JP2845638B2 - Variable gain circuit - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は可変利得回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable gain circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の可変利得回路は、図2に示される
ように、電圧源14に対応して、増幅器15、抵抗16
〜18、スイッチ19および20を備えており、増幅器
15の出力電圧は、抵抗16、17および18等を介し
て、増幅器15の逆相入力側に帰還される形で構成され
ている。2. Description of the Related Art A conventional variable gain circuit includes an amplifier 15 and a resistor 16 corresponding to a voltage source 14 as shown in FIG.
18 and switches 19 and 20, and the output voltage of the amplifier 15 is configured to be fed back to the negative-phase input side of the amplifier 15 via the resistors 16, 17 and 18.
【0003】図2の従来の可変利得回路において、スイ
ッチ19がONで、スイッチ20がOFFの場合におけ
る電圧利得GV1は、次式にて与えられる。In the conventional variable gain circuit shown in FIG . 2 , the voltage gain GV1 when the switch 19 is ON and the switch 20 is OFF is given by the following equation.
【0004】 GV1=1+R16/R17 (1) また、スイッチ19がOFFで、スイッチ20がONの
場合における電圧利得GV2は、 GV2=1+R16/R18 (2) となる。更に、スイッチ19および20が共にONの場
合における電圧利得GV3は、次式により与えられる。G V1 = 1 + R 16 / R 17 (1) When the switch 19 is off and the switch 20 is on, the voltage gain G V2 is G V2 = 1 + R 16 / R 18 (2). Further, the voltage gain G V3 when both the switches 19 and 20 are ON is given by the following equation.
【0005】 GV3=1+R16・(1/R17+1/R18) (3) 従って、所望の可変利得値を得る場合には、上記の(1)
〜(3) 式を参照して、抵抗16、17および18の抵抗
値を適当に選択して設定すればよい。例えば、これらの
三つの利得GV1、GV2およびGV3を、それぞれ3倍、6
倍および8倍の利得に設定する可変利得回路を実現する
場合には、抵抗16の抵抗値R16を10kΩに設定する
場合、抵抗17および18の抵抗値R17およびR18を、
それぞれ5kΩおよび2kΩに設定すればよい。G V3 = 1 + R 16 · (1 / R 17 + 1 / R 18 ) (3) Therefore, in order to obtain a desired variable gain value, the above (1)
With reference to Equations (3), the resistance values of the resistors 16, 17 and 18 may be appropriately selected and set. For example, these three gains G V1 , G V2 and G V3 are increased by a factor of three,
In order to realize a variable gain circuit that sets the gain to double and octuple, when the resistance value R 16 of the resistor 16 is set to 10 kΩ, the resistance values R 17 and R 18 of the resistors 17 and 18 are set as follows:
It may be set to 5 kΩ and 2 kΩ, respectively.
【0006】一方、使用する増幅器15のGB積を10
MHzとすると、それぞれの可変利得設定時における遮
断周波数fH は、図3に示されるように、3.3MH
z、1.67MHzおよび1.25MHzとなる。ま
た、増幅器15の入力直流オフセット電圧を5mVとす
ると、それぞれの可変利得設定時における出力直流オフ
セット電圧は、それぞれ15mV、30mVおよび40
mVとなる。On the other hand, the GB product of the amplifier 15 used is 10
MHz, the cut-off frequency f H at each variable gain setting is 3.3 MHz, as shown in FIG.
z, 1.67 MHz and 1.25 MHz. Further, assuming that the input DC offset voltage of the amplifier 15 is 5 mV, the output DC offset voltage at each variable gain setting is 15 mV, 30 mV and 40 mV, respectively.
mV.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の可変利
得回路においては、抵抗16、17および18を含む帰
還抵抗値を切替えることにより利得を可変としているた
め、それぞれの可変利得ごとに、遮断周波数特性も変化
することになるため、例えば、ビデオ信号等の広帯域信
号を増幅する場合には使用することができないという欠
点がある。In the above-described conventional variable gain circuit, the gain is made variable by switching the feedback resistance value including the resistors 16, 17 and 18, so that the cutoff frequency is changed for each variable gain. Since the characteristics also change, for example, there is a drawback that it cannot be used when amplifying a wideband signal such as a video signal.
【0008】また、出力オフセット電圧も、それぞれの
可変利得ごとに変動するため、次段回路に直結する回路
構成をとる場合、当該次段回路に対する信号の動作点が
変動してしまうという欠点がある。In addition, since the output offset voltage also changes for each variable gain, when a circuit configuration directly connected to the next-stage circuit is employed, there is a disadvantage that the operating point of a signal to the next-stage circuit changes. .
