(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分布定数負荷などの信号到達に時間がかかる負荷を駆動する場合において、目標電圧値よりも若干高い電圧を負荷に供給し、該負荷を駆動し、該負荷の定数に合わせた保持時間だけ前記電圧を保持できるようにしたことを特徴とする変遷動作型デジタル動作アナログ緩衝増幅器
【請求項２】
デジタル回路により目標電圧値よりも若干高い電圧を負荷へ供給したのち、前記デジタル回路を自動的にアナログ回路に変形させ、該アナログ回路によって、前記電圧を前記負荷の定数に合わせた保持時間だけ保持させたのち、該アナログ回路を動作停止させることにより消費電力を零にし、高速駆動と低消費電力を可能にすることを特徴とする変遷動作型デジタル動作アナログ緩衝増幅器
【請求項３】
（１）コンパレ−タ回路（Ａ）、Ｒ／Ｓラッチ回路（Ｂ）及び入力端子（ＩＮ）と出力端子（ＯＵＴ）をショ−トするスイッチ（Ｓ）から構成され、前記Ｒ／Ｓラッチ回路（Ｂ）にリセット信号が入力されると、該Ｒ／Ｓラッチ回路（Ｂ）は反転し、前記リセット信号によって前記入力端子（ＩＮ）と前記出力端子（ＯＵＴ）をショ−トしていた前記スイッチ（Ｓ）が切り替わり、コンパレ−タ回路（Ａ）へ変形するように構成されており、
（２）該コンパレ−タ回路（Ａ）は入力電圧と出力電圧を比較し、該コンパレ−タ回路（Ａ）の出力により駆動されたトランジスタ（Ｍ１）により前記出力電圧を電源電圧方向へ上昇させるように構成されており、
（３）該出力電圧が目標電圧になると前記コンパレ−タ回路（Ａ）の反転出力により駆動されたトランジスタ（Ｍ２）により、前記Ｒ／Ｓラッチ回路（Ｂ）にセット信号を与え、該Ｒ／Ｓラッチ回路（Ｂ）を反転するように構成されており、
（４）前記セット信号によりスイッチが切り替わり、前記コンパレ−タ回路（Ａ）がアンプ回路（Ｃ）へと変形し、前記出力電圧は該アンプ回路（Ｃ）で安定に保持されるように構成されており、
（５）該アンプ回路（Ｃ）における前記出力電圧の保持時間は、保持時間制御信号によって行われ、負荷の定数に合った時間を選択することができるように構成されている、
以上のことを特徴とする変遷動作型デジタル動作アナログ緩衝増幅器
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電圧又は大振幅交流電圧を電圧追従する緩衝増幅器に関するもので、分布定数負荷などの信号到達に時間がかかる負荷を駆動する場合において、低消費電力で高速駆動を可能にする変遷型デジタル動作アナログ緩衝増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、集中定数負荷を駆動するデジタル動作アナログ緩衝増幅器としては、出願人の発明に係るものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
集中定数負荷を駆動するデジタル動作アナログ緩衝増幅器によって、分布定数負荷を駆動させると、分布定数負荷の近くにある容量の電圧が目標電圧になったことを感知して入力と出力をショ−トするスイッチに切り替わるが、分布定数負荷の遠くにある容量の充電には時間がかかりまだ充電が完了しておらず、ショ−トスイッチに内部抵抗があると電圧降下で一時的に電圧が低下する。これによりデジタル動作アナログ緩衝増幅器が動作し負荷を駆動しにかかると、波形がノコギリ状の波形になってしまうという不具合が発生していた。
【０００３】
【特許文献１】特許第３２８６３００号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は従来の技術で記述した不具合を解消するためになされたもので、あらゆる負荷において安定に、しかも高速で低消費電力な駆動を実現できる変遷動作型デジタル動作アナログ緩衝増幅器の提供を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の変遷動作型デジタル動作アナログ緩衝増幅器は、分布定数負荷などの信号到達に時間がかかる負荷を駆動する場合において、目標電圧値よりも若干高い電圧を負荷に供給し、該負荷を駆動し、該負荷の定数に合わせた保持時間だけ前記電圧を保持できるようにしたことを特徴とする分ものである。
