(57)【要約】      （修正有）【課題】  系全体の出力オフセット電圧を低減するとともに、各素子サイズを小さくできる負荷駆動装置及び負荷駆動方法を提供する。【解決手段】  駆動信号と基準信号とを入力し差動増幅する入力アンプと、三角波発生部と、前記入力アンプの出力信号を被変調信号とするパルス幅変調部、前記パルス幅変調信号に基づく駆動出力回路、及び前記駆動出力回路信号を増幅して前記入力アンプに帰還させる帰還アンプ、を有する負荷駆動装置で、前記入力アンプの入力端子にオフセット補正電圧を付加して出力するオフセット調整信号加算部、所定の信号により前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位にするための入力アンプ入力信号設定部、所定の信号により前記帰還アンプの２つの入力信号を実質的に同電位にするための帰還アンプ入力信号設定部及び所定の信号により前記入力アンプの出力信号が略ゼロであるか否かを判定する入力アンプオフセット判定部をさらに備える。【選択図】図１
2006135904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号と基準信号とを入力し差動増幅して出力する入力アンプ、
三角波信号を出力する三角波発生部、
前記入力アンプの出力信号を被変調信号として、前記三角波信号を変調信号として入力しパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調部、
前記パルス幅変調信号に基づいて負荷を駆動する信号を出力する駆動出力回路、及び
前記駆動出力回路の出力信号を増幅して前記入力アンプに帰還させるための帰還アンプ、
を有する負荷駆動装置であって、
前記入力アンプの入力端子にオフセット補正電圧を付加して出力するオフセット調整信号加算部、
所定の信号により前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位にするための入力アンプ入力信号設定部、
所定の信号により前記帰還アンプの２つの入力信号を実質的に同電位にするための帰還アンプ入力信号設定部、及び
所定の信号により前記入力アンプの出力信号が略ゼロであるか否かを判定する入力アンプオフセット判定部、
をさらに備えたことを特徴とする負荷駆動装置。
【請求項２】
前記入力アンプオフセット判定部の出力信号に応じて、前記オフセット調整信号加算部に前記オフセット補正電圧を作成させるための制御信号を出力するオフセット制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項３】
前記オフセット調整信号加算部に前記オフセット補正電圧を作成させる、制御信号を出力するオフセット制御部と、前記入力アンプオフセット判定部の出力信号に応じて、前記制御信号を前記オフセット調整信号加算部に出力するための選択回路部とをさらに備えたことを特徴をする請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項４】
前記制御信号を記憶する記憶部をさらに備えたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の負荷駆動装置。
【請求項５】
前記入力アンプは、前記駆動信号が入力される第１の入力端子と前記基準信号が入力される第２の入力端子とを備え、前記オフセット補正電圧は、前記第２の入力端子に付加されることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の負荷駆動装置。
【請求項６】
前記入力アンプは、前記駆動信号が入力される第１の入力端子と前記基準信号が入力される第２の入力端子とを備え、前記オフセット補正電圧は、前記第１の入力端子に付加されることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の負荷駆動装置。
【請求項７】
前記入力アンプの出力信号を絶対値信号に変換する絶対値回路と、
前記入力アンプの入力信号の差電圧の極性を判定する極性判定部と、
をさらに備え、
前記パルス幅変調部は、前記入力アンプの出力信号を入力することに代えて、前記絶対値回路の前記絶対値信号を入力しパルス幅変調信号を出力するものであり、
前記駆動出力回路は、前記極性判定部の出力信号と前記パルス幅変調信号に基づいて負荷を駆動する信号を出力するものであり、
前記帰還アンプは、前記駆動出力回路の出力信号を差動増幅するもの、であることを特徴とする請求項１〜請求項６に記載の負荷駆動装置。
【請求項８】
前記入力アンプは、
前記駆動信号から前記基準信号を減じた値を増幅して所定の基準値に出力する第１の増幅出力部と、
前記基準信号から前記駆動信号を減じた値を増幅して所定の基準値に出力する第２の増幅出力部とを有し、
前記パルス幅変調部は、
前記第１の増幅出力部の出力信号と前記三角波信号とを入力して第１のパルス幅変調信号を出力する第１のパルス幅変調器と、
前記第２の増幅出力部の出力信号と前記三角波信号とを入力して第２のパルス幅変調信号を出力する第２のパルス幅変調器とを有し、
前記駆動出力回路は、
前記第１のパルス幅変調信号に基づいて負荷を駆動する第１の駆動信号と、
前記第２のパルス幅変調信号に基づいて負荷を駆動する第２の駆動信号とを出力するものであり、
前記帰還アンプは、前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とを差動増幅するものであることを特徴とする請求項１〜請求項６に記載の負荷駆動装置。
【請求項９】
前記オフセット調整信号加算部は、
前記第１の増幅出力部の出力信号に第１のオフセット補正電圧を付加する第１のオフセット調整信号加算器と、
前記第２の増幅出力部の出力信号に第２のオフセット補正電圧を付加する第２のオフセット調整信号加算器とを備え、
前記入力アンプの入力端子にオフセット補正電圧を付加することに代えて、
前記第１のパルス幅変調信号に第１のオフセット補正電圧を付加し、
前記第２のパルス幅変調信号に第２のオフセット補正電圧を付加することを特徴とする請求項８に記載の負荷駆動装置。
【請求項１０】
前記入力アンプオフセット判定部は、
前記入力アンプの出力信号の差電圧が略ゼロであるか否かを判定する代わりに、
前記第１のオフセット調整信号加算器の出力信号と、
前記第２のオフセット調整信号加算器の出力信号との差電圧が略ゼロであるか否かを判定するものであることを特徴とする請求項９に記載の負荷駆動装置。
【請求項１１】
前記入力アンプオフセット判定部は、
前記入力アンプの出力信号の差電圧が略ゼロであるか否かを判定することに代えて、
第１のオフセット判定器と第２のオフセット判定器を備え、
第１のオフセット判定器は、前記第１のオフセット調整信号加算器の出力信号と前記入力アンプの出力信号との差電圧が略ゼロであるか否かを判定するものであり、
第２のオフセット判定器は、前記第２のオフセット調整信号加算器の出力信号と前記入力アンプの出力信号との差電圧が略ゼロであるか否かを判定するもの、
であることを特徴とする請求項９に記載の負荷駆動装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の増幅出力部の出力の基準となる前記所定の基準値が前記三角波信号の略平均値であることを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の負荷駆動装置。
【請求項１３】
前記オフセット調整信号加算部は、少なくとも１つの定電流源と少なくとも１つの抵抗と少なくとも１つのスイッチを有することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の負荷駆動装置。
【請求項１４】
前記オフセット調整信号加算部は、前記基準信号が入力される基準信号入力端子と前記入力アンプとの間に直列に配設される少なくとも一つの抵抗と、前記抵抗に電流を流すための少なくとも一つの電流源とを有することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の負荷駆動装置。
【請求項１５】
前記オフセット調整信号加算部は、前記駆動信号が入力される駆動信号入力端子と前記入力アンプとの間に直列に配設される少なくとも一つの抵抗と、前記抵抗に電流を流すための少なくとも一つの電流源とを有することを特徴とする請求項１〜請求項４及び請求項６のいずれかに記載の負荷駆動装置。
【請求項１６】
前記抵抗の実質的な抵抗値又は前記抵抗に流れる実質的な電流値が可変することを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の負荷駆動装置。
【請求項１７】
駆動信号と基準信号とを入力し差動増幅して出力する入力アンプ、三角波信号を出力する三角波発生部、前記入力アンプの出力信号を被変調信号として、前記三角波信号を変調信号として入力しパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調部、前記パルス幅変調信号に基づいて負荷を駆動する信号を出力する駆動出力回路、前記駆動出力回路の出力信号を増幅して前記入力アンプに帰還させる帰還アンプ、前記入力アンプの入力端子にオフセット補正電圧を付加して出力するオフセット調整信号加算部、所定の信号により前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位にするための入力アンプ入力信号設定部、所定の信号により前記帰還アンプの２つの入力信号を実質的に同電位にするための帰還アンプ入力信号設定部、及び所定の信号により前記入力アンプの出力信号が略ゼロであるか否かを判定する入力アンプオフセット判定部を備える負荷駆動装置において、
前記負荷駆動装置の負荷駆動方法は、前記入力アンプと前記帰還アンプのオフセット電圧を調整するオフセット調整ステップを有し、
前記オフセット調整ステップは、
所定の信号により前記入力アンプ入力信号設定部が前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位に設定し、前記帰還アンプ入力信号設定部が前記帰還アンプの入力信号を実質的に同電位に設定する設定ステップ、
前記オフセット調整信号加算部が前記入力アンプの入力端子に付加する前記オフセット補正電圧を順次可変制御する制御ステップ、
前記入力アンプオフセット判定部によって前記入力アンプの出力信号が略ゼロであることを検知する検知ステップ、及び
前記入力アンプの出力信号が略ゼロであることを検知した時の前記オフセット補正電圧を作成させる制御信号を保持する保持ステップ、
