JP3367875B2 - Logarithmic conversion circuit and transconductor using the same - Google Patents

Logarithmic conversion circuit and transconductor using the same

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、対数変換回路及び
これを用いたトランスコンダクターに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a logarithmic conversion circuit and a transconductor using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来アクティブフィルタを構成する手法
として、例えば図12に示すようにトランスコンダクタ
ーG1〜G8と容量を用いる手法がある。扱える信号振
幅を広くするためため、従来、トランスコンダクターは
図13に示したように線形入力範囲を広くした対数変換
回路1とトランジスタQ20、Q21による差動対で構
成される逆対数変換回路2で構成されてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of forming an active filter, there is a method of using transconductors G1 to G8 and a capacitor as shown in FIG. In order to widen the signal amplitude that can be handled, the transconductor is conventionally composed of a logarithmic conversion circuit 1 having a wide linear input range as shown in FIG. 13 and an antilogarithmic conversion circuit 2 composed of a differential pair of transistors Q20 and Q21. Has been configured.

【0003】また線形入力範囲を広く取れる対数変換回
路として、例えば図14及び図15(a)に示す特開平
06−90127号公報で提案されている対数変換回路
がある。
As a logarithmic conversion circuit which can take a wide linear input range, for example, there is a logarithmic conversion circuit proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 06-90127 shown in FIGS. 14 and 15 (a).

【0004】図14に示す対数変換回路は、差動入力信
号がIN+ とIN- の間に印加され、トランジスタQ1に電
流I1が流れるようにトランジスタQ5、Q3を介して帰
還がかかり、またトランジスタQ2に電流I2(=I1) が流
れるようにトランジスタQ6、Q4を介して帰還がかか
っている。これによりトランジスタQ1及びQ2のエミ
ッタ電位V1及びV2は、おのおの入力端子IN+ 及びIN
- の電位からVbe だけレベルシフトした電位となり、抵
抗R1にかかる電圧は差動入力信号と等しくなる。
In the logarithmic conversion circuit shown in FIG. 14, a differential input signal is applied between IN + and IN-, feedback is applied through transistors Q5 and Q3 so that a current I1 flows through transistor Q1, and transistor Q2 is applied. Feedback is applied through the transistors Q6 and Q4 so that the current I2 (= I1) flows through the transistor. As a result, the emitter potentials V1 and V2 of the transistors Q1 and Q2 are respectively changed to the input terminals IN + and IN +.
The potential becomes a potential level-shifted by Vbe from the negative potential, and the voltage applied to the resistor R1 becomes equal to the differential input signal.

【0005】差動入力信号電圧をVdとすると、トランジ
スタQ3には、I1-Vd/R1なる電流が流れ、トランジスタ
Q4には、I1-Vd/R1なる電流が流れて、おのおの電流に
応じて対数変換された電圧がトランジスタQ3及びQ4
のベース・エミッタ間に発生する。
Assuming that the differential input signal voltage is Vd, a current I1-Vd / R1 flows through the transistor Q3, and a current I1-Vd / R1 flows through the transistor Q4. The converted voltage is applied to the transistors Q3 and Q4.
Is generated between the base and emitter of.

【0006】図14に示す対数変換回路では、トランジ
スタQ3及びQ4が飽和してしまうとトランジスタQ5
及びQ3、あるいはトランジスタQ6及びQ4で構成さ
れる帰還回路が正常に動作しなくなる。よって、トラン
ジスタQ3及びQ4を非飽和で動作させるためには、ト
ランジスタQ3及びQ4のコレクタ・エミッタ間に0.1V
程度の電圧Vce(sat)が必要となる。また、Q4及びQ5
の共通エミッタ電圧Vcは次に接続される逆対数変換回路
を正常に動作させるために0.1V程度必要となる。よっ
て、この対数変換回路における同相入力電圧の最小値Vc
( 〜0.1V)+Vce(sat)( 〜0.1V)+Vbe(〜0.7V) はほぼ0.9V
となってしまう。
In the logarithmic conversion circuit shown in FIG. 14, when the transistors Q3 and Q4 are saturated, the transistor Q5 is reached.
And Q3 or the feedback circuit composed of the transistors Q6 and Q4 does not operate normally. Therefore, in order to operate the transistors Q3 and Q4 in a non-saturated state, 0.1V is applied between the collector and the emitter of the transistors Q3 and Q4.
A certain voltage Vce (sat) is required. Also, Q4 and Q5
The common emitter voltage Vc of is required to be about 0.1 V in order for the inverse logarithmic conversion circuit connected next to operate normally. Therefore, the minimum value Vc of the common mode input voltage in this logarithmic conversion circuit is
(〜0.1V) + Vce (sat) (〜0.1V) + Vbe (〜0.7V) is almost 0.9V
Will be.

【0007】次に図15(a)に示す対数変換回路で
は、図14に示す構成とは異なり、トランジスタが縦積
みになっていないので、同相入力電圧の最小値Vc( 〜0.
1V)+Vbe は、ほぼ0.8Vと図14の対数変換回路より0.1V
程度小さくすることができ、この分入力電圧範囲を広く
取ることができる。
Next, in the logarithmic conversion circuit shown in FIG. 15A, unlike the configuration shown in FIG. 14, since the transistors are not vertically stacked, the minimum value Vc (.about.0.
1V) + Vbe is almost 0.8V, which is 0.1V from the logarithmic conversion circuit of FIG.
The input voltage range can be widened accordingly.

【0008】しかしながら、図15(a)に示す対数変
換回路を用いて図13示す構成で実現したトランスコン
ダクターの差動入力信号電圧- 出力電流特性は、図16
に示すように差動入力電圧に例えば1V程度かかるとトラ
ンスコンダクタの動作の極性が逆になってしまう。つま
り、対数変換回路の差動出力電圧の極性が逆転してしま
うという問題点があった。
However, the differential input signal voltage-output current characteristic of the transconductor realized by the configuration shown in FIG. 13 using the logarithmic conversion circuit shown in FIG.
As shown in, when the differential input voltage is applied, for example, about 1 V, the polarity of the operation of the transconductor is reversed. That is, there is a problem that the polarities of the differential output voltages of the logarithmic conversion circuit are reversed.

【0009】ここで極性が反転する動作を簡単に説明す
る。線形入力電圧範囲はI1×R1で表される。差動入力信
号電圧Vdが線形入力電圧範囲にある時は、上述の通り、
トランジスタは全て非飽和で動作し、線形入力電圧範囲
にVdがある間、Vdの対数変換された電圧としてV3及びV4
の電位を発生する。Vdが大きくなり、線形入力電圧範囲
から外れると、この時電流I1は全て抵抗R1に流れ、トラ
ンジスタQ5 はオフしてしまう。この様子を図15
(b)に示す。
The operation of inverting the polarity will be briefly described. The linear input voltage range is represented by I1 × R1. When the differential input signal voltage Vd is in the linear input voltage range, as described above,
The transistors all operate in desaturation and V3 and V4 are log-transformed voltages of Vd while Vd is in the linear input voltage range.
Generate a potential of. When Vd becomes large and deviates from the linear input voltage range, at this time, all the current I1 flows through the resistor R1 and the transistor Q5 is turned off. This state is shown in FIG.
It shows in (b).