【０００６】
また、この発明の変遷動作型デジタル動作アナログ緩衝増幅器は、デジタル回路により目標電圧値よりも若干高い電圧を負荷へ供給したのち、前記デジタル回路を自動的にアナログ回路に変形させ、該アナログ回路によって、前記電圧を前記負荷の定数に合わせた保持時間だけ保持させたのち、該アナログ回路を動作停止させることにより消費電力を零にし、高速駆動と低消費電力を可能にすることを特徴とするものである。
【０００７】
さらに、この発明の変遷動作型デジタル動作アナログ緩衝増幅器は、コンパレ−タ回路、Ｒ／Ｓラッチ回路及び入力端子と出力端子をショ−トするスイッチから構成され、前記Ｒ／Ｓラッチ回路にリセット信号が入力されると、該Ｒ／Ｓラッチ回路は反転し、前記リセット信号によって前記入力端子と前記出力端子をショ−トしていた前記スイッチが切り替わり、コンパレ−タ回路へ変形するように構成されており、該コンパレ−タ回路は入力電圧と出力電圧を比較し、該コンパレ−タ回路の出力により駆動されたトランジスタにより前記出力電圧を電源電圧方向へ上昇させるように構成されており、該出力電圧が目標電圧になると反対側のトランジスタにより、前記Ｒ／Ｓラッチ回路にセット信号を与え、該Ｒ／Ｓラッチ回路を反転するように構成されており、前記セット信号によりスイッチが切り替わり、前記コンパレ−タ回路がアンプ回路へと変形し、前記出力電圧は該アンプ回路で安定に保持されるように構成されており、該アンプ回路Ｃにおける前記出力電圧の保持時間は、保持時間制御信号によって行われ、負荷の定数に合った時間を選択することができるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例を図１〜図３に示すコンパレ−タ回路Ａ（デジタル回路：図１において点線で囲んでいる）、Ｒ／Ｓラッチ回路Ｂ（デジタル回路：図１，図３において点線で囲んでいる）及び入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴをショ−トするスイッチＳから構成されている回路図を参照しながら説明する。まず、図３に示す回路において、Ｒ／Ｓラッチ回路Ｂ（デジタル回路）にリセット信号が入力されると、Ｒ／Ｓラッチ回路Ｂ（デジタル回路）は反転し、その信号によって入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴをショ−トしていたスイッチＳが切り替わり、動作停止中のアンプ回路Ｃ（アナログ回路）が、図１に示すコンパレ−タ回路Ａ（デジタル回路）へ変形するように構成されている。
【０００９】
コンパレ−タ回路Ａ（デジタル回路）は入力電圧と出力電圧を比較し、コンパレ−タ回路Ａ（デジタル回路）の出力により駆動されたトランジスタＭ１により出力電圧を電源電圧方向（正方向増幅器の場合）へ上昇させるように構成されている。
【００１０】
出力電圧が目標電圧になるとコンパレ−タ回路Ａの反転出力により駆動されたトランジスタＭ２により、図１に示すＲ／Ｓラッチ回路Ｂ（デジタル回路）にセット信号を与え、Ｒ／Ｓラッチ回路Ｂ（デジタル回路）を反転するように構成されている。
【００１１】
この信号によりスイッチが切り替わり、コンパレ−タ回路Ａ（デジタル回路）が図２に示すアンプ回路Ｃ（アナログ回路：図２において点線で囲んでいる）へと変形し、出力電圧はアンプ回路Ｃ（アナログ回路）で安定に保持されるように構成されている。
【００１２】
なお、特許第３２８６３００号のデジタル動作アナログ緩衝増幅器と同様に、コンパレ−タ回路Ａは、該コンパレ−タ回路Ａ内のトランジスタの素子サイズを変えてオ−バ−シュ−トするように構成されており、したがって出力電圧値はオ−バ−シュ−トした分だけ若干目標電圧値より高くなるように構成されている。
【００１３】
