特開 2022-33647 増幅装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022033647

(43)【公開日】2022-03-02

(54)【発明の名称】増幅装置

(51)【国際特許分類】

   H03F 3/34 20060101AFI20220222BHJP

【ＦＩ】

H03F3/34 210

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020137650

(22)【出願日】2020-08-17

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100188307

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌宏

(74)【代理人】

【識別番号】100195534

【弁理士】

【氏名又は名称】内海 一成

(71)【出願人】

【識別番号】596157780

【氏名又は名称】横河計測株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 悟

【テーマコード（参考）】

5J500

【Ｆターム（参考）】

5J500AA01

5J500AA11

5J500AA53

5J500AC13

5J500AC41

5J500AC98

5J500AF18

5J500AH25

5J500AH38

5J500AK23

(57)【要約】

【課題】ゼロキャリブレーションの実行時において広範囲の周波数領域のノイズの影響を受けにくい増幅装置を提供する。
【解決手段】増幅装置１０は、入力信号を所定の減衰比で減衰させる減衰回路２０と、減衰回路２０で減衰した入力信号を増幅する増幅器４０と、増幅器４０の入力と減衰回路２０との間に接続されるスイッチ回路３０とを備える。スイッチ回路３０は、増幅器４０の入力を、前記減衰回路に電気的に接続する回路と、接地点８０に電気的に接続する回路とのいずれかの回路に切り替える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力信号を所定の減衰比で減衰させる減衰回路と、
前記減衰回路で減衰した前記入力信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の入力と前記減衰回路との間に接続されるスイッチ回路と
を備え、
前記スイッチ回路は、前記増幅器の入力を、前記減衰回路に電気的に接続する回路と、接地点に電気的に接続する回路とのいずれかの回路に切り替える、増幅装置。

【請求項2】

前記減衰回路は、
前記入力信号が入力されている場合、前記所定の減衰比を第１の減衰比に設定し、
前記入力信号が入力されていない場合、前記所定の減衰比を、前記第１の減衰比より大きい第２の減衰比に設定する、請求項１に記載の増幅装置。

【請求項3】

前記スイッチ回路は、前記増幅器の入力と前記接地点との間の電気抵抗の抵抗値を変更可能に構成される、請求項１又は２に記載の増幅装置。

【請求項4】

前記減衰回路は、前記減衰回路の出力と前記接地点との間の電気抵抗の抵抗値を変更可能に構成される、請求項１から３までのいずれか一項に記載の増幅装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、増幅装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、高精度のオフセットキャンセルが可能であるとともに、低周波領域でのノイズの低減化が可能な増幅装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１５０９７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

オフセットの補正するゼロキャリブレーションの実行時において、低周波領域だけでなく高周波領域においてもノイズの低減が求められる。

【0005】

本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ゼロキャリブレーションの実行時において広範囲の周波数領域のノイズの影響を受けにくい増幅装置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】

【0006】

幾つかの実施形態に係る増幅装置は、入力信号を所定の減衰比で減衰させる減衰回路と、前記減衰回路で減衰した前記入力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の入力と前記減衰回路との間に接続されるスイッチ回路とを備える。前記スイッチ回路は、前記増幅器の入力を、前記減衰回路に電気的に接続する回路と、接地点に電気的に接続する回路とのいずれかの回路に切り替える。このように、増幅器の入力に接続される回路が切替可能に構成されることで、入力信号にかかわらず、増幅器に接地電圧を入力できる。その結果、増幅装置は、入力信号を止めずにゼロキャリブレーションを実行しても、広範囲の周波数領域のノイズの影響を受けにくい。

【0007】

一実施形態に係る増幅装置において、前記減衰回路は、前記入力信号が入力されている場合、前記所定の減衰比を第１の減衰比に設定し、前記入力信号が入力されていない場合、前記所定の減衰比を、前記第１の減衰比より大きい第２の減衰比に設定してよい。このようにすることで、入力信号を止めずにゼロキャリブレーションが実行されても、入力信号が増幅器の入力に影響を及ぼしにくくなる。その結果、増幅装置は、入力信号を止めずにゼロキャリブレーションを実行しても、より一層ノイズの影響を受けにくくなる。

