JPH0441526B2 - - Google Patents

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JPH0441526B2
JPH0441526B2 JP1362384A JP1362384A JPH0441526B2 JP H0441526 B2 JPH0441526 B2 JP H0441526B2 JP 1362384 A JP1362384 A JP 1362384A JP 1362384 A JP1362384 A JP 1362384A JP H0441526 B2 JPH0441526 B2 JP H0441526B2
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limiter
feedback
transistor
differential amplifier
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Fusao Ushio
Yoshio Hori
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、FM復調回路等で用いられる、リミ
ツター回路に関するものであり、特に、リミツタ
ー回路のリミツターバランスの改善に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a limiter circuit used in an FM demodulation circuit or the like, and particularly relates to an improvement in the limiter balance of the limiter circuit.

従来例の構成とその問題点 信号を伝送したり、記録したりする一方法とし
て、FM変調による方法が知られている。FM変
調された信号の特徴として、伝送されるか又は記
録媒体等より再生されたFM信号を、振幅制限回
路、すなわちリミツター回路を通した後復調する
ことにより、伝送時又は記録媒体への記録・再生
時に受ける信号の振幅変動の影響を除去出来るこ
とが知られている。このようなリミツター回路を
持つたFM復調回路は、例えば、FM放送の復調
や、VTRの映像信号の復調,ビデオデイスクの
映像信号や音声信号の復調等に用いられている。
これらに用いられるリミツター回路に要求される
性能としては、利得が高いこと(例えば70dB以
上)及びリミツターのバランスが良いこと等が有
る。
Conventional configuration and its problems FM modulation is a known method for transmitting and recording signals. A characteristic of FM modulated signals is that the FM signal that is transmitted or reproduced from a recording medium is passed through an amplitude limiting circuit, that is, a limiter circuit, and then demodulated. It is known that it is possible to eliminate the influence of amplitude fluctuations in signals during reproduction. An FM demodulation circuit having such a limiter circuit is used, for example, to demodulate FM broadcasts, demodulate VTR video signals, and demodulate video and audio signals from video discs.
Performance requirements for limiter circuits used in these devices include high gain (for example, 70 dB or more) and a well-balanced limiter.

第1図に、一般に良く用いられる、差動増幅回
路を用いたリミツター回路の例を示す。トランジ
スター2及び3は、エミツターを結合した差動増
幅回路を構成しており、電流源4により定められ
る電流が流れる。トランジスター2のベースには
信号源1が、トランジスター3のコレクターには
負荷抵抗5が接続されている。端子6及び8は、
それぞれ、正及び負の電源へ接続される。この回
路の入力電圧VINと、トランジスター3のコレク
ター電流ICQ3の関係は、トランジスターのhFEが十
分大きいとすると式(1)で表わされる。
FIG. 1 shows an example of a commonly used limiter circuit using a differential amplifier circuit. The transistors 2 and 3 constitute a differential amplifier circuit with their emitters coupled, through which a current determined by a current source 4 flows. A signal source 1 is connected to the base of the transistor 2, and a load resistor 5 is connected to the collector of the transistor 3. Terminals 6 and 8 are
Connected to positive and negative power supplies, respectively. The relationship between the input voltage V IN of this circuit and the collector current I CQ3 of the transistor 3 is expressed by equation (1) assuming that h FE of the transistor is sufficiently large.

ICQ3=IO・exp(VIN/VT)/1+exp(VIN/VT)……
(1) ここで、IOは電流源4の電流、VTは式(2)で表わさ
れる定数である。
I CQ3 = I O・exp(V IN /V T )/1+exp(V IN /V T )...
(1) Here, I O is the current of the current source 4, and V T is a constant expressed by equation (2).

VT=kT/q ……(2) ここでkはホルツマン定数、Tは絶対温度、qは
電子の電荷量である。
V T =k T /q (2) where k is the Holtzmann constant, T is the absolute temperature, and q is the amount of charge of the electron.

VTは、一般に熱電圧と呼ばれ、27℃では約
26mVになることが知られている。
V T is generally called the thermovoltage and is approximately
It is known that the voltage is 26mV.

式(1)を図示したのが第2図である。 FIG. 2 illustrates equation (1).

