JPH06284734A - 全波整流回路 - Google Patents

全波整流回路

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JPH06284734A
JPH06284734A JP7318093A JP7318093A JPH06284734A JP H06284734 A JPH06284734 A JP H06284734A JP 7318093 A JP7318093 A JP 7318093A JP 7318093 A JP7318093 A JP 7318093A JP H06284734 A JPH06284734 A JP H06284734A
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隆 龍
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低電圧駆動に適した全波整流回路を提供す
る。 【構成】 反転入力端子に入力信号が印加される演算増
幅器3と、その出力端子にコレクタとベースが接続され
たトランジスタ11と、同じく出力端子にエミッタが接
続され、ベースが所定電位でバイアスされるトランジス
タ12と、トランジスタ11の入力電流を検出し、極性
を反転して第1,第2の出力端子に出力する電流反転回
路14と、トランジスタ12のコレクタに入力端子が接
続され、第1,第2の出力端子を有する電流反転回路1
5と、一端が接地され、他端が電流反転回路14,15
の第1の各出力端子と演算増幅器3の非反転入力端子と
に接続されたインピーダンス回路6と、電流反転回路1
4,15の第2の出力電流を加算して出力信号を得る手
段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、交流信号のレベルを検
出して直流値に変換するレベル検出回路に用いられる全
波整流回路に関するものであり、特に電源を低電圧で駆
動するのに適したものである。
【0002】
【従来の技術】全波整流回路は、交流信号を整流するの
に入力信号をその直流レベルより正と負の信号部分に分
けて検出し、負の信号部分を正の信号に変換して正の信
号部分に加算して出力するものであり、レベル検出回路
としてよく用いられている。
【0003】以下に従来の全波整流回路について説明す
る。図2は従来の全波整流回路の一例を示し、1は入力
端子、2は出力端子、3は非反転入力端子が前記入力端
子に接続された演算増幅器、4はベースとエミッタがそ
れぞれ前記演算増幅器3の出力端子と反転入力端子に接
続されたNPN型トランジスタ、5はベースとエミッタ
がそれぞれ前記演算増幅器3の出力端子と反転入力端子
に接続されたPNP型トランジスタ、6は前記演算増幅
回路3の反転入力端子に一端が接続され、他端が接地さ
れたインピーダンス回路、7は前記NPN型トランジス
タ4のコレクタ電流を反転して前記PNP型トランジス
タ5のコレクタ電流に加算するための電流反転回路(カ
レントミラー回路)、8は出力信号を電流から電圧に変
換するための抵抗である。
【0004】以上のように構成された全波整流回路につ
いて、以下その動作を説明する。演算増幅器3の出力端
子は、NPN型トランジスタ4あるいはPNP型トラン
ジスタ5のベース・エミッタを通して反転入力端子に帰
還されており、入力端子1に印加された電圧に対して反
転入力端子の電圧がつねに等しくなるように動作する。
入力電圧をV(S)、インピーダンス回路6に流れ込む
電流をI(S)、そのインピーダンスをZ(S)とする
と、I(S)=V(S)/Z(S)となる。I(S)が
0のときの各トランジスタ4,5の電流は0であり、I
(S)の瞬時値の正の部分はNPN型トランジスタ4を
介して、同じく負の部分はPNP型トランジスタ5を介
してそれぞれ供給される。NPN型トランジスタ4のコ
レクタ電流は電流反転回路7により極性を反転され、P
NP型トランジスタ5のコレクタ電流と加算されて出力
端子2に取り出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、活性領
域のバイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧
は、シリコン製では約0.7Vとなることから、上述の
