JPH0215704A - スルーレートの高い線形増幅器 - Google Patents
スルーレートの高い線形増幅器Info
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- JPH0215704A JPH0215704A JP1081329A JP8132989A JPH0215704A JP H0215704 A JPH0215704 A JP H0215704A JP 1081329 A JP1081329 A JP 1081329A JP 8132989 A JP8132989 A JP 8132989A JP H0215704 A JPH0215704 A JP H0215704A
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 10
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- H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
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- H03F3/3069—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the emitters of complementary power transistors being connected to the output
- H03F3/3076—Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the emitters of complementary power transistors being connected to the output with symmetrical driving of the end stage
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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〕
本発明はバッファ増幅器に関し、より詳しくは、高レベ
ルの零入力電流を必要とせずに出力電流のレベルを迅速
に変化させることのできる増幅器に関するものである。
ルの零入力電流を必要とせずに出力電流のレベルを迅速
に変化させることのできる増幅器に関するものである。
従来の直流結合線形増幅器は通常、極性が反対の印加信
号に応じて導通状態をオン−オフの間で切り替えるプッ
シュプル出力段を使用している。従って出力電流が正で
立ち上がる場合、出力段の一方は非常に導電性となり、
他方の出力段は非導電性となる。出力電流が負で立ち上
がる場合には、これらの条件は逆になる。変化の割合が
大きい場合には、非常に導電性の出力段に対する駆動電
流が、負荷における要求に追従するのに不十分となり、
出力信号に歪が生じてしまう。この事態を克服するため
に用いられる一つの技術として、出力段における零入力
電流のレベルを増加させ、変化が急速な場合でも十分な
量の電流を確実に得られるようにしてお(ことがある。
号に応じて導通状態をオン−オフの間で切り替えるプッ
シュプル出力段を使用している。従って出力電流が正で
立ち上がる場合、出力段の一方は非常に導電性となり、
他方の出力段は非導電性となる。出力電流が負で立ち上
がる場合には、これらの条件は逆になる。変化の割合が
大きい場合には、非常に導電性の出力段に対する駆動電
流が、負荷における要求に追従するのに不十分となり、
出力信号に歪が生じてしまう。この事態を克服するため
に用いられる一つの技術として、出力段における零入力
電流のレベルを増加させ、変化が急速な場合でも十分な
量の電流を確実に得られるようにしてお(ことがある。
第1図を参照すると、そこには従来の線形増幅器の概略
図が示されている。この増幅器においては電流源たるト
ランジスター9,11が出力段13へと零入力電流を給
電し、これらのトランジスターはバイアス電圧■□□工
及び■□AS2並びにVs+as3及びVs+As4に
よって制御されている。中間の利得段17.19は入力
段へと連結されており、出力段13のノードAを駆動す
る。正の速いスルーレートに際しては、トランジスター
21及び24がオンとなり、トランジスター22及び2
3はオフになる。これはノードAにおける信号の急速な
増大をもたらし、出力段13はこの信号の変化に追従す
ることができず、その結果出力信号は歪んでしまう。
