(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤差増幅動作可能な第１の演算増幅器を有し、さらにＩ／Ｖ変換抵抗を負帰還抵抗としてＩ／Ｖ変換可能とした第２の演算増幅器と、電流オン／オフ用半導体スイッチと、レンジオン／オフ用半導体スイッチを含む第１種類のＩ／Ｖ変換部を有して、前記電流オン／オフ用半導体スイッチの一方の端子を当該電流／電圧変換回路の測定対象電流の入力部と前記第１の演算増幅器の反転入力端子に接続し、もう一方の端子を前記第２の演算増幅器の反転入力端子に接続し、前記レンジオン／オフ用半導体スイッチにより前記第２の演算増幅器の非反転入力端子の接続先を前記第１の演算増幅器の出力かグランド電位かを選択可能にし、前記Ｉ／Ｖ変換抵抗に流れる電流のオン／オフ制御が可能で、前記第２の演算増幅器の出力電圧とその非反転入力端子電圧の電位差が前記Ｉ／Ｖ変換抵抗に流れる電流値に比例した電圧になる事を特徴とする電流／電圧変換回路。
【請求項２】
請求項１による電流／電圧変換回路において、前記第１種類のＩ／Ｖ変換部を複数レンジ分並列に設け、各Ｉ／Ｖ変換部毎にＩ／Ｖ変換抵抗に流れる電流のオン／オフ制御が可能で、各Ｉ／Ｖ変換部毎の第２の演算増幅器の出力電圧とその非反転入力端子電圧の電位差がそのＩ／Ｖ変換抵抗に流れる電流値に比例した電圧になる事を特徴とする電流／電圧変換回路。
【請求項３】
請求項２の電流／電圧変換回路において、任意レンジの前記第１種類のＩ／Ｖ変換部内において当該電流／電圧変換回路の測定対象電流の入力部と電流オン／オフ用半導体スイッチの間か、又は電流オン／オフ用半導体スイッチと当該Ｉ／Ｖ変換部の第２の演算増幅器の反転入力端子の間に抵抗を入れるか、又は前記抵抗を入れると共にレンジオン／オフ用半導体スイッチに不感帯を設けた事を特徴とする電流／電圧変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体スイッチの漏れ電流や、演算増幅器やバッファアンプ等のバイアス電流に起因する測定誤差の少ない電流／電圧変換回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電流の大きさ、又は電流に関連した電気量や電力量等のような物理量を測定する場合、電流を電圧に変換する為にＩ／Ｖ変換抵抗を用いる。従来は対象とする電流の大きさに応じて抵抗値の異なる数種類のＩ／Ｖ変換抵抗を、スイッチ又はリレー又は半導体等のスイッチで切り替えて測定していた。これは一般的にはレンジ切り替えと呼ばれる。
【０００３】
図２３はその一例としてのレンジ数２の場合の基本的な電流／電圧変換回路であり、Ｉ／Ｖ変換抵抗３、４を並列にして半導体スイッチ２３、２５でレンジ切り替えを行なう。
一般的にはダイナミックレンジが大きく、且つ高速に変化する電流についてはレンジ切り替えは困難であり、測定対象電流が小さく半導体スイッチの漏れ電流の影響が誤差要因となる場合は実用にならず、それ故に特許文献１や特許文献２、あるいはそれらの基本原理である特許文献３等で対策を講じた回路で実現可能となった。
【０００４】
図１４は特許文献１で開示されている代表的な電流／電圧変換回路のレンジ数３の場合の構成図である。小さい電流レンジからそれぞれレンジ１、レンジ２、レンジ３とする。レンジ１が最小レンジである。
Ｉ／Ｖ変換抵抗３、４、５はそれぞれレンジ１、２、３用であり、抵抗値をＲ１、Ｒ２、Ｒ３としてこれらを直列接続し、レンジ１以外のＩ／Ｖ変換抵抗には電流バイパス回路を設ける。
レンジ２の電流バイパス回路はレンジ切り替え回路９０中のスイッチ９１によりその出力部である電流駆動回路９２の駆動信号をレンジオフ時はダイオードスイッチ６のＩ／Ｖ変換抵抗４側の端子電圧に、レンジオン時は不感帯回路９３を経由した誤差増幅器としての演算増幅器１の電圧出力Ｖ１側に切り替え、ダイオードスイッチ６を介して電流駆動回路９２でＩ／Ｖ変換抵抗４、５を駆動する。
レンジ３についても同様である。動作の詳細は特許文献１による。
以下本書ではこれを「抵抗直列電流／電圧変換回路１」と呼ぶ。
【０００５】
図１５は特許文献２で開示されている主な電流／電圧変換回路のレンジ数３の場合の構成図である。
各レンジのＩ／Ｖ変換抵抗３、４、５を直列接続し、最小レンジ以外の各Ｉ／Ｖ変換抵抗には電流バイパス回路を設ける。
レンジ２の電流バイパス回路はレンジ切り替え回路１００中の電流駆動回路１０４の駆動信号を、加算器１０３によるリミット回路１０２を介したＩ／Ｖ変換抵抗４側のダイオードスイッチ６の端子電圧と不感帯回路１０１を介した誤差増幅器としての演算増幅器１の電圧出力Ｖ１との加算値とし、ダイオードスイッチ６を介して電流駆動回路１０４でＩ／Ｖ変換抵抗４、５を駆動し、その動作は自動レンジ切り替えになるというものである。
レンジ３の電流バイパス回路についても同様である。動作の詳細は特許文献２による。
以下本書ではこれを「抵抗直列電流／電圧変換回路２」と呼ぶ。
【０００６】
以上の抵抗直列電流／電圧変換回路１と抵抗直列電流／電圧変換回路２は要約するとレンジオフ時はダイオードスイッチの両端を同電位にしてその漏れ電流を無くし、レンジオン時は演算増幅器の出力信号で電流バイパス回路を駆動するものであり、図１６はこれをレンジ数２の場合で集約して表現した構成図である。
【０００７】
また、特許文献３における電流／電圧変換回路は測定対象電流をダイオードスイッチにより、Ｉ／Ｖ変換抵抗の両端で直接バイパスさせるものであり、抵抗直列電流／電圧変換回路１及び抵抗直列電流／電圧変換回路２の基本原理となるものである。
以下、これらをまとめて「抵抗直列電流／電圧変換回路」と呼ぶ。
【０００８】