【0010】この時、電流I1及びI2はトランジスタQ6
に流れ、トランジスタQ6のベース電位V4は、(I1+I2)R
2+Vbe|Q6でほぼ一定の値を取る。この状態でもトランジ
スタQ6は、エミッタ接地の増幅回路として動作し、ト
ランジスタQ3及びQ4は差動増幅回路として動作して
おり、その結果、V8はIN- の電位に応じて下がってい
く。Vdが線形入力電圧範囲から外れると、V7はV8+I1 ×
R1で決まっているので、Vdが大きくなるにつれ(つま
り、IN+ の電位が上がり、IN- の電位が下がる)、V7は
V8に応じて下がる。V7はIN+ の電位より低いためトラン
ジスタQ2もオフする。トランジスタQ1のエミッタか
ら電流I5を流そうとするがコレクタに供給される電流I3
は、I3=I5/2 なので、トランジスタQ1は飽和し、トラ
ンジスタQ1のベースから残りの電流I5/2が供給され
る。
At this time, the currents I1 and I2 are transferred to the transistor Q6.
And the base potential V4 of the transistor Q6 is (I1 + I2) R
2 + Vbe | Q6 takes an almost constant value. Even in this state, the transistor Q6 operates as a grounded-emitter amplifier circuit, and the transistors Q3 and Q4 operate as a differential amplifier circuit. As a result, V8 drops according to the potential of IN-. When Vd is outside the linear input voltage range, V7 is V8 + I1 ×
Since it is decided by R1, as Vd increases (that is, the potential of IN + rises and the potential of IN- falls), V7 becomes
It goes down according to V8. Since V7 is lower than the potential of IN +, the transistor Q2 is also turned off. Current I5 tries to flow from the emitter of transistor Q1 but is supplied to collector I3
Is I3 = I5 / 2, the transistor Q1 is saturated, and the remaining current I5 / 2 is supplied from the base of the transistor Q1.

【0011】トランジスタQ1のコレクタ電位V3は、ト
ランジスタQ1が飽和しているため、エミッタ電位V5か
らおよそ0.1V程度高い電位まで急激に下がる。しかし、
V5は、IN+ の電位に応じて上がるため、従って、V3もIN
+ の電位に応じて上がる。この状態から、さらにVdを大
きくする(IN+ の電位を高くし、IN-の電位を低くす
る)と、やがて、V3とV4が逆転してし、極性が反転す
る。
Since the transistor Q1 is saturated, the collector potential V3 of the transistor Q1 drops sharply from the emitter potential V5 to a potential higher by about 0.1V. But,
Since V5 rises according to the potential of IN +, therefore V3 also
It rises according to the potential of +. If Vd is further increased from this state (the potential of IN + is raised and the potential of IN- is lowered), V3 and V4 are eventually reversed and the polarities are reversed.

【0012】よって、このトランスコンダクターを用い
て実現したフィルタでは、一旦、1V程度の電圧がいずれ
かのトランスコンダクターにかかってしまうと、そのト
ランスコンダクターを介したループが正帰還となってし
まい、発振を引き起こすという問題があった。
Therefore, in the filter realized by using this transconductor, once a voltage of about 1 V is applied to any one of the transconductors, the loop through the transconductor becomes positive feedback, and oscillation occurs. There was a problem of causing.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の線形入力範囲の広い対数変換回路では、同相入力電圧
範囲が狭まったり、あるいは、過大な差動入力信号電圧
に対して発振を引き起こすという問題があった。
As described above, in the conventional logarithmic conversion circuit having a wide linear input range, the common-mode input voltage range is narrowed or oscillation is caused for an excessive differential input signal voltage. There was a problem.

【0014】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、線形
入力範囲及び同相入力電圧が広く、かつ安定に動作する
対数変換回路を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a logarithmic conversion circuit having a wide linear input range and a common mode input voltage and operating stably. That is.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】差動入力信号を増幅する
第1及び第2の増幅手段と、第1及び第2の増幅手段の
出力電圧をレベルシフトする第1及び第2のレベルシフ
ト手段と、第1及び第2のレベルシフト手段の出力端に
ベースがそれぞれ接続され、エミッタが互いに結合さ
れ、コレクタから第1及び第2の増幅手段にそれぞれ帰
還が施された第1及び第2のトランジスタと、第1及び
第2のトランジスタのコレクタ間に配設されたインピー
ダンス素子と、第1及び第2のトランジスタのベース・
エミッタ間電圧に応じた出力信号を取り出す出力手段と
を備えることを特徴とする。
First and second amplification means for amplifying a differential input signal, and first and second level shift means for level shifting output voltages of the first and second amplification means. And the bases are respectively connected to the output terminals of the first and second level shift means, the emitters thereof are coupled to each other, and the first and second feedback means are fed back from the collector to the first and second amplifying means, respectively. A transistor, an impedance element disposed between the collectors of the first and second transistors, and a base of the first and second transistors.
Output means for extracting an output signal according to the voltage between the emitters.

【0016】[0016]

【作用】本発明の対数変換回路によれば、用いる増幅手
段の正入力端と負入力端の間に正入力端が低くなるよう
な電圧が印加された開ループ時の増幅手段の出力電圧
が、増幅手段の負入力端の電位に依存するような場合で
も、線形入力電圧範囲を外れて差動入力信号電圧が印加
された時にオフする第1 あるいは第2 のトランジスタの
ベース電位はレベルシフト手段にて増幅手段の出力電圧
より低くなるため、線形入力電圧範囲を外れて対数変換
回路に入力される差動入力信号電圧が大きくなり対数変
換回路の出力電圧の極性が逆転する入力電圧をレベルシ
フト電圧に応じて大きくできるので、過大な差動入力信
号電圧に対する安定性を改善することができる。
According to the logarithmic conversion circuit of the present invention, the output voltage of the amplifying means in the open loop when the voltage such that the positive input terminal becomes low is applied between the positive input terminal and the negative input terminal of the amplifying means used. , The base potential of the first or second transistor that turns off when a differential input signal voltage is applied outside the linear input voltage range even if it depends on the potential of the negative input terminal of the amplifying means. Since it becomes lower than the output voltage of the amplifying means, the differential input signal voltage input to the logarithmic conversion circuit goes out of the linear input voltage range and the polarity of the output voltage of the logarithmic conversion circuit is reversed. Since the voltage can be increased according to the voltage, the stability against an excessive differential input signal voltage can be improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1(a)は本発明が適用された
対数変換回路を示す図で、図2は図1(a)に差動入力
信号電圧Vdを印加した時の各ノード電圧を示している。
また、図3は図12示す構成で実現したトランスコンダ
クターに差動入力信号電圧Vdを印加した時の差動入力信
号電圧- 出力電流特性である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 (a) is a diagram showing a logarithmic conversion circuit to which the present invention is applied, and FIG. 2 shows each node voltage when a differential input signal voltage Vd is applied to FIG. 1 (a).
Further, FIG. 3 is a differential input signal voltage-output current characteristic when the differential input signal voltage Vd is applied to the transconductor realized with the configuration shown in FIG.

【0018】図1(a)の対数変換回路において、トラ
ンジスタQ1、Q2及び電流源I3,I5 にて増幅手段11
を構成し、トランジスタQ3、Q4及び電流源I4,I6 に
て増幅手段12を構成し、トランジスタQ7及び電流源
I7はレベルシフト手段13を構成し、トランジスタQ8
及び電流源I8はレベルシフト手段14を構成し、増幅手
段11の負入力端であるトランジスタQ1のベースは入
力端子IN+ に接続され、出力端であるトランジスタQ1
のコレクタは、レベルシフト手段13を介してトランジ
スタQ5のベースに接続され、増幅手段12の負入力端
であるトランジスタQ3のベースは入力端子IN- に接続
され、出力端であるトランジスタQ3のコレクタは、レ
ベルシフト手段14を介してトランジスタQ6のベース
に接続され、トランジスタQ5とQ6のエミッタは互い
に結合されて抵抗R2を介して電源Vee に接続され、トラ
ンジスタQ5のコレクタは増幅手段11の正入力端であ
るトランジスタQ2ベースに接続され、トランジスタQ
6のコレクタは増幅手段12の正入力端であるトランジ
スタQ4のベースに接続され、トランジスタQ5とQ6
のコレクタ間に抵抗R1が接続されている。
In the logarithmic conversion circuit of FIG. 1A, the amplifying means 11 is constituted by the transistors Q1 and Q2 and the current sources I3 and I5.
And transistors Q3 and Q4 and current sources I4 and I6 constitute amplification means 12, and transistor Q7 and current source
I7 constitutes the level shift means 13 and includes a transistor Q8.
The current source I8 constitutes the level shift means 14, the base of the transistor Q1 which is the negative input terminal of the amplification means 11 is connected to the input terminal IN +, and the transistor Q1 which is the output terminal.
The collector of is connected to the base of the transistor Q5 via the level shift means 13, the base of the transistor Q3 which is the negative input terminal of the amplification means 12 is connected to the input terminal IN-, and the collector of the transistor Q3 which is the output terminal is , The base of the transistor Q6 via the level shift means 14, the emitters of the transistors Q5 and Q6 are coupled to each other and connected to the power source Vee via the resistor R2, and the collector of the transistor Q5 is the positive input terminal of the amplifying means 11. Is connected to the base of transistor Q2 which is
The collector of 6 is connected to the base of the transistor Q4 which is the positive input terminal of the amplifying means 12, and the transistors Q5 and Q6 are connected.
A resistor R1 is connected between the collectors of.

