JPH0452994B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は信号選択回路に係り、複数の入力信号
から最大又は最小の信号を選択出力する信号選択
回路に関する。

従来の技術 従来より、各種アナログ信号処理の分野におい
て、信号の振幅制限回路や、２信号間の大小検出
回路や、複数信号の最大値又は最小値検出回路と
して信号選択回路が利用されている。

第３図Ａ，Ｂは夫々従来の信号選択回路の各例
の回路図を示す。この第３図Ａ，Ｂに図示した回
路は共に、複数個の入力信号V₁，V₂，……，V_o
の中で最大値を選択して出力する信号選択回路で
ある。

第３図Ａに図示した回路において、出力信号
Voutは周知の如くダイオードD₁〜D_oの順方向の
非直線的な入出力特性に支配されるため、入力信
号V₁〜V_o間の電圧差が小なる場合、ダイオード
の出力インピーダンスが高くなり、出力信号
Voutの直線性が悪くなつてしまうという欠点が
あつた。

第３図Ｂに示した回路は上記欠点を解決したも
ので、上記回路に対して演算増幅器A₁〜A_oを新
たに設けて、上記ダイオードD₁〜D_oが演算増幅
器A₁〜A_oの帰還路に配置されるよう構成されて
いる。これにより、演算増幅器A₁〜A_o及びダイ
オードD₁〜D_oが等価的に理想ダイオードとして
動作し、上記ダイオードD₁〜D_oの入出力特性の
非直線性が改善される。従つて、この改善効果は
演算増幅器A₁〜A_oの特性によつて支配される。

発明が解決しようとする問題点 しかるに、上記演算増幅器A₁〜A_oは周知の如
くその周波数特性が十分でないため、例えば低周
波信号では使用可能であつても、映像信号周波数
では、発振や位相推移等により回路の動作は不安
定となり、上記ダイオードの入出力特性の非直線
性の十分な改善効果を得ることができない。

また、上記選択回路を例えばモノリシツク集積
回路で実現する場合、演算増幅器A₁〜A_oは周知
の如く複雑な回路構成であるため、多数の入力信
号に対応しようとすれば信号選択回路全体の回路
構成が複雑になつてしまう等の問題点があつた。

そこで、本発明はトランジスタ、電流源及び抵
抗にて回路を構成することにより、上記問題点を
解決した信号選択回路を提供することを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 本発明になる信号選択回路は、一の入力端子に
ベースが接続された第１のトランジスタと、第１
のトランジスタとエミツタが夫々共通接続された
第２のトランジスタと、第２のトランジスタのベ
ース・エミツタ間にそのコレクタ・ベース間が接
続された第３のトランジスタと、第１及び第２の
トランジスタのエミツタと第３のトランジスタの
ベースに共通に接続された第１の電流源と、第１
のトランジスタのベースにそのベースが接続され
ると共に、第２のトランジスタのベースと第３の
トランジスタのコレクタにそのエミツタが夫々接
続された第４のトランジスタと、第４のトランジ
スタのコレクタ・エミツタ間に接続された電流検
出用抵抗とよりなる回路をｎ（但し、ｎは２以上
の整数）系統設け、ｎ系統の第３のトランジスタ
のエミツタに夫々共通接続された第２の電流源及
び一の出力端子とより構成される。

作 用 上記第１及び第３のトランジスタは所謂エミツ
タホロワ回路を構成する。従つて、従来第１及び
第３のトランジスタを介して出力端子へ送出され
る出力信号は第１のトランジスタのベースに供給
される信号の大小に拘らず良好な直線性を有して
いる。

一方、第２のトランジスタは帰還トランジスタ
として作用し、第３のトランジスタのコレクタ電
圧の変化をそのベースに帰還し、そのコレクタ電
流を制御する。また第４のトランジスタはクラン
プトランジスタとして作用し、第３のトランジス
タのコレクタ電圧がある値より下がらないように
して、第３のトランジスタの飽和を防止してい
る。

また、第１及び第２のトランジスタのエミツタ
は夫々第１の電流源に共通接続されているため、
第２のトランジスタが第３のトランジスタのコレ
クタ電圧に対応してオンとされた場合、第１のト
ランジスタのエミツタ電流が制限され、オフされ
る。

