JPH02305205A

JPH02305205A - 直流阻止増幅器

Info

Publication number: JPH02305205A
Application number: JP2117283A
Authority: JP
Inventors: Anthony H Richards; アンソニー　ヒルソン　リチャーズ
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1990-12-18
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: EP0397250A3; KR900019343A; GB2232029A; JP3055627B2; DE69023694D1; GB8910753D0; EP0397250B1; US5073760A; DE69023694T2; EP0397250A2; KR0161272B1

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、複数の段を有するリミッタ内の一つの段とし
ての使用に適した直流阻止増幅器に関する。かかる直流
阻止増幅器は、デジタルページング受信機の如きバッテ
リ駆動通信装置に適用される。

リミッタは、制限増幅器ともいい、復調器の作動に適す
る低レベルから高レベルまでの信号を増幅するのに用い
られる。その結果、リミッタは、典型的には８０〜１０
０　（］Ｂの高利得を必要とし、通常、縦続接続された
同一の低利得の段からなる。もし、連続する低利得の段
が縦続接続され、予防策がとられなければ、増幅により
前の段において大きな直流オフセットが生じ、それより
後の段には、一方向に継続的に電流が切り換わりにくく
なり、従って増幅しない危険性がある。

添付図面の第１図は、直流オフセットの問題を解決する
ための従来技術を説明したブロック系統図である。この
図は、信号人力１９．２０と信号出力２１．２２の間に
縦続接続された５つの低利得の段ｌ０１１２．１４．１
６．１８より構成される平衡制限増幅器を示す。そのよ
うな制限増幅器は、集積回路モトローラＭＣ３３６２、
プレッシー５Ｌ６６３７、シグネクティクスＣＡ３０８
９において具体化されている。信号出ノＥ２Ｉ、２２は
、抵抗２３．２４をそれぞれ含む各々の帰還路により、
夫々信号人力１９．２０へ帰還される。２つの比較的大
きな外付けのコンデンサ２５．２６が、帰還路に接続さ
れ、増幅信号を取り除き、これにより入力にそれが帰還
するのを防いでいる。この従来の回路は、リミッタの直
流オフセットか典型的に１ｍＶ以下であるという意味に
おいては満足に作動する。しかし、比較的大きな外イ；
］けのコンデンサを必要とすることは、それらは集積化
できず、また帰還コンデンサの充電によって決定される
立上り時間か比較的長いという不利な点がある。ＣＣＪ
ＲのラジオベーシングコートＮＯ，ｌに従って動作する
如き最近のデジタルページャ−は、通常、電池節約技術
を組み込んでおり、少なくとも受信機の一部が急速に順
次通電され、通電を切られる。そのような大きなコンデ
ンサの充電による時定数はエコノマイザ−のデユーティ
−サイクルよりも大きく、それは制限増幅器に通電され
たままでなけれならないことを意味する。

添付図面の第２図は直流オフセットの問題を縦続接続制
限増幅器によって解決する従来の技術を説明するブロッ
ク系統図である。この例では、連続した利得段２８．３
０．３２．３４．３６が、連続した段の間に接続された
オンチップコンデンサ２９．３１．３３．３５により交
流的に結合されている。この種の制限増幅器の例は、サ
ンヨーＬＡ８６１０、プレッシ−３Ｌ　６６３９である
。そのような制限増幅器がデジタルページング受信機に
使われると、その立上り時間はＣ−Ｒ高周波数ロールイ
ンポイントによって決定され、典型的には、５００Ｈｚ
の遮断周波数に対して２ｍｓである。プレッシー５Ｌ６
６３９の場合は、抵抗Ｒがベース回路内にあり、約４０
０Ｋｏｈｍに限定され、Ｃは５００Ｈｚの高域通過フィ
ルタに対して約８００ｐＦの値をもつ。

