JPH0258641B2 - - Google Patents
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- JPH0258641B2 JPH0258641B2 JP9428980A JP9428980A JPH0258641B2 JP H0258641 B2 JPH0258641 B2 JP H0258641B2 JP 9428980 A JP9428980 A JP 9428980A JP 9428980 A JP9428980 A JP 9428980A JP H0258641 B2 JPH0258641 B2 JP H0258641B2
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電流を電圧に変換する回路において、
電流―電圧変換用抵抗器を切換える際に発生する
スパイクノイズを抑制した抵抗器切換え回路に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a circuit for converting current into voltage.
The present invention relates to a resistor switching circuit that suppresses spike noise generated when switching a current-voltage conversion resistor.
第１図は従来の抵抗器切換え回路付電流―電圧
変換回路のブロツク図である。この回路は高利得
増幅器４の一方の入力端と入力端子１間に接続さ
れた試験素子３に流れる電流Ｉを、帰還抵抗器５
等により電圧に変換し、出力端子１１に該電流Ｉ
に比例した電圧を発生させるものである。ここで
帰還抵抗器は試験素子３に流れる電流の大きさに
応じて通常切換えられる。この切換えはスイツチ
（リードリレー）７により行なわれる。しかしな
がら、例えばスイツチ７をオンにした瞬間には、
増幅器４の応答にはどうしてもある期間が必要な
ため、出力電圧VAは変化せず、増幅器４の入力
電圧VBにスパイクノイズが発生する（VBは除々
に零になる）。このスパイクノイズは通常数Ｖに
もなり、試験素子３として半導体素子を接続した
場合には、その測定条件を変えてしまう等に悪影
響を及ぼす。 FIG. 1 is a block diagram of a conventional current-voltage conversion circuit with a resistor switching circuit. This circuit passes a current I flowing through a test element 3 connected between one input terminal of a high gain amplifier 4 and an input terminal 1 to a feedback resistor 5.
etc., and the current I is converted to a voltage by the output terminal 11.
It generates a voltage proportional to . Here, the feedback resistor is normally switched depending on the magnitude of the current flowing through the test element 3. This switching is performed by a switch (reed relay) 7. However, for example, the moment switch 7 is turned on,
Since the response of the amplifier 4 inevitably requires a certain period of time, the output voltage V A does not change, and spike noise occurs in the input voltage V B of the amplifier 4 (V B gradually becomes zero). This spike noise usually reaches several volts, and when a semiconductor element is connected as the test element 3, it adversely affects the measurement conditions.
本発明は上述欠点を除去するためになされたも
ので抵抗器切換え時に発生するスパイクノイズを
抑制し、且つその大きさおよび切換え時間を抑制
できる回路を提供せんとするものである。 The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, and it is an object of the present invention to provide a circuit capable of suppressing spike noise generated when switching resistors, as well as suppressing its magnitude and switching time.
第２図は本発明による電流―電圧変換回路にお
ける抵抗器切換え回路のブロツク図である。第１
図と同一部分には同一符号が付してある。第３図
は第２図の回路の動作説明図である。第１図と異
なる部分のみ説明する。抵抗器９と直列に半導体
スイツチ、例えば接合形FET，MOSFET、バイ
ポーラトランジスタ等が接続される。半導体スイ
ツチ１３の制御端子（例えばFETのゲート）に
は鋸歯状波信号発生器１５の一方の端子が接続さ
れ、そして該発生器１５の他方の端子はスイツチ
１７の共通端子ｓに接続される。共通端子ｓは後
述するように出力端子１１に接続された接点ｐま
たは基準電位点に接続された接点Ｑに選択的に接
続される。以下動作を説明する。 FIG. 2 is a block diagram of a resistor switching circuit in a current-to-voltage conversion circuit according to the present invention. 1st
The same parts as those in the figure are given the same reference numerals. FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the circuit shown in FIG. 2. Only the parts different from FIG. 1 will be explained. A semiconductor switch, such as a junction FET, MOSFET, or bipolar transistor, is connected in series with the resistor 9. One terminal of a sawtooth signal generator 15 is connected to the control terminal (for example, the gate of an FET) of the semiconductor switch 13, and the other terminal of the generator 15 is connected to the common terminal s of the switch 17. The common terminal s is selectively connected to a contact p connected to the output terminal 11 or a contact Q connected to a reference potential point, as described later. The operation will be explained below.
以下半導体スイツチ１３の極性および帰還抵抗
器に流れる電流方向を区別して説明する。 Hereinafter, the polarity of the semiconductor switch 13 and the direction of the current flowing through the feedback resistor will be distinguished and explained.