図が示されている。この増幅器においては電流源たるト
ランジスター9,11が出力段13へと零入力電流を給
電し、これらのトランジスターはバイアス電圧■□□工
及び■□AS2並びにVs+as3及びVs+As4に
よって制御されている。中間の利得段17.19は入力
段へと連結されており、出力段13のノードAを駆動す
る。正の速いスルーレートに際しては、トランジスター
21及び24がオンとなり、トランジスター22及び2
3はオフになる。これはノードAにおける信号の急速な
増大をもたらし、出力段13はこの信号の変化に追従す
ることができず、その結果出力信号は歪んでしまう。
この問題に対する一つの公知の解決策は、電流源たるト
ランジスター9及び11を通る零入力端子を増大させて
、出力段からの出力がノードAにおける信号の変化に追
従することを可能ならしめるだけの適度な電流を出力段
I3において確保することである。速い信号の変化に際
して充電されねばならない内部静電容量、並びにその他
の要因により、出力段13における零入力電流のレベル
は、不適当なほど大きいものであることが必要となる。
ランジスター9及び11を通る零入力端子を増大させて
、出力段からの出力がノードAにおける信号の変化に追
従することを可能ならしめるだけの適度な電流を出力段
I3において確保することである。速い信号の変化に際
して充電されねばならない内部静電容量、並びにその他
の要因により、出力段13における零入力電流のレベル
は、不適当なほど大きいものであることが必要となる。
このようにこの技術には、電源からかなりのレベルのア
イドル電流を必要とし、それに伴って電力損失が大きく
なり、接続点の温度がヒートシンクを必要とするような
高温になってしまうという欠点がある。
イドル電流を必要とし、それに伴って電力損失が大きく
なり、接続点の温度がヒートシンクを必要とするような
高温になってしまうという欠点がある。
本発明によれば、出力段は、電流ミラー配置(curr
ent m1rror configuration)
でもってダイオードへと接続されていて信号の急な変化
に際して十分な零入力電流を導く電流源から給電されて
いる。従って、このような電流源から給電されている出
力段は、駆動点の回路ノード(接続点)において生ずる
信号の急激な変化に追従することができる。回路は基準
電位、即ち接地に関して対称に構成されるか、或いはか
かる基準電位に関して単一チャネル配置で構成される。
ent m1rror configuration)
でもってダイオードへと接続されていて信号の急な変化
に際して十分な零入力電流を導く電流源から給電されて
いる。従って、このような電流源から給電されている出
力段は、駆動点の回路ノード(接続点)において生ずる
信号の急激な変化に追従することができる。回路は基準
電位、即ち接地に関して対称に構成されるか、或いはか
かる基準電位に関して単一チャネル配置で構成される。
さて第2図を参照すると、そこに示されているものは本
発明の一実施例の概略図であり、その出力段40は一対
の相補導電形の出カドランシスター25.27と、エミ
ッタがこれらの出カドランシスター25.27のベース
にそれぞれ接続された一対の相補導電形の駆動トランジ
スター29゜31とを含んでいる。出カドランシスター
25.27のエミッタの間には一対の直列に接続された
抵抗33.35が接続されており、これら二つの抵抗3
3、35の接続点に出力ノード37がある。出カドラン
シスター25.27のコレクタは、給電導体39゜41
からのバイアス電流を受け取るように接続されている。
発明の一実施例の概略図であり、その出力段40は一対
の相補導電形の出カドランシスター25.27と、エミ
ッタがこれらの出カドランシスター25.27のベース
にそれぞれ接続された一対の相補導電形の駆動トランジ
スター29゜31とを含んでいる。出カドランシスター
25.27のエミッタの間には一対の直列に接続された
抵抗33.35が接続されており、これら二つの抵抗3
3、35の接続点に出力ノード37がある。出カドラン
シスター25.27のコレクタは、給電導体39゜41
からのバイアス電流を受け取るように接続されている。
駆動トランジスター29.31のコレクタは給電導体4
3及び45に接続されており、またこれらのトランジス
ターのエミッタは相補導電タイプのトランジスター47
.49のコレクタへと接続されている。これら後者のト
ランジスター47.49のベースは入力トランジスター
57.59のコレクタ回路内で、ダイオード及び抵抗5
1,53と電流ミラー回路配置で結合されている。入力
トランジスター57.59は入力段55の反転入力を生