を備えたことを特徴とする負荷駆動装置の負荷駆動方法。
【請求項１８】
駆動信号と基準信号とを入力し差動増幅して所定の基準値に出力する入力アンプ、三角波信号を出力する三角波発生部、前記入力アンプの出力信号を被変調信号として、前記三角波信号を変調信号として入力しパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調部、前記パルス幅変調信号に基づいて負荷を駆動する信号を出力する駆動出力回路、前記駆動出力回路の出力信号を増幅して前記入力アンプに帰還させる帰還アンプ、前記入力アンプの出力信号にオフセット補正電圧を付加して出力するオフセット調整信号加算部、所定の信号により前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位にするための入力アンプ入力信号設定部、所定の信号により前記帰還アンプの入力信号を実質的に同電位にするための帰還アンプ入力信号設定部、及び所定の信号により前記オフセット調整信号加算部の出力信号が略ゼロであるか否かを判定する入力アンプオフセット判定部を備える負荷駆動装置において、
前記負荷駆動装置の負荷駆動方法は、前記入力アンプと前記帰還アンプのオフセット電圧を調整するオフセット調整ステップを有し、
前記オフセット調整ステップは、
所定の信号により前記入力アンプ入力信号設定部が前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位に設定し、前記帰還アンプ入力信号設定部が前記帰還アンプの入力信号を実質的に同電位に設定する設定ステップ、
所定の信号により前記オフセット調整信号加算部が、前記所定の基準値に出力された前記入力アンプの出力信号に付加する前記オフセット補正電圧を、順次可変制御する制御ステップ、
前記入力アンプオフセット判定部によって前記オフセット調整信号加算部の出力信号が略ゼロであることを検知する検知ステップ、及び
前記オフセット調整信号加算部の出力信号が略ゼロであることを検知したときのオフセット補正電圧を作成させる制御信号を保持する保持ステップ、
を備えたことを特徴とする負荷駆動装置の負荷駆動方法。
【請求項１９】
前記負荷駆動装置がさらに前記制御信号を記憶する記憶部を有し、前記オフセット調整ステップが前記保持ステップの後にさらに、前記オフセット補正信号を記憶部に記憶させるステップを備えることを特徴とする請求項１７及び請求項１８に記載の負荷駆動方法。
【請求項２０】
前記制御ステップは、前記オフセット補正電圧が単調増加または単調減少するように制御することを特徴とする請求項１７〜請求項１９に記載の負荷駆動方法。
【請求項２１】
前記制御ステップは、探索範囲を半分ずつ狭めながら目的の補正値を探し出す二分探索法によって前記オフセット補正電圧を制御することを特徴とする請求項１７〜請求項１９に記載の負荷駆動方法。
【請求項２２】
前記制御ステップの前記所定の基準値が前記三角波信号の略平均値であることを特徴とする請求項１８に記載の負荷駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力オフセット電圧を軽減するオフセット調整機能を有する負荷駆動装置及び負荷駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアンプ用のアクチュエータのフォーカスコイルやトラッキングコイル等を駆動するのに、低消費電力化に適したパルス幅変調出力の負荷駆動装置が使用されている。
【０００３】
図１４及び図１５を用いて、従来例の負荷駆動装置について説明する。図１４は、従来例の負荷駆動装置のブロック図である。図１４において、従来例の負荷駆動装置は負荷駆動用回路１００を備える。負荷駆動用回路１００は、入力アンプ３、絶対値回路４、パルス幅変調部５、極性判定部６、三角波発生部７、駆動出力回路８、帰還アンプ１０、フィルタ２２及び入力抵抗２３を有する。入力アンプ３は、第１の入力端子Ｖ１を入力抵抗２３を介して駆動信号入力端子１に接続され、第２の入力端子Ｖ２を基準信号入力端子２に接続される。パルス幅変調部５は、一方の入力端子Ｖ４を絶対値回路４を介して入力アンプ３の出力端子Ｖ３に接続され、他方の入力端子Ｖ５を三角波発生部７に接続される。極性判定部６は、一方の入力端子を駆動信号入力端子１に、他方の入力端子を基準信号入力端子２に接続される。駆動出力回路８は、一方の入力端子Ｖ６をパルス幅変調部５の出力端子に接続され、他方の入力端子Ｖ７を極性判定部６の出力端子に接続される。駆動出力回路８の２つの出力端子はそれぞれ、負荷９及び帰還アンプ１０の入力端子に接続される。帰還アンプ１０の出力端子は、フィルタ２２を介して入力アンプ３の第１の入力端子Ｖ１に接続される。
【０００４】
以上のように構成される負荷駆動回路１００の動作を図１４及び図１５を参照しつつ説明する。図１５は、従来例の負荷駆動装置における各部の信号の波形図である。図１５（１）のＡ１は駆動信号入力端子１を介して入力される駆動信号、Ｂ１は基準信号入力端子２を介して入力される基準信号の波形図を示している。図１５（２）のＣはパルス幅変調部５の入力端子Ｖ４に入力される信号、Ｄはパルス幅変調部５の入力端子Ｖ５に入力される前記三角波信号の波形図を示している。図１５（３）のＥは、駆動出力回路８の入力端子Ｖ６に入力される信号の波形図を示している。
【０００５】
まず、負荷駆動用回路１００の駆動信号入力端子１に駆動信号Ａ１が印加されるとともに、基準信号入力端子２に基準信号Ｂ１が印加される（図１５（１））。そして、駆動信号Ａ１は、入力抵抗２３を介して入力アンプ３の第１の入力端子Ｖ１に入力され、基準信号Ｂ１は、入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２に入力される。入力アンプ３は、駆動信号Ａ１と基準信号Ｂ１を入力し差動増幅して、絶対値回路４を介してパルス幅変調部５の入力端子Ｖ４に信号Ｃを出力する。三角波発生部７は、三角波信号Ｄをパルス幅変調部５の入力端子Ｖ５に出力する（図１５（２））。パルス幅変調部５は、信号Ｃと三角波信号Ｄを比較し、パルス幅変調した信号Ｅを駆動出力回路８の入力端子Ｖ６に出力する（図１５（３））。極性判定部６は、駆動信号Ａ１と基準信号Ｂ１を入力し、その差電圧の極性に基づいて駆動方向を切替える信号を駆動出力回路８の入力端子Ｖ７に出力する。駆動出力回路８は、パルス幅変調部５の出力信号Ｅと極性判定部６の出力信号に応じて、負荷９を駆動する信号を作成し、負荷９及び帰還アンプ１０に出力する。帰還アンプ１０は、駆動出力回路８の出力信号の差を差動増幅し、フィルタ２２を介して平滑化して、入力アンプ３の第１の入力端子Ｖ１に負帰還させる。
【０００６】
なお、以上のように構成される負荷駆動回路１００の周波数特性は、フィルタ２２の値を調整することにより、平坦又は任意に設定できる。
【特許文献１】特開平１０−１３５８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、光ディスクの分野ではデータ記録密度の高密度化に伴い、例えばアクチュエータのような負荷を駆動する回路には、良好な線形入出力特性が要求されている。さらに、消費電流の削減の観点から、差動入力電圧がゼロである時に各ブロック内の素子特性の不整合性により発生する系全体の出力オフセット電圧を低減することが要求されている。
【０００８】
再び図１４を用いて、従来例の負荷駆動装置の各ブロックのオフセット電圧と系全体の出力オフセット電圧との関係について説明する。
図１４において、入力アンプ３の増幅率をＡ、絶対値回路４とパルス幅変調部５と駆動出力回路８との各増幅率を合成した増幅率をＤ、帰還アンプ１０の増幅率に入力抵抗２３の抵抗値を乗じたものをＢとすると、系全体の増幅率Ｇは次式（１）で表される。
Ｇ＝(Ａ×Ｄ)／(１−Ａ×Ｂ×Ｄ)・・・（１）
通常、ばらつきを抑えるため、Ａの値を大きくし、Ｂの値はＡの値より十分に小さくする。
【０００９】
図１４において、入力アンプ３の入力オフセット電圧をａ、絶対値回路４とパルス幅変調部５と駆動出力回路８との各入力オフセット電圧を合成した入力オフセット電圧をｄ、帰還アンプ１０の入力オフセット電圧をｂとすると、系全体の出力オフセット電圧Ｖｏｆｓは次式（２）で表される。
Ｖｏｆｓ＝[{(ｂ×Ｂ＋ａ)×Ａ＋ｄ}×Ｄ]/(１−Ａ×Ｂ×Ｄ)・・・（２）
式（２）より、ａとｂとは、大きな値であるＡを乗じるので、系全体の出力オフセット電圧に対して支配的となる。つまり、素子特性の不整合性の大きいアナログＭＯＳ構成の増幅器のような装置では、系全体の出力オフセット電圧は大きくなる。従って、系全体の出力オフセット電圧を抑制するためには各素子のサイズを大きくしなければならず、コストアップを招くことになる。
【００１０】
また、従来例の負荷駆動装置のパルス幅変調出力に対して系全体の出力オフセット電圧を小さく補正するためには、低オフセット電圧のＬＰＦを通した後の出力を検出しなければならない。しかし、スイッチングノイズのため、精度良くオフセット電圧の値を検知するのは困難である。従って、系全体の出力オフセット電圧の値を小さく補正することは困難であった。
【００１１】
本発明は、系全体の出力オフセット電圧を低減するとともに、各素子サイズを小さくできる負荷駆動装置及び負荷駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
本発明の一つの観点による負荷駆動装置は、駆動信号と基準信号とを入力し差動増幅して出力する入力アンプ、三角波信号を出力する三角波発生部、前記入力アンプの出力信号を被変調信号として、前記三角波信号を変調信号として入力しパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調部、前記パルス幅変調信号に基づいて負荷を駆動する信号を出力する駆動出力回路、及び前記駆動出力回路の出力信号を増幅して前記入力アンプに帰還させるための帰還アンプ、を有する負荷駆動装置であって、前記入力アンプの入力端子にオフセット補正電圧を付加して出力するオフセット調整信号加算部、所定の信号により前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位にするための入力アンプ入力信号設定部、所定の信号により前記帰還アンプの２つの入力信号を実質的に同電位にするための帰還アンプ入力信号設定部、及び所定の信号により前記入力アンプの出力信号が略ゼロであるか否かを判定する入力アンプオフセット判定部、をさらに備える。
【００１３】
