JP2000151311A - ゲイン制御装置 - Google Patents
ゲイン制御装置Info
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- JP2000151311A JP2000151311A JP10323110A JP32311098A JP2000151311A JP 2000151311 A JP2000151311 A JP 2000151311A JP 10323110 A JP10323110 A JP 10323110A JP 32311098 A JP32311098 A JP 32311098A JP 2000151311 A JP2000151311 A JP 2000151311A
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- gain control
- diodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号をデシベル換算して扱う場合、ゲインの
変化率が直線的であれば、ゲイン調整手段を対数圧縮す
る必要が生じ、調整精度を確保するために、正確に対数
圧縮を行うための高精度なゲイン調整手段や対数圧縮を
与えるための演算手段が必要となる。そこで、高精度な
ゲイン調整手段や対数圧縮を与えるための演算手段が必
要とせずに、簡単で安価な構成で、広範囲にわたって高
精度なゲイン調整を可能にするゲイン制御装置を提供す
る。 【解決手段】 第１の差動回路３１を電流値が異なる第
１および第２の電流源１，２を含んで構成し、第１の差
動回路３１が出力する電流をダイオード１３，１４で電
圧に変換し、ダイオード１３，１４の電位差に応じて第
２の差動回路３４で入力電流のゲインを決定する。これ
によって、ゲイン制御電圧の一定変化によりゲインが一
定比率で変化し、広範囲にわたって高精度なゲイン調整
が可能となる。
変化率が直線的であれば、ゲイン調整手段を対数圧縮す
る必要が生じ、調整精度を確保するために、正確に対数
圧縮を行うための高精度なゲイン調整手段や対数圧縮を
与えるための演算手段が必要となる。そこで、高精度な
ゲイン調整手段や対数圧縮を与えるための演算手段が必
要とせずに、簡単で安価な構成で、広範囲にわたって高
精度なゲイン調整を可能にするゲイン制御装置を提供す
る。 【解決手段】 第１の差動回路３１を電流値が異なる第
１および第２の電流源１，２を含んで構成し、第１の差
動回路３１が出力する電流をダイオード１３，１４で電
圧に変換し、ダイオード１３，１４の電位差に応じて第
２の差動回路３４で入力電流のゲインを決定する。これ
によって、ゲイン制御電圧の一定変化によりゲインが一
定比率で変化し、広範囲にわたって高精度なゲイン調整
が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ミニディ
スク再生装置等に用いられるプリアンプ回路などの電気
回路装置において、入力から出力までのゲインを決定す
るゲイン制御を行うゲイン制御装置に関するものであ
る。
スク再生装置等に用いられるプリアンプ回路などの電気
回路装置において、入力から出力までのゲインを決定す
るゲイン制御を行うゲイン制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ゲイン制御を行う従来例としては、特開
昭６２−２２１２０９号公報「ゲインコントロールアン
プ」に示されるように、制御手段とゲイン設定の関係が
直線的になっているものがあった。
昭６２−２２１２０９号公報「ゲインコントロールアン
プ」に示されるように、制御手段とゲイン設定の関係が
直線的になっているものがあった。
【０００３】図４は従来のゲインコントロールアンプの
構成を示す回路図である。このゲインコントロールアン
プは、図４に示すように、第１の差動増幅回路１００
と、第２の差動増幅回路１０１と、電流電圧変換回路１
０２で構成されている。
構成を示す回路図である。このゲインコントロールアン
プは、図４に示すように、第１の差動増幅回路１００
と、第２の差動増幅回路１０１と、電流電圧変換回路１
０２で構成されている。
【０００４】第１の差動増幅回路１００において、４１
と４２は端子、４３と４４は差動回路を構成するトラン
ジスタ、４５と４６は抵抗、４７は電流値ＩＡの電流
源、４８と４９はダイオードである。
と４２は端子、４３と４４は差動回路を構成するトラン
ジスタ、４５と４６は抵抗、４７は電流値ＩＡの電流
源、４８と４９はダイオードである。
【０００５】また、第２の差動増幅回路１０１におい
て、５０と５１は端子、５２と５３は差動対を構成する
トランジスタ、５４と５５はカレントミラー回路５８を
構成するトランジスタ、５６と５７はカレントミラー回
路５９を構成するトランジスタ、６０と６１はカレント
ミラー回路６２を構成するトランジスタ、６３は電流値
ＩＢが可変の電流源である。
