JP2661607B2 - 差動出力を有する差動増幅器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は差動出力を持つ集積可能な差動増幅器にか
かわる。又、ビデオテープレコーダの読出しヘッドを切
換えるための回路に対する応用に関するものである。

［従来の技術］ 或る種の装置、特に、差動出力を有する増幅器の必要
なビデオテープ・レコーダの読出しヘッドを切換えるた
めの回路では、その増幅器からの直流レベルのまったく
ない出力信号を受信する下流回路（スイッチ）の良好な
運転状態を得る必要がある。他方、大きな差がレベル間
にないか、または少なくともその直流レベル差ができる
だけ小さいことが必要である。そうしたオフセット電圧
は種々な原因を有し、一般的には明確に決定できない。
この問題を解決する通常の方法は、増幅器信号入力上に
直列コンデンサを位置付けすることにあり、このコンデ
ンサはその場合上流回路と増幅器との間に置かれる。コ
ンデンサの目的はかかるオフセットを打消すことにあ
る。しかしながら、オフセットのすべての原因が打ち消
されるわけではない。特に、直流レベルは出力の各々に
現われ、そのレベルは確定できない態様で変動し且つ出
力において増幅される。

実際問題として、従来の差動増幅器は入力信号の直流
成分によりバイアスされる２つのトランジスタを含んで
いる。直列コンデンサがその信号入力で使用されると、
その信号の直流成分が抑制される。その場合、トランジ
スタのベースをバイアスすることが必要である。この目
的を達成するために、基準源が使用されると同時に、抵
抗器がこの基準源と増幅用トランジスタの各々のベース
との間に接続されていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記抵抗器の値は、厳密に同一値の抵抗器を得るのが
不可能であるために、常にばらつきが生じる。そうした
ばらつきに起因したオフセットは増幅器出力において生
じる。このオフセットはその回路によって与えられる利
得によりその出力で増幅される。

他方、トランジスタをバイアスするためには、当然に
若干の雑音が付加されるが、高い値の抵抗器を使用する
必要がある。高い値を持つ抵抗器を用いたときの雑音の
増加を避けるためには、低い値の抵抗器ならびに高い値
のコンデンサが使用される。その場合、かかるコンデン
サの集積により生ずる問題に直面することになる。そこ
で、雑音か集積かのいずれかを選択することが必要とな
る。従って一般には、ハウジングの２つの接続ピンによ
り集積される回路のハウジングに接続される高い値のコ
ンデンサ（ただし、集積されない）を使用する。

解決すべき問題は、その出力間に何等の直流レベル変
動が起きず、集積化され、どのような雑音も付加するこ
となく、しかも２つのハウジング接続ピンの使用が避け
られる差動増幅器を実現することにある。

従って、本発明の目的は、信号入力の直流レベル変動
を補償し、そして雑音を加えることがなく、或る一定レ
ベルにおいて出力直流レベルにおける差をサーボ制御す
ることが可能な回路を含む差動増幅器を供給することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためこの発明は、一方が信号入力
であり他方が基準入力である２つの差動入力と、第１の
低減フイルタが一方の差動出力に接続され、また、第２
の低域フイルタが他方の差動出力に接続されている２つ
の差動出力を有する差動増幅器と、一方の入力では前記
フイルタの１つの出力信号を、他方の入力では他のフイ
ルタの出力信号をそれぞれ受信する２つの入力と１つの
出力とを有する比較器とを含み、その比較器出力は、そ
の入力における直流レベル変動を補償し、そしてその出
力の直流レベル変異を零に近づく値へとサーボ制御する
調整ループを形成するために上記増幅器の基準入力に接
続されている構成を有する。

［作用］ 上記差動増幅器の信号入力として直流レベルの信号が
直接与えられ、従来のように直列コンデンサでブロック
し、バイアス抵抗器を使用しないため、該抵抗器のバラ
ツキによるオフセットの問題が解消される。またコンデ
ンサを使用しないため集積化も容易であり、また、２つ
のハウジング接続ピンの使用も避けることが出来る。

［実施例］ 第１図には、この発明による差動増幅器のブロック図
が示されている。増幅器１は、１つの差動入力A1上で明
確には定まっていない直流レベルの信号T1を受信する。
この信号T1は上流回路（示されていない）から与えら
れ、その図面は本発明を理解するのに必要ないが、その
好ましき実施例は第３図に示されている。増幅器１は２
つの差動出力S1及びS2を持っている。出力S1は低域フイ
ルタ２の入力E1に接続され、出力S2は低域フイルタ３の
入力E2に接続されている。フイルタ２の出力F1は比較器
４の一方の入力C1に接続され、フイルタ３の出力F2は比
較器４の他方の入力C2に接続されている。比較器４の出
力C4は、基準電圧を受信するように設計されている増幅
器１の差動入力A2にじかに接続されるか、または低域フ
イルタ５により間接的に接続される。フイルタ５はその
入力E5において比較器４の出力信号を受信し、その出力
F5は入力A2に接続され、比較器４の雑音を抑制しそして
２つの集積可能なフイルタ２及び３の性能を改善するよ
うに設計されている。