【0008】

一実施形態に係る増幅装置において、前記スイッチ回路は、前記増幅器の入力と前記接地点との間の電気抵抗の抵抗値を変更可能に構成されてよい。このようにすることで、増幅装置は、増幅器の入力に流れるバイアス電流に起因する出力のズレを測定し、測定結果に基づいてゼロキャリブレーションを実行できる。その結果、ゼロキャリブレーションによる補正の精度が高められる。

【0009】

一実施形態に係る増幅装置において、前記減衰回路は、前記減衰回路の出力と前記接地点との間の電気抵抗の抵抗値を変更可能に構成されてよい。このようにすることで、入力信号が入力されたままゼロキャリブレーションが実行されても、入力信号が増幅器の入力に影響を及ぼしにくくなる。その結果、増幅装置は、入力信号を止めずにゼロキャリブレーションを実行しても、より一層ノイズの影響を受けにくくなる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、ゼロキャリブレーションの実行時において広範囲の周波数領域のノイズの影響を受けにくい増幅装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】比較例に係る増幅装置を示す回路図である。

【図2】増幅器から見た電気抵抗を表す回路図である。

【図3】一実施形態に係る増幅装置の構成例を示す回路図である。

【図4】増幅器の入力と接地点との間に接続される電気抵抗を切り替えるスイッチ回路の構成例を示す回路図である。

【図5】減衰回路の出力と接地点との間に接続される電気抵抗をバイパスするスイッチを備える構成例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本開示に係る実施形態が、比較例と対比しながら説明される。

【0013】

（比較例）
図１に示されるように、比較例に係る増幅装置９０は、増幅器９１と、減衰回路９２とを備える。減衰回路９２は、増幅装置９０の入力端子９４から入力される入力信号を所定の減衰比で減衰させて出力する。減衰回路９２は、所定の減衰比として、少なくとも第１の減衰比と第２の減衰比とのいずれかに設定可能に構成される。増幅装置９０は、減衰回路９２から入力された信号を増幅して出力端子９５に出力する。つまり、増幅装置９０は、減衰回路９２で入力信号を減衰し、増幅器９１で増幅して出力する。増幅装置９０は、減衰回路９２の減衰比を切り替えることによって、入力信号の増幅率を制御できる。

【0014】

減衰回路９２は、増幅器９１の入力に接続される側の端部において、電気抵抗Ｒ９４を介して接地点８０に接続されている。電気抵抗Ｒ９４の抵抗値は、７５０ｋΩである。

【0015】

減衰回路９２は、第１の減衰比で入力信号を減衰するように構成される第１減衰回路９２１と、第２の減衰比で入力信号を減衰するように構成される第２減衰回路９２２とを含む。減衰回路９２は、増幅装置９０の入力端子９４と増幅器９１の入力との間を、第１減衰回路９２１と第２減衰回路９２２とのいずれかの回路で接続するように切り替えるスイッチ９２Ａ及び９２Ｂを備える。スイッチ９２Ａ及び９２Ｂは、第１減衰回路９２１に接続する切替端子ａと、第２減衰回路９２２に接続する切替端子ｂとを有する。減衰回路９２は、スイッチ９２Ａ及び９２Ｂそれぞれにおいて接続する端子を切替端子ａ及びｂのいずれかに切り替えることによって第１減衰回路９２１及び第２減衰回路９２２のいずれかに切り替える。

【0016】

第１減衰回路９２１は、第１の減衰比が１となるように、減衰回路９２の入力と出力との間に接地点８０を接続せず、減衰回路９２の入力と出力とを単に導通させる。第２減衰回路９２２は、第２の減衰比が１０となるように、減衰回路９２に入力される電圧を分圧する分圧抵抗Ｒ９２及びＲ９３を含む。分圧抵抗Ｒ９２及びＲ９３の抵抗値は、分圧抵抗Ｒ９２の抵抗値と、分圧抵抗Ｒ９３と電気抵抗Ｒ９４とが並列に接続された抵抗値との比が１０になるように設定される。具体的には、分圧抵抗Ｒ９２及びＲ９３の抵抗値は、それぞれ６７５ｋΩ及び８３．３３ｋΩである。減衰回路９２は、スイッチ９２Ａ及び９２Ｂによって入力と出力との間を接続する回路を第１減衰回路９２１及び第２減衰回路９２２のいずれかに切り替えることによって減衰比を制御する。

