JP3076073B2 - バッファアンプ - Google Patents

バッファアンプ

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JP3076073B2
JP3076073B2 JP03047355A JP4735591A JP3076073B2 JP 3076073 B2 JP3076073 B2 JP 3076073B2 JP 03047355 A JP03047355 A JP 03047355A JP 4735591 A JP4735591 A JP 4735591A JP 3076073 B2 JP3076073 B2 JP 3076073B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバッファアンプに係り、
特に高利得、低入力インピーダンスのバランス伝送用増
幅器の前段でインピーダンス変換を行うのに好適なバッ
ファアンプに関する。
【0002】
【従来の技術】外乱に強い信号伝送を行うため、従来よ
りバランス伝送が行われている。このバランス伝送で
は、互いに逆位相で変化するホット信号とコールド信号
の2つの信号を伝送し、受信側で差動増幅器により受信
することにより、ホット信号とコールド信号に乗った同
相ノイズをキャンセルすることができる。
【0003】図3は従来のバランス伝送用増幅器の一例
であり、ホット側とコールド側の2つの入力端子H−I
N,C−IN、2つの出力端子H−OUT,C−OUT
を有している。ホット側入力端子H−INは抵抗RA1
介してアンプ1の非反転入力端子と接続され、コールド
側入力端子C−INは抵抗RA2(=RA1)を介してアン
プ1の反転入力端子と接続されている。また、アンプ1
の非反転出力端子がホット側出力端子H−OUTに接続
されるとともに電流帰還抵抗RB1を介してアンプ1の反
転入力端子と接続され、アンプ1の反転出力端子がコー
ルド側出力端子C−OUTに接続されるとともに電流帰
還抵抗RB2(=RB1)を介してアンプ1の反転入力端子
と接続されている。
【発明が解決しようとする課題】
【0004】上記した電流帰還式バランス伝送用増幅器
の利得Aは、A=RB1/RA1であり、入力インピーダン
スZinは、Zin=RA1である。このため、利得Aを高く
しようとすると、入力インピーダンスZinは小さくなっ
てしまう。よって、高利得、かつ、高入力インピーダン
スとするためには、図4に示すように、バランス伝送用
増幅器2の前段に、ホット側とコールド側の各々にバッ
ファアンプ3と4を設け、ホット側とコールド側のイン
ピーダンス変換を行う必要がある。
【0005】けれども、ホット側とコールド側に2つの
バッファアンプを設けて独立にインピーダンス変換を行
うことは、CMRR(同相成分抑圧比)の改善に何ら役
に立たないばかりか、入力信号変化に伴い給電系の電圧
変動が生じて信号歪が増し、バランス伝送用増幅器と合
わせた総合的な伝送品質が悪化する問題があった。
【0006】以上から本発明の目的は、インピーダンス
変換時にCMRRを改善できるとともに歪率を小さくで
きるのバッファアンプを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は、左右対象
接続された第1の一対のエミッタ/ソースフォロア回路
と、該第1の一対のエミッタ/ソースフォロア回路のエ
ミッタまたはソース側に接続される第1のカレントミラ
ー合成負荷回路を設け、第1の一対のエミッタ/ソース
フォロア回路側を正電源に、第1のカレントミラー合成
負荷回路側を負電源に接続し、又、左右対象接続され
た第2の一対のエミッタ/ソースフォロア回路と、該第
2の一対のエミッタ/ソースフォロア回路のエミッタま
たはソース側に接続される第2のカレントミラー合成負
荷回路を設け、第2の一対のエミッタ/ソースフォロア
回路側を負電源に、第2のカレントミラー合成負荷回路
側を正電源に接続し、前記第1、第2の一対のエミッ
タ/ソースフォロア回路のホット信号が入力される各ベ
ースまたは各ゲートを互いに接続すると共に各エミッタ
または各ソースを第1、第2の抵抗を介して接続し、該
第1、第2の抵抗接続部よりホット信号を出力し、前
記第1、第2の一対のエミッタ/ソースフォロア回路の
