JP2000013161A - 可変利得増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 選択できる利得の段階が多い場合でも利得に
比例した出力オフセットが得られオフセット調整を容易
に行うことができる可変利得増幅器を提供することを目
的とする。 【解決手段】 反転入力端子と外部入力端子２３との間
に入力抵抗５５が介装された差動増幅器４０と、差動増
幅器４０の反転入力端子と外部出力端子２４との間に直
列に接続された２個の抵抗器５６，５７と、この抵抗器
５６，５７の第二の端子５６ｂ，５７ｂにぞれぞれ設け
られ差動増幅器４０の出力に応じて帰還抵抗器に電流を
流すとともに外部出力端子２４に帰還抵抗に応じた出力
電圧を発生させる出力電流供給回路５８，５９と、いず
れかの出力電流供給回路を動作させて有効帰還抵抗を切
り換えて増幅度を変更する電流源制御手段５２とを設け
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、利得を段階的に変
える可変利得増幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、増幅器の利得を可変する技術とし
ては、入力抵抗または帰還抵抗をスイッチで選択する可
変利得増幅器（特開平７−３２１５７７号公報）や、並
列に接続された増幅器の中から所望の利得を得ることが
できる増幅器を選択する可変利得増幅器が考えられてき
た。

【０００３】しかし、前者の可変利得増幅器では、利得
を可変にするにはＢｉＣＭＯＳプロセスを用いなければ
ならず、高価になるという問題点があるため、後者の可
変利得増幅器が多く用いられている。この可変利得増幅
器は、バイポーラトランジスタのみで構成されている。

【０００４】ここで、従来の可変利得増幅器として、例
えば、利得の設定が２段階である可変利得増幅器につい
て説明する。この可変利得増幅器は、図５に示すよう
に、第１の増幅器１８または第２の増幅器１９のどちら
か一方を電流源制御手段１７を用いて有効にすることで
利得を２段階に切り換えている。

【０００５】図５に示すように、外部入力端子２３とト
ランジスタ２のベースの間に抵抗値Ｒ１の抵抗器２０、
トランジスタ２のベースとトランジスタ４のベースの間
に抵抗値Ｒ２の抵抗器２１、トランジスタ４のベースと
外部出力端子２４の間に抵抗値Ｒ３の抵抗器２２が接続
されており、トランジスタ１，３のベースは基準電位Ｖ
ｒｅｆ１に接続されている。

【０００６】トランジスタ１，２のエミッタは電流源制
御スイッチ９に、トランジスタ３，４のエミッタは電流
源制御スイッチ１１にそれぞれ共通接続され、電流源制
御スイッチ９，１１は電流源制御手段１７の出力に応じ
てオンオフする。なお、電流源制御スイッチ９，１１
は、常にどちらか一方だけがオン状態になる。

【０００７】トランジスタ１，２および３，４のコレク
タはそれぞれカレントミラー回路５，６に接続され、ま
たトランジスタ１，３のコレクタはそれぞれトランジス
タ７，８のベースにも接続されている。トランジスタ
７，８のエミッタは電源電圧Ｖｃｃに、コレクタは本可
変利得増幅器の外部出力端子２４に接続されている。さ
らにトランジスタ７，８のコレクタは電流源制御スイッ
チ１０，１２に接続されている。

【０００８】電流源制御スイッチ９，１０および１１，
１２はそれぞれ連動して動作し、例えば電流源制御スイ
ッチ９がオンする時には、電流源制御スイッチ１０もオ
ンするため、例えば電流源制御スイッチ９がオンした時
には、電流源１３および１４の働きによって増幅器１８
が有効となって、入力抵抗がＲ１、帰還抵抗が（Ｒ２＋
Ｒ３）、増幅率が−（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ１の増幅器とな
る。また、電流源制御スイッチ１１がオンする時には、
電流源１５および１６の働きによって増幅器１９が有効
となって、入力抵抗が（Ｒ１＋Ｒ２）、帰還抵抗がＲ
３、増幅率が−Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２）の増幅器となる。