レンジ数２の場合と同様のレンジ切り替え回路を追加する事により容易にレンジ数３以上に拡張可能である事は特許文献１、特許文献２、及び特許文献３で開示されているので、説明の明快化の為に本書では必要時以外はレンジ数を２又は３とし、最小レンジからレンジ１、レンジ２、レンジ３としそのフルスケールの電流値を各々Ｉ１ＦＳ、Ｉ２ＦＳ、Ｉ３ＦＳとする。
【０００９】
負帰還を施した誤差増幅器としての演算増幅器１がリニアに動作する領域では図１６の様に非反転入力端子をグランド（回路動作基準電位）に接続すると、その反転入力端子の電位は入力電流Ｉの大きさに関わらず常に非反転入力端子電位に等しくなるようにその出力電圧Ｖ１が制御されるので、電流入力端子電圧ｅはほぼ０Ｖになる。以下本書では説明の明快化の為にｅを０Ｖとして扱う。
【００１０】
図１６において電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変換抵抗３、４は抵抗値が各々Ｒ１、Ｒ２とし、その大きさはＲ１＞Ｒ２であり、Ｒ１がレンジ１、Ｒ２がレンジ２に対応するものとする。
【００１１】
レンジ切り替え回路８０はレンジ２オン時のバイパス回路を駆動する。
本書ではバイパス電流の方向を、電流駆動回路からＩ／Ｖ変換抵抗に向かう場合を電流吐き出し方向、Ｉ／Ｖ変換抵抗から電流駆動回路に向かう場合を電流吸い込み方向とする。
【００１２】
レンジ制御部８１は演算増幅器１の出力電圧Ｖ１とＲ２の下端電圧Ｖ２から図１６中に示したＩ−Ｖ２１のグラフの様な電圧出力Ｖ２１を生成する。
バッファアンプ１０はＲ２の下端電圧Ｖ２をバッファリングするもので必要に応じて設ける。
【００１３】
図１６の回路動作の概要は以下の通りである。
演算回路２は電圧信号のＡ／Ｄ変換、電流算出、レンジオン／オフ制御信号の制御等を行なうもので、演算増幅器、差動増幅器、コンパレータ、Ａ／Ｄ変換器等のハードウェアを組み合わせて機能を実現したり、それらとマイクロコンピュータシステムを組み合わせてハードウェアとソフトウェアで機能を実現する等公知の技術によっても実現方法は千差万別であるが、本発明では所要機能が得られるのであれば方法は問わないので総称として演算回路で示す。その中の差動増幅器もハードウェアによる差動増幅回路についてもＡ／Ｄ変換後のデータをソフトウェアで減算して差分を取っても良い。
【００１４】
入力電流ＩがＩ１ＦＳ以下の場合は演算回路２はレンジ２オン／オフ制御信号をオフとし、レンジ制御部８１は電流駆動回路８２の出力電圧Ｖ２１をＲ２下端の電圧Ｖ２と同じ値にするのでダイオードスイッチ６の両端の電位差は０Ｖで、ダイオードスイッチはオフ状態になって電流を流さないので電流Ｉ２１は０Ａになる。
【００１５】
これに伴い入力電流Ｉは全てＲ１とＲ２を流れ、Ｉ＝Ｉ１、であり、演算回路２によりＲ１下端の電圧Ｖ１を測定し、
Ｉ＝Ｖ１／（Ｒ１＋Ｒ２）            ・・・（１）
の演算で入力電流Ｉの値を求める。
【００１６】
入力電流ＩがＩ１ＦＳを越えると演算回路２はレンジ２オン／オフ制御信号をオンにし、負帰還動作により演算増幅器１は、
Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２１                    ・・・（２）
となる様に出力電圧Ｖ１を増減させ、これに伴い電流駆動回路８２の出力電圧が増減し、ダイオードスイッチ６がオンになり、バイパス電流Ｉ２１を駆動する。
演算回路２でその時のＲ２下端の電圧Ｖ２を測定し、
Ｉ＝Ｖ２／Ｒ２                      ・・・（３）
の演算で入力電流Ｉの値を求める。
【００１７】
以上記した様に、ダイオードスイッチ６は電流駆動回路８２とＲ２下端間の電流のオン／オフスイッチの機能を果たす。ここで、電流駆動回路８２は単なるオン／オフスイッチ動作ではなく、入出力の関係が折れ線的な増幅器としての動作をする事は大きな特徴であり、アナログスイッチではオン／オフができない様な比較的大きな電流をレンジ切り替えして測定する場合には特に有利である。
【００１８】
しかし、図１６ではレンジ数が増えるとバッファアンプ１０相当のバッファアンプ又はバッファアンプが無い場合は入力電流経路と演算回路２との接続点が増え、これらのバイアス電流が測定対象の入力電流に加算されるので、微小電流を測定する場合には測定誤差要因になるという欠点と、回路規模が大きくなるという欠点が有った。
【特許文献１】特願２００３−４００９２８
【特許文献２】特願２００６−１４７５０９
【特許文献３】特願２０００−２６８０６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
解決しようとする課題は半導体スイッチの漏れ電流や、演算増幅器やバッファアンプ等のバイアス電流に起因する測定誤差の少ない電流／電圧変換回路を得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１に関わる電流／電圧変換回路は、誤差増幅用演算増幅器とＩ／Ｖ変換抵抗を負帰還抵抗とするＩ／Ｖ変換用演算増幅器を設け、電流オン／オフ用の半導体スイッチの一方の端子を誤差増幅用演算増幅器の反転入力端子に、もう一方の端子をＩ／Ｖ変換用演算増幅器の反転入力端子に各々接続し、Ｉ／Ｖ変換用演算増幅器の非反転入力端子の接続先をレンジオン／オフ用の半導体スイッチにより誤差増幅用演算増幅器の出力かグランドかを選択できる様にし、電流オン／オフ用の半導体スイッチとレンジオン／オフ用の半導体スイッチの両方又は何れか一方をオン／オフさせる事により、半導体スイッチの漏れ電流が少なくＩ／Ｖ変換抵抗に流れる電流のオン／オフ制御が可能で、Ｉ／Ｖ変換用演算増幅器の出力電圧とその非反転入力端子電圧の電位差がＩ／Ｖ変換抵抗に流れる電流値に比例した電圧になる事を特徴とするものである。
【００２１】
