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(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】P2024048901
(43)【公開日】2024-04-09
(54)【発明の名称】センサ増幅回路
(51)【国際特許分類】
H03F 3/34 20060101AFI20240402BHJP
【ＦＩ】
H03F3/34 220
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022155056
(22)【出願日】2022-09-28
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】矢島 有継
【テーマコード（参考）】
5J500
【Ｆターム（参考）】
5J500AA01
5J500AC13
5J500AF17
5J500AH38
5J500AK02
5J500AM11
(57)【要約】 （修正有）
【課題】オートゼロ回路に関する技術を利用したオフセット補償を実現しつつも、センサ信号を途切れることなく出力可能なセンサ増幅回路を提供する。
【解決手段】センサシステム１０において、センサ回路５０からの出力信号を増幅するためのセンサ増幅回路１００は、演算増幅器１８１と、演算増幅器の入力オフセット電圧を低減させるオフセット補償回路１１０と、を備える。オフセット補償回路は、第１オートゼロ回路１１１及び第２オートゼロ回路１１２を含み、夫々、補償信号をサンプリングするゼロフェーズと、補償信号により入力オフセット電圧をキャンセルした状態で演算増幅器１８１に出力信号を増幅させる増幅フェーズとで動作し、第１オートゼロ回路が増幅フェーズで動作し、第２オートゼロ回路がゼロフェーズで動作する第１モードと、第１オートゼロ回路がゼロフェーズで動作し、第２オートゼロ回路が増幅フェーズで動作する第２モードとに切り替わる。
【選択図】図２
【解決手段】センサシステム１０において、センサ回路５０からの出力信号を増幅するためのセンサ増幅回路１００は、演算増幅器１８１と、演算増幅器の入力オフセット電圧を低減させるオフセット補償回路１１０と、を備える。オフセット補償回路は、第１オートゼロ回路１１１及び第２オートゼロ回路１１２を含み、夫々、補償信号をサンプリングするゼロフェーズと、補償信号により入力オフセット電圧をキャンセルした状態で演算増幅器１８１に出力信号を増幅させる増幅フェーズとで動作し、第１オートゼロ回路が増幅フェーズで動作し、第２オートゼロ回路がゼロフェーズで動作する第１モードと、第１オートゼロ回路がゼロフェーズで動作し、第２オートゼロ回路が増幅フェーズで動作する第２モードとに切り替わる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
センサ回路からの出力信号を増幅するためのセンサ増幅回路であって、
前記出力信号を増幅する演算増幅器と、
前記演算増幅器の入力オフセット電圧を低減させるオフセット補償回路とを備え、
前記オフセット補償回路は、第１オートゼロ回路および第２オートゼロ回路を含み、
前記第１オートゼロ回路および前記第２オートゼロ回路の各々は、前記入力オフセット電圧をキャンセルするための補償信号をサンプリングするゼロフェーズと、前記補償信号により前記入力オフセット電圧をキャンセルした状態で前記演算増幅器に前記出力信号を増幅させる増幅フェーズとで動作するように構成され、
前記オフセット補償回路は、前記第１オートゼロ回路が前記増幅フェーズで動作し、前記第２オートゼロ回路が前記ゼロフェーズで動作する第１モードと、前記第１オートゼロ回路が前記ゼロフェーズで動作し、前記第２オートゼロ回路が前記増幅フェーズで動作する第２モードとに切り替わるように構成される、センサ増幅回路。
前記出力信号を増幅する演算増幅器と、
前記演算増幅器の入力オフセット電圧を低減させるオフセット補償回路とを備え、
前記オフセット補償回路は、第１オートゼロ回路および第２オートゼロ回路を含み、
前記第１オートゼロ回路および前記第２オートゼロ回路の各々は、前記入力オフセット電圧をキャンセルするための補償信号をサンプリングするゼロフェーズと、前記補償信号により前記入力オフセット電圧をキャンセルした状態で前記演算増幅器に前記出力信号を増幅させる増幅フェーズとで動作するように構成され、
前記オフセット補償回路は、前記第１オートゼロ回路が前記増幅フェーズで動作し、前記第２オートゼロ回路が前記ゼロフェーズで動作する第１モードと、前記第１オートゼロ回路が前記ゼロフェーズで動作し、前記第２オートゼロ回路が前記増幅フェーズで動作する第２モードとに切り替わるように構成される、センサ増幅回路。
【請求項2】
前記第１オートゼロ回路および前記第２オートゼロ回路の各々は、電流フィードバック計装増幅回路（Current Feedback Instrumentation Amplifier：ＣＦＩＡ）で構成されている、請求項１に記載のセンサ増幅回路。
【請求項3】
前記電流フィードバック計装増幅回路は、
複数の電流出力アンプ（Operational Transconductance Amplifier：ＯＴＡ）と、
前記補償信号をサンプリングするためのキャパシタとを含む、請求項２に記載のセンサ増幅回路。
複数の電流出力アンプ（Operational Transconductance Amplifier：ＯＴＡ）と、
前記補償信号をサンプリングするためのキャパシタとを含む、請求項２に記載のセンサ増幅回路。
【請求項4】
温度の影響を受けて変動する前記センサ回路の感度を補償する感度温度特性補償回路と、
温度の影響を受けて変動する前記センサ回路の入力オフセット電圧を補償するオフセット温度特性補償回路と、
前記センサ回路の利得を補償する利得補償回路と、
前記センサ回路から出力される信号の非線形歪みを補償するリニアリティ補償回路とをさらに備える、請求項１または請求項２に記載のセンサ増幅回路。
温度の影響を受けて変動する前記センサ回路の入力オフセット電圧を補償するオフセット温度特性補償回路と、
前記センサ回路の利得を補償する利得補償回路と、
前記センサ回路から出力される信号の非線形歪みを補償するリニアリティ補償回路とをさらに備える、請求項１または請求項２に記載のセンサ増幅回路。
【請求項5】
