JPH01314410A - 利得可変増幅器 - Google Patents
利得可変増幅器Info
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- JPH01314410A JPH01314410A JP14570388A JP14570388A JPH01314410A JP H01314410 A JPH01314410 A JP H01314410A JP 14570388 A JP14570388 A JP 14570388A JP 14570388 A JP14570388 A JP 14570388A JP H01314410 A JPH01314410 A JP H01314410A
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- 102220286456 rs1223222289 Human genes 0.000 abstract 1
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- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、利得変化による出力信号の直流電位の変動を
抑えた利得可変増幅器に係り、特に広いダイナミックレ
ンジあるいは低い消費電力で動作することが可能な利得
可変増幅器に関する。
抑えた利得可変増幅器に係り、特に広いダイナミックレ
ンジあるいは低い消費電力で動作することが可能な利得
可変増幅器に関する。
利得変化による出力信号の直流電位の変動を抑えた利得
可変増幅器としては、特開昭62−183207号公報
に記載された回路が知られている。この利得可変増幅器
によれば、出力信号の直流電位のレベルが利得変化時に
も変動しないために、次段増幅器の飽和を防止すること
ができ、直接結合した多段増幅器を構成できる。
可変増幅器としては、特開昭62−183207号公報
に記載された回路が知られている。この利得可変増幅器
によれば、出力信号の直流電位のレベルが利得変化時に
も変動しないために、次段増幅器の飽和を防止すること
ができ、直接結合した多段増幅器を構成できる。
上記従来技術は、その第1図に示される様に、電源(一
定電圧Vcc)とグランドGNDとの間に抵抗値RQの
負荷抵抗9(信号出力部)、差動1−ランシスタ対3お
よび4(利得可変部)、信号電圧Vinを供給される1
−ランシスタ1 (人力部)。
定電圧Vcc)とグランドGNDとの間に抵抗値RQの
負荷抵抗9(信号出力部)、差動1−ランシスタ対3お
よび4(利得可変部)、信号電圧Vinを供給される1
−ランシスタ1 (人力部)。
抵抗値Fり、1のエミッタ抵抗11.定電流′g20(
電流値2Io)を直列に接続している。このため、ダイ
ナミックレンジを十分大きくするには電源電圧Vccを
高く設定する必要があった。また、エミッタ抵抗11の
抵抗値R工、が小さく、したがって消費電力も比較的大
きくなるという問題を生じていた。
電流値2Io)を直列に接続している。このため、ダイ
ナミックレンジを十分大きくするには電源電圧Vccを
高く設定する必要があった。また、エミッタ抵抗11の
抵抗値R工、が小さく、したがって消費電力も比較的大
きくなるという問題を生じていた。
この問題点について、さらに詳しく説明する。
エミッタ抵抗11と、エミッタ抵抗12(抵抗値R1□
)との抵抗値の和をR]とし、信号電圧Vinの電流分
を入力電圧Vsとし、さらに利得を変化させるための差
動1−ランジスタ対(3,4など)の電流分流比をKと
設定したとする。この場合の入カダイナミソクレンジは
、定電流源20へ流れる電流が全て1〜ランジスタ1側
から供給されるものとして、±2 R,、I oでほぼ
表すことができる。
)との抵抗値の和をR]とし、信号電圧Vinの電流分
を入力電圧Vsとし、さらに利得を変化させるための差
動1−ランジスタ対(3,4など)の電流分流比をKと
設定したとする。この場合の入カダイナミソクレンジは
、定電流源20へ流れる電流が全て1〜ランジスタ1側
から供給されるものとして、±2 R,、I oでほぼ
表すことができる。
一方、上記の設定条件を用いて出力電圧Voutの電流
分VO’ を求めると、次式が得られる。
分VO’ を求めると、次式が得られる。
Vo’=RQKΔI s= RQ K Vs/ R。
なお、ΔIsはトランジスタ1(または2)のコレクタ
を流れる電流値の交流(信号)分である。
を流れる電流値の交流(信号)分である。
したがって、この従来の利得可変増幅器の最大利得Gm
は電流分流比Kを1として、Gm=RQ/R3と表され
る。さらに、設計条件として最小利得を6dB、可変利
得を6dBに割当てると、抵抗値R3は、 R3=Rよ□ + ■シ、1□ = I2 Q
/ G+o= RQ / 4 ’と表すこ
とができる。この上式で表される抵抗値R1が、設定し
た利得に比較して、小さ#くなるために消費電力が大き
くなるわけである。
は電流分流比Kを1として、Gm=RQ/R3と表され
る。さらに、設計条件として最小利得を6dB、可変利
得を6dBに割当てると、抵抗値R3は、 R3=Rよ□ + ■シ、1□ = I2 Q
/ G+o= RQ / 4 ’と表すこ
とができる。この上式で表される抵抗値R1が、設定し
た利得に比較して、小さ#くなるために消費電力が大き
くなるわけである。
