(57)【要約】【課題】低消費電力で、低入力容量の差動・同相電圧検出回路を実現することを目的にする。【解決手段】本発明は、他端を第１の電圧出力端子とする第１の抵抗と、他端を第２の電圧出力端子とする第２の抵抗と、第１、第２の電圧入力信号を入力し、第１、第２の出力端子に電流源の電流を導通制御すると共に、第１の出力端子を第１の抵抗の他端に電気的に接続する第１の差動回路と、基準電圧を入力し、第３、第４の出力端子に電流源の電流を導通制御する第２の差動回路と、第２の出力端子を第１、第２の抵抗の他端に切り替えると共に、第３、第４の出力端子を第２の抵抗の他端に接続するかどうかを切り替える切替回路とを備えたことを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２の電圧入力信号を入力し、差動電圧または同相電圧を検出する差動・同相電圧検出回路において、
電流源と、
電圧に一端を接続し、他端を第１の電圧出力端子とする第１の抵抗と、
前記電圧に一端を接続し、他端を第２の電圧出力端子とする第２の抵抗と、
前記第１、第２の電圧入力信号を入力し、第１、第２の出力端子に前記電流源の電流を導通制御すると共に、第１の出力端子を前記第１の抵抗の他端に電気的に接続する第１の差動回路と、
基準電圧を入力し、第３、第４の出力端子に前記電流源の電流を導通制御する第２の差動回路と、
前記第２の出力端子を前記第１、第２の抵抗の他端に切り替えると共に、第３、第４の出力端子を前記第２の抵抗の他端に接続するかどうかを切り替える切替回路と
を備えたことを特徴とする差動・同相電圧検出回路。
【請求項２】
前記第１の差動回路は、
前記第１の電圧入力信号をベースに入力し、コレクタを前記第１の出力端子にする第１のトランジスタと、
前記第２の電圧入力信号をベースに入力し、コレクタを前記第２の出力端子にする第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのエミッタに一端を接続し、他端に前記電流源を接続する第３の抵抗と、
前記第２のトランジスタのエミッタに一端を接続し、他端に前記電流源を接続する第４の抵抗と
を有し、
前記第２の差動回路は、
前記基準電圧をベースに入力し、コレクタを前記第３の出力端子にする第３のトランジスタと、
前記基準電圧をベースに入力し、コレクタを前記第４の出力端子にする第４のトランジスタと、
前記第３のトランジスタのエミッタに一端を接続し、他端に前記電流源を接続する第５の抵抗と、
前記第４のトランジスタのエミッタに一端を接続し、他端に前記電流源を接続する第６の抵抗と
を有することを特徴とする請求項１記載の差動・同相電圧検出回路。
【請求項３】
前記切替回路は、
前記第２のトランジスタのコレクタを第１、第２の抵抗の他端に切り替える第１のスイッチと、
前記第３のトランジスタのコレクタを前記第２の抵抗の他端、前記電圧に切り替える第２のスイッチと、
前記第４のトランジスタのコレクタを前記第２の抵抗の他端、前記電圧に切り替える第３のスイッチと
を設けたことを特徴とする請求項２記載の差動・同相電圧検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、差動信号の差動電圧または同相電圧を検出する差動・同相電圧検出回路に関し、低消費電力で、低入力容量の差動・同相電圧検出回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＩＣテスタにおいて、被試験対象（ＩＣ等）を試験する場合に、被試験対象が出力する差動信号の差動電圧成分と同相電圧成分をテストする項目がある。このようなテストに用いられる回路を以下に説明する。なお、差動電圧検出回路は、例えば、下記特許文献１に示されている。
【０００３】
図３において、差動電圧検出回路１は、電圧入力信号端子１０１，１０２に接続すると共に、差動電圧出力端子１０３，１０４に接続する。そして、差動電圧検出回路１は、負荷抵抗ＲＬ１，ＲＬ２、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２、エミッタデジェネレーション抵抗ＲＥ１，ＲＥ２、電流源Ｉ１からなる。負荷抵抗ＲＬ１，ＲＬ２は、一端を電圧ＶＨに接続し、それぞれ、差動電圧出力端子１０３，１０４を他端に接続する。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、それぞれ、負荷抵抗ＲＬ１，ＲＬ２の他端にコレクタを接続し、電圧入力信号端子１０１，１０２をベースに接続する。