請求項２に関わる多重化電流／電圧変換回路と呼ぶ電流／電圧変換回路は、請求項１による電流／電圧変換回路の各レンジ毎のＩ／Ｖ変換に関わる回路を所要レンジ数分並列に設け、これと誤差増幅用演算増幅器を組み合わせて半導体スイッチの漏れ電流少なく任意のレンジをオン／オフ制御可能とした事を特徴とするものである。
【００２２】
請求項３に関わる多重化電流／電圧変換回路は、請求項２の多重化電流／電圧変換回路において、電流オン／オフ用の半導体スイッチとＩ／Ｖ変換用演算増幅器の反転入力端子の間に抵抗を入れ、より大きな効果が必要な場合はレンジオン／オフ用の半導体スイッチと誤差増幅用演算増幅器の出力端子の間に不感帯回路を設けて誤差増幅用演算増幅器の出力電圧範囲を広くした事を特徴とするものである。
【００２３】
（抹消）
【発明の効果】
【００２４】
本発明のレンジ切り替え回路により、従来困難であったナノアンペアレベル、ピコアンペアレベル等の微小な電流に対しても半導体スイッチの漏れ電流やバッファアンプ等のバイアス電流に起因する測定誤差を低減した電流／電圧変換回路を実現できる効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
最初に本書で使用するの用語の定義を示す。
本書では電圧の単位は［Ｖ］、電流の単位は［Ａ］、抵抗の単位は［Ω］であるものとし、説明の明快化の為に文脈上単位が明らかな場合はその記載を省く場合がある。
また、入力電流Ｉの方向により回路各部の電圧、電流は符号が異なるのみで回路上は正負同様に動作するので、以下の説明における電圧、電流の値は特にことわらない場合は正の値又は絶対値で説明するものとする。
【００２６】
また、抵抗に関して説明図中で符号と抵抗値Ｒｎを並記している場合がある。判り易くする為に誤解を招かない範囲で、抵抗を特定する場合に符号でなく抵抗値Ｒｎで呼ぶ場合がある。
【００２７】
また、請求項２で示したＩ／Ｖ変換抵抗を負帰還抵抗とするＩ／Ｖ変換用演算増幅器とレンジオン／オフ用半導体スイッチと電流オン／オフ用の半導体スイッチを組み合わせた回路を所要レンジ数分並列に設け、これと演算増幅器を組み合わせてレンジ切り替えを可能とした電流／電圧変換回路を「多重化電流／電圧変換回路」と呼ぶ。
【００２８】
なお、図２０は不感帯回路の入出力の関係を示したもので、図２１、図２２は公知の不感帯回路例である。
以降の説明の為に不感帯設定電圧の絶対値を正負同一値とした場合の不感帯回路を次式で定義する。
Ｖｏｕｔ＝ｄｂ（Ｖｉｎ、Ｅｄｂ）  ・・・（４）
但し、Ｖｉｎは入力電圧、Ｅｄｂは不感帯設定電圧、Ｖｏｕｔは不感帯出力電圧であり、
Ｖｉｎ＜−Ｅｄｂの時            Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ＋Ｅｄｂ
−Ｅｄｂ≦Ｖｉｎ＜＋Ｅｄｂの時  Ｖｏｕｔ＝０  
＋Ｅｄｂ≦Ｖｉｎの時            Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ−Ｅｄｂ
とする。
【００２９】
上記の説明からも明らかな様に、不感帯回路はその入力電圧の大きさでオン／オフするので外部からのオン／オフ制御信号は不要であり、本書の各図面中のスイッチ回路に不感帯回路を適用する場合はそのオン／オフ制御信号は無きものとする。
【００３０】
また、図２４は一般的ダイオードの電圧−電流特性例であり、順方向電圧ＶＦが数百ｍＶ以下では電流がほぼ０Ａのオフ状態になり、順方向電圧ＶＦがそれ以上では電流が急激に大きくなりダイオードがオン状態になる。
図２５は双方向並列接続したダイオードイッチの電圧−電流特性例であり、図２４のスイッチ特性のＶＦとＩを正負双方向にした特性になる。
【００３１】
本発明では上記のダイオードの電流スイッチ特性を用いる。
その様なダイオード相当の電圧−電流特性を有する素子にはダイオード接続したトランジスタやダイオード接続したＦＥＴ、バリスタ、又はツェナーダイオード等があるが、説明の明快化の為に本書ではそれらも含めて「ダイオードスイッチ」で表記し図面中ではダイオード記号で表わす。
【００３２】
なお、以上の説明からも明らかな様に、「ダイオードスイッチ」はその両端子電圧の大きさでオン／オフするので外部からのオン／オフ制御信号は不要であり、本書の各図面中のスイッチ回路に「ダイオードスイッチ」を適用する場合はそのオン／オフ制御信号は無きものとする。
【００３３】
また本書ではこれらダイオードスイッチ以外に、スイッチ素子として電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴと称す）やフォトモスリレーを用いる事ができるので、これらを総称として「ＦＥＴスイッチ」と呼ぶものとする。
その他にアナログ回路のオン／オフ用スイッチとして一般的なアナログスイッチがあり、本発明でもスイッチとして使用できる場合が多くある。
従って、回路中で単にスイッチ機能があれば良く、ダイオードスイッチ、ＦＥＴスイッチ、一般的アナログスイッチの何れでも使用可能な場合は総称として「半導体スイッチ」と呼ぶものとする。
【００３４】
また、本書では図面間で部品や回路ブロックが同一の場合は同一符号又はＡ、Ｂ等のサフィクス付きの同一符号で示し、何れかの図面でその説明を行なったら他の図面説明では同一のものとして説明を繰り返さないものとする。
さらに、以下で記述する実施例はあくまでも「例」であり、同等機能を実現する方法にはそれらから組み合わせの変更や応用、派生、類推される種々のバリエーションが容易に考えられるが、発明が指す原理に基づく限りはそれらは全て本発明の範囲に含まれるものとする。
以上を前提に以下に発明実施の最良形態を実施例で示す。
【実施例１】
【００３５】
