(57)【要約】      （修正有）【課題】オフセットキャンセル機能を有する増幅回路に関し、直流オフセット成分を確実にキャンセルできる増幅回路を提供する。【解決手段】入力信号と基準電圧（Ｖ0）との差に応じた出力信号を出力する増幅回路１００において、入力信号が入力される第１の入力端子及び第２の入力端子と、基準電圧（Ｖ0）が印加される第３の入力端子とを有する差動増幅回路１１１と、一端に基準電圧（Ｖ0）が印加されたキャパシタ（Ｃ0）とを備え、充電時に、差動増幅回路１１１の第２の入力端子に基準電圧を印加して、キャパシタを差動増幅回路の出力電圧により充電させ、増幅時に、差動増幅回路の第２の入力端子にキャパシタの他端の電圧を印加して、差動増幅回路により入力信号を増幅させるように接続を切り換える切換制御手段（ＳＷ11〜ＳＷ16、１１２）とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2005109938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号と基準電圧との差に応じた出力信号を出力する増幅回路において、
入力を一方の極性の信号として入力し、前記入力信号が入力される第１の入力端子と、入力を該第１の入力端子と同極性の信号として入力する第２の入力端子と、入力を該第１及び第２の入力端子とは逆極性の信号として入力し、前記基準電圧が印加される第３の入力端子とを有する差動増幅回路と、
一端に前記基準電圧が印加されたキャパシタと、
充電時に、前記差動増幅回路を出力端子から直流オフセット成分を含む電圧が出力されるように周辺回路を接続し、前記差動増幅回路の前記第２の入力端子に前記基準電圧を印加して、前記キャパシタを前記差動増幅回路の出力電圧により充電させ、増幅時に、前記差動増幅回路により前記入力信号が増幅されるように周辺回路を接続するとともに、前記差動増幅回路の前記第２の入力端子に前記キャパシタの他端の電圧を印加して、前記差動増幅回路により前記入力信号を増幅させるように接続を切り換える切換制御手段とを有することを特徴とする増幅回路。
【請求項２】
前記切換制御手段は、入力抵抗と、前記差動増幅回路の前記第１の入力端子との間に設けられた第１のスイッチと、
前記差動増幅回路の前記出力端子と信号出力端子との間に設けられた第２のスイッチと、
前記差動増幅回路の前記出力端子と前記第１の入力端子との間に設けられた第３のスイッチと、
前記差動増幅回路の前記出力端子と前記キャパシタの他端との間に設けられた第４のスイッチと、
前記基準電圧と前記キャパシタとの他端とのいずれか一方を選択的に前記差動増幅回路の前記第２の入力端子に接続する第５のスイッチと、
前記充電時には、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフし、前記第３のスイッチ及び前記第４のスイッチをオンし、前記第５のスイッチを前記基準電圧が前記差動増幅回路の前記第２の入力端子に印加されるように制御し、前記増幅時には、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオンし、前記第３のスイッチ及び前記第４のスイッチをオフし、前記第５のスイッチを前記キャパシタの一端の電圧が前記差動増幅回路の前記第２の入力端子に印加されるように制御する制御回路を有することを特徴とする請求項１記載の増幅回路。
【請求項３】
前記制御回路は、前記充電時に、前記第５のスイッチが予め前記基準電圧を前記差動増幅回路の前記第２の入力端子に印加するように切り換えられた状態で、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフするとともに、前記第３のスイッチをオンした後、所定時間遅延してから前記第４のスイッチをオンすることを特徴とする請求項２記載の増幅回路。
【請求項４】
前記制御回路は、前記充電終了時に、前記第４のスイッチをオフした後、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオンするとともに、前記第３のスイッチをオフすることを特徴とする請求項２又は３記載の増幅回路。