成する一対のトランジスター50.52を介し、そして
中間の利得段54.56を介して人力ノードAへと結合
されている。電流源60.62は、給電導体39゜41
と、入力段55の反転及び非反転入力を生成するエミッ
タを共通にした一対のトランジスターとの間に交差結合
されている。
3及び45に接続されており、またこれらのトランジス
ターのエミッタは相補導電タイプのトランジスター47
.49のコレクタへと接続されている。これら後者のト
ランジスター47.49のベースは入力トランジスター
57.59のコレクタ回路内で、ダイオード及び抵抗5
1,53と電流ミラー回路配置で結合されている。入力
トランジスター57.59は入力段55の反転入力を生
成する一対のトランジスター50.52を介し、そして
中間の利得段54.56を介して人力ノードAへと結合
されている。電流源60.62は、給電導体39゜41
と、入力段55の反転及び非反転入力を生成するエミッ
タを共通にした一対のトランジスターとの間に交差結合
されている。
動作に際して、トランジスター47及び49はダイオー
ド及び抵抗51及び53と共に電流ミラー配置における
制御された電流源として動作し、人カドランシスター5
7及び59のコレクタ回路における電流に比例した電流
を駆動トランジスター29、31へと給電する。かくし
て電流源たるこれらのトランジスター47及び49は、
信号の印加に際しての速いスルーの間に、同じ信号の印
加により入ツノトランジスター57.59において生ず
るコレクタ電流の増加に応じて、駆動トランジスター2
9.31へと十分な電流を供給する。トランジスター4
7及び49を通るこの電流の増加によって、アイドル状
態において大きな零入力電流を必要とせずに、出力段4
0はノードAにおける信号の速い遷移に追従することが
できるようになる。また、利用可能な電流を増大させる
ために、トランジスター47及び49のこれらの電流ミ
ラー配置におけるエミッタ・デジェネレイションを用い
ることができる。抵抗降下1+R+はl2XR2に等し
いであろうが、もしもR1がR2よりも大きければ、等
号を維持するためにはI2は1.よりも大きくなければ
ならず、よってI2はI1よりも大きくなる。かくして
トランジスター47及び49は第1図の電流源たるトラ
ンジスター9.11よりも非常に少ない零入力電流レベ
ルでもってアイドルすることができ、それでもノードA
における急速なスルーレートに追従することができるの
である。
ド及び抵抗51及び53と共に電流ミラー配置における
制御された電流源として動作し、人カドランシスター5
7及び59のコレクタ回路における電流に比例した電流
を駆動トランジスター29、31へと給電する。かくし
て電流源たるこれらのトランジスター47及び49は、
信号の印加に際しての速いスルーの間に、同じ信号の印
加により入ツノトランジスター57.59において生ず
るコレクタ電流の増加に応じて、駆動トランジスター2
9.31へと十分な電流を供給する。トランジスター4
7及び49を通るこの電流の増加によって、アイドル状
態において大きな零入力電流を必要とせずに、出力段4
0はノードAにおける信号の速い遷移に追従することが
できるようになる。また、利用可能な電流を増大させる
ために、トランジスター47及び49のこれらの電流ミ
ラー配置におけるエミッタ・デジェネレイションを用い
ることができる。抵抗降下1+R+はl2XR2に等し
いであろうが、もしもR1がR2よりも大きければ、等
号を維持するためにはI2は1.よりも大きくなければ
ならず、よってI2はI1よりも大きくなる。かくして
トランジスター47及び49は第1図の電流源たるトラ
ンジスター9.11よりも非常に少ない零入力電流レベ
ルでもってアイドルすることができ、それでもノードA
における急速なスルーレートに追従することができるの
である。
次に第3図を参照すると、そこには本発明の別の実施例
が示されている。ここでは各チャネルの入力トランジス
ターが二つのトランジスター61.63及び65.67
に分割されており、これらのトランジスターはエミッタ
及びベースを共通にし、また電流源たるトランジスター
47.49を制御するよう接続された別個のコレクタ回
路を有している。具体的に言うと、入力トランジスター
の一方6L 65におけるコレクタ電流は、給電導体3
9.41から抵抗69.71を通って給電される。トラ
ンジスター73.75を含む中間段は、他方の入力トラ
ンジスター63.67のそれぞれへと給電するために、
コレクタ接地で接続されている。入力段の反転入力を生
成する一対のトランジスターを含む同様の中間段54.
