JPH04326484A - Analog multiplying circuit - Google Patents

Analog multiplying circuit

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JPH04326484A
JPH04326484A JP9769591A JP9769591A JPH04326484A JP H04326484 A JPH04326484 A JP H04326484A JP 9769591 A JP9769591 A JP 9769591A JP 9769591 A JP9769591 A JP 9769591A JP H04326484 A JPH04326484 A JP H04326484A
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JP
Japan
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transistor
output
input terminal
component
collectors
Prior art date
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Pending
Application number
JP9769591A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshifumi Ogata
緒方 吉文
Noboru Ishihara
昇 石原
Masayuki Ishikawa
正幸 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH04326484A publication Critical patent/JPH04326484A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable an operation by means of a low constant voltage source and to secure linearity in a wide in/out level area and a wide dynamic range by providing a common-mode output generating part which imparts the common- mode component of an input signal to a multiplying output generating part so as to remove an opposite phase component. CONSTITUTION:The output of the left half circuit of the circuit incorporated simultaneously the component of the input voltage V1 of an opposite phase input terminal 20 and the multiplying output component of the opposite input voltage V1 and the input voltage V2 of a common-mode input terminal 21. The differential circuit in the right half of the circuit adjusts the value of the constant voltage source 24 and the resistance values of resistors 28 and 29 and adds the opposite phase component of the voltage V1 being the adequate value. Thus, the V1 component in the output voltage V0 component of the output terminal 31 is removed so that only the multiplying component of V1 and V2 is obtained. Then, an analog multiplying circuit used for the modulating/ demodulating circuit of the transmitting/receiving circuit for a radio is constituted of the two stages in the number of the longitudinal load stages of a transistor.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、無線用送受信回路その
他に使用される変復調回路において、2つの入力信号を
アナログ乗算するアナログ乗算回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analog multiplication circuit that performs analog multiplication of two input signals in a modulation/demodulation circuit used in radio transmitting/receiving circuits and the like.

【0002】0002

【従来の技術】図5は、従来のアナログ乗算回路として
用いられるギルバートセルの構成例を示す回路図である
。図において、トランジスタ51,52およびトランジ
スタ53,54はそれぞれ差動対を形成し、トランジス
タ51,54のベースが入力端子55に接続され、トラ
ンジスタ52,53のベースが入力端子56に接続され
る。トランジスタ51,52のエミッタとトランジスタ
57のコレクタが接続され、トランジスタ53,54の
エミッタとトランジスタ58のコレクタが接続される。 トランジスタ57,58の各エミッタは、抵抗器59,
60を介して接続され、各抵抗器の接続点に電流源61
が接続される。また、トランジスタ57,58の各ベー
スは、入力端子62,63に接続される。トランジスタ
51,53のコレクタとトランジスタ52,54のコレ
クタとは、それぞれ出力端子64,65に接続されると
ともに、抵抗器66,67を介して接続され、各抵抗器
の接続点に定電圧源68が接続される。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a Gilbert cell used as a conventional analog multiplication circuit. In the figure, transistors 51 and 52 and transistors 53 and 54 form a differential pair, with the bases of transistors 51 and 54 connected to input terminal 55, and the bases of transistors 52 and 53 connected to input terminal 56. The emitters of transistors 51 and 52 and the collector of transistor 57 are connected, and the emitters of transistors 53 and 54 and the collector of transistor 58 are connected. The emitters of transistors 57 and 58 are connected to resistors 59 and 58 respectively.
60, and a current source 61 is connected to the connection point of each resistor.
is connected. Further, the bases of the transistors 57 and 58 are connected to input terminals 62 and 63. The collectors of the transistors 51 and 53 and the collectors of the transistors 52 and 54 are connected to output terminals 64 and 65, respectively, and are also connected via resistors 66 and 67, and a constant voltage source 68 is connected to the connection point of each resistor. is connected.

【0003】以下、アナログ乗算回路の動作について説
明する。各トランジスタ51〜54,57,58のそれ
ぞれのコレクタに流れ込む電流をI1 〜I4 ,I7
 ,I8 とし、定電流源61の電流をI9 とし、各
トランジスタの電流増幅率をβ0 とすると、β0 >
>1の場合は、I1 +I2 =I7  I3 +I4 =I8  I7 +I8 =I9  の関係を有する。
The operation of the analog multiplication circuit will be explained below. The current flowing into the collector of each transistor 51-54, 57, 58 is I1-I4, I7
, I8, the current of the constant current source 61 is I9, and the current amplification factor of each transistor is β0, then β0 >
>1, the relationship is I1 +I2 =I7 I3 +I4 =I8 I7 +I8 =I9.