第2図より、入力電圧が±4VT(±100mV)
を超えるとコレクター電流ICQ3はほぼIO又は0と
なり、入力電圧に関係なく一定の値となる。従つ
て、第1図に示した差動増幅回路は、入力電圧の
振幅が±100mV以上では利得が0となる。この
ことは、一定値以上の入力振幅に対して出力振幅
が制限されることになり、リミツター回路として
動作することになる。一方、図−1の差動増幅回
路の微少信号入力時の利得A0は、抵抗5の抵抗
値をRLとすると、 A0=IO/2VT・RL ……(3) で表わされる。ここで例えば、RL=1KΩ,IO
1mAを代入して利得A0を求めると A019.2倍 25.7dB となる。ところで、第1図に示すような、差動増
幅回路一段だけでは、利得が低いこと及び、振幅
制限される入力電圧が±100mVと大きいこと等
の為、このままでリミツター回路として用いられ
ることは少なく、差動増幅回路を何段か接続し
て、リミツター回路として用いられるのが一般的
である。このような、多段接続された差動増幅回
路は部品点数が多くなる為、集積回路として構成
されるのが一般的である。
From Figure 2, the input voltage is ±4V T (±100mV)
When the voltage exceeds 0, the collector current I CQ3 becomes approximately IO or 0, and remains a constant value regardless of the input voltage. Therefore, the differential amplifier circuit shown in FIG. 1 has a gain of 0 when the input voltage amplitude is ±100 mV or more. This means that the output amplitude is limited for input amplitudes above a certain value, and the circuit operates as a limiter circuit. On the other hand, the gain A 0 of the differential amplifier circuit shown in Figure 1 when a small signal is input is expressed as A 0 = I O /2V TRL (3), where R L is the resistance value of resistor 5. It will be done. Here, for example, R L = 1KΩ, I O =
Substituting 1mA to find the gain A 0 is A 0 19.2 times 25.7dB. By the way, a single-stage differential amplifier circuit as shown in Figure 1 is rarely used as a limiter circuit because the gain is low and the input voltage to which the amplitude is limited is as large as ±100 mV. , it is common to connect several stages of differential amplifier circuits and use it as a limiter circuit. Since such multi-stage connected differential amplifier circuits have a large number of components, they are generally configured as integrated circuits.

集積回路では通常、差動増幅回路間どうしを直
接結合して多段の増幅回路を構成されているが、
部品のバラツキ等の原因により動作点が不安定と
なる場合が有る。この時のようすを第3図に示
す。
In integrated circuits, differential amplifier circuits are usually directly coupled to form a multistage amplifier circuit.
The operating point may become unstable due to factors such as variations in parts. The situation at this time is shown in Figure 3.

第3図において、aはリミツター回路の入力波
形を示す。ここで一点鎖線は、入力信号の交流中
心を示しており、理想的なリミツター回路の場合
は、この交流中心に対して、上下対称になるよう
に利得の高い回路を経た後、振幅制限を行なうリ
ミツタ動作により、その出力波形はbに示すよう
に、上下対称な方形波となる。一方、c,dは、
リミツター回路の動作点がずれて、望ましくない
動作をした場合を示す。cにおいて、リミツター
回路の入力波形を示すが、もし、動作点が一点鎖
線で示す交流中心から実線で示す位置にずれたと
すると、この点を中心にリミツタ動作が行なわ
れ、この時のリミツター回路の出力波形はdに示
すように、デユーテイー比のずれた波形となる。
このような状態は、リミツターバランスが悪い状
態であり、微小入力時、リミツター動作が正常に
行なわれなかつたり、FM復調回路の出力に、望
ましくない歪成分や不要信号成分が混入したりし
て、FM復調回路の性能悪化の原因となる。
In FIG. 3, a indicates the input waveform of the limiter circuit. Here, the dash-dotted line indicates the AC center of the input signal, and in the case of an ideal limiter circuit, the amplitude is limited after passing through a high gain circuit so that it is vertically symmetrical with respect to this AC center. Due to the limiter operation, the output waveform becomes a vertically symmetrical square wave as shown in b. On the other hand, c and d are
This shows a case where the operating point of the limiter circuit shifts and undesirable operation occurs. In c, the input waveform of the limiter circuit is shown. If the operating point shifts from the AC center indicated by the dashed-dotted line to the position indicated by the solid line, the limiter operation will be performed around this point, and the limiter circuit at this time will be The output waveform is a waveform with a shifted duty ratio, as shown in d.
In such a state, the limiter is unbalanced, and the limiter may not operate properly when the input is small, or undesirable distortion components or unnecessary signal components may be mixed into the output of the FM demodulation circuit. , which causes deterioration in the performance of the FM demodulation circuit.