本発明の目的は、増幅器の段を相互接続するときに実質
的なオフセットの形成を避けることにある。

本発明の一面によれば、第１及び第２の差動増幅器と、
第１及び第２の平衡信号入力ラインとよりなり、前記第
１の入力ラインは、動作時に前記第１の入力ラインによ
り供給される交流信号を増幅する前記第１の差動増幅器
に接続され、動作時に前記第２の人力ラインにより供給
される交流信号を増幅する前記第２の差動増幅器に接続
され、前記第１及び第２の差動増幅器の出力は、前記第
１及び第２の平衡信号入力ラインの各々に直流状態とは
無関係の１つの増幅信号を作るよう結合されている直流
阻止増幅器が提供される。

本発明に従った直流阻止増幅器回路の特徴は、第１及び
第２の平衡信号入力ライン間の直流オフセットは第１及
び第２の差動増幅器の組合わされた出力の直流レベルに
なんら重要な変化を与えないということである。その結
果、回路はオフセットの形成なしに縦続接続でき、しか
も直流結合され、平衡設計のより簡単なバイアス配置を
可能にする。

本発明の一実施例において、第１及び第２の差動増幅器
は夫々、各々信号入力及び信号出力を有する第１、第２
、第３及び第４の能動素子とから構成されている。第１
及び第２の電圧差印加手段は前記第１及び第２の能動素
子の信号人ノＪ間と前記第３及び第４の能動素子の信号
入力間に夫々接続されている。前記第１の信号入力ライ
ンは前記第１の能動素子の信号入力に接続され、前記第
２の信号入力ラインは前記第３の能動素子の信号入力に
接続されている。前記第１及び第２の能動素子間の電圧
差は第３及び第４の能動素子間の電圧差と実質的に等し
く、かつ、反対であるよう前記第１及び第２電圧差印加
手段の値は等しい。第１の出力ポートは第１及び第４の
能動素子の信号出力に共同的に接続され、第２の出力ポ
ートは第２及び第３の能動素子の信号出力に共同的に接
続されている。容量素子は第２及び第４の能動素子の信
号入力間に接続されている。

本発明による直流阻止増幅器の他の実施例は、第１及び
第２の半導体能動素子と第３及び第４の半導体能動素子
によってそれぞれ構成される第１と第２の差動増幅器か
らなり、前記第１及び第４の能動素子の出力電極は、前
記第１の出力ポートに共同的に接続され、前記第２及び
第３の能動素子の出力電極は前記第２の出力ポートに共
同的に接続され、第１の信号入力ガ前記第１の能動素子
の信号入力電極に接続され、かつ、第１の抵抗素子を介
して前記第２の能動素子の信号入力電極に接続され、第
２の信号入力は前記第３の能動素子の信号入力電極に接
続され、かつ、第２の抵抗素子を介して前記第４の能動
素子の信号入力電極に接続され、容量素子が前記第２及
び第４の能動素子の信号入力電極の間に接続されている
。

本発明の実施例において、負荷が第１及び第２の出力ポ
ートの各々に接続されている。

第１から第′４の能動素子は、各々、同様の伝導形の接
合トランジスタにより構成され、その信号人力はベース
電極からなり、その信号出力はコレクタ電極からなる。

必要なら、各エミッタホロワ回路は第１乃至第４のトラ
ンジスタのベース電極への信号路内に設けられる。エミ
ッタホロワ回路を設けることによって、能動素子の入力
インピーダンスは増加され、第１及び第２の抵抗素子の
みかけの値について能動素子の並列負荷を減少させる。

このことは抵抗素子の大きさを更に増加させることを許
容し、またその容量素子かより低い容量値を持つように
し、オンチップ域を減少させる。電流源は周波数応答を
維持するために、各エミッタホロワ回路のエミッタ回路
内に接続されてもよい。