【0004】入力端子55,56の入力電圧をV1 、
トランジスタの熱電圧をVt とし、V1 が十分に小
さく、かつ|V1 |<<Vt と仮定すると、各差動
対における電流差は、 I1−I2 =gm12・V1  I3−I4 =−gm34・V1  となる。ただし、gm12 およびgm34 は、各差
動対のトランスコンダクタンスである。
[0004] The input voltage of input terminals 55 and 56 is set to V1,
Assuming that the thermal voltage of the transistor is Vt, that V1 is sufficiently small, and that |V1 | Become. However, gm12 and gm34 are the transconductances of each differential pair.

【0005】さらに以上の差動対にはエミッタ負帰還抵
抗がないので、対応するトランスコンダクタンスの値は
各段を流れるバイアス電流I7 ,I8 に比例し、g
m12 =I7 /Vt  gm34 =I8 /Vt  となる。ここで、全差動出力電圧VO は、抵抗器66
と抵抗器67の抵抗値をRL とすると、VO =RL
 ((I1−I2)+(I3−I4))となる。したが
って、以上示した関係により、全差動出力電圧VO は
、 VO =V1・RL(gm12−gm34)=V1・R
L(I7−I8)/Vt  と表すことができる。
Furthermore, since the above differential pair does not have an emitter negative feedback resistor, the value of the corresponding transconductance is proportional to the bias currents I7 and I8 flowing through each stage, and g
m12 = I7 /Vt gm34 = I8 /Vt. Here, the total differential output voltage VO is the resistor 66
and the resistance value of resistor 67 is RL, then VO = RL
((I1-I2)+(I3-I4)). Therefore, according to the relationship shown above, the total differential output voltage VO is as follows: VO = V1・RL (gm12-gm34)=V1・R
It can be expressed as L(I7-I8)/Vt.

【0006】一方、入力端子62,63の入力電圧をV
2 、抵抗器59,60の抵抗値をRE とし、I7・
RE>>Vt およびI8・RE>>Vt とすると、
I7 とI8 の電流差はV2 に比例し、 I7−I8 =V2/RE  が得られる。
On the other hand, the input voltage of the input terminals 62 and 63 is set to V
2. Let the resistance values of resistors 59 and 60 be RE, and I7.
If RE>>Vt and I8・RE>>Vt, then
The current difference between I7 and I8 is proportional to V2, and I7-I8 = V2/RE is obtained.

【0007】以上の関係を整理すると、全差動出力電圧
VO は、 VO =(RL/RE・Vt)・V1 ・V2 となり
、入力電圧V1 と入力電圧V2 の乗算出力が得られ
る。
[0007] When the above relationship is summarized, the total differential output voltage VO becomes VO = (RL/RE·Vt)·V1·V2, and the product output of the input voltage V1 and input voltage V2 is obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来構成では、定電流源61をトランジスタと抵抗器で
構成すると、トランジスタの縦積み段数は3段となる。 したがって、このアナログ乗算回路を正しく動作させる
には、定電圧源68の電圧値を 2.4Vより大きくす
る必要がある。
However, in such a conventional configuration, if the constant current source 61 is composed of a transistor and a resistor, the number of vertically stacked transistors is three. Therefore, in order to operate this analog multiplication circuit correctly, it is necessary to make the voltage value of the constant voltage source 68 larger than 2.4V.