構成ではインピーダンス回路を流れる電流が正のときに
は、NPN型トランジスタ4のベース電圧がエミッタよ
りもシリコン製では約0.7V高くなり、同じく負のと
きには、PNP型トランジスタ5のベース電圧がエミッ
タよりも約0.7V低くなるので、この回路を駆動する
電源としては、入力信号の振幅に加えてさらに1.4V
以上の電圧が少なくとも必要になる。そのため、乾電池
1個などの低電圧電源で駆動する機器には不適当という
欠点を有していた。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、乾電池1個などの低電圧電源でも十分駆動すること
のできる全波整流回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の全波整流回路は、反転入力端子に入力信号
が印加された演算増幅器と、演算増幅器の出力端子に入
力端子としてコレクタとベースとが接続された第1のト
ランジスタと、演算増幅器の出力端子に入力端子として
エミッタが接続され、第1のトランジスタとは逆方向の
電流が供給される第2のトランジスタと、第1のトラン
ジスタのエミッタと第2のトランジスタのベースとの間
に電圧を与える電圧供給手段と、第1のトランジスタの
入力電流を検出し、極性を反転して第1,第2の出力端
子に出力する第1の電流反転回路と、第2トランジスタ
のコレクタに入力端子が接続され、第1,第2の出力端
子を有する第2の電流反転回路と、一端が接地され、他
端が第1の電流反転回路の第1の出力端子と第2の電流
反転回路の第1の出力端子と演算増幅器の非反転入力端
子とに接続されたインピーダンス回路と、第1の電流反
転回路の第2の出力電流と第2の電流反転回路の第2の
出力電流とを加算して出力信号を得る手段とを備えた。
【0008】
【作用】この構成によって、整流動作をするときに回路
の各端子に発生する電圧の値を小さく抑えることがで
き、乾電池1個などの低電圧電源でも十分駆動すること
が可能となる。
【0009】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0010】図1は本発明の一実施例における全波整流
回路の構成を示す。図1において、1は入力端子、2は
出力端子、3は反転入力端子が入力端子1に接続された
演算増幅器、11は演算増幅器3の出力端子に入力端子
としてコレクタとベースが接続された第1のトランジス
タ、12は演算増幅器3の出力端子に入力端子としてエ
ミッタが接続され、第1のトランジスタ11とは逆方向
の電流を入力できる第2のトランジスタ、13は第1の
トランジスタ11のエミッタと第2のトランジスタ12
のベースとの間に電圧を与える電圧供給手段、14は第
1のトランジスタ11の入力電流を検出し、極性を反転
して第1,第2の出力端子に出力する第1の電流反転回
路、15は第2のトランジスタ12のコレクタに入力端
子が接続され、第1,第2の出力端子を有する第2の電
流反転回路、6は一端が接地され、他端が第1の電流反
転回路14の第1の出力端子と第2の電流反転回路15
の第1の出力端子と演算増幅器3の非反転入力端子に接
続されたインピーダンス回路、16は第1の電流反転回
路14の第2の出力電流と前記第2の電流反転回路の第
2の出力電流とを加算して出力信号を得る手段であると
ころの第3の電流反転回路、8は出力信号を電流から電
圧に変換するための抵抗である。
【0011】本実施例の動作について、以下説明する。
まず、第1のトランジスタ11はコレクタとベースが入
力端子となっており、正の電流のみを入力でき、第2の
トランジスタ12はエミッタが入力端子となっており、
負の電流のみを入力できる。また、第1のトランジスタ
11のエミッタと第2のトランジスタ12のベースとの
間には、入力信号が加わらない限り、それぞれのトラン
ジスタに流れる電流が無視できる程度に小さくなるよう
な電圧が、電圧供給手段13によって与えられており、
本実施例ではダイオード17と抵抗18に電流源19よ
り電流を流して発生させている。したがって、演算増幅
器3の出力電流が0のとき、それぞれのトランジスタの
出力電流は概略0に保たれている。
【0012】演算増幅器の出力電流をIA(S)、イン
ピーダンス回路6に流れ込む電流をIB(S)とすれ