さらに、前述のダイナミックレンジを最小利得6dB、
可変利得6dBの設M1条件で検討する。抵抗値Rよ、
と抵抗値R02が等しいものとすると、R0□=RQ7
Bが成立するので、ダイナミックレンジは±RAIo/
4と表すことができる。
可変利得6dBの設M1条件で検討する。抵抗値Rよ、
と抵抗値R02が等しいものとすると、R0□=RQ7
Bが成立するので、ダイナミックレンジは±RAIo/
4と表すことができる。
本発明の目的は、利得変化による出力信号Voutの直
流電位の変動がなく、かつ広いダイナミックレンジある
いは低い消費電力で動作することが可能な利得可変増幅
器を提供することにある。
流電位の変動がなく、かつ広いダイナミックレンジある
いは低い消費電力で動作することが可能な利得可変増幅
器を提供することにある。
上記目的は、従来技術において電源とグラン1−との間
に縦列接続していた、利得可変部と信号量カナをレベル
シフト部(回路)によって分離し、さらに信号が入力さ
れる入力部からの信号′i′Ii流の経路を固定と可変
の2つの経路に分けることにより、達成される。
に縦列接続していた、利得可変部と信号量カナをレベル
シフト部(回路)によって分離し、さらに信号が入力さ
れる入力部からの信号′i′Ii流の経路を固定と可変
の2つの経路に分けることにより、達成される。
さらに詳述すると、上1紀目的は、ベースに人力信号を
受け、コレクタに定電圧′I′l!源を接続し、エミッ
タに第1の負荷を接続した第1のトランジスタと、第1
のトランジスタと差動増幅器を構成するために設けた第
2.第3のトランジスタ及び、それぞれのエミッタに接
続された第2.第3の負荷回路と第2の1−ランジスタ
のコレクタに接続する信号電流の分流比を制御する1組
の差動トランジスタ対と1分流された信号電流を第3の
トランジスタのエミッタに折返し注入する定電流回路お
よびレベルシフト回路と、第3のトランジスタのコレク
タと、定電圧電源間に第4の負荷抵抗を接続し、第3の
トランジスタのコレクタより出力信号を取り出すことに
より達成される。
受け、コレクタに定電圧′I′l!源を接続し、エミッ
タに第1の負荷を接続した第1のトランジスタと、第1
のトランジスタと差動増幅器を構成するために設けた第
2.第3のトランジスタ及び、それぞれのエミッタに接
続された第2.第3の負荷回路と第2の1−ランジスタ
のコレクタに接続する信号電流の分流比を制御する1組
の差動トランジスタ対と1分流された信号電流を第3の
トランジスタのエミッタに折返し注入する定電流回路お
よびレベルシフト回路と、第3のトランジスタのコレク
タと、定電圧電源間に第4の負荷抵抗を接続し、第3の
トランジスタのコレクタより出力信号を取り出すことに
より達成される。
第1のトランジスタのベースに印加する入力信号電圧は
、先述の第1.第3のトランジスタのエミッタ間を結合
する抵抗と、第1.第2のトランジスタのエミッタ間を
結合する抵抗で、それぞれ第1.第2の信号電流となる
。第1の信号電流はそのまま第3のトランジスタのエミ
ッタに注入され、第3のトランジスタのコレクタに’B
Knした第4の負荷抵抗で信号電圧に変換され、出力
される。
、先述の第1.第3のトランジスタのエミッタ間を結合
する抵抗と、第1.第2のトランジスタのエミッタ間を
結合する抵抗で、それぞれ第1.第2の信号電流となる
。第1の信号電流はそのまま第3のトランジスタのエミ
ッタに注入され、第3のトランジスタのコレクタに’B
Knした第4の負荷抵抗で信号電圧に変換され、出力
される。
この経路が固定の信号電流経路である。
第2の信号電流は第2のトランジスタのコレクタを流れ
、信号電流の分流比を制御する1組の差動トランジスタ
対により分流され、その1部が定電流回路及びレベルシ
フト回路を経て第1の信号電流同様筒3のトランジスタ
のエミッタに注入される。第3の1−ランジスタのエミ
ッタに注入された第2の信号電流の1部は、第1の信号
電流と同様に第4の負荷抵抗で信号電圧に変換され出力
される。この経路が可変の信号電流経路であ哄ろ。
、信号電流の分流比を制御する1組の差動トランジスタ
対により分流され、その1部が定電流回路及びレベルシ
フト回路を経て第1の信号電流同様筒3のトランジスタ
のエミッタに注入される。第3の1−ランジスタのエミ
ッタに注入された第2の信号電流の1部は、第1の信号
電流と同様に第4の負荷抵抗で信号電圧に変換され出力
される。この経路が可変の信号電流経路であ哄ろ。
第2のトランジスタのコレクタに接続した1組の差動ト
ランジスタ対で、第2の信号電流の分流比を制御するこ
とで、第3の1〜ランジスタのエミッタに注入される信
号電流量の制御が行われる。
ランジスタ対で、第2の信号電流の分流比を制御するこ
とで、第3の1〜ランジスタのエミッタに注入される信
号電流量の制御が行われる。
第2のトランジスタのコレクタに接続した1組の差動ト
ランジスタ対により第2の信号電流の分流比が制御され
た結果、第3のトランジスタのエミッタに注入される信
号電流量は、第1の信号電流分から、第1.第2の信号
電流の和の分まで変化する。
ランジスタ対により第2の信号電流の分流比が制御され
た結果、第3のトランジスタのエミッタに注入される信
号電流量は、第1の信号電流分から、第1.第2の信号
電流の和の分まで変化する。
利得と第3のトランジスタのエミッタに注入される信号
電流量の関係を次に示す。
電流量の関係を次に示す。