【０００９】よって、抵抗器Ｒ１〜Ｒ３を適当な抵抗値
にすることで所望の２段階の利得を設定することがで
き、電流源制御手段１７で電流源制御スイッチ９〜１２
を切替えて第１，第２の増幅器１８，１９のどちらか一
方のみを有効とするように選択することによって、２段
階の利得の中から所望の利得を選択し、増幅器の利得を
変えることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の可
変利得増幅器では、第１の増幅器１８を選択した場合の
出力オフセットＶ１と、第２の増幅器１９を選択した場
合の出力オフセットＶ２には全く相関がない。それはオ
フセットのほとんどが差動対のＶｂｅの相対差に起因し
ており、さらにＶｂｅの相対差は差動対固有の値である
ためである。それゆえ、第１の増幅器１８のトランジス
タ１，２からなる差動対から発生するオフセットと、第
２の増幅器１９のトランジスタ３，４からなる差動対か
ら発生するオフセットは当然異なる。

【００１１】そのため、図５に示すように、異なる差動
対を用いて利得の切り換えを行う場合では、各差動対を
選択した時に固有のオフセットが増幅器の出力に生じる
ことになり、出力オフセットを取り除くようにオフセッ
ト調整を行うことを考えた場合には、利得を変える、つ
まり用いる増幅器を変えるごとにオフセット調整を行う
必要がある。

【００１２】このことは、選択できる利得の数が多くな
ればなるほど、つまり、用いられる増幅器の数が多くな
ればなるほど、オフセット調整に要する時間およびオフ
セット調整を行った結果を格納するメモリが余分に必要
となってしまう。

【００１３】本発明は、かかる問題点に鑑み、選択でき
る利得の段階が多い場合でも利得に比例した出力オフセ
ットが得られオフセット調整を容易に行うことができる
可変利得増幅器を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の可変利得増幅器
は、反転入力端子と非反転入力端子とを有し、一方の入
力端子と外部入力端子との間に入力抵抗が介装された差
動増幅器と、前記差動増幅器の一方の入力端子と外部出
力端子との間に直列に接続された２個の帰還抵抗器と、
前記帰還抵抗器の出力側にそれぞれ設けられ前記差動増
幅器の出力に応じて帰還抵抗器に電流を流すとともに前
記外部出力端子に帰還抵抗に応じた出力電圧を発生させ
る出力電流供給回路と、いずれかの出力電流供給回路を
動作させて有効帰還抵抗を切り換えて増幅度を変更する
電流源制御手段とを設けたものである。

【００１５】本発明によると、選択できる利得の段階が
多い場合でも利得に比例した出力オフセットが得られオ
フセット調整を容易に行うことができる可変利得増幅器
を提供することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、反転入力端子と非反転入力端子とを有し、一方の入
力端子と外部入力端子との間に入力抵抗が介装された差
動増幅器と、前記差動増幅器の一方の入力端子と外部出
力端子との間に直列に接続された２個の帰還抵抗器と、
前記帰還抵抗器の出力側にそれぞれ設けられ前記差動増
幅器の出力に応じて帰還抵抗器に電流を流すとともに前
記外部出力端子に帰還抵抗に応じた出力電圧を発生させ
る出力電流供給回路と、いずれかの出力電流供給回路を
動作させて有効帰還抵抗を切り換えて増幅度を変更する
電流源制御手段とを設けた可変利得増幅器としたもので
あり、増幅器の利得をｎ段階に変えることができ、選択
できる利得の段階が多い場合でも利得に比例した出力オ
フセットが得られオフセット調整を容易に行うことがで
きる。

【００１７】本発明の請求項２に記載の発明は、差動増
幅器の一方の入力端子と外部出力端子との間に直列に接
続された帰還抵抗器が３個以上で、そのときの出力電流
供給回路も同数個で、有効帰還抵抗を切り換えて増幅度
を変更するためにいずれかの出力電流供給回路を動作さ
せる請求項１記載の可変利得増幅器としたものであり、
選択できる利得の段数が多い場合でも、オフセット調整
に要する時間とメモリを大幅に削減することができる。

【００１８】本発明の請求項３に記載の発明は、出力電
流供給回路を、帰還抵抗器の一端と電源電圧側との間に
電流源とこの電流源をオンオフする第１の電流源制御ス
イッチとを介装し、前記差動増幅器の出力側と第１の電
流源制御スイッチとの間にカレントミラー回路とこのカ
レントミラー回路をオンオフする第２の電流源制御スイ
ッチとを介装し、前記第１，第２の電流源制御スイッチ
を連動して制御されるよう構成した請求項１または請求
項２に記載の可変利得増幅器としたものである。

