JP2946373B2 - 利得可変増幅器 - Google Patents

利得可変増幅器

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JP2946373B2
JP2946373B2 JP20540192A JP20540192A JP2946373B2 JP 2946373 B2 JP2946373 B2 JP 2946373B2 JP 20540192 A JP20540192 A JP 20540192A JP 20540192 A JP20540192 A JP 20540192A JP 2946373 B2 JP2946373 B2 JP 2946373B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、利得可変増幅器に関
する。
【0002】
【従来の技術】利得可変増幅器として、従来、図4に示
すようなものが知られている。
【0003】図4において、(1) は電源入力端子、(2)
は第1入力端子、(3) は第2入力端子、(4) は出力端
子、(5) は利得調整電圧入力端子である。(Q1)(Q2)は差
動増幅回路を構成するNPNトランジスタであり、トラ
ンジスタ(Q1)のベースが第1入力端子(2) 、トランジス
タ(Q2)のベースが第2入力端子(3) となっている。これ
らのトランジスタ(Q1)(Q2)のエミッタ相互間に抵抗(R1)
が挿入され、トランジスタ(Q2)のコレクタは電源入力端
子(1) に接続されている。(Q3)(Q4)は利得調整回路を構
成するNPNトランジスタであり、これらのエミッタが
互いに接続されてトランジスタ(Q1)のコレクタに接続さ
れている。トランジスタ(Q3)のコレクタは、電源入力端
子(1) に接続されている。トランジスタ(Q4)のコレクタ
は、出力端子(4) に接続されるとともに、抵抗(R2)を介
して電源入力端子(1) に接続されており、出力端子(4)
から抵抗(R2)により出力が取り出される。(Q5)(Q6)(Q7)
(Q8)はNPNトランジスタであり、これらのベース同志
が互いに接続され、これらのエミッタがそれぞれ抵抗(R
3)(R4)(R5)(R6)を介して接地されている。トランジスタ
(Q5)のコレクタはトランジスタ(Q1)のエミッタに、トラ
ンジスタ(Q6)のコレクタはトランジスタ(Q2)のエミッタ
にそれぞれ接続されている。(Q9)(Q10) は制御信号出力
回路を構成するトランジスタであり、これらのコレクタ
は電源入力端子(1) に接続されている。トランジスタ(Q
9)のエミッタは利得調整回路のトランジスタ(Q4)のベー
スとトランジスタ(Q7)のコレクタに接続され、トランジ
スタ(Q10) のエミッタは利得調整回路のトランジスタ(Q
3)のベースとトランジスタ(Q8)のコレクタに接続されて
いる。(Q11)(Q12)(Q13)(Q14)(Q15)(Q16)はNPNトラン
ジスタであり、トランジスタ(Q13) のベースが利得調整
電圧入力端子(5) となっている。トランジスタ(Q12) の
ベースは、抵抗(R7)を介して電源入力端子(1) に接続さ
れるとともに、抵抗(R8)を介して接地されている。トラ
ンジスタ(Q12)(Q13)のエミッタ相互間に、抵抗(R9)が挿
入されている。トランジスタ(Q12) のエミッタはトラン
ジスタ(Q11) のコレクタに接続され、トランジスタ(Q1
1) のエミッタは抵抗(R10) を介して接地されている。
トランジスタ(Q13) のエミッタはトランジスタ(Q14) の
コレクタに接続され、トランジスタ(14)のエミッタは抵
抗(R11)を介して接地されている。トランジスタ(Q11)(Q
14)のベースは互いに接続されてトランジスタ(Q5)〜(Q
8)のベースに接続されている。トランジスタ(Q12) のコ
レクタはトランジスタ(Q9)のベースとトランジスタ(Q1
5) のエミッタに接続され、トランジスタ(Q15) のコレ
クタは電源入力端子(1) に接続されている。トランジス
タ(Q13) のコレクタはトランジスタ(Q10) のベースとト
ランジスタ(Q16) のエミッタに接続され、トランジスタ
(Q16) のコレクタは電源入力端子(1) に接続されてい
る。トランジスタ(Q15)(Q16)のベースは、互いに接続さ
れて直流電源(6)に接続されている。(Q17)(Q18)はNP
Nトランジスタであり、(Q17) のエミッタはトランジス