【請求項５】
前記制御回路は、前記増幅時に、前記第４のスイッチが予めオフした状態で、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオンするとともに、前記第３のスイッチをオフした後、所定時間遅延してから前記第５のスイッチを前記キャパシタの一端の電圧が前記差動増幅回路の前記第２の入力端子に印加されるように切り換えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項記載の増幅回路。
【請求項６】
前記制御回路は、前記増幅終了時に、前記第５のスイッチを前記基準電圧が前記差動増幅回路の前記第２の入力端子に印加されるように切り換えた後、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフするとともに、前記第３のスイッチをオンすることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項記載の増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は増幅回路に係り、特に、オフセットキャンセル機能を有する増幅回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、消費電流の低減、高精度の測定などにより微小電流を高精度に検出する回路がある。このような回路では、微小電流を高精度に検出するため、微小電流を検出抵抗に流し、検出抵抗に発生する電圧を増幅回路により増幅する。増幅回路により増幅された信号を微小電流の検出信号として用いていた。このとき、増幅回路には、直流（ＤＣ）オフセット成分があり、この直流オフセット成分は出力検出信号に重畳され、出力検出信号に誤差を生じさせる。また、直流オフセット成分は通常、ＩＣチップ毎に異なる値となる。このため、ＩＣチップ毎に直流オフセット成分を検出して、キャンセルする必要がある。このとき、直流オフセット成分のキャンセルを容易にするため、直流オフセット成分をキャンセルするオフセットキャンセル機能を持つ増幅回路が存在する。
【０００３】
図９は従来の増幅回路の一例のブロック構成図を示す。
【０００４】
従来のオフセットキャンセル機能を有する増幅回路１は、オペアンプ１１、入力抵抗Ｒ21、帰還抵抗Ｒ22及びオフセットキャンセル用キャパシタＣ10、キャパシタＣ10を充放電させるためのスイッチＳＷ31〜ＳＷ34、ＳＷ41〜ＳＷ44を有する。増幅回路１は、通常動作時には、スイッチＳＷ31〜ＳＷ34がオンし、スイッチＳＷ41〜ＳＷ44がオフすることにより、オペアンプ１１の反転入力端子に入力端子Ｔinから入力電圧Ｖinが印加され、非反転入力端子にキャパシタＣ10の一端の電圧が印加され、キャパシタＣ10の一端の電圧を基準電圧として入力電圧Ｖinを反転増幅し、出力端子Ｔoutから出力する。
【０００５】
キャパシタＣ10には、所定の充電期間毎に直流オフセット成分に応じた電荷が充電される。
【０００６】
充電期間には、スイッチＳＷ31〜ＳＷ34がオフされ、スイッチＳＷ41〜ＳＷ44がオンされる。スイッチＳＷ31〜ＳＷ34がオフされ、ＳＷ41〜ＳＷ44がオンされることにより、オペアンプ１１の非反転入力端子に基準電圧Ｖ0が印加され、反転入力端子と出力端子とが短絡され、出力端子Ｔoutに基準電圧に直流オフセット成分が重畳した電圧が出力される。
【０００７】
このとき、キャパシタＣ10の一端には、オペアンプ１１の出力電圧が印加され、キャパシタＣ0の他端には、基準電圧Ｖ0が印加される。これにより、キャパシタＣ10には、直流オフセット成分に応じた電荷が充電される。
【０００８】
次に、通常動作に戻り、スイッチＳＷ31〜ＳＷ34がオンされ、スイッチＳＷ41〜ＳＷ44がオフされると、キャパシタＣ10の一端に基準電圧Ｖ0が印加され、キャパシタＣ10の他端の電圧がオペアンプ１１の非反転入力端子に印加される。このため、オペアンプ１１の非反転入力端子には、基準電圧Ｖ0から直流オフセット成分を減算した電圧が印加されることになる。したがって、オペアンプ１１の出力からは直流オフセット成分がキャンセルされる。