この発明の負荷駆動装置は、入力アンプ入力信号設定部と帰還アンプ入力信号設定部によって、入力アンプ及び帰還アンプの差動入力電圧をゼロにする。入力アンプオフセット判定部で入力アンプ及び帰還アンプにオフセット電圧の成分があるか否か判定し、入力アンプ及び帰還アンプにオフセット電圧を略ゼロにするオフセット補正電圧を検出する。オフセット調整信号加算部で前記オフセット補正電圧を付加し、負荷駆動装置を駆動する。これにより、差動入力電圧がゼロである時に各ブロック内の素子特性の不整合性により発生する系全体の出力オフセット電圧を低減することができる。従って、各素子サイズも小さくすることができる。
この発明の負荷駆動装置は、上記のオフセット補正電圧を検出する動作（オフセット調整）中、パルス幅変調駆動しないので、パルス幅変調ノイズによるオフセット補正誤差の侵入を排除することができ、オフセット電圧の判定精度を良くできる。さらに、前記基準信号にオフセット補正電圧を足し算するため、系全体の周波数特性に影響を与えない。
【００１４】
前記一つの観点による発明の負荷駆動装置においてさらに、前記入力アンプオフセット判定部の出力信号に応じて、前記オフセット調整信号加算部に前記オフセット補正電圧を作成させるための制御信号を出力するオフセット制御部を備えてもよい。 
前記一つの観点による発明の負荷駆動装置においてさらに、前記オフセット調整信号加算部に前記オフセット補正電圧を作成させる、制御信号を出力するオフセット制御部と、前記入力アンプオフセット判定部の出力信号に応じて、前記制御信号を前記オフセット調整信号加算部に出力するための選択回路部とを備えてもよい。
【００１５】
前記一つの観点による発明の負荷駆動装置においてさらに、前記制御信号を記憶する記憶部を備えてもよい。
この発明の負荷駆動装置によれば、電源を入れる度にオフセット調整を実施する必要がなくなるので、オフセット調整にかかる時間を省くことができる。
【００１６】
前記一つの観点による発明の負荷駆動装置において、前記入力アンプは、前記駆動信号が入力される第１の入力端子と前記基準信号が入力される第２の入力端子とを備え、前記オフセット補正電圧は、前記第１の入力端子又は前記第２の入力端子のいずれに付加されてもよい。
【００１７】
前記一つの観点による発明の負荷駆動装置において、前記入力アンプは、前記駆動信号から前記基準信号を減じた値を増幅して所定の基準値に出力する第１の増幅出力部と、前記基準信号から前記駆動信号を減じた値を増幅して所定の基準値に出力する第２の増幅出力部とを有し、前記パルス幅変調部は、前記第１の増幅出力部の出力信号と前記三角波信号とを入力して第１のパルス幅変調信号を出力する第１のパルス幅変調器と、前記第２の増幅出力部の出力信号と前記三角波信号とを入力して第２のパルス幅変調信号を出力する第２のパルス幅変調器とを有し、前記駆動出力回路は、前記第１のパルス幅変調信号に基づいて負荷を駆動する第１の駆動信号と、前記第２のパルス幅変調信号に基づいた負荷を駆動する第２の駆動信号とを出力するものであり、前記帰還アンプは、前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号とを差動増幅するものであってもよい。
この発明の負荷駆動装置によれば、入力アンプの出力を５０％ｄｕｔｙで駆動することで、出力電圧差０付近の線形性を良好にし、パルス幅波形を安定して出力することができる。
【００１８】
前記一つの観点による発明の負荷駆動装置において、前記オフセット調整信号加算部は、前記第１の増幅出力部の出力信号に第１のオフセット補正電圧を付加する第１のオフセット調整信号加算器と、前記第２の増幅出力部の出力信号に第２のオフセット補正電圧を付加する第２のオフセット調整信号加算器とを備え、前記入力アンプの入力端子にオフセット補正電圧を付加することに代えて、前記第１のパルス幅変調信号に第１のオフセット補正電圧を付加し、前記第２のパルス幅変調信号に第２のオフセット補正電圧を付加してもよい。
前記一つの観点による発明の負荷駆動装置において、前記入力アンプオフセット判定部は、前記入力アンプの出力信号の差電圧が略ゼロであるか否かを判定することに代えて、前記第１のオフセット調整信号加算器の出力信号と、前記第２のオフセット調整信号加算器の出力信号との差電圧が略ゼロであるか否かを判定するものであってもよい。
前記一つの観点による発明の負荷駆動装置において、前記入力アンプオフセット判定部は、前記入力アンプの出力信号の差電圧が略ゼロであるか否かを判定するものであることに代えて、第１のオフセット判定器と第２のオフセット判定器を備え、第１のオフセット判定器は、前記第１のオフセット調整信号加算器の出力信号と前記入力アンプの出力信号との差電圧が略ゼロであるか否かを判定するものであり、第２のオフセット判定器は、前記第２のオフセット調整信号加算器の出力信号と前記入力アンプの出力信号との差電圧が略ゼロであるか否かを判定するものであってもよい。
前記一つの観点による発明の負荷駆動装置において、前記第１及び第２の増幅出力部の出力の基準となる前記所定の基準値が前記三角波信号の略平均値であってもよい。
この発明の負荷駆動装置によれば、第１及び第２パルス幅変調器の入力信号の差電圧が０の時、第１及び第２パルス幅変調器の互いの出力を５０％ｄｕｔｙで駆動することで駆動出力回路の出力信号の差電圧が０付近の線形性を良好にすることができる。さらに、出力ダイナミックレンジ付近でも良好な線形特性を保つことができる。
【００１９】
前記一つの観点による発明の負荷駆動装置において、前記オフセット調整信号加算部は、少なくとも１つの定電流源と少なくとも１つの抵抗と少なくとも１つのスイッチを有すればよい。また、前記抵抗の実質的な抵抗値又は前記抵抗に流れる実質的な電流値が可変してもよい。
【００２０】
本発明の一つの観点による負荷駆動方法は、駆動信号と基準信号とを入力し差動増幅して出力する入力アンプ、三角波信号を出力する三角波発生部、前記入力アンプの出力信号と前記三角波信号とを入力しパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調部、前記パルス幅変調信号に基づいて負荷を駆動する信号を出力する駆動出力回路、前記駆動出力回路の出力信号を増幅して前記入力アンプに帰還させる帰還アンプ、前記入力アンプの入力端子にオフセット補正電圧を付加して出力するオフセット調整信号加算部、所定の信号により前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位にする入力アンプ入力信号設定部、所定の信号により前記帰還アンプの入力信号を実質的に同電位にする帰還アンプ入力信号設定部、及び所定の信号により前記入力アンプの出力信号が略ゼロであるか否かを判定する入力アンプオフセット判定部を備える負荷駆動装置において、前記負荷駆動装置の負荷駆動方法は、前記入力アンプと前記帰還アンプのオフセット電圧を調整するオフセット調整ステップを有し、前記オフセット調整ステップは、所定の信号により前記入力アンプ入力信号設定部が前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位に設定し、前記帰還アンプ入力信号設定部が前記帰還アンプの入力信号を実質的に同電位に設定する設定ステップ、前記オフセット調整信号加算部が前記入力アンプの入力端子に付加する前記オフセット補正電圧を順次可変制御する制御ステップ、前記入力アンプオフセット判定部によって前記入力アンプの出力信号が略ゼロであることを検知する検知ステップ、及び前記入力アンプの出力信号が略ゼロであることを検知した時の前記オフセット補正電圧を作成させる制御信号を保持する保持ステップを備える。  
【００２１】
本発明の別の観点による負荷駆動方法は、駆動信号と基準信号とを入力し差動増幅して所定の基準値に出力する入力アンプ、三角波信号を出力する三角波発生部、前記入力アンプの出力信号と前記三角波信号とを入力しパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調部、前記パルス幅変調信号に基づいて負荷を駆動する信号を出力する駆動出力回路、前記駆動出力回路の出力信号を増幅して前記入力アンプに帰還させる帰還アンプ、前記入力アンプの出力信号にオフセット補正電圧を付加して出力するオフセット調整信号加算部、所定の信号により前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位にする入力アンプ入力信号設定部、所定の信号により前記帰還アンプの入力信号を実質的に同電位にする帰還アンプ入力信号設定部、及び所定の信号により前記オフセット調整信号加算部の出力信号が略ゼロであるか否かを判定する入力アンプオフセット判定部を備える負荷駆動装置において、前記負荷駆動装置の負荷駆動方法は、前記入力アンプと前記帰還アンプのオフセット電圧を調整するオフセット調整ステップを有し、前記オフセット調整ステップは、所定の信号により前記入力アンプ入力信号設定部が前記駆動信号と前記基準信号を実質的に同電位に設定し、前記帰還アンプ入力信号設定部が前記帰還アンプの入力信号を実質的に同電位に設定する設定ステップ、所定の信号により前記オフセット調整信号加算部が、前記所定の基準値に出力された前記入力アンプの出力信号に付加する前記オフセット補正電圧を、順次可変制御する制御ステップ、前記入力アンプオフセット判定部によって前記オフセット調整信号加算部の出力信号が略ゼロであることを検知する検知ステップ、及び前記オフセット調整信号加算部の出力信号が略ゼロであることを検知した時のオフセット補正電圧を作成させる制御信号を保持する保持ステップを備える。
【００２２】
前記一つの観点及び前記別の観点による発明の負荷駆動方法は、前記負荷駆動装置がさらに前記制御信号を記憶する記憶部を有し、前記オフセット調整ステップが前記保持ステップの後にさらに、前記オフセット補正信号を記憶部に記憶させるステップを備えてもよい。
前記一つの観点及び前記別の観点による発明の負荷駆動方法は、前記制御ステップは、前記オフセット補正電圧が単調増加又は単調減少するように制御してもよい。
前記一つの観点及び別の観点による発明の負荷駆動方法は、前記制御ステップは、探索範囲を半分ずつ狭めながら目的の補正値を探し出す二分探索法によって前記オフセット補正電圧を制御してもよい。
前記一つの観点による発明の負荷駆動方法は、前記制御ステップの前記所定の基準値が前記三角波信号の略平均値であってもよい。
【００２３】
この発明によれば、系全体の出力オフセット電圧を低減するとともに、各素子サイズを小さくできる負荷駆動方法を提供できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の負荷駆動装置は、系全体の出力オフセット電圧を低減するとともに、各素子サイズを小さくできる負荷駆動装置及び負荷駆動方法を提供できるという有利な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の負荷駆動装置の最良の実施の形態である実施の形態１〜実施の形態７について、添付の図面を参照しつつ説明する。