本発明の他の面によれば、複数の差動増幅器と、複数の
直流阻止増幅器とによりなり、各差動増幅器の出力は次
に続く直流阻止増幅器の入力に接続され、各直流阻止増
幅器は、夫々第１及び第２の半導体能動素子と第３及び
第４の半導体能動素子よりなる第１及び第２の差動増幅
器より構成され、第１及び第４の能動素子の出力電極は
第１の出力ポートに共同的に接続され、第２及び第３の
能動素子の出力電極は第２の出力ポートと共同的に接続
され、第１の信号入力は、第１の能動素子の信号入力電
極に接続され、かつ、第１の抵抗素子を介して第２の能
動素子の信号人力電極に接続され、第２の信号入力は第
３の能動素子の信号入力電極に接続され、かつ、第２の
抵抗素子を介して第４の能動素子の信号入力電極に接続
され、容量素子は第２及び第４の信号入力電極間に結合
されている縦続接続増幅器配置か提供される。

第１．第２．第３．第４の半導体能動素子は接合トラン
ジスタよりなっていてもよい。

本発明の更に別な面によると、本発明の一面に従−た直
流阻止増幅器よりなる装置、又は本発明の他面に従った
縦続接続増幅器配置が提供される。

本発明を以下、添付図面を参照して説明する。

図中、同一の参照番号を対応する同一部分に徒用する。

第１図及び第２図は前文で記述したので、以下では再記
述をしない。

第３図□に示す直流阻止増幅器段の実施例は、エミッタ
電極が互いに接続され、第１の定電流源４８に接続され
た第１及び第２のＮｐＮ＋Ｌランシスタ４０．４２と、
エミッタ電極が互いに接続され、第２の定電流源５０に
接続されている第３及び第４のＮＰＮ　トランジスタ４
４．４６とよりなる。定電流源４８．５０は同一である
。第１の信号人力５２は、第１のトランジスタ４０のベ
ース電極に接続され、また、第１の抵抗５４を介して第
２のトランジスタ４２のベース電極に接続されている。

第２の信号入力５６は、第３のトランジスタ４４のベー
ス電極に接続され、また、第２の抵抗５８を介して第４
のトランジスタ４Ｇのベース電極に接続されている。第
１及び第２の抵抗５４．５８は同じ値を有する。コンデ
ンサ６０は第２及び第４のトランジスタ４２，４６のベ
ース電極間に接続されている。

第１及び第４のトランジスタ４０．４６のコレクタ電極
は互いに接続され、その接続部は負荷例えば抵抗６２を
介して、電圧供給ライン６４に接続されている。第２及
び第３のトランジスタ４２．４４のコレクタ電極は互い
に接続され、その接続部は別の負荷例えば抵抗６６を介
して、電圧供給ライン６４に接続されている。第１及び
第２の信号量ノＪボート６８．７０は夫々トランジスタ
４２．４４．と４０．４６のそれぞれのコレクタ回路内
の接続部に接続されている。

第１及び第２の信号人ツー＋５２．５Ｇに供給された人
力信号は、各対のトランジスタ４０．４２と４４．４６
のベース電極に供給される。トランジスタの対と接続さ
れたエミッタの１つに流れるエミッタ電流の不均衡は、
第１又は第２の抵抗５４．５８に電圧降下を与えるベー
ス電流によって引き起こされるが、トランジスタ対と接
続された他のエミッタからの等しく反対向きの寄与によ
って釣り合わされる。

先行する段によって引き起こされる直流オフセットは、
第１及び第２の信号人力５２．５６の間に現れるが、第
１及び第２の信号出力６８．７０での直流レベルには何
の変化も与えない。その結果、図示の回路は他の回路と
縦続接続され直流的に結合され、より簡単なバイアス配
置の平衡回路設計を可能にする。

Ｆｃよりも大きな周波数においては、図示した直流阻止
増幅器段は差利得とコモンモード拒絶を有している。こ
こで、Ｆｃ＝（１／２）　π２ＲＣのＲは、対接続能動
エミッタの入力抵抗と並列の抵抗５４．５８の各抵抗値
であり、Ｃはコンデンサ６０の容量値である。Ｆｃより
も低い周波数では、直流阻止増幅器段は差利得とコモン
モート拒絶の両方を有する。

