JPS6353591B2 - - Google Patents
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- JPS6353591B2 JPS6353591B2 JP23594486A JP23594486A JPS6353591B2 JP S6353591 B2 JPS6353591 B2 JP S6353591B2 JP 23594486 A JP23594486 A JP 23594486A JP 23594486 A JP23594486 A JP 23594486A JP S6353591 B2 JPS6353591 B2 JP S6353591B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は積分器に関し、詳しくは積分増幅器の
バイアス電流及びオフセツト電圧を補正し得る積
分器に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an integrator, and more particularly to an integrator capable of correcting the bias current and offset voltage of an integrating amplifier.
従来より、積分器を構成する積分増幅器にはバ
イアス電流及びオフセツト電圧が存在し、これら
は出力に誤差として影響するため、高精度の積分
器を実現するためには、バイアス電流及びオフセ
ツト電圧の小さい増幅器を使用するか又はそれら
の補償回路を外付していた。しかし、このような
増幅器又は補正方法は高価で、しかも調整が煩雑
であるばかりでなく、完全に零に補正するのは極
めて難しいという問題があつた。 Conventionally, the integrating amplifier that makes up the integrator has a bias current and an offset voltage, and these affect the output as errors. Therefore, in order to realize a high-precision integrator, it is necessary to minimize the bias current and offset voltage. Either amplifiers were used or their compensation circuits were attached externally. However, such amplifiers and correction methods are not only expensive and complicated to adjust, but also have the problem that it is extremely difficult to correct them completely to zero.
本発明は、このような点に鑑み、簡単な構成に
より、いかなる大きさのオフセツト電圧が存在し
ていてもそれが出力に影響することなく、しかも
バイアス電流の出力への影響は軽減できるような
積分器を実現しようとするものである。 In view of these points, the present invention has a simple configuration that allows offset voltage of any magnitude to not affect the output, and to reduce the effect of bias current on the output. This is an attempt to realize an integrator.
以下図面を参照して本発明を説明する。第1図
は本発明に係る積分器の一実施例を示す構成図で
ある。同図において、SW1は第1のスイツチ、
SW2は第2のスイツチ、SW3は第3のスイツチ、
SW4は第4のスイツチである。A1は積分増幅器
で、その反転入力端子(−)には被測定の入力電
流ix及びバイアス電流iBが入力され、非反転入力
端子(+)にはオフセツト電圧Vosがかかつてい
る。積分増幅器A1に生ずるこのようなバイアス
電流iB及びオフセツト電圧Vosは温度変化等の原
因により変動する。積分増幅器A1の出力端子は
差動増幅器A2の非反転入力端子(+)に接続さ
れ、差動増幅器A2の出力端子はスイツチSW3と
積分コンデンサCsの直列回路、及びこの直列回
路に並列接続されたスイツチSW1を介して積分増
幅器A1の反転入力端子(−)に接続されている。
更に、スイツチSW3とコンデンサCsの共通接続
点はスイツチSW2を介してコモンラインに接続さ
れている。また、差動増幅器A2の出力はスイツ
チSW4を介してコンデンサC1に印加され、この
コンデンサC1の電圧VCMはゲイン1の増幅器A3を
介して差動増幅器A2の反転入力端子(−)に導
かれている。 The present invention will be explained below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an integrator according to the present invention. In the same figure, SW 1 is the first switch,
SW 2 is the second switch, SW 3 is the third switch,
SW 4 is the fourth switch. A1 is an integrating amplifier, the input current i x to be measured and the bias current i B are input to its inverting input terminal (-), and the offset voltage Vos is applied to its non-inverting input terminal (+). The bias current iB and offset voltage Vos generated in the integrating amplifier A1 fluctuate due to factors such as temperature changes. The output terminal of the integrating amplifier A 1 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier A 2 , and the output terminal of the differential amplifier A 2 is connected to the series circuit of the switch SW 3 and the integrating capacitor Cs, and to this series circuit. It is connected to the inverting input terminal (-) of the integrating amplifier A1 via a switch SW1 connected in parallel.
Further, the common connection point between switch SW 3 and capacitor Cs is connected to the common line via switch SW 2 . Further, the output of the differential amplifier A 2 is applied to the capacitor C 1 via the switch SW 4 , and the voltage V CM of this capacitor C 1 is applied to the inverting input terminal of the differential amplifier A 2 via the amplifier A 3 with a gain of 1. It is guided by (-).
なお、スイツチSW1〜SW4は図示しない制御回
路により駆動されるようになつている。 Note that the switches SW 1 to SW 4 are driven by a control circuit (not shown).
このような構成における本発明の積分器の動作
を第2図を参照して次に説明する。この積分器の
1サイクルは第2図に示すように4ステツプの過
程からなる。ステツプ順に説明すれば次のとおり
である。 The operation of the integrator of the present invention in such a configuration will be explained next with reference to FIG. One cycle of this integrator consists of four steps as shown in FIG. The steps will be explained in order as follows.