前記センサ回路には、４つのセンサ素子がブリッジ接続されており、
前記演算増幅器は、前記センサ回路からの一対の出力信号の差電圧を増幅する、請求項１または請求項２に記載のセンサ増幅回路。
前記演算増幅器は、前記センサ回路からの一対の出力信号の差電圧を増幅する、請求項１または請求項２に記載のセンサ増幅回路。
【請求項6】
前記センサ回路は、磁気センサ素子を含み、
前記磁気センサ素子は、トンネル型磁気抵抗（Tunneling Magneto-Resistive：ＴＭＲ）素子により構成される、請求項１または請求項２に記載のセンサ増幅回路。
前記磁気センサ素子は、トンネル型磁気抵抗（Tunneling Magneto-Resistive：ＴＭＲ）素子により構成される、請求項１または請求項２に記載のセンサ増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、センサ増幅回路に関し、より特定的には、センサ増幅回路におけるオフセット補償の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
センサ増幅回路の入力オフセット電圧を補償するための回路として、オートゼロ(Auto Zero）回路が知られている。オートゼロ(Auto Zero）回路を利用することによって、センサ増幅回路の入力オフセット電圧を低減させることができる。
【0003】
特開平６－８５６６９号公報（特許文献１）には、オートゼロ回路の一例が示されている。特開平６－８５６６９号公報に記載のオートゼロ回路は、信号入力端子に向かう第１経路と、アースに向かう第２経路と、第１経路と第２経路と間で、アンプの入力側に接続する経路を切り替えるためのスイッチを備える。このオートゼロ回路は、アンプの入力側に接続する経路を第１経路と第２経路とに切り替えることを繰り返しつつ、入力電圧とアース電圧の差を測定値として出力することにより、オフセット補償を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平６－８５６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
一般に、オートゼロ回路は、増幅回路の入力オフセット電圧を低減させるために、入力オフセット電圧を測定するオートゼロフェーズと、アンプとして動作する増幅フェーズとを有する。オート回路は、増幅フェーズにおいては信号を増幅することができるが、オートゼロフェーズにおいては信号を増幅することができない。したがって、オートゼロフェーズにおいては、増幅回路から信号が出力されない状態となる。この状態においては、センサ回路から出力されている信号がセンサ増幅回路で途絶えてしまう。
【0006】
磁気センサなどのセンサ素子を用いたセンサ回路は、たとえば、電気自動車（Electric Vehicle：ＥＶ）あるいはハイブリッド車両（Hybrid Vehicle：ＨＶ）などの電動車両における電流センサとして用いられることがある。たとえば、このような用途においては、車両の操作性および安全性の観点から、センサ信号に追従して、途切れることなく、信号を出力できるセンサ増幅回路が必要とされる。しかしながら、従来のオートゼロ回路に関する技術では、そのようなセンサ増幅回路を提供することができなかった。
【0007】
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、オートゼロ回路に関する技術を利用したオフセット補償を実現しつつも、センサ信号を途切れることなく出力可能なセンサ増幅回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示に係るセンサ増幅回路は、センサ回路からの出力信号を増幅するためのセンサ増幅回路であって、出力信号を増幅する演算増幅器と、演算増幅器の入力オフセット電圧を低減させるオフセット補償回路とを備え、オフセット補償回路は、第１オートゼロ回路および第２オートゼロ回路を含み、第１オートゼロ回路および第２オートゼロ回路の各々は、入力オフセット電圧をキャンセルするための補償信号をサンプリングするゼロフェーズと、補償信号により入力オフセット電圧をキャンセルした状態で演算増幅器に出力信号を増幅させる増幅フェーズとで動作するように構成され、オフセット補償回路は、第１オートゼロ回路が増幅フェーズで動作し、第２オートゼロ回路がゼロフェーズで動作する第１モードと、第１オートゼロ回路がゼロフェーズで動作し、第２オートゼロ回路が増幅フェーズで動作する第２モードとに切り替わるように構成される。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、オートゼロ回路に関する技術を利用したオフセット補償を実現しつつも、センサ信号を途切れることなく出力可能なセンサ増幅回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】センサ増幅回路１００を用いたセンサシステム１０の概略構成図である。
【図2】１組のオートゼロ回路１１１，１１２で構成されたオフセット補償回路１１０の具体例を説明するための図である。
【図4】オートゼロ回路１１１，１１２のスイッチ動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図5】オフセット補償回路１１０の第１モードおよび第２モードを説明するための図である。
【図6】入力端子Ｔ１，Ｔ２への入力信号の一例を示す図である。
【図7】オートゼロ回路１１１から出力される信号の一例を示す図である。
【図8】オートゼロ回路１１２から出力される信号の一例を示す図である。
【図9】オフセット補償回路１１０から出力される信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0012】
【0013】
センサ回路５０は、４つのセンサ素子５１～５４がブリッジ接続された構成を有している。センサ素子５１～５４の各々は、検出される磁界に応じて抵抗値が変化する磁気センサである。センサ素子５１～５４の各々は、たとえば、トンネル型磁気抵抗（ＴＭＲ）素子である。なお、検出される物理量に応じて抵抗値が変化する素子であれば、他の抵抗素子をセンサ素子５１～５４として用いてもよい。
【0014】