分布定数負荷などの信号到達に時間がかかる負荷を駆動する場合においては、まず、図１に示すようなコンパレ−タ回路Ａ（デジタル回路）で、負荷へ急峻な電圧を供給し、出力電圧がオ−バ−シュ−トするように設定された目標値に達すると、コンパレ−タ回路Ａ（デジタル回路）は、図２に示すようなアンプ回路Ｃ（アナログ回路）に自動的に変形し、アンプ回路Ｃ（アナログ回路）によって、該負荷の定数に合わせた保持時間（保持する時間の長さ）だけ前記出力電圧を安定に保持させ、コントロ−ルすることにより、分布定数回路の遠くにある容量の不足電荷を敏速に補償することができるように構成されている。なお、負荷の定数に合わせた保持時間とは、負荷値の大小に合わせた保持時間を意味し、すなわち負荷が重ければ（負荷値が大きい）、保持時間を長く、負荷が軽ければ（負荷値が小さい）、保持時間を短くすることである。
【００１４】
このように、オ−バ−シュ−トした分だけ若干目標電圧値よりも高い出力電圧を負荷に供給し、該出力電圧をアンプ回路Ｃ（アナログ回路）で所定時間だけ安定に保持させることによって、分布定数負荷の最遠端の電圧を、前記目標電圧値に速く到達させることができるのである。なお、アンプ回路Ｃ（アナログ回路）の出力電圧を保持する保持時間は、保持時間制御信号によって行われ、負荷の定数に合った時間を選択することができるように構成されている。すなわち、保持時間制御信号によって、負荷が重ければ（負荷値が大きい）、保持時間を長く設定し、負荷が軽ければ（負荷値が小さい）、保持時間を短く設定できるようにしている。
【００１５】
保持時間制御信号によって、アンプ動作していたアンプ回路Ｃ（アナログ回路）は、保持時間が終わると、自動的にスイッチが切られ動作を停止するようになっており、これによってアンプ回路Ｃ（アナログ回路）で消費される消費電力は零になるように構成されている。
また同時に、図３に示すように、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴをショ−トするスイッチＳが自動的にオンになるように構成されており、これによって本願の緩衝増幅器の動作が終結するように構成されている。この状態は次のリセット信号が入力されるまで保持される。
【００１６】
次のリセット信号が入力されると、図１のコンパレ−タの回路状態から図２のアンプの回路状態なり、最後に図３の動作終結の回路状態になって、一連の動作を終結する。このサイクルが繰り返される。
【００１７】
なお、図１〜図３の回路は、正方向の緩衝増幅器に関するものであるが、負方向の緩衝増幅器に関しては、図１〜図３の回路結線を天地逆にすればよいので、本例では省略している。
【００１８】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成されているので、次のような効果を呈する。
（１）分布定数負荷の最遠端の電圧を目標電圧に速く到達させることができる。
（２）低消費電力にできる。
（３）従来のデジタル動作アナログ緩衝増幅器で分布定数負荷を駆動させたきに生じるノコギリ状の波形を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一例を説明するための回路図
【図２】この発明の実施の一例を説明するための回路図
【図３】この発明の実施の一例を説明するための回路図
【符号の説明】
Ａ コンパレ−タ回路
Ｂ Ｒ／Ｓラッチ回路
Ｃ アンプ回路
Ｓ 入力端子と出力端子をショ−トするスイッチ
Ｍ１，Ｍ２ トランジスタ
ＩＮ 入力端子
ＯＵＴ 出力端子
Ｓ 電源
Ｅ 接地
【要約】【課題】あらゆる負荷において安定に、しかも高速で低消費電力な駆動を実現できる変遷動作型デジタル動作アナログ緩衝増幅器の提供
【解決手段】この発明の変遷型デジタル動作アナログ緩衝増幅器は、分布定数負荷などの信号到達に時間がかかる負荷を駆動する場合において、オ−バ−ドライブを行い、オ−バ−ドライブした出力電圧をアンプ回路によって、負荷の定数に合った所定時間だけ安定に保持させ、分布定数負荷の最遠端の電圧を目標電圧に速く到達させることができるように構成し、且つデジタル動作状態で動作を完結させることにより、低消費電力を可能にしている。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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