■ 利得最小・・・・第1の信号電流量■ 利得最大・
・・・・・第1.第2の信号電流量の和最大利得時に必
要な信号電流量は、第1.第2の信号電流量の和の値で
あり、第1の信号電流量も有効となるため、第2の信号
電流量を小さな値に留めることが可能となる。
・・・・・第1.第2の信号電流量の和最大利得時に必
要な信号電流量は、第1.第2の信号電流量の和の値で
あり、第1の信号電流量も有効となるため、第2の信号
電流量を小さな値に留めることが可能となる。
ところで、入力ダイナミックレンジは、入力信号の振幅
変化に対し、第1.第2の信号電流経路化がリニアに追
従する範囲である。本発明では、ダイナミックレンジの
制限要素である第2の信号電流量を小さな値に留めるこ
とが可能であり、従って入力ダイナミックレンジが広が
る。なお、信号出力部を分離しているので、出力ダイナ
ミックレンジは比較的自由に設計可能である。
変化に対し、第1.第2の信号電流経路化がリニアに追
従する範囲である。本発明では、ダイナミックレンジの
制限要素である第2の信号電流量を小さな値に留めるこ
とが可能であり、従って入力ダイナミックレンジが広が
る。なお、信号出力部を分離しているので、出力ダイナ
ミックレンジは比較的自由に設計可能である。
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
第1図に本発明の第1の実施例を示す。第1図の回路図
において、■は入力端子、2は出力端子。
において、■は入力端子、2は出力端子。
3〜7はNPN形のトランジスタ、8〜10はダイオー
ド、11〜14は定電流源、15は電源電圧印加端子、
16は可変電圧回路、17と18は定電圧回路、19は
抵抗値R工の抵抗、20は抵抗値R2の抵抗、21は抵
抗値RQの抵抗、50はグランド(電圧の基準点)であ
る。
ド、11〜14は定電流源、15は電源電圧印加端子、
16は可変電圧回路、17と18は定電圧回路、19は
抵抗値R工の抵抗、20は抵抗値R2の抵抗、21は抵
抗値RQの抵抗、50はグランド(電圧の基準点)であ
る。
次に、第1の実施例の回路構成について説明する。入力
端子1は第1のトランジスタ3のベースに接続される。
端子1は第1のトランジスタ3のベースに接続される。
第1のトランジスタ3のコレクタは電源電圧印加端子1
5に接続され、そのエミッ流源12を負荷としたエミッ
タフォロワ回路を採用している。なお、定電流源12に
は一定電流値LZの電流が流れる。
5に接続され、そのエミッ流源12を負荷としたエミッ
タフォロワ回路を採用している。なお、定電流源12に
は一定電流値LZの電流が流れる。
一方、第2のトランジスタ4のベースは第1の定電圧回
路18を介してグランド50に接続される。第1の定電
圧回路18は第2のトランジスタ4のベースに所定電圧
Vrefを供給する。また第2のトランジスタ4のエミ
ッタは、第2の定電流源13を介してグランド50に接
続されるとともに、抵抗値R2の抵抗20を介して第1
のトランジスタ3のエミッタに接続される。そして、第
2のトランジスタ4のコレクタは、第1の差動トランジ
スタ対をなすトランジスタ6とトランジスタ7との各エ
ミッタに接続される。したがって、入力部の出力信号は
抵抗20を介してトランジスタ4に供給されるので、第
2のトランジスタ4と第1のトランジスタ3は差動形を
構成している。なお、定電流g13には一定電流値LJ
の電流が流れる。
路18を介してグランド50に接続される。第1の定電
圧回路18は第2のトランジスタ4のベースに所定電圧
Vrefを供給する。また第2のトランジスタ4のエミ
ッタは、第2の定電流源13を介してグランド50に接
続されるとともに、抵抗値R2の抵抗20を介して第1
のトランジスタ3のエミッタに接続される。そして、第
2のトランジスタ4のコレクタは、第1の差動トランジ
スタ対をなすトランジスタ6とトランジスタ7との各エ
ミッタに接続される。したがって、入力部の出力信号は
抵抗20を介してトランジスタ4に供給されるので、第
2のトランジスタ4と第1のトランジスタ3は差動形を
構成している。なお、定電流g13には一定電流値LJ
の電流が流れる。
また、第1の差動トランジスタ対の一方であるトランジ
スタ6のベースは、可変電圧回路16を介して1−ラン
ジスタフのベースに接続される。トランジスタフのベー
スは第2の定電圧回路17を介してグランド50に接続
される。この第2の定電圧回路17はトランジスタ7の
ベースに所定電圧を供給するとともに、可変電圧回路1
6を介してトランジスタ6のベースにも所定電圧を供給
する。可変電圧回路16は、外部から供給された利得可
変信号(図示せず)に応じて変化する電圧を。
スタ6のベースは、可変電圧回路16を介して1−ラン
ジスタフのベースに接続される。トランジスタフのベー
スは第2の定電圧回路17を介してグランド50に接続
される。この第2の定電圧回路17はトランジスタ7の
ベースに所定電圧を供給するとともに、可変電圧回路1
6を介してトランジスタ6のベースにも所定電圧を供給
する。可変電圧回路16は、外部から供給された利得可
変信号(図示せず)に応じて変化する電圧を。
トランジスタ6とトランジスタ7とのベース間に供給す
る。トランジスタ6のコレクタは電源電圧印加端子15
に接続される。そして、1−ランジスタフのコレクタは
第3の定電流源11を介して電源電圧印加端子15に接
続される。なお、定電流源11には一定電流値I 31