センサ素子５１，５２は、一対の電源端子５ａ，５ｂの間に直列に接続されている。また、センサ素子５３，５４も、一対の電源端子５ａ，５ｂの間に直列に接続されている。センサ回路５０は、電源端子５ａ，５ｂに所定の電圧が印加されることによって動作し、検出された磁界に応じて、一対の信号出力端子５ｃ，５ｄに電圧差を生じさせる。信号出力端子５ｃは、センサ素子５１とセンサ素子５２との接続ノードであり、信号出力端子５ｄは、センサ素子５３とセンサ素子５４との接続ノードである。
【0015】
信号出力端子５ｃ，５ｄは、センサ増幅回路１００の入力端子Ｔ１，Ｔ２にそれぞれ接続される。すなわち、センサ回路５０の一対の出力信号の差電圧は、センサ増幅回路１００の入力として与えられる。以下、センサ回路５０から出力される信号を「センサ信号」とも称する。
【0016】
センサ増幅回路１００は、たとえば、集積回路(ＩＣ：Integrated Circuit)により構成される。センサ増幅回路１００は、入力端子Ｔ１，Ｔ２に加えて、出力端子Ｔ３と、オフセット補償回路１１０と、演算増幅器１８１と、増幅器１８２と、バッファ１８３と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、可変抵抗Ｒ３とを備える。演算増幅器１８１は、センサ回路５からの出力信号を増幅する演算増幅器の一例である。
【0017】
オフセット補償回路１１０は、計装アンプにより構成される。オフセット補償回路１１０は、入力端子Ｔ１，Ｔ２と、演算増幅器１８１の入力端子との間に配置されている。オフセット補償回路１１０は、センサ増幅回路１００に生じる直流動作点のズレを補償するためのオフセット補償を行う。センサ増幅回路１００に生じる直流動作点のズレとは、センサ増幅回路１００自体が有する入力オフセット電圧である。
【0018】
オフセット補償回路１１０により、センサ増幅回路１００自体が有する入力オフセット電圧が補償される。しかしながら、センサシステム全体で考えた場合、センサ回路５０に関する補償機能も必要とされる。
【0019】
センサ回路５０は、たとえば、車載用の電流センサとして用いられる。センサ回路５０がインバーターやＢＭＳ（Battery Motor System）の電流を検知するデバイスとして用いられる場合、センサ回路５０には、高精度なセンシング機能が要求される。しかしながら、個々のセンサ回路５０のデバイス特性にはバラツキが存在する。センサ回路５０のデバイス特性のバラツキを低減するため、センサ増幅回路１００は、オフセット補償回路１１０とは別に、様々な補償機能を備える。以下、その補償機能を含めて、図１に示されるセンサ増幅回路１００の構成を説明する。
【0020】
センサ回路５０の一対の出力信号の差電圧は、入力端子Ｔ１，Ｔ２を介してオフセット補償回路１１０に入力される。入力オフセット電圧は、演算増幅器１８１の入力で発生する。演算増幅器１８１は、センサ回路５０からセンサ信号として入力された差電圧のみならず入力オフセット電圧も増幅する。このため、演算増幅器１８１の出力電圧には、増幅された入力オフセット電圧が誤差として重畳される。オフセット補償回路１１０は、入力オフセット電圧をキャンセルすることにより、その誤差を低減させる。
【0021】
演算増幅器１８１の出力端子は、増幅器１８２の入力端子に接続されている。増幅器１８２の出力端子は、バッファ１８３の入力端子に接続されている。バッファ１８３の出力端子は、センサ増幅回路１００の出力端子Ｔ３に接続されている。
【0022】
演算増幅器１８１の出力端子と、接地電位との間には、電圧Ｖ１が印加される。図示を省略する可変電圧回路によって、電圧Ｖ１の電圧値が調整される。電圧Ｖ１を含む回路によって、オフセット温度特性補償回路１３０が構成される。センサ回路５０は、センサ増幅回路１００と別に入力オフセット電圧を有する。センサ回路５０の入力オフセット電圧は、温度の影響を受けて変動する。オフセット温度特性補償回路１３０は、たとえば、温度センサ（図示省略）の検出値に基づいて電圧Ｖ１を変化させることにより、センサ回路５０の入力オフセット電圧を補償する。
【0023】
電圧Ｖ１の高電位側と、演算増幅器１８１の出力端子との間には、抵抗Ｒ１，Ｒ２が直列接続されている。抵抗Ｒ１，Ｒ２は分圧抵抗として機能する。演算増幅器１８１からの出力信号を分圧した信号は、オフセット補償回路１１０に入力される。
【0024】
抵抗Ｒ１，Ｒ２を含む回路によって、利得補償回路１４０が構成されている。センサ回路５０の感度にはバラつきがある。このため、製造されたセンサ回路５０毎に磁界レンジがバラつく。利得補償回路１４０は、製造された各センサ回路５０の磁界レンジを均一にするため、センサ回路５０の感度を補償する。利得補償回路１４０の抵抗Ｒ１によって、センサ回路５０の感度を補償するための利得が微調整され、抵抗Ｒ２によって、センサ回路５０の感度を補償するための利得が粗調整される。微調整および粗調整のための抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値の比率は、必要に応じて様々に調整され得る。
【0025】
増幅器１８２の出力端子と入力端子との間には、可変抵抗Ｒ３を含む帰還回路が構成されている。可変抵抗Ｒ３を含む帰還回路により、リニアリティ補償回路１５０が構成される。リニアリティ補償回路１５０は、センサ信号の非線形歪みを補償する。なお、リニアリティ補償回路１５０の位置と、利得補償回路１４０の位置とを入れ替えてもよい。要するに、センサ増幅回路１００全体として、必要なリニアリティ補償および利得補償が実行されるのであれば、リニアリティ補償回路１５０および利得補償回路１４０が配置される箇所は、図１に示される箇所に限られない。
【0026】
センサ増幅回路１００は、感度温度特性補償回路１２０をさらに備える。感度温度特性補償回路１２０は、センサ回路５０に接続されている。感度温度特性補償回路１２０は、温度の影響を受けて変動するセンサ素子５１～５４の感度を補償する。
【0027】
センサ回路５０からセンサ増幅回路１００の入力端子Ｔ１，Ｔ２に入力されたセンサ信号は、オフセット補償回路１１０、演算増幅器１８１、増幅器１８２、およびバッファ１８３を経て、増幅信号としてセンサ増幅回路１００の出力端子Ｔ３から出力される。
【0028】