さらに、上記ｎ個の第３のトランジスタのエミ
ツタは夫々第２の電流源に共通接続されているた
め、ｎ個の第３のトランジスタのコレクタ電圧は
上記ｎ個の入力端子に供給されるｎ個の入力信号
の電圧値に比例又は反比例して最大又は最小とな
る。

従つて、ｎ個の入り信号のうち最大又は最小の
一の入力信号が供給される一の回路の第２のトラ
ンジスタはオフされて、その入力信号が第１及び
第３のトランジスタのベース・エミツタ間を夫々
介して出力端子に出力される。一方他の（ｎ−
１）系統の回路の第２のトランジスタはオンとな
り、第１のトランジスタをオフとする。これによ
り、上記他の（ｎ−１）系統の回路に供給される
（ｎ−１）個の入力信号の出力伝送路は遮断され
るため、上記最大又は最小の出力には影響を及ぼ
さない。

実施例 第１図は本発明になる信号選択回路の第１実施
例の回路図を示す。この第１図図示回路はｎ（但
し、ｎは２以上の整数）個の入力信号V₁〜V_oに
夫々対応したｎ個の回路ブロツクS₁〜S_o及び共通
電流源I₂より構成され、上記ｎ個の入力信号V₁〜
V_oから最大値を選択出力する回路である。

上記回路ブロツクS₁〜S_o中のQ₁₁〜Q_o1は入力
トランジスタ、Q₁₂〜Q_o2は帰還トランジスタ、
Q₁₃〜Q_o3は出力トランジスタ、Q₁₄〜Q_o4はクラ
ンプトランジスタを示し、これらは全てNPNト
ランジスタである。また、I₁₁〜I_o1は電流源、R₁
〜R_oは電流検出用抵抗を夫々示す。上記回路ブ
ロツクS₁〜S_oは同一構成であるので、以下、回路
ブロツクS₁の構成について説明する。

回路ブロツクS₁において、ベースを入力端とす
る入力トランジスタQ₁₁と帰還トランジスタQ₁₂
のエミツタは夫々共通接続され、その接続点に電
流源I₁₁が接続される。出力トランジスタQ₁₃のコ
レクタ・ベース間は帰還トランジスタQ₁₂のベー
ス・エミツタ間に接続される。クランプトランジ
スタQ₁₄のベースは入力トランジスタQ₁₁のベー
スに接続され、Q₁₄のエミツタはQ₁₂のベースと
Q₁₃のコレクタに夫々接続される。また、クラン
プトランジスタQ₁₄のエミツタ・コレクタ間には
電流検出用抵抗R₁が接続される。

また、回路ブロツクS₁〜S_oの出力トランジスタ
Q₁₃〜Q_o3のエミツタは夫々共通接続され、その
接続点には電流源I₂及び出力端子Ｏが接続され
る。

まず、上記回路ブロツクS₁の動作について説明
するに、出力トランジスタQ₁₃のコレクタ電流は
電流検出用抵抗R₁に流れて、出力トランジスタ
Q₁₃のコレクタ電圧を変化させる。このコレクタ
電圧の変化は帰還トランジスタQ₁₂により出力ト
ランジスタた₁₃のベースに帰還され、上記出力ト
ランジスタQ₁₃のコレクタ電流を制御する。一
方、入力トランジスタQ₁₁と帰還トランジスタト
ランジスタQ₁₂のエミツタは電流源I₁₁に共通接続
されているので、帰還トランジスタQ₁₂のエミツ
タ電流により入力トランジスタQ₁₁のエミツタ電
流は制御される。また、クランプトランジスタ
Q₁₄は出力トランジスタQ₁₃のコレクタ電圧が
（V₁₁−V_BE）（但し、V₁は入力信号の電圧値、V_BE
はクランプトランジスタQ₁₄の順方向のベース・
エミツタ間電圧を夫々示す）以上低くならないよ
うにクランプし、出力トランジスタQ₁₃の飽和を
防止している。