ば、IA(S)が正のときには、第1の電流反転回路1
4を介して、また、IA(S)が負のときには、第2の
電流反転回路15を介してインピーダンス回路6に電流
が流れることになり、IB(S)=−IA(S)の関係
が成り立つ。インピーダンス回路6に発生する電圧をV
B(S)、そのインピーダンスをZ(S)とすると、V
B(S)=IB(S)・Z(S)となり、また、演算増
幅器3の出力端子の電圧と電流とが同位相であることか
ら、演算増幅器3の出力電圧とインピーダンス回路6に
発生する電圧とは逆位相となっている。したがって、演
算増幅器3の反転入力端子の入力電圧をVS(S)とす
ると、インピーダンス回路6に発生する電圧VB(S)
を演算増幅器3の非反転入力端子に帰還することによっ
て電圧フォロワが形成され、VB(S)はVS(S)に
つねに等しくなるように動作する。
【0013】第1の電流反転回路14の出力電流をI1
(S)、第2の電流反転回路15の出力電流をI2
(S)とすると、入力端子1の電圧VS(S)が0のと
きはI1(S)とI2(S)はいずれも概略0であり、
VS(S)が正の時は、第2の電流反転回路15にI2
(S)=VS(S)/Z(S)なる電流が流れ、VS
(S)が負のときには、第1の電流反転回路14にI1
(S)=VS(S)/Z(S)なる電流が流れる。
【0014】電流反転回路14,15はいずれも第2の
出力端子を有しており、その出力電流は第1の出力端子
の電流と等しくなる。電流反転回路14の第2の出力電
流は、第3の電流反転回路16を介して出力端子2に出
力されており、その出力電流I3(S)の値は、I3
(S)=−I1(S)となる。したがって、第2の電流
反転回路15の第2の出力電流と第3の電流反転回路1
6の出力電流とを加算して得られる出力端子2の出力電
流IO(S)の値は、IO(S)=I2(S)−I1
(S)となる。I2(S)は正の値であり、I1(S)
は負の値であるから、IO(S)の値はつねに正の値と
なる。
【0015】こうして、出力端子2には、入力端子1に
印加された電圧の瞬時値VS(S)をインピーダンス回
路6のインピーダンスZ(S)で除算した値の絶対値の
電流IO(S)=|VS(S)/Z(S)|が出力さ
れ、回路は全波整流の動作をする。
【0016】さて、従来例で述べたように、活性領域の
バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧VBE
はシリコンでは約0.7Vとなる。しかし、コレクタ電
流はVBEに対して対数的に変化し、VBEが18mV小さ
くなるごとに約2分の1となり、0.4Vでは0.7V
のときの約1/100000となる。本実施例におい
て、電圧供給手段13は第1のトランジスタ11のエミ
ッタと第2のトランジスタ12のベースとの間に電圧を
与えるものであるが、この電圧をかりにトランジスタ1
2のベース側が正の0.8Vとなるように設定する。入
力端子1の電圧の値が0のときには、演算増幅器3の出
力端子の電圧が負側電源端子10を基準として約0.4
Vとなり、トランジスタ11,12ともに流れる電流は
ほとんど無視できる値となる。入力端子1の電圧の値が
正のときには、トランジスタ12が活性状態となり、演
算増幅器3の出力端子の電圧は約0.1Vとなる。逆
に、入力端子1の電圧の値が負のときには、トランジス
タ11が活性状態となり、演算増幅器3の出力端子の電
圧は約0.7Vとなる。したがって、演算増幅器3の出
力端子は、負側電源端子10を基準として0.1Vから
0.7Vまでの電圧が出力できればよいことになり、そ
の条件であるならば0.9V程度の電源電圧でも動作可
能な演算増幅器を構成することができる。
【0017】図3は、図1の本発明の一実施例で使用す
る演算増幅器の一例を示す回路図であり、20は反転入
力端子、21は非反転入力端子、22は出力端子であ
る。反転入力端子20と非反転入力端子21との間に印
加された電圧信号は、PNP型トランジスタ23,24
で構成された差動増幅回路と電流反転回路25〜27と
を介して電流信号に変換され、出力端子22から出力さ
れる。前述したところの0.1Vから0.7Vまでの電
圧が出力でき、0.9V程度の電源電圧でも動作可能と
なる条件を満たすことができる。
【0018】また、図1に示した本実施例では第2の電
流反転回路15の入力として、ベースとコレクタを接続