【0019】差動入力信号電圧がIN+,IN- 端子間に印加
され、トランジスタQ5及びQ6のベース・エミッタ電
圧に応じた電圧が、Out+,Out- 端子から出力される。こ
こで図1(a)に示す対数変換回路の動作を説明する。
差動入力信号電圧Vdが線形入力電圧範囲内にある時は、
図1(b)に示すように、増幅手段11、12の出力か
らレベルシフト手段13、14と、トランジスタQ5、
Q6、電流源I1,I2 及び抵抗R1,R2 で構成される増幅回
路による帰還回路を介して、増幅手段11、12の正入
力に負帰還がかかっており、抵抗R1の両端にはIN+ 及び
IN- 端子に印加される差動入力信号電圧Vdがかかり、抵
抗R1にはVd/R1 なる電流が流れる。よって、トランジス
タQ5及びQ6には、それぞれ、I1-Vd/R1,I1+Vd/R1 な
る電流が流れる。
A differential input signal voltage is applied between the IN + and IN- terminals, and a voltage corresponding to the base-emitter voltage of the transistors Q5 and Q6 is output from the Out + and Out- terminals. Here, the operation of the logarithmic conversion circuit shown in FIG.
When the differential input signal voltage Vd is within the linear input voltage range,
As shown in FIG. 1B, the output of the amplifying means 11, 12 is changed to the level shifting means 13, 14 and the transistor Q5,
Negative feedback is applied to the positive inputs of the amplifying means 11 and 12 via the feedback circuit of the amplifying circuit composed of Q6, the current sources I1 and I2 and the resistors R1 and R2, and IN + and
The differential input signal voltage Vd applied to the IN- terminal is applied, and the current Vd / R1 flows through the resistor R1. Therefore, currents I1-Vd / R1 and I1 + Vd / R1 flow through the transistors Q5 and Q6, respectively.

【0020】トランジスタQ5及びQ6のベース・エミ
ッタ電圧はそれぞれに流れる電流の対数変換し、かつ、
電流電圧変換されたもので、Out+及びOut-端子から差動
入力信号電圧を対数変換した電圧として出力される。
The base-emitter voltages of the transistors Q5 and Q6 are logarithmically converted of the current flowing through them, and
It is current-voltage converted and is output as a logarithmically converted voltage from the differential input signal voltage from the Out + and Out- terminals.

【0021】線形入力電圧範囲は、上記動作をしている
範囲で、I1-Vd/R1=0となるVd、つまり、I1×R1が線形入
力電圧範囲となる。ここで差動入力信号電圧Vdが、線形
入力電圧範囲を超えようとすると、電流I1は全て抵抗R1
を介して、トランジスタQ6に流れ、トランジスタQ5
がオフし、トランジスタQ6のベース電位V41 が決まる
のは従来例で説明した通りである。また、トランジスタ
Q2がオフし、トランジスタQ1が飽和し、増幅手段1
1の出力であるトランジスタのコレクタ電位V3が決まる
のも従来例で説明した通りである。従来例の場合と異な
るのは、レベルシフト手段13によりトランジスタQ5
のベース電位V31 はV3よりレベルシフト手段13を構成
するトランジスタQ7のベース・エミッタ電圧Vbe|Q7だ
け低い点で、従来例では、図17に示すようにVdが線形
入力電圧範囲から外れると、トランジスタQ5のベース
電位(=トランジスタQ1 のコレクタ電位)V3 は0.9V程度
しか下がらないのに対して、本発明の対数変換回路で
は、図2に示すようにトランジスタQ5のベース電位V3
1 は0.1V程度まで下がっている。
The linear input voltage range is the range in which the above operation is performed, and Vd at which I1−Vd / R1 = 0, that is, I1 × R1 is the linear input voltage range. If the differential input signal voltage Vd tries to exceed the linear input voltage range, all the current I1 is
To the transistor Q6 through the transistor Q5
Is turned off and the base potential V41 of the transistor Q6 is determined as described in the conventional example. Further, the transistor Q2 is turned off, the transistor Q1 is saturated, and the amplifying means 1
The collector potential V3 of the transistor, which is the output of 1, is determined as described in the conventional example. The difference from the conventional example is that the transistor Q5
The base potential V31 of the transistor is lower than V3 by the base-emitter voltage Vbe | Q7 of the transistor Q7 constituting the level shift means 13, and in the conventional example, when Vd deviates from the linear input voltage range as shown in FIG. The base potential of the transistor Q5 (= collector potential of the transistor Q1) V3 is lowered by only about 0.9V, whereas in the logarithmic conversion circuit of the present invention, as shown in FIG.
1 is down to about 0.1V.

【0022】よってVdがさらにΔVd大きくなり、つまり
IN+ の電位がΔVd/2上がり、IN- の電位がΔVd/2下がる
と、飽和しているトランジスタQ1のコレクタ電位V3及
びトランジスタQ5のベース電位V31 は、IN+ の電位に
応じて上がるが、V31 がトランジスタQ6のベース電位
V41 と等しくするには、従来例より、レベルシフト手段
13のレベルシフト電圧であるトランジスタQ7のベー
ス・エミッタ電圧Vbe|Q7だけIN+ の電位を上げないと(
つまり、2 倍のVbe|Q7だけVdを上げないと)V31とV41 は
等しくならない。
Therefore, Vd is further increased by ΔVd, that is,
When the potential of IN + rises by ΔVd / 2 and the potential of IN− falls by ΔVd / 2, the collector potential V3 of the transistor Q1 and the base potential V31 of the transistor Q5 which are saturated rise according to the potential of IN +, but V31 rises. Base potential of transistor Q6
In order to make it equal to V41, the potential of IN + must be raised by the base-emitter voltage Vbe | Q7 of the transistor Q7, which is the level shift voltage of the level shift means 13 as compared with the conventional example (
That is, V31 and V41 are not equal unless Vd is increased by double Vbe | Q7.

【0023】よって、差動入力信号電圧が線形入力電圧
範囲より大きくかかっても、対数変換回路出力の極性が
変わる差動入力信号電圧を従来より大きくできるので、
安定性を改善することができる。
Therefore, even if the differential input signal voltage is larger than the linear input voltage range, the differential input signal voltage in which the polarity of the output of the logarithmic conversion circuit changes can be made larger than before.
Stability can be improved.