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の可変利得回路
は、2入力のうち一方の入力端が電圧入力端子に共通接
続され、他方の入力端が所定の基準電圧源に共通接続さ
れるN(2以上の整数)個の2入力1出力の利得選択用
切替回路と、前記所定の基準電圧源にベースが共通接続
され、コレクタが負荷抵抗を介して電源電位に接続され
るとともに電圧出力端子にも接続され、エミッタが第1
の定電流源を介して接地電位に接続されるベース接地ト
ランジスタと、コレクタがそれぞれ電源電位に接続さ
れ、ベースが前記N個の切替回路の内の対応する切替回
路の出力端に対してそれぞれ個別に接続され、エミッタ
がそれぞれ個別の利得設定用抵抗を介して前記ベース接
地トランジスタのエミッタにそれぞれ共通接続されると
ともにエミッタがさらに個別の第2の定電流源を介して
接地電位にそれぞれ接続されるN個のエミッタフォロア
トランジスタとで構成され、前記N個の切替回路による
2 N −1種類の利得切替および前記利得切替に伴う前記
利得設定用抵抗の抵抗値可変により所望の利得に可変し
ても、前記エミッタフォロアトランジスタそれぞれの出
力電圧を前記利得設定用抵抗を介して前記ベース接地ト
ランジスタで増幅することにより電流量一定となる前記
負荷抵抗の電流に応じて遮断周波数および出力オフセッ
ト電圧もそれぞれ一定状態に維持する電流制御手段を有
することを特徴としている。According to the variable gain circuit of the present invention, one of two inputs has a common terminal connected to a voltage input terminal.
The other input is connected to a predetermined reference voltage source.
N (2 or more integer) 2 input 1 output gain selection
The base is commonly connected to the switching circuit and the predetermined reference voltage source
Is also connected to a voltage output terminal with the collector is connected to and supply electricity position through a load resistor, emitter is first
A grounded base preparative <br/> transistor is connected to the ground potential through a constant current source, a collector connected thereto respectively supply potential, and a base corresponding switching among said N SWITCHING circuit each is individually connected to the output terminal of the circuit, before Symbol base contact emitter respectively through the resistor for individual gain setting
It is composed of a N number of emitter follower <br/> transistor connected to the ground potential emitter connection via a separate second constant current source with each of the emitter ground transistor are commonly connected, the N According to the switching circuit
2 N -1 types of gain switching and the above-mentioned gain switching
The desired gain can be changed by changing the value of the gain setting resistor.
However, the output of each of the emitter follower transistors
The input voltage is applied to the grounded base through the gain setting resistor.
The current becomes constant by amplifying with a transistor.
Cutoff frequency and output offset according to the load resistance current
Current control means to maintain the
It is characterized in to Rukoto.
【0010】[0010]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
【0011】図1は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。図1に示されるように、本実施例は、入力端子51
および出力端子52に対応して、トランジスタ1〜3
と、定電流源4〜6と、切替回路7および8と、電源電
圧源9と、基準電圧源10と、抵抗11および12と、
負荷抵抗13とを備えて構成されており、切替回路7お
よび8を介して、3種類の可変利得を選択することので
きる可変利得回路を形成している。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the present embodiment has an input terminal 51.
And transistors 1 to 3 corresponding to the
Constant current sources 4 to 6, switching circuits 7 and 8, power supply voltage source 9, reference voltage source 10, resistors 11 and 12,
The variable gain circuit includes a load resistor 13 and can select three types of variable gains via the switching circuits 7 and 8.
【0012】図1において、切替回路7がa接点側に接
続され、切替回路8がb接点側に接続されている状態に
おいては、トランジスタ1および2を含む差動増幅回路
が形成されるため、入力端子51の入力電圧に対応する
出力端子52の出力電圧の電圧利得GV1は、次式にて与
えられる。In FIG. 1, when the switching circuit 7 is connected to the contact a and the switching circuit 8 is connected to the contact b, a differential amplifier circuit including the transistors 1 and 2 is formed. The voltage gain G V1 of the output voltage of the output terminal 52 corresponding to the input voltage of the input terminal 51 is given by the following equation.
【0013】 GV1=RL /R11 (4) ここに、RL は負荷抵抗13の抵抗値、R11は抵抗11
の抵抗値である。G V1 = R L / R 11 (4) where R L is the resistance value of the load resistor 13 and R 11 is the resistor 11
Is the resistance value.
【0014】次に、切替回路7がb接点側に接続され、
切替回路8がa接点側に接続されている状態において
は、トランジスタ2および3を含む差動増幅回路が形成
されるため、入力端子51の入力電圧に対する出力端子
52の出力電圧の電圧利得GV2は、次式により表わされ
る。 [0014] Next, the switching circuit 7 is connected to the b contact side,
When the switching circuit 8 is connected to the contact a side, a differential amplifier circuit including the transistors 2 and 3 is formed, so that the voltage gain G V2 of the output voltage of the output terminal 52 with respect to the input voltage of the input terminal 51 is provided. Is represented by the following equation.