【００１９】本発明の請求項４に記載の発明は、動作さ
せる出力電流供給回路から外部出力端子までの間の帰還
抵抗器を入力抵抗の一部とするようこの外部出力端子に
別の差動増幅器を接続した請求項１記載の可変利得増幅
器としたものであり、帰還抵抗として用いない抵抗器
を、次段の演算増幅器の入力抵抗の一部として用いるこ
とができ、抵抗器を有効活用することができる。

【００２０】本発明の請求項５に記載の発明は、出力電
流供給回路の電流源の電流値を、この出力電流供給回路
が動作したときの差動増幅器の帰還抵抗の大きさに応じ
て設定した請求項１または請求項４に記載の可変利得増
幅器としたものであり、電流源からは増幅器の出力電流
として供給するべき電流だけを流すように電流値を設定
することによって、省電力を図ることができる。

【００２１】以下、本発明の可変利得増幅器を具体的な
実施の形態に基づいて説明する。 （実施の形態１）本発明の実施の形態１の可変利得増幅
器は、図１に示すように、反転入力端子と非反転入力端
子とを有し、一方の入力端子としての反転入力端子と外
部入力端子２３との間に入力抵抗５５が介装された差動
増幅器４０と、差動増幅器４０の反転入力端子と外部出
力端子２４との間に直列に接続された２個の帰還抵抗器
としての抵抗器５６，５７と、抵抗器５６，５７の出力
側としての第二の端子５６ｂ，５７ｂにぞれぞれ設けら
れ差動増幅器４０の出力に応じて帰還抵抗器に電流を流
すとともに外部出力端子２４に帰還抵抗に応じた出力電
圧を発生させる出力電流供給回路５８，５９と、いずれ
かの出力電流供給回路を動作させて有効帰還抵抗を切り
換えて増幅度を変更する電流源制御手段５２とを設けた
ものである。

【００２２】この出力電流供給回路５８は、抵抗器５６
の第二の端子５６ｂと電源電圧Ｖｃｃの側との間に電流
源５０とこの電流源５０をオンオフする第１の電流源制
御スイッチ４６とを介装し、差動増幅器４０の出力側と
第１の電流源制御スイッチ４６との間にカレントミラー
回路５３とこのカレントミラー回路５３をオンオフする
第２の電流源制御スイッチ４７とを介装し、第１の電流
源制御スイッチ４６と第２の電流源制御スイッチ４７と
を連動して制御されるよう構成されている。

【００２３】また、出力電流供給回路５９も同様に、抵
抗器５７の第二の端子５７ｂと電源電圧Ｖｃｃの側との
間に電流源５１とこの電流源５１をオンオフする第１の
電流源制御スイッチ４８とを介装し、差動増幅器４０の
出力側と第１の電流源制御スイッチ４８との間にカレン
トミラー回路５４とこのカレントミラー回路５４をオン
オフする第２の電流源制御スイッチ４９とを介装し、第
１，第２の電流源制御スイッチ４８，４９を連動して制
御されるよう構成されている。

【００２４】この可変利得増幅器の回路構成について、
具体的に説明する。図１に示すように、外部入力端子２
３とトランジスタ４２のベースの間に抵抗値Ｒ４の抵抗
器５５が接続され、トランジスタ４２のベースと外部出
力端子２４の間に抵抗値Ｒ５の抵抗器５６と抵抗値Ｒ６
の抵抗器５７が直列に接続されている。つまり、抵抗器
５６の第一の端子５６ａはトランジスタ４２のベース
と、抵抗器５７の第一の端子５７ａは抵抗器５６の第二
の端子５６ｂと、抵抗器５７の第二の端子５７ｂは外部
出力端子２４とそれぞれ接続されている。トランジスタ
４１のベースは基準電位Ｖｒｅｆ１に接続され、トラン
ジスタ４１，４２のエミッタは電流源Ｉに共通接続され
ている。

【００２５】トランジスタ４１，４２のコレクタはカレ
ントミラー回路４２に接続され、またトランジスタ４１
のコレクタはトランジスタ４４のベースにも接続されて
いる。トランジスタ４４のエミッタは電源電圧Ｖｃｃに
接続され、コレクタは第２の電流源制御スイッチ４７，
４９に接続されている。第２の電流源制御スイッチ４
７，４９は電流源制御手段５２の出力に応じてオンオフ
する。なお、第２の電流源制御スイッチ４７，４９は常
にどちらか一方だけがオン状態になる。