(1) ステツプ
いわゆるリセツト期間であつて、スイツチ
SW1,SW2をON、スイツチSW3,SW4をOFF
にして、積分コンデンサCsにオフセツト電圧
Vosを記憶する。(1) Step This is the so-called reset period during which the switch
Turn SW 1 and SW 2 ON, switch SW 3 and SW 4 OFF
and the offset voltage on the integrating capacitor Cs
Remember Vos.
(2) ステツプ
バイアス電流iB記憶の期間であつて、スイツ
チSW2,SW4をON、スイツチSW1,SW3を
OFFにして、iBをC1に記憶させる。すなわち、
C1に記憶される電圧をVCMとすると、
{(−Vos−1/Cs∫T1 0iBdt+Vos)xA11−VCM}・
A21=VCM
より、
VCM=−1/Cs∫T1 0iBdtx(A11・A21/1+A21) (1)
ただし、
A11は増幅器A1の増幅率
A21は増幅器A2の増幅率
(3) ステツプ
再度のリセツト期間で、SW1,SW2をON、
SW3,SW4をOFFにして、再びコンデンサCs
にVosを記憶させる。(2) Step During the bias current iB memorization period, switches SW 2 and SW 4 are turned on, and switches SW 1 and SW 3 are turned on.
Turn it OFF and store i B in C 1 . That is,
If the voltage stored in C 1 is V CM , then {(−Vos−1/Cs∫ T1 0 i B dt+Vos) xA 11 −V CM }・ From A 21 = V CM , V CM = −1/Cs∫ T1 0 i B dtx (A 11・A 21 /1 + A 21 ) (1) However, A 11 is the amplification factor of amplifier A 1 A 21 is the amplification factor of amplifier A 2 (3) Step SW 1 during the reset period again , Turn on SW 2 ,
Turn off SW 3 and SW 4 and turn off capacitor Cs again.
to memorize Vos.
(4) ステツプ
積分期間であり、この期間ではじめて入力電
流ixが入力されて積分されるわけであるが、説
明を簡単にするためにix=0の場合で説明す
る。SW3のみON、他のスイツチSW1,SW2,
SW4はOFFにする。この場合の差動増幅器A2
の出力電圧Vputは次のようになる。(4) Step This is an integration period, during which the input current i x is input for the first time and integrated, but to simplify the explanation, the case where i x =0 will be explained. Only SW 3 is ON, other switches SW 1 , SW 2 ,
Turn SW 4 OFF. Differential amplifier A 2 in this case
The output voltage V put of is as follows.
(−ε1・A11−VCM)・A21=Vput (2)
(Vos+ε1)−1/Cs∫T1 0iBdt−Vos=Vput (3)
ただし、ε1は増幅器A1の利得誤差
(2)、(3)式より
(1+1/A11・A21)Vput=−1/Cs∫T1 0iBdt−
1/A11・VCM (4)
(4)式に(1)式を代入すると
(1+1/A11・A21)Vput=−(1/1+A21)・1/C
s
∫T1 0iBdt (5)
ここで、1/A11・A210であることから(5)式
は次のようになる。 (−ε 1・A 11 −V CM )・A 21 =V put (2) (Vos+ε 1 )−1/Cs∫ T1 0 i B dt−Vos=V put (3) However, ε 1 is the amplifier A 1 From equations (2) and (3), (1+1/A 11・A 21 )V put = −1/Cs∫ T1 0 i B dt− 1/A 11・V CM (4) From equation (4) Substituting equation (1), (1+1/A 11・A 21 )V put =−(1/1+A 21 )・1/C
s ∫ T1 0 i B dt (5) Here, since 1/A 11 · A 21 0, equation (5) becomes as follows.
Vput=−(1/1+A21)1/Cs∫T1 0iBdt≒−1/A2
1・
1/Cs∫T1 0iBdt (6)
このようなシーケンスによつて得られた電圧
に対して(6)式より明らかなようにオフセツト電
圧Vosの影響は全くなく、しかもバイアス電流
iBの影響が−1/A21倍に軽減されている。 V put =-(1/1+A 21 )1/Cs∫ T1 0 i B dt≒-1/A 2
1・1/Cs∫ T1 0 i B dt (6) As is clear from equation (6), the voltage obtained by such a sequence has no influence at all from the offset voltage Vos, and moreover, the bias current
The effect of i B is reduced by -1/A 21 times.
以上説明したように、本発明によれば、簡単な
構成により、しかも全く調整を要することなく、
オフセツト電圧を完全に補正し、またバイアス電
流の影響はほぼ無視できる程度にまで軽減するこ
とのできる積分器を実現することができる。更に
積分増幅器及び他の増幅器も高価で高精度のもの
を用いる必要はなく、単に1サイクル中その特性
の安定性が保証される程度の安価な増幅器を使用
して、高製度の積分器を実現することのできる効
果がある。 As explained above, according to the present invention, with a simple configuration and without requiring any adjustment,
It is possible to realize an integrator that can completely correct offset voltage and reduce the influence of bias current to an almost negligible level. Furthermore, there is no need to use expensive and high-precision integrating amplifiers and other amplifiers; instead, a high-quality integrator can be realized by simply using an inexpensive amplifier that guarantees the stability of its characteristics during one cycle. There is an effect that can be done.