56が、入力トランジスターを出力段40の人力におけ
るノードAへと連結している。この回路配置により、入
力段におけるコレクタ電流は、印加信号に応答するに際
し、急激なスルーレートに対して追加的な電流が必要な
場合に出力段40へと供給される電流に比例的に反映さ
れるようになる。信号の変化が遅い場合やアイドル状態
においては、出力段40には少しの零入力端子のみしか
必要ではなく、これにより本発明の回路は、出力段にお
いて高い零入力電流レベルを必要とする従来の回路にお
ける平均電力損失に対し、より少ない平均電力1員失で
済むことになる。
が示されている。ここでは各チャネルの入力トランジス
ターが二つのトランジスター61.63及び65.67
に分割されており、これらのトランジスターはエミッタ
及びベースを共通にし、また電流源たるトランジスター
47.49を制御するよう接続された別個のコレクタ回
路を有している。具体的に言うと、入力トランジスター
の一方6L 65におけるコレクタ電流は、給電導体3
9.41から抵抗69.71を通って給電される。トラ
ンジスター73.75を含む中間段は、他方の入力トラ
ンジスター63.67のそれぞれへと給電するために、
コレクタ接地で接続されている。入力段の反転入力を生
成する一対のトランジスターを含む同様の中間段54.
56が、入力トランジスターを出力段40の人力におけ
るノードAへと連結している。この回路配置により、入
力段におけるコレクタ電流は、印加信号に応答するに際
し、急激なスルーレートに対して追加的な電流が必要な
場合に出力段40へと供給される電流に比例的に反映さ
れるようになる。信号の変化が遅い場合やアイドル状態
においては、出力段40には少しの零入力端子のみしか
必要ではなく、これにより本発明の回路は、出力段にお
いて高い零入力電流レベルを必要とする従来の回路にお
ける平均電力損失に対し、より少ない平均電力1員失で
済むことになる。
単一チャネル構成の場合、本発明の回路は第4図に示さ
れているように簡単化することができる。この実施例に
おいて出力段80は、第2図に示された実施例のシング
ルエンド形においてA級動作を行うように、バイアス供
給電圧86゜88の間に接続された同じ導電形のトラン
ジスター82.84を含んでいる。作動入力対99のト
ランジスター97における電流に応じて、トランジスタ
ー91及びダイオード93を含む電流ミラー回路は、導
電性が逆のトランジスター95へと制御された電流を供
給する。ノードAにおけるスルーレートが正で栄、激な
場合、トランジスター91からの制御電流が増加するこ
とにより、トランジスター95はカットオフせずに済む
。かくしてトランジスター82には、著しい歪を生ずる
ことなしに正の大きなスルーレートに追従するのに十分
な電流が供給される。
れているように簡単化することができる。この実施例に
おいて出力段80は、第2図に示された実施例のシング
ルエンド形においてA級動作を行うように、バイアス供
給電圧86゜88の間に接続された同じ導電形のトラン
ジスター82.84を含んでいる。作動入力対99のト
ランジスター97における電流に応じて、トランジスタ
ー91及びダイオード93を含む電流ミラー回路は、導
電性が逆のトランジスター95へと制御された電流を供
給する。ノードAにおけるスルーレートが正で栄、激な
場合、トランジスター91からの制御電流が増加するこ
とにより、トランジスター95はカットオフせずに済む
。かくしてトランジスター82には、著しい歪を生ずる
ことなしに正の大きなスルーレートに追従するのに十分
な電流が供給される。
ノードAにおける負の象、激なスルーレートに関しては
、出カドランシスター82に対して逆の導電性のトラン
ジスター95が、著しい歪を生ずることなしに、ノード
Aにおけるスルーレートに応じてトランジスター82へ
と必要なベース電流を容易に供給することができる。
、出カドランシスター82に対して逆の導電性のトラン
ジスター95が、著しい歪を生ずることなしに、ノード
Aにおけるスルーレートに応じてトランジスター82へ
と必要なベース電流を容易に供給することができる。
出カドランシスター82と同じ導電形のトランジスター
84は、ノードAにおける負のスルーの間にトランジス
ター82がカットオフしないようにするため、トランジ
スター87における電流に対する比でもって零入力電流
バイアスされている。勿論、第4図に示された回路は、
図示のタイプとは反対の導電形のトランジスターを使用
して構成することもでき、その場合はノードAにおける
負及び正のスルーレートに際しての動作についての上記
の説明は逆に考えればよい。
84は、ノードAにおける負のスルーの間にトランジス
ター82がカットオフしないようにするため、トランジ