そこで、一般には、リミツター回路に直流帰還
をかけることで、このようなリミツターバランス
の劣化を防止する方法が知られている。
Therefore, a generally known method is to apply DC feedback to the limiter circuit to prevent such deterioration of the limiter balance.

第4図に、直流帰還回路を持つた、多段接続さ
れた差動増幅回路によるリミツター回路の例を示
す。同図の回路は集積回路化された状態を示して
おり、太い実線の内側が集積回路の内部を、示し
ている。トランジスター20と21,22と2
3,24と25は、それぞれ差動増幅回路を構成
している。トランジスター26,27,28,2
9はエミツターフオロー回路を構成し、差動増幅
回路間を直接結合している。トランジスター3
0,31,32,33,34,35,36と、抵
抗45,46,47,48,49,50,51
は、それぞれ定電流源を構成しており、差動増幅
回路又はエミツターフオロー回路の動作電流をそ
れぞれ等しくなるように決めている。抵抗52
は、リミツター回路の入力インピーダンスを決め
ている抵抗である。コンデンサー70は、集積回
路化されたリミツター回路の入力端子10へ接続
されており、信号源が接続される端子12との間
の直流成分をカツトする働きをする。端子13
は、リミツター回路の出力端子、端子14は電源
の入力端子、端子9は接地用の端子であり、定電
圧源15は、前述の定電流源を動作させる基準電
圧を発生している。直流帰還回路は、抵抗60及
び外付コンデンサー71で構成される。トランジ
スター20,21で構成される、第1の差動増幅
回路は、抵抗52を通してベース電位が等しくな
るように結合されているため、端子11に表われ
る直流帰還電圧Vfによつてその動作点が変動す
ることはない。今、トランジスタ30のコレクタ
ー電流をIQ30Cとし、hFEが十分大きいものとすれ
ば、トランジスター20及び21のコレクター電
流IQ20C及びIQ21Cは下記のようになる。
FIG. 4 shows an example of a limiter circuit having a DC feedback circuit and using differential amplifier circuits connected in multiple stages. The circuit in the figure shows an integrated circuit state, and the inside of the thick solid line shows the inside of the integrated circuit. Transistors 20 and 21, 22 and 2
3, 24 and 25 each constitute a differential amplifier circuit. Transistor 26, 27, 28, 2
Reference numeral 9 constitutes an emitter follower circuit, which directly couples the differential amplifier circuits. transistor 3
0, 31, 32, 33, 34, 35, 36 and resistance 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51
constitute a constant current source, and the operating currents of the differential amplifier circuit or the emitter follower circuit are determined to be equal to each other. resistance 52
is the resistance that determines the input impedance of the limiter circuit. The capacitor 70 is connected to the input terminal 10 of the integrated limiter circuit, and serves to cut off DC components between the capacitor 70 and the terminal 12 to which the signal source is connected. Terminal 13
is an output terminal of the limiter circuit, terminal 14 is an input terminal of a power supply, terminal 9 is a grounding terminal, and constant voltage source 15 generates a reference voltage for operating the above-mentioned constant current source. The DC feedback circuit includes a resistor 60 and an external capacitor 71. The first differential amplifier circuit composed of the transistors 20 and 21 is connected through the resistor 52 so that their base potentials are equal, so that its operating point is determined by the DC feedback voltage V f appearing at the terminal 11. will not change. Now, assuming that the collector current of transistor 30 is I Q30C and h FE is sufficiently large, collector currents I Q20C and I Q21C of transistors 20 and 21 are as follows.

IQ20C=IQ21C=1/2・IQ30C (4) 従つて、抵抗40の抵抗値をR40,トランジスタ
ー26のベース・エミツター間電圧をVBEQ26、電
源電圧をVc.c.とすると、トランジスター22のベ
ース電圧VQ22Bは VQ22B=Vc.c.−1/2 ・IQ30C・R40−VBEQ26 (5) と表わされる。この電圧は、前述の理由により、
Vfの値に影響されず一定の値となる。
I Q20C = I Q21C = 1/2・I Q30C (4) Therefore, if the resistance value of the resistor 40 is R 40 , the base-emitter voltage of the transistor 26 is V BEQ26 , and the power supply voltage is Vc.c. The base voltage V Q22B of No. 22 is expressed as V Q22B = Vc.c.-1/2 ・I Q30C・R 40 −V BEQ26 (5). This voltage is
It remains a constant value without being affected by the value of V f .