て、５０と５１は端子、５２と５３は差動対を構成する
トランジスタ、５４と５５はカレントミラー回路５８を
構成するトランジスタ、５６と５７はカレントミラー回
路５９を構成するトランジスタ、６０と６１はカレント
ミラー回路６２を構成するトランジスタ、６３は電流値
ＩＢが可変の電流源である。
【０００６】さらに、電流電圧変換回路１０２におい
て、６４は基準電圧源、６５はオペアンプ、６６は抵
抗、６７は端子である。
て、６４は基準電圧源、６５はオペアンプ、６６は抵
抗、６７は端子である。
【０００７】図４に示されるゲインコントロールアンプ
について、以下その動作を図を用いて説明する。まず、
第１の差動増幅回路１００により、端子４１と端子４２
に入力された電圧（Ｖｉとする）は電流に変換され、さ
らにダイオード４８とダイオード４９により対数圧縮さ
れた電圧に変換されて第２の差動増幅回路１０１のトラ
ンジスタ５２とトランジスタ５３のベースに印加され
る。この対数圧縮されたベース電位差により、カレント
ミラー回路５８とカレントミラー回路５９に流れる電流
が対数圧縮されたものとなる。そして、カレントミラー
回路５８の出力電流はカレントミラー回路６２により反
転され、カレントミラー回路５９とカレントミラー回路
６２の出力電流の差が電流電圧変換回路１０２に入力さ
れて、出力電圧Ｖｏが端子６７に出力される。
について、以下その動作を図を用いて説明する。まず、
第１の差動増幅回路１００により、端子４１と端子４２
に入力された電圧（Ｖｉとする）は電流に変換され、さ
らにダイオード４８とダイオード４９により対数圧縮さ
れた電圧に変換されて第２の差動増幅回路１０１のトラ
ンジスタ５２とトランジスタ５３のベースに印加され
る。この対数圧縮されたベース電位差により、カレント
ミラー回路５８とカレントミラー回路５９に流れる電流
が対数圧縮されたものとなる。そして、カレントミラー
回路５８の出力電流はカレントミラー回路６２により反
転され、カレントミラー回路５９とカレントミラー回路
６２の出力電流の差が電流電圧変換回路１０２に入力さ
れて、出力電圧Ｖｏが端子６７に出力される。
【０００８】これらの動作により、抵抗４５と抵抗４６
の抵抗値をＲ、トランジスタ４３とトランジスタ４４の
エミッタ抵抗値をｒとすると、出力電圧Ｖｏは、 Ｖｏ≒（Ｒ／ｒ）＊（ＩＢ／ＩＡ）＊Ｖｉ となり、電流源６３の調整による電流値ＩＢの変化に対
し、出力電圧Ｖｏが直線的に変化する。
の抵抗値をＲ、トランジスタ４３とトランジスタ４４の
エミッタ抵抗値をｒとすると、出力電圧Ｖｏは、 Ｖｏ≒（Ｒ／ｒ）＊（ＩＢ／ＩＡ）＊Ｖｉ となり、電流源６３の調整による電流値ＩＢの変化に対
し、出力電圧Ｖｏが直線的に変化する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の構成を用いた場合、調整に対するゲインの変化率
が直線的となるため、信号をデシベル換算して扱う場
合、ゲイン調整を対数圧縮する必要が生じ、調整精度を
確保する場合、正確に対数圧縮を行うための高精度なゲ
イン調整手段や対数圧縮を与えるための演算手段が必要
となり、構成が複雑であり、制御も複雑であり、集積回
路化する場合等に高価になる。
来例の構成を用いた場合、調整に対するゲインの変化率
が直線的となるため、信号をデシベル換算して扱う場
合、ゲイン調整を対数圧縮する必要が生じ、調整精度を
確保する場合、正確に対数圧縮を行うための高精度なゲ
イン調整手段や対数圧縮を与えるための演算手段が必要
となり、構成が複雑であり、制御も複雑であり、集積回
路化する場合等に高価になる。
【００１０】したがって、本発明の目的は、一定デシベ
ルごとのゲイン調整を行う場合に、高精度なゲイン調整
手段や対数圧縮を与えるための演算手段を必要とせず、
簡単で安価な構成で簡易な制御を行うだけで、高精度な
ゲイン調整を実現できるゲイン制御装置を提供すること
である。
ルごとのゲイン調整を行う場合に、高精度なゲイン調整
手段や対数圧縮を与えるための演算手段を必要とせず、
簡単で安価な構成で簡易な制御を行うだけで、高精度な
ゲイン調整を実現できるゲイン制御装置を提供すること
である。
【００１１】また、本発明の他の目的は、広範囲にわた
って高精度なゲイン調整を実現できるゲイン制御装置を
提供することである。
って高精度なゲイン調整を実現できるゲイン制御装置を
提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、第１の発明のゲイン制御装置は、電流値が異なる第
１および第２の電流源を含んで構成される第１の差動回
路と、第１の差動回路が出力する一対の電流がそれぞれ
入力される第１および第２のダイオードと、第１および
第２のダイオードの電位差を差動入力とし、第１および
第２のダイオードの電位差に応じて入力電流のゲインを
決定する第２の差動回路とを備えている。
に、第１の発明のゲイン制御装置は、電流値が異なる第
１および第２の電流源を含んで構成される第１の差動回