《実施の形態１》
図１〜図４を用いて、本発明の実施の形態１の負荷駆動装置について説明する。図１は、実施の形態１の負荷駆動装置のブロック図である。実施の形態１の負荷駆動装置は、従来例の負荷駆動装置である負荷駆動用回路１００よりさらにオフセット調整回路２００を有する。それ以外の点においては同様の構成を有するので重複する説明は省略する。
【００２６】
図１において、オフセット調整回路２００は、入力アンプオフセット判定部１２、選択回路部１３、オフセット制御部１４、オフセット調整信号加算部１５、入力アンプ入力信号設定部１７、帰還アンプ入力信号設定部１８及びスイッチ２０、２１を有する。入力アンプオフセット判定部１２は、一方の入力端子Ｖ８をスイッチ２０を介して入力アンプ３の出力端子Ｖ３に接続され、他方の入力端子Ｖ９をスイッチ２１を介して、オフセット基準端子１６に接続される。選択回路部１３は、所定の個数のゲート回路を有する。選択回路部１３は、一方の入力端子を入力アンプオフセット判定部１２の出力端子と接続され、他方の入力端子をオフセット制御部１４の出力端子に接続される。オフセット制御部１４は、その入力端子をオフセット調整開始信号入力端子１１に接続され、その出力端子を選択回路部１３、入力アンプ入力信号設定部１７、帰還アンプ入力信号設定部１８及びスイッチ２０、２１にそれぞれ接続される。オフセット調整信号加算部１５は、一方の入力端子を基準信号入力端子２に接続され、他方の入力端子を選択回路部１３に接続される。オフセット調整信号加算部１５は、その出力端子を入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２に接続される。入力アンプ入力信号設定部１７はスイッチ１７ａを有する。入力アンプ入力信号設定部１７は、駆動信号入力端子１と入力抵抗２３との接続を、基準信号入力端子２と入力抵抗２３との接続に切替えできるように構成される。帰還アンプ入力信号設定部１８は、スイッチ１８ａ及び１８ｂを有し、駆動出力回路８と帰還アンプ１０との接続を、固定電圧源１８ｃと帰還アンプ１０との接続に切替えできるように構成される。以上のようにオフセット調整回路２００は構成される。
【００２７】
ここで、本発明の実施の形態１の負荷駆動装置における系全体の出力オフセット電圧を低減させるオフセット調整の原理を説明する。
帰還アンプ１０の２つの入力信号を互いに同電位にする。入力アンプ３の第１の入力端子Ｖ１には、帰還アンプ１０の出力オフセット電圧であるｂ×Ｂのみが出力される。さらに、駆動信号と基準信号とを同電位にする。入力アンプ３の出力端子Ｖ３には、帰還アンプ１０の出力オフセット電圧ｂ×Ｂと入力アンプ３の入力オフセット電圧ａを合計したものをＡ倍した電圧Ｖαが出力される。電圧Ｖαは次式（３）のようになる。
Ｖα＝(ｂ×Ｂ＋ａ)×Ａ・・・（３）
次に、基準信号（駆動信号）の電位にオフセット補正電圧Ｖβを付加すると、系全体の出力オフセット電圧Ｖｏｆｓ２は、次式（４）で表される。
【００２８】
Ｖｏｆｓ２＝[{(ｂ×Ｂ＋ａ−Ｖβ)×Ａ＋ｄ}×Ｄ]/(１−Ａ×Ｂ×Ｄ)・・・（４）
式（４）のオフセット補正電圧ＶβをＶβ＝ｂ×Ｂ＋ａとすると、系全体の出力オフセット電圧Ｖｏｆｓ２は、次式（５）で表される。
Ｖｏｆｓ２＝(ｄ×Ｄ)/ (１−Ａ×Ｂ×Ｄ) ・・・（５）
従って、主たるオフセット要因であるａ及びｂが取り除けるので、素子の大きさに関係なく、系全体の出力オフセット電圧を低減させることができる。つまり、系全体の出力オフセット電圧を低減するとともに素子サイズを小さくできる。
【００２９】
上記のオフセット調整の原理をもとに、主たるオフセット要因であるａ及びｂを取り除くのに適切なオフセット補正電圧を検出する。
図１及び図２を参照しつつ、実施の形態１の負荷駆動装置におけるオフセット調整の動作を説明する。図２は、本発明の実施の形態１の負荷駆動装置におけるオフセット調整のフローチャートである。  
【００３０】
まず、オフセット制御部１４に、オフセット調整開始信号入力端子１１を介してオフセット調整開始信号が印加される（ステップ１）。なお、このオフセット調整開始信号は、図示していないが、本負荷駆動装置を動作可能とするための待機解除信号と連動する信号や電源電圧の印加と連動する信号であってもよい。また、装置外部のシステムからの指令信号であってもよい。オフセット制御部１４は、入力アンプ３に入力される駆動信号と基準信号を同電位にするためにスイッチ１７ａを切替え、基準信号入力端子２と入力抵抗２３とを短絡させる。つまり、入力アンプ入力信号設定部１７の出力信号を同電位にする。それと同時に、オフセット制御部１４は、帰還アンプ１０の２つの入力端子に入力する信号を同電位にするために、帰還アンプ入力信号設定部１８のスイッチ１８ａ、１８ｂを切替えて固定電圧源１８ｃと接続し、互いに等しい固定電圧を与える（ステップ２）。なお、この固定電圧の値は、好ましくは、駆動出力回路８がゼロから電源電圧までパルス幅変調駆動するため、帰還アンプ１０の入力電圧依存性を考慮し、平均値である電源電圧の１／２程度の電圧とする。
【００３１】
次に、オフセット補正制御部１４は、選択回路部１３を介してオフセット調整信号加算部１５にオフセット補正電圧（以下、オフセット調整中のオフセット補正電圧をオフセット調整信号という）を作成させる制御信号を出力する。前記制御信号によって、オフセット調整信号加算部１５は、オフセット調整信号の初期信号を作成する（ステップ３）。これにより、入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２には基準信号にオフセット調整信号の初期信号が付加された信号が入力される。また、入力アンプ３の第１の入力端子Ｖ１には入力抵抗２３を介して基準信号が印加される。オフセット補正制御部１４は、入力アンプ３に初期信号が入力された後、スイッチ２０を切替え、入力アンプ３の出力端子Ｖ３と入力アンプオフセット判定部１２の入力端子Ｖ８とを接続する。それと同時にオフセット補正制御部１４は、スイッチ２１を切替え、オフセット基準端子１６と入力アンプオフセット判定部１２の入力端子Ｖ９とを接続する（ステップ４）。オフセット調整信号加算部１５は、オフセット補正制御部１４の制御信号により、オフセット調整対象内の電圧範囲を掃引するために、マイナスの最小値からステップ増加又はプラスの最大値からステップ減少するオフセット調整信号を作成する（ステップ５）。
【００３２】
入力アンプ３が第１及び第２の入力端子Ｖ１、Ｖ２に入力された前記信号を差動増幅して、入力アンプオフセット判定部１２の入力端子Ｖ８に出力する。入力アンプオフセット判定部１２の入力端子Ｖ９には、オフセット基準端子１６を介してオフセット基準信号電圧が印加される。このオフセット基準信号は、入力アンプ３の出力オフセット電圧が発生しないと仮定した時の入力アンプ３の出力信号に等しい。入力アンプオフセット判定部１２は、入力端子Ｖ８及びＶ９の入力信号の差電圧の極性が変化するタイミングを検知する（ステップ６）。前記極性が変化しない区間、選択回路部１３は、オフセット制御部１４からの制御信号をそのままオフセット調整信号加算部１５に出力する。前記極性が変化した時、選択回路部１３は、その時の前記制御信号を保持し、それ以後、前記制御信号の変化を受け付けなくする（ステップ７）。このとき、選択回路部１３に保持された前記制御信号により、オフセット調整信号加算部１５が作成するオフセット調整信号をオフセット補正電圧とする。オフセット補正電圧の検出後は、入力アンプ入力信号設定部１７、帰還アンプ入力信号設定部１８及びスイッチ２０、２１を元に戻す（ステップ８）。以上により、オフセット調整の動作を完了する。
【００３３】
以上のオフセット調整により、本実施の形態１の負荷駆動装置は、入力アンプ３と帰還アンプ１０のオフセット電圧の成分を削減でき、系全体の出力オフセット電圧を低減できる。  本実施の形態１の負荷駆動装置では、オフセット調整中、系全体の出力オフセット電圧に対し影響が小さい絶対値回路４、パルス幅変調部５、極性判定部６、駆動出力回路８及び帰還アンプ１０を使用しない。このため、パルス幅変調信号を止めてノイズ混入による補正誤差の発生を抑制することができる。また、前述したように入力アンプ３の増幅率Ａが大きい値であるので、オフセット電圧の判定精度もよい。さらに、基準信号に前記オフセット補正電圧を加算するため、系全体の周波数特性に影響を与えない。
【００３４】
図３を用いて、選択回路部１３に第１〜第３の３つのゲート回路を使用した場合を説明する。図３は、オフセット調整回路２００の各信号の波形図を示している。図３（１）〜（３）は、第１〜第３のゲート回路にオフセット制御部１４から入力される制御信号１〜３の波形図をそれぞれ示している。図３（４）は、第１〜第３の各ゲート回路に入力アンプオフセット判定部１２より入力される入力信号の波形図を示している。図３（５）〜（７）は、第１〜第３のゲート回路からオフセット調整信号加算部１５に出力する出力信号１〜３の波形図をそれぞれ示している。図３（８）は、オフセット調整信号加算部１５で作成されるオフセット調整信号の波形図を示している。
【００３５】
説明を容易にするため、以下のように条件を設定する。
図３の（１）〜（３）の各信号は１つの信号がＨになるとオフセット調整信号を１ステップ分の電圧Ｖｓ増加するように制御する信号とする。入力アンプ３の出力オフセット電圧を略ゼロにするオフセット補正電圧は、１×Ｖｓから２×Ｖｓの間にあるものとする。入力アンプオフセット判定部１２は、そのオフセット調整信号以下ではＬを出力し、そのオフセット調整信号より大きくなると、それ以降はＨを出力するものとする。
【００３６】