【0024】図3は、図1(a)の対数変換回路を用い
たトランスコンダクターの入力電圧- 出力電流の特性を
示す図で、上述した通り、出力の極性逆転が生じていな
い。図4(a)は、本発明の第2の実施例である対数変
換回路を示す図で、図5は図4(a)に差動入力信号電
圧Vdを印加した時の各ノード電圧を示している。また、
図6は図13示す構成で実現したトランスコンダクター
に差動入力信号電圧Vdを印加した時の差動入力信号電圧
- 出力電流特性である。
FIG. 3 is a diagram showing the input voltage-output current characteristics of the transconductor using the logarithmic conversion circuit of FIG. 1 (a), and as described above, the output polarity inversion does not occur. FIG. 4 (a) is a diagram showing a logarithmic conversion circuit according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows each node voltage when the differential input signal voltage Vd is applied to FIG. 4 (a). ing. Also,
FIG. 6 shows the differential input signal voltage when the differential input signal voltage Vd is applied to the transconductor realized by the configuration shown in FIG.
-Output current characteristics.

【0025】図4(a)の対数変換回路において、トラ
ンジスタQ1、Q2及び電流源I3,I5,I9にて増幅手段1
1を構成し、トランジスタQ3、Q4及び電流源I4,
I6,I10にて増幅手段12を構成し、増幅手段11
の正入力端であるトランジスタQ1のベースは入力端子
IN+ に接続されている。負出力端であるトランジス
タQ1のコレクタは、トランジスタQ5のベースに接続
され、増幅手段12の正入力端であるトランジスタQ3
のベースは入力端子IN- に接続されている。また負出力
端であるトランジスタQ3のコレクタは、トランジスタ
Q6のベースに接続され、トランジスタQ5とQ6のエ
ミッタは互いに結合されて抵抗R2を介して電源Vee に接
続され、トランジスタQ5のコレクタは増幅手段11の
負入力端であるトランジスタQ2のベースと正出力端で
あるトランジスタQ2のコレクタに接続されている。ま
たトランジスタQ6のコレクタは増幅手段12の負入力
端であるトランジスタQ4のベースと正出力端であるト
ランジスタQ4 のコレクタに接続され、トランジスタQ
5とQ6のコレクタ間に抵抗R1が接続されている。
In the logarithmic conversion circuit of FIG. 4 (a), the amplifying means 1 is constituted by the transistors Q1 and Q2 and the current sources I3, I5 and I9.
1 and includes transistors Q3 and Q4 and a current source I4.
The amplifying means 12 is constituted by I6 and I10, and the amplifying means 11 is provided.
The base of the transistor Q1 which is the positive input terminal of is connected to the input terminal IN +. The collector of the transistor Q1 which is the negative output terminal is connected to the base of the transistor Q5, and the transistor Q3 which is the positive input terminal of the amplifying means 12.
The base of is connected to the input terminal IN-. The collector of the transistor Q3, which is the negative output terminal, is connected to the base of the transistor Q6, the emitters of the transistors Q5 and Q6 are connected to each other and connected to the power source Vee via the resistor R2, and the collector of the transistor Q5 is the amplifying means 11. Is connected to the base of the transistor Q2, which is the negative input terminal, and the collector of the transistor Q2, which is the positive output terminal. The collector of the transistor Q6 is connected to the base of the transistor Q4, which is the negative input terminal of the amplifying means 12, and the collector of the transistor Q4, which is the positive output terminal.
A resistor R1 is connected between the collectors of 5 and Q6.

【0026】このように差動入力信号電圧がIN+,IN- 端
子間に印加され、トランジスタQ5及びQ6のベース・
エミッタ電圧に応じた電圧が、Out+,Out- 端子から出力
される。
In this way, the differential input signal voltage is applied between the IN + and IN- terminals and the bases of the transistors Q5 and Q6 are connected.
The voltage corresponding to the emitter voltage is output from the Out +, Out- terminals.

【0027】図4(a)に示す対数変換回路の動作を説
明する。差動入力信号電圧Vdが線形入力電圧範囲内にあ
る時は、4(b)に示すように、増幅手段11、12は
おのおの正出力端と負入力端が接続されたボルテージフ
ォロアの構成となっており、抵抗R1の両端にはIN+ 及び
IN- 端子に印加される差動入力信号電圧Vdがかかってい
る。また、増幅手段11、12の負出力端からトランジ
スタQ5, Q6,電流源I1,I2 及び抵抗R1,R2 で構成さ
れる増幅回路による帰還回路を介して、増幅手段11、
12の負入力端に負帰還がかかっており、このループで
も抵抗R1の両端にはIN+ 及びIN- 端子に印加される差動
入力信号電圧Vdがかかるように動作する。
The operation of the logarithmic conversion circuit shown in FIG. 4A will be described. When the differential input signal voltage Vd is within the linear input voltage range, as shown in 4 (b), the amplifying means 11 and 12 each have a voltage follower configuration in which the positive output terminal and the negative input terminal are connected. The resistor R1 has IN + and
The differential input signal voltage Vd applied to the IN- pin is applied. Further, from the negative output terminals of the amplifying means 11 and 12, via the feedback circuit of the amplifying circuit composed of the transistors Q5 and Q6, the current sources I1 and I2 and the resistors R1 and R2, the amplifying means 11 and
Negative feedback is applied to the negative input terminal 12 and the differential input signal voltage Vd applied to the IN + and IN- terminals is applied to both ends of the resistor R1 even in this loop.

【0028】よって、抵抗R1にはVd/R1 なる電流が流
れ、トランジスタQ5及びQ6には、それぞれ、I1-Vd/
R1,I1+Vd/R1 なる電流が流れる。トランジスタQ5及び
Q6のベース・エミッタ電圧はそれぞれに流れる電流の
対数変換し、かつ電流電圧変換されたもので、Out+及び
Out-端子から差動入力信号電圧を対数変換した電圧とし
て出力される。線形入力電圧範囲は、上記動作をしてい
る範囲で、I1-Vd/R1=0となるVd、つまり、I1×R1が線形
入力電圧範囲となる。
Therefore, a current Vd / R1 flows through the resistor R1, and I1-Vd / R1 flows through the transistors Q5 and Q6, respectively.
A current of R1, I1 + Vd / R1 flows. The base-emitter voltages of the transistors Q5 and Q6 are obtained by logarithmically converting the currents flowing through them and current-voltage converting them.
It is output from the Out- terminal as a voltage obtained by logarithmically converting the differential input signal voltage. The linear input voltage range is Vd where I1-Vd / R1 = 0 within the range where the above operation is performed, that is, I1 × R1 is the linear input voltage range.

【0029】Vdが線形入力電圧範囲を超えようとする
と、電流I1は全て抵抗R1を介して、トランジスタQ6に
流れ、トランジスタQ5がオフしてトランジスタQ5の
ベース電位V3が0.9V程度に下がるのは従来例で説明した
通りである。さらに、差動入力信号電圧が線形入力電圧
範囲より大きくなると、これに応じてトランジスタQ5
のベース電位V3が大きくなるのは従来例で説明した通り
である。
When Vd tries to exceed the linear input voltage range, all the current I1 flows to the transistor Q6 through the resistor R1, the transistor Q5 is turned off, and the base potential V3 of the transistor Q5 drops to about 0.9V. This is as described in the conventional example. Further, when the differential input signal voltage becomes larger than the linear input voltage range, the transistor Q5 is accordingly
The increase in the base potential V3 of is as described in the conventional example.

【0030】トランジスタQ6のベース電位V4が決まる
のは従来例で説明した通りであるが、本対数変換回路で
は、Vdが線形入力電圧範囲を超えて大きくすると、徐々
にトランジスタQ2に流れていた電流I9がR1を介してト
ランジスタQ6に流れ、トランジスタQ6のエミッタ電
位V9が高くなる。Vdが大きくなり電流I9が全てR1を介し
てトランジスタQ6に流れた時のトランジスタQ6のベ
ース電位V4は、(I1+I2+I9)R2+Vbe|Q6 で、Vdをこれ以上
大きくしてもほぼ一定の値を取る。
Although the base potential V4 of the transistor Q6 is determined as described in the conventional example, in this logarithmic conversion circuit, when Vd is increased beyond the linear input voltage range, the current flowing in the transistor Q2 gradually. I9 flows to the transistor Q6 via R1, and the emitter potential V9 of the transistor Q6 becomes high. The base potential V4 of the transistor Q6 when Vd becomes large and all the current I9 flows into the transistor Q6 via R1, is (I1 + I2 + I9) R2 + Vbe | Q6, and even if Vd is made larger than this, it is almost the same. Takes a constant value.

