JP3068903B2 - ゲイン制御回路 - Google Patents

ゲイン制御回路

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JP3068903B2 JP3219051A JP21905191A JP3068903B2 JP 3068903 B2 JP3068903 B2 JP 3068903B2 JP 3219051 A JP3219051 A JP 3219051A JP 21905191 A JP21905191 A JP 21905191A JP 3068903 B2 JP3068903 B2 JP 3068903B2
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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、例えばTV,VTR
等の映像信号処理回路における、ゲイン制御回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般的なゲイン制御回路では、ゲイン制
御によりその出力DCレベルが変化する。このため、出
力信号のペデスタルレベルとゲインの両方を調整したい
というような場合は、まずゲイン調整を行う必要があ
る。ところが例えばゲイン調整によりペデスタルレベル
を不変にできるのであれば、ゲイン調整で出力信号のペ
デスタルから白ピークのレベル差を調整してから、DC
調整でペデスタルレベルを調整するよりも、DC調整で
ペデスタルレベルを調整してからゲイン調整で白ピーク
を調整する方が、調整は、はるかに容易である。このよ
うな理由から、ゲイン制御回路の後段に例えばペデスタ
ルクランプ回路など、出力信号のDCレベルを一定電位
に固定する手段を設けことが多い。
【0003】図4は、一般的なクランプ回路を備えたゲ
イン制御回路を示すものである。この回路は、ベースに
入力端子1を接続したトランジスタQ25とベースに基準
電位Vref を接続したトランジスタQ26の各エミッタ
を、それぞれ抵抗R21、R22を介して相互接続するとと
もに、その接続点に電流源I21を接続する。トランジス
タQ25、Q26および抵抗R21、R22は電圧電流変換回路
41を構成する。トランジスタQ21、Q22のエミッタは
相互接続するとともに、トランジスタQ26のコレクタに
接続し、トランジスタQ23、Q24のエミッタは、相互接
続するとともに、その接続点に電流源I22を接続する。
トランジスタQ21、Q22は電流分割回路42を構成す
る。
【0004】トランジスタQ21とQ24のベースおよびト
ランジスタQ22、Q23のベースはそれぞれ共通接続する
とともに、その共通接続点をゲイン制御端子3a、3b
にそれぞれ接続する。トランジスタQ22、Q24のコレク
タは共通接続し、抵抗R23を介して電源Vccに接続す
るとともに、トランジスタQ27のベースに接続する。ト
ランジスタQ27のエミッタは抵抗R24を介して、電流源
I23に接続するとともに、出力端子2およびトランジス
タQ28のコレクタに接続する。出力端子2は検波器4を
介して基準電位Vref2に接続する。5は検波器4に制御
信号を供給する制御端子である。検波器4は、トランジ
スタQ28のベースに制御出力を与えるように接続し、ト
ランジスタQ28のエミッタは、抵抗R25を介して接地す
る。
【0005】図5は検波器4の具体的な構成例を示した
ものである。すなわち、ベースに出力端子2を接続した
トランジスタQ29およびQ30のエミッタは相互接続して
トランジスタQ31のコレクタに接続する。トランジスタ
Q29のベースは出力端子2に接続し、トランジスタQ30
のベースは入力端子7を介して基準電位Vref 2に接続
する。トランジスタQ31のベースは制御端子5に、エミ
ッタは抵抗R26を介して接地する。トランジスタQ29の
コレクタはカレントミラーCM1 の入力に、トランジス
タQ30のコレクタはカレントミラーCM2 の入力にそれ
ぞれ接続する。カレントミラーCM2 の出力はカレント
ミラーCM3 の入力に接続し、カレントミラーCM1 、
CM3 の出力は共通接続し、その接続点からコンデンサ
ーC1 を介して接地するとともに、制御出力端子6を介
してトランジスタQ28のベースに接続する。