【0017】

増幅装置９０の出力は、入力信号がゼロである場合でも、増幅器９１の出力に加わるオフセット電圧、又は、増幅器９１の入力に流れるバイアス電流等に起因してゼロからずれることがある。この場合、増幅装置９０は、入力信号がゼロである場合の出力がゼロになるようにキャリブレーションを実行する。入力信号がゼロである場合の出力がゼロになるように実行されるキャリブレーションは、ゼロキャリブレーション又はゼロ点調整とも称される。

【0018】

増幅装置９０は、スイッチ９３を更に備える。スイッチ９３は、増幅装置９０の入力端子９４と減衰回路９２との間に接続される。スイッチ９３は、減衰回路９２への入力を、電気抵抗Ｒ９１を介して入力端子９４に接続する切替端子ａと、電気抵抗Ｒ９５を介して接地点８０に接続する切替端子ｂとを有する。電気抵抗Ｒ９５の抵抗値は、２５０ｋΩである。スイッチ９３は、減衰回路９２に接続する端子を切替端子ａ及びｂのいずれかに切り替えることによって、減衰回路９２への入力を、入力端子９４と接地点８０とのいずれかに切り替える。スイッチ９３が減衰回路９２への入力を入力端子９４に切り替える場合、減衰回路９２に、入力端子９４から入力信号が入力される。スイッチ９３が減衰回路９２への入力を接地点８０に切り替える場合、減衰回路９２に、接地電圧が入力される。

【0019】

増幅装置９０は、ゼロキャリブレーションを実行する場合において、スイッチ９３によって減衰回路９２への入力を接地点８０に切り替えて減衰回路９２に接地電圧を入力する。減衰回路９２に接地電圧が入力される場合、増幅器９１にも接地電圧が入力される。増幅器９１に接地電圧が入力される場合、増幅器９１の出力は、理想的にはゼロとなる。しかし、増幅器９１の出力は、オフセット電圧又はバイアス電流等によってゼロではない値となり得る。増幅器９１に接地電圧が入力されるときの増幅器９１の出力は、増幅器９１のゼロ点のズレに対応する。したがって、増幅器９１の出力は、増幅器９１のゼロ点のズレに基づいて、増幅器９１に接地電圧が入力される場合にゼロとなるように補正される。

【0020】

ゼロキャリブレーションが実行される場合において、スイッチ９３は、減衰回路９２への入力を接地点８０に接続するように切り替える。しかし、スイッチ９３において、信号が漏れることがある。したがって、スイッチ９３に入力される入力信号の一部が漏れて減衰回路９２に入力されることがある。例えば、スイッチ９３がリレーによって接続を切り替える場合、リレーにおいて入力信号の一部が漏れて減衰回路９２に入力されることがある。具体的には、入力信号の交流成分に対するリレーのアイソレーションが完全ではないことによって、リレーにおいて入力信号の一部が漏れ得る。信号の周波数が高くなるほどリレーのアイソレーションが悪化する傾向にある。例えば、信号の周波数が１００ＭＨｚである場合、リレーのアイソレーションは、－５０ｄＢ（０．００３２倍）にとどまる。よって、入力信号の一部がリレーで遮断されずに減衰回路９２に漏れることがある。

【0021】

以上述べてきたように、減衰回路９２への入力を接地点８０に接続したとしても、減衰回路９２に漏れた入力信号が増幅器９１に入力され得る。したがって、ゼロキャリブレーションが実行される場合における増幅器９１の出力は、減衰回路９２に漏れた入力信号の影響を受け得る。例えば、入力信号として振幅が２０Ｖｐ－ｐかつ周波数が１００ＭＨｚの信号が入力されている場合、スイッチ９３が減衰回路９２への入力を接地点８０に切り替えていたとしても、減衰回路９２に漏れる信号の振幅は、以下の式（１）で表される値で観測される。
２０Ｖｐ－ｐ×０．００３２（－５０ｄＢ）＝６３ｍＶｐ－ｐ （１）

【0022】

さらに、減衰回路９２の減衰比が１である場合、増幅器９１に入力される信号の振幅は、ゼロにならず、上記式（１）で表される値となる。その結果、ゼロキャリブレーションが実行される場合における増幅器９１の出力は、スイッチ９３で漏れた入力信号の影響を受けて、実際のゼロ点のズレを表さない。つまり、増幅器９１のゼロ点のズレに基づく補正に誤差が生じる。

