JP5336554B2 - 自動利得調整回路 - Google Patents
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Description
Ave−THo+ASet ・・・(1)
オペアンプ53の入力は安定動作時においてはオペアンプ自身の高利得性のためにほぼ0であることから、式(1)の値はほぼ0、すなわち式(2)が成り立つ。
THo−Ave≒ASet ・・・(2)
利得可変回路の出力振幅値が温度によって変化する現象は、図4中のピーク検出回路50の出力電圧THoと平均値検出回路51の出力電圧Aveの温度依存性が異なる場合に発生し得る。このことは式(2)から理解できる。図4に示した自動利得調整回路5は、ピーク検出回路50の出力電圧THoと平均値検出回路51の出力電圧Aveとの差(THo−Ave)を検出し、更にその出力電圧差(THo−Ave)と出力振幅設定回路52の出力電圧ASetとを比較して差分が0になるように動作するが、ピーク検出回路50の出力電圧THoと平均値検出回路51の出力電圧Aveの温度依存性が異なる場合、出力電圧差(THo−Ave)に温度依存性が発生してしまう。自動利得調整回路5が利得制御信号を生成するための比較判断信号の1つである出力電圧差(THo−Ave)が温度依存性を持つことから、自動利得調整回路5から利得可変回路3へ出力される利得制御信号に温度依存性が発生し、結果として利得可変回路3の出力振幅値にも温度依存性が発生してしまう。このように、従来は利得可変回路3の出力振幅の温度依存性が避けられないことから、回路動作の余裕を大きくとるようにしていた。
また、本発明の自動利得調整回路の1構成例は、さらに、自動利得調整回路の入力端子と前記ピーク検出回路の入力端子および前記平均値検出・出力振幅設定回路の入力端子との間に挿入された緩衝回路を備え、前記緩衝回路は、入力が自動利得調整回路の入力端子に接続されたエミッタフォロア回路と、入力が前記エミッタフォロア回路の出力に接続され、出力が前記ピーク検出回路の入力端子および前記平均値検出・出力振幅設定回路の入力端子に接続された出力回路とから構成されることを特徴とするものである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る自動利得調整回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態における自動利得調整回路5aは、図4に示した従来の自動利得調整回路5と同様に利得可変回路3の出力振幅をモニタしながら、当該出力振幅が自動利得調整回路5a内で設定された振幅となるように利得可変回路3への利得制御信号を生成・出力する。
ピーク検出回路10は、図4に示した従来のピーク検出回路50と同様に利得可変回路3の出力信号のピーク電圧を検出する回路である。ピーク検出回路10は、ベースが自動利得調整回路5aの正相入力端子ITに接続され、コレクタに電源電圧VCCが供給されるトランジスタQ1と、ベースが自動利得調整回路5aの逆相入力端子ICに接続され、コレクタに電源電圧VCCが供給されるトランジスタQ2と、ベースがトランジスタQ1,Q2のエミッタに接続され、コレクタに電源電圧VCCが供給されるトランジスタQ3と、一端がトランジスタQ1,Q2のエミッタおよびトランジスタQ3のベースに接続され、他端に電源電圧VEEが供給される容量C1と、一端がトランジスタQ3のエミッタに接続され、他端に電源電圧VEEが供給される電流源I1とから構成されている。
まず、高利得アンプ12の差動入力端子OT,OCのうち正相入力端子OTの電圧を求める。利得可変回路3の出力電圧のピーク値をVpk、トランジスタQ1,Q2のベース−エミッタ間電圧をVbe1、トランジスタQ3のベース−エミッタ間電圧をVbe2としたとき、正相入力端子OTの電圧は次式のようになる。
Vpk−Vbe1−Vbe2 ・・・(1)
Vav+(VCC−Vav)×{(R1×R2)/(R1+R2)}
/[{(R1×R2)/(R1+R2)}+R3] ・・・(2)
Vav+(VCC−Vav)×{(R1×R2)/(R1+R2)}
/[{(R1×R2)/(R1+R2)}+ R3]−Vbe1−Vbe2
・・・(3)
Vpk−Vbe1−Vbe2=Vav+(VCC−Vav)×{(R1×R2)
/(R1+R2)}/[{(R1×R2)/(R1+R2)}+R3]−Vbe1
−Vbe2 ・・・(4)
Vpk−Vav=(VCC−Vav)×{(R1×R2)/(R1+R2)}
/[{(R1×R2)/(R1+R2)}+R3] ・・・(5)