エミッタデジェネレーション抵抗ＲＥ１，ＲＥ２は、それぞれＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタに一端を接続する。電流源Ｉ１は、エミッタデジェネレーション抵抗ＲＥ１，ＲＥ２の他端に一端を接続し、他端を電圧ＶＬ（＜ＶＨ）に接続する。ここで、抵抗ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＥ１，ＲＥ２の抵抗値を、それぞれＲＬ１，ＲＬ２，ＲＥ１，ＲＥ２とした場合、ＲＬ１＝ＲＬ２＝ＲＥ１＝ＲＥ１とする。また、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の特性は同じとする。
【０００４】
同相電圧検出回路２は、電圧入力信号端子１０１，１０２に接続すると共に、同相電圧出力端子１０５，１０６に接続する。そして、同相電圧検出回路２は、負荷抵抗ＲＬ３，ＲＬ４、ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ６、エミッタデジェネレーション抵抗ＲＥ３〜ＲＥ６、電流源Ｉ２からなる。負荷抵抗ＲＬ３，ＲＬ４は、一端を電圧ＶＨに接続し、それぞれ、同相電圧出力端子１０５，１０６を他端に接続する。ＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４は、負荷抵抗ＲＬ３の他端にコレクタを接続し、それぞれ、電圧入力信号端子１０１，１０２にベースを接続する。ＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６は、負荷抵抗ＲＬ４の他端にコレクタを接続し、基準電圧入力端子１０７をベースに接続する。エミッタデジェネレーション抵抗ＲＥ３，ＲＥ４は、それぞれＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタに一端を接続する。エミッタデジェネレーション抵抗ＲＥ５，ＲＥ６は、それぞれＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６のエミッタに一端を接続する。電流源Ｉ２は、エミッタデジェネレーション抵抗ＲＥ３〜ＲＥ６の他端に一端を接続し、他端を電圧ＶＬに接続する。ここで、抵抗ＲＬ３，ＲＬ４，ＲＥ３〜ＲＥ６の抵抗値を、それぞれＲＬ３，ＲＬ４，ＲＥ３〜ＲＥ６とした場合、２・ＲＬ３＝２・ＲＬ４＝ＲＥ３＝ＲＥ４＝ＲＥ５＝ＲＥ６とする。また、ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ４の特性は同じとする。
【０００５】
このような装置の動作を以下に説明する。電圧入力信号端子１０１，１０２にそれぞれ電圧入力信号Ｖｉｎｐ，Ｖｉｎｎが入力され、差動電圧検出回路１は、差動電圧出力端子１０３，１０４の電圧差である差動電圧成分Ｖｄ＝Ｖｉｎｐ−Ｖｉｎｎが出力される。そして、同相電圧検出回路２は、電圧入力信号端子１０１，１０２にそれぞれ電圧入力信号Ｖｉｎｐ，Ｖｉｎｎが入力され、基準電圧入力端子１０７に基準電圧Ｖｉｎｃが入力されて、同相電圧出力端子１０５，１０６の電圧差である同相電圧成分Ｖｃ＝（Ｖｉｎｐ＋Ｖｉｎｎ）／２−Ｖｉｎｃが出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−１３８１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような装置は、差動電圧検出回路１、同相電圧検出回路２を持つため、消費電力が大きくなってしまう。また、差動電圧検出回路１と同相電圧検出回路２に並列に電圧入力信号端子１０１，１０２を接続しているので、入力端子容量が大きくなってしまうという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、低消費電力で、低入力容量の差動・同相電圧検出回路を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
第１、第２の電圧入力信号を入力し、差動電圧または同相電圧を検出する差動・同相電圧検出回路において、
電流源と、
電圧に一端を接続し、他端を第１の電圧出力端子とする第１の抵抗と、
前記電圧に一端を接続し、他端を第２の電圧出力端子とする第２の抵抗と、
前記第１、第２の電圧入力信号を入力し、第１、第２の出力端子に前記電流源の電流を導通制御すると共に、第１の出力端子を前記第１の抵抗の他端に電気的に接続する第１の差動回路と、
