JPH06204772A - 過大入力保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、過大入力保護回路において、過大入
力時にも波形歪の少ない出力を得ることができる過大入
力保護回路を得る。 【構成】入力信号が過大入力の場合、負荷に流れる電流
を、入力信号が入力されているトランジスタに代えて電
流補償手段より供給することとし、かつそのとき流れる
電流を一定値に固定する。これにより過大な入力信号が
入力される場合にも入力段に流れる電流をほぼ一定に保
つことができ、出力信号に現れる歪みを従来に比して一
段と低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は過大入力保護回路に関
し、特にアクテイブフイルタの過大入力保護回路に適用
して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】プリエンフアシスがかけられている音声
多重信号の場合、高域成分の部分で入力が過大になりや
すい。この高域成分を含む音声多重信号をアクテイブフ
イルタに入力すると、過大な入力によつて電流源を構成
するトランジスタが飽和されてフイルタの出力波形が歪
み、その結果、異音が発生されることがある。このため
過大な信号成分のみ波形を滑らかにつぶすために防止用
のリミツタ回路が入力段に設けられている。

【０００３】このリミツタ回路としては図４に示すよう
なものが考えられている。このリミツタ回路１Ｂは、フ
イルタ段１Ａの信号入力用トランジスタＱ２のベース電
位がＮＰＮ型トランジスタＱ１５のエミツタ電位以下に
なつたとき、又はＰＮＰ型トランジスタＰ１５のエミツ
タ電位以上になつたとき、入力信号レベルを制限するも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところがリミツタ回路
１Ｂが動作していない間は、トランジスタＱ２のベース
電流のために抵抗Ｒ１０に電圧降下が生じ、雑音や歪率
が劣化する問題があつた。またリミツタ回路１Ｂが動作
し始める電位から完全にクリツプする電位までの間は、
トランジスタＱ１５及びＰ１５のベースエミツタ間電圧
と電流との間に非線形の特性が成り立つため歪率が悪化
する問題があつた。

【０００５】そこでこの形式のリミツタ回路に代えて、
図５に示すようなリミツタ回路１０Ｂを付け加えること
が考えられる。このリミツタ回路１０Ｂは、トランジス
タＱ２のエミツタ電位がトランジスタＱ２０のエミツタ
電位以下になつたとき信号レベルを制限するものであ
る。ところがこのリミツタ回路２０Ｂの場合、リミツタ
回路２０Ｂの動作中はトランジスタＱ２のコレクタ電流
が減少するため（すなわちトランジスタＱ２がカツトオ
フ状態になるため）、フイルタ出力が本来の電圧より著
しく下がり、出力波形がリミツタ回路２０Ｂを設けなか
つた場合の出力波形（図３（Ｂ））と同様の波形になる
問題があつた。

【０００６】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、アクテイブフイルタに過大な入力信号が入力される
場合にも波形歪のない出力を得ることができる過大入力
保護回路を提案しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、第１及び第２のトランジスタＱ
２、Ｑ６によつて構成される差動対を有し、第１及び第
２のトランジスタＱ２、Ｑ６に入力される第１及び第２
の入力信号ＳIN、ＳOUT の差動出力を第１及び第２のト
ランジスタＱ２、Ｑ６のコレクタに接続された負荷Ｑ
３、Ｑ５より出力する差動入力段と、第１のトランジス
タに対して並列に接続され、第１の入力信号ＳINが過大
入力である場合、第１及び第２のトランジスタＱ２、Ｑ
６の共通エミツタ電位を一定電位に固定し、かつオフ状
態に制御される第１のトランジスタＱ２に代えて負荷Ｑ
３に一定電流を供給する電流補償手段３０Ｂとを設ける
ようにする。