【００２６】さらに、抵抗器５６の第二の端子５６ｂは
第１の電流源制御スイッチ４６とカレントミラー回路５
３に接続され、抵抗器５７の第二の端子５７ｂは第１の
電流源制御スイッチ４８とカレントミラー回路５４に接
続されている。第１の電流源制御スイッチ４６および第
２の電流源制御スイッチ４７または第１の電流源制御ス
イッチ４８および第２の電流源制御スイッチ４９はそれ
ぞれ連動して動作し、例えば第１の電流源制御スイッチ
４６がオンする時には、第２の電流源制御スイッチ４７
もオンする。

【００２７】第１の電流源制御スイッチ４６と第２の電
流源制御スイッチ４７がオンした時には、差動増幅器４
０の出力電流がカレントミラー回路５３に供給されるの
で、第１の電流源制御スイッチ４６に接続された電流源
５０およびカレントミラー回路５３からなる出力電流供
給回路５８によって抵抗器５６に電流が供給され、入力
抵抗がＲ４、帰還抵抗がＲ５、外部入力端子２３から抵
抗器５６の第二の端子５６ｂまでの増幅率が−（Ｒ５／
Ｒ４）となり、外部出力端子２４がハイインピーダンス
であるときは増幅率が−（Ｒ５／Ｒ４）の増幅器とな
る。

【００２８】また、第１の電流源制御スイッチ４８と第
２の電流源制御スイッチ４９がオンする時には、差動増
幅器４０の出力電流がカレントミラー回路５４に供給さ
れるので、第１の電流源制御スイッチ４８に接続された
電流源５１およびカレントミラー回路５４からなる出力
電流供給回路５９によって２個の抵抗器５６，５７に電
流が供給され、入力抵抗がＲ４、帰還抵抗が（Ｒ５＋Ｒ
６）、増幅率が−（Ｒ５＋Ｒ６）／Ｒ４の増幅器とな
る。

【００２９】このように構成したため、抵抗器５５の抵
抗値Ｒ４と抵抗器５６の抵抗値Ｒ５と抵抗器５７の抵抗
値Ｒ６を適当な値にすることで、所望の２段階の利得値
を設定することができ、第１，第２の電流源制御スイッ
チ４６，４７または第１，第２の電流源制御スイッチ４
８，４９の何れか一方をオンして帰還抵抗を選択するこ
とによって、２段階の利得の中から所望の利得を選択
し、利得を２段階に変えることができる。

【００３０】また、トランジスタ４１，４２よりなる単
一の差動対を用いて利得を可変にするため、外部出力端
子２４にはトランジスタ４１，４２の差動対のＶｂｅの
相対差から生じるオフセットが利得倍されて出力され
る。つまり、本可変利得増幅器は利得に比例したオフセ
ットを出力することになる。従って、選択できる利得を
２段階に設定した場合でも利得に比例した出力オフセッ
トが得られオフセット調整を容易に行うことができる。

【００３１】この実施の形態１では、帰還抵抗器と出力
電流供給回路とを２個用いて有効帰還抵抗を切り換えて
増幅度を変更しているが、帰還抵抗器を３個以上としそ
のときの出力電流供給回路も同数個として、有効帰還抵
抗を切り換えて増幅度を変更する場合では、３段階以上
の利得値を設定することができ、電流源制御手段で目的
の出力電流供給回路を動作させて帰還抵抗を選択するこ
とによって、３段階以上の利得の中から所望の利得を選
択し、利得を３段階以上に変えることができる。当然の
ことながら、この場合も一対の差動対を用いて利得を可
変にしているため、利得に比例した出力オフセットを得
ることができ、利得を３段階以上に設定した場合であっ
てもオフセット調整を容易に行うことができる。

【００３２】（実施の形態２）本発明の実施の形態２の
可変利得増幅器は、図２に示すように、動作させる出力
電流供給回路から外部出力端子２４までの間の帰還抵抗
器を入力抵抗の一部とするよう前述の実施の形態１の可
変利得増幅器の外部出力端子２４に別の差動増幅器６３
を接続したものである。

【００３３】この実施の形態２の可変利得増幅器につい
て、具体的に説明する。なお、図２において図１と同じ
番号を付した構成要素は同じものを示している。外部出
力端子２４と演算増幅器６２の反転入力端子の間に抵抗
値Ｒ７の抵抗器６０を接続し、演算増幅器６２の反転入
力端子と演算増幅器６２の出力端子の間に抵抗値Ｒ８の
抵抗器６１を接続し、演算増幅器６２の非反転入力端子
を基準電位Ｖｒｅｆ２に接続し、演算増幅器６２の出力
端子を出力端子２５に接続している。