【0006】上記した図4に構成した電圧電流変換回路
41は、入力端子1に与えられた入力信号を電流変換し
たのち、電流分割回路42によりゲイン制御し、抵抗R
23で電圧に変換する。この出力はトランジスタQ27、抵
抗R24によるレベルシフタを介して出力端子2から出力
する。ここで、トランジスタQ23、Q24、電流源I22
は、ゲイン制御により抵抗R23の出力DCレベルがあま
り変化しないように付加したものである。
【0007】しかし、R21=R22、I21=2 ・I22とし
て回路をバランスさせても、入力の基準DCレベルが基
準電位Vref1に等しくないときは、ゲイン制御により出
力の基準DCレベルが変化してしまう。このため、検波
器4により制御端子5からの制御信号を入力したとき
に、出力基準DCレベルを基準電位Vref2と比較してそ
の差がなくなるように、トランジスタQ28、抵抗R25を
介して抵抗R24に負帰還をかけている。
【0008】このような回路構成により、ゲイン制御回
路の出力の基準DCレベルを、ゲイン制御の状態に関わ
らず一定とすることができる。ちなみに、この回路の入
出力ゲインGは、 {Vin/(R21+R22)}・α・R3 =Vout ∴ G=Vout /Vin=α・R3 /(R21+R22) となる。ただし、αは、トランジスタQ21、Q22による
分流比である。また、フィードバックループの制御感度
βは、β=R24/R25となる。
【0009】しかしながらこの回路では、抵抗R24に余
分な電圧降下を生じさせることが必要となるため、特に
低電圧駆動ICに適用する場合はDレンジがきわめて不
利になる。また出力端子2のインピーダンスは抵抗R24
により大きくなるため、周波数特性とクロストークの点
で不利となってくる。なお、トランジスタQ28のコレク
タを抵抗R23に接続しても、素子数は少なくなるが、同
様の弊害が生じる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のゲイン制御回路は、ゲイン制御回路とクランプ回路と
を独立に接続すると、余分なレベルシフトが必要とな
り、特に低電圧対応回路の場合、信号のDレンジを充分
に確保しにくくなる。また周波数特性、クロストークの
点でも不利になるという、欠点があった。
【0011】この発明は、ゲイン制御により帰還ループ
ゲインが変化しないようなクランプ回路の性能を保ちつ
つ、信号経路をできるだけ簡素化し、かつ信号のDレン
ジを広くとれる回路を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は、信号出力の
基準DCレベルを一定レベルにクランプする帰還ループ
の帰還先を、ゲイン制御のための電流分割回路の前段
と、前記電流分割回路による電流分割量とほぼ逆比で電
流分割する電流分割回路の前段の両方としたものであ
る。
【0013】
【作用】このような構成によれば、2通りの帰還経路か
らの帰還量の和を、ゲイン制御に関わらず一定にするこ
とができる。この結果、信号経路を簡素化でき、また余
分なレベルシフトの必要もないため、特に低電圧駆動I
C用の回路では信号のDレンジを有効に確保することが
できるとともに、周波数特性やクロストークの劣化も最
小限に止めることができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明のー実施例につき図面を参照
して詳細に説明する。図1はこの発明のー実施例であ
り、図4と同一部分には同一の符号を付してある。ベー
スを入力端子1に接続されたトランジスタQ5 のエミッ
タは、抵抗R1 を介してコレクタが接地されたトランジ
スタQ7 のエミッタに接続する。トランジスタQ1 、Q
2 のエミッタは相互接続するとともに、トランジスタQ
5 のコレクタに接続する。トランジスタQ3 、Q4 のエ
ミッタは相互接続して、トランジスタQ6 のコレクタに
接続する。ベースを基準電位Vref1に接続されたトラン
ジスタQ6 のエミッタは、抵抗R2 を介してトランジス
タQ7 のエミッタに接続する。トランジスタQ5 、抵抗
R1 は電圧電流変換回路11を、トランジスタQ1 、Q
2 は第1の電流分割回路12aを、トランジスタQ3 、
Q4 は第2の電流分割回路12bをそれぞれ構成する。
【0015】トランジスタQ1 、Q4 のベースは、共通
接続してゲイン制御端子3aに、トランジスタQ2 、Q