ここで、端子13に出力された波形が何らかの
原因で、デユーテイー比がずれた場合を考える。
もし、正の半波の周期が負の半波の周期より大き
くなつたとすると、抵抗60及びコンデンサー7
1で構成される低域通過フイルーを通過して、端
子11に出力される直流帰還電圧Vfは、デユー
テイー比が1:1であつた場合のVfに比べて高
くなる。このことはトランジスター22,23で
構成される第二の差動増幅回路の、トランジスタ
ー23側の入力電圧が高くなることになる。この
時、トランジスター23のコレクターの出力波形
は、正の半波の周期が負の半波の周期より小さく
なる方向に変化する。トランジスター23のコレ
クター出力波形は、トランジスター24,25で
構成される第3の差動増幅回路で、正極性で増幅
された後、端子13へ出力される。この時端子1
3の出力波形は正の半波の周期が小さくなる方向
に変化している。このことは、デユーテイー比が
1:1になる方向に帰還がされたことになる。端
子13に出力された波形の正の半波の周期が負の
半波の周期よりも小さくなる方向にずれた場合も
同様にして、デユーテイー比が1:1になるよう
に帰還される。
Now, let us consider a case where the duty ratio of the waveform output to the terminal 13 deviates for some reason.
If the period of the positive half-wave becomes larger than the period of the negative half-wave, the resistor 60 and capacitor 7
The DC feedback voltage V f that passes through the low-pass filter configured with 1:1 and is output to the terminal 11 is higher than V f when the duty ratio is 1:1. This means that the input voltage on the transistor 23 side of the second differential amplifier circuit composed of the transistors 22 and 23 becomes higher. At this time, the output waveform of the collector of the transistor 23 changes in a direction in which the period of the positive half-wave becomes smaller than the period of the negative half-wave. The collector output waveform of the transistor 23 is amplified with positive polarity by a third differential amplifier circuit composed of transistors 24 and 25, and then outputted to the terminal 13. At this time, terminal 1
The output waveform of No. 3 changes in the direction in which the period of the positive half wave becomes smaller. This means that feedback is performed in the direction where the duty ratio becomes 1:1. Even if the period of the positive half wave of the waveform output to the terminal 13 deviates in the direction of becoming smaller than the period of the negative half wave, the duty ratio is similarly fed back to 1:1.

ところで、以上の動作においては、トランジス
ター及び抵抗のバラツキが無く、トランジスター
のhFEが無限に大きいものと仮定した。この仮定
のうち、部品間のバラツキは、回路を集積回路化
し、素子を近接して配置すること等の手段で、実
質的に無視できるようにすることができる。しか
しながら、hFEは、極端に大きくすることが不可
能なため、その影響が生じる。そこで、hFEの直
流帰還回路への影響について第4図で説明する。
第4図において、抵抗60,コンデンサー71で
構成される直流帰還回路は、前述のように端子1
3の直流成分のみを取り出して、端子13の直流
電圧と、トランジスター20,21,23のベー
ス電圧を等しくする働きをしている。しかし、ト
ランジスターのhFEが有限の為、各トランジスタ
ーのベースにはベース電流が流れ、それにより、
抵抗60の両端に電圧降下が生じ、上記の直流帰
還路中に誤差を生じることになる。すなわち、ト
ランジスター20,21,23のベース電流を
IBQ20,IBQ21,IBQ23、抵抗60の抵抗値をR60とす
ると、抵抗60の両端にはベース電流による電圧
降下、すなわち、直流帰還路中の誤差電圧Verr
して Verr=R60(IBQ20 +IBQ21+IBQ23) ……(6) が生じる。
By the way, in the above operation, it is assumed that there is no variation in the transistor and resistance, and that h FE of the transistor is infinitely large. Among these assumptions, variations between components can be made substantially negligible by integrating the circuit and arranging elements close to each other. However, since h FE cannot be made extremely large, this effect occurs. Therefore, the influence of h FE on the DC feedback circuit will be explained with reference to FIG.
In FIG. 4, the DC feedback circuit composed of the resistor 60 and the capacitor 71 is connected to the terminal 1 as described above.
It functions to take out only the DC component of the terminal 13 and equalize the DC voltage of the terminal 13 and the base voltage of the transistors 20, 21, and 23. However, since the h FE of the transistor is finite, a base current flows through the base of each transistor, and as a result,
A voltage drop will occur across resistor 60, creating an error in the DC feedback path described above. In other words, the base current of transistors 20, 21, 23 is
Assuming that I BQ20 , I BQ21 , I BQ23 and the resistance value of the resistor 60 are R 60 , there is a voltage drop across the resistor 60 due to the base current, that is, an error voltage V err in the DC feedback path, V err = R 60 ( I BQ20 + I BQ21 + I BQ23 ) ...(6) occurs.