【０００９】
なお、上記増幅回路１に関連する公知文献は発見できなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかるに、従来のオフセットキャンセル機能を有する増幅回路１では、直流オフセット成分をキャンセルするためのキャパシタＣ10をオペアンプ１１の非反転入力端子に接続していたため、充電時と増幅時とで、オペアンプ１１に対してキャパシタＣ10の極性を反転させる必要があり、これによって、キャパシタＣ10の周囲に配置するスイッチの数が増加していた。
【００１１】
スイッチは、通常、ＭＯＳＦＥＴなどで構成されているので、寄生容量が大きい。よって、スイッチの寄生容量にも電荷が充電されて、充電時に直流オフセット成分がキャパシタＣ10に正確に充電されない。また、増幅時にオペアンプに直流オフセット成分をキャンセルした基準電圧Ｖ0を供給できない。したがって、直流オフセット成分を確実にキャンセルできないなどの課題があった。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、直流オフセット成分を確実にキャンセルできる増幅回路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】
【００１３】
本発明は、入力信号と基準電圧（Ｖ0）との差に応じた出力信号を出力する増幅回路（１００）において、入力を一方の極性の信号として入力し、入力信号が入力される第１の入力端子（Ｔin1-）と、入力を第１の入力端子（Ｔin1-）と同極性の信号として入力する第２の入力端子（Ｔin2-）と、入力を第１及び第２の入力端子（Ｔin1-、Ｔin2-）とは逆極性の信号として入力し、基準電圧（Ｖ0）が印加される第３の入力端子（Ｔ+）とを有する差動増幅回路（１１１）と、一端に基準電圧（Ｖ0）が印加されたキャパシタ（Ｃ0）と、  充電時に、差動増幅回路（１１１）を出力端子から直流オフセット成分を含む電圧が出力されるように周辺回路を接続し、差動増幅回路（１１１）の第２の入力端子（Ｔin2-）に基準電圧（Ｖ0）を印加して、キャパシタ（Ｃ0）を差動増幅回路（１１１）の出力電圧により充電させ、増幅時に、差動増幅回路（１１１）により入力信号が増幅されるように周辺回路を接続するとともに、差動増幅回路（１１１）の第２の入力端子（Ｔin2-）にキャパシタ（Ｃ0）の他端の電圧を印加して、差動増幅回路（１１１）により入力信号を増幅させるように接続を切り換える切換制御手段（ＳＷ11〜ＳＷ16、１１２）とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、切換制御手段（ＳＷ11〜ＳＷ16、１１２）は、入力抵抗（Ｒ11）と、差動増幅回路（１１１）の第１の入力端子（Ｔin1-）との間に設けられた第１のスイッチ（ＳＷ11）と、差動増幅回路（１１１）の出力端子（Ｔout）と信号出力端子（Ｔout0）との間に設けられた第２のスイッチ（ＳＷ12）と、差動増幅回路（１１１）の出力端子（Ｔout）と第１の入力端子（Ｔin1-）との間に設けられた第３のスイッチ（ＳＷ13）と、差動増幅回路（１１１）の出力端子（Ｔout）とキャパシタ（Ｃ0）の他端との間に設けられた第４のスイッチ（ＳＷ14）と、基準電圧（Ｖ0）とキャパシタ（Ｃ0）との他端とのいずれか一方を選択的に差動増幅回路（１１１）の第２の入力端子（Ｔin2-）に接続する第５のスイッチ（ＳＷ15、ＳＷ16）と、充電時には、第１のスイッチ（ＳＷ11）及び第２のスイッチ（ＳＷ12）をオフし、第３のスイッチ（ＳＷ13）及び第４のスイッチ（ＳＷ14）をオンし、第５のスイッチ（ＳＷ15、ＳＷ16）を基準電圧（Ｖ0）が差動増幅回路（１１１）の第２の入力端子（Ｔin2-）に印加されるように制御し、増幅時には、第１のスイッチ（ＳＷ11）及び第２のスイッチ（ＳＷ12）をオンし、第３のスイッチ（ＳＷ13）及び第４のスイッチ（ＳＷ14）をオフし、第５のスイッチ（ＳＷ15、ＳＷ16）をキャパシタ（Ｃ0）の一端の電圧が差動増幅回路（１１１）の第２の入力端子（Ｔin2-）に印加されるように制御する制御回路（１１２）を有することを特徴とする。
