JP2993104B2 - ピーク検波回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はピーク検波回路に係わり、特に、パルス幅が
安定しない信号が供給されるピーク検波回路に用いて好
適なものである。

＜発明の概要＞ 本発明のピーク検波回路は、検波用トランジスタに電
流を供給するために、大電流供給用の第１の電流供給回
路と小電流供給用の等２の電流供給回路とを設け、上記
検波用トランジスタに大電流が流れ得る状態のときには
上記第１の電流供給回路から動作電流を供給するととも
に、上記検波用トランジスタがアクティブ状態にも拘ら
ず上記第１の電流供給回路がオフしている期間において
は、上記小電流供給用の第２の電流供給回路から上記検
波用トランジスタに動作電流を供給するようになし、か
つ上記第２の電流供給回路から供給される電流と同じ量
の電流を、ピーク電圧保持回路に電流を供給する回路と
は別の回路に流出させるようにすることにより、パルス
幅が異なる信号や高速な信号に対しても安定したピーク
検波動作が得られるようにしたピーク検波回路である。

＜従来の技術＞ 入力パルス信号の最大値を検出しこれを保持しておく
ピーク検波回路が種々の分野で用いられている。

第４図は、従来のピーク検波回路の一例を説明するた
めの回路図および波形図である。このピーク検波回路
は、第４図（ａ）に示すように入力端子10に与えられた
入力パルス信号９を検波用トランジスタ１のベースに供
給する。上記検波用トランジスタ１のエミッタには電圧
保持用コンデンサ11が接続されているとともに、コレク
タには電源電圧Vccが接続されていて、上記入力パルス
信号９の電圧値に対応する大きさの電圧が上記電圧保持
用コンデンサ11に保持される。そして、上記電圧保持用
コンデンサ11に保持されている電圧が、出力電圧OUTと
して出力端子12に与えられる。

すなわち、第４図（ａ）のピーク検波回路は検波用ト
ランジスタ１のエミッタに電圧保持用コンデンサ11を接
続し、上記電圧保持用コンデンサ11の電圧値が入力パル
ス信号９よりも所定値だけ低いときに上記検波用トラン
ジスタ１がアクティブ状態になり、上記電圧保持用コン
デンサ11に充電電圧が流れるように構成されている。し
たがって、上記充電電流は上記検波用トランジスタ１の
ベース電圧とエミッタ電圧との電位差が大きいときには
多く流れ、上記電位差が小さいと少なく流れるので、出
力電圧OUTは第４図（ｂ）に示すように、入力パルス信
号９の立ち上がり時には或る値まで瞬時に立ち上がる
が、その後は緩やかに増加して行くことになる。このた
め、上記電圧保持用コンデンサ11に保持されるピーク電
圧の大きさは、入力パルス信号９のパルス幅によって変
化してしまうことになる。すなわち、第４図（ａ）のピ
ーク検波回路は、入力パルス信号９のパルス幅が一定で
ない場合は精度が悪くなる問題があった。

また、上記ピーク検波回路は一定のレベルになると検
波用トランジスタ１がオフするので、第４図（ｃ）に示
すように入力パルス信号９が一定のレベルとなり、その
状態が続いた後に、比較的に小さなレベル変化があって
も応答しないことがある。すなわち、応答性が悪い不都
合があった。

このような不都合が生じると困る場合には、第５図
（ａ）に示すようにコンパレータ13を用いたピーク検波
回路を用いる。上記ピーク検波回路は、コンパレータ13
の出力側にダイオード14を接続し、上記ダイオード14を
介して電圧保持用コンデンサ11に充電電流を供給するよ
うにしている。そして、上記電圧保持用コンデンサ11の
電圧をフィードバック回路15を介して反転入力端子側に
フィードバックする。また、非反転入力端子と入力端子
10を接続し、上記入力端子10に供給される入力パルス信
号９を非反転入力端子に与えるようにしている。