の電流が流れる。
る。トランジスタ6のコレクタは電源電圧印加端子15
に接続される。そして、1−ランジスタフのコレクタは
第3の定電流源11を介して電源電圧印加端子15に接
続される。なお、定電流源11には一定電流値I 31
の電流が流れる。
ここで、この第1の実施例の回M構成における利得可変
部は、第2のトランジスタ4と第1の差動1〜ランジス
タ対(トランジスタ6および7)を主要素とする回路と
なっている。
部は、第2のトランジスタ4と第1の差動1〜ランジス
タ対(トランジスタ6および7)を主要素とする回路と
なっている。
さらに第3のトランジスタ5のベースは、第2のトラン
ジスタ4のベースと同様に、第1の定電圧口g18を介
してグランド50に接続される。
ジスタ4のベースと同様に、第1の定電圧口g18を介
してグランド50に接続される。
第1の定電圧回路18は第3のトランジスタ5のベース
に所定電圧V refを供給する。また第3の1−ラン
ジスタ5のエミッタは、第4の定電流源14を介してク
ラン1−50に接続されるとともに、抵抗値R工の抵抗
19を介して第1のトランジスタ;3のエミッタに接続
される。そして、第3のトランジスタ5のコレクタは、
抵抗値RQの負荷抵抗21を介して電源電圧印加端子1
5に接続されるとともに、出力端子2に接続される。し
たがって、入力部の出力信号は抵抗19を介してトラン
ジスタ5に供給されるので、第3のトランジスタ5と第
1のトランジスタ3は差動形を構成している。この第3
のトランジスタ5を主要素とする回路は信号出力部を構
成している。なお、定電流源14には一定電流値I 3
4の電流が流れる。
に所定電圧V refを供給する。また第3の1−ラン
ジスタ5のエミッタは、第4の定電流源14を介してク
ラン1−50に接続されるとともに、抵抗値R工の抵抗
19を介して第1のトランジスタ;3のエミッタに接続
される。そして、第3のトランジスタ5のコレクタは、
抵抗値RQの負荷抵抗21を介して電源電圧印加端子1
5に接続されるとともに、出力端子2に接続される。し
たがって、入力部の出力信号は抵抗19を介してトラン
ジスタ5に供給されるので、第3のトランジスタ5と第
1のトランジスタ3は差動形を構成している。この第3
のトランジスタ5を主要素とする回路は信号出力部を構
成している。なお、定電流源14には一定電流値I 3
4の電流が流れる。
また、この信号出力部の1−ランジスタ5のエミッタは
、ダイオード8〜10の直列回路からなるレベルシフト
部を介して、利得可変部のトランジスタ7のコレクタに
接続されている。したがって、トランジスタフのコレク
タ電圧は、第1の定電圧回路18の出力電圧Vrefと
トランジスタ5のべ〜スエミッタ間電圧VB!!5およ
びダイオード8〜10の順方向電圧VAXで定まる一定
電圧に固定される。
、ダイオード8〜10の直列回路からなるレベルシフト
部を介して、利得可変部のトランジスタ7のコレクタに
接続されている。したがって、トランジスタフのコレク
タ電圧は、第1の定電圧回路18の出力電圧Vrefと
トランジスタ5のべ〜スエミッタ間電圧VB!!5およ
びダイオード8〜10の順方向電圧VAXで定まる一定
電圧に固定される。
なお、入力部の第1のトランジスタ3のベースには、直
流バイアスとして、第1の定電圧回路18の出力電圧V
refと同じ直流電圧が供給されるものである。具体
的には、トランジスタ3のへ〜スは外部の抵抗(図示せ
ず)を介して、第1の定電圧回路18に接続される。入
力信号は外部のコンデンサ(図示せず)を介して、入力
端子1に供給されるものである。
流バイアスとして、第1の定電圧回路18の出力電圧V
refと同じ直流電圧が供給されるものである。具体
的には、トランジスタ3のへ〜スは外部の抵抗(図示せ
ず)を介して、第1の定電圧回路18に接続される。入
力信号は外部のコンデンサ(図示せず)を介して、入力
端子1に供給されるものである。
次に、第1の実施例における動作について説明する。
入力端子1より 1−ランジスタ3のベースに人力され
た入力信号(′電圧)は、トランジスタ3と、トランジ
スタ4,5のベース間に電位差を生しさせ、抵抗19,
20に信号電流が流れる。抵抗値R□の抵抗19に流れ
る信号電流をI S11抵抗値R2の抵抗20に流れる
信号電流をT s2.入力信号電圧の内信号分をVs、
バイアス分をVreL定電圧回路18の電圧をV re
fとすると、信号電流Is、、Is2は、 ■8.=ヱΣ ・・・・・(1)R□ Vs I s z ”’ R,・・・・・(2)と表せる。信
号電流Is、はトランジスタ5のエミッタへ注入され、
信号電流Is2はトランジスタ4のエミッタへ注入され
る。
た入力信号(′電圧)は、トランジスタ3と、トランジ
スタ4,5のベース間に電位差を生しさせ、抵抗19,
20に信号電流が流れる。抵抗値R□の抵抗19に流れ
る信号電流をI S11抵抗値R2の抵抗20に流れる
信号電流をT s2.入力信号電圧の内信号分をVs、
バイアス分をVreL定電圧回路18の電圧をV re
fとすると、信号電流Is、、Is2は、 ■8.=ヱΣ ・・・・・(1)R□ Vs I s z ”’ R,・・・・・(2)と表せる。信
号電流Is、はトランジスタ5のエミッタへ注入され、
信号電流Is2はトランジスタ4のエミッタへ注入され
る。
信号電流Is、は、1−ランジスタ4のコレクタを流れ
、トランジスタ6.7で分流される。トランジスタ6.