【0031】よって、従来にくらべ、トランジスタQ6
のベース電位V4をI9×R2だけ高くする事ができるので、
差動入力信号電圧Vdが線形入力電圧範囲より大きくな
り、トランジスタQ5のベース電位V3が上がり、トラン
ジスタQ6のベース電位V4と大小関係が逆転して、極性
が反転する差動入力信号電圧を従来より大きくできるの
で、安定性を改善することができる。
Therefore, the transistor Q6 is different from the conventional one.
Since the base potential V4 of can be increased by I9 × R2,
The differential input signal voltage Vd becomes larger than the linear input voltage range, the base potential V3 of the transistor Q5 rises, the magnitude relationship with the base potential V4 of the transistor Q6 reverses, and the differential input signal voltage in which the polarity reverses is changed from the conventional one. Since it can be made larger, stability can be improved.

【0032】図6は、図4(a)の対数変換回路を用い
たトランスコンダクターの入力電圧- 出力電流の特性を
示す図で、上述した通り、出力の極性逆転が生じていな
い。なお、図4(a)に示す対数変換回路において、電
流源I9とI1を、また、電流源I2とI10 をひとつにまとめ
てもよい。
FIG. 6 is a diagram showing the input voltage-output current characteristics of the transconductor using the logarithmic conversion circuit of FIG. 4 (a). As described above, the output polarity inversion does not occur. In the logarithmic conversion circuit shown in FIG. 4A, the current sources I9 and I1 and the current sources I2 and I10 may be integrated.

【0033】また、図7に示すように、図4(a)に示
す対数変換回路に、図1(a)の対数変換回路で説明し
たレベルシフト手段を適用して、極性が反転する差動入
力信号電圧をさらに大きくできる。
Further, as shown in FIG. 7, the level shift means described in the logarithmic conversion circuit of FIG. 1A is applied to the logarithmic conversion circuit of FIG. The input signal voltage can be further increased.

【0034】図8に示すように、図4(a)に示す対数
変換回路において、抵抗R1を配設する位置をトランジ
スタQ5及びQ6のコレクタ間から、トランジスタQ1
及びQ2のエミッタ間に変えてもよい。
As shown in FIG. 8, in the logarithmic conversion circuit shown in FIG. 4A, the position where the resistor R1 is provided is set from the collector of the transistors Q5 and Q6 to the transistor Q1.
And between the emitters of Q2.

【0035】図9は図8に示す対数変換回路に差動入力
信号電圧Vdを印加した時の各ノード電圧を示している。
また、図10は図13示す構成で実現したトランスコン
ダクターに差動入力信号電圧Vdを印加した時の差動入力
信号電圧- 出力電流特性である。
FIG. 9 shows each node voltage when the differential input signal voltage Vd is applied to the logarithmic conversion circuit shown in FIG.
10 is a differential input signal voltage-output current characteristic when the differential input signal voltage Vd is applied to the transconductor realized by the configuration shown in FIG.

【0036】ここで図8に示す対数変換回路の動作を説
明する。説明を簡単にするため、図8中に示す電流源の
電流の関係は以下の通りとする。I1=I2=I3=I4=I9=I10=I
5/2=I6/2差動入力信号電圧Vdが線形入力電圧範囲内にあ
るときは、トランジスタQ1及びQ2におのおの電流I3
及びI4が流れるようにトランジスタQ1及びQ3のコレ
クタから、トランジスタQ5及びQ6とレベルシフト段
として動作するダイオードQ2及びQ4を介してトラン
ジスタQ1及びQ3のエミッタにそれぞれ帰還されてい
る。これにより、トランジスタQ1及びQ3のエミッタ
電位V5及びV6は、おのおの入力端子IN+ 及びIN- の電位
からVbe だけレベルシフトした電位となる。
The operation of the logarithmic conversion circuit shown in FIG. 8 will be described. In order to simplify the description, the relation of the currents of the current sources shown in FIG. 8 is as follows. I1 = I2 = I3 = I4 = I9 = I10 = I
5/2 = I6 / 2 When the differential input signal voltage Vd is within the linear input voltage range, the current I3 in each of the transistors Q1 and Q2 is
And I4 are fed back from the collectors of the transistors Q1 and Q3 to the emitters of the transistors Q1 and Q3 through the transistors Q5 and Q6 and the diodes Q2 and Q4 which operate as a level shift stage, respectively. As a result, the emitter potentials V5 and V6 of the transistors Q1 and Q3 become potentials that are level-shifted by Vbe from the potentials of the input terminals IN + and IN-, respectively.

【0037】つまり、IN+ とIN- に印加される差動入力
信号電圧Vdは、抵抗R1の両端にかかる。この時、抵抗R1
には、Vd/R1 なる電流が流れ、ダイオードQ2にはI9+V
d/R1なる電流が流れ、ダイオードQ4にはI10-Vd/R1 な
る電流が流れ、また、トランジスタQ5にはI1-Vd/R1な
る電流が流れ、トランジスタQ6にはI2+Vd/R1なる電流
が流れる。
That is, the differential input signal voltage Vd applied to IN + and IN- is applied to both ends of the resistor R1. At this time, the resistance R1
A current of Vd / R1 flows to the diode, and I9 + V flows to the diode Q2.
A current of d / R1 flows, a current of I10-Vd / R1 flows through the diode Q4, a current of I1-Vd / R1 flows through the transistor Q5, and a current of I2 + Vd / R1 flows through the transistor Q6. Flowing.

【0038】トランジスタQ5及びQ6のベース・エミ
ッタ電圧は、それぞれに流れる電流の対数変換し、かつ
電流電圧変換されたもので、Out+及びOut-端子から差動
入力信号電圧を対数変換した電圧として出力される。
The base-emitter voltages of the transistors Q5 and Q6 are logarithmically converted and current-voltage converted, respectively, and the currents flowing through the transistors Q5 and Q6 are output as logarithmically converted voltages of the differential input signal voltages from the Out + and Out- terminals. To be done.

【0039】線形入力電圧範囲は、上記動作をしている
範囲で、I1-Vd/R1=0となるVd、つまり、I1×R1が線形入
力電圧範囲となる。差動入力信号電圧Vdが、線形入力電
圧範囲を超えようとすると、電流I1は全てダイオードQ
2及び抵抗R1を介して電流源I6に流れる。この時、電流
I4は全てトランジスタQ3を介して電流源I6に流れてお
り、I1+I4=I6なので、電流I10 は、ダイオードQ4を介
して流れることなく、全てトランジスタQ6に流れる。
The linear input voltage range is the range in which the above operation is performed, and Vd at which I1−Vd / R1 = 0, that is, I1 × R1 is the linear input voltage range. When the differential input signal voltage Vd tries to exceed the linear input voltage range, all the current I1 is diode Q.
2 and the resistor R1 to the current source I6. At this time, the current
All of I4 flows to the current source I6 via the transistor Q3, and I1 + I4 = I6. Therefore, the current I10 does not flow via the diode Q4, but all flows to the transistor Q6.

【0040】また、トランジスタQ5には電流が流れな
くなるためオフし、その結果トランジスタQ5を介した
帰還がかからなくなり、トランジスタQ1は飽和し、ト
ランジスタQ1のコレクタ電位V3が0.9V程度まで下が
る。
Further, since the current does not flow through the transistor Q5, the transistor Q5 is turned off. As a result, the feedback through the transistor Q5 is lost, the transistor Q1 is saturated, and the collector potential V3 of the transistor Q1 drops to about 0.9V.