ＮチヤンネルFETを使用する場合
―１ 電流がＢからＡに流れており且つ抵抗器
９を抵抗器５に並列接続する場合。 When using N-channel FET - 1 When current flows from B to A and resistor 9 is connected in parallel to resistor 5.
なお、例えば抵抗器５は100KΩ、抵抗器
９は1KΩである。第３図のａにこの場合の
各部電圧波形が示してある。スイツチ１７は
ｓ―Ｑに接続される。まず鋸歯状波信号発生
器（以下単に発生器という）１５の出力電圧
VGをの最大にしてFET１３をオンにした
状態でスイツチ７をオンにする。次に発生器
１５を動作させ、その出力電圧VGをから
に一定のスルー・レート（slewrate，傾斜
の大きさ、電圧／時間）で変化させる。VG
がある値になるとFET１３はオンになり始
める。しかしながらFET１３の抵抗変化に
対し増幅器４の応答にどうしてもある時間が
必要なため、VBはに変化する。この変化
は増幅器４の入力に加わり、VAが急激に
方向に変化する。したがつてFET１３のゲ
ートに対してソースｓが方向になり、
FET１３をオフする方向になる。即ち負帰
還がかかる。ここで増幅器４のスルー・レー
トは発生器１５のスルー・レートよりも充分
大きいのでVAの変化は発生器１５のスル
ー・レートとほぼ同一になるように制御され
る。即ちVGS＝一定＝ピンチオフ電圧になる
ようにVAが制御される。FET１３が完全に
オンになり、それ以上抵抗変化ができなくな
るとVBの変化はなくなり（VB≒０）、VAも
一定となる。このようにFET１３の抵抗値
は緩慢に変化され、VBにスパイクノイズは
発生しない。 Note that, for example, the resistance of the resistor 5 is 100KΩ, and the resistance of the resistor 9 is 1KΩ. FIG. 3a shows voltage waveforms at various parts in this case. Switch 17 is connected to sQ. First, the output voltage of the sawtooth signal generator (hereinafter simply referred to as generator) 15
Turn on switch 7 with VG set to maximum and FET 13 turned on. Next, the generator 15 is operated and its output voltage V G is varied at a constant slew rate (slope magnitude, voltage/time). V G
When the value reaches a certain value, FET 13 starts to turn on. However, since a certain amount of time is required for the amplifier 4 to respond to the change in resistance of the FET 13, VB changes to . This change is applied to the input of amplifier 4, causing V A to suddenly change direction. Therefore, the source s is in the direction of the gate of FET13,
The direction is to turn off FET13. That is, negative feedback is applied. Here, since the slew rate of the amplifier 4 is sufficiently larger than that of the generator 15, the change in V A is controlled to be approximately the same as the slew rate of the generator 15. That is, V A is controlled so that V GS = constant = pinch-off voltage. When the FET 13 is completely turned on and the resistance can no longer be changed, there is no change in V B (V B ≈0) and V A is also constant. In this way, the resistance value of FET 13 is changed slowly, and no spike noise is generated at VB .
次にVBの電圧変化の大きさ、切換時間に
ついて考察する。VAの変化を△Ａ，VBの変
化を△Ｂ、切換時間を△ｔとする。増幅器４
が周波数f0で利得が１になる一次系の増幅器
であるとすると次式が成立する。 Next, consider the magnitude of the voltage change in VB and the switching time. Let the change in V A be △A, the change in V B be △B, and the switching time be △t. amplifier 4
Assuming that is a first-order amplifier with a gain of 1 at frequency f 0 , the following equation holds true.
2πf0・△ｔ・△Ｂ＝△Ａ △Ｂ＝△Ａ／
2πf0・△ｔ
例えば△Ａ＝10V，△ｔ＝2mS，f0＝200K
Hzとすると△Ｂ≒4mVとなる。そしてVAの
スルー・レートは10V／2mS＝5V／mSとな
る。上述したように発生器１５のスルー・レ
ートより増幅器４のスルー・レートが充分大
きいからVAの変化は発生器１５のスルー・
レートにほぼ一致する。したがつて発生器１
５を5V／mSで動かせば△Ｂ≒4mVとなり、
VBには非常に小さな電圧変化しか発生しな
い。そして発生器１５のスルー・レートを適
当に選択することにより△Ｂおよび△ｔを制
御することができ、これらの値を最適値に選
択できる。 2πf 0・△t・△B=△A △B=△A/
2πf 0・△t For example, △A=10V, △t=2mS, f 0 =200K
If it is Hz, △B≒4mV. And the slew rate of V A is 10V/2mS = 5V/mS. As mentioned above, since the slew rate of the amplifier 4 is sufficiently larger than the slew rate of the generator 15, the change in V A is caused by the slew rate of the generator 15.