【００３４】第１，第２の電流源制御スイッチ４６，４
７がオンした時には、差動増幅器４０の出力電流がカレ
ントミラー回路５３に供給されるので、電流源５０およ
びカレントミラー回路５３からなる出力電流供給回路５
８によって抵抗器５６に電流が供給され、差動増幅器４
０に関しては、入力抵抗がＲ４、帰還抵抗がＲ５、入力
端子２３から抵抗器５６の第二の端子５６ｂまでの増幅
率が−（Ｒ５／Ｒ４）となり、出力端子２４がハイイン
ピーダンスであるときは増幅率が−（Ｒ５／Ｒ４）の増
幅器となる。一方、差動増幅器６３については、入力抵
抗は（Ｒ６＋Ｒ７）、帰還抵抗がＲ８、増幅率が−Ｒ８
／（Ｒ６＋Ｒ７）となる。よって、外部入力端子２３か
ら出力端子２５までの増幅率は（Ｒ５・Ｒ８）／（Ｒ４
・（Ｒ６＋Ｒ７））となる。

【００３５】また、第１，第２の電流源制御スイッチ４
８、４９がオンする時には、差動増幅器４０の出力電流
がカレントミラー回路５４に供給されるので、電流源５
１およびカレントミラー回路５４からなる出力電流供給
回路５９によって２個の抵抗器５６，５７に電流が供給
され、差動増幅器４０に関しては、入力抵抗がＲ４、帰
還抵抗が（Ｒ５＋Ｒ６）、増幅率が−（Ｒ５＋Ｒ６）／
Ｒ４の増幅器となる。一方、増幅器６３については、入
力抵抗がＲ７、帰還抵抗がＲ８、増幅率が−（Ｒ８／Ｒ
７）となる。よって、外部入力端子２３から出力端子２
５までの増幅率は（（Ｒ５＋Ｒ６）・Ｒ８）／（Ｒ４・
Ｒ７）となる。

【００３６】このように構成したため、抵抗器５５〜５
７と抵抗器６０，６１のそれぞれの抵抗値Ｒ４〜Ｒ８を
適当な値にすることで、所望の２段階の利得値を設定で
き、第１，第２の電流源制御スイッチ４６，４７または
第１，第２の電流源制御スイッチ４８，４９の何れか一
方をオンして帰還抵抗を選択することによって、２段階
の利得の中から所望の利得を選択し、差動増幅器４０の
利得を２段階に変えることができる。さらにトランジス
タ４２のベースから外部出力端子２４の間に接続されて
いる抵抗器５６，５７で、差動増幅器４０の帰還抵抗と
して用いられない抵抗器、例えば第１，第２の電流源制
御スイッチ４６，４７がオンしている時の抵抗器５７
を、増幅器６３の入力抵抗の一部として用いることがで
き、トランジスタ４２のベースから外部出力端子２４の
間に接続された抵抗器５６，５７を無駄なく使うことが
できる。

【００３７】この実施の形態２では、帰還抵抗器と出力
電流供給回路とを２個用いて有効帰還抵抗を切り換えて
増幅度を変更しているが、帰還抵抗器を３個以上としそ
のときの出力電流供給回路も同数個として、有効帰還抵
抗を切り換えて増幅度を変更する場合では、利得を３段
階以上に設定した場合であってもオフセット調整を容易
に行うことができる。さらに、差動増幅器の反転入力端
子と出力端子との間に接続した３個以上の抵抗器のうち
で差動増幅器の帰還抵抗として用いられない抵抗器を、
別の差動増幅器の入力抵抗の一部として用いることがで
き、これらの抵抗器を無駄なく使うことができる。

【００３８】（実施の形態３）本発明の実施の形態３の
可変利得増幅器は、図３に示すように、出力電流供給回
路５８の電流源７０の電流値を、この出力電流供給回路
５８が動作したときの差動増幅器４０の帰還抵抗の大き
さに応じて設定し、出力電流供給回路５９の電流源７１
の電流値を、この出力電流供給回路５９が動作したとき
の差動増幅器４０の帰還抵抗の大きさに応じて設定した
ものである。

