JPH02184766A - 高周波正弦信号に対する集積可能なバイポーラ型レベル検出器 - Google Patents

高周波正弦信号に対する集積可能なバイポーラ型レベル検出器

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JPH02184766A
JPH02184766A JP1297774A JP29777489A JPH02184766A JP H02184766 A JPH02184766 A JP H02184766A JP 1297774 A JP1297774 A JP 1297774A JP 29777489 A JP29777489 A JP 29777489A JP H02184766 A JPH02184766 A JP H02184766A
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JP
Japan
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transistor
level detector
signal
controlled
base
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Application number
JP1297774A
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English (en)
Inventor
Loic Lietar
ロイク リエタール
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STMicroelectronics SRL
Original Assignee
SGS Thomson Microelectronics SRL
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Filing date
Publication date
Application filed by SGS Thomson Microelectronics SRL filed Critical SGS Thomson Microelectronics SRL
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/22Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/24Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
    • H03K5/2409Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using bipolar transistors
    • H03K5/2418Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using bipolar transistors with at least one differential stage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • G01R19/1658AC voltage or recurrent signals

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高周波正弦信号に対する集積可能なバイポーラ
型レベル検出器にかかわる。
一般に、バイポーラ技術の上限の高周波数において、こ
の技術でもって達成される集積回路の内側における信号
のレベルは数KT/qのオーダの低い値にあるので、正
確な増幅は不可能である。
それ故、集積可能なバイポーラ型レベル検出器は、入力
信号の振幅が基準信号の振幅よりも大きいのか又は小さ
いのかを正確に弁別できるように高い感度を持っていな
ければならない。
正弦信号に対する周知のレベル検出器は、その出力がコ
ンデンサ充電回路におけるトランジスタを制御する入力
増幅器の使用に基づいており、コンデンサでの充電電圧
が基準電圧と比較されるようになっている。
この型式の検出器は、その人力増幅器の利得が高い場合
にのみ感知可能である。しかしながら、バイポーラ技術
では、高い利得を高い周波数において得ることができな
い。
従来技術からして、本発明の目的は、高い感度を高い周
波数において持つ、正弦信号に対する集積可能なバイポ
ーラ型レベル検出器を提供することにある。
本発明によると、かかる目的は、検出されるべき入力信
号により制御される第1のトランジスタを含む充電回路
と、そして放電回路とを持つ第1のコンデンサから成る
レベル検出器であって、前記入力信号により制御される
第2のトランジスタを含む充電回路とそして前原って設
定された電気的及び幾何学的特性の少なくとも1つの第
3のトランジスタを含む放電回路とを持つ第2のコンデ
ンサを備え、そこでの放電回路が、前記第3のトランジ
スタの前記幾何学的及び電気的特性に依存して、前記入
力信号の最大振幅に対応する第1の入力電流と、基準値
に対応する第2の入力電流とをそれぞれ規定するために
、比較器のそれぞれの入力に接続されていて、前記最大
振幅の部分における前記基準レベルの各オーバシュート
が前記比較器の不平衡を決定して、対応する出力信号を
作り出すようになっていることを特徴とするレベル検出
器によって達成される。
本発明によるレベル検出器は、高利得の入力増幅器を与
えないが、その検出器の内部回路コンポーネントの電気
的及び幾何学的特性について適切な選択により、高い精
度でもって規定される基準レベルから高い感度の特性を
得ている。
かくして、この検出器は高い周波数においても高い感度
を呈する。
添付図面には、本発明の可能な実施例が、限定的な意図
を持つものでなく一層明瞭に例示されている。
第1図のレベル表示器は、接地と、NPN トランジス
タ3のエミッタに接続されている回路分岐点2との間に
接続された第1のコンデンサ1を含み、NPN I−ラ
ンジスタ3のコレクタは電源のプラス端子4に接続され
、そのベースは検出されるべき正弦信号(Vi)に対す