Almost matches the rate. Therefore generator 1
If 5 is operated at 5V/mS, △B≒4mV,
Only very small voltage changes occur at VB . By appropriately selecting the slew rate of the generator 15, .DELTA.B and .DELTA.t can be controlled, and these values can be selected to optimal values.
―２ 電流がＢからＡに流れており且つ帰還抵
抗器を５のみにする場合。-2 When the current is flowing from B to A and the feedback resistor is only 5.
第３図のａに各部電圧波形が示されてい
る。スイツチ１７はｓ―Ｑのままである。発
生器１５の出力電圧を最大から最大に向
つて一定のスルー・レートで変化させる。
FET１３がオフになり始めると電圧VBは
に変化し、この変化は増幅器４を介して
FET１３のソースに負帰還される。よつて
―１の場合と同様に負帰還がかかり、VB
が一定時間だけ変化し、FET１３が完全に
オフになるとVBは零に復帰する。その後ス
イツチ７をオフにする。スイツチ７はオフ状
態を完全にするものであり必須要件ではな
い。上記場合も発生器１５のスルー・レート
を適当に選択することにより△Ｂ，△ｔを制
御できる。 FIG. 3a shows voltage waveforms at various parts. Switch 17 remains at s-Q. The output voltage of generator 15 is varied from maximum to maximum at a constant slew rate.
When FET 13 starts to turn off, the voltage V B changes to , and this change is passed through amplifier 4 to
Negative feedback is provided to the source of FET13. Therefore, negative feedback is applied as in the case of −1, and V B
changes for a certain period of time, and when FET 13 is completely turned off, V B returns to zero. Then turn off switch 7. The switch 7 completes the off state and is not an essential requirement. In the above case as well, ΔB and Δt can be controlled by appropriately selecting the slew rate of the generator 15.
―３ 電流がＡからＢに流れており且つ抵抗器
９を抵抗器５に並列接続する場合。-3 When current flows from A to B and resistor 9 is connected in parallel to resistor 5.
第３図のｂに各部電圧波形図が示されてい
る。スイツチ１７はｓ―ｐに接続される。
FET１３がオンになり始め、VBがに変化
しVAがに変化する時点までは―１と同
様である。ここでｓ―ｐであるためVAが発
生器１５の他方の端子に帰還され（発生器１
５はフローテングの状態で動作する）、ゲー
ト電圧を下げる方向に動作し、FET１３を
オフする方向に動作する。即ち負帰還がかか
る。増幅器４のスルー・レートは発生器１５
のスルー・レートより充分大きいからVGS＝
一定＝ピンチオフ電圧になるようにVAが変
化する。FET１３が完全にオンになりそれ
以上抵抗変化ができなくなるとVBの変化は
なくなり、VAはほぼVA＝IR9になる。上記
場合も△Ｂ，△ｔを制御できるのは勿論であ
る。 FIG. 3b shows voltage waveform diagrams at various parts. Switch 17 is connected to sp.
It is the same as -1 until FET 13 starts to turn on and V B changes to and V A changes to. Since it is sp here, V A is fed back to the other terminal of the generator 15 (generator 1
5 operates in a floating state), operates in the direction of lowering the gate voltage, and operates in the direction of turning off the FET 13. That is, negative feedback is applied. The slew rate of amplifier 4 is determined by generator 15
Since it is sufficiently larger than the slew rate of V GS =
V A changes so that constant = pinch-off voltage. When FET 13 is completely turned on and the resistance can no longer change, V B stops changing and V A becomes approximately V A =IR 9 . Of course, ΔB and Δt can also be controlled in the above case.
ＰチヤンネルFETを用いた場合は第３図
のｃ，ｄに示されており、この場合もスパイ
クノイズを抑制でき、△Ｂ，△ｔを同様に制
御できる。なお第３図より明らかなように例
えばＳ―Ｑに接続したまま電流方向に応じて
半導体スイツチ１３としてＰまたはＮチヤン
ネルFETを選択的に切換使用することもで
きる。この場合にはＰとＮチヤンネルFET
を並列接続し、一方のFETのみを電流方向
に応じて使用すればよい。 The case where a P-channel FET is used is shown in c and d of FIG. 3, and in this case as well, spike noise can be suppressed and ΔB and Δt can be controlled in the same way. As is clear from FIG. 3, for example, a P or N channel FET can be selectively used as the semiconductor switch 13 depending on the current direction while connected to SQ. In this case P and N channel FET
It is sufficient to connect the FETs in parallel and use only one FET depending on the current direction.