【００３９】この実施の形態３の可変利得増幅器につい
て、具体的に説明する。なお、図３において図１または
図２と同じ番号を付した構成要素は同じものを示してい
る。電流源７０および電流源７１は、それぞれ電流値Ｉ
ａ、Ｉｂの電流を供給するものである。

【００４０】第１，第２の電流源制御スイッチ４６，４
７がオンする時には、帰還抵抗はＲ５であるので、外部
出力端子２４がハイインピーダンスであるときは増幅率
が−（Ｒ５／Ｒ４）の増幅器となり、このときの出力信
号は、例えば図４（ｂ）に示すような出力レベルとな
る。一方、第１，第２の電流源制御スイッチ４８，４９
がオンする時には、帰還抵抗は（Ｒ５＋Ｒ６）であるの
で、増幅率は−（Ｒ５＋Ｒ６）／Ｒ４となり、図４
（ｃ）に示すように、このときの出力信号は増幅率が−
（Ｒ５／Ｒ４）の場合の出力信号に比べて大きいレベル
となる。当然のことながら帰還抵抗が小さいほど増幅率
は小さくなり、出力信号のレベルは下がる。

【００４１】また、第１，第２の電流源制御スイッチ４
６、４７がオンする時には、抵抗器５７の分だけ差動増
幅器４０の出力抵抗が大きくなるため、出力電流はその
分だけ小さくてよい。

【００４２】よって、電流源７１により供給すべき出力
電流よりも、電流源７０により供給すべき出力電流の方
が小さくて済む。つまり、電流源７０の電流値Ｉａは電
流源７１の電流値Ｉｂよりも小さく、例えばＩａはＩｂ
のＲ５／（Ｒ５＋Ｒ６）倍に設定することができる。

【００４３】さらに、トランジスタ４２のベースと外部
出力端子２４の間に直列に３個以上の抵抗器を接続し、
出力電流供給回路も同数個設けて、３段階の利得を設定
する場合においても、電流源制御スイッチがオンした時
に選択される帰還抵抗が小さい程、その電流源制御スイ
ッチに接続されている電流源の電流値を小さくすること
ができる。

【００４４】このように構成したため、差動増幅器４０
の出力電流として供給すべき電流だけを流すように電流
源７０，７１のそれぞれの電流値Ｉａ，Ｉｂを設定する
ことができ、無駄な電流を省くことができ、省電力化を
図ることができる。

【００４５】この実施の形態３では、前述の実施の形態
１の利得可変増幅器において、出力電流供給回路の電流
源の電流値を、この出力電流供給回路が動作したときの
差動増幅器の帰還抵抗の大きさに応じて設定している
が、前述の実施の形態２の利得可変増幅器において、出
力電流供給回路の電流源の電流値を、この出力電流供給
回路が動作したときの差動増幅器の帰還抵抗の大きさに
応じて設定する場合であっても、同様の効果を有する。

【００４６】なお、各実施の形態では、差動増幅器の一
方の入力端子を反転入力端子としているが、非反転入力
端子とする場合であっても、同様の効果を有する。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明の利得可変増幅器に
よれば、反転入力端子と非反転入力端子とを有し、一方
の入力端子と外部入力端子との間に入力抵抗が介装され
た差動増幅器と、前記差動増幅器の一方の入力端子と外
部出力端子との間に直列に接続された２個の帰還抵抗器
と、前記帰還抵抗器の出力側にそれぞれ設けられ前記差
動増幅器の出力に応じて帰還抵抗器に電流を流すととも
に前記外部出力端子に帰還抵抗に応じた出力電圧を発生
させる出力電流供給回路と、いずれかの出力電流供給回
路を動作させて有効帰還抵抗を切り換えて増幅度を変更
する電流源制御手段とを設けたことにより、差動増幅器
の利得を２段階に変えることができ、利得に比例した出
力オフセットを得ることができる。

【００４８】また、差動増幅器の一方の入力端子と外部
出力端子との間に直列に接続された帰還抵抗器が３個以
上で、そのときの出力電流供給回路も同数個で、有効帰
還抵抗を切り換えて増幅度を変更するためにいずれかの
出力電流供給回路を動作させるよう構成された可変利得
増幅器では、選択できる利得の段数が多い場合でも、オ
フセット調整に要する時間とメモリを大幅に削減するこ
とができる。