【００１５】
さらに、制御回路（１１２）は、充電時に、第５のスイッチ（ＳＷ15、ＳＷ16）が予め基準電圧（Ｖ0）を差動増幅回路（１１１）の第２の入力端子（Ｔin2-）に印加するように切り換えられた状態で、第１のスイッチ（ＳＷ11）及び第２のスイッチ（ＳＷ12）をオフするとともに、第３のスイッチ（ＳＷ13）をオンした後、所定時間遅延してから第４のスイッチ（ＳＷ14）をオンすることを特徴とする。
【００１６】
さらに、制御回路（１１２）は、充電終了時に、第４のスイッチ（ＳＷ14）をオフした後、第１のスイッチ（ＳＷ11）及び第２のスイッチ（ＳＷ12）をオンするとともに、第３のスイッチ（ＳＷ13）をオフすることを特徴とする。
【００１７】
また、制御回路（１１２）は、増幅時に、第４のスイッチ（ＳＷ14）が予めオフした状態で、第１のスイッチ（ＳＷ11）及び第２のスイッチ（ＳＷ12）をオンするとともに、第３のスイッチ（ＳＷ13）をオフした後、所定時間遅延してから第５のスイッチ（ＳＷ15、ＳＷ16）をキャパシタ（Ｃ0）の一端の電圧が差動増幅回路（１１１）の第２の入力端子（Ｔin2-）に印加されるように切り換えることを特徴とする。
【００１８】
また、制御回路（１１２）は、増幅終了時に、第５のスイッチ（ＳＷ15、ＳＷ16）を基準電圧（Ｖ0）が差動増幅回路（１１１）の第２の入力端子（Ｔin2-）に印加されるように切り換えた後、第１のスイッチ（ＳＷ11）及び第２のスイッチ（ＳＷ12）をオフするとともに、第３のスイッチ（ＳＷ13）をオンすることを特徴とする。
【００１９】
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、請求の範囲が限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２０】
上述の如く、本発明によれば、充電時に、差動増幅回路（１１１）を出力端子から直流オフセット成分を含む電圧が出力されるように周辺回路を接続し、差動増幅回路（１１１）の第２の入力端子（Ｔin2-）に基準電圧（Ｖ0）を印加して、キャパシタ（Ｃ0）を差動増幅回路（１１１）の出力電圧により充電させ、増幅時に、差動増幅回路（１１１）により入力信号が増幅されるように周辺回路を接続するとともに、差動増幅回路（１１１）の第２の入力端子（Ｔin2-）にキャパシタ（Ｃ0）の他端の電圧を印加して、差動増幅回路（１１１）により入力信号を増幅させるように接続を切り換えることにより、キャパシタ（Ｃ0）の周辺のスイッチの数を低減できるため、スイッチの持つ容量により生じる直流オフセット成分の誤差を低減でき、よって、直流オフセット成分を確実にキャンセルできる等の特長を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の一実施例のブロック構成図を示す。
【００２２】
本実施例の増幅回路１００は、オペアンプ１１１、入力抵抗Ｒ11、Ｒ12、帰還抵抗Ｒ13、キャパシタＣ0、スイッチＳＷ11〜ＳＷ16、コントローラ１１２から構成され、入力端子Ｔin0に入力される入力信号と基準電圧Ｖ0との差に応じた出力信号を出力端子Ｔout0から出力する。
【００２３】
オペアンプ１１１は、第１及び第２の反転入力端子と、一つの非反転入力端子を有する。第１の反転入力端子には、入力抵抗Ｒ11及びスイッチＳＷ11を介して入力端子Ｔin0が接続されている。
【００２４】
図２はスイッチＳＷ11の回路構成図を示す。
【００２５】
スイッチＳＷ11は、電界効果トランジスタＱ11、Ｑ12及びインバータ１２１からなり、いわゆる、トランスファーゲートを構成している。スイッチＳＷ11は、コントローラ１１２により、増幅時にオンし、充電時にオフするようにスイッチングされる。