図２は本発明の請求項１の多重化電流／電圧変換回路のレンジ数１の基本回路例であり、そのレンジをレンジ１と呼ぶものとする。
電流オン／オフ用の半導体スイッチ２３は演算回路２の出力であるレンジオン／オフ制御信号でオン／オフ制御されるもので、アナログスイッチ、フォトモスリレー、ＦＥＴ、トランジスタ、ダイオードスイッチ、メカニカルリレー等入力電流をオン／オフできれば一般的なスイッチ素子で良い。
【００３６】
抵抗１４とスイッチ１５はレンジ１がオフ時に演算増幅器１の負帰還ループがオープンになって出力が飽和するのを避ける為のもので、レンジ１オフ時にスイッチ１５をオンにして入力電流Ｉを抵抗１４に流れる様にして演算増幅器１を正常に負帰還動作させるものであり、他にレンジが追加されて常に何れかのレンジがオンになる場合は抵抗１４とスイッチ１５は無くても良い。レンジ数が１の場合にはレンジ１がオン時にはスイッチ１５をオフにするものとする。
これにより、演算増幅器１は入力電流Ｉの大きさに関わらず常にその反転入力端子が０Ｖになる様にその出力電圧Ｖ０が制御される。以降の説明ではこれを前提とする。
なお、抵抗１４とスイッチ１５操作は本来の電流／電圧変換機能には直接関わらないのでここでの説明では省く。
【００３７】
レンジオン／オフ用のスイッチ回路１２０は演算回路２の出力であるレンジオン／オフ制御信号でオン／オフ制御されるもので、アナログスイッチ、フォトモスリレー、ＦＥＴ、トランジスタ、ダイオードスイッチ、メカニカルリレー等アナログ信号をオン／オフできれば一般的なスイッチ素子で良い。
抵抗３３はスイッチ回路１２０がオフ時に演算増幅器１２の非反転入力端子をグランドにプルダウンする。
【００３８】
図１７はスイッチ回路１２０の別の回路例であり、１２１は公知の不感帯回路であり、１２２は反転増幅器である。
本例では図１７の回路内の抵抗の抵抗値は全て等しいものとし、これに伴い全ての反転増幅器のゲインは−１とする。
Ｖｃｏｎｔに接続されたオン／オフ制御信号を０Ｖにすると入力ＶｉｎはそのままＶｏｕｔに出力される。
オン／オフ制御信号をＶｉｎの見込まれる最大値より大きな電圧Ｖｄｉｓに設定して置き、これをＶｃｏｎｔに入力すると不感帯回路１２１の不感帯設定電圧として働きＶｏｕｔは０Ｖになる。
以上から図１７はＶｃｏｎｔの電圧でオン／オフ制御されるスイッチ動作をする事が判る。本スイッチによると、スイッチ動作が緩やかになり、負帰還回路の応答が追従できない事による各演算増幅器出力のスパイクノイズが減る効果がある。
なお、Ｖｄｉｓは一定値（固定値）で良く、コンパレータやインバータ等との適合性が良いのは利点である。
【００３９】
図２のＩ／Ｖ変換抵抗３は抵抗値Ｒ１のＩ／Ｖ変換用抵抗であり、演算増幅器１２と共にＩ／Ｖ変換回路を構成する。
バッファアンプ１０はＩ／Ｖ変換用の演算増幅器１２の非反転入力端子電圧をバッファリングして演算回路２に渡す為のもので、必須ではなく接続先の入力インピーダンスを鑑みて必要に応じて設ければ良い。
【００４０】
以下に図２の回路動作を説明する。
Ｉ／Ｖ変換用の演算増幅器１２はその負帰還動作により反転入力端子の電位が非反転入力端子電位Ｖ１２と等しくなる様に出力電圧Ｖ１１を制御する。
従ってレンジオン／オフ用スイッチ回路１２０と電流オン／オフ用半導体スイッチ２３をオフにするとＶ１２は抵抗３３によりグランドにプルダウンされて０Ｖになり、反転入力端子電位も０Ｖになる。ここで演算増幅器１の反転入力端子の電位は常に０Ｖになる様に制御されるので結果的に電流オン／オフ用半導体スイッチ２３の両端子間電圧は０Ｖで漏れ電流が極めて小さいオフ状態になり、Ｉ／Ｖ変換抵抗３に流れる電流は０Ａ、即ちレンジ１はオフ状態になる。
【００４１】
レンジオン／オフ用スイッチ回路１２０と電流オン／オフ用半導体スイッチ２３をオンにするとＶ１２はＶ０からスイッチ回路１２０の電圧降下分を差し引いた電圧Ｖ１２になり、Ｉ／Ｖ変換用の演算増幅器１２の反転入力端子の電位も同電位になる。
結果として電流オン／オフ用半導体スイッチ２３の両端電位差はＶ１２となりＩ／Ｖ変換用の演算増幅器１２によりＩ／Ｖ変換抵抗３を経由して入力電流Ｉが駆動されるので、レンジ１はオン状態になる。
【００４２】
この時、Ｉ／Ｖ変換抵抗３に流れる電流値Ｉはその両端電位差をＲ１で除算すれば求められるが、Ｉ／Ｖ変換用の演算増幅器１２の反転入力端子電位と非反転入力端子電位Ｖ１２が等しいので、その出力Ｖ１１と非反転入力端子電位Ｖ１２を用いて演算回路２により電位差Ｖ１を求めＲ１で除算すれば電流値Ｉが求められる。即ち、
Ｉ＝（Ｖ１１−Ｖ１２）／Ｒ１
＝Ｖ１／Ｒ１                    ・・・（５）
になる。
【００４３】
本回路の特徴は電流のオン／オフ制御が可能であり、Ｉ／Ｖ変換用の演算増幅器１２の出力電圧とその非反転入力端子電圧の電位差Ｖ１がＩ／Ｖ変換抵抗３に流れる電流値に比例した電圧になり、入力電流Ｉの経路に電流オン／オフ用半導体スイッチ２３以外にバッファアンプや演算回路等のバイアス電流を要する回路素子を接続する必要が無いので、それらに起因する測定誤差が生じない事である。
即ち、本電流／電圧変換回路は大きな電流に対するレンジ切り替えだけでなく、比較的微小な電流に対しても有効である。
【実施例２】
【００４４】
図３は本発明の請求項１の多重化電流／電圧変換回路のレンジ数１の別の基本回路例である。
これは図２の電流オン／オフ用半導体スイッチ２３をダイオードスイッチ６に置き換えたものであり、レンジ切り替え動作は実施例１と同様であるので説明は省く。
レンジオン／オフ用スイッチ回路１２０をオフにするとＶ１２が０Ｖになり、ダイオードスイッチ両端電位も０Ｖになって漏れ電流が少ないオフ状態になり、そのオン／オフ制御が不要になる利点がある。
【実施例３】
【００４５】