次に、入力信号の最大値を選択する回路の動作
に関して、回路ブロツクS₁及びS₂間の相互作用を
例にとり説明する。ここで、上記回路ブロツク
S₁，S₂の夫々の入力信号の電圧値が例えばV₁＞
V₂であるとする。この入力信号V₁，V₂は夫々入
力トランジスタQ₁₁，Q₂₁のベース・エミツタ間
を介して出力トランジスタQ₁₃，Q₂₃のベースに
伝達されるが、前記の如く出力トランジスタ
Q₁₃，Q₂₃のエミツタは夫々電流源I₂に共通接続さ
れているため、出力トランジスタQ₂₃のエミツタ
電流に比べて出力トランジスタQ₁₃のエミツタ電
流の方が大きい。

このため、出力トランジスタQ₁₃のコレクタ電
圧は低下し、クランプトランジスタQ₁₄がオンさ
れ、一方帰還トランジスタQ₁₂は逆バイアスされ
てオフとなる。従つて、入力トランジスタQ₁₁は
オン状態が維持され、出力トランジスタQ₁₃のベ
ース電圧は変化しない。

一方、出力トランジスタQ₂₃のコレクタ電圧は
高く、クランプトランジスタQ₂₄は逆バイアスさ
れオフとなり、また帰還トランジスタQ₂₂はオン
されて、上記コレクタ電圧が出力トランジスタ
Q₂₃に帰還されるので、そのベース電圧が上昇せ
しめられる。

上記の動作は、出力トランジスタQ₁₃，Q₂₃の
ベース電圧が略等しくなる所で平衡状態となる。
この結果、入力トランジスタQ₂₁はオフされて、
入力信号V₂はもはや出力トランジスタQ₂₃に伝達
されず、従つて出力端子Ｏにも伝達されない。

このようにして、出力端子Ｏには入力信号V₁
のみが入力トランジスタQ₁₁及び出力トランジス
タQ₁₃の夫々のベース・エミツタ間を介して出力
され、その出力電圧Voutは、トランジスタQ₁₁，
Q₁₃のベース・エミツタ間電圧を共にV_BEとする
と、 Vout＝V₁−2V_BE (1) となる。

ここで、もし入力信号V₁が入力信号V₁〜V_oの
中で最大値であれば、上記と同様の相互作用が回
路ブロツクS₁と他の回路ブロツクS₂〜S_oとの間に
も働き、結局最大値となる入力信号V₁のみが出
力端子Ｏに出力される。

次に、入力信号V₁〜V_o間の電圧差が小さい場
合について前記と同様に、回路ブロツクS₁，S₂を
例にとり説明する。ここでも、やはりV₁＞V₂の
関係があるものとする。この場合、前述のよう
に、入力トランジスタQ₂₁は完全なオフ状態には
必ずしもならず、入力トランジスタQ₂₁に電流が
流れる場合もある。

しかし、出力トランジスタQ₂₃のベース電圧は
帰還トランジスタQ₂₂の帰還作用により、入力信
号V₂に追従しているので、帰還トランジスタQ₂₂
のエミツタの出力インピーダンスは極めて低く、
等価的に定電圧源として働き、上記入力信号V₂
による入力トランジスタQ₂₁に流れる電流は帰還
トランジスタQ₂₂に吸収され、出力には影響しな
い。

一方、入力トランジスタQ₁₁と出力トランジス
タQ₁₃は共にエミツタホロワ回路として動作し
て、入力信号V₁を出力端子Ｏに伝達しているの
で、出力は良好な直線性を有する。

また、上記第１図図示回路は前記第３図Ｂに示
した回路の如く演算増幅器を有しておらず、さら
に上記帰還作用は不要な入力信号の遮断にのみ寄
与するものであるから、第１図図示回路は映像信
号周波数等でも安定に動作する。

第２図は本発明になる信号選択回路の第２実施
例の回路図を示す。この第２図図示回路は前記第
１図図示回路で使用されているNPNトランジス
タを全てPNPトランジスタとし、かつ、電源V_CC
側と接地側とを反転させた構成となつており、ｎ
個の入力信号V₁〜V_oから最小値を選択出力する
回路である。