コールド信号が入力される各ベースまたは各ゲートを接
続すると共に各エミッタまたは各ソースを第3、第4の
抵抗を介して接続し、該第3、第4の抵抗接続部よりコ
ールド信号を出力するバッファアンプにより達成され
る。
【0008】
【作用】左右対象接続された第1の一対のエミッタ/
ソースフォロア回路と、該第1の一対のエミッタ/ソー
スフォロア回路のエミッタまたはソース側に接続される
第1のカレントミラー合成負荷回路を設け、第1の一対
のエミッタ/ソースフォロア回路側を正電源に、第1の
カレントミラー合成負荷回路側を負電源に接続し、又、
左右対象接続された第2の一対のエミッタ/ソースフ
ォロア回路と、該第2の一対のエミッタ/ソースフォロ
ア回路のエミッタまたはソース側に接続される第2のカ
レントミラー合成負荷回路を設け、第2の一対のエミッ
タ/ソースフォロア回路側を負電源に、第2のカレント
ミラー合成負荷回路側を正電源に接続し、前記第1、
第2の一対のエミッタ/ソースフォロア回路のホット信
号が入力される各ベースまたは各ゲートを互いに接続す
ると共に各エミッタまたは各ソースを第1、第2の抵抗
を介して接続し、該第1、第2の抵抗接続部よりホット
信号を出力し、前記第1、第2の一対のエミッタ/ソ
ースフォロア回路のコールド信号が入力される各ベース
または各ゲートを互いに接続すると共に各エミッタまた
は各ソースを第3、第4の抵抗を介して接続し、該第
3、第4の抵抗接続部よりコールド信号を出力する
のようにバッファを構成することにより、ホット信号と
コールド信号に対し、高入力インピーダンス、低出力イ
ンピーダンスのインピーダンス変換を行え、後段のバラ
ンス伝送用増幅器を高利得、低入力インピーダンスとす
ることができる。また、各カレントミラー合成負荷回路
によって出力信号のCMRRを改善することができ、入
力信号の変化によって+B電源、−B電源の給電電流も
変化しないので、給電系の電圧変動が生じず、信号歪が
小さくなる。更に、+B電源や−B電源が変動すると
き、上下対象に変動することが多いが、+B電源と−B
電源に対し回路が上下対象に構成されていることから、
+B電源と−B電源が上下対象に変動しても、出力信号
に電源変動の影響があらわれない。
【0009】
【実施例】図1は本発明の第1実施例に係わるバッファ
アンプの回路図である。
【0010】5はバランス伝送用増幅器(図3参照)の
前段に設けられるバッファアンプである。バッファアン
プ5は高入力インピーダンス、低出力インピーダンスで
あり、バランス伝送用増幅器の前段でホット信号とコー
ルド信号のインピーダンス変換を行う。
【0011】6と7は左右対象接続された一対のエミッ
タフォロア回路を構成するトランジスタ(NPNトラン
ジスタ)であり、トランジスタ6のベースにホット信号
が入力されるとともにエミッタからホット信号が取り出
され、トランジスタ7のベースにコールド信号が入力さ
れるとともにエミッタからホット信号が取り出される。
トランジスタ6と7のコレクタは共通接続されている。
8は+側の給電抵抗であり、共通接続されたコレクタと
+B電源の間に接続されている。
【0012】9はカレントミラー合成負荷回路であり、
トランジスタ6側に流れる動作電流を検出してトランジ
スタ7側に折り返し、該トランジスタ7の動作電流と合
成する。9aはダイオード接続されたトランジスタであ
り、トランジスタ6に流れる動作電流を検出する。9b
はトランジスタ9aとベースが共通接続されたトランジ
スタであり、トランジスタ9aに流れる電流と同一の電
流を流し、トランジスタ7の動作電流とプッシュプル合
成してコールド側の出力信号を形成する。9cと9dは
トランジスタ9aと9bのバランスを取るバランス抵
抗、9eはトランジスタ6と7の負荷をバランスさせて
これらのトランジスタ6と7を対象動作させるための負
荷抵抗である。
【0013】10は−側の給電抵抗であり、2つのバラ
ンス抵抗9cと9dの共通接続点と−B電源の間に接続
されている。
【0014】図1のように構成されたバッファアンプ5
において、ホット側入力端子H−INに入力されたホッ
ト信号はトランジスタ6のベースに入力され、該トラン
ジスタ6のエミッタより取り出されてホット側出力端子
H−OUTよりバランス伝送用増幅器のホット側入力に