また、このような積分器は、CT
(Computerized Tomography)装置における透
過放射線検出の電離箱からの電離電流を計測する
電流計測装置等に用いて好適である。 Also, such an integrator can be used as a CT
It is suitable for use in a current measuring device that measures ionization current from an ionization chamber for detecting transmitted radiation in a (Computerized Tomography) device.
第1図は本発明に係る積分器の一実施例を示す
構成図、第2図はタイムチヤートである。
A2……積分増幅器、A2……差動増幅器、A3…
…増幅器、Cs……積分コンデンサ、C1……コン
デンサ、SW1,SW2,SW3,SW4……スイツチ。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an integrator according to the present invention, and FIG. 2 is a time chart. A 2 ... Integrating amplifier, A 2 ... Differential amplifier, A 3 ...
...Amplifier, Cs... Integrating capacitor, C 1 ... Capacitor, SW 1 , SW 2 , SW 3 , SW 4 ... Switch.
Claims (1)
ゲインが1の増幅器A3の出力を他方の入力信号
とする差動増幅器A2と、 一端が前記増幅器A3の入力端に接続されると
共に第4のスイツチSW4を介して前記差動増幅器
A2の出力端に接続され、他端がコモンラインに
接続されたコンデンサC1と、 前記積分増幅器A1の入力端と前記差動増幅器
A2の出力端の間に接続された第1のスイツチ
SW1と、 一端が前記積分増幅器A1の入力端に接続され、
他端が第3のスイツチSW3を介して前記差動増幅
器A2の出力端に接続された積分コンデンサCsと、 この積分コンデンサCsと前記第3のスイツチ
SW3の接続点と、コモンラインとの間に接続され
た第2のスイツチSW2と、 を具備し、下記のステツプに従つて作動させ、前
記差動増幅器A2の出力端より、前記積分増幅器
A1におけるオフセツト電圧及びバイアス電流が
補正され入力電流に対応した電圧が得られるよう
に構成したことを特徴とする積分器。 記 第1のスイツチSW1と第2のスイツチSW2を
オンにし、他方第3のスイツチSW3と第4のス
イツチSW4はオフにして、前記積分増幅器A1
のオフセツト電圧を積分コンデンサCsに記憶さ
せる。 第2のスイツチSW2と第4のスイツチSW4を
オンにし、他方第1のスイツチSW1と第3のス
イツチSW3はオフにして、前記積分増幅器A1
のバイアス電流で一定時間T1コンデンサC1を
充電する。 第1のスイツチSW1と第2のスイツチSW2を
オンにし、他方第3のスイツチSW3と第4のス
イツチSW4はオフにして、前記積分増幅器A1
のオフセツト電圧を再び前記積分コンデンサCs
に記憶させる。 第3のスイツチSW3のみオンにして、一定時
間T1入力電流ixを積分する。[Claims] 1. The output of the integrating amplifier A1 is used as one input signal,
a differential amplifier A 2 which uses the output of the amplifier A 3 with a gain of 1 as the other input signal; and one end of which is connected to the input terminal of the amplifier A 3 and the differential amplifier
A capacitor C 1 connected to the output terminal of A 2 and the other end connected to the common line, and the input terminal of the integrating amplifier A 1 and the differential amplifier.
The first switch connected between the output ends of A 2
SW 1 , one end of which is connected to the input end of the integrating amplifier A 1 ;
an integrating capacitor C s whose other end is connected to the output terminal of the differential amplifier A 2 via a third switch SW 3 ;
a second switch SW 2 connected between the connection point of SW 3 and the common line; amplifier
An integrator characterized in that the offset voltage and bias current at A1 are corrected to obtain a voltage corresponding to the input current. Note: The first switch SW 1 and the second switch SW 2 are turned on, while the third switch SW 3 and the fourth switch SW 4 are turned off, and the integrating amplifier A 1
The offset voltage of is stored in the integrating capacitor Cs . The second switch SW 2 and the fourth switch SW 4 are turned on, while the first switch SW 1 and the third switch SW 3 are turned off, so that the integrating amplifier A 1
Charge the T 1 capacitor C 1 for a certain period of time with a bias current of . The first switch SW 1 and the second switch SW 2 are turned on, while the third switch SW 3 and the fourth switch SW 4 are turned off, so that the integrating amplifier A 1
The offset voltage of the integrating capacitor C s
to be memorized. Only the third switch SW3 is turned on, and the input current i x is integrated for a certain period of time T1 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23594486A JPS6290775A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | integrator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23594486A JPS6290775A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | integrator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6290775A JPS6290775A (en) | 1987-04-25 |
| JPS6353591B2 true JPS6353591B2 (en) | 1988-10-24 |
Family
ID=16993534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23594486A Granted JPS6290775A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | integrator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6290775A (en) |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP23594486A patent/JPS6290775A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6290775A (en) | 1987-04-25 |
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