図４は本発明の請求項１の多重化電流／電圧変換回路のレンジ数１のさらに別の基本回路例である。
誤差増幅器１の出力を基準として電流／電圧変換用の演算増幅器１２の出力との差分を取る様にしている。
レンジ切り替え動作は実施例１と同様であるので説明は省く。
【００４６】
レンジオン／オフ用スイッチ回路１２０がオンの場合、そのオン抵抗値が抵抗３３の抵抗値Ｒ２より充分小さく無視可能の場合はＶ０≒Ｖ１２になるので本回路でも（５）式により電流値を求める事ができる。
これはレンジ数が増えてもバッファアンプ１０が１個で済むので回路を少なくできる利点がある。
【実施例４】
【００４７】
図５は本発明の請求項１の多重化電流／電圧変換回路の基本回路のレンジ数１のさらに別の実施例である。
図２に於ける電流／電圧変換用の演算増幅器１２の出力Ｖ１１と非反転入力端子電位Ｖ１２の差分を取るのを止め、直接Ｖ１１で電流値Ｉを算出するものである。
レンジ切り替え動作は実施例１と同様であるので説明は省く。
【００４８】
電流オン／オフ用半導体スイッチ２３がＦＥＴスイッチの様にオン抵抗が充分小さく入力電流Ｉによる電圧降下がほぼ０Ｖになる場合は、電流／電圧変換用の演算増幅器１２の反転入力端子電位Ｖ１２は０Ｖと見なせ、
Ｉ＝（Ｖ１１−Ｖ１２）／Ｒ１
≒Ｖ１１／Ｒ１      ・・・（６）
によりその出力電圧Ｖ１１から直接電流値Ｉを算出する事が可能になる。
これは回路を少なくできる利点がある。
【実施例５】
【００４９】
図６は本発明の請求項１の電流／電圧変換回路の回路例である。
回路は図３と同様であるが、電流／電圧変換回路を電流吐き出し用と電流吸い込み用にそれぞれ設けている。
レンジ切り替え動作は実施例１と同様であるので説明は省く。
入力電流値Ｉは実施例１と同様にして
Ｉ＝Ｖ１Ｐ／Ｒ１＋Ｖ１Ｎ／Ｒ１      ・・・（７）
で求められる。
なお、通常はダイオードスイッチ６、６Ａの何れかがオフになるので（７）式のＶ１Ｐ、Ｖ１Ｎの少なくとも一方は０Ｖになる。
【００５０】
レンジオン／オフ用のスイッチ回路１３０はオフ時にダイオードスイッチ６、６Ａに逆バイアス電圧印加を可能としたものであり、演算回路２の出力であるレンジオン／オフ制御信号でオン／オフ制御されるもので、アナログスイッチ、フォトモスリレー、ＦＥＴ、トランジスタ、メカニカルリレー等アナログ信号をオン／オフできれば一般的なスイッチ素子で良く、これと逆バイアス電圧設定用定電圧源で構成する。
参考例としてスイッチ回路１３０の別の回路例を図１８に示す。
【００５１】
ダイオードスイッチ６、６Ａ周辺回路のオフセット電圧による漏れ電流を防ぐ為に逆バイアス電圧を印加したい場合、見込まれる最大のオフセット電圧を打ち消せるだけの逆バイアス電圧−Ｅ１、＋Ｅ２をスイッチ回路１３０に設定すると、スイッチ回路１３０がオフ時にはＩ／Ｖ変換用演算増幅器１２、１２Ａの非反転入力端子に逆バイアス電圧が印加され、反転入力端子も同電位になるように制御されるので、結果としてダイオードスイッチ６、６Ａが所要の電圧に逆バイアスされる事になる。
【００５２】
信号電流経路にバイアス電流を要す回路素子を接続する必要が無く、簡単な回路で逆バイアス電圧を印加してダイオードスイッチ周辺回路のオフセット電圧による漏れ電流を防ぐ事ができる事が本回路の特徴であり利点である。
上記回路は抵抗直列電流／電圧変換回路にも適用可能であり、図１はその一例である。
【実施例６】
【００５３】
図７は本発明の請求項２の多重化電流／電圧変換回路の回路例である。
本回路は図２の回路をレンジ数２に拡張したものでレンジ１、レンジ２とする。同様にして任意のレンジ数に拡張可能である。
レンジ切り替え動作は図２と同様なので、動作説明は省く。
入力電流Ｉは各レンジの電流値の合計で求められる。本例では
Ｉ＝Ｖ１／Ｒ１＋Ｖ２／Ｒ２         ・・・（８）
である。
なお、何れか１つのレンジのみオンにする場合は（８）式のＶ１、Ｖ２の内オフにするレンジについては０Ｖになる。
【００５４】
抵抗１４とスイッチ１５はレンジ１、レンジ２共にオフ時に演算増幅器１の負帰還ループがオープンになって出力が飽和するのを避ける為のもので、測定機能には関わらないので無くても良い。
入力保護回路１６は過大入力や全レンジオフ時の電流入力をバイパスする為の保護回路であり、測定機能には関わらないので必須ではない。
【００５５】
各レンジはそのレンジオン／オフ制御信号を用いて演算回路２で任意にオン／オフ制御できるので、Ｉ／Ｖ変換信号であるＶ１、Ｖ２又はＶ１、Ｖ２から演算で求めた電流値を用いて自動レンジ切り替えを行なう等の事ができる。
例として入力電流増大時１１０％ＦＳ（フルスケール）で上位レンジに移行、入力電流減少時９％ＦＳで下位レンジに移行する場合のレンジ切り替えの手順を図３０、図３１のフローチャートに示す。
図３０はレンジ切り替え時に一端両レンジ共にオンにするオーバーラップ時間を設ける場合であり、図３１はオーバーラップ時間が不要の場合であり、何れにするかは適用する際に適宜選択すれば良い。
【００５６】
本回路はレンジ数の拡張が容易、且つ任意のレンジオン／オフが容易であり、入力電流の経路にバイアス電流を要す回路素子を接続する必要が無い事が本回路の特徴であり利点である。
【実施例７】
【００５７】
図８は本発明の請求項２の多重化電流／電圧変換回路の別の回路例であり、図７の電流／電圧変換回路に抵抗値Ｒ０のＩ／Ｖ変換抵抗１７を追加したものである。
Ｉ／Ｖ変換抵抗１７を演算増幅器１に直結する事により容易に１レンジ追加でき、そのレンジの電流値はＶ０／Ｒ０で求められる。
レンジ切り替え動作は図７と同様なので、動作説明は省く。
【実施例８】
【００５８】
図９は本発明の請求項２の多重化電流／電圧変換回路のさらに別の回路例であり、誤差増幅器１の出力を基準として各レンジ毎に差分を取る場合の多重化電流／電圧変換回路の実施例である。