基準電圧を入力し、第３、第４の出力端子に前記電流源の電流を導通制御する第２の差動回路と、
前記第２の出力端子を前記第１、第２の抵抗の他端に切り替えると共に、第３、第４の出力端子を前記第２の抵抗の他端に接続するかどうかを切り替える切替回路と
を備えたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、
前記第１の差動回路は、
前記第１の電圧入力信号をベースに入力し、コレクタを前記第１の出力端子にする第１のトランジスタと、
前記第２の電圧入力信号をベースに入力し、コレクタを前記第２の出力端子にする第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのエミッタに一端を接続し、他端に前記電流源を接続する第３の抵抗と、
前記第２のトランジスタのエミッタに一端を接続し、他端に前記電流源を接続する第４の抵抗と
を有し、
前記第２の差動回路は、
前記基準電圧をベースに入力し、コレクタを前記第３の出力端子にする第３のトランジスタと、
前記基準電圧をベースに入力し、コレクタを前記第４の出力端子にする第４のトランジスタと、
前記第３のトランジスタのエミッタに一端を接続し、他端に前記電流源を接続する第５の抵抗と、
前記第４のトランジスタのエミッタに一端を接続し、他端に前記電流源を接続する第６の抵抗と
を有することを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明であって、
前記切替回路は、
前記第２のトランジスタのコレクタを第１、第２の抵抗の他端に切り替える第１のスイッチと、
前記第３のトランジスタのコレクタを前記第２の抵抗の他端、前記電圧に切り替える第２のスイッチと、
前記第４のトランジスタのコレクタを前記第２の抵抗の他端、前記電圧に切り替える第３のスイッチと
を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、切替回路が、第１の差動回路を第１、第２の抵抗の他端に切り替えると共に、第２の差動回路を第２抵抗の他端に接続するかどうかを切り替え、差動電圧検出と同相電圧検出とを切り替えることができるので、回路規模を削減することができ、消費電力も低減することができ、入力容量も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示す装置の動作説明図である。
【図３】従来の差動・同相電圧検出回路の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。
【００１３】
図１において、抵抗Ｒ１は、電圧ＶＨに一端を接続し、他端を第１の電圧出力端子２０１とする。抵抗Ｒ２は、電圧ＶＨに一端を接続し、他端を第２の電圧出力端子２０２とする。
【００１４】
第１の差動回路１０は、電圧入力信号Ｖｉｎｐ、Ｖｉｎｎをそれぞれ電圧入力信号端子２０３，２０４に入力し、電流を導通制御する。そして、差動回路１０は、ＮＰＮトランジスタＴ１，Ｔ２、抵抗Ｒ３，Ｒ４を有する。ＮＰＮトランジスタＴ１は、電圧入力信号端子２０３をベースに接続し、コレクタを第１の出力端子とする。ＮＰＮトランジスタＴ２は、電圧入力信号端子２０４をベースに接続し、コレクタを第２の出力端子とする。抵抗Ｒ３は、ＮＰＮトランジスタＴ１のエミッタに一端を接続する。抵抗Ｒ４は、ＮＰＮトランジスタＴ２のエミッタに一端を接続する。
【００１５】
第２の差動回路２０は、基準電圧Ｖｉｎｃを基準電圧入力端子２０５に入力し、電流を導通制御する。そして、差動回路２０は、ＮＰＮトランジスタＴ３，Ｔ４、抵抗Ｒ５，Ｒ６を有する。ＮＰＮトランジスタＴ３は、基準電圧入力端子２０５をベースに接続し、コレクタを第３の出力端子とする。ＮＰＮトランジスタＴ４は、基準電圧入力端子２０５をベースに接続し、コレクタを第４の出力端子とする。抵抗Ｒ５は、ＮＰＮトランジスタＴ３のエミッタに一端を接続する。抵抗Ｒ６は、ＮＰＮトランジスタＴ４のエミッタに一端を接続する。
【００１６】