【００２６】
第２の反転入力端子には、スイッチＳＷ15及びスイッチＳＷ16により基準電圧Ｖ0又はキャパシタＣ0に一端の電圧のいずれかが選択されて、印加される。スイッチＳＷ15、ＳＷ16は、共に図２に示すスイッチＳＷ11と同様な構成であり、コントローラ１１２により互いにオン、オフの状態が反対になるようにスイッチングされる。
【００２７】
コントローラ１１２は、充電時には、スイッチＳＷ15をオン、スイッチＳＷ16をオフさせる。充電時に、スイッチＳＷ15がオン、スイッチＳＷ16がオフすることにより、基準電圧Ｖ0がオペアンプ１１１の第２の入力端子に印加される。
【００２８】
コントローラ１１２は、増幅時には、スイッチＳＷ15をオフ、スイッチＳＷ16をオンさせる。充電時に、スイッチＳＷ15がオフ、スイッチＳＷ16がオンすることにより、キャパシタＣ0の一端の電圧がオペアンプ１１１の第２の入力端子に印加される。
【００２９】
オペアンプ１１１の非反転入力端子には、基準電圧Ｖ0が抵抗Ｒ12を介して印加される。オペアンプ１１１は、第１の反転入力端子と非反転入力端子との差に応じた電圧及び第２の反転入力端子と非反転入力端子との差に応じた電圧とを合成した電圧を出力する。
【００３０】
図３はオペアンプ１１１の回路構成図を示す。
【００３１】
オペアンプ１１１は、いわゆる、フォールデッドカスコードアンプから構成されており、第１の差動入力部１３１、第２の差動入力部１３２、差動増幅部１３３、出力部１３４から構成される。第１の差動入力部１３１は、電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２及び電流源１４１から構成され、第１の反転入力端子Ｔin1-に供給される入力電圧と、非反転入力端子Ｔ+に供給される基準電圧Ｖ0とに応じた電流を差動増幅部１３３から引き込む。
【００３２】
第２の差動入力部１３２は、第１の差動入力部１３１と並列に設けられており、電界効果トランジスタＱ３、Ｑ４及び電流源１４２から構成され、第２の反転入力端子Ｔin2-に供給される入力電圧と、非反転入力端子Ｔ+に供給される基準電圧Ｖ0とに応じた電流を差動増幅部１３３から引き込む。
【００３３】
第２の差動入力部１３２により、第１の反転入力端子Ｔin1-に供給される入力電圧に第２の反転入力端子Ｔin2-に供給されるキャパシタＣ0の一端の電圧を合成することができる。このとき、充電期間にキャパシタＣ0には、直流オフセット成分に応じた電荷が充電されるので、差動増幅部１３３には、直流オフセット成分が重畳された入力電圧が供給される。
【００３４】
差動増幅部１３３は、トランジスタＱ５〜Ｑ８及び電流源１４３、１４４から構成され、第１の差動増幅部から引き込まれる第１の反転入力端子Ｔin1-に供給される入力電圧と非反転入力端子Ｔ+に供給される基準電圧Ｖ0との差分と第２の差動増幅部から引き込まれる第２の反転入力端子Ｔin2-に供給される入力電圧と、非反転入力端子Ｔ+に供給される基準電圧Ｖ0との差分とを合成した信号を出力する。なお、このとき、トランジスタＱ７、Ｑ８のゲートには、バイアス電圧Ｖｂが印加されており、バイアス電圧ＶｂによりトランジスタＱ７、Ｑ８は飽和領域で動作されている。
【００３５】
バイアス電圧Ｖｂの上限電圧Ｖb1は、電流源１４３、１４４の電圧ドロップを０．５Ｖ、ＰＭＯＳの閾値電圧をＶTHとすると、
Ｖb1＝Ｖcc−（０．５＋ＶTH）
で決まり、バイアス電圧Ｖｂの下限電圧Ｖb2は、トランジスタＱ７、Ｑ８のソース−ドレイン間オン電圧をＶDSとすると、
Ｖb2＝Ｖcc−（０．５＋ＶDS＋ＶTH）
で決まる。
【００３６】
バイアス電圧Ｖｂは
Ｖb1＜＝Ｖｂ＜＝Ｖb2
の範囲で、上限電圧Ｖb1にできるだけ近い電圧に決定される。
【００３７】
出力部１３４は、トランジスタＱ９及び電流源１４５から構成され、差動増幅部１３３の出力信号に応じて出力端子Ｔoutから電流を引き込む。
【００３８】