タ(Q14) のベースおよびトランジスタ(Q18) のベースに
接続されるとともに、抵抗(R12) を介して接地されてい
る。トランジスタ(Q17) のコレクタは電源入力端子(1)
に接続されている。トランジスタ(Q17) のベースはトラ
ンジスタ(Q18) のコレクタに接続されるとともに、抵抗
(R13) を介して電源入力端子(1) に接続され、トランジ
スタ(Q18) のエミッタは抵抗(R14) を介して接地されて
いる。
【0004】この利得可変増幅器では、外部から利得調
整電圧入力端子(5) に利得を設定するための利得調整電
圧が入力し、これがトランジスタ(Q13) のベースに入力
する。これにより、トランジスタ(Q9)(Q10) から制御信
号が出力され、トランジスタ(Q3)(Q4)が制御される。そ
の結果、利得調整電圧に応じて、利得が調整される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の利
得可変増幅器では、利得が通常範囲では線形性があり、
問題はないが、利得が0%付近あるいは100%付近の
線形性が損なわれるという問題がある。すなわち、利得
が0%付近あるいは100%付近で利得調整用トランジ
スタ(Q3)(Q4)のいずれかがほとんどオフ状態となり、ト
ランジスタのエミッタ抵抗が非常に大きくなって無視で
きなくなる。また、制御信号を作り出しているトランジ
スタ(Q15)(Q16)においては、トランジスタ(Q9)(Q10) の
ベース電流の影響を受ける場合もある。
【0006】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
全範囲において線形性のある利得可変増幅器を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明による利得可変
増幅器は、入力信号を増幅する差動増幅回路、上記差動
増幅回路の出力電流を検出する電流検出回路、外部から
の利得調整電圧と上記電流検出回路の出力電圧とを等し
くするように制御信号を出力する比較回路、および上記
制御信号により利得を調整する利得調整回路を備えてい
るものである。
【0008】
【作用】差動増幅回路の出力電流に基づいて利得を調整
しているので、利得が0%付近あるいは100%付近で
も線形性があり、全範囲にわたって線形性のある良好な
利得可変特性が得られる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。
【0010】図1はこの発明による利得可変増幅器の構
成の1例を示しており、図4の従来例と同じ部分には同
一の符号を付している。
【0011】図1において、トランジスタ(Q1)(Q
2)などからなる差動増幅回路(10)の利得は[R2
/(R1+2γe)]であり、これは利得可変増幅器の
最大利得となる。なお、R1は抵抗(R1)の抵抗値、
R2は抵抗(R2)の抵抗値、γeはエミッタ抵抗(バ
イポーラ・トランジスタの微分抵抗)である。利得調整
回路(11)に、トランジスタ(Q19)(Q20)が
付加されている。これらのトランジスタ(Q19)(Q
20)のエミッタは、互いに接続されてトランジスタ
(Q2)のコレクタに接続されている。トランジスタ
(Q19)のコレクタはトランジスタ(Q3)のコレク
タに接続され、トランジスタ(Q19)のベースはトラ
ンジスタ(Q3)のベースに接続されている。トランジ
スタ(Q20)のコレクタは電源入力端子(1)に接続
され、トランジスタ(Q20)のベースはトランジスタ
(Q4)のベースに接続されている。制御信号出力回路
(12)のトランジスタ(Q9)(Q10)のエミッタ
より出力される制御信号によって各トランジスタ(Q
3)(Q4)(Q19)(Q29)に流れる電流を調整
することにより、利得を調整することができる。増幅器
には、トランジスタ(Q3)(Q19)を通って差動増
幅回路(10)のトランジスタ(Q1)(Q2)に流れ
る出力電流を検出する電流検出回路(13)が付加され
ている。この回路(13)は、PNPトランジスタ(Q
21)(Q22)(Q23)などによって構成されてい
る。トランジスタ(Q21)のベースと、トランジスタ
(Q22)のベースと、トランジスタ(Q23)のエミ
ッタとが互いに接続されている。トランジスタ(Q2
1)のコレクタはトランジスタ(Q3)(Q19)のコ
レクタとトランジスタ(Q23)のベースに接続され、
トランジスタ(Q21)のエミッタは抵抗(R15)を