路と、第１の差動回路が出力する一対の電流がそれぞれ
入力される第１および第２のダイオードと、第１および
第２のダイオードの電位差を差動入力とし、第１および
第２のダイオードの電位差に応じて入力電流のゲインを
決定する第２の差動回路とを備えている。
【００１３】第１の発明の構成によれば、第１の差動回
路を電流値が異なる第１および第２の電流源を含んで構
成し、第１の差動回路が出力する電流を第１および第２
のダイオードで電圧に変換し、第１および第２のダイオ
ードの電位差に応じて第２の差動回路で入力電流のゲイ
ンを決定するようにしたので、ゲイン制御電圧の一定の
変化により、ゲインが指数的に変化することになり、し
たがってゲイン制御電圧に対するゲインの変化率が対数
換算で直線的な変化となり、一定デシベルごとのゲイン
調整を行う場合に、高精度なゲイン調整手段や対数圧縮
を与えるための演算手段を必要とせず、簡単で安価な構
成で簡易な制御を行うだけで、高精度なゲイン調整を実
現できる。
路を電流値が異なる第１および第２の電流源を含んで構
成し、第１の差動回路が出力する電流を第１および第２
のダイオードで電圧に変換し、第１および第２のダイオ
ードの電位差に応じて第２の差動回路で入力電流のゲイ
ンを決定するようにしたので、ゲイン制御電圧の一定の
変化により、ゲインが指数的に変化することになり、し
たがってゲイン制御電圧に対するゲインの変化率が対数
換算で直線的な変化となり、一定デシベルごとのゲイン
調整を行う場合に、高精度なゲイン調整手段や対数圧縮
を与えるための演算手段を必要とせず、簡単で安価な構
成で簡易な制御を行うだけで、高精度なゲイン調整を実
現できる。
【００１４】また、第２の発明のゲイン制御装置は、電
流値が異なる第１および第２の電流源を含んで構成され
る第１の差動回路と、第１の差動回路が出力する一対の
電流をそれぞれ所定値倍する電流増幅回路と、電流増幅
回路が出力する一対の電流がそれぞれ入力される第１お
よび第２のダイオードと、第１および第２のダイオード
の電位差を差動入力とし、第１および第２のダイオード
の電位差に応じて入力電流のゲインを決定する第２の差
動回路とを備えている。
流値が異なる第１および第２の電流源を含んで構成され
る第１の差動回路と、第１の差動回路が出力する一対の
電流をそれぞれ所定値倍する電流増幅回路と、電流増幅
回路が出力する一対の電流がそれぞれ入力される第１お
よび第２のダイオードと、第１および第２のダイオード
の電位差を差動入力とし、第１および第２のダイオード
の電位差に応じて入力電流のゲインを決定する第２の差
動回路とを備えている。
【００１５】第２の発明の構成によれば、第１の発明と
同様の作用を有する他、ゲインを決定する電流を電流増
幅回路で増幅することにより、広範囲にわたって高精度
なゲイン調整を実現できる。
同様の作用を有する他、ゲインを決定する電流を電流増
幅回路で増幅することにより、広範囲にわたって高精度
なゲイン調整を実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００１７】図１は、本発明の実施の形態におけるゲイ
ン制御装置の構成を示す回路図である。図１において、
１と２は電流源、３は抵抗、４と５は電圧入力端子であ
る。６と７は電流源１と電流源２と抵抗３とともに第１
の差動回路３１を構成するトランジスタである。８と９
はトランジスタ６のコレクタ電流の流れる方向を反転す
る第１のカレントミラー回路３２を構成するトランジス
タである。１０と１１はトランジスタ７のコレクタ電流
の流れる方向を反転する第２のカレントミラー回路３３
を構成するトランジスタである。
ン制御装置の構成を示す回路図である。図１において、
１と２は電流源、３は抵抗、４と５は電圧入力端子であ
る。６と７は電流源１と電流源２と抵抗３とともに第１
の差動回路３１を構成するトランジスタである。８と９
はトランジスタ６のコレクタ電流の流れる方向を反転す
る第１のカレントミラー回路３２を構成するトランジス
タである。１０と１１はトランジスタ７のコレクタ電流
の流れる方向を反転する第２のカレントミラー回路３３
を構成するトランジスタである。
【００１８】また、１２は電圧源、１３と１４はそれぞ
れトランジスタ９とトランジスタ１１のコレクタ電流に
より電圧源１２が出力する電圧から電圧降下を与える第
１および第２のダイオードである。この例では、第１お
よび第２のダイオードはそれぞれ１個であるが、複数個
であってもよく、その個数は同一である必要はない。
れトランジスタ９とトランジスタ１１のコレクタ電流に
より電圧源１２が出力する電圧から電圧降下を与える第
１および第２のダイオードである。この例では、第１お
よび第２のダイオードはそれぞれ１個であるが、複数個
であってもよく、その個数は同一である必要はない。
【００１９】１５と１６は電流源、１７と１８は、ダイ
オード１３とダイオード１４の電圧をエミッタフォロワ
で出力するトランジスタである。