7は対で動作する信号電流分流回路である。可変電圧回
路16により、トランジスタ6のベース電圧をトランジ
スタ7のベース電圧に対し、200 III V程度高
いvllの状態で、i−ランジスタフはカッl−オフす
る。逆に、200mV程度低いVムの状態でトランジス
タ6がカットオフする。この結果、可変電圧回路16に
より、信号電流Is2は分流される。分流された電流の
内、トランジスタ7のエミッタに注入される信号電流を
■s2′ とし1分流比をKとおくと、信号電流Is2
′ は次式で表される。
、トランジスタ6.7で分流される。トランジスタ6.
7は対で動作する信号電流分流回路である。可変電圧回
路16により、トランジスタ6のベース電圧をトランジ
スタ7のベース電圧に対し、200 III V程度高
いvllの状態で、i−ランジスタフはカッl−オフす
る。逆に、200mV程度低いVムの状態でトランジス
タ6がカットオフする。この結果、可変電圧回路16に
より、信号電流Is2は分流される。分流された電流の
内、トランジスタ7のエミッタに注入される信号電流を
■s2′ とし1分流比をKとおくと、信号電流Is2
′ は次式で表される。
Is2’ =−K Isz (0<Kく1)
−(3)なお、可変電圧回路16の電圧がV)Iの時に
に=O,V2の時にに=1となる。
−(3)なお、可変電圧回路16の電圧がV)Iの時に
に=O,V2の時にに=1となる。
トランジスタ7のエミッタに注入された信号電流Is2
’は、定電流回路11により折返され(位相を反転され
)、 −Is2’ としてダイオード8゜9.10を介
し、1〜ランジスタ5のエミッタへ注入される。
’は、定電流回路11により折返され(位相を反転され
)、 −Is2’ としてダイオード8゜9.10を介
し、1〜ランジスタ5のエミッタへ注入される。
トランジスタ5のエミッタに注入される信号電流Is□
+ Is2′は、1−ランジスタ5のコレクタを流
れる。その結果、出力端子2に表れる出力信号■0は。
+ Is2′は、1−ランジスタ5のコレクタを流
れる。その結果、出力端子2に表れる出力信号■0は。
Vo=(Is、−Is2’ )・RM杢
−14)で表現される。(4)式は、(1)、(2
)、(3)式を用いて(5)式へ変形できる。
−14)で表現される。(4)式は、(1)、(2
)、(3)式を用いて(5)式へ変形できる。
さらに、設計条件として最小利得を6dIl、可変利得
を6dBに割当てると、下式を満足する必要がある。す
なわち。
を6dBに割当てると、下式を満足する必要がある。す
なわち。
R□=RQ/2.R2=RQ/2 ・・・・・・・・
・(6)一方、従来例においては前述したように、R3
=RQ/4 ・・・・・・・旧・・・・・
(7)で表される。ここで、(6)式と(7)式におけ
る抵抗値Rρは共通の値である。したがって、第1の実
施例の抵抗20の抵抗値R2に対して、従来例の抵抗値
R3、すなわちRよ□+R工2はその値を半分にしなけ
ればならない。
・(6)一方、従来例においては前述したように、R3
=RQ/4 ・・・・・・・旧・・・・・
(7)で表される。ここで、(6)式と(7)式におけ
る抵抗値Rρは共通の値である。したがって、第1の実
施例の抵抗20の抵抗値R2に対して、従来例の抵抗値
R3、すなわちRよ□+R工2はその値を半分にしなけ
ればならない。
次に、本実施例の入力ダイナミックレンジについて説明
する。本実施例では、定電流源12の電流値I3□、定
電流源13の電流値I 33と、抵抗20の抵抗値R2
の積により、入力ダイナミックレンジは決定する。これ
は、人力信号によって生ずるトランジスタ3,4のベー
ス間電位差で、抵抗20に流れる信号電流Is2の最大
値が、定電流源12.13の電流値I 3JI I 3
3となるからである。正方向の入力信号に対しては、直
流電流I 33によってダイナミックレンジが決定し、
負方向の入力信号に対しては直流電流I32によってダ
イナミックレンジが決定する。通常入力信号の正負の振
幅は等しく、I32”I33とするので、ダイナミック
レンジは±R2・I32で表せる。
する。本実施例では、定電流源12の電流値I3□、定
電流源13の電流値I 33と、抵抗20の抵抗値R2
の積により、入力ダイナミックレンジは決定する。これ
は、人力信号によって生ずるトランジスタ3,4のベー
ス間電位差で、抵抗20に流れる信号電流Is2の最大
値が、定電流源12.13の電流値I 3JI I 3
3となるからである。正方向の入力信号に対しては、直
流電流I 33によってダイナミックレンジが決定し、
負方向の入力信号に対しては直流電流I32によってダ
イナミックレンジが決定する。通常入力信号の正負の振
幅は等しく、I32”I33とするので、ダイナミック
レンジは±R2・I32で表せる。
ところが、従来例の入力ダイナミックレンジはこの半分
である。この点について、設計条件を最小利得6dB、
可変利得6d[3として比較する。ここで、共通値であ
る負荷抵抗の値RQと入力信号を印加するトランジスタ
7のコレクタ電流の値Icを用いる(本実施例では、I
3.=Ic、Ic側ではIc=Ioである)。本実施例
のダイナミック流側の入力ダイナミックレンジは従来例