介して電源入力端子(1)に接続されている。トランジ
スタ(Q22)のエミッタは抵抗(R16)を介して電
源入力端子(1)に接続され、トランジスタ(Q22)
のコレクタは抵抗(R17)を介して直流電源(7)に
接続されている。そして、トランジスタ(Q3)(Q1
9)に流れている電流がトランジスタ(Q21)(Q2
2)(Q23)によって検出され、抵抗(R17)によ
り電圧に変換される。制御信号出力回路(12)のトラ
ンジスタ(Q9)のベースは、抵抗(R18)を介して
電源(6)に接続されている。トランジスタ(Q10)
のベースは、トランジスタ(Q12)のコレクタに接続
されるとともに、抵抗(R19)を介して電源(6)に
接続されている。従来例のトランジスタ(Q11)と抵
抗(R10)が取り除かれ、トランジスタ(Q12)の
エミッタはトランジスタ(Q13)のエミッタに接続さ
れている。トランジスタ(Q12)のベースはトランジ
スタ(Q22)のコレクタとNPNトランジスタ(Q2
4)のコレクタに接続されている。トランジスタ(Q2
4)のエミッタは抵抗(R20)を介して接地され、ト
ランジスタ(Q24)のベースはトランジスタ(Q1
4)のベースに接続されている。トランジスタ(Q1
3)のベースが、抵抗(R21)を介して電源(7)に
接続されている。従来例のNPNトランジスタ(Q1
5)(Q16)のかわりにPNPトランジスタ(Q2
5)(Q26)が設けられている。トランジスタ(Q2
5)のコレクタはトランジスタ(Q12)のコレクタに
接続され、トランジスタ(Q25)のエミッタは電源入
力端子(1)に接続されている。トランジスタ(Q2
6)のコレクタはトランジスタ(Q13)のコレクタに
接続され、トランジスタ(Q26)のエミッタは電源入
力端子(1)に接続されている。トランジスタ(Q2
5)のベースとトランジスタ(Q26)のベースが互い
に接続され、トランジスタ(Q26)のベースとコレク
タが互いに接続されている。トランジスタ(Q12)
(Q13)(Q25)(Q26)などにより、外部から
の利得調整電圧と抵抗(R17)の電圧が等しくなるよ
うに帰還をかける帰還回路(14)が構成され、この帰
還回路(14)と制御信号出力回路(12)によって比
較回路が構成されている。そして、この比較回路によ
り、利得調整電圧と抵抗(R17)の電圧が等しくなる
ようにトランジスタ(Q9)(Q10)から制御信号が
出力され、この制御信号で利得調整回路(11)のトラ
ンジスタ(Q3)(Q4)(Q19)(Q20)が制御
されることにより、利得が調整される。
【0012】このように、利得の調整を差動増幅回路(1
0)の出力電流すなわちトランジスタ(Q3)(Q19) の電流の
和により制御しているため、利得が0%付近あるいは1
00%付近でも、線形性のある利得調整が可能である。
【0013】図2は上記の利得可変増幅器の出力電流制
御特性〔利得調整電圧とトランジスタ(Q3)(Q19) に流れ
る出力電流の関係〕を示し、図3は利得可変特性〔利得
調整電圧と利得調整度の関係〕を示している。これらの
グラフより、利得が最小と最大の間の全範囲において利
得調整度が線形性を有することがわかる。
【0014】
【発明の効果】この発明の利得可変増幅器によれば、上
述のように、全範囲にわたって線形性のある良好な利得
可変特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す利得可変増幅器の電気
回路図である。
【図2】図1の利得可変増幅器の出力電流制御特性を示
すグラフである。
【図3】図1の利得可変増幅器の利得可変特性を示すグ
ラフである。
【図4】従来例を示す利得可変増幅器の電気回路図であ
る。
【符号の説明】
(10) 差動増幅回路 (11) 利得調整回路 (12) 制御信号出力回路 (13) 電流検出回路 (14) 帰還回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号を増幅する差動増幅回路、上記差
    動増幅回路の出力電流を検出する電流検出回路、外部か
    らの利得調整電圧と上記電流検出回路の出力電圧とを等
    しくするように制御信号を出力する比較回路、および上
    記制御信号により利得を調整する利得調整回路を備えて
    いる利得可変増幅器。
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