【0023】

また、増幅器９１のゼロ点のズレは、増幅器９１の入力に流れるバイアス電流Ｉｂに起因して生じる電圧の影響を受ける。具体的には、バイアス電流Ｉｂが１ｎＡである場合、増幅器９１の入力に印加される電圧は、以下のように表される。

【0024】

減衰比が１となるように第１減衰回路９２１に切り替えられた場合に増幅器９１の入力から見た抵抗値は、図２（Ａ）に示されるように、２５０ｋΩの電気抵抗Ｒ９５と７５０ｋΩの電気抵抗Ｒ９４とが並列に接続された回路で計算される。したがって、減衰比が１となる場合における増幅器９１の入力から見た抵抗値は、１８７．５ｋΩである。そうすると、バイアス電流Ｉｂが１ｎＡである場合に増幅器９１の入力に印加される電圧は、１８７．５μＶとなる。入力信号のレンジが１０ｍＶであるとすると、バイアス電流Ｉｂに起因する電圧は、約２．５％の影響になる。

【0025】

また、減衰比が１０となるように構成された第２減衰回路９２２の抵抗値は、増幅器９１の入力から見て、図２（Ｂ）に示されるように、２５０ｋΩの電気抵抗Ｒ９５と６７５ｋΩの分圧抵抗Ｒ９２とが直列に接続された電気抵抗と、８３．３３ｋΩの分圧抵抗Ｒ９３と、７５０ｋΩの電気抵抗Ｒ９４とが並列に接続された回路で計算される。したがって、減衰比が１０となるように構成された減衰回路９２の、増幅器９１の入力から見た抵抗値は、６９．３７５ｋΩである。そうすると、バイアス電流Ｉｂが１ｎＡである場合に増幅器９１の入力に印加される電圧は、６９．４μＶとなる。入力信号のレンジが１０ｍＶであるとすると、バイアス電流Ｉｂに起因する電圧は、約０．９％の影響になる。

【0026】

＜小括＞
以上述べてきたように、比較例に係る増幅装置９０において、ゼロキャリブレーションの実行時において入力信号がノイズとなってゼロ点の補正の精度を低下させ得る。特に、入力信号の高周波成分がノイズとなりやすい。また、バイアス電流Ｉｂに起因して増幅器９１に入力される電圧は、入力信号と比較して無視しにくい程度に大きくなり得る。

【0027】

そこで、本開示は、ゼロキャリブレーションの実行時において広範囲の周波数領域でノイズを低減できる増幅装置１０（図３等参照）を説明する。

【0028】

（本開示の一実施形態）
図３に示されるように、一実施形態に係る増幅装置１０は、増幅器４０と、減衰回路２０と、スイッチ回路３０とを備える。減衰回路２０とスイッチ回路３０と増幅器４０とは、直列に接続される。増幅装置１０は、入力信号を減衰回路２０で減衰し、増幅器４０で増幅して出力する。

【0029】

減衰回路２０は、増幅装置１０の入力端子５０に電気抵抗Ｒ１を介して接続される。言い換えれば、電気抵抗Ｒ１は、入力端子５０と減衰回路２０との間に直列に接続される。電気抵抗Ｒ１の抵抗値は、２５０ｋΩであるとする。減衰回路２０は、入力端子５０から入力される入力信号を所定の減衰比で減衰させて出力する。減衰回路２０は、所定の減衰比として、少なくとも第１の減衰比と第２の減衰比とのいずれかに設定可能に構成される。

【0030】

減衰回路２０は、スイッチ回路３０に接続される側の端部において、電気抵抗Ｒ４を介して接地点８０に接続されている。電気抵抗Ｒ４の抵抗値は、７５０ｋΩであるとする。

【0031】

減衰回路２０は、第１の減衰比で入力信号を減衰するように構成される第１減衰回路２１と、第２の減衰比で入力信号を減衰するように構成される第２減衰回路２２とを含む。減衰回路２０は、減衰回路２０にスイッチ回路３０を介して接続される増幅器４０の入力と、増幅装置１０の入力端子５０との間を接続する回路を、第１減衰回路２１及び第２減衰回路２２のいずれかの回路に切り替えるスイッチ２３及び２４を備える。スイッチ２３及び２４は、第１減衰回路２１に接続する切替端子ａと、第２減衰回路２２に接続する切替端子ｂとを有する。減衰回路２０は、スイッチ２３及び２４それぞれにおいて接続する端子を切替端子ａ及びｂのいずれかに切り替えることによって第１減衰回路２１及び第２減衰回路２２のいずれかに切り替える。