に対して2倍に広がる。
である。この点について、設計条件を最小利得6dB、
可変利得6d[3として比較する。ここで、共通値であ
る負荷抵抗の値RQと入力信号を印加するトランジスタ
7のコレクタ電流の値Icを用いる(本実施例では、I
3.=Ic、Ic側ではIc=Ioである)。本実施例
のダイナミック流側の入力ダイナミックレンジは従来例
に対して2倍に広がる。
次に、第2の実施例を第2図を用いて説明する。
第2図において、22〜30はトランジスタ、31〜3
5は抵抗、36.37は定電圧回路を示す。なお、第1
図と同一物については同一符号を付した。
5は抵抗、36.37は定電圧回路を示す。なお、第1
図と同一物については同一符号を付した。
本実施例は、第1の実施例にNPN形トランジスタ22
,25,27.2B、29.抵抗34を新たに加えたも
のである。第一の実施例での定電流源11〜14は、N
PN形トランジスタ23゜24.26.PNPN上形ン
ジスタ30と、抵抗31.32,33,35と定電圧回
路36.37で一具体例を示した。本実施例においても
出力端子2に現れる出力信号Voは先の(5)式で表せ
、入力ダイナミックレンジの拡大が実現できる。本実施
例の特徴は出力直流レベルが一定となる点であり、以下
この点について説明する。
,25,27.2B、29.抵抗34を新たに加えたも
のである。第一の実施例での定電流源11〜14は、N
PN形トランジスタ23゜24.26.PNPN上形ン
ジスタ30と、抵抗31.32,33,35と定電圧回
路36.37で一具体例を示した。本実施例においても
出力端子2に現れる出力信号Voは先の(5)式で表せ
、入力ダイナミックレンジの拡大が実現できる。本実施
例の特徴は出力直流レベルが一定となる点であり、以下
この点について説明する。
入力信号電圧がバイアス分のV refのみの無信号時
を考える。このとき出力端子2に表れる出力信号Voの
直流レベルVODCは、値RLの抵抗21を流れる直流
電流rt1、抵抗35を流1cる値T3゜の直流電流、
ダイオード8〜10を流れる直流電流Ip+、電源電圧
印加端子15に印加した一定電圧Vccを用い で表される。直流電流I 35は、定電圧回路36゜ト
ランジスタ26.抵抗35で決定される電流であり、一
定値である。よってダイオ−1り8〜10を流れる直流
電流ID1か一定であれば出力直流レベルは一定となる
。ダイオ−1−8〜10を流れる電流Ip+ は、抵抗
31を流れる直流電流I31の一部である。
を考える。このとき出力端子2に表れる出力信号Voの
直流レベルVODCは、値RLの抵抗21を流れる直流
電流rt1、抵抗35を流1cる値T3゜の直流電流、
ダイオード8〜10を流れる直流電流Ip+、電源電圧
印加端子15に印加した一定電圧Vccを用い で表される。直流電流I 35は、定電圧回路36゜ト
ランジスタ26.抵抗35で決定される電流であり、一
定値である。よってダイオ−1り8〜10を流れる直流
電流ID1か一定であれば出力直流レベルは一定となる
。ダイオ−1−8〜10を流れる電流Ip+ は、抵抗
31を流れる直流電流I31の一部である。
抵抗33を流れる直流電流をI33.抵抗34を流れる
直流電流をL4とする。また、第一の実施例で定義した
分流比Kを用いてダイオード8〜1oを流れる電流ID
いは、下S&で表ヰされる。
直流電流をL4とする。また、第一の実施例で定義した
分流比Kを用いてダイオード8〜1oを流れる電流ID
いは、下S&で表ヰされる。
Ip+ ”I31 (l K) I34
KI33” I31 I34+K (I34
I□、) ・・・・ (9)直流電流I33は、定
電圧回路36.1〜ランジスタ24、抵抗3:3で決定
される7Ii流であり、一定値である。また、直流電流
I34も、定電圧回路36゜トランジスタ25.抵抗3
4で決定される一定値の電流である。
KI33” I31 I34+K (I34
I□、) ・・・・ (9)直流電流I33は、定
電圧回路36.1〜ランジスタ24、抵抗3:3で決定
される7Ii流であり、一定値である。また、直流電流
I34も、定電圧回路36゜トランジスタ25.抵抗3
4で決定される一定値の電流である。
直流電流I 341 I:13を等しくすることで、
ダイオード8〜10を流れる電流IDが、一定値となる
ことは、(9)式より明らかである。この状態で、分流
比Kを変えるべく可変電圧回路16の電圧を変え、回路
の利得を変えた時でも、(9)式により出力端子2に現
れる出力信号Voの直流(電位)レベルVODCは不変
である。
ダイオード8〜10を流れる電流IDが、一定値となる
ことは、(9)式より明らかである。この状態で、分流
比Kを変えるべく可変電圧回路16の電圧を変え、回路
の利得を変えた時でも、(9)式により出力端子2に現
れる出力信号Voの直流(電位)レベルVODCは不変
である。
ところで1本実施例ではトランジスタ6.27のコレク
タと、電源電圧印加端子15の間に、1〜ランジスタ2
9を設けている。本1−ランジスタは、トランジスタ6
.7及びトランジスタ27.28は電流の切換えを行う
ので、特性を揃える必要がある。すなわちトランジスタ