以上の説明より明らかなように、本発明によれ
ば抵抗器切換え時に発生するスパイクノイズを抑
制することができ、且つスパイクノイズの大きさ
および切換時間を所望値に適宜選択設定すること
ができる。よつて特に試験素子として半導体素子
を接続してもその測定に悪影響を与えるようなこ
とはなく、多大な効果が得られるものである。 As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to suppress the spike noise that occurs when switching the resistor, and the magnitude of the spike noise and the switching time can be appropriately selected and set to desired values. Therefore, even if a semiconductor element is connected as a test element, the measurement thereof will not be adversely affected, and a great effect can be obtained.
第１図は従来の抵抗器切換え回路付電流―電圧
変換回路のブロツク図、第２図は本発明による抵
抗器切換え回路付電流―電圧変換回路のブロツク
図、第３図は第２図の回路の動作説明図である。
３：試験素子、７，１７：スイツチ、１３：半
導体スイツチ、１５：鋸歯状波信号発生器。
Figure 1 is a block diagram of a conventional current-voltage conversion circuit with a resistor switching circuit, Figure 2 is a block diagram of a current-voltage conversion circuit with a resistor switching circuit according to the present invention, and Figure 3 is the circuit of Figure 2. FIG. 3: Test element, 7, 17: Switch, 13: Semiconductor switch, 15: Sawtooth signal generator.
Claims (1)
接続し、入力電流を前記帰還抵抗器により電圧に
変換して出力信号を抽出する回路において、抵抗
器と半導体スイツチとの直列回路と、前記抵抗器
が前記高利得増幅器の入力端子側に前記半導体ス
イツチが前記出力端子側に接続されるように前記
直列回路を前記帰還抵抗器に並列接続する手段
と、前記半導体スイツチの制御入力端子に一方の
端子が接続された鋸歯状波信号発生器と、前記鋸
歯状波信号発生器の他方の端子に前記増幅器の出
力電圧または基準電圧を供給するスイツチ手段と
より成り、前記帰還抵抗器に流れる電流方向に応
じて前記スイツチ手段を切換制御し、前記制御端
子に加えらえる前記鋸歯状波信号発生器の出力信
号により前記半導体スイツチをオンまたはオフに
切換えると共に、該オンまたはオフへの切換時に
前記高利得増幅器の出力端子に生じた電圧変化に
より前記半導体スイツチに負帰還がかかるように
して、電気的に前記直列回路を前記帰還抵抗器に
選択的に並列接続するようにしたことを特徴とす
る電流―電圧変換回路。1. A circuit in which a feedback resistor is connected between the input and output terminals of a high-gain amplifier, and the input current is converted into a voltage by the feedback resistor to extract an output signal. means for connecting the series circuit in parallel to the feedback resistor such that the resistor is connected to the input terminal side of the high gain amplifier and the semiconductor switch is connected to the output terminal side; and one side is connected to the control input terminal of the semiconductor switch. a sawtooth signal generator to which a terminal is connected; and switch means for supplying the output voltage of the amplifier or a reference voltage to the other terminal of the sawtooth signal generator, and the current flowing through the feedback resistor. The switching means is controlled depending on the direction, and the semiconductor switch is switched on or off by the output signal of the sawtooth signal generator applied to the control terminal, and when switched on or off, the semiconductor switch is switched on or off. Negative feedback is applied to the semiconductor switch due to a voltage change occurring at the output terminal of the high gain amplifier, so that the series circuit is selectively connected in parallel to the feedback resistor electrically. Current-voltage conversion circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9428980A JPS5719818A (en) | 1980-07-10 | 1980-07-10 | Current-voltage converting circuit provided with resistor changing-over circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9428980A JPS5719818A (en) | 1980-07-10 | 1980-07-10 | Current-voltage converting circuit provided with resistor changing-over circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5719818A JPS5719818A (en) | 1982-02-02 |
| JPH0258641B2 true JPH0258641B2 (en) | 1990-12-10 |
Family
ID=14106097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9428980A Granted JPS5719818A (en) | 1980-07-10 | 1980-07-10 | Current-voltage converting circuit provided with resistor changing-over circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5719818A (en) |
-
1980
- 1980-07-10 JP JP9428980A patent/JPS5719818A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5719818A (en) | 1982-02-02 |
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