この電圧降下分Verrは比較的小さくても、リミ
ツター回路の利得が大きい為、無視できなくな
り、リミツター回路のバランスの悪化の原因とな
る。従つて、第4図のような型式の直流帰還回路
をもつたリミツター回路の使用は、比較的利得の
小さいリミツター回路か、あまり高い精度の必要
とされない回路に限られていた。一方、高利得,
高精度の要求されるリミツター回路では、第5図
に示すような、二つの直流帰還回路を持つた構成
のものが用いられていた。第5図において、10
0は入力端子、101は入力コンデンサー、10
2は抵抗、103と104は直流帰還用の外付コ
ンデンサ、105は信号の入力端子、106と1
07は直流帰還用の端子、108は電源端子、1
65は接地端子、109はリミツター出力端子、
110〜115はトランジスターの負荷抵抗、ト
ランジスター130〜135は差動増幅回路を構
成するトランジスターであり、トランジスター1
50〜158と抵抗116〜124及び電圧源1
60は定電流源を構成している。第1の直流帰還
路は、抵抗125,とコンデンサー103,10
4で構成され、トランジスター131のベースへ
帰還電圧が入力されている。第2の直流帰還路
は、抵抗126とコンデンサー104で構成さ
れ、トランジスター130のベースへ帰還電圧が
入力されている。これらの直流帰還路には、各々
トランジスターのベース電流と帰還抵抗により電
圧降下を生じるが、直流帰還路がほぼ対称なた
め、この電圧降下はトランジスター130,13
1で構成される初段の差動増幅回路の同相入力と
なり、リミツターのバランスを悪化させる原因と
はならない。しかしながら、第5図に示すよう
に、直流帰還の為の端子を2つ設けなければなら
ない。
Even if this voltage drop V err is relatively small, the gain of the limiter circuit is large, so it cannot be ignored and causes deterioration of the balance of the limiter circuit. Therefore, the use of a limiter circuit having a DC feedback circuit of the type shown in FIG. 4 has been limited to limiter circuits with relatively small gains or circuits that do not require very high precision. On the other hand, high gain,
For limiter circuits that require high precision, a configuration with two DC feedback circuits as shown in FIG. 5 has been used. In Figure 5, 10
0 is the input terminal, 101 is the input capacitor, 10
2 is a resistor, 103 and 104 are external capacitors for DC feedback, 105 is a signal input terminal, 106 and 1
07 is a terminal for DC feedback, 108 is a power supply terminal, 1
65 is the ground terminal, 109 is the limiter output terminal,
110 to 115 are load resistances of transistors, transistors 130 to 135 are transistors forming a differential amplifier circuit, and transistor 1
50 to 158, resistors 116 to 124, and voltage source 1
60 constitutes a constant current source. The first DC feedback path includes a resistor 125 and capacitors 103 and 10.
4, and a feedback voltage is input to the base of the transistor 131. The second DC feedback path includes a resistor 126 and a capacitor 104, and a feedback voltage is input to the base of a transistor 130. A voltage drop occurs in these DC feedback paths due to the base current of each transistor and the feedback resistance, but since the DC feedback paths are almost symmetrical, this voltage drop is reduced by the transistors 130 and 13.
1, and does not cause deterioration of the balance of the limiter. However, as shown in FIG. 5, two terminals for DC feedback must be provided.

発明の目的 本発明では、従来比較的利得の低い場合や、高
い精度の必要とされない場合にしか用いられなか
つた、単一の直流帰還回路を持つたリミツター回
路において、リミツターバランスを改善して高利
得,高精度のリミツター回路を実現しようとする
ものである。
Purpose of the Invention The present invention improves the limiter balance in a limiter circuit with a single DC feedback circuit, which has conventionally been used only when the gain is relatively low or when high precision is not required. The aim is to realize a high-gain, high-precision limiter circuit.

発明の構成 本発明の構成は、リミツター回路の単一の直流
帰還路中に、帰還電圧の入力回路において流れ
る。
Arrangements of the Invention The arrangements of the invention flow in the input circuit of the feedback voltage into a single DC return path of the limiter circuit.

入力電流に相当する電流を逆向きに加算する回
路を設けることで、直流帰還路において生じる誤
差の発生を補償し、よつて、単一の直流帰還回路
を持つたリミツター回路のリミツターバランスを
改善し高利得化・高精度化を実現するものであ
る。
By providing a circuit that adds current equivalent to the input current in the opposite direction, it compensates for errors that occur in the DC feedback path, thereby improving the limiter balance of limiter circuits with a single DC feedback circuit. This achieves high gain and high precision.