【0009】すなわち、従来構成では、移動無線送受信
機の変復調回路内に使用される乗算回路のように3V以
下の低い定電圧源のもとでは、広い入出力レベル範囲で
の直線性と広いダイナミックレンジを確保することが困
難であった。また、2V以下の定電圧源のもとでは乗算
回路として動作させることができなかった。本発明は、
低い定電圧源のもとで動作可能であり、さらに広い入出
力レベル範囲における直線性と広いダイナミックレンジ
を確保することができるアナログ乗算回路を提供するこ
とを目的とする。
That is, in the conventional configuration, linearity over a wide input/output level range and wide dynamic It was difficult to secure a microwave. Furthermore, it could not be operated as a multiplier circuit under a constant voltage source of 2V or less. The present invention
It is an object of the present invention to provide an analog multiplier circuit that can operate under a low constant voltage source and can ensure linearity and a wide dynamic range over a wide input/output level range.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明は
、第1のトランジスタのベースに第1の入力端子を接続
し、第2のトランジスタおよび第3のトランジスタのベ
ースに第2の入力端子を接続し、第4のトランジスタの
ベースに第3の入力端子を接続し、前記第1のトランジ
スタおよび第2のトランジスタのエミッタと、前記第3
のトランジスタおよび第4のトランジスタのエミッタと
を第1の抵抗素子および第2の抵抗素子を介して接続す
るとともに各抵抗素子の接続点に第1の定電流源を接続
し、前記第1のトランジスタおよび第2のトランジスタ
のコレクタに第1の出力端子を接続し、前記第3のトラ
ンジスタおよび第4のトランジスタのコレクタに第2の
出力端子を接続し、さらに各コレクタ間を第3の抵抗素
子および第4の抵抗素子を介して接続するとともに各抵
抗素子の接続点に第1の定電圧源を接続し、入力信号の
乗算出力を前記第1および第2の出力端子に取り出す乗
算出力発生部と、第5のトランジスタのベースに前記第
1の入力端子を接続し、第6のトランジスタおよび第7
のトランジスタのベースに第5の抵抗素子を介して第2
の定電圧源を接続し、第8のトランジスタのベースに前
記第3の入力端子を接続し、前記第5のトランジスタお
よび第6のトランジスタのエミッタと、前記第7のトラ
ンジスタおよび第8のトランジスタのエミッタとを第6
の抵抗素子および第7の抵抗素子を介して接続するとと
もに各抵抗素子の接続点に第2の定電流源を接続し、前
記第5のトランジスタおよび第6のトランジスタのコレ
クタと前記第3のトランジスタおよび第4のトランジス
タのコレクタとを接続し、前記第7のトランジスタおよ
び第8のトランジスタのコレクタと前記第1のトランジ
スタおよび第2のトランジスタのコレクタとを接続し、
入力信号の同相成分を前記乗算出力発生部に与えて除去
する同相出力発生部とを備えたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The invention as set forth in claim 1 provides a first input terminal connected to the base of the first transistor, and a second input terminal connected to the bases of the second transistor and the third transistor. a third input terminal is connected to the base of the fourth transistor, and the emitters of the first transistor and the second transistor are connected to the third input terminal.
and the emitter of the fourth transistor are connected via a first resistance element and a second resistance element, and a first constant current source is connected to the connection point of each resistance element, and the first transistor and a first output terminal is connected to the collector of the second transistor, a second output terminal is connected to the collectors of the third transistor and the fourth transistor, and a third resistive element and a third resistive element are connected between the respective collectors. a multiplication output generation section that connects via a fourth resistance element and connects a first constant voltage source to the connection point of each resistance element, and outputs the multiplication output of the input signal to the first and second output terminals; , the first input terminal is connected to the base of a fifth transistor, and the sixth transistor and the seventh transistor are connected to each other.
The second resistor is connected to the base of the transistor through the fifth resistor
a constant voltage source is connected to the base of the eighth transistor, the third input terminal is connected to the base of the eighth transistor, and the emitters of the fifth transistor and the sixth transistor are connected to the emitters of the seventh transistor and the eighth transistor. emitter and the 6th
and a seventh resistance element, and a second constant current source is connected to the connection point of each resistance element, and the collectors of the fifth transistor and the sixth transistor are connected to the third transistor. and the collectors of the fourth transistor are connected, and the collectors of the seventh transistor and the eighth transistor are connected to the collectors of the first transistor and the second transistor,
and an in-phase output generation section that applies an in-phase component of the input signal to the multiplication output generation section and removes it.

【0011】請求項2に記載の発明は、第1のトランジ
スタのベースに第1の入力端子を接続し、第2のトラン
ジスタおよび第3のトランジスタのベースに第2の入力
端子を接続し、第4のトランジスタのベースに第3の入
力端子を接続し、前記第1のトランジスタおよび第2の
トランジスタのエミッタに第1の定電流源を接続し、前
記第3のトランジスタおよび第4のトランジスタのエミ
ッタに第2の定電流源を接続し、さらに各エミッタ間に
第1の抵抗素子を接続し、前記第1のトランジスタおよ
び第2のトランジスタのコレクタに第1の出力端子を接
続し、前記第3のトランジスタおよび第4のトランジス
タのコレクタに第2の出力端子を接続し、さらに各コレ
クタ間を第2の抵抗素子および第3の抵抗素子を介して
接続するとともに各抵抗素子の接続点に第1の定電圧源
を接続し、入力信号の乗算出力を前記第1および第2の
出力端子に取り出す乗算出力発生部と、第5のトランジ
スタのベースに前記第1の入力端子を接続し、第6のト
ランジスタおよび第7のトランジスタのベースに第4の
抵抗素子を介して第2の定電圧源を接続し、第8のトラ
ンジスタのベースに前記第3の入力端子を接続し、前記
第5のトランジスタおよび第6のトランジスタのエミッ
タに第3の定電流源を接続し、前記第7のトランジスタ
および第8のトランジスタのエミッタに第4の定電流源
を接続し、さらに各エミッタ間に第5の抵抗素子を接続
し、前記第5のトランジスタおよび第6のトランジスタ
のコレクタと前記第3のトランジスタおよび第4のトラ
ンジスタのコレクタとを接続し、前記第7のトランジス
タおよび第8のトランジスタのコレクタと前記第1のト
ランジスタおよび第2のトランジスタのコレクタとを接
続し、入力信号の同相成分を前記乗算出力発生部に与え
て除去する同相出力発生部とを備えたことを特徴とする
[0011] In the invention according to claim 2, the first input terminal is connected to the base of the first transistor, the second input terminal is connected to the bases of the second transistor and the third transistor, and the second input terminal is connected to the base of the first transistor. A third input terminal is connected to the base of the transistor No. 4, a first constant current source is connected to the emitters of the first transistor and the second transistor, and a third input terminal is connected to the emitters of the third transistor and the fourth transistor. A second constant current source is connected to the third constant current source, a first resistance element is connected between each emitter, a first output terminal is connected to the collectors of the first transistor and the second transistor, and a first output terminal is connected to the collectors of the first transistor and the second transistor. A second output terminal is connected to the collectors of the transistor and the fourth transistor, and the collectors are connected via a second resistance element and a third resistance element, and a first output terminal is connected to the connection point of each resistance element. a multiplication output generation section connected to a constant voltage source of the input signal and outputting the multiplication output of the input signal to the first and second output terminals; A second constant voltage source is connected to the bases of the transistor and the seventh transistor via a fourth resistance element, the third input terminal is connected to the base of the eighth transistor, and the fifth transistor and a third constant current source is connected to the emitter of the sixth transistor, a fourth constant current source is connected to the emitters of the seventh transistor and the eighth transistor, and a fifth resistor is connected between each emitter. the collectors of the fifth and sixth transistors are connected to the collectors of the third and fourth transistors; the collectors of the seventh and eighth transistors are connected to the collectors of the seventh and eighth transistors; The present invention is characterized by comprising an in-phase output generation section that connects the collectors of the first transistor and the second transistor, and supplies and removes an in-phase component of the input signal to the multiplication output generation section.