【０００８】また本発明においては、第１及び第２のト
ランジスタＱ２、Ｑ６によつて構成される差動対を有
し、第１及び第２のトランジスタＱ２、Ｑ６に入力され
る第１及び第２の入力信号ＳIN及びＳOUT の差動出力を
第１及び第２のトランジスタＱ２、Ｑ６のコレクタに接
続された負荷Ｑ３、Ｑ５より出力する差動入力段と、第
１のトランジスタＱ２に対して並列に接続され、第１の
入力信号ＳINが過大入力である場合、第１及び第２のト
ランジスタＱ２、Ｑ６の共通エミツタ電位を一定電位に
固定し、かつオフ状態に制御される第１のトランジスタ
Ｑ２に代えて負荷Ｑ３に一定電流を供給する電流補償手
段３０Ｂと、差動入力段より出力される差動出力を入力
し、当該差動出力のうち所定周波数帯域の信号成分を出
力信号ＳOUT として出力し、かつ出力信号ＳOUT を第２
の入力信号として差動入力段に帰還するアクテイブフイ
ルタ（すなわちＱ７〜Ｑ１０、Ｐ１〜Ｐ４、Ｒ４〜Ｒ
６、Ｃ１）とを設けるようにする。

【０００９】

【作用】第１の入力信号ＳINが過大入力の場合、負荷Ｑ
３に流れる電流を、第１の入力信号ＳINが入力されてい
る第１のトランジスタＱ２に代えて電流補償手段３０Ｂ
より供給することとし、かつそのとき流れる電流を一定
値に固定する。これにより過大な入力信号ＳINが入力さ
れる場合にも入力段に流れる電流が急変して出力波形が
急変するおそれを有効に回避することができ、出力信号
に現れる歪みを低減することができる。

【００１０】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１１】図５との対応部分に同一符号を付して示す
図１において、３０は全体として１次のアクテイブロー
パスフイルタ３０を示し、この実施例の場合、リミツタ
回路３０Ｂは、トランジスタＱ２の差動出力端にコレク
タが接続されるベース接地型のトランジスタＱ３０によ
つて構成されていることを除いて同様の構成を有してい
る。

【００１２】因にトランジスタＱ１と抵抗Ｒ１、トラン
ジスタＱ４と抵抗Ｒ３、トランジスタＱ９と抵抗Ｒ６は
それぞれ入力段及び出力段の定電流源ＩINT を構成して
おり、この定電流源ＩINT は、差動対（Ｑ７、Ｑ８）に
接続される定電流源Ｉ１（定電流源ＩEXT ）とは別の独
立した定電流源である。

【００１３】以上の構成において、アクテイブローパス
フイルタ３０の動作を、入力信号ＳINが過大入力である
場合と設定範囲内の信号である場合とに分けて説明す
る。まず入力信号ＳINの振幅が設定範囲内において変動
する場合（このことはトランジスタＱ２のエミツタ電位
が過大入力制限用のトランジスタＱ３０のエミツタ電位
に対して大きいことを意味する）、このときリミツタ回
路３０ＢのトランジスタＱ３０はオフ状態にあるため他
方のトランジスタＱ２がオン動作する。

【００１４】従つて、信号入力用のトランジスタＱ２に
入力された入力信号ＳINは、このトランジスタＱ２と出
力信号ＳOUT を帰還するトランジスタＱ６によつてなる
差動対を介して後段のローパスフイルタに与えられるこ
とになる。これにより出力段からは入力信号ＳINの変動
に応じて変動する出力信号ＳOUT が出力される。

【００１５】これに対して入力信号ＳINが過大入力とな
つた場合（このことはトランジスタＱ２のエミツタ電位
が過大入力制限用のトランジスタＱ３０のエミツタ電位
以下になることを意味する）、このときリミツタ回路３
０ＢのトランジスタＱ３０がオフ状態からオン状態にな
り、同時にこのトランジスタＱ３０のエミツタ電位にト
ランジスタＱ２のエミツタ電位がクリツプされ、トラン
ジスタＱ２がオフ状態となる。

【００１６】これによりそれまでトランジスタＱ２のコ
レクタに流れていた電流は、過大入力制限用のトランジ
スタＱ３０を経由して定電流源ＩINT に流れることにな
る。このためフイルタの帰還ループ内の電流源である定
電流源Ｉ１に接続される差動対（Ｑ７、Ｑ８）にはトラ
ンジスタＱ３０のベース電圧と出力信号ＳOUT との差電
圧が与えられることになり、定電流源Ｉ１に流れる電流
はこの差電圧によつて定まる一定値に固定される。

【００１７】このため従来の場合（図５）のように、過
大入力制限用のトランジスタＱ２０にコレクタ電流が切
り換わつたとたんに定電流源Ｉ１に流れる電流が急減し
たり、全く流れなくなることはなく、リミツタ機能が動
作する直前までの電流値に固定されるため出力波形に部
分的な強調や折り返し生じることはない。