実施例の説明 第6図に、本発明の実施例のブロツク図を示
す。同図で170は前段のリミツター部を、17
1は、後段のリミツター部を、172は直流帰還
回路を、173は補償電流発生回路を、174は
加算回路を示す。173の補償電流発生回路は、
前段のリミツター回路170の補償電圧の入力回
路で流れる、入力電流に相当する電流を補償電流
として発生している。
DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT FIG. 6 shows a block diagram of an embodiment of the present invention. In the same figure, 170 is the limiter section at the front stage, and 170 is the limiter section at the front stage.
Reference numeral 1 indicates a limiter section at the latter stage, 172 a DC feedback circuit, 173 a compensation current generation circuit, and 174 an adder circuit. The compensation current generation circuit of 173 is
A current corresponding to the input current flowing in the compensation voltage input circuit of the limiter circuit 170 at the previous stage is generated as a compensation current.

第7図に、本発明の具体的な実施例を示す。同
図は、第4図の従来例に本発明の実施例を応用し
たものなので、同一の機能の部品は、同一の番号
を付している。
FIG. 7 shows a specific embodiment of the present invention. This figure shows an application of the embodiment of the present invention to the conventional example of FIG. 4, so parts with the same functions are given the same numbers.

トランジスター20と21、及び22と23で
構成される第一及び第二の差動増幅回路を含む、
ブロツク200は第6図の前段のリミツター部1
70に対応する。トランジスター24と25、及
び122と123で構成される第三及び第四の差
動増幅回路を含むブロツク201は第6図の後段
のリミツター部171に対応する。尚、ここで
は、リミツターの利得を増す為、第四の差動増幅
回路を追加した。抵抗60及びコンデンサー71
で構成されるブロツク202は高周波除去のため
のローパスフイルターとなり、第6図の直流帰還
回路172に対応する。トランジスター80〜8
3,抵抗84で構成されるブロツク203は、第
6図の補償電流発生回路173に対応しており、
接点204は第6図の加算回路174に対応す
る。
including first and second differential amplifier circuits configured with transistors 20 and 21 and 22 and 23;
The block 200 is the limiter section 1 at the front stage in FIG.
Corresponds to 70. A block 201 including third and fourth differential amplifier circuits constituted by transistors 24 and 25 and 122 and 123 corresponds to the limiter section 171 at the latter stage in FIG. Here, a fourth differential amplifier circuit was added to increase the limiter gain. Resistor 60 and capacitor 71
A block 202 consisting of the following functions as a low-pass filter for removing high frequencies, and corresponds to the DC feedback circuit 172 in FIG. transistor 80~8
3. The block 203 composed of the resistor 84 corresponds to the compensation current generation circuit 173 in FIG.
Contact 204 corresponds to adder circuit 174 in FIG.

次に、補償電流発生回路203の動作について
説明する。トランジスター83のコレクター電流
ICQ83は、抵抗84を適当に選ぶことによつて、次
のように決めてある。
Next, the operation of the compensation current generation circuit 203 will be explained. Collector current of transistor 83
I CQ83 is determined as follows by appropriately selecting the resistor 84.

0ICQ83=ICQ30+1/2ICQ32 ……(7) ここでICQ30及びICQ32はそれぞれ、トランジスタ
ー30,32のコレクター電流を表わす。
0I CQ83 = I CQ30 + 1/2 I CQ32 (7) Here, I CQ30 and I CQ32 represent collector currents of transistors 30 and 32, respectively.

トランジスター80,81はカレントミラー回
路を構成しており、各トランジスターのhFEが1
よりも十分大きければ、次式が成り立つ。
Transistors 80 and 81 constitute a current mirror circuit, and h FE of each transistor is 1.
If it is sufficiently larger than , the following formula holds true.

ICQ80ICQ81=IBQ82=IEQ82/hFE−1 =ICQ83/hFE−1 ……(8) ここでICQ80,ICQ81はトランジスター80,81
のコレクター電流、ICQ82,IEQ82はトランジスター
82のコレクター電流及びエミツター電流を表わ
す。
I CQ80 I CQ81 = I BQ82 = I EQ82 /h FE −1 = I CQ83 /h FE −1 ...(8) Here, I CQ80 and I CQ81 are transistors 80 and 81
, I CQ82 and I EQ82 represent the collector current and emitter current of transistor 82.