＜発明が解決しようとする課題＞ 第５図（ａ）のピーク検波回路は、コンパレータ13の
出力端Ｘ点の電位は入力パルス信号９の電位に対して、
コンパレータ13のスルーレートに対応する所定の時間だ
けディレイする。このため、コンパレータ13のスルーレ
ートが小さいと誤差が大きくなるので、精度を向上させ
ようとする場合にはスルレートが大きいコンパレータ13
が必要となる。また、入力パルス信号９の急峻な立ち上
がりに追従させようとするリンギングが生じ、第５図
（ｃ）に示すように、リンギングの最高点がホールドさ
れてしまうので、入力パルス信号９の電位が高速に変化
すると、これに追従させるのが難しい。すなわち、高速
動作させるのが難しいという問題点があった。

本発明は上述の問題点に鑑み、安定したピーク検波動
作が得られ、しかも高速動作が可能なピーク検波回路を
提供することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明のピーク検波回路は、ピーク検波すべき入力パ
ルス信号が制御端子に供給される検波用トランジスタ
と、上記検波用トランジスタから流出する電流で充電さ
れることにより上記入力パルス信号のピーク値を保持す
るピーク電圧保持回路と、上記検波用トランジスタに流
れ込む電流が大きい期間においてオン動作し、上記検波
用トランジスタに大きな電流を供給する第一の電流供給
回路と、上記検波用トランジスタがオン状態であるにも
拘わらず上記第１の電流供給回路がオフしている期間に
おいて上記検波用トランジスタに動作電流を供給する第
２の電流供給回路と、上記第２の電流供給回路に流れて
いる電流と同じ大きさの電流を上記検波用トランジスタ
から流出させるための電流流出回路とを具備している。

＜作用＞ 検波用トランジスタのアクティブ状態を、ピーク電圧
保持回路に充電電流を供給するための充電モードと、上
記検波用トランジスタにアイドル電流を流し続けるため
のホールドモードとに分けて動作させるようにするとと
もに、大電流供給用の第１の電流供給回路と小電流供給
用の第２の電流供給回路とを設け、上記検波用トランジ
スタに大電流が流れる充電モードにおいては、上記第１
の電流供給回路から上記検波用トランジスタに大電流を
供給し、上記ピーク電圧保持回路を高速度に充電する。
また、ホールドモードにおいては、上記第２の電流供給
回路から微小電流値のアイドル電流を流し続けることに
より、上記検波用トランジスタのアクティブ状態を保持
する。これにより、充電電圧が目標値に近づいたときに
は上記ピーク電圧保持回路に充電電流を流さないように
することが出来、しかも上記検波用トランジスタのアク
ティブ状態を保持することが出来るので、パルス幅が異
なる信号や、その電位が高速に変化する信号に対しても
安定したピーク検波動作が得られるようになる。

＜実施例＞ 第１図は、本発明の一実施例を示すピーク検波回路の
構成図である。

第１図から明らかなように、実施例のピーク検波回路
は検波用トランジスタ１、ピーク電圧保持回路２、第１
の電流供給回路３、第２の電流供給回路４および電流流
出回路５などにより構成されている。

検波用トランジスタ１は、入力端子10に供給されるピ
ーク検波すべき入力パルス信号９がその制御端子に供給
される。そして、上記入力パルス信号９の電位がその出
力端子の電位よりも高いときにアクティブ状態となり、
ピーク電圧保持回路２に充電電流を流す作用を行う。

ピーク電圧保持回路２は、上記検波用トランジスタの
出力端子に接続されていて、上記検波用トランジスタ１
から流出される充電電流で充電されることにより、上記
入力パルス信号９のピーク値を保持するために設けられ
ている。

上記検波用トランジスタ１に動作電流を供給するため
に、本実施例においては２つの電流供給回路を設けてい
る。第１の電流供給回路３は、上記検波用トランジスタ
１の制御端子と出力端子との電位差が大きくて、上記検
波用トランジスタ１に流れ込む電流が大きい期間におい
てオン動作し、上記検波用トランジスタに大きな電流を
供給する作用を有している。

また、第２の電流供給回路４は、上記検波用トランジ
スタ１がオン状態であるにも拘わらず、上記第１の電流
供給回路３がオフしている期間において上記検波用トラ
ンジスタ１に動作電流を供給するために設けられている
もので、上記検波用トランジスタ１に微小電流を流し続
ける作用を有している。