オード１３とダイオード１４の電圧をエミッタフォロワ
で出力するトランジスタである。
【００２０】さらに、１９と２０はトランジスタ１７と
トランジスタ１８のエミッタ電位により動作する第２の
差動回路３４を構成するトランジスタ、２１は電流入力
端子、２２は電流出力端子である。
トランジスタ１８のエミッタ電位により動作する第２の
差動回路３４を構成するトランジスタ、２１は電流入力
端子、２２は電流出力端子である。
【００２１】まず、電圧入力端子５には第１の差動回路
３１の動作の基準となる基準電圧が入力される。電圧入
力端子４には基準電圧に対して変化し、第１の差動回路
３１が出力する電流を決定させるための電圧が入力され
る。ここで、電圧入力端子４と電圧入力端子５の電位差
をΔＶ、電流源１と電流源２が出力する電流値をそれぞ
れＩ１とＩ２、抵抗３の抵抗値をＲｅ、トランジスタ６
とトランジスタ７のコレクタ電流をそれぞれＩｃ１とＩ
ｃ２、トランジスタ６とトランジスタ７のベース−エミ
ッタ間電圧をそれぞれＶｂｅ１とＶｂｅ２とすると、 Ｉ１＋Ｉ２＝Ｉｃ１＋Ｉｃ２ ΔＶ＝Ｖｂｅ２＋（Ｉｃ２−Ｉ２）＊Ｒｅ−Ｖｂｅ１ の関係が成立する。
３１の動作の基準となる基準電圧が入力される。電圧入
力端子４には基準電圧に対して変化し、第１の差動回路
３１が出力する電流を決定させるための電圧が入力され
る。ここで、電圧入力端子４と電圧入力端子５の電位差
をΔＶ、電流源１と電流源２が出力する電流値をそれぞ
れＩ１とＩ２、抵抗３の抵抗値をＲｅ、トランジスタ６
とトランジスタ７のコレクタ電流をそれぞれＩｃ１とＩ
ｃ２、トランジスタ６とトランジスタ７のベース−エミ
ッタ間電圧をそれぞれＶｂｅ１とＶｂｅ２とすると、 Ｉ１＋Ｉ２＝Ｉｃ１＋Ｉｃ２ ΔＶ＝Ｖｂｅ２＋（Ｉｃ２−Ｉ２）＊Ｒｅ−Ｖｂｅ１ の関係が成立する。
【００２２】したがって、上記の関係から第１の差動回
路３１における電位差ΔＶとコレクタ電流Ｉｃ１および
Ｉｃ２の関係は図２に示すようになる。図２において、
（ａ）はＩ１＝Ｉ２の場合を示し、（ｂ）はＩ１＜Ｉ２
の場合を示す。それぞれの場合で、Ｉｃ１＝Ｉｃ２とな
る電位差ΔＶの値は前述の式より、Ｉ１＝Ｉ２の場合で
ΔＶ＝０、Ｉ１＜Ｉ２の場合でΔＶ＝（Ｉ２−Ｉ１）／
２＊Ｒｅとなる。
路３１における電位差ΔＶとコレクタ電流Ｉｃ１および
Ｉｃ２の関係は図２に示すようになる。図２において、
（ａ）はＩ１＝Ｉ２の場合を示し、（ｂ）はＩ１＜Ｉ２
の場合を示す。それぞれの場合で、Ｉｃ１＝Ｉｃ２とな
る電位差ΔＶの値は前述の式より、Ｉ１＝Ｉ２の場合で
ΔＶ＝０、Ｉ１＜Ｉ２の場合でΔＶ＝（Ｉ２−Ｉ１）／
２＊Ｒｅとなる。
【００２３】図２から明らかなように、Ｉ１＝Ｉ２の場
合、Ｉ１＊ＲｅおよびＩ２＊Ｒｅの範囲において、トラ
ンジスタ６，７のコレクタ電流Ｉｃ１，Ｉｃ２は電位差
ΔＶに比例するが、Ｉ１≠Ｉ２の場合、同範囲において
トランジスタ６とトランジスタ７のコレクタ電流Ｉｃ
１，Ｉｃ２は電位差ΔＶに対して非線形の関係となり、
指数関数的な変化となる。ただし、トランジスタ６とト
ランジスタ７のいずれかのコレクタ電流がＩ１＋Ｉ２に
非常に近くなると、指数関数的な関係からはずれてくる
ので、電圧入力端子４と５に与える電圧は、トランジス
タ６とトランジスタ７のコレクタ電流Ｉｃ１，Ｉｃ２と
電位差ΔＶとが指数関数的な関係を満たす範囲で入力す
ることを条件とする。
合、Ｉ１＊ＲｅおよびＩ２＊Ｒｅの範囲において、トラ
ンジスタ６，７のコレクタ電流Ｉｃ１，Ｉｃ２は電位差
ΔＶに比例するが、Ｉ１≠Ｉ２の場合、同範囲において
トランジスタ６とトランジスタ７のコレクタ電流Ｉｃ
１，Ｉｃ２は電位差ΔＶに対して非線形の関係となり、
指数関数的な変化となる。ただし、トランジスタ６とト
ランジスタ７のいずれかのコレクタ電流がＩ１＋Ｉ２に
非常に近くなると、指数関数的な関係からはずれてくる
ので、電圧入力端子４と５に与える電圧は、トランジス
タ６とトランジスタ７のコレクタ電流Ｉｃ１，Ｉｃ２と
電位差ΔＶとが指数関数的な関係を満たす範囲で入力す
ることを条件とする。
【００２４】以上より、第１の差動回路３１において、
２つの電流源１，２の電流値Ｉ１，Ｉ２を異なる値にす
ることで、第１の差動回路３１を制御する電圧と、第１
の差動回路３１から出力される電流の関係が指数関数的
な関係を持つことになる。
２つの電流源１，２の電流値Ｉ１，Ｉ２を異なる値にす
ることで、第１の差動回路３１を制御する電圧と、第１
の差動回路３１から出力される電流の関係が指数関数的
な関係を持つことになる。
【００２５】そして、トランジスタ６とトランジスタ７
のコレクタ電流Ｉｃ１，Ｉｃ２は、それぞれ第１のカレ
ントミラー回路３２と第２のカレントミラー回路３３と
により電流の向きが反転され、ダイオード１３，１４の
カソードにそれぞれ入力される。この電流値をそれぞれ
Ｉ３，Ｉ４とする。電圧源１２の電位に対するダイオー
ド１３，１４の電圧降下は、それぞれのダイオード１
３，１４に入力される電流、すなわち電流値Ｉ３，Ｉ４
で決定される。