一方、接点204より、トランジスター20,
21,23のベース電流として流れ出る電流IBO
は、トランジスター20,21,23のベース電
流を各々IBQ20,IBQ21,IBQ23とすると IBO=IBQ20+IBQ21+IBQ23 ……(9) と表わされる。ここで、各トランジスターのhFE
を等しいとし、差動増幅回路を構成するトランジ
スター20と21,23と23のエミツター電流
が等しいとすると(10)式が成り立つ。
On the other hand, from the contact 204, the transistor 20,
Current flowing out as base current of 21, 23 I BO
is expressed as I BO =I BQ20 +I BQ21 +I BQ23 (9), where the base currents of transistors 20, 21 , and 23 are respectively I BQ20 , I BQ21 , and I BQ23 . Here, h FE of each transistor
If it is assumed that the emitter currents of the transistors 20 and 21 and the emitter currents of the transistors 23 and 23 that constitute the differential amplifier circuit are equal, then equation (10) holds true.

IBO=1/hFE−1・IEQ20+1/hFE−1 ・IEQ21+1/hFE−1・IEQ23 =1/hFE−1(IEQ20+IEQ21+IEQ23) =1/hFE−1(ICQ30+1/2ICQ32) ……(10) ここでIEQ20,IEQ21,IEQ23は各々トランジスター
20,21,23のエミツター電流を表わす。従
つて(7),(8),及び(10)式より IBO=ICQ83/hFE−1=ICQ80 ……(11) が成り立つ。
I BO = 1/h FE −1・I EQ20 +1/h FE −1 ・I EQ21 +1/h FE −1・I EQ23 = 1/h FE −1 (I EQ20 + I EQ21 + I EQ23 ) = 1/h FE −1(I CQ30 +1/2I CQ32 ) (10) Here, I EQ20 , I EQ21 , and I EQ23 represent the emitter currents of the transistors 20, 21, and 23, respectively. Therefore, from equations (7), (8), and (10), I BO = I CQ83 /h FE −1 = I CQ80 ... (11) holds true.

この時、第7図において、直流帰還路中の誤差
電圧Verr1すなわち、抵抗60の両端の電圧を求
めると Verr1=R60(IBO−ICQ80)=0 ……(12) となり、抵抗60の両端には、電圧が発生しない
ことになる。
At this time, in Fig. 7, if the error voltage V err1 in the DC feedback path, that is, the voltage across the resistor 60, is found, V err1 = R 60 (I BO − I CQ80 ) = 0 (12), and the resistance No voltage will be generated across 60.

このことは、端子13の直流電圧が正確にトラ
ンジスタ23のベースへ伝達されることを意味す
る。このことにより、第4図の回路で発生してい
た、直流帰還回路による誤差が生じず、従つてリ
ミツターのバランスが改善されより高精度で、高
利得のリミツターを実現することが可能となる。
This means that the DC voltage at terminal 13 is accurately transmitted to the base of transistor 23. This eliminates the error caused by the DC feedback circuit that occurred in the circuit of FIG. 4, and therefore improves the balance of the limiter, making it possible to realize a limiter with higher precision and higher gain.

第8図及び第9図は、補償電流を発生する回路
の精度を高くした本発明の実施例を示す。第8図
の例では、抵抗92を抵抗45を等しくし、抵抗
93を、トランジスター91のコレクター電流が
トランジスター32のコレクター電流の半分とな
る適当な値になるように選ぶことで、電流源の精
度を上げている。第9図の例では、トランジスタ
ー94,95,96を各々トランジスター20,
21,23と同一にすることで、補償電流発生回
路の精度を高めている。
FIGS. 8 and 9 show an embodiment of the invention in which the circuit for generating the compensation current has increased accuracy. In the example of FIG. 8, the accuracy of the current source can be improved by making the resistor 92 equal to the resistor 45 and selecting the resistor 93 to an appropriate value such that the collector current of the transistor 91 is half the collector current of the transistor 32. is increasing. In the example of FIG. 9, transistors 94, 95, and 96 are replaced by transistors 20 and 20, respectively.
By making them the same as 21 and 23, the accuracy of the compensation current generation circuit is improved.