上記の条件をもとに動作を説明する。オフセット調整開始信号がオフセット調整開始信号入力端子１１を介してオフセット制御部１４に入力される。オフセット調整開始信号が入力されて０［ｓ］〜ｔ１[ｓ]の期間、オフセット制御部１４は、制御信号１をＨにする。このとき、前記入力信号がＬであるため各ゲート回路は、制御信号１〜３をそのまま出力信号１〜３として出力する。つまり、出力信号１がＨ、出力信号２がＬ、出力信号３がＬとなる。オフセット調整信号加算部１５は、出力信号１のみがＨであるため、オフセット調整信号を１ステップ分増加させた１×Ｖｓを出力する。ｔ１[ｓ]〜ｔ２[ｓ]の期間、オフセット制御部１４は、制御信号２をＨにする。このときも前記入力信号がＬであるため各ゲート回路は、制御信号１〜３をそのまま出力する。つまり、出力信号１がＨ、出力信号２がＨ、出力信号３がＬとなる。オフセット調整信号加算部１５は、出力信号１及び２がＨであるため、オフセット調整信号２×Ｖｓを出力する。入力アンプオフセット判定部１２は、入力端子Ｖ１、Ｖ２に入力される信号の差電圧の極性が変わったのを検知し、前記入力信号をＨにする。ｔ２[ｓ]〜ｔ３[ｓ]の期間、オフセット制御部１４は、制御信号３をＨにする。このとき、入力信号がＨであるため、第３のゲート回路はＨに切り替わらずＬを出力する。つまり、出力信号１がＨ、出力信号２がＨ、出力信号３がＬとなる。第１〜第３のゲート回路は、このときの出力信号１〜３を保持する。オフセット調整信号加算部１５は、出力信号１及び出力信号２がＨのため、オフセット調整信号２×Ｖｓを出力する。以後、オフセット調整信号加算部１５は、２×Ｖｓをオフセット補正電圧として出力する
【００３７】
以上のように、選択回路部１３は、入力アンプオフセット判定部１２の出力信号が変化しない区間、オフセット制御部１４からの制御信号１〜３に従って出力する。選択回路部１３は、入力アンプオフセット判定部１２の出力信号が変化した時、変化時のオフセット制御部１４の出力信号１〜３を保持する。
なお、オフセット調整開始信号が入力されオフセット調整信号の初期信号が加算された時点で、入力アンプオフセット判定部１２の出力信号が変化した場合、つまり、入力アンプ３の出力オフセット電圧を略ゼロにするオフセット補正電圧が０より小さかった場合、選択回路部１３は、出力信号１〜３の初期値を保持する。すなわち、図３において出力信号１〜３はＬを保持する。また、オフセット調整信号の最大値を加算しても入力アンプオフセット判定部１２の出力信号が変化しなかった場合、つまり、前記オフセット補正電圧がオフセット調整信号の最大値より大きかった場合、選択回路部１３は、最後の出力信号１〜３を保持する。すなわち、図３においてオフセット調整信号が３×Ｖｓより大きい場合、３×Ｖｓをオフセット補正電圧として保持する。
【００３８】
なお、選択回路部１３は、所定の個数のゲート回路を使用したが、所定の個数のラッチ回路を使用してもよい。ラッチ回路を使用する場合、オフセット制御部１４の制御信号は、データ端子に入力し、入力アンプオフセット判定部１２の出力信号は、クロック端子に入力すれば、ゲート回路を使用した時と同様の機能を果たせる。
【００３９】
次に、図４（１）〜（４）を用いて、オフセット調整信号加算部１５について説明する。図４(１)〜（４）はそれぞれ、オフセット調整信号加算部１５の一例であるオフセット調整信号加算部１５ａ〜１５ｄの回路図を示している。
図４(１)において、オフセット調整信号加算部１５ａは、基準信号入力端子２と入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２との間に直列に接続される。オフセット調整信号加算部１５ａは、抵抗Ｒ、電流源Ｉ１〜Ｉ６及びスイッチＳ１〜Ｓ６を有する。抵抗Ｒは、基準信号入力端子２と入力アンプ３の入力端子Ｖ５との間に直列に挿入される。電流源Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３はそれぞれ、一端を電源と接続され、他端をスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３を介して、抵抗Ｒと入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２との間に接続される。電流源Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６はぞれぞれ、一端をＧＮＤと接続され、他端をスイッチＳ４、Ｓ５、Ｓ６を介して、入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２の間に接続される。
【００４０】
以上のように構成されるオフセット調整信号加算部１５ａは、スイッチＳ１〜Ｓ３を切替えることで、電流源Ｉ１〜Ｉ３の合計電流を制御する。その合計電流を抵抗Ｒに流すことにより、基準信号入力端子２より印加される基準信号にプラスのオフセット調整信号（オフセット補正電圧）を加算できる。また、オフセット調整信号加算部１５ａは、スイッチＳ４〜Ｓ６を制御して、電流源Ｉ４〜Ｉ６の合計電流を制御する。その合計電流を抵抗Ｒに流すことにより、前記基準信号にマイナスのオフセット調整信号オフセット補正電圧）を加算できる。
なお、好ましくは電流源Ｉ１〜Ｉ６の電流値は、それぞれ等しくかつ１ステップ分の電流値とする。そうすれば、１ステップ毎に１つの電流源の電流量を制御すればよく、合計電流量の制御が複雑にならない。もしくは、１ステップ分の電流値の１倍、２倍、４倍という２のｎ乗に重み付けした電流値とする。そうすれば、電流源を何本か組合せることにより電流量を多様に変化させることができるので、電流源の個数とスイッチの個数を削減することができる。
【００４１】
図４（２）を用いて、オフセット調整信号加算部１５ｂを説明する。図４（２）において、オフセット調整信号加算部１５ｂは、基準信号入力端子２と入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２との間に直列に接続される。オフセット調整信号加算部１５ｂは、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、電流源Ｉ７、Ｉ８及びスイッチＳ７〜Ｓ８を有する。抵抗Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ、基準信号入力端子２と入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２との間に直列に接続される。スイッチＳ１１〜Ｓ１３はそれぞれ、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と並列に接続される。電流源Ｉ７はそれぞれ、一端を電源と接続され、他端をスイッチＳ７を介して抵抗Ｒ３と入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２との間に接続される。電流源Ｉ８は、一端をＧＮＤと接続され、他端をスイッチＳ８を介して抵抗Ｒ３と入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２との間に接続される。
【００４２】
以上のように構成されるオフセット調整信号加算部１５ｂは、スイッチＳ１１〜Ｓ１３を切替えることで、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の合成抵抗を制御する。その合成抵抗に電流源Ｉ７から電流を流すことにより、前記基準信号にプラスのオフセット調整信号（オフセット補正電圧）を付加できる。また、その合成抵抗に電流源Ｉ８から電流を流すことにより、前記基準信号にマイナスのオフセット調整信号（オフセット補正電圧）を付加できる。
なお、好ましくは、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値は、それぞれ等しくかつ１ステップ分の抵抗値とする。そうすれば、１ステップ毎に１つの抵抗値をスイッチで短絡すれば、合成抵抗の制御ができ、合計抵抗の制御が複雑にならない。もしくは、１ステップ分の抵抗値の１倍、２倍、４倍という２のｎ乗に重み付けされた抵抗値とする。そうすれば、抵抗を何個か組合せることにより合成抵抗を多様に変化させることができるので、抵抗の個数とスイッチの個数を削減することができる。
【００４３】
図４(３)を用いて、オフセット調整信号加算部１５ｃを説明する。図４（３）において、オフセット調整信号加算部１５ｃは、基準信号入力端子２と入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２との間に直列に接続される。オフセット調整信号加算部１５ｃは、抵抗Ｒ４〜Ｒ９、電流源Ｉ９、Ｉ１０、スイッチＳ９、Ｓ１０及びスイッチＳ１４〜Ｓ２０を有する。電流源Ｉ９は、一端を電源と接続され、他端をスイッチＳ９、抵抗Ｒ４〜Ｒ６を介して基準信号入力端子２と接続される。電流源Ｉ１０は、一端をＧＮＤと接続され、他端をスイッチＳ１０、抵抗Ｒ７〜Ｒ９を介して基準信号入力端子２と接続される。スイッチＳ１４〜Ｓ２０はそれぞれ、抵抗Ｒ４〜Ｒ９の各抵抗端と入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２との間に接続される。
【００４４】
以上のように構成されるオフセット調整信号加算部１５ｃは、スイッチＳ１４〜Ｓ２０を切替えることで、抵抗Ｒ４〜Ｒ６及び抵抗Ｒ７〜Ｒ９の合成抵抗を制御する。その合成抵抗に電流源Ｉ９から電流を流すことにより、前記基準信号にプラスのオフセット調整信号（オフセット補正電圧）を付加できる。また、その合成抵抗に電流源Ｉ１０から電流を流すことにより、前記基準信号にマイナスのオフセット調整信号（オフセット補正電圧）を付加できる。
なお、図４（２）に示すオフセット調整加算部１５ｂと同様に、好ましくは、抵抗Ｒ４〜Ｒ９の抵抗値は、それぞれ等しくかつ１ステップ分の抵抗値とする。そうすれば、１ステップ毎に１つの抵抗値をスイッチで短絡すれば、合成抵抗の制御ができ、合計抵抗の制御が複雑にならない。もしくは、１ステップ分の抵抗値の１倍、２倍、４倍という２のｎ乗に重み付けされた抵抗値とする。そうすれば、抵抗を何個か組合せることにより合成抵抗を多様に変化させることができるので、抵抗の個数とスイッチの個数を削減することができる。
【００４５】
図４（４）を用いて、オフセット調整信号加算部１５ｄを説明する。図４（４）において、オフセット調整信号加算部１５ｃは、図４（３）に示すオフセット調整信号加算部１５ｃにさらにスイッチＳ１４’〜Ｓ２０’を有する。スイッチＳ１４’〜Ｓ２０’はそれぞれ、抵抗Ｒ４〜Ｒ９の各抵抗端と入力アンプ３の第２の入力端子Ｖ２’との間に接続される。
以上のように構成されるオフセット調整信号加算部１５ｄは、２つの負荷駆動用回路を動作させる２つの出力を得ることができる。所望の出力数に応じて、同様にスイッチを抵抗Ｒ４〜Ｒ９の各抵抗端と各負荷駆動用回路の入力アンプの入力端子との間にそれぞれ接続すれば、所定数の負荷駆動用回路を同時に動作させることができる。
【００４６】
なお、好ましくは、図４(１)〜図４(４)に示すオフセット調整信号加算部１５ａ〜１５ｄの各抵抗及び各電流源の数は、前述したオフセット調整の原理より導かれたオフセット補正電圧（±(ｂ×Ｂ＋ａ)）以上の合計電流量を形成できる個数とする。