ここで、前記と同様に、回路ブロツクS₁′〜
S_o′は夫々同一の回路構成であり、Q₁₁′〜Q_o1′は
入力トランジスタ、Q₁₂′〜Q_o2′は帰還トランジ
スタ、Q₁₃′〜Q_o3′は出力トランジスタ、Q₁₄′〜
Q_o4′はクランプトランジスタ、I₁₁′〜I_o1′は電流
源、R₁′〜R_o′は電流検出用抵抗を夫々示す。ま
た、回路ブロツクS₁′〜S_o′の出力トランジスタ
Q₁₃′〜Q_o3′のエミタは夫々電流源I₂′及び出力端
子O′に共通接続されている。

上記第２図図示回路の動作を前記と同様に回路
ブロツクS₁′，S₂′を例にとり、またV₁＜V₂とし
て説明する。ここで、V₁＜V₂であるため、出力
トランジスタQ₂₃′のエミツタ電流に比べて出力
トランジスタQ₁₃′のエミツタ電流の方が大きい。

従つて、出力トランジスタQ₁₃′のコレクタ電
圧は上昇し、一方出力トランジスタQ₂₃′のコレ
クタ電圧は低下するため、帰還トランジスタ
Q₁₂′はオフされ、一方帰還トランジスタQ₂₂′は
オンとなる。このため、入力信号V₁が出力端子
O′に伝送され、一方入力信号V₂は入力トランジ
スタQ₂₁′がオフとなるため出力されない、この
ときの出力電圧Vout′は、トランジスタQ₁₁′，
Q₁₃′のベース・エミツタ間電圧を共にV_BEとする
と、 Vout′＝V₁＋2V_BE (2) と表わされる。

また、クランプトランジスタQ₁₄′はオンとな
り、出力トランジスタQ₁₃′のコレクタ電圧が
（V₁＋V_BE′）（但し、V_BE′はクランプトランジス
タQ₁₄′のベース・エミツタ間電圧を示す）以上
高くならないようにクランプし、出力トランジス
タQ₁₃′の飽和を防止している。

このようにして、第２図図示回路により複数の
入力信号中最小値が出力端子O′に選択出力され
る。

発明の効果 上述の如く、本発明回路は、トランジスタ、電
流源及び抵抗にて回路構成されているため、簡単
な回路構成により良好な出力の直線性を有し、か
つ、広帯域で安定した信号選択回路が実現できる
ので、例えば映像信号処理等に応用できる等の特
長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明になる信号選択
回路の第１及び第２実施例を示す回路図、第３図
Ａ，Ｂは夫々従来の信号選択回路の各例を示す回
路図である。 I₁₁〜I_o1，，I₁₁′〜I_o1′，I₂，I₂′……電流源、Ｏ
，
O′……出力端子、Q₁₁〜Q_o1，Q₁₁〜Q_o1′……入力
トランジスタ、Q₁₂〜Q_o2，Q₁₂′〜Q_o2′……帰還
トランジスタ、Q₁₃〜Q_o3，Q₁₃′〜Q_o3′……出力
トランジスタ、Q₁₄〜Q_o4，Q₁₄′〜Q_o4′……クラ
ンプトランジスタ、R₁〜R_o，R₁′〜R_o′……電流
検出用抵抗、S₁〜S_o，S₁′〜S_o′……回路ブロツ
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一の入力端子にベースが接続された第１のト
   ランジスタと、該第１のトランジスタとエミツタ
   が夫々共通接続された第２のトランジスタと、該
   第２のトランジスタのベース・エミツタ間にその
   コレクタ・ベース間が接続された第３のトランジ
   スタと、該第１及び第２のトランジスタのエミツ
   タと該第３のトランジスタのベースに共通に接続
   された第１の電流源と、該第１のトランジスタの
   ベースにそのベースが接続されると共に、該第２
   のトランジスタのベースと該第３のトランジスタ
   のコレクタにそのエミツタが夫々接続された第４
   のトランジスタと、該第４のトランジスタのコレ
   クタ・エミツタ間に接続された電流検出用抵抗と
   よりなる回路をｎ（但し、ｎは２以上の整数）系
   統設け、ｎ系統の該第３のトランジスタのエミツ
   タに夫々共通接続された第２の電流源及び一の出
   力端子とよりなり、ｎ系統の該入力端子に供給さ
   れる最大ｎ個の入力信号から最大値又は最小値の
   一の入力信号を該一の出力端子に選択出力するよ
   う構成したことを特徴とする信号選択回路。