演算増幅器１８１、およびオフセット補償回路１１０に含まれる演算増幅器１９１，１９２を、１つの演算増幅器とみなすことができる。この場合、その演算増幅器に抵抗Ｒ１，Ｒ２の信号がフィードバックされていることになる。したがって、その演算増幅器と、抵抗Ｒ１，Ｒ２の信号をフィードバックさせる経路とにより、１つの非反転増幅回路が構成される。この非反転増幅回路は、オフセット補償回路１１０によりオフセット補償をしつつ、Ｒ１，Ｒ２の比率で定められる増幅度に応じてセンサ信号を増幅する。
【0029】
オフセット補償回路１１０は、１組のオートゼロ回路を含んで構成される。１組のオートゼロ回路は、入力端子Ｔ１，Ｔ２と演算増幅器１８１との間に並列接続されている。図１では、１組のオートゼロ回路が、演算増幅器１９１，１９２、４つのスイッチＳＷＡ、および４つのスイッチＳＷＢによって概念的に表されている。演算増幅器１９１および４つのスイッチＳＷＡにより一方のオートゼロ回路が構成され、演算増幅器１９２および４つのスイッチＳＷＢにより他方のオートゼロ回路が構成される。
【0030】
オートゼロ回路は、ゼロフェーズと増幅フェーズとの２つの動作フェーズを有する。オートゼロ回路は、ゼロフェーズと増幅フェーズとに動作フェーズを交互に切り替えて動作する。ゼロフェーズでは、入力オフセット電圧が測定される。増幅フェーズでは、入力オフセット電圧がキャンセルされた状態でセンサ信号が増幅される。ゼロフェーズにおいては、入力および出力共に他の回路からオートゼロ回路が切り離された状態となる。このため、ゼロフェーズでは、センサ信号を増幅することができない。このように、オートゼロ回路のオフセット補償は、離散的に実行される。
【0031】
仮に、オフセット補償回路１１０を１つのオートゼロ回路で構成すると、ゼロフェーズでは、センサ回路５０からのセンサ信号がセンサ増幅回路１００内で途切れる。このことは、センサ信号の連続性が重要な局面において、問題を発生させる。
【0032】
そこで、本実施の形態においては、１組のオートゼロ回路によって、オフセット補償回路１１０が構成されている。オフセット補償回路１１０は、４つのスイッチＳＷＡと４つのスイッチＳＷＢとを交互にオンとオフとに切り替える。これにより、１組のオートゼロ回路のうちの一方がゼロフェーズで動作しているとき、他方が増幅フェーズで動作する。このように、オフセット補償回路１１０は、いわば、「Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇ」方式によって、１組のオートゼロ回路を動作させる。
【0033】
演算増幅器１９１は、４つのスイッチＳＷＡがオンのとき、入力端子Ｔ１，Ｔ２および演算増幅器１８１と接続される。このとき、演算増幅器１９１を含んで構成されるオートゼロ回路は、増幅フェーズで動作する。演算増幅器１９１は、４つのスイッチＳＷＡがオフのとき、入力端子Ｔ１，Ｔ２および演算増幅器１８１と切り離される。このとき、演算増幅器１９１を含んで構成されるオートゼロ回路は、ゼロフェーズで動作する。
【0034】
演算増幅器１９２は、４つのスイッチＳＷＢがオンのとき、入力端子Ｔ１，Ｔ２および演算増幅器１８１と接続される。このとき、演算増幅器１９２を含んで構成されるオートゼロ回路は、増幅フェーズで動作する。演算増幅器１９２は、４つのスイッチＳＷＢがオフのとき、入力端子Ｔ１，Ｔ２および演算増幅器１８１と切り離される。このとき、演算増幅器１９２を含んで構成されるオートゼロ回路は、ゼロフェーズで動作する。
【0035】
このように、オフセット補償回路１１０は、４つのスイッチＳＷＡと４つのスイッチＳＷＢとを交互にオンとオフとに切り替えることにより、１組のオートゼロ回路の一方が増幅フェーズで動作しているとき、他方がゼロフェーズで動作するように制御する。オフセット補償回路１１０によれば、連続的に入力されるセンサ信号に対して途切れることなくオフセット補償をしつつ、演算増幅器１８１から増幅信号を出力させることが可能になる。
【0036】
演算増幅器１８１の入力側に代えて、増幅器１８２の入力側にオフセット補償回路１１０を設けることも考えられる。増幅器１８２にも入力オフセット電圧が存在するからである。しかし、増幅器１８２は、演算増幅器１８１に比べると、オフセット補償をする必要性に乏しい。なぜなら、増幅器１８２は、演算増幅器１８１のように信号を大幅に増幅することを目的として設計されているのではなく、リニアリティ補償のために信号の波形を補正することを目的として設計されているからである。
【0037】
増幅器１８２は、信号の波形を補正することを目的として設計されているため、増幅器１８２の増幅率は、演算増幅器１８１の増幅率に比べて極めて低い。したがって、増幅器１８２において入力オフセット電圧が増幅されたとしても、増幅信号に対する入力オフセット電圧の影響は無視できる程度に小さい。バッファ１８３についても同様の理由により、そこにオフセット補償回路１１０を設ける技術的意義は小さい。
【0038】
本実施の形態においては、センサ信号を大幅に増幅することを目的として設計された演算増幅器１８１にオフセット補償回路１１０を設けている。したがって、本実施の形態によれば、入力オフセット電圧によって信号の精度が低下することを効果的に防止することができる。
【0039】
（オフセット補償回路１１０の説明）
次に、図２および図３を用いて、オフセット補償回路１１０の詳細を説明する。図２は、１組のオートゼロ回路１１１，１１２で構成されたオフセット補償回路１１０の具体例を説明するための図である。図３は、図２に示されるオートゼロ回路１１１，１１２の詳細を説明するための図である。
次に、図２および図３を用いて、オフセット補償回路１１０の詳細を説明する。図２は、１組のオートゼロ回路１１１，１１２で構成されたオフセット補償回路１１０の具体例を説明するための図である。図３は、図２に示されるオートゼロ回路１１１，１１２の詳細を説明するための図である。
【0040】
図２に示されるように、オートゼロ回路１１１，１１２は、電流フィードバック計装増幅回路（ＣＦＩＡ: Current Feedback Instrumentation Amplifier）で構成されている。オフセット補償回路１１０は、上記のとおり、「Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇ」方式によって、オートゼロ回路１１１，１１２を動作させる。以下、オートゼロ回路１１１，１１２をまとめて「Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇ回路」と称する場合がある。