スター87における電流に対する比でもって零入力電流
バイアスされている。勿論、第4図に示された回路は、
図示のタイプとは反対の導電形のトランジスターを使用
して構成することもでき、その場合はノードAにおける
負及び正のスルーレートに際しての動作についての上記
の説明は逆に考えればよい。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、本発明は改良された線形増幅回路
であって、印加信号の急激な変化の間に出力段へと追加
的な電流を給電するよう接続された、制御電流源を含む
ものである。これらの電流源は入力段における電流レベ
ルに反応し、従って零入力動作状態の間には、導通を行
うだけの低レベルの電流しか必要としない。かくして高
レベルの零入力電流を必要とせずに出力電流のレベルを
迅速に変化させることができ、高レベルの零入力電流を
用いることに伴う従来の問題点を解決することができる
。本発明に関しては、実施例に記載の如く、基準電位に
関して対称の回路構成、並びに基準電位に関して非対称
の回路構成が開示されている。
であって、印加信号の急激な変化の間に出力段へと追加
的な電流を給電するよう接続された、制御電流源を含む
ものである。これらの電流源は入力段における電流レベ
ルに反応し、従って零入力動作状態の間には、導通を行
うだけの低レベルの電流しか必要としない。かくして高
レベルの零入力電流を必要とせずに出力電流のレベルを
迅速に変化させることができ、高レベルの零入力電流を
用いることに伴う従来の問題点を解決することができる
。本発明に関しては、実施例に記載の如く、基準電位に
関して対称の回路構成、並びに基準電位に関して非対称
の回路構成が開示されている。
第1図は従来の線形増幅器の概略図;
第2図は本発明による線形増幅器の一実施例の概略図;
第3図は本発明の他の実施例の概略図;及び、第4図は
単一チャネルの非対称な回路配置を含む本発明の別の実
施例の概略図である。 25、27− 出カドランシスター 29、31−m−駆動トランシスター 39、41.43.45−給電導体 4〇−出力段4
7、49.50.52−−−)ランシスター51、53
−ダイオード及び抵抗 55−入力段57、59.6
L 63.65.67−・入力トランジスター69、7
1−一・抵抗 73.75−)ランシスター8〇−出
力段 82.84−1−ランシスター86、88−バ
イアス供給電圧 91、95.97’−1−ランシスター93・−ダイオ
ード 出願人代理人 古 谷 馨 同 溝部孝彦 同 古谷 聡
単一チャネルの非対称な回路配置を含む本発明の別の実
施例の概略図である。 25、27− 出カドランシスター 29、31−m−駆動トランシスター 39、41.43.45−給電導体 4〇−出力段4
7、49.50.52−−−)ランシスター51、53
−ダイオード及び抵抗 55−入力段57、59.6
L 63.65.67−・入力トランジスター69、7
1−一・抵抗 73.75−)ランシスター8〇−出
力段 82.84−1−ランシスター86、88−バ
イアス供給電圧 91、95.97’−1−ランシスター93・−ダイオ
ード 出願人代理人 古 谷 馨 同 溝部孝彦 同 古谷 聡
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 バイアス信号を受け取るようコレクタ及びエミッタ
が直列に接続された一対のトランジスターを有する出力
段と; 前記出力段のトランジスターの一方へと信号を供給する
よう結合された駆動トランジスターと; 入力段をその出力において前記駆動トランジスターへと
信号を供給するよう結合する手段と; 前記駆動トランジスターへと制御可能なレベルの電流を
給電するよう接続された電源手段と;及び、 前記入力段における信号レベルに応じて前記電源手段か
ら前記駆動トランジスターへと給電される電流のレベル
を制御すべく、前記電源手段へと制御信号を供給するよ
う前記入力段に結合された回路手段とからなる、 二端子入力と一端子出力を有し少ない零入力電流レベル
において動作する増幅回路。 2 別々の導体へと極性が反対のバイアス信号を供給す
るバイアス手段と; 相補導電形の一対のトランジスターを有する出力段と; 前記一対のトランジスターのそれぞれを駆動するよう結
合された、前記出力段における相補導電形の別の一対の
トランジスターと; 印加信号を受け取るよう結合された少なくとも一対のト
ランジスターを含む入力段と; 前記出力段における前記別の一対のトランジスターへと
制御可能なレベルの電流を供給するよう接続された電源
手段と; 前記出力段における前記別の一対のトランジスターを駆