【0012】0012

【作用】本発明は、2つの乗算入力を同一のバイアスレ
ベルで供給することにより、乗算出力発生部には逆相入
力成分と、逆相入力成分および同相入力成分の乗算出力
が得られる。また、同相出力発生部には、乗算出力発生
部の出力に含まれる逆相入力成分が得られる。
According to the present invention, by supplying two multiplication inputs at the same bias level, the multiplication output generation section can obtain an anti-phase input component and a multiplication output of the anti-phase input component and the in-phase input component. Further, the in-phase output generation section receives an anti-phase input component included in the output of the multiplication output generation section.

【0013】したがって、同相出力発生部から乗算出力
発生部に逆相入力成分を与えることにより、乗算出力発
生部からは逆相入力成分および同相入力成分の乗算出力
のみが出力できる。なお、この回路は、定電流源をトラ
ンジスタと抵抗器で構成する場合でも、トランジスタの
縦積み段数を2段で構成することができる。
Therefore, by supplying the anti-phase input component from the in-phase output generation section to the multiplication output generation section, the multiplication output generation section can output only the multiplication output of the anti-phase input component and the in-phase input component. Note that this circuit can be configured with two vertically stacked transistors even when the constant current source is configured with a transistor and a resistor.

【0014】[0014]

【実施例】図1は、請求項1に記載の発明の実施例構成
を示す回路図である。図において、トランジスタ11,
12、トランジスタ13,14、トランジスタ15,1
6、トランジスタ17,18はそれぞれ差動対を形成し
、トランジスタ11,15の各ベースが入力端子20に
接続され、トランジスタ14,18の各ベースが入力端
子21に接続され、トランジスタ12,13の各ベース
が入力端子22に接続される。トランジスタ16,17
の各ベースが抵抗器23を介して定電圧源24に接続さ
れる。トランジスタ11,12の各エミッタと、トラン
ジスタ13,14の各エミッタは、抵抗器25,26を
介して接続され、各抵抗器の接続点に電流源27が接続
される。トランジスタ15,16の各エミッタと、トラ
ンジスタ17,18の各エミッタは、抵抗器28,29
を介して接続され、各抵抗器の接続点に電流源30が接
続される。トランジスタ11,12の各コレクタと、ト
ランジスタ17,18の各コレクタとを接続して接続点
Aとし、トランジスタ13,14の各コレクタと、トラ
ンジスタ15,16の各コレクタとを接続して接続点B
とする。接続点Aと接続点Bには、それぞれ出力端子3
1,32が接続されるとともに、各接続点が抵抗器33
,34を介して接続され、各抵抗器の接続点に定電圧源
35が接続される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the invention as set forth in claim 1. In the figure, transistors 11,
12, transistors 13, 14, transistors 15, 1
6. The transistors 17 and 18 form a differential pair, with the bases of the transistors 11 and 15 connected to the input terminal 20, the bases of the transistors 14 and 18 connected to the input terminal 21, and the bases of the transistors 12 and 13 connected to the input terminal 20. Each base is connected to an input terminal 22. Transistors 16, 17
Each base of is connected to a constant voltage source 24 via a resistor 23. The emitters of transistors 11 and 12 and the emitters of transistors 13 and 14 are connected via resistors 25 and 26, and a current source 27 is connected to the connection point of each resistor. The emitters of transistors 15 and 16 and the emitters of transistors 17 and 18 are connected to resistors 28 and 29.
A current source 30 is connected to the connection point of each resistor. The collectors of transistors 11 and 12 and the collectors of transistors 17 and 18 are connected to form a connection point A, and the collectors of transistors 13 and 14 are connected to the collectors of transistors 15 and 16 to form a connection point B.
shall be. Connection point A and connection point B each have output terminal 3.
1 and 32 are connected, and each connection point is connected to a resistor 33.
, 34, and a constant voltage source 35 is connected to the connection point of each resistor.