電流流出回路５は、上記第２の電流供給回路４に流れ
込んでいる電流と同じ大きさの電流を、上記検波用トラ
ンジスタ１から流出させるために設けられているので、
上記ピーク電圧保持回路２に充電電流が流れなくなって
からも上記検波用トランジスタ１に微小電流を流し続け
ることにより、上記検波用トランジスタ１のアクティブ
状態を保持する作用を有している。

第２図は、第１図に示した本実施例のピーク検波回路
の具体的な構成例を示す回路図である。

第２図に示したように、検波用トランジスタ１は、np
nトランジスタQ2により構成されていて、そのベースが
入力端子10に接続されるとともに、エミッタが出力端子
12に接続される。また、上記ピーク電圧保持回路２は、
上記エミッタと接地との間コンデンサＣを接続して構成
されている。

第１の電流供給回路３は、npn型トランジスタQ3によ
り構成されていて、このトランジスタQ3のエミッタが検
波用トランジスタQ2のコレクタに接続されるとともに、
そのベースに基準電位V_REFが与えられる。

第２の電流供給回路４は、検波用トランジスタQ2のコ
レクタと電源Vccとの間に、ダイオードD1と抵抗器Ｒと
の直列接続回路を介設して構成されている。そして、上
記ダイオードD1と抵抗器Ｒとの接続点とpnpトランジス
タP1のベースとが接続されている。このpnpトランジス
タP1は、第２の電流供給回路４に流れている電流の大き
さと同じ大きさの電流を電流流出回路５に流出させるた
めに設けられているもので、そのエミッタが電源Vccに
接続されている。また、このpnpトランジスタP1のコレ
クタがダイオードD2を介して接地されているとともに、
トランジスタQ1のベースに接続されている。上記トラン
ジスタQ1は、電流流出回路５を構成するためのトランジ
スタであり、そのコレクタが検波用トランジスタQ2のエ
ミッタに接続されている。

このように構成された第２図のピーク検波回路は、次
のように動作する。

すなわち、先ず、入力パルス信号９の電圧レベルが立
ち上がった直後においては、充電モードとして動作し、
第３図（ａ）に示すような大きさ充電電流Ｉがコンデン
サＣに流れる。この充電モードにおける上記大電流Ｉ
は、トランジスタQ3がオン動作することにより、第３図
（ａ）において矢印で示すようにトランジスタQ3側から
供給される。

この場合、ダイオードD1に流れる電流がカレントミラ
ーによりトランジスタP1に折り返されるとともに、ダイ
オードD2に流れる電流がトランジスタQ1に折り返され
る。したがって、ダイオードD1,D2およびトランジスタP
1,Q1には同じ大きさの電流 がそれぞれ流れる。

コンデンサＣへの充電が進んで出力電圧OUTが目標値
に近づくと、第３図（ｂ）において破線で示したように
充電電流Ｉが減少してゆき、充電終了直前には上記充電
電流Ｉは非常に小さくなる。しかし、ダイオードD1,D2
およびトランジスタP1,Q1には上記電流I₀がそのまま流
れている そして、出力電圧OUTが目標値に達するとトランジス
タQ3はオフとなり、第３図（ｃ）に示すようにコンデン
サＣに充電電流Ｉが流れなくなり、本実施例のピーク検
波回路はホールドモードとなる。したがって、コンデン
サＣの端子電圧、すなわち出力電圧OUTの大きさがそれ
以上は上昇しなくなり、コンデンサＣの保持電圧レベル
は安定する。

このようにして充電電流Ｉが流れなくなっても、検波
用トランジスタQ2のベースに供給されている入力パルス
信号９のレベルが高レベルである限りは、上記電流I₀は
流れ続けるのでトランジスタQ2のアクティブ状態は依然
として保持され、実施例の検波回路はホールドモードと
なる。したがって、入力信号のレベルが安定した状態が
しばらく続いた後に微小変化があった場合、その微小変
化にすぐに追従することが出来、優れた応答性が得られ
る。