以上のように本実施例では、オペアンプ１１１に第２の反転入力端子Ｔin2-を設け、他端に基準電圧Ｖ0が印加され、直流オフセット成分の電荷を充電されたキャパシタＣ0の一端を第２の反転入力端子Ｔin2-に接続することにより、増幅時に充電時に対してキャパシタＣ0の極性を反転させることなく、オペアンプ１１１の反転入力端子Ｔin2-に接続できる。
【００３９】
オペアンプ１１１の出力端子Ｔoutは、スイッチＳＷ12を介して信号出力端子Ｔout0に接続されるとともに、スイッチＳＷ14を介してキャパシタＣ0の一端に接続されている。スイッチＳＷ12は、図２に示すスイッチＳＷ11と同様な構成とされており、コントローラ１１２により、増幅時にオンされ、充電時にオフされるようにスイッチングされる。
【００４０】
また、スイッチＳＷ14は、図２に示すスイッチＳＷ11と同様な構成とされており、コントローラ１１２により、増幅時にオフされ、充電時にオンされるようにスイッチングされる。
【００４１】
また、抵抗Ｒ11とスイッチＳＷ11との接続点とスイッチＳＷ12と信号出力端子Ｔout0との接続点の間には帰還抵抗Ｒ13が接続されている。帰還抵抗Ｒ13は、スイッチＳＷ11、ＳＷ12によりオペアンプ１１１から切り離しが可能な構成とされている。
【００４２】
次にコントローラ１１２によるスイッチＳＷ11〜ＳＷ12の制御動作について説明する。
【００４３】
図４はコントローラ１１２の処理フローチャートを示す。
【００４４】
コントローラ１１２は、ステップＳ１−１で電源がオンされると、ステップＳ１−２で充電切換処理を行う。ステップＳ１−２の充電切換処理は、入力抵抗Ｒ11及び帰還抵抗Ｒ12、信号出力端子Ｔout0をオペアンプ１１１から切り離し、オペアンプ１１１の第１の反転入力端子と出力端子とを短絡させ、オペアンプ１１１の第２の反転入力端子に基準電圧Ｖ0を印加した状態で、オペアンプ１１１の出力端子に直流オフセット成分を含む基準電圧を発生させ、キャパシタＣ0に直流オフセット成分に応じた電荷を充電させるために、スイッチＳＷ11〜ＳＷ16を切り換える処理である。
【００４５】
コントローラ１１２は、ステップＳ１−３で第１時間Ｔ１経過すると、ステップＳ1−４で増幅切換処理を行う。第１時間ｔ１は、予め設定された時間であり、キャパシタＣ0に直流オフセット成分に応じた充電が完了可能な時間に設定されている。また、ステップＳ１−４の増幅切換処理は、オペアンプ１１１に入力抵抗Ｒ11、帰還抵抗Ｒ12、キャパシタＣ0の一端を接続し、入力端子Ｔin0に供給される入力信号を増幅して、信号出力端子Ｔout0から出力するために、スイッチＳＷ11〜ＳＷ16を切り換える処理である。
【００４６】
コントローラ１１２は、ステップＳ１−５で第２時間Ｔ２経過すると、ステップＳ１−６で電源がオフされたか否かを判定する。第２時間Ｔ２は、予め設定された時間であり、キャパシタＣ0が直流オフセット成分に応じた電荷を充分に保持できる時間に設定されている。
【００４７】
コントローラ１１２は、ステップＳ１−６で電源が継続してオンの状態であると、ステップＳ１−２に戻って処理を行い、電源がオンの間は、キャパシタＣ0への充電と増幅を繰り返す。また、コントローラ１１２は、ステップＳ１−６で電源がオフされると、上記ステップＳ１−２〜Ｓ１−５の処理を終了する。
【００４８】
次に、ステップＳ１−２の充電切換処理について説明する。
【００４９】
図５はコントローラ１１２の充電切換処理の処理フローチャートを示す。
【００５０】
コントローラ１１２は、まず、ステップＳ２−１でスイッチＳＷ11及びスイッチＳＷ12をオフし、スイッチＳＷ13をオンする。スイッチＳＷ11及びスイッチＳＷ12をオフし、スイッチＳＷ13をオンすることにより、オペアンプ１１１から入力抵抗Ｒ11、帰還抵抗Ｒ13及び入力端子Ｔin0、出力端子Ｔout0が切り離される。なお、このとき、スイッチＳＷ15はオン、スイッチＳＷ16はオフ状態となっている。このため、オペアンプ１１１の出力端子Ｔoutには、基準電圧Ｖ0に直流オフセット成分が重畳された電圧が発生する。
【００５１】
次に、コントローラ１１２は、ステップＳ２−２で第１遅延時間ΔＴ１経過したか否かを判定する。第１遅延時間ΔＴ１は、予め設定された時間であり、スイッチ切換後、オペアンプ１１１の出力電圧が安定するまでの時間に設定されている。