のコレクタ電流Ｉｃ１，Ｉｃ２は、それぞれ第１のカレ
ントミラー回路３２と第２のカレントミラー回路３３と
により電流の向きが反転され、ダイオード１３，１４の
カソードにそれぞれ入力される。この電流値をそれぞれ
Ｉ３，Ｉ４とする。電圧源１２の電位に対するダイオー
ド１３，１４の電圧降下は、それぞれのダイオード１
３，１４に入力される電流、すなわち電流値Ｉ３，Ｉ４
で決定される。
【００２６】つぎに、ダイオード１３，１４の電位と、
第２の差動回路３４により決定される電流入力端子２１
から電流出力端子２２までのゲインとの関係について説
明する。
第２の差動回路３４により決定される電流入力端子２１
から電流出力端子２２までのゲインとの関係について説
明する。
【００２７】まず、ダイオード１３，１４の電圧源１２
からの電圧降下をそれぞれＶｂｅ３，Ｖｂｅ４とする。
そして、ダイオード１３，１４の電位は、トランジスタ
１７とトランジスタ１８と電流源１５と電流源１６で構
成されるエミッタフォロワ回路３５において、トランジ
スタ１７とトランジスタ１８のベースにそれぞれ入力さ
れる。ここで、電流入力端子２１に加えられる電流によ
り変化するトランジスタ１７，１８のベース電流が、ダ
イオード１３，１４の電位差に影響することを、このエ
ミッタフォロワ回路３５により防いでいる。ここで、電
流源１５，１６の電流値は同じものとする。さらに、ト
ランジスタ１９，２０のベース−エミッタ間の電位をそ
れぞれＶｂｅ５，Ｖｂｅ６とする。
からの電圧降下をそれぞれＶｂｅ３，Ｖｂｅ４とする。
そして、ダイオード１３，１４の電位は、トランジスタ
１７とトランジスタ１８と電流源１５と電流源１６で構
成されるエミッタフォロワ回路３５において、トランジ
スタ１７とトランジスタ１８のベースにそれぞれ入力さ
れる。ここで、電流入力端子２１に加えられる電流によ
り変化するトランジスタ１７，１８のベース電流が、ダ
イオード１３，１４の電位差に影響することを、このエ
ミッタフォロワ回路３５により防いでいる。ここで、電
流源１５，１６の電流値は同じものとする。さらに、ト
ランジスタ１９，２０のベース−エミッタ間の電位をそ
れぞれＶｂｅ５，Ｖｂｅ６とする。
【００２８】以上より、電圧降下Ｖｂｅ３，Ｖｂｅ４お
よび電位Ｖｂｅ５，Ｖｂｅ６について、 Ｖｂｅ３−Ｖｂｅ４＝Ｖｂｅ５−Ｖｂｅ６ の関係が成立する。
よび電位Ｖｂｅ５，Ｖｂｅ６について、 Ｖｂｅ３−Ｖｂｅ４＝Ｖｂｅ５−Ｖｂｅ６ の関係が成立する。
【００２９】ここで、ダイオード１３，１４とトランジ
スタ１９，２０の飽和電流が等しく、電流入力端子２１
に与えられる電流をＩｉｎ、電流出力端子２２から流れ
出す電流をＩｏｕｔとすると、電圧降下Ｖｂｅ３は電流
値Ｉ３、電圧降下Ｖｂｅ４は電流値Ｉ４、電位Ｖｂｅ５
は電流値（Ｉｉｎ−Ｉｏｕｔ）、電位Ｖｂｅ６は電流値
Ｉｏｕｔで決定されることから、前式より Ｉ３／Ｉ４＝（Ｉｉｎ−Ｉｏｕｔ）／Ｉｏｕｔ が成立する。
スタ１９，２０の飽和電流が等しく、電流入力端子２１
に与えられる電流をＩｉｎ、電流出力端子２２から流れ
出す電流をＩｏｕｔとすると、電圧降下Ｖｂｅ３は電流
値Ｉ３、電圧降下Ｖｂｅ４は電流値Ｉ４、電位Ｖｂｅ５
は電流値（Ｉｉｎ−Ｉｏｕｔ）、電位Ｖｂｅ６は電流値
Ｉｏｕｔで決定されることから、前式より Ｉ３／Ｉ４＝（Ｉｉｎ−Ｉｏｕｔ）／Ｉｏｕｔ が成立する。
【００３０】以上より、電流入力端子２１から電流出力
端子２２までの電流ゲイン、すなわちＩｏｕｔ／Ｉｉｎ
を求めると、 Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎ＝Ｉ４／（Ｉ３＋Ｉ４） となる。したがって、電流のゲインはＩ４に比例し、Ｉ
３＋Ｉ４に反比例する。ここで、第１のカレントミラー
回路３２と第２のカレントミラー回路３３のミラー比が
１：１であれば、 Ｉ３＋Ｉ４＝Ｉｃ１＋Ｉｃ２＝Ｉ１＋Ｉ２ であり、一定値である。よって、電流のゲインはコレク
タ電流Ｉｃ２に比例し、電圧入力端子４と電圧入力端子
５に与えられる電位差に対し指数関数的に変化すること
になる。
端子２２までの電流ゲイン、すなわちＩｏｕｔ／Ｉｉｎ
を求めると、 Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎ＝Ｉ４／（Ｉ３＋Ｉ４） となる。したがって、電流のゲインはＩ４に比例し、Ｉ
３＋Ｉ４に反比例する。ここで、第１のカレントミラー
回路３２と第２のカレントミラー回路３３のミラー比が
１：１であれば、 Ｉ３＋Ｉ４＝Ｉｃ１＋Ｉｃ２＝Ｉ１＋Ｉ２ であり、一定値である。よって、電流のゲインはコレク
タ電流Ｉｃ２に比例し、電圧入力端子４と電圧入力端子
５に与えられる電位差に対し指数関数的に変化すること
になる。
【００３１】したがって、ゲインをｄＢ換算、すなわち
対数変換すると、図２（ｃ）に示すように、電圧入力端
子４，５に与えられる電位差とｄＢで表わされるゲイン
とは直線的な関係となる。
対数変換すると、図２（ｃ）に示すように、電圧入力端