【0041】
図３に示されるように、オートゼロ回路１１１，１１２は、共通の電流フィードバック計装増幅回路で構成されており、その電流フィードバック計装増幅回路は、複数の電流出力アンプ（ＯＴＡ: Operational Transconductance Amplifier）１６１～１６３を含んで構成されている。
【0042】
より具体的には、オートゼロ回路１１１，１１２は、電流出力アンプ１６１～１６３と、スイッチＳＷ１ａ～ＳＷ１ｆと、スイッチＳＷ２ａ～ＳＷ２ｆと、キャパシタＣａｚとを含む。以下、スイッチＳＷ１ａ～ＳＷ１ｆを「スイッチＳＷ１」と総称する場合があり、スイッチＳＷ２ａ～ＳＷ２ｆを「スイッチＳＷ２」と総称する場合がある。
【0043】
オートゼロ回路１１１，１１２は、共通の構成を有している。しかしながら、図２に示されるように、演算増幅器１８１への接続形態および利得補償回路１４０への接続形態がオートゼロ回路１１１とオートゼロ回路１１２とで異なる。そこで、はじめに、そのような接続形態を含めてオートゼロ回路１１１の回路構成および回路動作について説明する。
【0044】
（オートゼロ回路１１１の回路構成）
オートゼロ回路１１１において、電流出力アンプ１６１の非反転入力端子とノードＮ１との間にスイッチＳＷ１ａが配置されている。ノードＮ１は、入力端子Ｔ１と接続されている（図２参照）。電流出力アンプ１６１の反転入力端子とノードＮ２との間にスイッチＳＷ１ｂが配置されている。ノードＮ２は、入力端子Ｔ２と接続されている（図２参照）。
オートゼロ回路１１１において、電流出力アンプ１６１の非反転入力端子とノードＮ１との間にスイッチＳＷ１ａが配置されている。ノードＮ１は、入力端子Ｔ１と接続されている（図２参照）。電流出力アンプ１６１の反転入力端子とノードＮ２との間にスイッチＳＷ１ｂが配置されている。ノードＮ２は、入力端子Ｔ２と接続されている（図２参照）。
【0045】
ノードＮ１０とノードＮ１１との間にスイッチＳＷ２ａとスイッチＳＷ２ｂとが直列に配置されている。スイッチＳＷ２ａとスイッチＳＷ２ｂとの間には、参照電圧Ｖｒｅｆが印加されている。ノードＮ１０は電流出力アンプ１６１の非反転入力端子に接続され、ノードＮ１１は電流出力アンプ１６１の反転入力端子に接続されている。
【0046】
電流出力アンプ１６２の非反転入力端子とノードＮ３との間にスイッチＳＷ１ｅが配置されている。ノードＮ３は、オフセット温度特性補償回路１３０を介して、抵抗Ｒ１と接地電位とを接続している（図２参照）。電流出力アンプ１６２の反転入力端子とノードＮ４との間にスイッチＳＷ１ｆが配置されている。ノードＮ４は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とを接続している（図２参照）。
【0047】
ノードＮ１２とノードＮ１３との間にスイッチＳＷ２ｃとスイッチＳＷ２ｄとが直列に配置されている。スイッチＳＷ２ｃとスイッチＳＷ２ｄとの間には、参照電圧Ｖｒｅｆが印加されている。ノードＮ１２は電流出力アンプ１６２の非反転入力端子に接続され、ノードＮ１３は電流出力アンプ１６２の反転入力端子に接続されている（図３参照）。
【0048】
電流出力アンプ１６１の反転出力端子とノードＮ５との間にスイッチＳＷ１ｃが配置されている。ノードＮ５は、演算増幅器１８１の反転入力端子と接続されている（図２参照）。電流出力アンプ１６１の非反転出力端子とノードＮ６との間にＳＷ１ｄが配置されている。ノードＮ６は、演算増幅器１８１の非反転入力端子と接続されている（図３参照）。
【0049】
電流出力アンプ１６２の反転出力端子と電流出力アンプ１６３の反転出力端子とが接続されている。電流出力アンプ１６２の非反転出力端子と電流出力アンプ１６３の非反転出力端子とが接続されている。電流出力アンプ１６２の反転出力端子と電流出力アンプ１６３の反転出力端子とを接続するノードＮ１９は、ノードＮ１６と接続されている。ノードＮ１６は、電流出力アンプ１６１の非反転出力端子と接続されている。電流出力アンプ１６２の非反転出力端子と電流出力アンプ１６３の非反転出力端子とを接続するノードＮ１８は、ノードＮ１４と接続されている。ノードＮ１４は、電流出力アンプ１６１の反転出力端子と接続されている。
【0050】
電流出力アンプ１６３の非反転入力端子と反転入力端子との間には、キャパシタＣａｚが接続されている。キャパシタＣａｚは、ノードＮ２０によって電流出力アンプ１６３の非反転入力端子と接続されている。キャパシタＣａｚは、ノードＮ２１によって電流出力アンプ１６３の反転入力端子と接続されている。ノードＮ２０とノードＮ１７との間にスイッチＳＷ２ｅが配置されている。ノードＮ１７は、ＳＷ１ｄと接続されている。ノードＮ２１とノードＮ１５との間にスイッチＳＷ２ｆが配置されている。ノードＮ１５は、ＳＷ１ｃと接続されている。
【0051】
（オートゼロ回路１１１の回路動作）
次に、オートゼロ回路１１１の回路動作を説明する。オートゼロ回路１１１は、センサ増幅回路１００内において供給される所定のクロック信号に基づいて、スイッチＳＷ１（ＳＷ１ａ～ＳＷ１ｆ）と、スイッチＳＷ２（ＳＷ２ａ～ＳＷ２ｆ）とを交互にオフオンする。
次に、オートゼロ回路１１１の回路動作を説明する。オートゼロ回路１１１は、センサ増幅回路１００内において供給される所定のクロック信号に基づいて、スイッチＳＷ１（ＳＷ１ａ～ＳＷ１ｆ）と、スイッチＳＷ２（ＳＷ２ａ～ＳＷ２ｆ）とを交互にオフオンする。
【0052】
オートゼロ回路１１１は、ＳＷ１がオフし、かつ、ＳＷ２がオンしているとき、入力端子Ｔ１，Ｔ２、演算増幅器１８１、オフセット温度特性補償回路１３０、および利得補償回路１４０を含むすべての他の回路から切り離された状態となる。このとき、オートゼロ回路１１１は、外部からの信号を受け付けることができず、また、外部へ信号を出力することができない。
【0053】
この状態において、オートゼロ回路１１１は、ゼロフェーズで動作する。ゼロフェーズにおいて、オートゼロ回路１１１の入力オフセット電圧がキャパシタＣａｚにチャージされる。これにより、オートゼロ回路１１１の入力オフセット電圧をキャンセルするための補償信号がキャパシタＣａｚにサンプリングされる。
【0054】