【0015】以下、図1の実施例構成の左半分を示す図
2、およびその等価半回路を示す図3を参照して、本実
施例のアナログ乗算動作について説明する。図3におい
て、Vin1 ,Vin2 は各入力端子20,21の
入力電圧である。RE は抵抗器25,26の抵抗値、
RL は抵抗器33の抵抗値、RS は定電流源27の
インピーダンスである。rπは、トランジスタのベース
・エミッタ間電圧VBE、ベース電流IB とすると、
rπ=dVBE/dIB となる抵抗であり、V1 お
よびV2 は各トランジスタのrπの両端の電圧である
。gm1およびgm2は各トランジスタのトランスコン
ダクタンス、I0 は抵抗器33を流れる電流、iX 
およびiy は各rπを流れる電流であり、V0は出力
端子31に取り出される出力電圧である。
The analog multiplication operation of this embodiment will be explained below with reference to FIG. 2 showing the left half of the embodiment configuration of FIG. 1, and FIG. 3 showing its equivalent half circuit. In FIG. 3, Vin1 and Vin2 are the input voltages of the respective input terminals 20 and 21. RE is the resistance value of resistors 25 and 26,
RL is the resistance value of the resistor 33, and RS is the impedance of the constant current source 27. If rπ is the base-emitter voltage VBE of the transistor and the base current IB, then
It is a resistance where rπ=dVBE/dIB, and V1 and V2 are the voltages across rπ of each transistor. gm1 and gm2 are the transconductances of each transistor, I0 is the current flowing through the resistor 33, and iX
and iy are currents flowing through each rπ, and V0 is an output voltage taken out to the output terminal 31.

【0016】ここで、   Vin1 =V1+(iX+gm1・V1)・RE
                 …(1)  Vi
n2 =V2+(iy+gm2・V2)・(RE+RS
)          …(2)  V1 =iX・r
π                        
             …(3)  V2 =iy
・rπ                      
               …(4)  V0 =
−(gm1・V1+gm2・V2)・RL      
          …(5)である。したがって、 
(1)式および (3)式により  V1 =Vin1
 /(1+(1/rπ+gm1)RE )      
  … (6)となり、 (2)式および (4)式に
より  V2 =Vin2 /(1+(1/rπ+gm
2)(RE+RS))      … (7)となる。  (5)式より、熱電圧をVt とすると、  V0 
=−(I1・V1/Vt+I2・V2/Vt)・RL 
     =−(I0・V1/Vt+I2・V2/Vt
−gm2・V1・V2/Vt)・RL        
                         
                      …(8
)となる。 (8)式に (6)式および (7)式を
代入して整理すると、  V0 =−〔(gm1+gm
2)RL・Vin1/(1+(1/rπ+gm1)RE
)        +gm2・RL・Vin2 /(1
+(1/rπ+gm2)(RE+RS))      
  −gm2・RL・Vin1・Vin2/Vt(1+
(1/rπ+gm1)RE)        ・(1+
(1/rπ+gm2)(RE+RS))〕      
≒−〔(1+gm2/gm1)RL・Vin1/RE+
RL・Vin2/(RE+RS)         −
RL・Vin1・Vin2/Vt・gm1・RE(RE
+RS)〕      … (9)となる。
[0016] Here, Vin1=V1+(iX+gm1・V1)・RE
…(1) Vi
n2 =V2+(iy+gm2・V2)・(RE+RS
)...(2) V1 = iX・r
π
...(3) V2 = iy
・rπ
...(4) V0 =
-(gm1・V1+gm2・V2)・RL
...(5). therefore,
From equations (1) and (3), V1 = Vin1
/(1+(1/rπ+gm1)RE)
... (6), and according to equations (2) and (4), V2 = Vin2 / (1 + (1/rπ + gm
2)(RE+RS))...(7). From equation (5), if the thermal voltage is Vt, then V0
=-(I1・V1/Vt+I2・V2/Vt)・RL
=-(I0・V1/Vt+I2・V2/Vt
-gm2・V1・V2/Vt)・RL

…(8
). Substituting equations (6) and (7) into equation (8) and rearranging, we get V0 = - [(gm1+gm
2) RL・Vin1/(1+(1/rπ+gm1)RE
) +gm2・RL・Vin2 /(1
+(1/rπ+gm2)(RE+RS))
-gm2・RL・Vin1・Vin2/Vt(1+
(1/rπ+gm1)RE) ・(1+
(1/rπ+gm2)(RE+RS))]
≒-[(1+gm2/gm1)RL・Vin1/RE+
RL・Vin2/(RE+RS) −
RL・Vin1・Vin2/Vt・gm1・RE(RE
+RS)] … (9).