したPNP型トランジスタを使用しており、電源電圧が
0.9Vのとき、第2のトランジスタ12のコレクタ電
圧は負側電源端子10を基準として約0.2Vとなる
が、トランジスタ12のベース電圧が0.8Vであれば
エミッタ電圧は0.1Vとなり、コレクタ・エミッタ間
の電圧は約0.1Vが確保できる。したがって、トラン
ジスタ12のコレクタ電流が飽和しない限り正常に動作
できる。
【0019】以上のように本実施例によれば、前記した
第1のトランジスタのエミッタと第2のトランジスタの
ベースとの間に適度な電圧を与えることにより、整流動
作をするときに回路の各端子に発生する電圧の値を小さ
く抑えることができ、乾電池1個などの低電圧電源でも
十分駆動することができる。
【0020】なお、本実施例では入力端子1に入力信号
を印加し、インピーダンス回路の一端を接地としたが、
逆にインピーダンス回路の一端に入力信号を印加し、入
力端子1を接地としてもよく、要するに、入力端子1と
インピーダンス回路の一端との間に入力信号が印加され
ればよい。
【0021】また、本実施例では第1,第2のトランジ
スタをNPN型トランジスタとしたが、PNP型トラン
ジスタでもよく、その場合各電流反転回路の電流の極性
が逆となるようにすればよい。
【0022】また、第1の電流反転回路の第2の出力電
流と第2の電流反転回路の第2の出力電流とを加算して
出力信号を得る手段としては、本実施例では第3の電流
反転回路を第1の電流反転回路の出力側に入れたが、逆
に第2の電流反転回路の出力側にいれてもよいし、ある
いは、電流反転回路を使わずに演算増幅器を用いて加算
してもよい。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明は前述した回路構成
とし、前記した第1のトランジスタのエミッタと第2の
トランジスタのベース間に適度な電圧を与えることによ
り、整流動作をするときに回路の各端子に発生する電圧
の値を小さく抑えることができ、乾電池1個などの低電
圧電源でも十分駆動することが可能となる優れた全波整
流回路を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における全波整流回路の構成
を示す回路図
【図2】従来例の全波整流回路の構成を示す回路図
【図3】図1の本発明の一実施例で使用する演算増幅器
の一例を示す回路図
【符号の説明】
1 入力端子 2 出力端子 3 演算増幅器 4 NPN型トランジスタ 5 PNP型トランジスタ 6 インピーダンス回路 7 電流反転回路 8 抵抗 9 正側電源端子 10 負側電源端子 11,12 NPN型トランジスタ 13 直流電圧源 14〜16 電流反転回路 17 ダイオード 18 抵抗 19 電流源 20 反転入力端子 21 非反転入力端子 22 出力端子 23,24 PNP型トランジスタ 25〜27 電流反転回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反転入力端子に入力信号が印加される演算
    増幅器と、前記演算増幅器の出力端子に入力端子として
    コレクタおよびベースが接続された第1のトランジスタ
    と、前記演算増幅器の出力端子に入力端子としてエミッ
    タが接続され、前記第1のトランジスタとは逆方向の電
    流が入力される第2のトランジスタと、前記第1のトラ
    ンジスタのエミッタと前記第2のトランジスタのベース
    との間に電圧を与える電圧供給手段と、前記第1のトラ
    ンジスタの入力電流を検出し、極性を反転して第1,第
    2の出力端子に出力する第1の電流反転回路と、前記第
    2トランジスタのコレクタに入力端子が接続され、第
    1,第2の出力端子を有する第2の電流反転回路と、一
    端が接地され、他端が前記第1の電流反転回路の第1の
    出力端子と前記第2の電流反転回路の第1の出力端子と
    前記演算増幅器の非反転入力端子とに接続されたインピ
    ーダンス回路と、前記第1の電流反転回路の第2の出力
    電流と前記第2の電流反転回路の第2の出力電流とを加
    算して出力信号を得る手段とを備えた全波整流回路。
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