【0032】

第１減衰回路２１は、第１の減衰比が１となるように、減衰回路２０の入力と出力との間に接地点８０を接続せず、減衰回路２０の入力と出力とを単に導通させる。第２減衰回路２２は、第２の減衰比が１０となるように、減衰回路２０に入力される電圧を分圧する分圧抵抗Ｒ２及びＲ３を含む。分圧抵抗Ｒ２及びＲ３の抵抗値は、分圧抵抗Ｒ２の抵抗値と、分圧抵抗Ｒ３と電気抵抗Ｒ４とが並列に接続された抵抗値との比が１０になるように設定される。具体的には、分圧抵抗Ｒ２及びＲ３の抵抗値は、それぞれ６７５ｋΩ及び８３．３３ｋΩであるとする。減衰回路２０は、スイッチ２３及び２４によって入力と出力との間を接続する回路を第１減衰回路２１及び第２減衰回路２２のいずれかに切り替えることによって減衰比を制御する。

【0033】

スイッチ回路３０は、減衰回路２０の出力と増幅器４０の入力との間に接続される。スイッチ回路３０は、減衰回路２０の出力と、接地点８０とのいずれかを選択して増幅器４０の入力に接続するように構成される。つまり、スイッチ回路３０は、増幅器４０に入力する信号を選択するように構成される。

【0034】

具体的には、スイッチ回路３０は、スイッチ３１及び３２を備える。スイッチ３１は、減衰回路２０と増幅器４０の入力との間に接続される。スイッチ３１は、減衰回路２０と増幅器４０の入力とを導通させる閉状態と、増幅器４０の入力を減衰回路２０から電気的に切り離す開状態とのいずれかの状態に遷移する。スイッチ３２は、増幅器４０の入力と接地点８０とを導通させる閉状態と、増幅器４０の入力を接地点８０から電気的に切り離す状態とのいずれかの開状態に遷移する。

【0035】

スイッチ回路３０は、スイッチ３１を閉状態に遷移させ、かつ、スイッチ３２を開状態に遷移させることによって、減衰回路２０で減衰した入力信号を増幅器４０に入力できる。スイッチ回路３０は、スイッチ３２を閉状態に遷移させ、かつ、スイッチ３１を開状態に遷移させることによって、接地電位を増幅器４０に入力できる。

【0036】

スイッチ回路３０が減衰回路２０の出力を増幅器４０の入力に接続する場合、減衰回路２０において所定の減衰比で減衰された入力信号が増幅器４０に入力される。スイッチ回路３０が接地点８０を増幅器４０の入力に接続する場合、接地電圧が増幅器４０に入力される。

【0037】

増幅器４０は、入力された信号を所定の増幅率で増幅し、増幅装置１０の出力端子６０に出力する。

【0038】

以上述べてきたように、増幅装置１０は、減衰回路２０において減衰比を切り替えることによって、全体として増幅率を切り替えることができる。

【0039】

＜キャリブレーション＞
増幅装置１０の出力は、入力信号がゼロである場合でも、増幅器４０の出力に加わるオフセット電圧、又は、増幅器４０の入力に流れるバイアス電流等に起因してゼロからずれることがある。この場合、増幅装置１０は、入力信号がゼロである場合の出力がゼロになるようにキャリブレーションを実行する。入力信号がゼロである場合の出力がゼロになるように実行されるキャリブレーションは、ゼロキャリブレーション又はゼロ点調整とも称される。

【0040】

増幅装置１０は、ゼロキャリブレーションを実行する場合、スイッチ回路３０において、増幅器４０の入力に接地点８０を接続する。つまり、増幅装置１０は、ゼロキャリブレーションの実行時に、増幅器４０の入力に接続される回路を切り替え可能に構成される。このようにすることで、増幅装置１０は、増幅装置１０の入力端子５０に入力信号が入力されていても、増幅器４０の入力に接地電圧を入力できる。つまり、増幅装置１０は、ゼロキャリブレーションの実行時において、増幅器４０の入力に対する入力信号等のノイズの影響を低減できる。また、増幅装置１０は、増幅器４０の入力に接地電圧を入力できることによって、低周波のノイズの影響も高周波のノイズの影響も低減できる。その結果、増幅装置１０は、入力端子５０への入力信号の入力を止めずにゼロキャリブレーションを実行しても、広範囲の周波数領域のノイズの影響を受けにくくなり、ゼロ点の補正の精度を高めることができる。