【００４９】また、動作させる出力電流供給回路から出
力端子までの間の抵抗器を入力抵抗の一部とするようこ
の出力端子に別の差動増幅器を接続した利得可変増幅器
の場合では、帰還抵抗として用いない抵抗器を、次段の
演算増幅器の入力抵抗の一部として用いることができ、
抵抗器を有効活用することができる。

【００５０】また、出力電流供給回路の電流源の電流値
を、この出力電流供給回路が動作したときの差動増幅器
の帰還抵抗の大きさに応じて設定した利得可変増幅器の
場合では、電流源からは増幅器の出力電流として供給す
るべき電流だけを流すように電流値を設定することによ
って、省電力を図ることができる。

【００５１】また、この可変利得増幅器は、トランジス
タをフルオンさせた状態で用いないので、安定した回路
動作を得ることができる。さらに、この可変利得増幅器
は、ＢｉＣＭＯＳプロセスを必要としないため、安価で
あり、実用上非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の可変利得増幅器を示す
回路図

【図２】本発明の実施の形態２の可変利得増幅器を示す
回路図

【図３】本発明の実施の形態３の可変利得増幅器を示す
回路図

【図４】同実施の形態３の可変利得増幅器の出力信号を
示す波形図

【図５】従来の可変利得増幅器を示す回路図

【符号の説明】

４０ 差動増幅器 ４１、４２ トランジスタ（ＰＮＰ） ４３ カレントミラー回路 ４４ トランジスタ（ＮＰＮ） ４６、４８ 第１の電流源制御スイッチ ４７、４９ 第２の電流源制御スイッチ ５０、５１ 電流源 ５２ 電流源制御手段 ５３、５４ カレントミラー回路 ５５ 抵抗値Ｒ４の抵抗器 ５６ 抵抗値Ｒ５の抵抗器 ５７ 抵抗値Ｒ６の抵抗器 ５８、５９ 出力電流供給回路 ６０ 抵抗値Ｒ７の抵抗器 ６１ 抵抗値Ｒ８の抵抗器 ６２ 演算増幅器 ６３ 差動増幅器 ７０ 電流値Ｉａを供給する電流源 ７１ 電流値Ｉｂを供給する電流源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 秀巳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J040 AA21 AA23 AA25 AA26 BA05 BB01 BB07 BB15 BB21 BB22 BC05 CA11 DA07 EA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反転入力端子と非反転入力端子とを有し、
   一方の入力端子と外部入力端子との間に入力抵抗が介装
   された差動増幅器と、 前記差動増幅器の一方の入力端子と外部出力端子との間
   に直列に接続された２個の帰還抵抗器と、 前記帰還抵抗器の出力側にそれぞれ設けられ前記差動増
   幅器の出力に応じて帰還抵抗器に電流を流すとともに前
   記外部出力端子に帰還抵抗に応じた出力電圧を発生させ
   る出力電流供給回路と、 いずれかの出力電流供給回路を動作させて有効帰還抵抗
   を切り換えて増幅度を変更する電流源制御手段とを設け
   た可変利得増幅器。
2. 【請求項２】差動増幅器の一方の入力端子と外部出力端
   子との間に直列に接続された帰還抵抗器が３個以上で、
   そのときの出力電流供給回路も同数個で、有効帰還抵抗
   を切り換えて増幅度を変更するためにいずれかの出力電
   流供給回路を動作させる請求項１記載の可変利得増幅
   器。
3. 【請求項３】出力電流供給回路を、帰還抵抗器の一端と
   電源電圧側との間に電流源とこの電流源をオンオフする
   第１の電流源制御スイッチとを介装し、前記差動増幅器
   の出力側と第１の電流源制御スイッチとの間にカレント
   ミラー回路とこのカレントミラー回路をオンオフする第
   ２の電流源制御スイッチとを介装し、前記第１，第２の
   電流源制御スイッチを連動して制御されるよう構成した
   請求項１または請求項２に記載の可変利得増幅器。
4. 【請求項４】動作させる出力電流供給回路から外部出力
   端子までの間の帰還抵抗器を入力抵抗の一部とするよう
   この外部出力端子に別の差動増幅器を接続した請求項１
   記載の可変利得増幅器。
5. 【請求項５】出力電流供給回路の電流源の電流値を、こ
   の出力電流供給回路が動作したときの差動増幅器の帰還
   抵抗の大きさに応じて設定した請求項１または請求項４
   に記載の可変利得増幅器。