増幅器段が平衡しており、低電力で使用される際、回路
がオンとオフの両方の時にコンデンサ６０はその間に直
流電圧を有さない。このことはコンデンサ６０がスイッ
チがオンとオフの時に充電又は放電を必要としないとい
うことを意味する。故に立上りの時定数は第１図及び第
２図に関して説明した回路と比較して速く、浮遊効果に
よってのみ制限され、時定数は５００　Ｈｚのロールイ
ンに対して０．１ｍＳよりも小さい。

第４図は本発明の他の実施例を示し、第３図に示した回
路を基礎としている。相違点は、トランジスタ４０．４
２．４４．４６のベース回路内に、エミッタホロワとし
てそれぞれ接続された４つのＮＰＮ　ｌ−ランジスタフ
２．７４．７６．７８が設けられていることである。ト
ランジスタ７２．７４．７６．７７のエミッタ電極にそ
れぞれ接続された電流源８０．８２．８４．８６は、エ
ミッタホロワを、対に接続されたエミッタと同一の周波
数応答をもたせることができる。エミッタホロワを設け
ることは能動段の入力インピーダンスを増加させる。こ
のことは抵抗Ｒの＝１５＝増加を許容し、Ｃの値を第３図の実施例におけるそれよ
りも低くすることかできる。この回路の動作は第３図に
関して説明したものと同様である。

平衡設計は、直流オフセットがその段の相互コンダクタ
ンスを十分に低下させる前に、１．５　Ｍｏｈｍ以上の
高い値のＲが許容されるのを可能にする。

そのような大きな値のＲは、典型的にＦｃ＝５００　Ｈ
ｚに対して１００ｐＦ以下の、非常に小さいオンチップ
のコンデンサが使用されるのを可能にし、その増幅器段
を、第１図及び第２図に関して説明した従来の増幅器段
に比較して縮小されたチップ域に集積化することを可能
にする。

必要ならエミッタの逆再生抵抗器（図示せず）をトラン
ジスタ４０．４２．４４．４６のエミッタ回路に設けて
もよい。

第５図に示したゼロＩＦ受信機は、無線周波増幅器９０
に接続されたアンテナ８８を有する。無線周波増幅器９
０の出力は、０度同相出力と９０度直角位相出力を有す
る直角位相スプリッタ９２に接続される。

これらの出力はそれぞれＩとＱチャネル中のミキサ９３
．９４に接続されている。局部発信器信号は、局部発信
器９６によってミキサ９３．９４に供給され、発生した
周波数は、ベースバンド周波数におけるミキサ９３．９
４の差分周波出力を作り出す。低域通過フィルター９７
．９８は、ミキシングの他の結果から差分周波出力を選
択し、それらを各々縦続接続増幅器９９．１００に供給
する。縦続接続増幅器９９．１００の各出力は、適量の
従来の設計でも使われる復調器１０２に供給される。復
調器１０２の出力はデータフィルター１０４に供給され
、そこからピッ１〜スライサー１０６に供給される。

縦続接続増幅器９９．１００は、交互に配置された差動
増幅器と直流阻止増幅器段からなる複数の縦続接続段に
よりなる。そのような縦続接続段の１つを第６図に示す
。前の低域通過フィルター９７又は９８（第５図）ある
いは前の縦続接続段の出力は差動増幅器１１０の入力１
０８．１．０９に接続されている。差動増幅器１１０の
出力は添付図面の第４図に概略的に示された種類の直流
阻止増幅器段の入力５２．５６に接続されている。回路
の動作は、実質的に第３図及び第４図に関して説明され
たものと同一であるので繰り返し説明しない。