【0041】

さらに、増幅装置１０は、ゼロキャリブレーションを実行する場合、減衰回路２０の減衰比を大きい値に設定する。つまり、増幅装置１０は、ゼロキャリブレーションを実行する場合、減衰回路２０で入力信号をより大きく減衰させる。本実施形態において、減衰回路２０は、第２減衰回路２２に切り替えることによって、減衰比を１０に設定できる。増幅装置１０は、ゼロキャリブレーションを実行する場合、減衰回路２０の減衰比を１０に設定する。このようにすることで、増幅器４０の入力に対する入力信号の影響がより一層低減される。その結果、増幅装置１０は、入力端子５０への入力信号の入力を止めずにゼロキャリブレーションを実行しても、より一層、入力信号等のノイズの影響を受けにくくなり、ゼロ点の補正の精度を高めることができる。

【0042】

＜バイアス電流Ｉｂに起因する出力のズレの検出＞
図４に示されるように、スイッチ回路３０は、スイッチ３３を更に備えてよい。スイッチ３３は、スイッチ３２と接地点８０との間に接続される。スイッチ３３は、電気抵抗Ｒ５を介して増幅器４０の入力を接地点８０に接続する回路と、電気抵抗を介さずに増幅器４０の入力を接地点８０に接続する回路とを切り替える。スイッチ３３は、切替端子ａ及びｂを有する。スイッチ回路３０は、接続する端子を切替端子ａに切り替えることによって、増幅器４０の入力を、電気抵抗を介さずに増幅器４０の入力を接地点８０に接続する回路に接続する。スイッチ回路３０は、接続する端子を切替端子ｂに切り替えることによって、増幅器４０の入力を、電気抵抗Ｒ５を介して増幅器４０の入力を接地点８０に接続する回路に接続する。言い換えれば、スイッチ回路３０は、スイッチ３３が接続する端子を切替端子ａ及びｂのいずれかに切り替えることによって、増幅器４０の入力と接地点８０との間の電気抵抗の抵抗値を変更可能に構成される。

【0043】

上述したように、スイッチ回路３０は、スイッチ３１を開状態にすることによって、増幅器４０に入力信号を入力させない。ここで、スイッチ３１で入力信号の一部がリークして増幅器４０に入力されることがある。しかし、スイッチ３１で入力信号の一部がリークしても、増幅器４０に接地点８０の接地電圧が入力されることによって、ゼロ点の補正がスイッチ３１におけるリークの影響を受けにくくなる。

【0044】

一方で、増幅器４０に接地電圧が入力される場合、増幅器４０の入力に流れるバイアス電流Ｉｂに起因する電圧は、増幅器４０に入力されない。したがって、バイアス電流Ｉｂに起因する増幅器４０の出力のズレが測定されない。そこで、増幅装置１０は、バイアス電流Ｉｂに起因する増幅器４０の出力のズレを測定できるように、スイッチ３３を、電気抵抗Ｒ５を介して増幅器４０の入力を接地点８０に接続する回路に切り替える。

【0045】

具体的には、増幅装置１０は、スイッチ３３を、電気抵抗を介さずに増幅器４０の入力を接地点８０に接続する回路に切り替えて増幅器４０が出力する電圧を測定する。測定した電圧は、増幅器４０のオフセット電圧に対応する。増幅器４０のオフセット電圧は、増幅器４０の出力のズレの一因となる。増幅器４０のオフセット電圧は、Ｖｏｓで表されるとする。