オートゼロ回路１１１は、ＳＷ２がオフし、かつ、ＳＷ１がオンしているとき、入力端子Ｔ１，Ｔ２、演算増幅器１８１、オフセット温度特性補償回路１３０、および利得補償回路１４０と接続された状態となる。この状態において、オートゼロ回路１１１は、増幅フェーズで動作する。増幅フェーズでは、入力端子Ｔ１，Ｔ２からのセンサ信号がオートゼロ回路１１１に入力され、センサ信号がオートゼロ回路１１１から出力される。
【0055】
増幅フェーズでは、キャパシタＣａｚにチャージされた電圧とオートゼロ回路１１１の入力オフセット電圧とが相殺される。このため、増幅フェーズでは、入力オフセット電圧の影響を受けていない増幅信号が出力される。このように、オートゼロ回路１１１は、増幅フェーズにおいて、補償信号により入力オフセット電圧をキャンセルした状態で演算増幅器１８１にセンサ信号を増幅させる。
【0056】
（オートゼロ回路１１２の回路構成および回路動作）
以上、図２および図３を参照して、オートゼロ回路１１１について説明した。オートゼロ回路１１２は、図３において括弧書きで示されるように、ＳＷ１ｅと接続されるノードがノードＮ４である点、ＳＷ１ｆと接続されるノードがノードＮ３である点、ＳＷ１ｃと接続されるノードがノードＮ６である点、ＳＷ１ｄと接続されるノードがノードＮ５である点、を除いて、オートゼロ回路１１１と同様の回路構成を有している。そのため、ここでは、これ以上にオートゼロ回路１１２の回路構成を説明しない。
以上、図２および図３を参照して、オートゼロ回路１１１について説明した。オートゼロ回路１１２は、図３において括弧書きで示されるように、ＳＷ１ｅと接続されるノードがノードＮ４である点、ＳＷ１ｆと接続されるノードがノードＮ３である点、ＳＷ１ｃと接続されるノードがノードＮ６である点、ＳＷ１ｄと接続されるノードがノードＮ５である点、を除いて、オートゼロ回路１１１と同様の回路構成を有している。そのため、ここでは、これ以上にオートゼロ回路１１２の回路構成を説明しない。
【0057】
オートゼロ回路１１２は、オートゼロ回路１１１と同様に、所定のクロック信号に基づいて、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とを交互にオフオンする。これにより、オートゼロ回路１１２の動作するフェーズがゼロフェーズと増幅フェーズとに交互に切り替わる。ただし、オートゼロ回路１１２は、オートゼロ回路１１１がゼロフェーズで動作しているときに増幅フェーズで動作し、オートゼロ回路１１１が増幅フェーズで動作しているときにゼロフェーズで動作する。
【0058】
このため、オートゼロ回路１１１，１１２を有するオフセット補償回路１１０は、連続的に入力されるセンサ信号に対して途切れることなくオフセット補償をしつつ、演算増幅器１８１から増幅信号を出力させることが可能になる。
【0059】
なお、オートゼロ回路１１１，１１２のいずれが先にゼロフェーズで動作してもよい。本実施の形態において、オートゼロ回路１１１，１１２の一方がゼロフェーズで動作しているとき、他方が増幅フェーズで動作していればよい。
【0060】
図４は、オートゼロ回路１１１，１１２のスイッチ動作を説明するためのタイミングチャートである。図４に示されるように、オートゼロ回路１１１およびオートゼロ回路１１２において、ＳＷ１とＳＷ２とが交互にオフオンする。特に、オートゼロ回路１１１においてＳＷ１がオフし、かつ、ＳＷ２がオンしているときには、オートゼロ回路１１２においてＳＷ１がオンし、ＳＷ２がオフする。逆に、オートゼロ回路１１１においてＳＷ１がオンし、かつ、ＳＷ２がオフしているときには、オートゼロ回路１１２においてＳＷ１がオフし、ＳＷ２がオンする。
【0061】
これにより、オートゼロ回路１１１，１１２により構成されるＰｉｎｇ－Ｐｏｎｇ回路では、一方のオートゼロ回路が増幅フェーズで動作しつつ、他方のオートゼロ回路がゼロフェーズで動作することが繰り返される。
【0062】
なお、図４に示されるスイッチ動作によってオートゼロ回路１１１，１１２を交互に増幅フェーズとゼロフェーズとに動作させることができれば、ＳＷ１のオンを継続する時間とＳＷ２のオンを継続する時間とを異ならせてもよい。
【0063】
図５は、オフセット補償回路１１０の第１モードおよび第２モードを説明するための図である。図５に示されるように、オフセット補償回路１１０は、第１モードと第２モードとに補償モードを切り替えることができる。第１モードでは、オートゼロ回路１１１が増幅フェーズで動作し、オートゼロ回路１１２がゼロフェーズで動作する。第２モードでは、オートゼロ回路１１１がゼロフェーズで動作し、オートゼロ回路１１２が増幅フェーズで動作する。オフセット補償回路１１０は、第１モードと第２モードとに補償モードを切り替えることを繰り返す。
【0064】
【0065】
図６において、「Ｖｉｎ－」は、入力端子Ｔ１に入力される基準信号を示し、「Ｖｉｎ＋」は、入力端子Ｔ２に入力される信号を示している。本シミュレーションを実行した試験者は、図６に示される信号をセンサ増幅回路１００に入力し、オートゼロ回路１１１およびオートゼロ回路１１２のそれぞれの出力信号を計測した。
【0066】
本シミュレーションにおいて、試験者は、入力端子Ｔ２に１００Ｈｚの信号を入力した。また、オートゼロ回路１１１、１１２のフェーズを切り替えるための信号として、試験者は、１．０ｋＨｚのクロック信号をオートゼロ回路１１１，１１２に入力した。
【0067】
【0068】
図７および図８に示されるように、オートゼロ回路１１１，１１２は、クロック信号によって定まる所定の時間幅Ｔａで、入力信号に対応する増幅信号を出力する状態と、入力信号に対応する増幅信号を出力しない状態とに切り替わる。入力信号に対応する増幅信号が出力される状態は、増幅フェーズに対応する。入力信号に対応する増幅信号が出力されない状態は、ゼロフェーズに対応する。オートゼロ回路１１２は、オートゼロ回路１１１が増幅信号を出力している期間ｔ１～ｔ２において、増幅信号を出力せず、オートゼロ回路１１１が増幅信号を出力しない期間ｔ２～ｔ３において、増幅信号を出力する。
【0069】
図９は、オフセット補償回路１１０から出力される信号の一例を示す図である。図９において、「Ｖｉｎ＋」は、入力端子Ｔ２に入力される信号を示し、「ＯＵＴ」は、オフセット補償回路１１０から出力される信号を示している。オフセット補償回路１１０から出力される信号「ＯＵＴ」は、オートゼロ回路１１１の出力信号とオートゼロ回路１１２の出力信号とを重畳させることによって得られる信号である。