子４，５に与えられる電位差とｄＢで表わされるゲイン
とは直線的な関係となる。
【００３２】ここで、Ｉ１＝Ｉ２の場合は、図２（ｃ）
に示すように対数的に変化するため、電位差ΔＶに対し
直線的にゲインを変化させる場合は、電位差ΔＶを対数
圧縮するなどの処理が必要となる欠点を有する。
に示すように対数的に変化するため、電位差ΔＶに対し
直線的にゲインを変化させる場合は、電位差ΔＶを対数
圧縮するなどの処理が必要となる欠点を有する。
【００３３】なお、ダイオード１３とダイオード１４の
うちのどちらかを複数個とし、電圧降下Ｖｂｅ３と電圧
降下Ｖｂｅ４の電流に対する変化率が同一でないように
すると、ゲインの制御範囲や変化率を微調整する利点を
得ることができる。
うちのどちらかを複数個とし、電圧降下Ｖｂｅ３と電圧
降下Ｖｂｅ４の電流に対する変化率が同一でないように
すると、ゲインの制御範囲や変化率を微調整する利点を
得ることができる。
【００３４】以上より、本発明の実施の形態によれば、
ゲイン制御電圧の直線的な変化により、ゲインの変化率
を対数変換したときに直線的な変化となるゲイン制御装
置を実現できる。
ゲイン制御電圧の直線的な変化により、ゲインの変化率
を対数変換したときに直線的な変化となるゲイン制御装
置を実現できる。
【００３５】このことは、ゲイン制御電圧が一定値変化
したとき、ゲインは一定比率で変化することを意味す
る。ゲインの変化を決定する電位差ΔＶとしてディジタ
ル・アナログ変換されたアナログ電圧を用いるような場
合、通常のディジタル・アナログ変換では、デジタル設
定値に対してアナログ電圧は直線的に変化するが、この
ような場合でも、デジタル設定値として一定値の変化を
与えることでゲインの変化はｄＢ換算で直線的に変化す
ることになり、ゲインの調整を一定の分解能で行うこと
ができる利点がある。つまり、デジタル設定値に指数関
数的な補正を行う必要が無いので、高分解能であるディ
ジタル・アナログ変換装置を利用する必要がなく、簡単
で安価な装置で、かつ簡易な制御で高精度なゲイン制御
を行うことができる。
したとき、ゲインは一定比率で変化することを意味す
る。ゲインの変化を決定する電位差ΔＶとしてディジタ
ル・アナログ変換されたアナログ電圧を用いるような場
合、通常のディジタル・アナログ変換では、デジタル設
定値に対してアナログ電圧は直線的に変化するが、この
ような場合でも、デジタル設定値として一定値の変化を
与えることでゲインの変化はｄＢ換算で直線的に変化す
ることになり、ゲインの調整を一定の分解能で行うこと
ができる利点がある。つまり、デジタル設定値に指数関
数的な補正を行う必要が無いので、高分解能であるディ
ジタル・アナログ変換装置を利用する必要がなく、簡単
で安価な装置で、かつ簡易な制御で高精度なゲイン制御
を行うことができる。
【００３６】さらに、第１のカレントミラー回路３２と
第２のカレントミラー回路３３のミラー比を異なる設計
にすると、ゲインの可変幅を広げる効果を得ることがで
きる。第１のカレントミラー回路３２のミラー比をＭ１
（Ｍ１＜１とする）、第２のカレントミラー回路３３の
ミラー比をＭ２（Ｍ２＞１）とすると、 Ｍ１＊Ｉｃ１＝Ｍ２＊Ｉｃ２ Ｉｃ１＋Ｉｃ２＝Ｉ１＋Ｉ２ Ｉ３＝Ｍ１＊Ｉｃ１ Ｉ４＝Ｍ２＊Ｉｃ２ であるので、Ｉ３＝Ｉ４となる場合、 ΔＶ＝｛Ｍ１／（Ｍ１＋Ｍ２）＊Ｉ２−Ｍ２／（Ｍ１＋
Ｍ２）＊Ｉ１｝＊Ｒｅ となる。
第２のカレントミラー回路３３のミラー比を異なる設計
にすると、ゲインの可変幅を広げる効果を得ることがで
きる。第１のカレントミラー回路３２のミラー比をＭ１
（Ｍ１＜１とする）、第２のカレントミラー回路３３の
ミラー比をＭ２（Ｍ２＞１）とすると、 Ｍ１＊Ｉｃ１＝Ｍ２＊Ｉｃ２ Ｉｃ１＋Ｉｃ２＝Ｉ１＋Ｉ２ Ｉ３＝Ｍ１＊Ｉｃ１ Ｉ４＝Ｍ２＊Ｉｃ２ であるので、Ｉ３＝Ｉ４となる場合、 ΔＶ＝｛Ｍ１／（Ｍ１＋Ｍ２）＊Ｉ２−Ｍ２／（Ｍ１＋
Ｍ２）＊Ｉ１｝＊Ｒｅ となる。
【００３７】したがって、各電流値は、図３（ａ）に示
す関係となる。電流入力端子２１から電流出力端子２２
までのゲインは、Ｉ４／（Ｉ３＋Ｉ４）で示されること
から、図３（ｂ）に示すようになる。図２（ｃ）の場合
と比較すると、ΔＶに対するゲインの変化を幅広くでき
る効果を得ることができ、可変幅を広く設計したい場合
に有効である。
す関係となる。電流入力端子２１から電流出力端子２２
までのゲインは、Ｉ４／（Ｉ３＋Ｉ４）で示されること
から、図３（ｂ）に示すようになる。図２（ｃ）の場合
と比較すると、ΔＶに対するゲインの変化を幅広くでき
る効果を得ることができ、可変幅を広く設計したい場合
に有効である。
【００３８】なお、図１では第１および第２の差動回路
３１，３４を構成するトランジスタとしてＰＮＰタイプ
を利用した場合を示したが、ＮＰＮタイプを利用した場
合でも同様の効果を得ることができる。特に、第２の差
動回路としてＮＰＮトランジスタを利用すると、電流入
力端子から電流を引き抜く場合のゲイン制御装置を構成