出力される。この際、トランジスタ6は高入力インピー
ダンスで入力したホット信号を低出力インピーダンスで
エミッタより出力する。一方、コールド側入力端子C−
INに入力されたコールド信号はトランジスタ7のベー
スに入力され、該トランジスタ7のエミッタより取り出
されてコールド側出力端子C−OUTよりバランス伝送
用増幅器のコールド側入力に出力される。この際、トラ
ンジスタ7は高入力インピーダンスで入力したコールド
信号を低出力インピーダンスでエミッタより出力する。
【0015】これにより、バランス伝送用増幅器は低入
力インピーダンスのものを使用でき、高利得化が可能と
なる。
【0016】ホット側のトランジスタ6の動作電流(エ
ミッタ電流)は、一部がホット信号出力としてエミッタ
からホット側出力端子H−OUT側に流れ(但し、ホッ
ト信号の振幅が零のときはホット側出力端子H−OUT
からの電流出力は零である)、残りはカレントミラー合
成負荷回路9のトランジスタ9aで検出されて、トラン
ジスタ9aに流れる電流と同一の電流がトランジスタ9
bに流れる。よって、コールド側のトランジスタ7の動
作電流(エミッタ電流)からトランジスタ9bに流れる
電流を引いた残りがコールド信号としてコールド側出力
端子C−OUT側に流れる(但し、負荷抵抗9eによ
り、ホット信号出力とコールド信号出力は対象化されて
いる)。
【0017】ホット側のトランジスタ6の動作電流とコ
ールド側のトランジスタ7の動作電流は、入力信号変化
に従い互いに逆位相で変化するため、コールド信号出力
は、ホット信号とコールド信号の同相成分が一部キャン
セルされる。これにより、出力信号のCMRRが6dB
程度改善される。
【0018】また、ホット側のトランジスタ6の動作電
流とコールド側のトランジスタ7の動作電流が、入力信
号変化に従い互いに逆位相で変化することから、給電抵
抗8や10を流れる合成電流は一定となり、これらの給
電抵抗8や10を含む給電系の電圧変動が生じず、バッ
ファアンプ5の出力信号の歪が小さくなる。
【0019】なお、上記した第1実施例では、2つのN
PNトランジスタを用いて左右対象接続した一対のエミ
ッタフォロア回路を構成したが、2つのPNPトランジ
スタで構成してもよく、更に、2つのトランジスタの代
わりに2つのFETを用いて、左右対象接続した1対の
ソースフォロア回路に置き換えてもよい。一対のソース
フォロア回路とする場合、一方のFETのゲート側にホ
ット信号を入力するとともにソース側からホット信号を
取り出し、他方のFETのゲート側にコールド信号を入
力するとともにソース側からコールド信号を取り出すよ
うにすればよい。また、給電抵抗8または10の一方、
または、両方を省略してもよい。
【0020】図2は本発明の第2実施例に係るバッファ
アンプの回路図である。
【0021】図2では、図1のトランジスタをFETに
置き換えた左右対象接続した一対のソースフォロア回路
が用いられており、更に、一対のソースフォロア回路及
び該一対のソースフォロア回路に接続されたカレントミ
ラー合成負荷回路を、+B電源と−B電源の間に上下対
象に2組配設したコンプリメンタリー回路としてある。
【0022】11,12は第1の一対のソースフォロア
回路を構成するホット側とコールド側のFETであり、
ホット側入力端子H−INに入力されたホット信号はF
ET11のゲートに入力されるとともに該FET11の
ソースから低出力インピーダンスで出力され、コールド
側入力端子C−INに入力されたコールド信号はFET
12のゲートに入力されるとともに該FET12のソー
スから低出力インピーダンスで出力される。13はFE
T11,12の各ソースと−B電源との間に接続された
第1のカレントミラー合成負荷回路である。
【0023】14,15は第2の一対のソースフォロア
回路を構成するホット側とコールド側のFETであり、
ホット側入力端子H−INに入力されたホット信号はF
ET14のゲートに入力されるとともに該FET14の
ソースから低出力インピーダンスで出力され、コールド
側入力端子C−INに入力されたコールド信号はFET
15のゲートに入力されるとともに該FET15のソー
スから低出力インピーダンスで出力される。16はFE
T14,15の各ソースと+B電源の間に接続された第