る入力端子5に接続されている。
第2のコンデンサ6は接地と、NPN トランジスタ8
のベースに接続された回路分岐点7との間に接続され、
NPN )ランジスタ8のエミッタは入力端子5に接続
され、そのコレクタはそれ自体のベースと、PNP ト
ランジスタ9のコレクタとに接続され、そのエミッタは
プラス端子4に接続されている。トランジスタ9のベー
スは別なPNP トランジスタ10のベースに接続され
、そのエミッタはプラス端子4に接続され、そのコレク
タはそれ自体のベースと、NPN I−ランジスタ11
のベースに接続されている。また、トランジスタ11の
コレクタはプラス端子4に接続され、そのエミッタは電
流発生器12を通して接地されている。
両エミッタが共通にして電流発生器16を通して接地さ
れている2つのNPN )ランジスタ14及び15によ
って形成されている比較器13は、トランジスタ14の
ベースであって、回路分岐点2に接続されている入力と
、トランジスタ15のベースであって、2つのNPN 
)ランジスタ17及び18を通して回路分岐点7に接続
されている別な入力とを持っている。更に、トランジス
タ17のエミッタはトランジスタ15のベースに接続さ
れ、トランジスタ17のコレクタはそれ自体のベースと
トランジスタ18のエミッタとに接続されている。また
、トランジスタ18のコレクタはプラス端子4に接続さ
れ、そのベースは回路分岐点7に接続されている。
トランジスタ14及び15のコレクタは、それらのベー
スが共通に接続されているPNP )ランジスタ19及
び20のコレクタに接続され、トランジスタ19及び2
0のエミッタはプラス端子4に接続されている。トラン
ジスタ20のコレクタはそれ自体のベースに接続され、
トランジスタ19のコレクタはPNP )ランジスタ2
1のベースに接続されている。更に、トランジスタ21
のエミッタはプラス端子4に接続され、そのコレクタは
、そこで出力信号Vuが利用できる出力端子23に接続
されている一方、電流発生源22を通して接地されてい
る。
動作において、入力端子5に高周波の正弦信号が印加さ
れると、トランジスタ3は、その信号の各正の半波中、
その入力信号の最大値からトランジスタ3のベース・エ
ミッタ電圧(Vbe)を差し引いた値に等しい電圧v1
へとコンデンサlを充電する。引続く半期間において、
トランジスタ8は、Viの最大値にトランジスタ8のベ
ース・エミッタ電圧(Vbe)を加えた値に等しい電圧
v2へとコンデンサ6を充電する。
差動結合14.15が平衡状態に近づくと、コンデンサ
l及び6の放電電流は値ibに互いに等しくなり、共に
電流ibにおいて分極されているトランジスタ17及び
18は電圧v2を2 Vbeに等しくする。トランジス
タ17及び18の幾何学的構成を調整することにより、
極端に高い精度において規定されたオフセットすなわち
基準レベルが確立される。比較器13は信号Viの振幅
をそのオフセットと比較して、その比較器自体の2つの
分岐間に不平衡を生じさせて、対応する信号Vuをその
レベル検出器の出力23に発生する。
ここでの基準レベルは、信号Viの平均レベルに無関係
に、正確に確立されるので、高い検出感度を得ることが
できる。コンデンサの静電容量は小さくて良いので、集
積回路に含ませるのに好都合である。
もしも異なる温度係数を持つ検出器を持つことが必要で
あれば、トランジスタの分極電流を任意に調整すること
ができる。
片側ではコンデンサ1とトランジスタ3のベース・エミ
ッタ接合とにより、他の側ではコンデンサ6とトランジ
スタ8のベース・エミッタ接合とにより決定される静電
容量分割器寄生効果は、それがトランジスタ17.18
上で共通に作用するために、取り消される。この取消し
は、適切な静電容量を用いることにより、その効果を無
視し得るレベルへと減少させるのに十分なレベルにおい
て生じる。
基準信号に対して入力信号を比較する際における選択性
は、例えば第2図に示されているように数mVのヒステ
リシスを導入することにより実質的に改善される。
第2図において、トランジスタ15のベースはNPN 
 )ランジスタ24のベースにも接続され、そのコレク
タはプラス端子4に接続され、そのエミッタはNPN 
l−ランジスタ25のコレクタに接続されている。更に
、トランジスタ25のエミッタは接地され、そのベース
はNPN トランジスタ26のベースに接続されている
。また、トランジスタ26のエミッタは接地され、その
コレクタはそれ自体のベースに接続されている一方、N
PN )ランジスタ27のエミッタに接続され、トラン
ジスタ27のコレクタはそれ自体のベースとPNP )
ランジスタ28のコレクタとに接続されている。
更に、トランジスタ28のエミッタはプラス端子4に接
続され、そのベースは別なPNP )ランジスタ29の
ベースに接続され、トランジスタ29のエミッタはプラ
ス端子4に接続され、そのコレクタはそれ自体のベース
に接続されている一方、電流発生器30を通して接地さ
れている。トランジスタ28のベースはまた、PNP 
l−ランジスタ31のベースに接続され、トランジスタ
31のエミッタはプラス端子4に接続され、そのコレク
タはNPN  トランジスタ32のコレクタに接続され
ている。トランジスタ32のエミッタは接地され、その
ベースはそれ自体のコレクタに接続されている一方、別
なNPN )ランジスタ33のベースに接続されている
。更に、トランジスタ33のエミッタは接地され、その
コレクタはトランジスタ21のコレクタと、NPN)ラ
ンジスタ34のエミッタとに接続されている。トランジ
スタ34のベースはそれ自体のコレクタに接続されてい
ると共に、トランジスタ27のベースに接続されている
この回路では、オフセットが減少され、トランジスタ1
7及び18を電流(1+x)ibに分極する。成分x、
ibはトランジスタ24のベース電流であって、Xは、
トランジスタ25及び26のエミッタ領域の比率の値と
、出力Vuの論理レベルとによって確立され、そこでの
エミッタ領域は、Vu=1のとき前述の比率に等しく、
Vu=OのときOに等しいものとしている。
一層正確に述べると、入力電圧Viが、トランジスタ2
1及び33(後者はトランジスタ32.31及び29に
よって制御される)のおかげで、論理レベルlへのVu