【００５２】
コントロール１１２は、ステップＳ２−２で第１遅延時間ΔＴ１経過すると、ステップＳ２−３でスイッチＳＷ14をオンする。ステップＳ２−３でスイッチＳＷ14がオンすると、キャパシタＣ0の一端に基準電圧Ｖ0に直流オフセット成分が重畳された電圧が印加される。
【００５３】
このとき、キャパシタＣ0の他端には基準電圧Ｖ0が印加されているため、キャパシタＣ0には、オペアンプ１１１の出力電圧と基準電圧Ｖ0との差電圧である、直流オフセット成分が印加される。これにより、キャパシタＣ0には、直流オフセット成分に応じた電荷が充電される。
【００５４】
コントローラ１１２は、ステップＳ２−４で充電時間Ｔch経過すると、ステップＳ２−５でスイッチＳＷ14をオフする。充電時間Ｔchは予め設定された時間であり、キャパシタＣ0が充電されるのに十分な時間に設定されている。
【００５５】
以上の処理により、キャパシタＣ0に直流オフセット成分に応じた電荷が充電され、その両端には、直流オフセット成分に応じた電圧が発生する。
【００５６】
次にステップＳ１−４の増幅切換処理について説明する。
【００５７】
図６はコントローラ１１２の増幅切換処理の処理フローチャートを示す。
【００５８】
コントローラ１１２は、まず、ステップＳ３−１でスイッチＳＷ11及びスイッチＳＷ12をオンし、スイッチＳＷ13をオフする。スイッチＳＷ11及びスイッチＳＷ12をオンし、スイッチＳＷ13をオフすることにより、オペアンプ１１１の第１の反転入力端子に入力端子Ｔin0から入力電圧が印加され、オペアンプ１１１の出力端子と信号出力端子Ｔout0とが接続され、オペアンプ１１１の出力端子とオペアンプ１１１の第１の反転入力端子との間に帰還抵抗Ｒ13が接続され、入力端子Ｔin0に供給される入力電圧を反転増幅して信号出力端子Ｔout0から出力する反転増幅回路が形成される。
【００５９】
次に、コントローラ１１２は、ステップＳ３−２で第２遅延時間ΔＴ２経過したか否かを判定する。第２遅延時間ΔＴ２は、予め設定された時間であり、例えば、スイッチＳＷ11〜ＳＷ13を切り換えてからオペアンプ１１１の動作が安定するのに必要な時間に設定されている。
【００６０】
コントローラ１１２は、ステップＳ３−２で第２遅延時間ΔＴ２経過すると、ステップＳ３−３でスイッチＳＷ15をオフし、スイッチＳＷ16をオンする。スイッチＳＷ15をオフし、スイッチＳＷ16をオンすることにより、オペアンプ１１１の第２の反転入力端子にキャパシタＣ0の一端が接続される。これによりオペアンプ１１１の第１の反転入力端子に印加される入力電圧に直流オフセット成分が重畳される。入力電圧に直流オフセット成分が重畳されることにより、基準電圧Ｖ0との差分であるオペアンプ１１１の出力端子からは、オフセット成分がキャンセルされた出力電圧が出力される。
【００６１】
次に、コントローラ１１２は、ステップＳ３−４で増幅時間Ｔampが経過したか否かを判定する。増幅時間Ｔampは、予め設定された時間であり、例えば、キャパシタＣ0の充電電圧が当初のオフセット電圧を所定の誤差の範囲内で維持できる時間に設定されている。
【００６２】
コントローラ１１２は、ステップＳ３−４で増幅時間Ｔampが経過すると、ステップＳ３−５でスイッチＳＷ15をオンし、スイッチＳＷ16をオフする。スイッチＳＷ15をオンし、スイッチＳＷ16をオフすることにより、オペアンプ１１１の第２の反転入力端子には、基準電圧Ｖ0が印加される。これにより、キャパシタＣ0への充電が可能となる。
【００６３】
以上により、オペアンプ１１１により直流オフセット成分がキャンセルして、反転増幅を行うことができる。
【００６４】
図７はスイッチＳＷ11〜16の切り換え動作のタイミングチャートを示す。図７（Ａ）はスイッチＳＷ13、図７（Ｂ）はスイッチＳＷ11、ＳＷ12、図７（Ｃ）はスイッチＳＷ16、図７（Ｄ）はスイッチＳＷ14の状態を示す。なお、スイッチＳＷ15は図７（Ｃ）に示すスイッチＳＷ16の状態を反転した状態となる。