【0041】さらに差動入力信号電圧Vdが線形入力電圧
範囲より大きくなると、これに応じてトランジスタQ5
のベース電位V3が大きくなるのは従来例で説明した通り
である。
Further, when the differential input signal voltage Vd becomes larger than the linear input voltage range, the transistor Q5 is responded accordingly.
The increase in the base potential V3 of is as described in the conventional example.

【0042】また、図9に示すように、V5が上がり、ト
ランジスタQ1のベース電流Ibが抵抗R1を介して電流源
I6に流れるため、トランジスタQ3を介して供給されて
いた電流はI4からI4-Ib となり、Ib分はトランジスタQ
6のベースに流れ込みベース電位を上げる。Vdが大きく
なり、Ib=I4 となると、電流源I4から供給される電流は
全てトランジスタQ6のベースに流れ込み、トランジス
タQ6のベース電位V4を従来に比べI4×R2だけ高くする
ことができるので差動入力信号電圧Vdが線形入力電圧範
囲より大きくなり、Q5のベース電位V3が上がり、Q6
のベース電位V4と大小関係が逆転して、極性が反転する
差動入力信号電圧を従来より大きくできるので、安定性
を改善することができる。
Further, as shown in FIG. 9, V5 rises and the base current Ib of the transistor Q1 passes through the resistor R1 and becomes the current source.
Since it flows to I6, the current supplied via transistor Q3 changes from I4 to I4-Ib, and Ib is the amount of transistor Q
It flows into the base of 6 and raises the base potential. When Vd becomes large and Ib = I4, all the current supplied from the current source I4 flows into the base of the transistor Q6, and the base potential V4 of the transistor Q6 can be increased by I4 × R2 compared to the conventional one, so that the differential The input signal voltage Vd becomes larger than the linear input voltage range, the base potential V3 of Q5 rises, and Q6
Since the magnitude relationship with the base potential V4 of 1 is reversed and the differential input signal voltage whose polarity is reversed can be made larger than before, stability can be improved.

【0043】図10に示すように、図8の対数変換回路
を用いたトランスコンダクターの入力電圧- 出力電流の
特性を示す図で、上述した通り、出力の極性逆転が生じ
ていない。
As shown in FIG. 10, it is a diagram showing the input voltage-output current characteristics of the transconductor using the logarithmic conversion circuit of FIG. 8, and as described above, the output polarity inversion does not occur.

【0044】なお、図8に示す対数変換回路において、
電流源I9とI1を、また、電流源I2とI10 をひとつにまと
めてもよい。また、図11に示すように、図8に示す対
数変換回路に、図1(a)の対数変換回路で説明したレ
ベルシフト手段を適用して、極性が反転する差動入力信
号電圧をさらに大きくできる。
In the logarithmic conversion circuit shown in FIG.
The current sources I9 and I1 and the current sources I2 and I10 may be combined. Further, as shown in FIG. 11, the level shift means described in the logarithmic conversion circuit of FIG. 1A is applied to the logarithmic conversion circuit of FIG. 8 to further increase the differential input signal voltage whose polarity is inverted. it can.

【0045】以上説明してきた本発明の対数変換回路と
図13に示すように差動対を用いた逆対数変換回路によ
るトランスコンダクターを集積化する際、図18に示す
ように対数変換回路で用いている電流源は集積化した抵
抗素子の値に逆比例するように電流を発生させ、逆対数
変換回路で用いる電流源は、集積回路の外部に設けた抵
抗素子Rextの値に逆比例するように電流を発生させるこ
とにより、集積化した抵抗素子の抵抗値がばらついても
トランスコンダクターで実現するトランスコンダクタン
スのばらつきを抑えることができる。
When integrating the logarithmic conversion circuit of the present invention described above and the transconductor by the inverse logarithmic conversion circuit using the differential pair as shown in FIG. 13, it is used in the logarithmic conversion circuit as shown in FIG. The current source generates a current in inverse proportion to the value of the integrated resistance element, and the current source used in the inverse logarithmic conversion circuit is inversely proportional to the value of the resistance element Rext provided outside the integrated circuit. By generating a current in the transistor, even if the resistance value of the integrated resistance element varies, the variation in transconductance realized by the transconductor can be suppressed.

【0046】以下、図1(a)の対数変換回路を用いた
図13に示すトランスコンダクターで詳細に説明する。
トランスコンダクタンスGは、トランスコンダクターが
出力できる最大電流と、入力できる線形入力電圧範囲の
比となり、次式で表される。
The transconductor shown in FIG. 13 using the logarithmic conversion circuit of FIG. 1A will be described in detail below.
The transconductance G is the ratio of the maximum current that can be output by the transconductor to the linear input voltage range that can be input, and is expressed by the following equation.

【0047】G = I20/(2R1*I1) 対数変換回路の電流I1をはじめとするバイアス電流をln
4 倍のVT(=kT/q、ここではk はボルツマン定数、T は絶
対温度、q は電子の電荷)が集積化した抵抗Rintかかる
ようにトランジスタQB1とQB2のエミッタ面積比を
1:4にとる構成としたVT比例電流源で得られる電流を
トランジスタQB4〜QB14と抵抗RB2〜RB12
で構成されるカレントミラー回路で複製して供給し、逆
対数変換回路の電流I20 をはじめとするバイアス電流を
ln4 倍のVTが集積回路の外部に設けた抵抗Rextにかか
るようにトランジスタQB15とQB16のエミッタ面
積比を1:4にとる構成としたVT比例電流源で得られ
る電流をトランジスタQB15〜QB23と抵抗RB1
3〜RB19で構成されるカレントミラー回路で複製し
て供給するトランスコンダクタンスGは、 G = Rint/(R1*Rext) となり、集積化した抵抗(R1,Rinit) がおのおのα倍に
ばらついても上の式に示す通り、αがキャンセルされ
る。また、集積回路の外部に設けた抵抗Rextは精度が1
%のもので実現できるのでトランスコンダクタンスはほ
とんどばらつかない。
G = I20 / (2R1 * I1) The bias current including the current I1 of the logarithmic conversion circuit is set to ln
The emitter area ratio of the transistors QB1 and QB2 is set to 1: 4 so that the resistance Rint that integrates 4 times VT (= kT / q, where k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and q is the electron charge) is applied. The current obtained by the VT proportional current source configured as described above is supplied to the transistors QB4 to QB14 and the resistors RB2 to RB12.
The current mirror circuit composed of is supplied in duplicate and supplies the bias current including the current I20 of the antilogarithmic conversion circuit.
ln4 times the VT is applied to the resistance Rext provided outside the integrated circuit, so that the current obtained by the VT proportional current source configured to set the emitter area ratio of the transistors QB15 and QB16 to 1: 4 is applied to the transistors QB15 to QB23 and the resistance. RB1
The transconductance G which is duplicated and supplied by the current mirror circuit composed of 3 to RB19 is G = Rint / (R1 * Rext), and even if the integrated resistances (R1, Rinit) vary by α times, As shown in the equation, α is canceled. Moreover, the accuracy of the resistor Rext provided outside the integrated circuit is 1
%, So the transconductance hardly varies.

【0048】また、線形入力電圧範囲はR1と集積化した
抵抗素子の値に逆比例をするように発生した電流の積と
なるので、集積化した抵抗がおのおのα倍されても、線
形入力電圧範囲は一定となりばらつかない。
Since the linear input voltage range is the product of R1 and the current generated so as to be inversely proportional to the value of the integrated resistance element, even if the integrated resistance is multiplied by α, the linear input voltage range is increased. The range is constant and does not vary.