【0015】 GV2=RL /R12 (5) 上式において、R12は抵抗12の抵抗値である。G V2 = RL / R 12 (5) In the above equation, R 12 is a resistance value of the resistor 12.
【0016】また、切替回路7および8が、共にa接点
側に接続されている状態においては、可変利得は、トラ
ンジスタ2および3による差動増幅回路による利得GV1
と、トランジスタ2および3による差動増幅回路の利得
G2 の和となるので、入力電圧に対する出力電圧の利得
は、次式にて与えられる。When the switching circuits 7 and 8 are both connected to the contact a, the variable gain is equal to the gain G V1 of the differential amplifier circuit including the transistors 2 and 3.
, And the sum of the gain G 2 of the differential amplifier circuit composed of the transistors 2 and 3, the gain of the output voltage with respect to the input voltage is given by the following equation.
【0017】 GV3=RL ・(1/R11+1/R12) (6) 従って、所望の利得を得ようとする場合には、上記の
(4) 〜(6)式を参照して抵抗値RL 、R11およびR12の
値を設定すればよい。例えば、可変利得GV1、GV2およ
びGV3を、それぞれ3倍、6倍および9倍とする場合
に、負荷抵抗13を10kΩに設定するものとすると、
R11=3.3kΩ、R12=1.67kΩに設定すればよ
い。なお、切替回路7および8を、共にb接点側に接続
される場合には、可変利得として0に設定することも可
能である。G V3 = R L · (1 / R 11 + 1 / R 12 ) (6) Therefore, in order to obtain a desired gain,
The values of the resistance values R L , R 11 and R 12 may be set with reference to the equations (4) to (6). For example, when the variable gains G V1 , G V2 and G V3 are respectively tripled, six times and nine times, and the load resistance 13 is set to 10 kΩ,
R 11 may be set to 3.3 kΩ and R 12 may be set to 1.67 kΩ. When the switching circuits 7 and 8 are both connected to the b-contact side, it is possible to set the variable gain to 0.
【0018】他方において、図1の実施例における周波
数特性としては、トランジスタ2におけるベース接地回
路の出力端における周波数特性が支配的であり、通常ト
ランジスタ2のコレクタ・ベース間の容量(CX とす
る)と負荷抵抗13(RL )により決定され、遮断周波
数fH は1/2πCX RL として得られる。ここで、容
量CX は、通常0.1〜0.5pF程度の値なので、負
荷抵抗13として、RL =10kΩに設定される場合に
は、遮断周波数が30MHz〜50MHz程度となる周
波数特性が得られる。従って、可変利得として、GV1、
GV2およびGV3の電圧利得が設定されても、トランジス
タ2のコレクタ・ベース間の容量値CX と負荷抵抗RL
は、共に一定値として介在しているため、これに伴なう
遮断周波数も一定値となる。On the other hand, as the frequency characteristic in the embodiment of FIG. 1, the frequency characteristic at the output terminal of the common base circuit in the transistor 2 is dominant, and usually the capacitance between the collector and the base of the transistor 2 ( CX ). ) and is determined by the load resistor 13 (R L), the cutoff frequency f H is obtained as 1 / 2πC X R L. Here, since the capacitance C X is usually a value of about 0.1 to 0.5 pF, when the load resistance 13 is set to R L = 10 kΩ, the frequency characteristic at which the cutoff frequency becomes about 30 MHz to 50 MHz is obtained. can get. Therefore, G V1 ,
Even if the voltage gains of G V2 and G V3 are set, the capacitance C X between the collector and the base of the transistor 2 and the load resistance R L
Are interposed as constant values, so that the cutoff frequency associated therewith is also constant.
【0019】また、出力端子52における直流オフセッ
ト電圧は、トランジスタ1および2のベース間における
入力直流オフセット電圧ΔV1 に対してGV1倍された電
圧と、トランジスタ2および3のベース間における入力
直流オフセット電圧ΔV2 に対してGV2倍された電圧と
の和として与えられる。従って、切替回路による抵抗値
の設定変更により電圧利得が可変されても、出力端子5
2における出力オフセット電圧値は、常時一定値とな
る。The DC offset voltage at the output terminal 52 is a voltage obtained by multiplying the input DC offset voltage ΔV 1 between the bases of the transistors 1 and 2 by G V1 and the input DC offset voltage between the bases of the transistors 2 and 3. It is given as the sum of the voltage ΔV 2 and a voltage multiplied by G V2 . Therefore, even if the voltage gain is changed by changing the setting of the resistance value by the switching circuit, the output terminal 5
The output offset voltage value in 2 is always a constant value.