のベース・エミッタ間電位差V 會eや、電流増幅率β
の値などである。
タと、電源電圧印加端子15の間に、1〜ランジスタ2
9を設けている。本1−ランジスタは、トランジスタ6
.7及びトランジスタ27.28は電流の切換えを行う
ので、特性を揃える必要がある。すなわちトランジスタ
のベース・エミッタ間電位差V 會eや、電流増幅率β
の値などである。
l・ランジスタ29はトランジスタ6.27のコレクタ
・エミッタ間電位差を、トランジスタ7゜28のコレク
タ・エミッタ間電位差に揃え、アーリー効果によるコレ
クタ電流の変化を抑え、トランジスタ6.7.27.2
8の特性を揃えるものである。
・エミッタ間電位差を、トランジスタ7゜28のコレク
タ・エミッタ間電位差に揃え、アーリー効果によるコレ
クタ電流の変化を抑え、トランジスタ6.7.27.2
8の特性を揃えるものである。
トランジスタ7.28のコレクタの電圧は、1へ電圧で
ある。本実施例では、1−ランジスタ29により、トラ
ンジスタ6.27のコレクタ電圧を、1−ランジスタフ
、28のコレクタ電圧に一致させ、4つのトランジスタ
6.7.27.28におけるアーリー効果の影響を等し
くしている。この結果、利得を可変した際でも、出力端
子2に現れる出力信号の直流レベルは不変となる。
ある。本実施例では、1−ランジスタ29により、トラ
ンジスタ6.27のコレクタ電圧を、1−ランジスタフ
、28のコレクタ電圧に一致させ、4つのトランジスタ
6.7.27.28におけるアーリー効果の影響を等し
くしている。この結果、利得を可変した際でも、出力端
子2に現れる出力信号の直流レベルは不変となる。
次に、第3の実施例を第3図を用いて説明する。
本実施例は、先の実施例で示したダイオード8〜10に
よるレベルシフト@路をトランジスタで行うものである
。第3図において38はトランジスタ、39.40は定
電圧回路を示す。なお、第2図と同一物については同一
符号を付した。
よるレベルシフト@路をトランジスタで行うものである
。第3図において38はトランジスタ、39.40は定
電圧回路を示す。なお、第2図と同一物については同一
符号を付した。
レベルシフトをトランジスタ38で行うが、1−ランジ
スタ38のエミッタ電圧は定電圧回路39によって任意
に設定可能である。その結果、トランジスタ6.7,2
7.28のアーリー効果の影響を揃えるために行う、i
〜シランスタフ、28のコレクタ電圧の設定が第2の実
施例に比へ容易となる利点がある。なお、トランジスタ
6.7,27゜28のコレクタ・エミッタ間電位差を数
百mV内に揃えることでも十分効果が得られる。
スタ38のエミッタ電圧は定電圧回路39によって任意
に設定可能である。その結果、トランジスタ6.7,2
7.28のアーリー効果の影響を揃えるために行う、i
〜シランスタフ、28のコレクタ電圧の設定が第2の実
施例に比へ容易となる利点がある。なお、トランジスタ
6.7,27゜28のコレクタ・エミッタ間電位差を数
百mV内に揃えることでも十分効果が得られる。
レベルシフトをトランジスタ38で行うが、本実施例の
動作は先の第2の実施例と同等であり説明を省く。
動作は先の第2の実施例と同等であり説明を省く。
なお、第3図のトランジスタ38のコレクタは、第4図
に示すようにトランジスタ5のコレクタに接続しても良
い。この場合でも、まったく第3の実施例と同等に動作
する。
に示すようにトランジスタ5のコレクタに接続しても良
い。この場合でも、まったく第3の実施例と同等に動作
する。
また、第2図と第3図に記載した実施例ではレベルシフ
ト部にダイオードまたはトランジスタを用いたがツェナ
ーダイオ−1・を用いてもよく、この場合に定電圧回路
37と40は同一仕様のツエなお、第1図において定電
流源11を1〜ランジスタフのコレクタに接続したが、
トランジスタ6のコレクタに接続することもできる。
ト部にダイオードまたはトランジスタを用いたがツェナ
ーダイオ−1・を用いてもよく、この場合に定電圧回路
37と40は同一仕様のツエなお、第1図において定電
流源11を1〜ランジスタフのコレクタに接続したが、
トランジスタ6のコレクタに接続することもできる。
本発明によれば、利得変化による出力信号の直流電位の
変動がなく、かつ広いダイナミックレンジあるいは低い
消費電力で動作することが可能な利得可変増幅器を提供
することができる。
変動がなく、かつ広いダイナミックレンジあるいは低い
消費電力で動作することが可能な利得可変増幅器を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図。
第2図は本発明の第2の実施例を示す回路図、第3図は
本発明の第3の実施例を示す回路図、第4図は本発明の
第4の実施例を示す回路図である。 1 ・入力端子、 2・・・出力端子、3〜7・・
・トランジスタ、 8〜10・ ダイオード、 11〜14・・定電流源。 15・・・”fTX g@圧印加端子、 16・・・
可変電圧回路、17・・・定電圧回路、 18
・・・定電圧回路。 第 1 図 第2 図 第3 量 51’ fD タρ fOf
Oj;0りOz4 図
本発明の第3の実施例を示す回路図、第4図は本発明の