【0070】
図９から理解されるとおり、本シミュレーションにおいては、連続的に入力される「Ｖｉｎ＋」に対して、オフセット補償回路１１０から出力される信号「ＯＵＴ」の連続性が維持されていた。オフセット補償回路１１０に含まれるオートゼロ回路１１１，１１２は、上述のとおり、Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇ方式で動作する。このため、オフセット補償回路１１０からは、図９に示されるように、連続した波形の出力信号が得られる。
【0071】
なお、今回のシミュレーションにおいて、オフセット補償機能を有するセンサ増幅回路１００は、オフセット補償機能を有しないセンサ増幅回路と比較して、オフセットを１／２０以下に低減することができた。
【0072】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、オートゼロ回路に関する技術を利用したオフセット補償を実現しつつも、センサ信号を途切れることなく出力可能なセンサ増幅回路１００を提供することができる。また、本実施の形態によれば、オフセット補償回路１１０、感度温度特性補償回路１２０、オフセット温度特性補償回路１３０、利得補償回路１４０、およびリニアリティ補償回路１５０によって、センサ信号を精度良く増幅することが可能なセンサ増幅回路１００を提供することができる。
【0073】
本実施の形態では、オフセット補償回路１１０がＰｉｎｇ－Ｐｏｎｇ回路で実現される計装アンプで構成されている。これにより、回路のオフセット成分を低減させたセンサ増幅回路１００を提供することができる。また、本実施の形態によれば、オフセット成分の影響が極めて低減された高精度なセンサシステム１０を実現できる。
【0074】
特に、本実施の形態によれば、オフセット補償回路１１０が有するＰｉｎｇ－Ｐｏｎｇ回路構成により、センサ増幅回路１００のオフセット成分を大幅に、かつ、自動的に低減することができる。このため、センサ回路５０を含むセンサシステム１０全体として見たとき、設計者は、センサ回路５０自体が有するオフセット成分のみを考慮してオフセット補償の調整をすればよい。換言すると、設計者は、センサ増幅回路１００のオフセット成分と、センサ回路５０自体のオフセット成分とを組み合せてセンサシステム１０全体のオフセット補償を検討する必要がない。
【0075】
設計者は、センサ回路５０のオフセット成分を測定し、オフセット成分をキャンセルするための設計をしさえすれば、結果的にセンサシステム１０全体のオフセット成分をキャンセルすることができる。このように、本実施の形態によれば、オフセット補償の際の調整範囲を狭くすることができるので、設計者による調整作業を単純化することができる。その結果、本実施の形態によれば、調整コストを低減させることができる。また、追加で必要とされる補償回路には、センサ回路５０のオフセット成分をキャンセル機能のみを設ければよいため、追加で必要とされる補償回路を小型化することができる。
【0076】
（特徴的な構成）
ここで、これまでに説明した実施の形態における特徴的な構成を示す。センサ増幅回路１００は、センサ回路５０からの出力信号を入力する第１入力端子（Ｔ１）および第２入力端子（Ｔ２）と、演算増幅器１８１の出力端子と接地電位との間に直列に接続された第１抵抗（Ｒ１）および第２抵抗（Ｒ２）とを備えている。
ここで、これまでに説明した実施の形態における特徴的な構成を示す。センサ増幅回路１００は、センサ回路５０からの出力信号を入力する第１入力端子（Ｔ１）および第２入力端子（Ｔ２）と、演算増幅器１８１の出力端子と接地電位との間に直列に接続された第１抵抗（Ｒ１）および第２抵抗（Ｒ２）とを備えている。
【0077】
センサ増幅回路１００は、演算増幅器１８１の出力を、接地電位と第１抵抗（Ｒ１）とを接続するノードＮ３からオフセット補償回路１１０に帰還させる第１帰還経路（ノードＮ３～オフセット補償回路１１０へ至る経路）と、演算増幅器１８１の出力を、第１抵抗（Ｒ１）と第２抵抗（Ｒ２）とを接続するノードＮ４からオフセット補償回路１１０に帰還させる第２帰還経路（ノードＮ４～オフセット補償回路１１０に至る経路）とをさらに備えている。
【0078】
電流フィードバック計装増幅回路（１１１，１１２）は、複数の電流出力アンプを含んで構成されている。複数の電流出力アンプは、第１電流出力アンプ１６１と、第２電流出力アンプ１６２と、第３電流出力アンプ１６３とを含む。
【0079】
電流フィードバック計装増幅回路（１１１，１１２）は、第１電流出力アンプ１６１の非反転入力端子と、第１入力端子（Ｔ１）との間に配置される第１スイッチ（ＳＷ１ａ）と、第１電流出力アンプ１６１の反転入力端子と、第２入力端子（Ｔ２）との間に配置される第２スイッチ（ＳＷ１ｂ）と、第１電流出力アンプ１６１の反転出力端子と、演算増幅器１８１の入力側の第１端子（非反転入力端子または反転入力端子）との間に配置される第３スイッチ（ＳＷ１ｃ）と、第１電流出力アンプ１６１の非反転出力端子と、演算増幅器１８１の入力側の第２端子（非反転入力端子または反転入力端子）との間に配置される第４スイッチ（ＳＷ１ｄ）と、第２電流出力アンプ１６２の非反転入力端子と、第１帰還経路および第２帰還経路のうちの一方との間に配置される第５スイッチ（ＳＷ１ｅ）と、第２電流出力アンプの反転入力端子と、第１帰還経路および第２帰還経路のうちの他方との間に配置される第６スイッチ（ＳＷ１ｆ）とを含む。
【0080】
電流フィードバック計装増幅回路（１１１，１１２）は、第１電流出力アンプ１６１の非反転出力端子と第１スイッチ（ＳＷ１ａ）とを接続するノードＮ１０と、第１電流出力アンプ１６１の反転出力端子と第２スイッチ（ＳＷ１ｂ）とを接続するノードＮ１１との間に直列に配置される第７スイッチ（ＳＷ２ａ）および第８スイッチ（ＳＷ２ｂ）と、第２電流出力アンプ１６２の非反転出力端子と第５スイッチ（ＳＷ１ｅ）とを接続するノードＮ１２と、第２電流出力アンプ１６２の反転出力端子と第６スイッチ（ＳＷ１ｆ）とを接続するノードＮ１３との間に直列に配置される第９スイッチ（ＳＷ２ｃ）および第１０スイッチ（ＳＷ２ｄ）と、第３電流出力アンプ１６３の非反転入力端子と、第１電流出力アンプ１６１の非反転出力端子と第４スイッチ（ＳＷ１ｄ）とを接続するノードＮ１７との間に配置される第１１スイッチ（ＳＷ２ｅ）と、第３電流出力アンプ１６３の反転入力端子と、第１電流出力アンプ１６１の反転出力端子と第３スイッチ（ＳＷ１ｃ）とを接続するノードＮ１５との間に配置される第１２スイッチ（ＳＷ２ｆ）とをさらに含む。