【0046】

さらに、増幅装置１０は、スイッチ３３を、電気抵抗Ｒ５を介して増幅器４０の入力を接地点８０に接続する回路に切り替えて増幅器４０が出力する電圧を測定する。この場合、測定した電圧は、バイアス電流Ｉｂに起因する出力のズレと、増幅器４０のオフセット電圧（Ｖｏｓ）とを含む。バイアス電流Ｉｂに起因する出力のズレを含む出力電圧がＶｓで表されるとすると、バイアス電流Ｉｂに起因する出力のズレは、ＶｓとＶｏｓとの差として表される。バイアス電流Ｉｂに起因する出力のズレは、バイアス電流Ｉｂと、電気抵抗Ｒ５の抵抗値との積として、Ｖｓ－Ｖｏｓ＝Ｉｂ×Ｒ５という式で表される。この式に基づいて、バイアス電流Ｉｂは、Ｉｂ＝（Ｖｓ－Ｖｏｓ）／Ｒ５という式で算出される。

【0047】

バイアス電流Ｉｂが判明することによって、減衰回路２０が第１減衰回路２１及び第２減衰回路２２のどちらの回路に切り替えられた場合でも、増幅器４０の入力から見た抵抗値に基づいて、バイアス電流Ｉｂに起因する出力のズレが算出される。例えば、減衰回路２０が第１減衰回路２１に切り替えられることによって減衰比が１に設定される場合、増幅器４０の入力から見た抵抗値は１８７．５ｋΩである。この場合、バイアス電流Ｉｂに起因する増幅器４０の出力のズレは、１８７．５ｋΩ×Ｉｂで表される。また、減衰回路２０が第２減衰回路２２に切り替えられることによって減衰比が１０に設定される場合、増幅器４０の入力から見た抵抗値は６９．３７５ｋΩである。この場合、バイアス電流Ｉｂに起因する増幅器４０の出力のズレは、６９．３７５ｋΩ×Ｉｂで表される。

【0048】

以上述べてきたように、スイッチ３３で増幅器４０の入力と接地点８０との間に接続される電気抵抗の抵抗値を変更することによって、増幅装置１０は、増幅器４０の入力に流れるバイアス電流Ｉｂに起因する出力のズレを測定できる。そして、増幅装置１０は、バイアス電流Ｉｂに起因する出力のズレの測定結果に基づいてゼロキャリブレーションを実行できる。その結果、ゼロキャリブレーションによる補正の精度が高められる。

【0049】

＜入力信号の影響のさらなる低減＞
図５に示されるように、減衰回路２０は、減衰回路２０の出力を接地点８０に接続する電気抵抗Ｒ４をバイパスするスイッチ２５を更に備えてよい。減衰回路２０は、スイッチ２５を開状態と閉状態とのいずれかに遷移させることによって、減衰回路２０の出力と接地点８０との間の電気抵抗の抵抗値を変更可能に構成される。

【0050】

増幅装置１０は、スイッチ２５を閉状態に遷移させることによって、電気抵抗Ｒ４を介さずに減衰回路２０の出力を接地点８０に接続させる。この場合、入力信号にかかわらず、減衰回路２０の出力は、接地電位になる。つまり、入力信号にかかわらず、スイッチ回路３０のスイッチ３１へ接地電位が入力される。

【0051】

増幅装置１０は、スイッチ２５を開状態に遷移させることによって、電気抵抗Ｒ４を介して減衰回路２０の出力を接地点８０に接続させる。このようにすることで、増幅装置１０は、入力信号を増幅する動作を継続できる。

【0052】

一方で、増幅装置１０は、ゼロキャリブレーションの実行時において、スイッチ２５を閉状態にして減衰回路２０の出力を接地電位にでき、増幅器４０への入力を接地電位にできる。このようにすることで、入力信号が入力されたままゼロキャリブレーションが実行されても、入力信号が増幅器４０の入力に影響を及ぼしにくくなる。その結果、増幅装置１０は、入力信号を止めずにゼロキャリブレーションを実行しても、より一層ノイズの影響を受けにくくなる。

【0053】

増幅装置１０は、図４に示されるスイッチ３３と、図５に示されるスイッチ２５とを両方とも備えてもよいし、一方だけを備えてもよい。

【0054】

本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は改変を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は改変は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0055】

１０ 増幅装置
２０ 減衰回路（２１：第１減衰回路、２２：第２減衰回路、２３、２４：切替スイッチ、２５：開閉スイッチ）
３０ スイッチ回路（３１、３２：開閉スイッチ、３３：切替スイッチ）
４０ 増幅器
５０ 入力端子
６０ 出力端子
８０ 接地点
Ｒ１～Ｒ５ 電気抵抗
Ｉｂ バイアス電流

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】