動するよう前記入力段の出力を結合する手段と;及び、 前記入力段における電流に応じて前記電源手段から前記
別の一対のトランジスターへと給電される電流のレベル
を制御すべく、前記電源手段へと制御信号を供給するよ
う前記入力段のトランジスターに結合された回路手段と
からなる、 二端子入力段から一端子出力段へと相補的で対称な信号
チャネルを有し、少ない零入力電流レベルで動作する増
幅回路。 3 前記回路手段が前記バイアス手段の導体の一方と前
記入力段のトランジスターとの間に直列に接続されたダ
イオード及び抵抗を含み、該抵抗及びダイオードにおけ
る電流に応じて前記電源手段へと前記制御信号を供給す
る、請求項2記載の増幅回路。 4 前記入力段の入力トランジスターの電流と対応する
電源手段により供給される電流との間における所定の比
率を維持するために、前記抵抗及びダイオード並びに前
記電源手段は電流ミラー配置で接続されている、請求項
3記載の増幅回路。 5 別々の導体へと極性が反対のバイアス信号を供給す
るバイアス手段と; 相補導電形の一対のトランジスターを有する出力段と; 前記一対のトランジスターのそれぞれを駆動するよう結
合された、前記出力段における相補導電形の別の一対の
トランジスターと; 印加信号を受け取るよう結合された少なくとも一対のト
ランジスターを含む入力段と; 前記入力段の前記トランジスターは、エミッタ及びベー
ス電極が共通に接続されると共にコレクタ電極を有する
同じ導電形の一対のトランジスターを各チャネルに含ん
でいることと; 前記コレクタ電極の一方と前記バイアス手段の導体を接
続する抵抗と; 前記出力段における前記別の一対のトランジスターへと
制御可能なレベルの電流を供給するよう接続された電源
手段と; 前記出力段における前記別の一対のトランジスターを駆
動するよう前記入力段の出力を結合する手段と;及び、 前記入力段における電流に応じて前記電源手段へと制御
信号を供給するよう前記入力段のトランジスターに結合
された回路手段と; 前記電源手段へと前記コレクタ電極の他方を介して制御
信号を供給すべく、前記回路手段が前記バイアス手段の
導体と前記コレクタ電極の他方との間に接続され前記抵
抗の両端の信号を受け取るよう結合された前記同じ導電
形の補助トランジスターを含むことからなる、 二端子入力段から一端子出力段へと相補的で対称な信号
チャネルを有し、少ない零入力電流レベルで動作する増
幅回路。 6 バイアス電流及び印加信号を受け取るよう結合され
たトランジスターを有する出力段と;印加信号を受け取
るよう反転及び非反転入力を形成すべく結合された少な
くとも一対のトランジスターを含む入力段と; 前記出力段のトランジスターへと制御可能なレベルのバ
イアス電流を供給するよう接続された電源手段と; 前記出力段のトランジスターへと信号を供給すべく前記
入力段の一対のトランジスターを結合する手段と;及び
、 入力段における信号レベルの増加に応じて前記電源手段
から前記出力段におけるトランジスターへと供給される
バイアス電流のレベルを増大させるため、前記電源手段
へと制御信号を供給するよう前記入力段に接続された回
路手段とからなる、 少ない零入力電流レベルで動作する差動増幅回路。
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---|---|---|---|
US07/177,495 US4837523A (en) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | High slew rate linear amplifier |
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JP (1) | JPH0215704A (ja) |
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1988
- 1988-04-04 US US07/177,495 patent/US4837523A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1081329A patent/JPH0215704A/ja active Pending
- 1989-03-31 GB GB8907305A patent/GB2217135B/en not_active Expired - Lifetime
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GB2217135B (en) | 1992-07-01 |
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