【0017】(9)式において、RS >>RL とす
ると、第2項はRL/(RE+RS) ≒0となって無
視できるが、第3項はVt・gm1≒0、RE(RE+
RS)>>0であるのでその係数RL/Vt・gm1・
RE(RE+RS) はRL の選び方により、利得と
して機能する数値となる。したがって、  V0 =−
(1+gm2/gm1)RL・Vin1/RE    
    +RL・Vin1・Vin2/Vt・gm1・
RE(RE+RS)      =−α・Vin1+β
・Vin1・Vin2               
         …(10)となる。なお、α=(1
+gm2/gm1)RL/REであり、β=RL/Vt
・gm1・RE(RE+RS) である。すなわち、図
1に示す回路の左半分の回路の出力には、逆相入力側の
Vin1 の成分と、逆相入力側のVin1 と同相入
力側のVin2 の乗算出力成分が同時に含まれること
がわかる。
In equation (9), if RS >> RL, the second term becomes RL/(RE+RS) ≒0 and can be ignored, but the third term becomes Vt·gm1≒0, RE(RE+RS)
RS) >> 0, so the coefficient RL/Vt・gm1・
RE (RE+RS) becomes a value that functions as a gain depending on how RL is selected. Therefore, V0 =-
(1+gm2/gm1)RL・Vin1/RE
+RL・Vin1・Vin2/Vt・gm1・
RE (RE+RS) =-α・Vin1+β
・Vin1・Vin2
...(10). Note that α=(1
+gm2/gm1) RL/RE, and β=RL/Vt
・gm1・RE (RE+RS). In other words, it can be seen that the output of the left half of the circuit shown in FIG. 1 simultaneously contains the component of Vin1 on the anti-phase input side and the multiplication output component of Vin1 on the anti-phase input side and Vin2 on the in-phase input side. .

【0018】したがって、図1の回路の右半分の差動回
路で定電圧源24の値および抵抗器28,29の抵抗値
を調整し、適当な値の入力電圧Vin1 の逆相成分を
加えることにより、出力電圧V0 の成分中のVin1
 成分が除去され、逆相入力側のVin1 と同相入力
側のVin2 の乗算出力成分のみを得ることができる
。このような構成では、定電流源27,30をトランジ
スタと抵抗器で構成しても、トランジスタの縦積み段数
は2段となり、低電圧源のもとでの動作を可能にするこ
とができる。
Therefore, in the differential circuit on the right half of the circuit in FIG. 1, the value of the constant voltage source 24 and the resistance values of the resistors 28 and 29 are adjusted, and an appropriate value of the negative phase component of the input voltage Vin1 is added. Therefore, Vin1 in the component of the output voltage V0
The components are removed, and only the multiplied output component of Vin1 on the anti-phase input side and Vin2 on the in-phase input side can be obtained. In such a configuration, even if the constant current sources 27 and 30 are composed of transistors and resistors, the number of vertically stacked transistors is two, making it possible to operate under a low voltage source.

【0019】図4は、請求項2に記載の発明の実施例構
成を示す回路図である。本実施例の特徴は、図1に示す
構成において各差動対を形成するトランジスタの電流源
として、抵抗器25,26と定電流源27、および抵抗
器28,29と定電流源30により構成していたものを
、各差動対ごとに定電流源41,42,43,44を接
続し、定電流源41,42間に抵抗器45を接続し、定
電流源43,44間に抵抗器47を接続するところにあ
る。なお、アナログ乗算回路としての動作は、図1〜図
3を用いて説明したものと同様である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the invention according to claim 2. The feature of this embodiment is that the current sources for the transistors forming each differential pair in the configuration shown in FIG. Constant current sources 41, 42, 43, and 44 are connected to each differential pair, a resistor 45 is connected between constant current sources 41 and 42, and a resistor is connected between constant current sources 43 and 44. It is located where the device 47 is connected. Note that the operation as an analog multiplication circuit is the same as that described using FIGS. 1 to 3.