3 のベースは、共通接続してゲイン制御端子3bにそれ
ぞれ接続する。トランジスタQ2 、Q4 のコレクタは、
共通接続したのち、抵抗R3を介して電源Vccおよび出
力端子2に接続する。検波器4は、出力端子2、基準電
位Vref2を接続し、制御端子5から制御信号を入力し、
トランジスタQ7 のベースに制御出力を出力する。
【0016】検波器4の具体的構成例は、図5と同様で
あり、ここでの説明は省略するが、図1では図4に対し
て、検波器4の制御出力を供給するトランジスタQ7 が
PNPタイプのため、極性を逆にする必要がある。例え
ば図5において、トランジスタQ29のベースとトランジ
スタQ30のベースの接続を逆にすればよい。
【0017】上記構成のゲイン制御回路において、電圧
電流変換回路11は、入力端子1に与えられた入力信号
を電流に変換する。トランジスタQ1 〜Q4 および抵抗
R3は従来のトランジスタQ21〜Q24および抵抗R23と
同様の機能を有する。またトランジスタQ6 、抵抗R2
は図4の電流源I22に代わるものである。そして出力端
子2の出力の基準DCレベルを変化させないため、検波
器4は制御端子5から制御信号を入力したとき、出力基
準DCレベルと基準電位Vref2と比較してその差がなく
なるように、トランジスタQ7 を介して抵抗R1 、R2
に負帰還をかけている。このように帰還をかけると、出
力のレベルシフトが不要になる。一般にゲイン制御回路
の前段に帰還をかけると、帰還ループのゲインがループ
ゲインに影響し、例えば、ゲインを絞り込むとループゲ
インが小さくなり、帰還をかけるのが困難となる。しか
し、抵抗R1 、R2 へ同時に帰還することによって、帰
還ループの制御感度は、ゲイン制御の状態に関わらずそ
の変化量を小さくすることができる。この回路の入出力
ゲインGは、 (Vin/R1 )・α・R3 =Vout ∴ G=Vout /Vin=α・R3 /R1 となる。ただし、αは、トランジスタQ1 、Q2 による
分流比である。
【0018】また、帰還ループの制御感度βは、 ゲイン制御MAX のとき、 βMAX =R3 /R1 ゲイン制御MIN のとき、 βMIN =R3 /R2 となる。ここでR1 =R2 とすれば、ゲイン制御により
ループゲインは不変である。
【0019】以上説明したようにこの回路は、出力の基
準DCレベルが一定電位となるようにした帰還手段の帰
還先をゲイン制御手段の前段とし、かつ帰還ループのル
ープゲインがゲイン制御によりほぼ変化しないようにし
たことにその特徴があり、この条件をみたせば、上記し
た実施例には限定されるものではない。
【0020】図2はこの発明の他の実施例を示すもので
ある。図1と異なる部分を中心に説明する。
【0021】この実施例は、トランジスタQ8 、Q9 の
各エミッタを、それぞれ抵抗R4 、R5 を介して相互接
続して電流源I1 に接続する。トランジスタQ8 のベー
スは入力端子1に接続し、トランジスタQ9 のコレクタ
はトランジスタQ1 、Q2 の共通エミッタに接続する。
トランジスタQ10、Q11の各エミッタは、それぞれ抵抗
R6 、R7 を介して相互接続して電流源I2 に接続す
る。トランジスタQ10のコレクタは共通接続されたトラ
ンジスタQ3 、Q4 のエミッタに接続し、トランジスタ
Q11のベースは、基準電位Vref1に接続する。その他
は、図1と同様であるが、検波器4の制御出力がトラン
ジスタQ9 、Q10の共通ベースであるところは異なって
いる。また検波器4の制御出力の極性は図5と同じにす
ればよい。
【0022】この回路の動作は図1と同様なので詳しい
説明は省略する。この回路の入出力ゲインGは、 {Vin/(R4 +R5 )}・α・R3 =Vout ∴ G=Vout /Vin=α・R3 /(R4 +R5) ただし、αは、トランジスタQ1 、Q2 による分流比で
ある。
【0023】また、フィードバックループの制御感度β
は、 ゲイン制御MAX のとき、 βMAX =R3 /(R4 +R5 ) ゲイン制御MIN のとき、 βMIN =R3 /(R6 +R7 ) となる。ここで例えばR4 =R5 =R6 =R7 とすれ
ば、ゲイン制御によりループゲインは不変である。
【0024】図3はこの発明のもうーつの他の実施例で
ある。この回路において、図1と異なる部分を説明す
る。この実施例は、トランジスタQ8 、Q9 の各エミッ