なお、オフセット調整信号加算部１５ａ〜１５ｄの各スイッチは、トリミング素子としてツェナーザップやヒューズやアンチヒューズやＰＲＯＭを使用してもよい。この場合、オフセット調整を一度だけ実施し、それで得られたオフセット補正電圧を永久補正する。このようなトリミングする方法を用いれば、負荷駆動装置の駆動時のオフセット調整時間を省くことができる。また、オフセット補正電圧を永久補正するためのオフセット調整は、負荷駆動装置を含むシステムとしてカスタマーが行うようにしてもよいし、本負荷駆動装置のみで検査時に補正を行うようにしてもよい。
【００４７】
なお、本実施の形態１のオフセット調整では、基準信号にオフセット調整信号を加算すると説明したが、駆動信号にオフセット調整信号を加算してもよい。その場合、基準信号に加算するオフセット調整信号の正負を逆にして駆動信号に加算すればよい。
なお、入力アンプ入力信号設定部１７は、上記の構成に限らず、入力アンプ３に入力される駆動信号と基準信号を同電位にできる構成であればよい。帰還アンプ入力信号設定部１８は、上記の構成に限らず、帰還アンプ１０の入力信号を同電位にできる構成であればよい。
なお、本実施の形態１の負荷駆動装置は、オフセット制御部１４でオフセット調整信号加算部１５にオフセット補正電圧を作成させる制御信号を作成した。また、入力アンプオフセット判定部１２の出力信号に応じて、前記制御信号を保持するのに選択回路１３を用いた。しかし、本発明はこれに限られず、図示していないが、オフセット調整信号加算部１５が、直接、入力アンプオフセット判定部１２の出力信号に応じてオフセット補正電圧を作成・保持するよう構成してもよい。この場合、オフセット調整信号加算部１５、入力アンプ入力信号設定部１７、帰還アンプ入力信号設定部１８及びスイッチ２０、２１は、直接、オフセット調整開始信号と連動させて動作するように構成すればよい。
【００４８】
《実施の形態２》
図５を用いて、本発明の実施の形態２の負荷駆動装置を説明する。図５は、実施の形態２の負荷駆動装置のブロック図である。実施の形態２の負荷駆動装置は、実施の形態１の負荷駆動用回路１００を３つ同時に動作できるように構成したものである。
図５において、実施の形態２の負荷駆動装置は、３つの負荷駆動用回路１００を有する負荷駆動用回路郡１００Ａとオフセット調整回路２００Ａを有する。オフセット調整回路２００Ａは、実施の形態１のオフセット調整回路２００の入力アンプオフセット判定部１２、選択回路部１３、オフセット調整信号加算部１５、帰還アンプ入力信号設定部１８及びスイッチ２０、２１に代えて、入力アンプオフセット判定部郡１２Ａ、選択回路部郡１３Ａ、オフセット調整信号加算部郡１５Ａ、帰還アンプ入力信号設定部郡１８Ａ及びスイッチ郡２０Ａ、２１Ａを有している。入力アンプオフセット判定部郡１２Ａは、選択回路部郡１３Ａ、オフセット調整信号加算部郡１５Ａ、帰還アンプ入力信号設定部郡１８Ａ及びスイッチ郡２０Ａ、２１Ａの各郡は、それぞれ３つの入力アンプオフセット判定部１２、選択回路部１３、オフセット調整信号加算部１５、帰還アンプ入力信号設定部１８及びスイッチ２０、２１を有する。オフセット制御部１４及び入力アンプ入力信号設定部１７の各出力信号は、各郡の各素子に共通して使用する。本実施の形態２の負荷駆動装置は、図１に示す実施の形態１の負荷駆動装置と同一符号を付したものについては、同様の構成・動作をするので重複する説明は省略する。
【００４９】
本実施の形態２の負荷駆動装置は、３つの負荷駆動用回路１００毎にオフセット電圧値が異なっても、１回のオフセット調整でそれぞれ低減させることができる。同様にして所望の負荷駆動用回路数に対応した個数だけ、入力アンプオフセット判定部１２、選択回路部１３、オフセット調整信号加算部１５、帰還アンプ入力信号設定部１８及びスイッチ２０、２１を設けた構成とすれば、複数の負荷駆動用回路の系全体の出力オフセット電圧を１回のオフセット調整でそれぞれ低減させることができる。さらに、オフセット調整の時間を短縮することができる。
【００５０】
《実施の形態３》
図６を用いて、本発明の実施の形態３の負荷駆動装置を説明する。図６は、実施の形態３の負荷駆動装置のブロック図である。実施の形態３の負荷駆動装置は、実施の形態１の負荷駆動用回路１００のオフセット制御部１４に選択回路部１３を内蔵したものである。図６において、本実施の形態３の負荷駆動装置は、オフセット調整回路２００に代わり、オフセット調整回路２００Ｂを有する点で、実施の形態１の負荷駆動装置の１００と異なる。それ以外の点については、実施の形態１の負荷駆動装置と同様の構成を有し、同一符号を付したものについては、同様の機能を有するので重複する説明は省略する。
【００５１】
オフセット調整回路２００Ｂは、入力アンプオフセット判定部１２、オフセット制御部１４Ｂ、オフセット調整信号加算部１５及びスイッチ２０、２１を有する。オフセット制御部１４Ｂは、選択回路１３Ｂ、アップカウンタ２５、クロック作成部２６、開始信号作成部２７を具備する。開始信号作成部２７は、オフセット調整開始信号入力端子１１を介してオフセット調整信号を印加され、スイッチ２０、２１を制御する信号とクロック作成部２６にクロック信号を作成させる信号を出力する。クロック作成部２６は、オフセット調整信号加算部１５で作成されるオフセット調整信号のステップ間隔となるクロック信号を作成する。選択回路部１３Ｂはラッチ回路で構成される。選択回路部１３Ｂは、入力アンプオフセット判定部１２の出力信号とクロック作成部２６のクロック信号を入力し、その出力信号に応じてクロック信号を出力するか、止めるかを選択する。アップカウンタ２５は、選択回路部１３Ｂを介して入力されたクロック信号に基づいて、１クロック信号毎にビット数が増えていく信号をオフセット調整信号加算部１５に出力する。
【００５２】
以上のように構成されるオフセット調整回路２００Ｂにおいて、入力アンプオフセット判定部１２の出力信号が変化しない区間、選択回路部１３Ｂは、アップカウンタ２５にクロック作成部２６のクロック信号をそのまま出力する。アップカウンタ２５は、クロック信号に応じたタイミングでカウントアップする制御信号を出力し、オフセット調整信号加算部１５で作成するオフセット調整信号を順次ステップ増加させる。入力アンプオフセット判定部１２の出力信号が変化した時、選択回路部１３Ｂは、アップカウンタ２５にクロック信号の出力を止める。クロック信号が止まるため、アップカウンタ２５のカウントアップも止まる。この時のオフセット調整信号を保持し、以降、オフセット補正電圧として使用する。
【００５３】
実施の形態１の負荷駆動装置の選択回路部１３にラッチ回路を用いた場合、ステップ数により決まる個数必要であったが、本実施の形態３の負荷駆動装置は、選択回路部１３Ｂのラッチ回路を１つに減らすことができる。
【００５４】
《実施の形態４》
図７及び図８を用いて、本発明の実施の形態４の負荷駆動装置について説明する。図７は、本実施の形態４の負荷駆動装置のブロック図である。実施の形態４の負荷駆動装置は、オフセット補正電圧の検出を探索範囲を半分ずつ狭めていく二分探索法を用いて検出できるよう構成したものである。図７において、本実施の形態４の負荷駆動装置は、オフセット制御部１４Ｂに代わり、オフセット制御部１４Ｃを有する点で、実施の形態３の負荷駆動装置と異なる。それ以外の点については、実施の形態３の負荷駆動装置と同様の構成を有し、同一符号を付したものについては、同様の機能を有するので重複する説明は省略する。
【００５５】
オフセット制御部１４Ｃは、オフセット調整開始信号が印加されると、オフセット調整信号加算部１５にオフセット補正電圧の探索範囲の最大値の半分の電圧を付加させるように制御信号を出力する。入力アンプオフセット判定部１２の出力信号が変化した時、オフセット制御部１４Ｃは、１クロック前との中間電圧を付加させるよう制御信号を出力する。入力アンプオフセット判定部１２の出力信号が変化しない区間、オフセット制御部１４Ｃは、２クロック前との中間電圧を付加させるよう制御信号を出力する。オフセット制御部１４Ｃは、１クロック前とのステップの差が１ステップの間隔となるまで制御信号を出力する。
【００５６】
図８を用いて、二分探索法を用いた場合の動作を説明する。図８は、実施の形態４の負荷駆動装置におけるオフセット調整信号の波形図である。説明を容易にするため、オフセット補正電圧の探索範囲を０〜８×Ｖｓ［Ｖ］とし、オフセット調整信号の１ステップの時間をｔｓ［ｓ］とする。また、探索するオフセット補正電圧Ｖｅは、６×Ｖｓと７×Ｖｓとの間にあると仮定する。
【００５７】
上記の条件をもとに説明する。まず、０［ｓ］〜ｔｓ１［ｓ］の期間、オフセット制御部１４は、オフセット調整信号加算部１５に初期値として０［Ｖ］を作成させる。この時、入力アンプオフセット判定部１２は、オフセット補正電圧Ｖｅより小さいためＬを出力する。ｔｓ１［ｓ］〜ｔｓ２［ｓ］の期間、オフセット制御部１４は、オフセット調整信号加算部１５に探索範囲の最大値である８×Ｖｓ［Ｖ］を作成させる。この時、入力アンプオフセット判定部１２は、オフセット補正電圧Ｖｅより大きいためＨを出力する。ｔｓ２［ｓ］〜ｔｓ３［ｓ］の期間、オフセット制御部１４は、オフセット調整信号加算部１５に０［Ｖ］と８×Ｖｓ［Ｖ］の中点電圧である４×Ｖｓ［Ｖ］を作成させる。この時、入力アンプオフセット判定部１２はＬを出力する。入力アンプオフセット判定部１２の出力信号が変化したので、ｔｓ３［ｓ］〜ｔｓ４［ｓ］の期間、オフセット制御部１４は、オフセット調整信号加算部１５に４×Ｖｓ［Ｖ］と８×Ｖｓ［Ｖ］との中点電圧である６×Ｖｓ［Ｖ］を作成させる。この時、入力アンプオフセット判定部１２はＬを出力する。入力アンプオフセット判定部１２の出力信号が同じであったので、ｔｓ４［ｓ］〜ｔｓ５［ｓ］の期間、６×Ｖｓ［Ｖ］と８×Ｖｓ［Ｖ］との中点電圧である７×Ｖｓ［Ｖ］を作成させる。この時、入力アンプオフセット判定部１２はＨを出力する。よって、オフセット補正電圧Ｖｅは、６×Ｖｓ［Ｖ］と７×Ｖｓ［Ｖ］との間にあることが分かる。ステップ間隔が１ステップ間隔まで探索したので、最後に作成された７×Ｖｓ［Ｖ］がオフセット補正電圧となる。
【００５８】
上記の二分探索法による検出方法は、実施の形態１の負荷駆動装置のようにオフセット調整信号を順次ステップ増加又はステップ減少させる検出方法よりも制御方法が少し複雑になるが、オフセット調整時間を短縮することができる。
【００５９】
《実施の形態５》
図９及び図１０を用いて、本発明の実施の形態５の負荷駆動装置を説明する。図９は、実施の形態５の負荷駆動装置のブロック図である。実施の形態５の負荷駆動装置は、入力アンプの出力電圧差０付近の線形性を良好にするため、お互いの出力を５０％ｄｕｔｙで駆動するよう構成している。実施の形態５の負荷駆動装置は、負荷駆動用回路１００に代わり、負荷駆動用回路１００Ｂを有する点で、実施の形態１の負荷駆動装置と異なる。それ以外の点については、実施の形態１の負荷駆動装置と同様の構成を有し、同一符号を付したものについては、同様の機能を有するので重複する説明は省略する。