【0049】図18に示した電流発生手段は図19に示
すように逆対数関数回路の電流I20を始めとするバイア
ス電流を、ln4 倍のVTが集積化した抵抗Rintにかかる
ようにトランジスタQB1とQB2のエミッタ面積比を
1:4にとる構成をしたVT比例電流源で得られる電流
をカレントミラー回路(QB16、QB17、Rint2、R
ext)で複製する際に図示するように一方の抵抗を積回
路の外部に設けた抵抗Rextとし、たとえば、Rint2=Rint
とすることで、トランジスタQB17に流れる電流を (ln4 * VT) / Rext として実現しても良い。
As shown in FIG. 19, the current generating means shown in FIG. 18 uses a transistor QB1 to apply a bias current including the current I20 of the antilogarithmic function circuit to a resistor Rint in which VT of ln4 times is integrated. A current mirror circuit (QB16, QB17, Rint2, R) outputs the current obtained by the VT proportional current source configured to set the emitter area ratio of QB2 to 1: 4.
ext), one of the resistors is a resistor Rext provided outside the product circuit as shown in the figure, for example, Rint2 = Rint
By doing so, the current flowing through the transistor QB17 may be realized as (ln4 * VT) / Rext.

【0050】以上説明したように逆対数変換回路で用い
る電流源は、集積回路の外側に設けた抵抗素子Rextの値
に逆比例をするように電流を発生させるようにすること
で、集積化した抵抗素子がばらついてもトランスコンダ
クタンス及び線形入力電圧範囲をばらつかないようにす
ることができる。
As described above, the current source used in the antilogarithmic conversion circuit is integrated by generating current so as to be inversely proportional to the value of the resistance element Rext provided outside the integrated circuit. Even if the resistance element varies, the transconductance and the linear input voltage range can be prevented from varying.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の対数
変換回路及びトランスコンダクターによれば線形入力範
囲及び同相入力電圧が広く、かつ安定に動作する対数変
換回路及びトランスコンダクターを提供できる。
As described above, according to the logarithmic conversion circuit and transconductor of the present invention, it is possible to provide a logarithmic conversion circuit and transconductor having a wide linear input range and a common mode input voltage and operating stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の対数変換回路の説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a logarithmic conversion circuit according to a first embodiment of this invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の対数変換回路の動
作説明図である。
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the logarithmic conversion circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態の対数変換回路を用
いたトランスコンダクターの入力電圧- 出力電流の特性
図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram of input voltage-output current of a transconductor using the logarithmic conversion circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態の対数変換回路の説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a logarithmic conversion circuit according to a second embodiment of this invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態の対数変換回路の動
作説明図である。
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the logarithmic conversion circuit according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態の対数変換回路を用
いたトランスコンダクターの入力電圧- 出力電流の特性
図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram of input voltage-output current of a transconductor using the logarithmic conversion circuit according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施の形態の対数変換回路の説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a logarithmic conversion circuit according to a third embodiment of this invention.

【図8】本発明の第4の実施の形態の対数変換回路の説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a logarithmic conversion circuit according to a fourth embodiment of this invention.

【図9】本発明の第4の実施の形態の対数変換回路の動
作説明図である。
FIG. 9 is an operation explanatory diagram of the logarithmic conversion circuit according to the fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施の形態の対数変換回路を
用いたトランスコンダクターの入力電圧- 出力電流の特
性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram of input voltage-output current of a transconductor using the logarithmic conversion circuit according to the fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5の実施の形態の対数変換回路の
説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a logarithmic conversion circuit according to a fifth embodiment of this invention.

【図12】本発明のトランスコンダクターを用いたアク
ティブフィルタの構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of an active filter using the transconductor of the present invention.

【図13】本発明のトランスコンダクターの構成図であ
る。
FIG. 13 is a configuration diagram of a transconductor of the present invention.

【図14】従来の対数変換回路を示す構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram showing a conventional logarithmic conversion circuit.

【図15】従来の対数変換回路の動作を示す動作説明図
である。
FIG. 15 is an operation explanatory diagram showing an operation of a conventional logarithmic conversion circuit.

【図16】従来の対数変換回路を用いたトランスコンダ
クターの入力本発明のトランスコンダクターの入力電圧
- 出力
FIG. 16: Input of transconductor using conventional logarithmic conversion circuit Input voltage of transconductor of the present invention
-Output

【図17】従来の対数変換回路の動作を示す動作説明図
である。
FIG. 17 is an operation explanatory diagram showing an operation of a conventional logarithmic conversion circuit.

【図18】本発明のトランスコンダクターを示す説明図
である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a transconductor of the present invention.

【図19】本発明のトランスコンダクターを示す説明図
である。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a transconductor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・対数変換回路 2・・・逆対数変換回路 11、12・・・増幅手段 13、14・・・レベルシフト手段 Q1〜Q8・・・トランジスタ IN+ 、IN- ・・・入力端子 Out+、Qut-・・・対数変数回路の出力端子 I1〜I10 ・・・電流源 Vcc ・・・第1の電源電位点 Vee ・・・第2の電源電位点 R1,R2 ・・・抵抗 1. Logarithmic conversion circuit 2 ... Inverse logarithmic conversion circuit 11, 12 ... Amplifying means 13, 14 ... Level shift means Q1-Q8 ... transistors IN +, IN -... Input terminals Out +, Qut -... Output terminal of logarithmic variable circuit I1 to I10 ... Current source Vcc: First power supply potential point Vee: Second power supply potential point R1, R2 ・ ・ ・ Resistance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−90127(JP,A) 特開 平1−177208(JP,A) 特開 昭61−214811(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03G 11/08 H03F 3/34 H03H 11/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-90127 (JP, A) JP-A-1-177208 (JP, A) JP-A-61-214811 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H03G 11/08 H03F 3/34 H03H 11/04