2×(VCC−Vav)×{(R1×R2)/(R1+R2)}
/[{(R1×R2)/(R1+R2)}+R3] ・・・(6)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図2は本発明の第2の実施の形態に係る自動利得調整回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態における自動利得調整回路5bについても、図4に示した従来の自動利得調整回路5や第1の実施の形態の自動利得調整回路5aと同様に利得可変回路3の出力振幅をモニタしながら、当該出力振幅が自動利得調整回路5b内で設定された振幅となるように利得可変回路3への利得制御信号を生成・出力する。
Claims (3)
- 主信号を増幅する利得可変回路の利得を調整する自動利得調整回路において、
前記利得可変回路の出力信号のピーク電圧を検出するピーク検出回路と、
前記利得可変回路の出力信号の平均値電圧を検出すると共に、この平均値電圧に前記利得可変回路の所望の出力振幅の1/2の電圧を加える平均値検出・出力振幅設定回路と、
前記ピーク検出回路の出力電圧と前記平均値検出・出力振幅設定回路の出力電圧との差分を増幅して、この増幅結果を利得制御信号として前記利得可変回路の利得を制御する増幅回路とを備え、
前記ピーク検出回路は、
ベースが自動利得調整回路の正相入力端子に接続され、コレクタに電源電圧が供給される第1のトランジスタと、
ベースが自動利得調整回路の逆相入力端子に接続され、コレクタに電源電圧が供給される第2のトランジスタと、
ベースが前記第1、第2のトランジスタのエミッタに接続され、コレクタに電源電圧が供給され、エミッタがピーク検出回路の出力端子に接続された第3のトランジスタと、
一端が前記第1、第2のトランジスタのエミッタおよび前記第3のトランジスタのベースに接続され、他端が接地された第1の容量と、
前記第3のトランジスタに定電流を供給する第1の電流源とから構成され、
前記平均値検出・出力振幅設定回路は、
前記正相入力端子の電圧と前記逆相入力端子の電圧との平均値電圧に前記利得可変回路の所望の出力振幅の1/2の電圧を加える電圧検出・設定回路と、
ベースが前記電圧検出・設定回路の出力端子に接続され、コレクタに電源電圧が供給される第4、第5のトランジスタと、
ベースが前記第4、第5のトランジスタのエミッタに接続され、コレクタに電源電圧が供給され、エミッタが平均値検出・出力振幅設定回路の出力端子に接続された第6のトランジスタと、
一端が前記電圧検出・設定回路の出力端子および前記第4、第5のトランジスタのベースに接続され、他端が接地された第2の容量と、
前記第6のトランジスタに定電流を供給する第2の電流源とから構成され、
前記ピーク検出回路において前記利得可変回路の出力信号を受ける入力端子から前記増幅回路に電圧を出力する出力端子までの経路に挿入されるトランジスタのベース−エミッタ接合の数と、前記平均値検出・出力振幅設定回路において前記利得可変回路の出力信号を受ける入力端子から前記増幅回路に電圧を出力する出力端子までの経路に挿入されるトランジスタのベース−エミッタ接合の数とが同一であり、
前記第1、第2のトランジスタと前記第4、第5のトランジスタとが同一のサイズであり、前記第3のトランジスタと前記第6のトランジスタとが同一のサイズであり、前記第1の電流源と前記第2の電流源とが同一の電流値であることを特徴とする自動利得調整回路。 - 請求項1記載の自動利得調整回路において、
前記電圧検出・設定回路は、
一端が前記正相入力端子に接続され、他端が電圧検出・設定回路の出力端子に接続された第1の抵抗と、
一端が前記逆相入力端子に接続され、他端が電圧検出・設定回路の出力端子に接続された第2の抵抗と、
一端に電源電圧が供給され、他端が電圧検出・設定回路の出力端子に接続された第3の抵抗とから構成されることを特徴とする自動利得調整回路。 - 請求項1または2記載の自動利得調整回路において、
さらに、自動利得調整回路の入力端子と前記ピーク検出回路の入力端子および前記平均値検出・出力振幅設定回路の入力端子との間に挿入された緩衝回路を備え、
前記緩衝回路は、
入力が自動利得調整回路の入力端子に接続されたエミッタフォロア回路と、
入力が前記エミッタフォロア回路の出力に接続され、出力が前記ピーク検出回路の入力端子および前記平均値検出・出力振幅設定回路の入力端子に接続された出力回路とから構成されることを特徴とする自動利得調整回路。
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