かくして、直流成分を含む信号T1は、従来技術におけ
るように直列コンデンサにより漏波されずに、直流成分
を有する信号を増幅する増幅器１の信号入力にじかに印
加される。この直流レベルは、厳密に同一にはでき得な
い抵抗器を通した増幅器におえる信号の流れにより両出
力上で別々に修正されるので、それら出力の各々上で同
じでない。如上の理由、すなわち、厳密の同じ値の抵抗
器をその比較器内で得るのは不可能であるという理由の
ために異なっている。そうした直流レベルは、出力S1の
直流成分をフイルタ２の出力において、そして出力S2の
直流成分をフイルタ３の出力において得るために、フイ
ルタ２及び３によって漏波される。

かくして、増幅器は入力信号T1の直流成分の変動を保
証し、出力における直流信号の差を零に近づく値へとサ
ーボ制御する調整ループを含んでいる。その調整ループ
は、装置が差動出力S1及びS2間に存在する直流オフセッ
トを打消す傾向を持つように設計されている。

そこで、出力におけるオフセットを減少させる原理
は、そのオフセットを測定して、それを零に近づく値へ
とサーボ制御することにある。

本発明は、差動出力上における直流オフセットを打消
し、非常に低い雑音レベル及び完全な集積適合性を得、
皿に、増幅器を含む集積された回路ハウジングで使用さ
れるピンの数を減らして上述した問題を解決している。

第２図はこの発明によう増幅器の一層詳細な図を示し
ている。トランジスタT1及びT2は、抵抗器R1,R2を通し
て、電流源J1の一端にそれぞれ接続されているエミツタ
を持ち、電流源J1の他端は供給端子Vbに接続されてい
る。トランジスタT1及びT2のコレクタは、抵抗器R3及び
R4を通して、他の供給端子Vaに接続されている。出力S1
は、例えば、トランジスタT2のコレクタと抵抗器R4の１
つの端子との間での接合点であり、他方、出力S2は、例
えば、トランジスタT1コレクタと抵抗器R3の１つの端子
との間での接合点である。

フイルタ２は抵抗器R20及びコンデンサK20により構成
され、フイルタ３は抵抗器R30及びコンデンサK30により
構成されている。出力S2からの信号はフイルタ３の入力
E2に印加される。フイルタ２の出力F1からの信号は比較
器４のトランジスタT5のベースに印加され、フイルタ３
の出力からの信号は比較器４のトランジスタT3のベース
に印加されている。

この比較器は、従来のように、トランジスタT3,T4及
びT5,T6からなるダーリントン回路にて構成されてい
る。トランジスタT4,T6のエミツタは電流源J4の１端に
接続され、その電流源の他端は電圧供給源の電圧Vdに接
続されている。

ダーリントン回路の出力の１つはトランジスタT5及び
T6のコレクタに対応し、そうしたトランジスタのコレク
タ信号はトランジスタT8のベースに印加され、そのエミ
ツタはフイルタ２のコンデンサK20の端子に接続され、
そのコレクタは電圧供給源の電圧Vaに接続されている。
トランジスタT8はそのベースと電圧Vaとの間に接続され
ている抵抗器R6によってバイアスされる。

ダーリントン回路の他の出力はコレクタT3,T4に対応
していて、トランジスタT7のベースに印加される信号を
与え、トランジスタT7はそのベースと電圧供給源の電圧
Vaとの間に接続されている抵抗器R5によりバイアスさ
れ、そのエミツタは比較器出力に対応している。この出
力C4からの信号は増幅器の入力A2に印加されるか、或は
好ましくは図示のように、フイルタ５の入力E5に印加さ
れ、このフイルタの出力F5がその増幅器の入力A2に接続
されている。

フイルタ５は抵抗器R50とコンデンサK50とからなり、
その抵抗器R50は端子E5とF5との間に接続され、コンデ
ンサK50は、基準入力A2にじかに接続されている出力F5
と供給電圧の電圧Vbとの間に接続されている。

例えば、10KHZの低いカットオフ周波数を得たいとす
るならば、コンデンサK20及びK30を20pFに、抵抗R20及
びR30を1MΩに、コンデンサK50を220nFに、１つの抵抗
器を1KΩにすれば良い。コンデンサK50は集積回路の外
部にあるが、電圧Vbとしての接続ピンが回路にすでにあ
るので、１つの接続ピンつまり接合点F5に対応する端子
のみを必要とする。このコンデンサは比較器装置から来
る雑音を接地させる。もしもダーリントン回路のベース
電流が0.1mAの範囲にあって、抵抗器R20及びR30の値の
ばらつきが５％にあるとすると、出力オフセット電圧は
抵抗器R20又はR30の値に５％を掛け合せ、そしてベース
電流を掛け合せた範囲にあり、従って、オフセット電圧
は5mVとなる。