できる。
３１，３４を構成するトランジスタとしてＰＮＰタイプ
を利用した場合を示したが、ＮＰＮタイプを利用した場
合でも同様の効果を得ることができる。特に、第２の差
動回路としてＮＰＮトランジスタを利用すると、電流入
力端子から電流を引き抜く場合のゲイン制御装置を構成
できる。
【００３９】また、電流源１と電流源２と抵抗３で電位
差ΔＶの範囲が決定され、さらに第１のカレントミラー
回路３２と第２のカレントミラー回路３３のミラー比に
よりゲイン可変幅が決定されるが、ともに設計自由度が
高いことも特徴である。
差ΔＶの範囲が決定され、さらに第１のカレントミラー
回路３２と第２のカレントミラー回路３３のミラー比に
よりゲイン可変幅が決定されるが、ともに設計自由度が
高いことも特徴である。
【００４０】
【発明の効果】本発明のゲイン制御装置によれば、第１
の差動回路を電流値が異なる第１および第２の電流源を
含んで構成し、第１の差動回路が出力する電流を第１お
よび第２のダイオードで電圧に変換し、第１および第２
のダイオードの電位差に応じて第２の差動回路で入力電
流のゲインを決定するようにしたので、ゲイン制御電圧
の直線的変化、つまり一定の変化により、ゲインが指数
的に変化することになり、したがってゲイン制御電圧に
対するゲインの変化率が対数換算したとき、すなわちｄ
Ｂ換算したときに直線的な変化となり、一定デシベルご
とのゲイン調整を行う場合に、高精度なゲイン調整手段
や対数圧縮を与えるための演算手段を必要とせず、高精
度なゲイン調整手段や対数圧縮を与えるための演算手段
を必要とせず、簡単で安価な構成で簡易な制御を行うだ
けで、高精度なゲイン調整を実現できるという効果を奏
する。
の差動回路を電流値が異なる第１および第２の電流源を
含んで構成し、第１の差動回路が出力する電流を第１お
よび第２のダイオードで電圧に変換し、第１および第２
のダイオードの電位差に応じて第２の差動回路で入力電
流のゲインを決定するようにしたので、ゲイン制御電圧
の直線的変化、つまり一定の変化により、ゲインが指数
的に変化することになり、したがってゲイン制御電圧に
対するゲインの変化率が対数換算したとき、すなわちｄ
Ｂ換算したときに直線的な変化となり、一定デシベルご
とのゲイン調整を行う場合に、高精度なゲイン調整手段
や対数圧縮を与えるための演算手段を必要とせず、高精
度なゲイン調整手段や対数圧縮を与えるための演算手段
を必要とせず、簡単で安価な構成で簡易な制御を行うだ
けで、高精度なゲイン調整を実現できるという効果を奏
する。
【００４１】また、第２の発明のゲイン制御装置によれ
ば、第１の発明と同様の効果を奏する他、ゲインを決定
する電流を電流増幅回路で増幅することにより、広範囲
にわたって高精度なゲイン調整ができるという効果を奏
する。
ば、第１の発明と同様の効果を奏する他、ゲインを決定
する電流を電流増幅回路で増幅することにより、広範囲
にわたって高精度なゲイン調整ができるという効果を奏
する。
【図１】本発明の実施の形態のゲイン制御装置の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図２】本発明の実施の形態のゲイン制御装置における
入力電圧と電流とゲインの関係を示す第１の特性図であ
る。
入力電圧と電流とゲインの関係を示す第１の特性図であ
る。
【図３】本発明の実施の形態のゲイン制御装置における
入力電圧と電流とゲインの関係を示す第２の特性図であ
る。
入力電圧と電流とゲインの関係を示す第２の特性図であ
る。
【図４】従来のゲインコントロールアンプの構成を示す
回路図である。
回路図である。
１ 電流源 ２ 電流源 ３ 抵抗 ４ 電圧入力端子 ５ 電圧入力端子 ６ トランジスタ ７ トランジスタ ８ トランジスタ ９ トランジスタ １０ トランジスタ １１ トランジスタ １２ 電圧源 １３ トランジスタ １４ トランジスタ １５ 電流源 １６ 電流源 １７ トランジスタ １８ トランジスタ １９ トランジスタ ２０ トランジスタ ２１ 電流入力端子 ２２ 電流出力端子 ３１ 第１の差動回路 ３２ 第１のカレントミラー回路 ３３ 第２のカレントミラー回路 ３４ 第２の差動回路 ３５ エミッタフォロワ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J066 AA01 AA12 CA87 CA98 FA02 HA08 HA19 HA25 KA01 KA05 KA07 KA09 KA27 MA01 MA21 ND01 ND12 ND22 ND23 ND25 PD02 TA02 5J100 AA03 AA24 CA01 CA03 CA07 CA18 CA19 CA20 CA21 DA06 EA02 FA00
Claims (7)
- 【請求項１】 電流値が異なる第１および第２の電流源
を含んで構成される第１の差動回路と、前記第１の差動
回路が出力する一対の電流がそれぞれ入力される第１お
よび第２のダイオードと、前記第１および第２のダイオ
