こ
の正帰還回路5は、1個のダイオード23と、僅かな数
の抵抗20〜22により構成することができ、簡単な構
成であるから、廉価な構成となる利点がある。そして、
微小入力交流信号レベルに於いても、直線性が補償され
ているから、正確なレベル表示を行うことが可能となる
。As explained above, in the present invention, the average value detection output signal of the input AC signal by the diode circuit 1 and the smoothing circuit 2 is amplified and outputted by the operational amplifier 3, and the negative feedback circuit 4 and the positive feedback circuit 5 and a positive feedback circuit 5 to compensate for nonlinearity caused by the diode circuit 1. This positive feedback circuit 5 can be constructed from one diode 23 and a small number of resistors 20 to 22, and has a simple construction, which has the advantage of being an inexpensive construction. and,
Since the linearity is compensated even for minute input AC signal levels, accurate level display can be performed.
第1図は本発明の原理ブロック図、第2図は本発明の実
施例の回路図、第3図は本発明の実施例の作用説明図、
第4図(A)、 (B)は本発明の実施例の特性曲線
図、第5図は従来例の要部ブロック図、第6図は従来例
の回路図、第7図は従来例の動作説明図、第8図はダイ
オードによる非直線特性説明図、第9図は補償回路を設
けた従来例の回路図である。
lはダイオ、−ド回路、2は平滑回路、3は演算増幅器
、4は負帰還回路、5は正帰還回路、10は入力端子、
11はダイオード、12は平滑回路、13は演算増幅器
、14は負帰還回路の抵抗、15は正帰還回路、16〜
18.20〜22は抵抗、19はコンデンサ、23はダ
イオード、24は出力端子である。FIG. 1 is a principle block diagram of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of an embodiment of the present invention.
4(A) and 4(B) are characteristic curve diagrams of the embodiment of the present invention, FIG. 5 is a block diagram of main parts of the conventional example, FIG. 6 is a circuit diagram of the conventional example, and FIG. 7 is a diagram of the conventional example. FIG. 8 is an explanatory diagram of non-linear characteristics caused by a diode, and FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional example provided with a compensation circuit. 1 is a diode, a negative circuit, 2 is a smoothing circuit, 3 is an operational amplifier, 4 is a negative feedback circuit, 5 is a positive feedback circuit, 10 is an input terminal,
11 is a diode, 12 is a smoothing circuit, 13 is an operational amplifier, 14 is a resistor of the negative feedback circuit, 15 is a positive feedback circuit, 16-
18. 20 to 22 are resistors, 19 is a capacitor, 23 is a diode, and 24 is an output terminal.
Claims (1)
平滑回路(2)と、 該平滑回路(2)の出力信号を増幅する演算増幅器(3
)と、 該演算増幅器(3)の負帰還回路(4)と、前記ダイオ
ード回路(1)の非直線性を補償する前記演算増幅器(
3)の正帰還回路(5)とを備えたことを特徴とする直
線性補償回路。[Claims] A diode circuit (1) and a smoothing circuit (2) for detecting the average value of an alternating current signal, and an operational amplifier (3) for amplifying the output signal of the smoothing circuit (2).
), a negative feedback circuit (4) of the operational amplifier (3), and the operational amplifier (1) that compensates for nonlinearity of the diode circuit (1).
A linearity compensation circuit characterized by comprising the positive feedback circuit (5) of 3).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10583986A JPS62263705A (en) | 1986-05-10 | 1986-05-10 | Linearity compensating circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10583986A JPS62263705A (en) | 1986-05-10 | 1986-05-10 | Linearity compensating circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62263705A true JPS62263705A (en) | 1987-11-16 |
Family
ID=14418193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10583986A Pending JPS62263705A (en) | 1986-05-10 | 1986-05-10 | Linearity compensating circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62263705A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53132965A (en) * | 1977-04-25 | 1978-11-20 | Nec Corp | Detector circuit |
JPS62135774A (en) * | 1985-12-10 | 1987-06-18 | Tokyo Keiki Co Ltd | Non-linear correction amplifying circuit |
-
1986
- 1986-05-10 JP JP10583986A patent/JPS62263705A/en active Pending
Patent Citations (2)
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