タを、抵抗R4 、R5 をそれぞれ介して相互接続すると
ともに、トランジスタQ12のコレクタに接続する。トラ
ンジスタQ8 のベースは入力端子1に接続し、トランジ
スタQ12のエミッタは抵抗R8 を介して接地し、トラン
ジスタQ9 のコレクタはトランジスタQ1 、Q2 の共通
エミッタに接続する。トランジスタQ13のエミッタは抵
抗R9 を介して接地し、トランジスタQ13のコレクタは
トランジスタQ3、Q4 の共通エミッタに接続する。そ
の他は図1と同様であるが、検波器4の制御出力がトラ
ンジスタQ12、Q13の共通ベースであるところが異なっ
ている。また、検波器4の制御出力の極性は図5と同じ
にすればよい。
【0025】この回路の動作も図1と同様なので詳しい
説明は省略する。この回路の入出力ゲインGは、 {Vin/(R4 +R5 )}・α・R3 =Vout ∴ G=Vout /Vin=α・R3 /(R4 +R5) である。ただし、αは、トランジスタQ1 、Q2 による
分流比である。
【0026】また、フィードバックループの制御感度β
は、 ゲイン制御MAX のとき、 βMAX =R3 /(R8 ・α’) ゲイン制御MIN のとき、 βMIN =R3 /R9 ただし、α’は、トランジスタQ8 、Q9 および抵抗R
4 、R5 による分流比である。ここでα’=0.5 のと
き、R8 = 2・R9 とすれば、ゲイン制御により、ルー
プゲインは、ほぼ不変である。
【0027】以上のように、この発明の意図するところ
は、ゲイン制御により帰還ループゲインが変化しないと
いう従来のクランプ回路の性能を保ちつつ、その制御出
力をゲイン制御手段の前段に与えることにより、信号経
路を簡素化し、また余分なレベルシフトをなくしたの
で、特に低電圧駆動IC用の回路では信号のDレンジを
有効に確保することができ、かつ周波数特性、クロスト
ークの劣化も最小限にとどめることができる、というも
のである。
【0028】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
信号出力の基準DCレベルを一定レベルにクランプする
ための帰還ループのループゲインは、ゲイン制御によっ
てほぼ変化しないという従来性能を維持しつつ、信号の
Dレンジを広くとることができるとともに周波数特性や
クロストークの劣化を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のー実施例を示す回路図。
【図2】この発明の他の実施例を示す回路図。
【図3】この発明のもうーつの他の実施例を示す回路
図。
【図4】従来の回路図。
【図5】図4のー部を具体的に示した回路図。
【符号の説明】
1………入力端子 2………出力端子 3a、3b…ゲイン制御端子 4………検波器 5………制御端子 Q1 〜Q7 …トランジスタ R1 〜R3 …抵抗 12a…第1の電流分割回路 12b…第2の電流分割回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−131713(JP,A) 特開 平1−227511(JP,A) 特開 昭61−3511(JP,A) 特開 昭62−250706(JP,A) 特開 昭62−173811(JP,A) 実開 昭58−6419(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03G 1/00 - 3/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電圧を電圧電流変換する手段と、 前記電圧電流変換手段の出力電流を制御電圧により分割
    する第1の電流分割手段と、 バイアス電流を前記制御電圧により、前記第1の電流分
    割手段による電流分割量に対しほぼ逆比で分割する第2
    の電流分割手段と、 前記第1および第2の電流分割手段の電流出力を加算
    し、電圧変換するための出力負荷と、 前記出力負荷により電圧変換された出力と基準電圧との
    比較結果に基づいて、誤差信号を出力する検波手段と、 前記誤差信号に基づいて前記電圧電流変換のバイアス電
    流を制御する制御手段とを備える ことを特徴とするゲイ
    ン制御回路。
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