図示の実施例では負荷は抵抗６２．６６からなるものと
して示した。しかし、他の負荷を使用することができ、
例えばカレントミラーは平衡人力を使うことによって、
シングルエンプツト出力が得られる。

本発明を通信装置に関して記述したが、直流オフセット
の形成を防止する増幅器が要求されている場合、あるい
はオフセットが問題となる場合、例えば消費者の目的に
合った集積ステレオ増幅器に適応することができる。

本明細書により、他の変形は当業者にとっては容易であ
ろう。そのような変形は、制限増幅器の設計、製造、使
用、その部品において既に知られた他の特徴を含んでい
てもよく、また、ここで既に記載した特徴の代わりに又
はそれに加えて使用される他の特徴を含んでもよい。特
許請求の範囲は、本願で、特別の特徴の組合せを明確に
述べているが、いずれかの請求項で請求したものと同一
の発明に関係するかどうかにかかわらず、そして、本発
明のように、同一の技術的問題のいくつか又は全てを解
決するかどうかにかかわらず、本願の記述の範囲は新規
な特徴やここで明示的又は暗示的に示した新規な特徴の
組合せ又はそれらについての−膜化を含むということが
理解されるべきである。この結果、出願人は、本願又は
本願から引き出された他の出願の審査経過中、新しい請
求項がそのような特徴及び／又はそのような特徴の組合
せを明確に述べるということを注意する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の２種類の縦続接続制限増幅回
路の図、第３図は本発明による直流阻止増幅器段の一実施例の回
路系統図、第４図は本発明による直流阻止増幅器段の他の実施例の
回路系統図、第５図は本発明による縦続接続増幅器を使用するゼロ・
ＩＦ受信機のブロック系統図、第６図は第５図に示した
受信機に使用される縦続接続増幅器配置の１つの段の回
路図である。Ｊ、ｏ、　１２．　］−４，１ｅ、　ｔｓ一段、１９．
２０−　信号入力、２１゜２２・−・信号出力、２３．
２４°゛−抵抗、２５．２６−　コンデンサ、２８．３
０．３２．３４．３６−段、２９．３１．３３．３５−
・コンデンサ、４０’、　４２．４４’、　４６−ＮＰ
Ｎ　）ランジスタ、４８．５０一定電流源、５２’、５
６−信号入力、５４．５８．６２．６６−゛抵抗、６０
−コンデンサ、６４°゛電圧供給ライン、６８゜７叶−
°信号出力、７２．７４．７６、７８−ＮＰＮ　’）ラ
ンジスタ、８０、８２．８４．８６−“定電流源、８８
−アンテナ、９０−゛無線集波増幅器、９２“−直角位
相スプリッタ、９３．９４−ミキサ、９６−局部発振器
、９７．９８−低域通過フィルタ、９９．１００−縦続
接続増幅器、１０２−・復調器、１０４−　データフィ
ルター、１０６°゛ビツトスライサー、１０８．１０９
°信号入力、１１０−　差動増幅器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１及び第２の差動増幅器と、第１及び第２の平
衡信号入力ラインとよりなり、前記第１の入力ラインは
、動作時に前記第１の入力ラインにより供給される交流
信号を増幅する前記第１の差動増幅器に接続され、前記
第２の入力ラインは、動作時に前記第２の入力ラインに
より供給される交流信号を増幅する前記第２の差動増幅
器に接続され、前記第１及び第２の差動増幅器の出力は
、前記第１及び第２の平衡信号入力ラインの各々に直流
状態とは無関係の１つの増幅信号を作るよう結合されて
いる直流阻止増幅器。
（２）前記第１及び第２の差動増幅器は夫々、各々信号
入力及び出力を有する第１、第２、第３及び第４の能動
素子と、前記第１及び第２の能動素子の信号入力間と前
記第３及び第４の能動素子の信号入力間に夫々接続され