そして、第３図（ｃ）中において示したように、入力
パルス信号９の信号レベルが立ち下がったときにトラン
ジスタQ2がオフとなる。これによりI₀→０となり、コン
デンサＣは完全にオープン状態となり、そこに蓄えられ
た電荷が良好に保持される。

本実施例のピーク検波回路は、上述したように検波用
トランジスタ１がアクティブな状態における動作態様
が、充電モードとホールドモードとになるように構成し
た。そして充電モードにおいては第１の電流供給回路３
から検波用トランジスタ１に大電流を供給し、上記ピー
ク電圧保持回路２を高速度に充電する。また、ホールド
モードにおいては、アイドル電流を流し続けることによ
り上記検波用トランジスタ１のアクティブ状態を保持す
るようにした。したがって、安定したピークホールド動
作と高速動作との両方を確実に達成することが出来る。

なお、上記実施例においては、入力パルス信号９が正
極性の場合について示したが、各回路の極性を逆にする
ことにより、逆極性の入力パルス信号についても同様に
ピーク検波を行うようにすることが出来る。

＜発明の効果＞ 本発明は上述したように、ピーク電圧保持回路に充電電
流を供給するための充電モードと、上記検波用トランジ
スタにアイドル電流を流し続けるためのホールドモード
とに分けて動作させるようにするとともに、大電流供給
用の第１の電流供給回路と小電流供給用の第２の電流供
給回路とを設け、検波用トランジスタに大電流が流れる
充電モードにおいては、上記第１の電流供給回路から上
記検波用トランジスタに大電流を供給して上記ピーク電
圧保持回路を高速度に充電する。また、ホールドモード
においては、上記第２の電流供給回路から微小電流値の
アイドル電流を流し続けることにより、上記検波用トラ
ンジスタのアクティブ状態を保持する。これにより、充
電電圧が目標値に近づいたときには、上記第１の電流供
給回路をオフして上記ピーク電圧保持回路に充電電流を
流さないようにするこが出来るとともに、上記検波用ト
ランジスタのアクティブ状態を保持することが出来る。
このため、上記ピーク電圧保持回路に保持する電圧値が
入力パルス信号のパルス幅に影響されないようにするこ
とが出来、パルス幅が異なる信号に対しても安定したピ
ーク検波動作を行うことが出来る。また、ピーク電圧保
持回路を大電流で充電するとともに、充電電流が目標値
に達したときには上記検波用トランジスタにアイドル電
流を流し続けて、上記検波用トランジスタのアクティブ
状態を保持するようにしたので、入力パルス信号の電位
が高速に変化してもそれに十分に追従することが出来、
動作速度を大幅に向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すピーク検波回路の構
成図、 第２図は、ピーク検波回路の具体的な構成例を示す回路
図、 第３図は、第２図の回路の動作を説明するための回路
図、 第４図は、従来のピーク検波回路の一例を示す回路図お
よび波形図、 第５図は、第４図と異なる従来例を示す回路図および波
形図である。 １……検波用トランジスタ， ２……ピーク電圧保持回路， ３……第１の電流供給回路， ４……第２の電流供給回路， ５……電流流出回路,9……入力パルス信号， 10……入力端子,12……出力端子。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピーク検波すべき入力パルス信号が制御端
   子に供給される検波用トランジスタと、 上記検波用トランジスタから流出する電流で充電される
   ことにより上記入力パルス信号のピーク値を保持するピ
   ーク電圧保持回路と、 上記検波用トランジスタに流れ込む電流が大きい期間に
   おいてオン動作し、上記検波用トランジスタに大きな電
   流を供給する第１の電流供給回路と、 上記検波用トランジスタがオン状態であるにも拘わらず
   上記第１の電流供給回路がオフしている期間において上
   記検波用トランジスタに動作電流を供給する第２の電流
   供給回路と、 上記第２の電流供給回路に流れている電流と同じ大きさ
   の電流を上記検波用トランジスタから流出させるための
   電流流出回路とを具備することを特徴とするピーク検波
   回路。