レンジ切り替え動作は実施例６と同様なので動作説明は省く。
レンジオン／オフ用スイッチ回路１２０のオン抵抗値が抵抗３３の抵抗値Ｒ３より充分小さく無視可能の場合はＶ０≒Ｖ１２になり、レンジオン／オフ用スイッチ回路１２０Ａのオン抵抗値が抵抗３４の抵抗値Ｒ４より充分小さく無視可能の場合はＶ０≒Ｖ２２になるので本回路でも（８）式により電流値を求める事ができる。
【実施例９】
【００５９】
図１０は本発明の請求項２の多重化電流／電圧変換回路のさらに別の回路例であり、差分演算不要とした多重化電流／電圧変換回路の実施例である。
電流オン／オフ用半導体スイッチ２３がＦＥＴスイッチの様にオン抵抗が充分小さく電流Ｉ１による電圧降下がほぼ０Ｖになる場合は、電流／電圧変換用の演算増幅器１２の反転入力端子電位はＶ１２≒０Ｖと見なせ、電流オン／オフ用半導体スイッチ２５がＦＥＴスイッチの様にオン抵抗が充分小さく電流Ｉ２による電圧降下がほぼ０Ｖになる場合は、電流／電圧変換用の演算増幅器１３の反転入力端子電位はＶ２２≒０Ｖと見なせるので、演算増幅器１２の出力電圧をＶ１１、演算増幅器１３の出力電圧をＶ２１とすると
Ｉ＝（Ｖ１１−Ｖ１２）／Ｒ１＋（Ｖ２１−Ｖ２２）／Ｒ２
＝Ｖ１１／Ｒ１＋Ｖ２１／Ｒ２                     ・・・（９）
により直接電流値Ｉを算出する事が可能になり、これは回路を少なくできる利点がある。
なお、何れか１つのレンジのみオンにする場合は（９）式のＶ１１、Ｖ２１の内オフにするレンジについては０Ｖになる。
【実施例１０】
【００６０】
図１１は、本発明の請求項３の多重化電流／電圧変換回路の回路例であり、図７の回路において電流オン／オフ用スイッチにダイオードスイッチ６、７を用い、抵抗値Ｒ１１、Ｒ２１の抵抗１８、１９を入れたものであり、演算増幅器１とスイッチ回路１２０、１２０Ａ間に不感帯回路を設けない場合である。
Ｒ１１、Ｒ２１が無く何れか１レンジのみオンにするものとして最小レンジから順次オンにする場合の入力電流Ｉと演算増幅器１の出力電圧Ｖ０の関係は大凡図２６の様になり、Ｖ０の最大値はほぼダイオードスイッチ６、７の両端電圧と同程度で非線形で且つ温度依存性が高く、最大でも通常±０．８〜１．２Ｖとバラツキが大きく、演算増幅器１の出力電圧Ｖ０をレンジ切り替え等の演算条件にするのは困難である。
但し、図２６はレンジ数をｎに拡張した場合を示している。
【００６１】
一方、図１１の様に抵抗Ｒ１１、Ｒ２１を入れ、演算増幅器１とスイッチ回路１２０、１２０Ａ間に不感帯回路を設けない場合の、何れか１レンジのみオンにするものとして最小レンジから順次オンにする場合の入力電流Ｉと演算増幅器１の出力電圧Ｖ０の関係は大凡図２７ の様になる。但し、図２７はレンジ数をｎに拡張した場合を示している。
レンジ１のみオンの場合は、Ｉ／Ｖ変換用演算増幅器１２の反転入力端子電位Ｖ１２は非反転入力端子電位と等しいのでＶ０になる。従って、ダイオードスイッチの両端子間電圧をＶＦ１とすると、
Ｖ０＝Ｖ１２
＝ＶＦ１＋Ｒ１１・Ｉ        ・・・（１０）
となり、Ｒ１１を適当に設定してＲ１１・Ｉに対してＶＦ１を相対的に小さくすればＶ０と入力電流Ｉの関係が安定した比例関係になり、他のレンジについても同様であるのでＶ０を演算回路２の演算条件に使用可能になる事が特徴であり利点である。
なお、以上の動作はダイオードスイッチ６とＲ１１、あるいはダイオードスイッチ７とＲ２１の位置を各々入れ替えても全く同じである。
【実施例１１】
【００６２】
図１２は本発明の請求項３の多重化電流／電圧変換回路の別の回路例であり、図１１の回路の演算増幅器１とＩ／Ｖ変換用演算増幅器１２、１３の非反転入力端子の間に不感帯を有するスイッチ回路１４０、１４０Ａを設けたものである。１４０、１４０Ａのスイッチ回路例を図１９に示す。
図１９の１４１は公知の不感帯回路であり、１４３、１４４は不感帯設定電圧用の定電圧源、１４２は反転増幅器である。
【００６３】
不感帯回路１４１の不感帯設定電圧＋Ｅｄｂ、−Ｅｄｂは定電圧源１４３、１４４で設定する。
本例では回路内の抵抗の抵抗値は全て等しいものとし、これに伴い全ての反転増幅器のゲインは−１とする。
【００６４】
反転増幅器１４２はそのレンジオン／オフディセーブル制御入力Ｖｃｏｎｔを反転させる。
これによりレンジオン／オフディセーブル制御入力Ｖｃｏｎｔは不感帯回路１４１の不感帯設定電圧に加算され、その設定電圧をＶｃｏｎｔで変更する事ができる様になる。
ここで、Ｖｃｏｎｔを０Ｖにすると不感帯回路１４１には何も影響を及ぼさないのでスイッチ回路はイネーブル状態になる。
【００６５】
Ｖｃｏｎｔを見込まれる（Ｖｉｎ−Ｅｄｂ）より大きな電圧Ｖｄｉｓに設定すると不感帯回路１４１の出力は０Ｖになり、スイッチ回路はディセーブル状態になる。
１４０の回路機能を
Ｖｏｕｔ＝ｄｂ（Ｖｉｎ、Ｅｄｂ、Ｖｃｏｎｔ）  ・・・（１１）
で示すものとする。
但し、Ｖｃｏｎｔ＝０Ｖ時は（４）式を用いて
Ｖｏｕｔ＝ｄｂ（Ｖｉｎ、Ｅｄｂ）      ・・・（１２）
Ｖｃｏｎｔ≧Ｖｄｉｓ時は、
Ｖｏｕｔ＝０Ｖ                        ・・・（１３）
とする。
【００６６】
ここで図１２の最小レンジ１の不感帯設定電圧Ｅｄｂ１を０Ｖとし、レンジ２の不感帯設定電圧はレンジ１オン時の入力電流がフルスケール値Ｉ１ＦＳ時のＶ０の値に等しいＥｄｂ２、レンジが増える毎に不感帯設定電圧はその１レンジ小さいレンジオン時の入力電流がフルスケール値となる時のＶ０に等しくなる様に設定するものとする。
【００６７】
その場合Ｒ１１、Ｒ２１が無ければレンジ２の不感帯設定電圧Ｅｄｂ２はダイオードスイッチ６の両端電位差の最大値ＶＦ１とすれば良く
Ｅｄｂ２＝ＶＦ１
とし、レンジ３以降も同様にして