【0020】このような構成により、抵抗器25および
抵抗器26、抵抗器28および抵抗器29による電圧降
下分の低減が可能となる。すなわち、アナログ乗算回路
としてさらに低電圧動作を実現することができる。なお
、以上説明した実施例では、バイポーラトランジスタと
してNPNトランジスタを用いた例を示したが、PNP
トランジスタを用いても同様に本発明を実現することが
できる。
With this configuration, it is possible to reduce the voltage drop caused by the resistors 25, 26, 28, and 29. In other words, even lower voltage operation can be realized as an analog multiplier circuit. In addition, in the embodiment described above, an example was shown in which an NPN transistor was used as a bipolar transistor, but a PNP
The present invention can be similarly implemented using transistors.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、トランジ
スタの縦積み段数を2段で構成することができるので、
2V以下の定電圧源でも十分に乗算動作をさせることが
できる。したがって、従来のアナログ乗算回路に比べて
、広い入出力レベル範囲における直線性と広いダイナミ
ックレンジを実現することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, in the present invention, the number of vertically stacked transistors can be two.
Even a constant voltage source of 2V or less can sufficiently perform the multiplication operation. Therefore, compared to conventional analog multiplication circuits, it is possible to achieve linearity over a wide input/output level range and a wide dynamic range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】請求項1に記載の発明の実施例構成を示す回路
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the invention according to claim 1.

【図2】図1の実施例構成の左半分を示す回路図である
FIG. 2 is a circuit diagram showing the left half of the embodiment configuration of FIG. 1;

【図3】図2の回路の等価半回路を示す図である。FIG. 3 shows an equivalent half-circuit of the circuit of FIG. 2;

【図4】請求項2に記載の発明の実施例構成を示す回路
図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the invention according to claim 2.

【図5】従来のアナログ乗算回路として用いられるギル
バートセルの構成例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a Gilbert cell used as a conventional analog multiplication circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11〜18  トランジスタ 20〜22  入力端子 23,25,26,28,29,33,34,45,4
6  抵抗器 24,35  定電圧源 27,30,41〜44  定電流源 31,32  出力端子 51〜54,57,58  トランジスタ55,56,
62,63  入力端子 59,60,66,67  抵抗器 61  定電流源 64,65  出力端子 68  定電圧源
11-18 Transistors 20-22 Input terminals 23, 25, 26, 28, 29, 33, 34, 45, 4
6 Resistors 24, 35 Constant voltage sources 27, 30, 41-44 Constant current sources 31, 32 Output terminals 51-54, 57, 58 Transistors 55, 56,
62, 63 Input terminals 59, 60, 66, 67 Resistor 61 Constant current sources 64, 65 Output terminal 68 Constant voltage source