ードの電位差を差動入力とし、前記第１および第２のダ
イオードの電位差に応じて入力電流のゲインを決定する
第２の差動回路とを備えたゲイン制御装置。 - 【請求項２】 第１の差動回路は、第１および第２の電
流源と、前記第１および第２の電流源にそれぞれ直列接
続した第１および第２のトランジスタと、前記第１の電
流源と前記第１のトランジスタの接続点と前記第２の電
流源と前記第２のトランジスタの接続点との間に接続し
た抵抗とからなることを特徴とする請求項１記載のゲイ
ン制御装置。 - 【請求項３】 第１および第２のダイオードは、一方の
電極がそれぞれ電圧源に接続され、他方の電極が第１お
よび第２のカレントミラー回路をそれぞれ介して前記第
１および第２のトランジスタのコレクタに接続されてい
ることを特徴とする請求項２記載のゲイン制御装置。 - 【請求項４】 電流値が異なる第１および第２の電流源
を含んで構成される第１の差動回路と、前記第１の差動
回路が出力する一対の電流をそれぞれ所定値倍する電流
増幅回路と、前記電流増幅回路が出力する一対の電流が
それぞれ入力される第１および第２のダイオードと、前
記第１および第２のダイオードの電位差を差動入力と
し、前記第１および第２のダイオードの電位差に応じて
入力電流のゲインを決定する第２の差動回路とを備えた
ゲイン制御装置。 - 【請求項５】 第１の差動回路は、第１および第２の電
流源と、前記第１および第２の電流源にそれぞれ直列接
続した第１および第２のトランジスタと、前記第１の電
流源と前記第１のトランジスタの接続点と前記第２の電
流源と前記第２のトランジスタの接続点との間に接続し
た抵抗とからなることを特徴とする請求項４記載のゲイ
ン制御装置。 - 【請求項６】 電流増幅回路は、前記第１および第２の
トランジスタのコレクタ電流がそれぞれ入力される第１
および第２のカレントミラー回路からなることを特徴と
する請求項５記載のゲイン制御装置。 - 【請求項７】 第１および第２のダイオードは、それぞ
れ一方の電極がそれぞれ電圧源に接続され、他方の電極
が第１および第２のカレントミラー回路の出力端に接続
されていることを特徴とする請求項６記載のゲイン制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10323110A JP2000151311A (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | ゲイン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10323110A JP2000151311A (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | ゲイン制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000151311A true JP2000151311A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18151200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10323110A Pending JP2000151311A (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | ゲイン制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000151311A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003110373A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Seiko Instruments Inc | 増幅回路 |
| US6639469B2 (en) | 2001-01-23 | 2003-10-28 | Nec Corporation | Variable-gain amplifier circuit |
-
1998
- 1998-11-13 JP JP10323110A patent/JP2000151311A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6639469B2 (en) | 2001-01-23 | 2003-10-28 | Nec Corporation | Variable-gain amplifier circuit |
| JP2003110373A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Seiko Instruments Inc | 増幅回路 |
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