切替回路３０は、切替信号入力端子２０６に接続し、ＮＰＮトランジスタＴ２のコレクタを抵抗Ｒ１，Ｒ２の他端に切り替えると共に、ＮＰＮトランジスタＴ３，Ｔ４のコレクタを抵抗Ｒ２の他端、電圧ＶＨに切り替える。切替回路３０は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を有する。スイッチＳＷ１は、可動接点ａ，ｂに抵抗Ｒ１の他端を接続し、固定接点ｃをＮＰＮトランジスタＴ１のコレクタに接続する。スイッチＳＷ２は、可動接点ａを抵抗Ｒ１の他端に接続し、可動接点ｂを抵抗Ｒ２の他端に接続し、固定接点ｃをＮＰＮトランジスタＴ２のコレクタに接続する。スイッチＳＷ３は、可動接点ａを抵抗Ｒ２の他端に接続し、可動接点ｂを電圧ＶＨに接続し、固定接点ｃをＮＰＮトランジスタＴ３のコレクタに接続する。スイッチＳＷ４は、可動接点ａを抵抗Ｒ２の他端に接続し、可動接点ｂを電圧ＶＨに接続し、固定接点ｃをＮＰＮトランジスタＴ４のコレクタに接続する。ここで、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、メカニカルスイッチやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）スイッチやトランジスタで構成されるスイッチのどのようなものでもよい。
【００１７】
電流源Ｉは、抵抗Ｒ３〜Ｒ６の他端に一端を接続し、他端を電圧ＶＬ（＜ＶＨ）に接続する。ここで、抵抗Ｒ１〜Ｒ６は同一の抵抗値とし、ＮＰＮトランジスタＴ１〜Ｔ４の特性は同じとする。
【００１８】
このような装置の動作を以下に説明する。差動電圧検出を行う場合、図示しない制御部からの切替信号ＣＲＴＬが切替信号入力端子２０６に入力され、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、可動接点ｂに切り替え、図１に示す状態になる。つまり、抵抗Ｒ１，Ｒ２、スイッチＳＷ１，ＳＷ２、差動回路１０、電流源Ｉにより、図３に示す差動電圧検出回路１と同様な回路構成になる。ここで、スイッチＳＷ３，ＳＷ４、差動回路２０は電圧検出に関係しない。電圧入力信号端子２０３，２０４にそれぞれ電圧入力信号Ｖｉｎｐ，Ｖｉｎｎが入力され、電圧出力端子２０１，２０２の電圧差、つまり、差動電圧成分である出力電圧Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎｐ−Ｖｉｎｎが出力される。
【００１９】
そして、同相電圧検出を行う場合、図示しない制御部からの切替信号ＣＲＴＬが切替信号入力端子２０６に入力され、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、可動接点ａに切り替え、図２に示す状態になる。つまり、抵抗Ｒ１，Ｒ２、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４、差動回路１０，２０、電流源Ｉにより、図３に示す同相電圧検出回路２と同様な回路構成になる。電圧入力信号端子２０３，２０４にそれぞれ電圧入力信号Ｖｉｎｐ，Ｖｉｎｎが入力され、基準電圧入力端子２０５に基準電圧Ｖｉｎｃが入力されて、電圧出力端子２０１，２０２の電圧差、つまり、同相電圧成分である出力電圧Ｖｏｕｔ＝２×（（Ｖｉｎｐ＋Ｖｉｎｎ）／２−Ｖｉｎｃ）が出力される。ここで、図３に示す回路と異なり、２倍の電圧が出力されるが、既知の増幅が行われるだけで、本質的な問題ではない。
【００２０】
このように、切替回路３０が、差動回路１０を抵抗Ｒ１，Ｒ２の他端に切り替えると共に、差動回路２０を抵抗Ｒ２の他端に接続するかどうかを切り替え、差動電圧検出と同相電圧検出とを切り替えることができるので、回路規模を約半分に削減することができ、消費電力も約半分に低減することができる。また、電圧信号入力端子２０３，２０４に接続されるトランジスタ数を半減できるので、入力容量も半分に低減することができる。
【００２１】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、ＮＰＮトランジスタＴ１〜Ｔ４を示したが、ＰＮＰトランジスタや電界効果型トランジスタでもよい。
【００２２】
また、差動回路１０，２０は、抵抗Ｒ３〜Ｒ６を設けずに、トランジスタだけで構成するものでもよい。
また、スイッチＳＷ１を設けたが、スイッチＳＷ１を設けずに、ＮＰＮトランジスタＴ１のコレクタを抵抗Ｒ１の他端に接続する構成でもよい。但し、スイッチＳＷ１を設けた方が他のスイッチＳＷ２〜ＳＷ４と同一の回路構成になり、特性を均一にできる。
【符号の説明】
【００２３】
１０，２０  差動回路
３０  切替回路
Ｒ１〜Ｒ６  抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチ
Ｔ１〜Ｔ４  ＮＰＮトランジスタ
Ｉ  電流源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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