Ｅｄｂ３＝Ｅｄｂ２＋ＶＦ２      ・・・（１４）
：
とし、その条件で何れか１レンジのみオンにするものとして最小レンジから順次オンにする場合の入力電流Ｉと演算増幅器１の出力電圧Ｖ０の関係は大凡図２８の様になり、レンジ毎のＶ０の変化幅はほぼダイオードスイッチの両端電圧であり、非線形且つ温度依存性が高く、最大でも通常±０．８〜１．２Ｖとバラツキが大きく、Ｖ０をレンジ切り替え等の演算条件にするのは困難である。
但し、図２８はレンジ数をｎに拡張した場合を示している。
【００６８】
一方、図１２の様に抵抗Ｒ１１、Ｒ２１を入れ、スイッチ回路１４０、１４０Ａに不感帯回路を設けた場合には、上記の原則に従って不感帯設定電圧を設定すると、
Ｅｄｂ１＝０Ｖ                                ・・・（１５）
Ｅｄｂ２＝Ｅｄｂ１＋Ｒ１１・Ｉ１ＦＳ＋ＶＦ１  ・・・（１６）
Ｅｄｂ３＝Ｅｄｂ２＋Ｒ２１・Ｉ２ＦＳ＋ＶＦ２  ・・・（１７）
：
となる。この時何れか１レンジのみオンにするものとして最小レンジから順次オンにする場合の入力電流Ｉと演算増幅器１の出力電圧Ｖ０の関係は大凡図２９の様に折れ線的な単調増加の関係になる。
但し、図２９はレンジ数をｎに拡張した場合を示している。
【００６９】
レンジ１のみオンの場合は、Ｉ／Ｖ変換用演算増幅器１２の反転入力端子電位は非反転入力端子電位と等しくＶ１２になるので、ダイオードスイッチ６の両端電位差をＶＦ１とすると、
Ｖ０＝Ｖ１２＋Ｅｄｂ１
＝ＶＦ１＋Ｒ１１・Ｉ＋Ｅｄｂ１       ・・・（１８）
となり、Ｒ１１を適当に設定してＲ１１・Ｉに対してＶＦ１を相対的に小さくすればＶ０と入力電流Ｉの関係がＥｄｂ１をオフセットとした安定した比例関係になり、他のレンジについても同様であるのでＶ０を演算回路２の演算条件に使用可能になる事が特徴であり利点である。
【実施例１２】
【００７０】
図１３は本発明の別の電流／電圧変換回路の回路例であり、多重化電流／電圧変換回路と抵抗直列電流／電圧変換回路を組み合わせたものである。
抵抗３は抵抗値Ｒ１のレンジ１用のＩ／Ｖ変換抵抗であり、抵抗１５３は抵抗値Ｒ２のレンジ２用のＩ／Ｖ変換抵抗であり、抵抗１５４は抵抗値Ｒ３のレンジ３用のＩ／Ｖ変換抵抗であり、レンジ１を請求項２による多重化電流／電圧変換回路とし、レンジ２、レンジ３を公知の抵抗直列電流／電圧変換回路１５０で構成したものである。
【００７１】
抵抗直列電流／電圧変換回路１５０のＩ／Ｖ変換抵抗の電位差を求める場合の比較基準電位は通常であれば演算増幅器１５２の反転入力端子の電位とするが、本回路例ではそれと同電位である非反転入力端子からバッファアンプ１５１を介して演算回路２に入力する事により、バッファアンプ１５１のバイアス電流による測定精度悪化を排除している。
各レンジのオン／オフ制御は演算回路２でレンジ１オン／オフ制御信号、レンジ２、３オン／オフ制御信号、レンジ３オン／オフ制御信号を制御する事により行なう。
ダイオードスイッチ６、７はＦＥＴスイッチとしても良い。
【００７２】
多重化電流／電圧変換回路と抵抗直列電流／電圧変換回路の動作については先に説明した通りである。以下ではそれらを組み合わせた場合の回路動作の概要を示す。
本回路を使用する際は演算増幅器１の負帰還ループをオープンにしない為にスイッチ回路１２０、１２０Ａは共にオフする期間が無い様に制御するものとする。
【００７３】
演算増幅器１５２の出力はその反転入力端子の電位がスイッチ回路１２０Ａの出力電圧が印加された非反転入力端子に等しくなる様に制御される。
従ってレンジ２、３オン／オフ制御信号がオフ時は演算増幅器１５２の非反転入力端子の電位は０Ｖであり、反転入力端子も０Ｖになってダイオードスイッチ７の両端子間電圧も０Ｖになり抵抗直列電流／電圧変換回路１５０はオフになる。
【００７４】
レンジ２、３オン／オフ制御信号をオンにするとダイオードスイッチ７の右側端子電位はＶ０からスイッチ１２０Ａの両端子間電圧を引いた値になって、抵抗直列電流／電圧変換回路１５０はオンになり、レンジ３オン／オフ制御信号がオフであればレンジ２が有効、オンであればレンジ３が有効になる。
レンジ１とレンジ２又はレンジ３は何れか一方のみオンでも共にオンでも良く、電流値Ｉはレンジ３オフ時は
Ｉ＝Ｖ１／Ｒ１＋Ｖ２／（Ｒ２＋Ｒ３）    ・・・（１９）
レンジ３オン時は
Ｉ＝Ｖ１／Ｒ１＋Ｖ３／Ｒ３              ・・・（２０）
の演算で求める事ができる。
【００７５】
本回路ではレンジ２、３オン／オフ制御信号をオフにすると抵抗直列電流／電圧変換回路１５０がオフになりダイオードスイッチ７でレンジ１と切り離されるので抵抗直列電流／電圧変換回路１５０側のバッファアンプや演算回路２内の使用素子のバイアス電流等に起因する誤差要因が小電流レンジであるレンジ１側に影響し難くなる利点がある。
なお、本回路例と同様の構成でレンジ数は任意に増やす事が可能である。
【００７６】
以上の様にバッファアンプや演算回路等のバイアス電流の測定値への影響が無視できない小電流レンジは請求項２又は請求項３の多重化電流／電圧変換回路で構成し、そうでないレンジについては公知の抵抗直列電流／電圧変換回路で構成する事により、大きなレンジ数でも比較的少ない回路で使用素子の漏れ電流やバイアス電流による影響が少なく精度が高い任意のレンジオン／オフ制御可能な電流／電圧変換回路を得られるのが本回路例の特徴であり利点である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の多重化電流／電圧変換回路によると半導体スイッチの漏れ電流や、演算増幅器やバッファアンプ等のバイアス電流に起因する測定誤差の少ない電流／電圧変換回路を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】逆バイアス付き電流駆動回路を有する抵抗直列電流／電圧変換回路の実施例である。