【００６０】
図９において、負荷駆動用回路１００Ｂは、入力アンプ３Ｂ、パルス幅変調部５Ｂ、三角波発生部７、駆動出力回路８Ａ、帰還アンプ１０、フィルタ２２、入力抵抗２３を有する。入力アンプ３Ｂは、第１及び第２の増幅出力部３ａ、３ｂを有する。入力アンプ３Ｂは、第１の入力端子Ｖ１Ａを入力抵抗２３を介して駆動信号入力端子１に接続され、、第２の入力端子Ｖ２Ａをオフセット調整信号加算部１５を介して基準信号入力端子２に接続される。入力アンプ３Ｂは、第１及び第２の増幅出力部３ａ、３ｂを有する。第１の増幅出力部３ａは、第１の入力端子Ｖ１ａを第１の入力端子Ｖ１Ａと接続され、第２の入力端子Ｖ２ａを第２の入力端子Ｖ２Ｂと接続される。第２の増幅出力部３ｂは、第１の増幅出力部３ａと同様の機能を持つ。第２の増幅出力部３ｂは、第１の入力端子Ｖ１ｂを第２の入力端子Ｖ２Ｂと接続され、第２の入力端子Ｖ２ｂを第２の入力端子Ｖ２Ｂと接続される。つまり、第２の増幅出力部３ｂに入力される信号は、第１の増幅出力部３ａとは逆の入力端子に入力されるように接続される。第１の増幅出力部３ａの出力端子Ｖ３ａは、スイッチ２１を介して入力アンプオフセット判定部１２の入力端子Ｖ８に接続される。第２の増幅出力部３ｂの出力端子Ｖ３ｂは、スイッチ２０を介して入力アンプオフセット判定部１２の入力端子Ｖ９に接続される。第１及び第２の増幅出力部３ａ、３ｂは、入力された２つの信号を三角波発生部７より出力される三角波信号の中点電圧を基準に差動増幅して出力する。
【００６１】
パルス幅変調部５Ｂは、第１及び第２のパルス幅変調器５ａ、５ｂを有する。第１のパルス幅変調器５ａは、入力端子Ｖ４ａを第１の増幅出力部３ａの出力端子Ｖ３ａと接続され、入力端子Ｖ５ａを三角波発生部７に接続される。第２のパルス幅変調器５ｂは、入力端子Ｖ４ｂを第２の増幅出力部３ｂの出力端子Ｖ３ｂと接続され、入力端子Ｖ５ｂを三角波発生部７に接続される。駆動出力回路８Ａは、入力端子Ｖ６Ａを第１のパルス幅変調器５ａの出力端子に接続され、入力端子Ｖ７Ａを第２のパルス幅変調器５ｂの出力端子に接続される。駆動出力回路８Ａは、２つの出力端子をそれぞれ、負荷９及び帰還アンプ入力信号設定部１８を介して帰還アンプ１０の入力端子に接続される。帰還アンプ１０の出力端子は、フィルタ２２を介して入力アンプ３Ｂの第１の入力端子Ｖ１Ａに接続される。以上のように負荷駆動用回路１００Ｂは構成される。
【００６２】
次に、図１０を用いて、負荷駆動用回路１００Ｂの動作を説明する。図１０は、実施の形態５の負荷駆動装置の各部の信号の波形図である。図１０（１）のＡは駆動信号、Ｂは基準信号の波形図を示している。図１０（２）のＦ、Ｇ、Ｈは、それぞれパルス幅変調器５ａ、５ｂ及び三角波発生部７より入力される信号の波形図を示している。図１０（３）のＩ、Ｊは、それぞれ駆動出力回路８の入力端子Ｖ６、Ｖ７に入力される信号の波形図を示している。
【００６３】
まず、駆動信号入力端子１に駆動信号Ａが印加されるとともに、基準信号入力端子２に基準信号Ｂが印加される（図１０（１））。そして、駆動信号Ａは、入力抵抗２３を介して入力アンプ３Ｂの第１の入力端子Ｖ１Ａに入力される。基準信号Ｂは、オフセット調整信号加算部１５でオフセット補正電圧を付加されて、入力アンプ３Ｂの第２の入力端子Ｖ２Ｂに入力される。三角波発生部７は、三角波信号Ｈを出力する。入力アンプ３Ｂの第１及び第２の増幅出力部３ａ、３ｂはそれぞれ、駆動信号Ａと基準信号Ｂを三角波信号Ｈの中点電圧を基準に差動増幅して信号Ｇ、Ｆを出力する。このとき第２の増幅出力部３ｂの出力端子Ｖ３ｂに出力される信号Ｆは、第１の増幅出力部３ａの出力端子Ｖ３ａに出力される信号Ｇを、三角波信号Ｈの中点電圧を基準に反転した信号となる。（図１０（２））。第１のパルス幅変調器５ａは、信号Ｆと三角波信号Ｈを入力し、パルス幅変調した第１のパルス幅変調信号Ｉを出力する。第２のパルス幅変調器５ｂは、信号Ｇと三角波信号Ｈを入力し、パルス幅変調した第２のパルス幅変調信号Ｊを出力する（（図１０（３））。駆動出力回路８Ａは、パルス幅変調器５ａ、５ｂの第１、第２のパルス幅変調信号Ｉ、Ｊに応じて、負荷９を駆動する第１、第２の駆動信号をそれぞれ作成し、負荷９及び帰還アンプ１０に出力する。帰還アンプ１０は、駆動出力回路８Ａの出力信号の差を差動増幅し、フィルタ２２を介して平滑化して、入力アンプ３Ｂの第１の入力端子Ｖ１Ａに負帰還させる。
【００６４】
実施の形態５の負荷駆動装置におけるオフセット調整について説明する。前述した実施の形態１の負荷駆動装置は、入力アンプ３の出力信号とオフセット基準端子１６から印加されるオフセット基準信号との差電圧の極性を判定することで、オフセット補正電圧を検出した。実施の形態５の負荷駆動装置は、これに代わり、第１の増幅出力部３ａと第２の増幅出力部３ｂの出力信号の差電圧の極性を判定することで、オフセット補正電圧を検出する。それ以外の点については、同様であるので重複する説明は省略する。
【００６５】
実施の形態５の負荷駆動装置は、入力アンプ３Ｂの出力信号の差電圧がゼロになるオフセット補正電圧を判定し加算することで、帰還アンプ１０と入力アンプ３Ｂのオフセット電圧の成分を削減することができる。
実施の形態５の負荷駆動装置は、入力アンプ３Ｂの出力を５０％ｄｕｔｙで駆動することで、出力電圧差０付近の線形性を良好にし、パルス幅波形を安定して出力することができる。
【００６６】
《実施の形態６》
図１１を用いて、本発明の実施の形態６の負荷駆動装置について説明する。図１１は、実施の形態６の負荷駆動装置のブロック図である。実施の形態６の負荷駆動装置は、オフセット調整回路２００の代わりに、オフセット調整回路２００Ｄを有する点で、実施の形態５の負荷駆動装置と異なる。それ以外の点については、実施の形態５の負荷駆動装置と同様の構成を有し、同一符号を付したものについては同様の機能を有するので重複する説明は省略する。
【００６７】
オフセット調整回路２００Ｄは、入力アンプオフセット判定部１２Ｄ、選択回路部１３Ｄ、オフセット制御部１４Ｄ、オフセット調整信号加算部１５Ｄ、入力アンプ入力信号設定部１７、帰還アンプ入力信号設定部１８及びスイッチ２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂを有する。入力アンプオフセット判定部１２Ｄは、第１及び第２のオフセット判定部１２ａ、１２ｂを具備する。第１のオフセット判定部１２ａは、一方の入力端子をスイッチ２０ａを介して後述する第１のオフセット調整信号加算器１５ｅの出力端子Ｖ１５ｅに接続され、他方の入力端子をスイッチ２１ａを介して、オフセット基準端子１６に接続される。第２のオフセット判定部１２ｂは、一方の入力端子をスイッチ２０ｂを介して後述する第２のオフセット調整信号加算器１５ｆの出力端子Ｖ１５ｆに接続され、他方の入力端子をスイッチ２１ｂを介してオフセット基準端子１６に接続される。選択回路部１３Ｄは、第１及び第２の選択回路１３ａ、１３ｂを具備する。第１の選択回路１３ａは、一方の入力端子を第１のオフセット判定部１２ａの出力端子と接続され、他方の入力端子をオフセット制御部１４Ｄの出力端子に接続される。第２の選択回路１３ｂは、一方の入力端子を第２のオフセット判定部１２ｂの出力端子と接続され、他方の入力端子をオフセット制御部１４Ｄの出力端子に接続される。
【００６８】
オフセット制御部１４Ｄは、その入力端子をオフセット調整開始信号入力端子１１に接続される。オフセット制御部１４Ｄは、入力アンプ入力信号設定部１７のスイッチ１７ａ、帰還アンプ入力信号設定部１８のスイッチ１８ａ、１８ｂ及びスイッチ２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂを制御する。オフセット調整信号加算部１５Ｄは、第１及び第２のオフセット調整信号加算器１５ｅ、１５ｆを具備する。第１のオフセット調整信号加算器１５ｅは、一方の入力端子を第１の増幅出力部３ａの出力端子Ｖ３ａと接続され、他方の入力端子を第１の選択回路１３ａの出力端子に接続される。第１のオフセット調整信号加算器１５ｅは、その出力端子を第１のパルス幅変調器５ａの入力端子Ｖ４ａに接続される。第２のオフセット調整信号加算器１５ｆは、一方の入力端子を第２の増幅出力部３ｂの出力端子Ｖ３ｂと接続され、他方の入力端子を選択回路１３ｂの出力端子に接続される。第２のオフセット調整信号加算器１５ｆは、その出力端子を第２のパルス幅変調器５ｂの入力端子Ｖ４ｂに接続される。以上のようにオフセット調整回路２００Ｅは構成される。
【００６９】
ここで、実施の形態６の負荷駆動装置におけるオフセット調整の原理を説明する。
帰還アンプ１０の入力信号を互いに同電位にすると、入力抵抗２３と入力アンプ３Ｂの第１の入力端子Ｖ１Ａには、帰還アンプ１０の出力オフセット電圧であるｂ×Ｂのみが出力される。駆動信号と基準信号の差動入力電圧が０の時にオフセット電圧の成分がない場合、第１及び第２の増幅出力部３ａ、３ｂの出力端子Ｖ３ａ、Ｖ３ａには、それぞれ三角波発生部７により作成された三角波信号の中点電圧に相当する電圧Ｖｃが出力される。さらに、駆動信号と基準信号を同電位にする。第１の増幅出力部３ａの出力端子Ｖ３Ａには、第１の増幅出力部３ａの入力オフセットａ１とｂ×Ｂを足し合わせて第１の増幅出力部３ａの増幅率Ａ’をかけ、さらに前記電圧Ｖｃを足し合わせた信号｛（ａ１＋ｂ×Ｂ）×Ａ’＋Ｖｃ｝が出力される。第２の増幅出力部３ｂは、第１の増幅出力部３ａの出力信号を反転した信号を出力するので、第２の増幅出力部３ｂの増幅率は−Ａ’となる。よって、第２の増幅出力部３ｂの出力端子Ｖ３ｂには、第２の増幅出力部３ｂの入力オフセットａ２とｂ×Ｂを足し合わせて第２の増幅出力部３ｂの増幅率−Ａ’をかけ、さらに前記電圧Ｖｃを足し合わせた信号｛−（ａ２＋ｂ×Ｂ）×Ａ’＋Ｖｃ｝が出力される。
【００７０】
第１及び第２の増幅出力部３ａ、３ｂのオフセット電圧は、前記電圧Ｖｃとの差であるので、第１の増幅出力部３ａのオフセット電圧は（ａ１＋ｂ×Ｂ）×Ａ’となり、第２の増幅出力部３ｂのオフセット電圧は、−（ａ２＋ｂ×Ｂ）×Ａ’となる。第１のオフセット調整信号加算器１５ｅで、第１のオフセット補正電圧を−（ａ１＋ｂ×Ｂ）×Ａ’として付加すると、第１のパルス幅変調器５ａの入力端子Ｖ４ａには、前記電圧Ｖｃが出力される。また、第２のオフセット調整信号加算器１５ｆで第２のオフセット補正電圧を（ａ２＋ｂ×Ｂ）×Ａ’として付加すると、第２のパルス幅変調器５ｂの入力端子Ｖ４ｂには、前記電圧Ｖｃが出力される。
【００７１】