た第１及び第２の電圧差印加手段とよりなり、前記第１
の信号入力ラインは前記第１の能動素子の信号入力に接
続され、前記第２の信号入力ラインは前記第３の能動素
子の信号入力に接続され、前記第１及び第２の能動素子
間の電圧差は第３及び第４の能動素子間の電圧差と実質
的に等しく、かつ、反対であるよう前記第１及び第２電
圧差印加手段の値は等しく、第１の出力ポートは第１及
び第４の能動素子の信号出力に共同的に接続され、第２
の出力ポートは第２及び第３の能動素子の信号出力に共
同的に接続されている請求項１記載の直流阻止増幅器。
（３）容量素子が前記第２と第４の能動素子の信号入力
間に接続されている請求項２記載の直流阻止増幅器。
（４）第１及び第２の半導体能動素子と第３及び第４の
半導体能動素子によってそれぞれ構成される第１と第２
の差動増幅器からなり、前記第１及び第４の能動素子の
出力電極は、前記第１の出力ポートに共同的に接続され
、前記第２及び第３の能動素子の出力電極は前記第２の
出力ポートに共同的に接続され、第１の信号入力が前記
第１の能動素子の信号入力電極に接続され、かつ、第１
の抵抗素子を介して前記第２の能動素子の信号入力電極
に接続され、第２の信号入力は前記第３の能動素子の信
号入力電極に接続され、かつ、第２の抵抗素子を介して
前記第４の能動素子の信号入力電極に接続され、容量素
子が前記第２及び第４の能動素子の信号入力電極の間に
接続されている直流阻止増幅器。
（５）負荷が前記第１及び第２の出力ポートの各々に接
続されている請求項２、３、４のうちいずれか一項記載
の直流阻止増幅器。
（６）前記第１から第４の能動素子は各々同様の伝導形
の接合トランジスタからなり、前記信号入力はベース電
極からなり、前記信号出力はコレクタ電極からなる請求
項１乃至５ののうちいずれか一項記載の直流阻止増幅器
。
（７）第１から第４のトランジスタのベース電極への信
号路内の各エミッタホロワ回路を更に有する請求項６記
載の直流阻止増幅器。
（８）電流源がエミッタホロワ回路の各々のエミッタ電
極に接続されている請求項７記載の直流阻止増幅器。
（９）実質的に、添付図面第３図、第４図、第６図に関
連して上述したように動作するよう配置された直流阻止
増幅器。
（１０）複数の差動増幅器と、複数の直流阻止増幅器と
によりなり、各差動増幅器の出力は次に続く直流阻止増
幅器の入力に接続され、各直流阻止増幅器は、夫々第１
及び第２の半導体能動素子と第３及び第４の半導体能動
素子よりなる第１及び第２の差動増幅器より構成され、
第１及び第４の能動素子の出力電極は第１の出力ポート
に共同的に接続され、第２及び第３の能動素子の出力電
極は第２の出力ポートと共同的に接続され、第１の信号
入力は、第１の能動素子の信号入力電極に接続され、か
つ、第１の抵抗素子を介して第２の能動素子の信号入力
電極に接続され、第２の信号入力は、第３の能動素子の
信号入力電極に接続され、かつ、第２の抵抗素子を介し
て第４の能動素子の信号入力電極に接続され、容量素子
は第２及び第４の信号入力電極間に結合されている縦続
接続直流阻止増幅器配置。
（１１）前記第１、第２、第３、第４の半導体素子は接
合トランジスタである請求項１０記載の配置。
（１２）各直流阻止増幅器は、第１から第４のトランジ
スタのベース電極への信号路内にある各エミッタホロワ
回路を更に有する請求項１１記載の配置。
（１３）電流源は、各エミッタホロワ回路のエミッタ電
極に接続される請求項１２記載の配置。
（１４）請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載され
た直流阻止増幅器によりなる装置。
（１５）請求項１０乃至１３のうちいずれか一項に記載
された縦続接続増幅器配置よりなる装置。