【図２】本発明の多重化電流／電圧変換回路の基本回路例である。
【図３】本発明のダイオードスイッチを用いた多重化電流／電圧変換回路の基本回路である
【図４】誤差増幅器の出力を基準として電流／電圧変換用演算増幅器出力との差分を取る場合の多重化電流／電圧変換回路の基本回路である。
【図５】電流／電圧変換用演算増幅器出力を直接電流検出信号とする場合の多重化電流／電圧変換回路の基本回路である。
【図６】本発明のダイオードスイッチに逆バイアス電圧印加可能とした多重化電流／電圧変換回路の基本回路例である。
【図７】本発明の多重化電流／電圧変換回路例である。
【図８】本発明の誤差増幅用演算増幅器にＩ／Ｖ変換抵抗Ｒ０を接続した多重化電流／電圧変換回路例である。
【図９】本発明の誤差増幅器の出力を基準として各レンジ毎に差分を取る場合の多重化電流／電圧変換回路例である。
【図１０】本発明の差分演算不要とした多重化電流／電圧変換回路例である。
【図１１】本発明のダイオードスイッチに抵抗を接続した多重化電流／電圧変換回路例である。
【図１２】本発明のダイオードスイッチの直列抵抗と不感帯回路を用いた多重化電流／電圧変換回路例である。
【図１３】本発明の多重化電流／電圧変換回路と抵抗直列電流／電圧変換回路を組み合わせた電流／電圧変換回路例である。
【図１４】開示済みのスイッチを用いた抵抗直列電流／電圧変換回路１の構成図である。
【図１５】開示済みの不感帯回路とリミット回路を用いた抵抗直列電流／電圧変換回路２の構成図である。
【図１６】開示済みの抵抗直列電流／電圧変換回路１と抵抗直列電流／電圧変換回路２を集約表現した構成図である。
【図１７】レンジ切り替え回路のスイッチ部の回路例である。
【図１８】逆バイアス印加回路例である。
【図１９】スイッチ回路例である。
【図２０】不感帯回路の入出力特性図である。
【図２１】ツェナーダイオードによる不感帯回路例である。
【図２２】公知の不感帯回路例である。
【図２３】公知のレンジ切り替え可能な電流／電圧変換回路である。
【図２４】一般的ダイオードの電圧−電流特性の概略図である。
【図２５】双方向並列接続したダイオードイッチの電圧−電流特性例である。
【図２６】抵抗、不感帯無しのレンジ切り替え回路による多重化電流／電圧変換回路の１レンジのみオン制御時の入力電流−演算増幅器出力電圧関係図である。
【図２７】抵抗有り、不感帯無しのレンジ切り替え回路による多重化電流／電圧変換回路の１レンジのみオン制御時の入力電流−演算増幅器出力電圧関係図である。
【図２８】抵抗無し、不感帯有りのレンジ切り替え回路による多重化電流／電圧変換回路の１レンジのみオン制御時の入力電流−演算増幅器出力電圧関係図である。
【図２９】抵抗、不感帯有りのレンジ切り替え回路による多重化電流／電圧変換回路の１レンジのみオン制御時の入力電流−演算増幅器出力電圧関係図である。
【図３０】レンジオン遅延時間を考慮したレンジ切り替え制御手順例のフローチャートである。
【図３１】レンジオン遅延時間を考慮しないレンジ切り替え制御手順例のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１、１２、１２Ａ、１３                        演算増幅器
２                                            演算回路
３、３Ａ、４、５、１７、１５３、１５４        Ｉ／Ｖ変換抵抗
６、６Ａ、７                                  ダイオードスイッチ
８、９、１０、１０Ａ、１１、１５１、１５２    バッファアンプ
１４、１８、１９、３３、３３Ａ、３４          抵抗
１５、９１、９１Ａ                            スイッチ
１６                                          入力保護回路
２０、２０Ａ、２１、２２                      差動増幅器
２３、２４、２５、２６                        半導体スイッチ
２７、２８                                    インバータ
５２、５３、８２、９２、９２Ａ、１０４、１０４Ａ  電流駆動回路
５０、８０、９０、９０Ａ、１００、１００Ａ    レンジ切り替え回路
５１、８１                                    レンジ制御部
３２、５４、５５                              電流ブースタ
５６、５７、１３１、１３２、１４３、１４４    定電圧源
９３、９３Ａ、１０１、１０１Ａ、１２１、１４１  不感帯回路
１０２、１０２Ａ                              リミット回路
１０３、１０３Ａ                              加算器
１２２、１３３、１４２                        反転増幅器
１２０、１２０Ａ、１３０、１４０、１４０Ａ    スイッチ回路  
１５０                                        抵抗直列電流／電圧変換回路
【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】
0004800371.tif 000008
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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