上記方法により、駆動信号と基準信号の差動入力電圧が０である時、第１及び第２のパルス幅変調器５ａ、５ｂの各入力信号がそれぞれ、前記三角波信号の中点電圧に相当する電圧となる。つまり、第１及び第２のパルス幅変調器５ａ、５ｂのそれぞれの入力信号の差電圧が略ゼロになる。よって、帰還アンプ１０と入力アンプ３Ｂのオフセット電圧の成分が削減される。
また、第１及び第２のパルス幅変調器５ａ、５ｂの各入力信号がそれぞれ、前記三角波信号の中点電圧に相当する電圧となることにより、パルス幅変調部５Ｂの出力信号が５０％ｄｕｔｙを中心に負荷９を駆動できる。よって、前記三角波信号のピークまで駆動することができ、出力ダイナミックレンジ付近まで線形特性を保つことができる。
【００７２】
図１１及び図１２を参照しつつ、実施の形態６の負荷駆動装置におけるオフセット調整の動作を説明する。図１２は、実施の形態６の負荷駆動装置におけるオフセット調整のフローチャートである。
まず、オフセット調整開始信号入力端子１１を介してオフセット制御部１４Ｄにオフセット調整開始信号が入力される（ステップ６１）。オフセット制御部１４Ｄは、入力アンプ３Ｂに入力される駆動信号と基準信号を同電位にするためにスイッチ１７ａを切替え、基準信号入力端子２と入力抵抗２３とを短絡させる。つまり、入力アンプ入力信号設定部１７の出力信号を同電位にする。それと同時に、オフセット制御部１４Ｄは、帰還アンプ１０の入力信号を同電位にするために、帰還アンプ入力信号設定部１８のスイッチ１８ａ、１８ｂを切替えて固定電圧源１８ｃと接続し、互いに等しい固定電圧を与える（ステップ６２）。次に、オフセット制御部１４Ｄは、選択回路部１３Ｄを介し、オフセット調整信号加算部１５Ｄに第１、第２のオフセット調整信号を作成させる制御信号を出力する。
【００７３】
前記制御信号によって、オフセット調整信号加算部１５Ｄは、第１、第２のオフセット調整信号の初期信号を作成する（ステップ６３）。前記初期信号が作成された後、スイッチ２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂをＯＮする。これにより、オフセット基準端子１６を介して前記三角波信号の中点電圧に相当するオフセット基準信号が入力される（ステップ６４）。オフセット調整信号加算部１５Ｄは、オフセット制御部１４Ｄが前記制御信号により、マイナスの最小値からステップ増加又はプラスの最大値からステップ減少する第１、第２のオフセット調整信号をそれぞれ作成する（ステップ６５）。第１のオフセット判定部１２ａは、第１のオフセット調整信号が付加された第１のオフセット調整信号加算部１５ｅの出力信号と前記オフセット基準信号との差電圧の極性を判定する。第２のオフセット判定部１２ｂは、第２のオフセット調整信号が付加された第１のオフセット調整信号加算部１５の出力信号と前記オフセット基準信号との差電圧の極性を判定する（ステップ６６）。
【００７４】
前記極性が変化しない区間、選択回路部１３Ｄは、オフセット制御部１４Ｄからの制御信号をそのままオフセット調整信号加算部１５Ｄに出力する。前記極性が変化した時、選択回路部１３Ｄは、その時の前記制御信号を保持し、それ以後、前記制御信号の変化を受け付けなくする（ステップ６７）。このとき、選択回路部１３Ｄに保持された前記制御信号により、オフセット調整信号加算部１５Ｄが作成する第１、第２のオフセット調整信号をそれぞれ第１、第２オフセット補正電圧とする。第１、第２のオフセット補正電圧の検出後は、入力アンプ入力信号設定部１７、帰還アンプ入力信号設定部１８及びスイッチ２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂを元に戻す（ステップ６８）。以上により、オフセット調整の動作を完了する。
【００７５】
本発明の実施の形態６の負荷駆動装置は、上記オフセット調整の動作により、入力アンプ３Ｂの出力信号と前記三角波信号の中点電圧との差電圧が略ゼロになる第１、第２のオフセット補正電圧を検出する。これを付加することにより、帰還アンプ１０と入力アンプ３Ｂのオフセット電圧の成分を削減し、系全体の出力オフセット電圧を削減することができる。
本発明の実施の形態６の負荷駆動装置は、パルス幅変調器５ａ、５ｂの入力信号の差電圧が０の時、パルス幅変調器５ａ、５ｂの互いの出力を５０％ｄｕｔｙで駆動することで駆動出力回路８Ａの出力信号の差電圧が０付近の線形性を良好にすることができる。さらに、出力ダイナミックレンジ付近でも良好な線形特性を保つことができる。
【００７６】
なお、本実施の形態６の負荷駆動装置は、実施の形態１の負荷駆動装置と同様に、第１、第２のオフセット調整信号の初期信号が加算された時点で、第１、第２のオフセット判定部１２ａ、１２ｂの出力信号が変化した場合、選択回路１３ａ、１３ａは、それぞれ第１、第２のオフセット判定部１２ａ、１２ｂの出力信号の初期値を保持する。また、第１、第２のオフセット調整信号の最大値を加算しても第１、第２のオフセット判定部１２ａ、１２ｂの出力信号が変化しなかった場合、選択回路部１３ａ、１３ｂは、それぞれ第１、第２のオフセット判定部１２ａ、１２ｂの最後の出力信号を保持する。
なお、本実施の形態６の負荷駆動装置では、オフセット調整信号加算部１５Ｄが作成する第１、第２のオフセット調整信号をステップ増加又は減少させたが、実施の形態４の負荷駆動装置と同様に構成して二分探索法を用いてもよい。
【００７７】
《実施の形態７》
図１３を用いて、本発明の実施の形態７の負荷駆動装置を説明する。図１３は、本発明の実施の形態７の負荷駆動装置のブロック図である。実施の形態７の負荷駆動装置は、オフセット調整回路２００の代わりに、オフセット調整回路２００Ｅを有する点で実施の形態１の負荷駆動装置と異なる。それ以外の点については、実施の形態１の負荷駆動装置と同様の構成を有し、同一符号を付したものについては同様の機能を有するので重複する説明は省略する。
【００７８】
オフセット調整回路２００Ｅは、入力アンプオフセット判定部１２、オフセット制御部１４Ｅ、オフセット調整信号加算部１５、入力アンプ入力信号設定部１７、帰還アンプ入力信号設定部１８、スイッチ部１９、スイッチ２０、２１及び記憶部２４を有する。オフセット制御部１４Ｅは、その入力端子をオフセット調整開始信号入力端子１１に接続される。オフセット制御部１４Ｅは、その出力端子を選択回路１３、入力アンプ入力信号設定部１７、帰還アンプ入力信号設定部１８、スイッチ部１９及びスイッチ２０、２１にそれぞれ接続される。記憶部２４は、スイッチ部１９を介して選択回路部１３及びオフセット調整信号加算部１５に接続される。記憶部２４は、オフセット補正電圧を記憶するため、メモリなどの記憶素子を備える。以上のようにオフセット調整回路２００Ｅは構成される。
【００７９】
次に、実施の形態７の負荷駆動装置のオフセット調整の動作を説明する。
オフセット調整開始信号入力端子１１を介してオフセット調整開始信号が入力されると、オフセット制御部１４は、スイッチ部１９を制御して、選択回路部１３とオフセット調整信号加算部１５を短絡する。オフセット補正電圧を検出し選択回路部１３にオフセット補正電圧を作成させる制御信号を保持した後、オフセット制御部１４は、スイッチ部１９を切替えて、記憶部２４と選択回路部１３、記憶部２４とオフセット調整信号加算部１５を短絡する。選択回路部１３で保持していた制御信号を記憶部２４に記憶させる。以降、記憶部２４に記憶された前記制御信号を読み出し、オフセット調整信号加算部１５に入力する。それ以外の動作は、実施の形態１のオフセット調整と同様であるので重複する説明は省略する。
【００８０】
本発明の実施の形態７の負荷駆動装置は、オフセット補正電圧を作成させる制御信号を記憶部２４に記憶しておくことにより、電源を入れる度にオフセット調整を実施する必要がなくなるので、オフセット調整にかかる時間を省くことができる。
以上、本発明をある程度の詳細さをもって好適な形態について説明したが、この好適形態の現開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、各要素の組合せや順序の変化は請求された発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、出力オフセット電圧を軽減するオフセット調整機能を有する負荷駆動装置及び負荷駆動方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態１の負荷駆動装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の負荷駆動装置のオフセット調整のフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１の負荷駆動装置のオフセット調整回路の各信号の波形図
【図４】本発明の実施の形態１の負荷駆動装置のオフセット調整信号加算部の構成図
【図５】本発明の実施の形態２の負荷駆動装置のブロック図
【図６】本発明の実施の形態３の負荷駆動装置のブロック図
【図７】本発明の実施の形態４の負荷駆動装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態４の負荷駆動装置のオフセット調整信号の波形図
【図９】本発明の実施の形態５の負荷駆動装置のブロック図
【図１０】本発明の実施の形態５の負荷駆動装置の負荷駆動用回路の各信号の波形図
【図１１】本発明の実施の形態６の負荷駆動装置のブロック図
【図１２】本発明の実施の形態６の負荷駆動装置のオフセット調整のフローチャート
【図１３】本発明の実施の形態７の負荷駆動装置のブロック図
【図１４】従来例の負荷駆動装置のブロック図
【図１５】従来例の負荷駆動装置の負荷駆動用回路の各信号の波形図
【符号の説明】
【００８３】
１  駆動信号入力端子
２  基準信号入力端子
３  入力アンプ
４  絶対値回路
５  パルス幅変調部
６  極性判定部
７  三角波発生部
８  駆動出力回路
９  負荷
１０  帰還アンプ
１１  オフセット調整開始信号入力端子
１２  入力アンプオフセット判定部
１３  選択回路部
１４  オフセット制御部
１５  オフセット調整信号加算部
１６  オフセット基準端子、
１７  入力アンプ入力信号設定部
１８  帰還アンプ入力信号設定部
２２  フィルタ
２３  入力抵抗
２４  記憶部
２５  アップカウンタ
２６  クロック作成部
２７  開始信号作成部
１００  負荷駆動用回路
２００  オフセット調整回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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