【0020】なお、上記の実施例においては、切替回路
が接続されているエミッタフォロア回路を二つ備えるこ
とにより、上述のように3種類の可変利得が設定されて
いるが、一般的には、本発明の適用により、切替回路が
接続されるエミッタフォロア回路をN(2以上の整数)
個備えることにより、(2N −1)種類の可変利得を設
定することが可能となる。In the above embodiment, three types of variable gains are set as described above by providing two emitter follower circuits to which the switching circuit is connected. By applying the present invention, the emitter follower circuit to which the switching circuit is connected is set to N (an integer of 2 or more)
By providing the number, (2 N −1) types of variable gains can be set.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、入力電
圧と所定の基準電圧の何れか一方を選択出力する切替回
路が接続されるエミッタフォロア回路を複数個設けて、
各エミッタフォロア回路の出力電圧を抵抗を介して、一
つのベース接地回路に共通入力することにより、電圧利
得を可変としても、出力電圧の周波数特性ならびに出力
直流オフセット電圧が変動することなく、一定に保持さ
れるという効果がある。As described above, according to the present invention, a plurality of emitter follower circuits to which a switching circuit for selecting and outputting one of an input voltage and a predetermined reference voltage is connected are provided.
By commonly inputting the output voltage of each emitter follower circuit to one common base circuit via a resistor, even if the voltage gain is variable, the frequency characteristics of the output voltage and the output DC offset voltage do not fluctuate and remain constant. This has the effect of being retained.
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.
【図2】従来例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional example.
【図3】従来例における周波数特性例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of frequency characteristics in a conventional example.
1〜3 トランジスタ 4〜6 定電流源 7、8 切替回路 9 電源電圧源 10 基準電圧源 11、12、16〜18 抵抗 13 負荷抵抗 14 電圧源 15 増幅器 19、20 スイッチ 1 to 3 transistors 4 to 6 constant current source 7, 8 switching circuit 9 power supply voltage source 10 reference voltage source 11, 12, 16 to 18 resistor 13 load resistor 14 voltage source 15 amplifier 19, 20 switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−269506(JP,A) 特開 昭59−147514(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03G 3/10────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-269506 (JP, A) JP-A-59-147514 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H03G 3/10
Claims (1)
子に共通接続され、他方の入力端が所定の基準電圧源に
共通接続されるN(2以上の整数)個の2入力1出力の
利得選択用切替回路と、前記所定の基準電圧源にベース
が共通接続され、コレクタが負荷抵抗を介して電源電位
に接続されるとともに電圧出力端子にも接続され、エミ
ッタが第1の定電流源を介して接地電位に接続されるベ
ース接地トランジスタと、コレクタがそれぞれ電源電位
に接続され、ベースが前記N個の切替回路の内の対応す
る切替回路の出力端に対してそれぞれ個別に接続され、
エミッタがそれぞれ個別の利得設定用抵抗を介して前記
ベース接地トランジスタのエミッタにそれぞれ共通接続
されるとともにエミッタがさらに個別の第2の定電流源
を介して接地電位にそれぞれ接続されるN個のエミッタ
フォロアトランジスタとで構成され、前記N個の切替回
路による2 N −1種類の利得切替および前記利得切替に
伴う前記利得設定用抵抗の抵抗値可変により所望の利得
に可変しても、前記エミッタフォロアトランジスタそれ
ぞれの出力電圧を前記利得設定用抵抗を介して前記ベー
ス接地トランジスタで増幅することにより電流量一定と
なる前記負荷抵抗の電流に応じて遮断周波数および出力
オフセット電圧もそれぞれ一定状態に維持する電流制御
手段を有することを特徴とする可変利得回路。 An input terminal of one of two inputs is a voltage input terminal.
And the other input is connected to a predetermined reference voltage source.
Commonly connected N (2 or more integers) 2-input, 1-output
A switching circuit for gain selection, based on the predetermined reference voltage source
There are commonly connected, is connected to the voltage output terminal with the collector is connected to and supply electric position <br/> through a load resistor, et Mi <br/> jitter is via a first constant current source base that is connected to the ground potential Te
And over scan grounded transistor, a collector connected thereto respectively supply potential, and a base respectively connected individually to the output terminal of the corresponding switching circuit among the N SWITCHING circuit,
Previous through emitter resistors for individual gain setting Symbol
The N emitter connected to the ground potential emitter connection via a separate second constant current source while being commonly connected to the emitter of the common base transistor
Is composed of a follower transistor, the 2 N -1 different gain switching and the gain switching by the N switching circuit
A desired gain is obtained by changing the resistance value of the gain setting resistor.
The emitter follower transistor
Each output voltage is connected to the base through the gain setting resistor.
Current with a constant current
Cut-off frequency and output according to the current of the load resistance
Current control to keep the offset voltage constant
Variable gain circuit according to claim Rukoto to have a means.
Priority Applications (1)
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JP9649991A JP2845638B2 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Variable gain circuit |
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JPH04326611A JPH04326611A (en) | 1992-11-16 |
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