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  第1のトランジスタのベースに第1の
入力端子を接続し、第2のトランジスタおよび第3のト
ランジスタのベースに第2の入力端子を接続し、第4の
トランジスタのベースに第3の入力端子を接続し、前記
第1のトランジスタおよび第2のトランジスタのエミッ
タと、前記第3のトランジスタおよび第4のトランジス
タのエミッタとを第1の抵抗素子および第2の抵抗素子
を介して接続するとともに各抵抗素子の接続点に第1の
定電流源を接続し、前記第1のトランジスタおよび第2
のトランジスタのコレクタに第1の出力端子を接続し、
前記第3のトランジスタおよび第4のトランジスタのコ
レクタに第2の出力端子を接続し、さらに各コレクタ間
を第3の抵抗素子および第4の抵抗素子を介して接続す
るとともに各抵抗素子の接続点に第1の定電圧源を接続
し、入力信号の乗算出力を前記第1および第2の出力端
子に取り出す乗算出力発生部と、第5のトランジスタの
ベースに前記第1の入力端子を接続し、第6のトランジ
スタおよび第7のトランジスタのベースに第5の抵抗素
子を介して第2の定電圧源を接続し、第8のトランジス
タのベースに前記第3の入力端子を接続し、前記第5の
トランジスタおよび第6のトランジスタのエミッタと、
前記第7のトランジスタおよび第8のトランジスタのエ
ミッタとを第6の抵抗素子および第7の抵抗素子を介し
て接続するとともに各抵抗素子の接続点に第2の定電流
源を接続し、前記第5のトランジスタおよび第6のトラ
ンジスタのコレクタと前記第3のトランジスタおよび第
4のトランジスタのコレクタとを接続し、前記第7のト
ランジスタおよび第8のトランジスタのコレクタと前記
第1のトランジスタおよび第2のトランジスタのコレク
タとを接続し、入力信号の同相成分を前記乗算出力発生
部に与えて除去する同相出力発生部とを備えたことを特
徴とするアナログ乗算回路。
Claim 1: A first input terminal is connected to the base of the first transistor, a second input terminal is connected to the bases of the second transistor and the third transistor, and a second input terminal is connected to the base of the fourth transistor. 3 input terminals are connected, and the emitters of the first transistor and the second transistor and the emitters of the third transistor and the fourth transistor are connected through a first resistive element and a second resistive element. At the same time, a first constant current source is connected to the connection point of each resistance element, and the first transistor and the second
Connect the first output terminal to the collector of the transistor,
A second output terminal is connected to the collectors of the third transistor and the fourth transistor, and the collectors are further connected through a third resistance element and a fourth resistance element, and a connection point of each resistance element. a multiplication output generation section that connects a first constant voltage source to the input signal and outputs multiplication outputs of the input signal to the first and second output terminals; and connects the first input terminal to the base of a fifth transistor. , a second constant voltage source is connected to the bases of the sixth transistor and the seventh transistor via a fifth resistance element, the third input terminal is connected to the base of the eighth transistor, and the third input terminal is connected to the base of the eighth transistor. emitters of a fifth transistor and a sixth transistor;
The emitters of the seventh transistor and the eighth transistor are connected via a sixth resistance element and a seventh resistance element, and a second constant current source is connected to the connection point of each resistance element, and The collectors of the fifth transistor and the sixth transistor are connected to the collectors of the third transistor and the fourth transistor, and the collectors of the seventh transistor and the eighth transistor are connected to the collectors of the first transistor and the second transistor. An analog multiplication circuit comprising: an in-phase output generation section connected to a collector of a transistor, and for applying an in-phase component of an input signal to the multiplication output generation section and removing it.
【請求項2】  第1のトランジスタのベースに第1の
入力端子を接続し、第2のトランジスタおよび第3のト
ランジスタのベースに第2の入力端子を接続し、第4の
トランジスタのベースに第3の入力端子を接続し、前記
第1のトランジスタおよび第2のトランジスタのエミッ
タに第1の定電流源を接続し、前記第3のトランジスタ
および第4のトランジスタのエミッタに第2の定電流源
を接続し、さらに各エミッタ間に第1の抵抗素子を接続
し、前記第1のトランジスタおよび第2のトランジスタ
のコレクタに第1の出力端子を接続し、前記第3のトラ
ンジスタおよび第4のトランジスタのコレクタに第2の
出力端子を接続し、さらに各コレクタ間を第2の抵抗素
子および第3の抵抗素子を介して接続するとともに各抵
抗素子の接続点に第1の定電圧源を接続し、入力信号の
乗算出力を前記第1および第2の出力端子に取り出す乗
算出力発生部と、第5のトランジスタのベースに前記第
1の入力端子を接続し、第6のトランジスタおよび第7
のトランジスタのベースに第4の抵抗素子を介して第2
の定電圧源を接続し、第8のトランジスタのベースに前
記第3の入力端子を接続し、前記第5のトランジスタお
よび第6のトランジスタのエミッタに第3の定電流源を
接続し、前記第7のトランジスタおよび第8のトランジ
スタのエミッタに第4の定電流源を接続し、さらに各エ
ミッタ間に第5の抵抗素子を接続し、前記第5のトラン
ジスタおよび第6のトランジスタのコレクタと前記第3
のトランジスタおよび第4のトランジスタのコレクタと
を接続し、前記第7のトランジスタおよび第8のトラン
ジスタのコレクタと前記第1のトランジスタおよび第2
のトランジスタのコレクタとを接続し、入力信号の同相
成分を前記乗算出力発生部に与えて除去する同相出力発
生部とを備えたことを特徴とするアナログ乗算回路。
2. A first input terminal is connected to the base of the first transistor, a second input terminal is connected to the bases of the second transistor and the third transistor, and a second input terminal is connected to the base of the fourth transistor. A first constant current source is connected to the emitters of the first transistor and the second transistor, and a second constant current source is connected to the emitters of the third transistor and the fourth transistor. A first resistive element is connected between each emitter, a first output terminal is connected to the collectors of the first transistor and the second transistor, and the third transistor and the fourth transistor are connected. A second output terminal is connected to the collector of the resistor, and each collector is further connected through a second resistive element and a third resistive element, and a first constant voltage source is connected to the connection point of each resistive element. , a multiplication output generation unit that outputs a multiplication output of an input signal to the first and second output terminals; the first input terminal is connected to the base of a fifth transistor;
The second transistor is connected to the base of the transistor through the fourth resistance element.
a constant voltage source is connected, the third input terminal is connected to the base of the eighth transistor, a third constant current source is connected to the emitters of the fifth transistor and the sixth transistor, and the third constant current source is connected to the emitters of the fifth transistor and the sixth transistor. A fourth constant current source is connected to the emitters of the seventh transistor and the eighth transistor, and a fifth resistive element is connected between the respective emitters, and the collector of the fifth transistor and the sixth transistor is connected to the emitter of the eighth transistor. 3
the collectors of the seventh transistor and the fourth transistor are connected, and the collectors of the seventh transistor and the eighth transistor are connected to the first transistor and the collector of the fourth transistor.
an in-phase output generation section connected to the collector of the transistor, and for applying and removing an in-phase component of the input signal to the multiplication output generation section.
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