【００６５】
上記コントローラ１１２の処理によれば、時刻ｔ1で充電切換処理が開始されると、図７（Ａ）に示すようにスイッチＳＷ13がオンし、図７（Ｂ）に示すようにスイッチＳＷ11、ＳＷ12がオフする。次に時刻ｔ１から第１遅延時間ΔＴ１だけ遅延した時刻ｔ2で図７（Ｄ）に示すようにスイッチＳＷ14がオンする。これによりキャパシタＣ0への充電が開始される。
【００６６】
次に時刻ｔ２から充電時間Ｔchだけ経過した時刻ｔ３で図７（Ｄ）に示すようにスイッチＳＷ14がオフする。これにより、キャパシタＣ0には、直流オフセット成分に応じた電荷が充電された状態となる。
【００６７】
次に、時刻ｔ１から第１時間Ｔ１経過した時刻ｔ４で増幅処理が開始され、図７（Ａ）に示すようにスイッチＳＷ13がオフし、図７（Ｂ）に示すようにスイッチＳＷ11、ＳＷ12がオンする。次に、時刻ｔ４から第２遅延時間ΔＴ２だけ遅延した時刻ｔ５で図７（Ｃ）に示すようにスイッチＳＷ16がオン、スイッチＳＷ15がオフする。これによりオペアンプ１１１の第２の反転入力端子にキャパシタＣ0の一端が接続され、入力電圧がオフセット成分をキャンセルされた状態で反転増幅され、出力される。
【００６８】
次に、時刻ｔ５から増幅時間Ｔampだけ経過した時刻ｔ6で図７（Ｃ）に示すようにスイッチＳＷ16がオフし、スイッチＳＷ15がオンし、直流オフセット成分をキャンセルされた状態での増幅動作が終了する。次に、時刻ｔ４から第２時間Ｔ２経過した時刻ｔ7で再び充電切換処理が開始される。
【００６９】
図８は、入出力信号の波形図を示す。図８（Ａ）は入力電圧波形、図８（Ｂ）は出力電圧波形を示す。
【００７０】
本実施例では、キャパシタＣ0へのオフセット成分の充電と入力電圧の反転増幅動作とが断続的に繰り返されるため、図８（Ａ）に示すような入力電圧に対して図８（Ｂ）に示すような断続的な出力電圧が得られる。
【００７１】
以上のように本実施例によれば、本実施例では、図１に示すようにキャパシタＣ0の周囲には、スイッチＳＷ14、ＳＷ16の２つのスイッチを配置すればよい。例えば、図９に示す従来の増幅回路のキャパシタＣ10の周囲に配置された４つのスイッチＳＷ33、ＳＷ34、ＳＷ42、ＳＷ44に比べて半分に低減できる。よって、本実施例によれば、キャパシタＣ0へのスイッチの寄生容量の影響を低減でき、スイッチの持つ容量により生じる直流オフセット成分の誤差を低減できる。
【００７２】
なお、コントローラ１１２は、プログラムで構成しても、ロジックで構成してもよく、要は、図７に示すようなタイミングでスイッチＳＷ11〜ＳＷ16のスイッチングを行うことができる構成であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施例のブロック構成図である。
【図２】スイッチＳＷ11の回路構成図である。
【図３】オペアンプ１１１の回路構成図である。
【図４】コントローラ１１２の処理フローチャートである。
【図５】コントローラ１１２の充電切換処理の処理フローチャートである。
【図６】コントローラ１１２の増幅切換処理の処理フローチャートである。
【図７】スイッチＳＷ11〜16の切り換え動作のタイミングチャートである。
【図８】入出力信号の波形図である。
【図９】従来の一例のブロック構成図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００  増幅回路
１１１  オペアンプ、１１２  コントローラ
１２１  インバータ、１３１  第１の差動入力部、１３２  第２の差動入力部
１３３  差動増幅部、１３４  出力部
１４１〜１４５  電流源
Ｒ11、Ｒ12  入力抵抗、Ｒ13  帰還抵抗
ＳＷ11〜ＳＷ16  スイッチ、Ｃ0  キャパシタ
Ｑ１〜Ｑ９、Ｑ11、Ｑ12  電界効果トランジスタ
【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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