【0081】
電流フィードバック計装増幅回路（１１１，１１２）において、第７スイッチ（ＳＷ２ａ）と第８スイッチ（ＳＷ２ｂ）との間、および第９スイッチ（ＳＷ２ｃ）と第１０スイッチ（ＳＷ２ｄ）との間の各々に、参照電圧Ｖｒｅｆが印加される。
【0082】
電流フィードバック計装増幅回路（１１１，１１２）において、第２電流出力アンプ１６２の非反転入力端子と第３電流出力アンプ１６３の非反転入力端子とが接続され、第２電流出力アンプ１６２の反転入力端子と第３電流出力アンプ１６３の反転入力端子とが接続され、第２電流出力アンプ１６２の非反転入力端子と第３電流出力アンプ１６３の非反転入力端子とを接続するノードＮ１８は、第１電流出力アンプ１６１の反転出力端子と第３スイッチ（ＳＷ１ｃ）とを接続するノードＮ１４（Ｎ１５）と接続され、第２電流出力アンプ１６２の反転入力端子と第３電流出力アンプ１６３の反転入力端子とを接続するノードＮ１９は、第１電流出力アンプ１６１の非反転出力端子と第４スイッチ（ＳＷ１ｄ）とを接続するノードＮ１７（Ｎ１６）と接続される。
【0083】
キャパシタＣａｚは、第２電流出力アンプ１６２の非反転入力端子と第１１スイッチ（ＳＷ２ｅ）とを接続するノードＮ２０と、第２電流出力アンプ１６２の反転入力端子と第１２スイッチ（ＳＷ２ｆ）とを接続するノードＮ２１との間に接続される。
【0084】
電流フィードバック計装増幅回路（１１１，１１２）は、第１スイッチ（ＳＷ１ａ）～第６スイッチ（ＳＷ１ｆ）がオフし、前記第７スイッチ（ＳＷ２ａ）～第１２スイッチ（ＳＷ２ｆ）がオンすることにより、ゼロフェーズで動作し、第１スイッチ（ＳＷ１ａ）～第６スイッチ（ＳＷ１ｆ）がオンし、第７スイッチ（ＳＷ２ａ）～第１２スイッチ（ＳＷ２ｆ）がオフすることにより、増幅フェーズで動作する。
【0085】
［態様］
（第１項）一態様に係るセンサ増幅回路は、センサ回路からの出力信号を増幅するためのセンサ増幅回路であって、出力信号を増幅する演算増幅器と、演算増幅器の入力オフセット電圧を低減させるオフセット補償回路とを備え、オフセット補償回路は、第１オートゼロ回路および第２オートゼロ回路を含み、第１オートゼロ回路および第２オートゼロ回路の各々は、入力オフセット電圧をキャンセルするための補償信号をサンプリングするゼロフェーズと、補償信号により入力オフセット電圧をキャンセルした状態で演算増幅器に出力信号を増幅させる増幅フェーズとで動作するように構成され、オフセット補償回路は、第１オートゼロ回路が増幅フェーズで動作し、第２オートゼロ回路がゼロフェーズで動作する第１モードと、第１オートゼロ回路がゼロフェーズで動作し、第２オートゼロ回路が増幅フェーズで動作する第２モードとに切り替わるように構成される。
（第１項）一態様に係るセンサ増幅回路は、センサ回路からの出力信号を増幅するためのセンサ増幅回路であって、出力信号を増幅する演算増幅器と、演算増幅器の入力オフセット電圧を低減させるオフセット補償回路とを備え、オフセット補償回路は、第１オートゼロ回路および第２オートゼロ回路を含み、第１オートゼロ回路および第２オートゼロ回路の各々は、入力オフセット電圧をキャンセルするための補償信号をサンプリングするゼロフェーズと、補償信号により入力オフセット電圧をキャンセルした状態で演算増幅器に出力信号を増幅させる増幅フェーズとで動作するように構成され、オフセット補償回路は、第１オートゼロ回路が増幅フェーズで動作し、第２オートゼロ回路がゼロフェーズで動作する第１モードと、第１オートゼロ回路がゼロフェーズで動作し、第２オートゼロ回路が増幅フェーズで動作する第２モードとに切り替わるように構成される。
【0086】
（第２項）第１項に記載のセンサ増幅回路において、第１オートゼロ回路および第２オートゼロ回路の各々は、電流フィードバック計装増幅回路（Current Feedback Instrumentation Amplifier：ＣＦＩＡ）で構成されている。
【0087】
（第３項）第２項に記載のセンサ増幅回路において、電流フィードバック計装増幅回路は、複数の電流出力アンプ（Operational Transconductance Amplifier：ＯＴＡ）と、補償信号をサンプリングするためのキャパシタとを含む。
【0088】
（第４項）第１項～第３項のいずれか１項に記載のセンサ増幅回路において、温度の影響を受けて変動するセンサ回路の感度を補償する感度温度特性補償回路と、温度の影響を受けて変動するセンサ回路の入力オフセット電圧を補償するオフセット温度特性補償回路と、センサ回路の利得を補償する利得補償回路と、センサ回路から出力される信号の非線形歪みを補償するリニアリティ補償回路とをさらに備える。
【0089】
（第５項）第１項～第４項のいずれか１項に記載のセンサ増幅回路において、センサ回路には、４つのセンサ素子がブリッジ接続されており、演算増幅器は、センサ回路からの一対の出力信号の差電圧を増幅する。
【0090】
（第６項）第１項～第５項のいずれか１項に記載のセンサ増幅回路において、センサ回路は、磁気センサ素子を含み、磁気センサ素子は、トンネル型磁気抵抗（Tunneling Magneto-Resistive：ＴＭＲ）素子により構成される。
【0091】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0092】
５ａ，５ｂ 電源端子、５ｃ，５ｄ 信号出力端子、１０ センサシステム、５０ センサ回路、５１，５２，５３，５４ センサ素子、１００ センサ増幅回路、１１０ オフセット補償回路、１１１，１１２ オートゼロ回路、１２０ 感度温度特性補償回路、１３０ オフセット温度特性補償回路、１４０ 利得補償回路、１５０ リニアリティ補償回路、１６１～１６３ 電流出力アンプ、１８１，１９１，１９２ 演算増幅器、１８２ アンプ、１８３ バッファ、Ｃａｚ キャパシタ、Ｎ１～Ｎ６，Ｎ１０～Ｎ２１ ノード、Ｒ１，Ｒ２ 抵抗、Ｒ３ 可変抵抗、ＳＷＡ，ＳＷＢ，ＳＷ１，ＳＷ１ａ～ＳＷ１ｆ，ＳＷ２，ＳＷ２ａ～ＳＷ２ｆ スイッチ、Ｔ１，Ｔ２ 入力端子、Ｔ３ 出力端子、Ｖ１ 電圧、Ｖｒｅｆ 参照電圧。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】