第4の実施例を示す回路図である。 1 ・入力端子、 2・・・出力端子、3〜7・・
・トランジスタ、 8〜10・ ダイオード、 11〜14・・定電流源。 15・・・”fTX g@圧印加端子、 16・・・
可変電圧回路、17・・・定電圧回路、 18
・・・定電圧回路。 第 1 図 第2 図 第3 量 51’ fD タρ fOf
Oj;0りOz4 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ベースに入力信号を受け、コレクタに第1の基準電
位を接続し、エミッタに第1の負荷を接続した第1のト
ランジスタと、ベースを第2の基準電位に接続し、それ
ぞれのエミッタに吸込電流源を接続した第2、第3のト
ランジスタと、該第2のトランジスタのコレクタに接続
した差動トランジスタ対と、該差動トランジスタ対のい
ずれか一方のコレクタに接続された定電流源と、該定電
流源に接続された前記コレクタと前記第3のトランジス
タのエミッタとの間を接続するレベルシフト回路とから
成り、出力信号を前記第3のトランジスタのコレクタよ
り出力する利得可変増幅器において、前記第1のトラン
ジスタのエミッタと前記第2、第3のトランジスタのエ
ミッタとをそれぞれ接続する抵抗を設けたことを特徴と
する利得可変増幅器。 2、ベースに入力信号を受け、コレクタに第1の基準電
位を接続し、エミッタに第1の負荷を接続した第1のト
ランジスタと、ベースを第2の基準電位に接続し、それ
ぞれのエミッタに吸込電流源を接続した第2、第3、第
4のトランジスタと、該第2のトランジスタのコレクタ
に第5、第6のトランジスタのエミッタを接続し、前記
第3のトランジスタのコレクタに第7、第8のトランジ
スタのエミッタを接続し、前記第5、第8のトランジス
タのベースに同一の電圧を印加する第1の電圧回路と、
前記第6、第7のトランジスタのベースに同一の電圧を
印加する第2の電圧回路と、前記第5、第7のトランジ
スタのコレクタもしくは前記第6、第8のトランジスタ
のコレクタに接続された定電流源と、該定電流源に接続
された前記コレクタと前記第4のトランジスタのエミッ
タとの間を接続するレベルシフト回路とから成り、出力
信号を前記第4のトランジスタのコレクタより出力する
利得可変増幅器において、前記第1のトランジスタのエ
ミッタと前記第2、第4のトランジスタのエミッタとを
それぞれ接続する抵抗を設けたことを特徴とする利得可
変増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14570388A JPH0787320B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 利得可変増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14570388A JPH0787320B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 利得可変増幅器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01314410A true JPH01314410A (ja) | 1989-12-19 |
JPH0787320B2 JPH0787320B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=15391162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14570388A Expired - Lifetime JPH0787320B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 利得可変増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0787320B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5818300A (en) * | 1996-02-07 | 1998-10-06 | Nec Corporation | Variable gain amplifier circuit with reduced power requirements |
-
1988
- 1988-06-15 JP JP14570388A patent/JPH0787320B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5818300A (en) * | 1996-02-07 | 1998-10-06 | Nec Corporation | Variable gain amplifier circuit with reduced power requirements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0787320B2 (ja) | 1995-09-20 |
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