第３図にはこの発明による増幅器の好ましい実施例が
示されている。この実施例は第１図又は第２図に関連し
て開示されたような２つの増幅器を使用しており、そう
した増幅器はビデオテープレコーダの読出しヘッドから
の信号を増幅するために使用されている。２つの読出し
ヘッド（この図には示されていない）は切換えられなけ
ればならない信号T1又はT2を与える。２つのヘッドは直
径方向に対向していてそしてビデオテープレコーダのテ
ープ上に記録されている情報を次々と読む。読出しヘッ
ドはその回転速度に従って一つのヘッドから他のヘッド
へ切換えられることになる。

２つの増幅器10及び20の各々の出力はスイッチ30の入
力に接続されていて、スイッチ30は、その出力M1,,M2
に、増幅器10の出力S1,S2からの信号か、又は増幅器20
の出力S1,S2からの信号のいずれかを与えることにな
る。このスイッチ30により実行される切換えが可能であ
るためには、それら増幅器の各々の出力S1,S2間に現わ
れる変動が小さくなければならない。かくして、この発
明による増幅器は信号T1とT2との間における切換えを実
行する。スイッチ30は、それ自体周知のように、２つの
差動増幅器31及び32と１つのスイッチ33とを含み、スイ
ッチ33はその回路のクロック信号から容易に得られる信
号Ｉと、信号Ｉにより増幅器32か又は増幅器31のいずれ
かに交互に接続される電流源J30とにより制御されるの
で、出力M1及びM2には、増幅器10かの出力信号か又は増
幅器20からの出力信号のいずれかが交互に出力される。

更に、増幅器10の出力S1及びS2間におけるオフセット
と、増幅器20の出力S1及びS2間におけるオフセットと
は、例えば、＋10mV及び8mVというように同じ極性を持
っている。しかしながら、スイッチ入力に存在するオフ
セット差は、2mVというように、極めて小さいのであ
る。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば差動増幅器の入
力側抵抗器のバラツキによるオフセット電流が生ずるこ
とがないため、安定した出力側の直流レベルを得ること
が出来る。

また入力側のコンデンサを使用しないたコンパクトな
集積化が可能であり、さらに２つのハウジング接続ピン
を使用する必要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による増幅器の全体的な構成を示すブ
ロック図、第２図は第１図の増幅器の詳細な内容を示す
回路図、第３図はこの発明による増幅器の好ましい実施
例のブロック図を示す。 １……差動増幅器、2,3……低域フイルタ、４……比較
器、５……RC型低域フイルタ、T1……入力信号

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方が信号入力であり、他方が基準入力で
   ある２つの差動入力と、２つの差動出力とを含む差動増
   幅器において、第１のものが１つの差動出力に接続さ
   れ、第２のものが他の差動出力に接続されている第１及
   び第２の低減フイルタと、１つの入力では上記フイルタ
   の１つからの出力信号を受信し、他の入力では他の上記
   フイルタからの出力信号をそれぞれ受信する２つの入力
   と１つの出力とを持つ１つの比較器とを備え、該比較器
   の出力が、信号の入力に印加される信号の直流レベル変
   動を補償し、その出力の直流レベル差を零に近づくとレ
   ベルへとサーボ制御する調整ループを形成するために上
   記増幅器の基準入力に接続されていることを特徴とする
   差動増幅器。
2. 【請求項２】RC型の１つの低域フイルタが前記比較器出
   力と基準入力との間に置かれていることを特徴とする請
   求項１記載の増幅器。
3. 【請求項３】前記第１及び第２のフイルタはRC型の低域
   アレイにより構成されていることを特徴とする請求項１
   記載の増幅器。
4. 【請求項４】前記増幅器を構成している素子はすべて、
   前記比較器出力と基準入力との間に置かれた前記フイル
   タのコンデンサを除いて集積され、前記コンデンサは基
   準入力と供給端子との間に接続されていることを特徴と
   する請求項１記載の増幅器。
5. 【請求項５】スイッチと、請求項１による２つの差動増
   幅器とを含むビデオテープレコーダの読出しヘッドを切
   換えるための回路において、第１の増幅器は、その信号
   入力で、第１の読出しヘッドからの信号を受信し、第２
   の増幅器は、その信号入力で、第２の読出しヘッドから
   の信号を受信し、前記増幅器の各々の差動出力は、前記
   第１の増幅器からの出力信号か又は前記第２の増幅器か
   らの出力信号のいずれかを与える２つの出力を含む前記
   スイッチの入力に接続されていることを特徴とする回
   路。