【００１８】因にこのリミツタがかかつただけでは、フ
イルタに入力される波形は、図２（Ｂ）に示すように、
リミツタが機能し始める電位を境に波形の先端が切り取
られた高周波成分を多く含む波形となるがローパスフイ
ルタを通過するため実際に出力される波形は、図２
（Ｃ）に示すように、リミツタ機能の切り換わり部分に
おける接続が滑らかにな波形を得ることができる。

【００１９】以上の構成によれば、リミツタ機能の動作
時には、リミツタ機能に切り換わる直前まで流れていた
電流値にフイルタ内の電流を固定し、この電流の急激な
変化を抑えたことにより、リミツタ機能を付けるために
生じていた出力波形のひずみを格段的に低減することが
でる。

【００２０】なお上述の実施例においては、リミツタ回
路３０をローパスフイルタへの過大入力の防止に用いる
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他のア
クテイブフイルタ、例えばバンドパスフイルタへの過大
入力の防止に用いても良い。

【００２１】また上述の実施例においては、図１に示す
接続によつてリミツタ回路を構成する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、他の接続の場合にも適用
し得る。

【００２２】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、第１の入
力信号が過大入力の場合、負荷に流れる電流を、第１の
入力信号が入力されている第１のトランジスタに代えて
電流補償手段より供給することとし、かつそのとき流れ
る電流を一定値に固定することにより、過大な入力信号
が入力される場合にも入力段に流れる電流をほぼ一定に
保つことができ、出力信号に現れる歪みを従来に比して
一段と低減することができる過大入力保護回路を用意に
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による過大入力保護回路を用いたアクテ
イブフイルタの一実施例を示す接続図である。

【図２】その入出力波形の説明に供する特性曲線図であ
る。

【図３】従来回路における波形歪みの説明に供する特性
曲線図である。

【図４】従来の過大入力保護回路の説明に供する接続図
である。

【図５】従来の過大入力保護回路の説明に供する接続図
である。

【符号の説明】

１、１０、３０……アクテイブローパスフイルタ、１
Ａ、１０Ａ、３０Ａ……フイルタ部、１Ｂ、１０Ｂ、３
０Ｂ……リミツタ回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１及び第２のトランジスタによつて構成
   される差動対を有し、上記第１及び第２のトランジスタ
   に入力される第１及び第２の入力信号の差動出力を上記
   第１及び第２のトランジスタのコレクタに接続された負
   荷より出力する差動入力段と、 上記第１のトランジスタに対して並列に接続され、上記
   第１の入力信号が過大入力である場合、上記第１及び第
   ２のトランジスタの共通エミツタ電位を一定電位に固定
   し、かつオフ状態に制御される上記第１のトランジスタ
   に代えて上記負荷に一定電流を供給する電流補償手段と
   を具えることを特徴とする差動型の過大入力保護回路。
2. 【請求項２】上記電流補償手段は、 上記第１のトランジスタに対して並列接続されると共
   に、ベースに所定のバイアス電圧が与えられる第３のト
   ランジスタでなり、 上記第１の入力信号が過大入力である場合、上記第３の
   トランジスタはオフ状態からオン状態に移り、上記第１
   のトランジスタのコレクタより一定電流を引き込み、上
   記負荷に一定電流を供給することを特徴とする請求項１
   に記載の過大入力保護回路。
3. 【請求項３】第１及び第２のトランジスタによつて構成
   される差動対を有し、上記第１及び第２のトランジスタ
   に入力される第１及び第２の入力信号の差動出力を上記
   第１及び第２のトランジスタのコレクタに接続された負
   荷より出力する差動入力段と、 上記第１のトランジスタに対して並列に接続され、上記
   第１の入力信号が過大入力である場合、上記第１及び第
   ２のトランジスタの共通エミツタ電位を一定電位に固定
   し、かつオフ状態に制御される上記第１のトランジスタ
   に代えて上記負荷に一定電流を供給する電流補償手段
   と、 上記差動入力段より出力される上記差動出力を入力し、
   当該差動出力のうち所定周波数帯域の信号成分を出力信
   号として出力し、かつ上記出力信号を上記第２の入力信
   号として上記差動入力段に帰還するアクテイブフイルタ
   とを具えることを特徴とする過大入力保護回路を有する
   フイルタ回路。