発明の効果 以上のように、本発明においては、従来二つの
直流帰還回路を持つたリミツター回路でないと実
現出来なかつた高利得,、高精度のリミツター回
路を、単一の直流帰還回路を持つたリミツター回
路に直流帰還路で発生する誤差電圧を補償する手
段を設けることで実現することができ、このこと
は、単一の直流帰還回路を持つリミツター回路の
性能を向上したのみならず、従来集積回路におい
て高利得、高精度のリミツター回路を実現するの
に、三つの外付部品用の端子を必要としていたも
のを、二つの外付部品用の端子を設けるだけで実
現でき、集積回路の高集積化及び外付部品の減少
を実現できるものである。
Effects of the Invention As described above, in the present invention, a high-gain, high-precision limiter circuit, which could conventionally only be realized with a limiter circuit having two DC feedback circuits, can be realized by using a single DC feedback circuit. This can be achieved by providing a limiter circuit with a means to compensate for the error voltage generated in the DC feedback path. This not only improves the performance of limiter circuits with a single DC feedback circuit, but also In order to realize a high-gain, high-precision limiter circuit in a circuit, what used to require three terminals for external components can now be realized by providing only two terminals for external components, and the high-performance integrated circuit This enables integration and reduction of external parts.

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

第1図は従来の差動増幅回路の一例を示す回路
図、第2図は同差動増幅回路の入出力特性を示す
図、第3図はリミツター回路の入出力の波形を示
す図、第4図,第5図は、従来のリミツター回路
の回路図、第6図は本発明のリミツター回路の実
施例のブロツク図、第7図は同実施例の回路図、
第8図,第9図は、本発明の他の実施例の回路図
である。 170……前段のリミツター部、171……後
段のリミツター部、172……直流帰還回路、1
73……補償電流発生回路、174……加算回
路。
Figure 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional differential amplifier circuit, Figure 2 is a diagram showing the input/output characteristics of the same differential amplifier circuit, Figure 3 is a diagram showing input/output waveforms of a limiter circuit, 4 and 5 are circuit diagrams of conventional limiter circuits, FIG. 6 is a block diagram of an embodiment of the limiter circuit of the present invention, and FIG. 7 is a circuit diagram of the same embodiment.
8 and 9 are circuit diagrams of other embodiments of the present invention. 170...Previous stage limiter section, 171...Late stage limiter section, 172...DC feedback circuit, 1
73...compensation current generation circuit, 174...addition circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 差動増幅回路を非反転となるごとく複数段直
列接続したリミツター部200,201と、抵抗
60とコンデンサ71で構成した高周波除去のた
めのローパスフイルタとなる直流帰還回路202
と、電流を発生する補償電流発生回路203とか
らなり、前記リミツター部200,201の出力
13を前記直流帰還回路202の抵抗60を経由
してトランジスター20,21からなる入力段差
動増幅回路のトランジスター21の反転入力とト
ランジスター22,23からなる次段差動増幅回
路のトランジスター23の反転入力を結合した直
流帰還点204に接続し、かつ前記直流帰還点2
04を前記コンデンサ71を介して接地し、さら
に前記直流帰還回路202を前記直流帰還点20
4に接続した抵抗52を介して前記入力段差動増
幅回路のトランジスター20の非反転入力と前記
リミツター部200,201の入力10に接続す
ると共に、前記補償電流発生回路203の出力を
前記直流帰還点204に接続し、前記補償電流発
生回路203が発生する電流を前記トランジスタ
ー20,21のベース電流と前記トランジスター
23のベース電流の和に略等しくして前記3つの
ベース電流を相殺するようにしたかつ逆向きとし
たリミツター回路。
1. Limiter sections 200 and 201 in which differential amplifier circuits are connected in series in multiple stages so as to be non-inverted, and a DC feedback circuit 202 that serves as a low-pass filter for removing high frequencies and is composed of a resistor 60 and a capacitor 71.
and a compensation current generation circuit 203 that generates a current, and the output 13 of the limiter section 200, 201 is passed through the resistor 60 of the DC feedback circuit 202 to the transistor of the input stage differential amplifier circuit consisting of transistors 20, 21. 21 and the inverting input of the transistor 23 of the next-stage differential amplifier circuit consisting of transistors 22 and 23 are connected to a DC feedback point 204, and the DC feedback point 2
04 is grounded via the capacitor 71, and the DC feedback circuit 202 is connected to the DC feedback point 20.
4 is connected to the non-inverting input of the transistor 20 of the input stage differential amplifier circuit and the input 10 of the limiter section 200, 201, and the output of the compensation current generating circuit 203 is connected to the DC feedback point. 204, the current generated by the compensation current generating circuit 203 is made substantially equal to the sum of the base currents of the transistors 20 and 21 and the base current of the transistor 23, so as to cancel out the three base currents; Reverse limiter circuit.
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