のトリガーに対応する所定の閾値に達する場合、トラン
ジスタ27及び26は導通し始めて、これによりトラン
ジスタ25及び24を導通させることになる。かくして
、トランジスタ17及び18を通して流れる電流を上昇
させる電流x、lbの循環を作り出すので、後者の電圧
Vbeが上昇し、そして電圧Vrefが降下する。この
ように、低い入力振幅に対しては逆転流が生じて、閾値
振幅の付近では振動が生じない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるレベル検出器の実施例の1例を示
す回路図であり、第2図は本発明によるレベル検出器の
実施例の他側を示す回路図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、検出されるべき入力信号により制御される第1のト
    ランジスタ(3)を含む充電回路と、放電回路とを持つ
    第1のコンデンサ(1)からなる、高周波正弦信号に対
    する集積可能なバイポーラ型レベル検出器において、前
    記入力信号により制御される第2のトランジスタ(8)
    を含む充電回路とそして前以って設定された電気的及び
    幾何学的特性の少なくとも1つの第3のトランジスタ(
    17,18)を含む放電回路とを持つ第2のコンデンサ
    (6)を備え、前記第1及び第2のコンデンサ(1,6
    )の放電回路は、前記第3のトランジスタ(17,18
    )の前記幾何学的及び電気的特性に依存して、前記入力
    信号の最大振幅に対応する第1の入力電流と、基準値に
    対応する第2の入力電流とをそれぞれ規定するために、
    比較器(13)のそれぞれの入力に接続されていて、前
    記最大振幅の部分における前記基準レベルの各オーバシ
    ュートは前記比較器(13)の不平衡を決定して、対応
    する出力信号(Vu)を作り出すようになっていること
    を特徴とするレベル検出器。 2、前記少なくとも1つの第3のトランジスタ(17,
    18)は、前記第2のコンデンサ(6)の充電電圧によ
    り制御されそして前記比較器(13)の2つの入力の1
    つに対する電流制御回置に含まれる直列の2つのトラン
    ジスタ(17,18)から成っていることを特徴とする
    請求項1記載のレベル検出器。 3、前記出力信号(Vu)の部分上における前以って設
    定された閾値のオーバシュートに応答して前記基準値(
    Vref)を減少させるのに適する回路手段(24−2
    7)を更に含んでいることを特徴とする請求項1記載の
    レベル検出器。 4、前記回路手段(24−27)は、前記直列接続され
    たトランジスタ(17,18)により制御され、前記比
    較器(13)への2つの入力の前記1つと並列にある分
    岐回路に挿入された少なくとも1つの第4のトランジス
    タ(24,25)と、前記出力信号(Vu)によって制
    御され、そして前記直列接続されたトランジスタ(17
    ,18)の導通電流が増加するにつれてその導通を行わ
    せるように前記第4のトランジスタ(24,25)を制
    御するように設定されている少なくとも1つの第5のト
    ランジスタ(26,27)とを含んでおり、前記閾値の
    オーバシュートに応答した前記基準レベル(Vref)
    の結果的減少は前記出力信号(Vu)の部分上に確立さ
    れることを特徴とする請求項1記載のレベル検出器。 5、前記少なくとも1つの第4のトランジスタ(24,
    25)は2つの直列接続されたトランジスタ(24,2
    5)から成り、そのうちの1つは前記少なくとも1つの
    第3のトランジスタ(17,18)により制御され、前
    記少なくとも1つの第5のトランジスタ(26,27)
    は2つの直列接続されたトランジスタ(26,27)か
    ら成り、そのうちの1つは前記出力信号(Vu)により
    制御されることを特徴とする請求項1記載のレベル検出
    器。
JP1297774A 1988-11-24 1989-11-17 高周波正弦信号に対する集積可能なバイポーラ型レベル検出器 Pending JPH02184766A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT8822718A IT1227494B (it) 1988-11-24 1988-11-24 Rivelatore di livello di tipo bipolare integrabile per segnali sinusoidali ad alta frequenza
IT22718A/88 1988-11-24

Publications (1)

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JP1297774A Pending JPH02184766A (ja) 1988-11-24 1989-11-17 高周波正弦信号に対する集積可能なバイポーラ型レベル検出器

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US (1) US5140185A (ja)
EP (1) EP0370559B1 (ja)
JP (1) JPH02184766A (ja)
DE (1) DE68917689T2 (ja)
IT (1) IT1227494B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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IT1227494B (it) 1991-04-12
EP0370559A2 (en) 1990-05-30
DE68917689D1 (de) 1994-09-29
EP0370559A3 (en) 1991-05-08
EP0370559B1 (en) 1994-08-24
US5140185A (en) 1992-08-18
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