2のカレントミラー合成負荷回路である。
【0024】17,18はFET11,14の各ソース
から出力されたホット信号を合成してホット側出力端子
H−OUTへ出力する抵抗、19,20はFET12,
15の各ソースから出力されたコールド信号を合成して
コールド側出力端子C−OUTへ出力する抵抗である。
【0025】このように構成されたバッファアンプによ
っても、ホット信号とコールド信号に対し、高入力イン
ピーダンス、低出力インピーダンスのインピーダンス変
換を行えるので、後段のバランス伝送用増幅器を高利
得、低入力インピーダンスとすることができる。また、
カレントミラー合成負荷回路12,15によって出力信
号のCMRRを改善することができ、入力信号の変化に
よって+B電源、−B電源の給電電流も変化しないの
で、給電系の電圧変動が生じず、信号歪が小さくなる。
【0026】更に、+B電源や−B電源が変動すると
き、上下対象に変動することが多いが、+B電源と−B
電源に対し回路が上下対象に構成されていることから、
+B電源と−B電源が上下対象に変動しても、出力信号
に電源変動の影響があらわれない。
【0027】なお、図2のFETをトランジスタに置き
換えることも可能である。
【0028】
【発明の効果】以上本発明によれば、ホット信号とコー
ルド信号に対し、高入力インピーダンス、低出力インピ
ーダンスのインピーダンス変換を行え、後段のバランス
伝送用増幅器を高利得、低入力インピーダンスとするこ
とができる。また、各カレントミラー合成負荷回路によ
って出力信号のCMRRを改善することができ、入力信
号の変化によって+B電源、−B電源の給電電流も変化
しないので、給電系の電圧変動が生じず、信号歪が小さ
くなる。更に、+B電源や−B電源が変動するとき、上
下対象に変動することが多いが、+B電源と−B電源に
対し回路が上下対象に構成されていることから、+B電
源と−B電源が上下対象に変動しても、出力信号に電源
変動の影響があらわれない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係わるバッファアンプの
回路図である。
【図2】本発明の第2実施例に係わるバッファアンプの
回路図である。
【図3】一般的なバランス伝送用増幅器の回路図であ
る。
【図4】高入力インピーダンス、高利得化を図るための
従来法を示す回路図である。
【符号の説明】
5 バッファアンプ 6、7 トランジスタ 8、13、16 カレントミラー合成負荷回路 11、12、14、15 FET

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左右対象接続された第1の一対のエミッ
    タフォロア回路またはソースフォロア回路(エミッタ/
    ソースフォロア回路)と、該第1の一対のエミッタ/ソ
    ースフォロア回路のエミッタまたはソース側に接続され
    る第1のカレントミラー合成負荷回路を設け、第1の一
    対のエミッタ/ソースフォロア回路側を正電源に、第1
    のカレントミラー合成負荷回路側を負電源に接続し、 左右対象接続された第2の一対のエミッタ/ソースフォ
    ロア回路と、該第2の一対のエミッタ/ソースフォロア
    回路のエミッタまたはソース側に接続される第2のカレ
    ントミラー合成負荷回路を設け、第2の一対のエミッタ
    /ソースフォロア回路側を負電源に、第2のカレントミ
    ラー合成負荷回路側を正電源に接続し、 前記第1、第2の一対のエミッタ/ソースフォロア回路
    のホット信号が入力される各ベースまたは各ゲートを互
    いに接続すると共に各エミッタまたは各ソースを第1、
    第2の抵抗を介して接続し、該第1、第2の抵抗接続部
    よりホット信号を出力し、 前記第1、第2の一対のエミッタ/ソースフォロア回路
    のコールド信号が入力される各ベースまたは各ゲートを
    互いに接続すると共に各エミッタまたは各ソースを第
    3、第4の抵抗を介して接続し、該第3、第4の抵抗接
    続部よりコールド信号を出力すること、 を特徴とするバッファアンプ。
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