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力信号を増幅する第1及び第2の増幅手
段と、 前記第1及び第2の増幅手段の出力電圧をそれぞれレベ
ルシフトする第1及び第2のレベルシフト手段と、 前記第1及び第2のレベルシフト手段の出力端にベース
がそれぞれ接続され、エミッタが互いに結合され、コレ
クタから前記第1及び第2の増幅手段にそれぞれ帰還が
施された第1及び第2のトランジスタと、 前記第1及び第2のトランジスタのコレクタ間に配設さ
れたインピーダンス素子と、 前記第1及び第2のトランジスタのベース・エミッタ間
電圧に応じた出力信号を取り出す出力手段とを備えたこ
とを特徴とする対数変換回路。
1. A first and second amplifying means for amplifying an input signal, and first and second level shift means for level shifting the output voltages of the first and second amplifying means, respectively. And the bases are connected to the output terminals of the first and second level shifting means, the emitters are coupled to each other, and the first and second feedback means are provided from the collector to the first and second amplifying means, respectively. A second transistor; an impedance element arranged between the collectors of the first and second transistors; and an output means for extracting an output signal according to the base-emitter voltage of the first and second transistors. A logarithmic conversion circuit characterized by being provided.
【請求項2】第1及び第2の入力端子がそれぞれ正の入
力端に接続され、正の出力端から負の入力端に帰還経路
を備える第1及び第2の増幅手段と、 前記第1及び第2の増幅手段の負の出力端にベースがそ
れぞれ接続され、エミッタが互いに結合され、コレクタ
から前記第1及び第2の増幅手段の負の入力端に帰還が
施された第1及び第2のトランジスタと、 前記第1及び第2のトランジスタのコレクタ間に接続さ
れたインピーダンス素子と、 前記第1及び第2のトランジスタのベース・エミッタ間
電圧に応じた出力信号を取り出す出力手段とを備えたこ
とを特徴とする対数変換回路。
2. A first and a second amplifying means having first and second input terminals respectively connected to a positive input terminal and having a feedback path from a positive output terminal to a negative input terminal; Bases are respectively connected to the negative output terminals of the first and second amplifying means, emitters of the second amplifying means are coupled to each other, and first and second feedback elements are provided from the collectors to the negative input terminals of the first and second amplifying means. A second transistor, an impedance element connected between the collectors of the first and second transistors, and an output unit for extracting an output signal according to the base-emitter voltage of the first and second transistors. A logarithmic conversion circuit characterized in that
【請求項3】第1及び第2の入力端子がそれぞれ正の入
力端に接続され、正の出力端から負の入力端に帰還経路
を備える第1及び第2の増幅手段と、 前記第1及び第2の増幅手段の負出力の出力電圧をレベ
ルシフトする第1及び第2のレベルシフト手段と、 前記第1及び第2のレベルシフト手段の出力端にベース
がそれぞれ接続され、エミッタが互いに結合され、コレ
クタから前記第1及び第2の増幅手段の負の入力端に帰
還が施された第1及び第2のトランジスタと、 前記第1及び第2のトランジスタのコレクタ間に接続さ
れたインピーダンス素子と、 前記第1及び第2のトランジスタのベース・エミッタ間
電圧に応じた出力信号を取り出す出力手段とを備えたこ
とを特徴とする対数変換回路。
3. First and second amplifying means having first and second input terminals respectively connected to a positive input terminal and having a feedback path from a positive output terminal to a negative input terminal; And first and second level shifting means for level shifting the negative output voltage of the second amplifying means, and bases connected to the output terminals of the first and second level shifting means, respectively, and emitters thereof being mutually connected. An impedance connected between the first and second transistors coupled to each other and fed back from the collector to the negative input terminals of the first and second amplifying means, and the collectors of the first and second transistors. A logarithmic conversion circuit comprising an element and an output means for extracting an output signal corresponding to the base-emitter voltage of the first and second transistors.
【請求項4】ベースが第1及び第2の入力端子にそれぞ
れ接続された第1及び第2のトランジスタと、 コレクタが前記第1及び第2のトランジスタのエミッタ
にそれぞれ第1及び第2のレベルシフト手段を介して接
続され、エミッタが互いに結合された第3及び第4のト
ランジスタと、 前記第3及び第4のトランジスタのコレクタ間に接続さ
れたインピーダンス素子と、 前記第1及び第2のトランジスタのコレクタが前記第3
及び第4のトランジスタのベースに接続され、前記第3
及び第4のトランジスタのベース・エミッタ間電圧に応
じた出力信号を取り出す出力手段とを備えたことを特徴
とする対数変換回路。
4. A first and second transistor having a base connected to the first and second input terminals, respectively, and a collector having first and second levels to the emitters of the first and second transistors, respectively. Third and fourth transistors connected via shift means and having emitters coupled to each other; impedance element connected between collectors of the third and fourth transistors; and first and second transistors The collector is the third
And a base of a fourth transistor,
And a output means for extracting an output signal according to the base-emitter voltage of the fourth transistor, and a logarithmic conversion circuit.
【請求項5】ベースが第1及び第2の入力端子にそれぞ
れ接続された第1及び第2のトランジスタと、 コレクタが前記第1及び第2のトランジスタのエミッタ
にそれぞれ第1及び第2のレベルシフト手段を介して接
続され、エミッタが互いに結合された第3及び第4のト
ランジスタと、 前記第3及び第4のトランジスタのコレクタ間に接続さ
れたインピーダンス素子と、 前記第1及び第2のトランジスタのコレクタから前記第
3及び第4のベースに第3及び第4のレベルシフト手段
を介して接続され、前記第3及び第4のトランジスタの
ベース・エミッタ間電圧に応じた出力信号を取り出す出
力手段とを備えたことを特徴とする対数変換回路。
5. A first and second transistor having a base connected to the first and second input terminals, respectively, and a collector having first and second levels to the emitters of the first and second transistors, respectively. Third and fourth transistors connected via shift means and having emitters coupled to each other; impedance element connected between collectors of the third and fourth transistors; and first and second transistors Means for extracting an output signal according to the base-emitter voltage of the third and fourth transistors, which is connected from the collector to the third and fourth bases through third and fourth level shift means. A logarithmic conversion circuit comprising:
【請求項6】ベースが第1及び第2の入力端子にそれぞ
れ接続された第1及び第2のトランジスタと、 コレクタが前記第1及び第2のトランジスタのエミッタ
にそれぞれ第1及び第2のレベルシフト手段を介して接
続され、エミッタが互いに結合された第3及び第4のト
ランジスタと、 前記第1及び第2のトランジスタのエミッタ間に接続さ
れたインピーダンス素子と、 前記第1及び第2のトランジスタのコレクタが前記第3
及び第4のトランジスタのベースに接続され、前記第3
及び第4のトランジスタのベース・エミッタ間電圧に応
じた出力信号を取り出す出力手段とを備えたことを特徴
とする対数変換回路。
6. A first and second transistor having a base connected to the first and second input terminals, respectively, and a collector having first and second levels to the emitters of the first and second transistors, respectively. Third and fourth transistors connected via shift means and having their emitters coupled to each other; an impedance element connected between the emitters of the first and second transistors; and the first and second transistors The collector is the third
And a base of a fourth transistor,
And a output means for extracting an output signal according to the base-emitter voltage of the fourth transistor, and a logarithmic conversion circuit.
【請求項7】ベースが第1及び第2の入力端子にそれぞ
れ接続された第1及び第2のトランジスタと、 コレクタが前記第1及び第2のトランジスタのエミッタ
にそれぞれ第1及び第2のレベルシフト手段を介して接
続され、エミッタが互いに結合された第3及び第4のト
ランジスタと、 前記第1及び第2のトランジスタのエミッタ間に接続さ
れたインピーダンス素子と、 前記第1及び第2のトランジスタのコレクタから前記第
3及び第4のベースに第3及び第4のレベルシフト手段
を介して接続され、前記第3及び第4のトランジスタの
ベース・エミッタ間電圧に応じた出力信号を取り出す出
力手段とを備えたことを特徴とする対数変換回路。
7. A first and second transistor having a base connected to first and second input terminals, respectively, and a collector having first and second levels to the emitters of the first and second transistors, respectively. Third and fourth transistors connected via shift means and having their emitters coupled to each other; an impedance element connected between the emitters of the first and second transistors; and the first and second transistors Means for extracting an output signal according to the base-emitter voltage of the third and fourth transistors, which is connected from the collector to the third and fourth bases through third and fourth level shift means. A logarithmic conversion circuit comprising:
【請求項8】対数変換回路と、差動対により構成される
逆対数変換回路により構成されたトランスコンダクター
において、前記対数変換回路は請求項1乃至7記載の対
数変換回路であることを特徴とするトランスコンダクタ
ー。
8. A logarithmic converter, and wherein the at transformer conductors constituted by the inverse logarithmic conversion circuit configured by the differential pair, the logarithmic conversion circuit is a logarithmic conversion circuit of claims 1 to 7, wherein A transconductor.
【請求項9】集積回路上に形成されたトランスコンダク
ターにおいて、前記トランスコンダクターは請求項8記
載のトランスコンダクターであり、前記対数変換回路の
前記インピーダンス素子は集積化された抵抗素子であ
り、前記対数変換回路は集積化された抵抗素子を用いた
第1のバイアス電流発生手段を具備し、前記逆対数変換
回路は集積回路の外部に設けられた抵抗素子を用いた第
2のバイアス電流発生手段を具備することを特徴とする
トランスコンダクター。
9. A transconductor formed on an integrated circuit, wherein the transconductor is the transconductor according to claim 8, and the impedance element of the logarithmic conversion circuit is an integrated resistance element. The conversion circuit includes first bias current generating means using an integrated resistance element, and the antilog conversion circuit includes second bias current generating means using a resistance element provided outside the integrated circuit. A transconductor characterized by being provided.
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