JPH066608Y2 - 利得可変回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はオッシロスコープ等に用いられる利得可変回路
に関する。

（従来技術） オッシロスコープ等に用いられる広帯域信号の利得可変
回路は、ステップ状に利得が切替えられる減衰器のステ
ップ間において利得を連続的に可変するために設けられ
ており、利得変更のときにおいても周波数特性の変化が
少ないことが望まれる。

従来の利得可変回路は第２図〜第５図に示す如きものが
あった。

第２図に示した利得可変回路は入力信号をトランジスタ
Ｑ_０からなるエミッタホロワで受け、トランジスタＱ_０
のエミッタに接続したポテンショメータＶＲ_１の出力を
差動増幅器を構成するトランジスタQ₁、Q₂中の一方のト
ランジスタＱ_１のベースに供給している。

第３図に示した利得可変回路は差動増幅器を構成するト
ランジスタＱ_１のエミッタとトランジスタＱ_２のエミッ
タとの間に可変抵抗ＶＲ_２を接続し、可変抵抗ＶＲ_２の
抵抗値を可変することにより利得を可変している。

第４図に示した利得可変回路は差動増幅器を構成するト
ランジスタＱ_１のコレクタとトランジスタＱ_２のコレク
タとの間に可変抵抗ＶＲ_３を接続し、可変抵抗ＶＲ_３の
抵抗値を可変することにより利得を可変している。

第５図に示した利得可変回路は第３図および第４図に示
した利得可変回路を重畳した如き回路であって、差動増
幅器を構成するトランジスタＱ_１、Ｑ_２のエミッタ間に
可変抵抗VR_2Aを、コレクタ間に可変抵抗VR_2Aと互に逆の
方向に連動する可変抵抗VR_3Aを接続し、可変抵抗VR_2Aお
よびVR_3Aの抵抗値を可変することにより利得を可変して
いる。

（考案が解決しようとする問題点） 第２図に示した従来の利得可変回路においては入力が差
動構成になっておらず、可変抵抗ＶＲ_１の設定により、
アースとトランジスタＱ_１のベース間の抵抗値とアース
とトランジスタＱ_２のベース間の抵抗値が一致せず、イ
ンピーダンス差が生ずるため、直流ドリフトが存在する
問題点があった。

第３図に示した利得可変回路によればトランジスタQ₁、Q
₂のエミッタ間の直流抵抗分が可変抵抗ＶＲ_２の設定に
より可変しており、直流的には問題ないが、エミッタピ
ーキングの時定数が変化し、利得変更により周波数特性
が変化する問題点があった。

第４図に示した利得可変回路によればトランジスタQ₁、Q
₂のコレクタでの可変であるが、この設定により、この
抵抗分と次段増幅器の入力容量、差動増幅器の出力容量
およびストレー容量等により構成される時定数に変化を
生じ、利得変更により第３図の場合とは逆方向に周波特
性が変化する問題点があった。

第５図に示した利得可変回路は第３図に示した利得可変
回路における利得可変のときの周波数特性の変化と、第
４図に示した利得可変回路における利得可変のときの周
波数特性の変化とが逆であることを利用して周波数特性
の変化を抑圧しようとしているが、複合的な構成である
ため、可変抵抗VR_2A、VR_3Aにコンデンサを設けたりして
補正をせねばならず、この補正が複雑であるほか、利
得、可変抵抗の抵抗値に制約がある問題点があった。

本考案は上記の問題点を解決し、特に周波数特性の変化
についてその原因となるインピーダンス変化をきわめて
小さくして、周波数特性変化の少ない利得可変ができる
利得可変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） 本考案は上記の問題点を解決するために次の如く構成し
た。

連動する第１の可変抵抗と第２の可変抵抗との間に抵抗
を接続し、差動増幅器の出力端にそれぞれ前記第１の可
変抵抗の摺動子を、前記第２の可変抵抗の摺動子を各別
に接続し、前記第１、第２の可変抵抗の前記抵抗が接続
されていない方の固定端子を次段の差動増幅器入力端の
それぞれに各別に接続した。

（作用） 本考案は上記の如く構成したため、前記差動増幅器の出
力バイアス抵抗を、第１のおよび第２の可変抵抗の抵抗
値より充分大きくすることにより、前記次段の差動増幅
器の入力端から前段の差動増幅器側をみたときの抵抗値
の変動を第１のおよび第２の可変抵抗の摺動子位置によ
る移動にかかわらず殆んど無くすることができる。そこ
で第１のおよび第２の可変抵抗の摺動子位置を設定する
ことにより利得を可変することができるが、この場合に
上記の如く前記入力端からみた抵抗の変化は少ない。こ
のため利得を変えた場合においても、前記差動増幅器の
エミッタピーキングの時定数、前記次段の差動増幅器の
入力容量等により構成される時定数等、周波数特性の変
化の原因となるインピーダンス、すなわち前記次段の差
動増幅器の入力側から前段の差動増幅器の出力側をみた
インピーダンスの変動を最小限にできて、周波数特性の
変動は小さく抑制される。

（考案の実施例） 以下、本考案を実施例により説明する。

第１図は本考案の一実施例の構成を示す回路図である。

トランジスタQ_1、Q2、エミッタ抵抗R_E1、R_E2、出力バイア
ス抵抗R_L1、R_L2、トランジスタQ₁、Q₂のエミッタ間に接続
したエミッタピーキングのためのコンデンサＣ_０とから
差動増幅器が構成してある。ここでエミッタ抵抗R_E1＝R
_E2、出力バイアス抵抗R_L1＝R_L2に設定してあり、それぞ
れR_E、R_Lで代表する。

一方、トランジスタQ₃、Q₄からなる次段の差動増幅器が
構成してあり、トランジスタＱ_３のベースとトランジス
タＱ_４のベースとの間には可変抵抗ＶＲ₅、抵抗Ｒ₇、抵
抗Ｒ₈、可変抵抗ＶＲ₆の直列回路が接続してある。可変
抵抗ＶＲ_５とＶＲ_６とは互に逆の方向に連動して作動
し、たとえば可変抵抗ＶＲ_５の摺動子を矢印Ａの方向に
移動させたときは可変抵抗ＶＲ_６の摺動子は矢印Ｂの方
向に移動する。また可変抵抗ＶＲ_５の抵抗値と可変抵抗
ＶＲ_６の抵抗値とは等しく設定してあり、可変抵抗ＶＲ
で代表する。

一方、トランジスタＱ₁およびＱ₂からなる差動増幅器の
出力端はそれぞれ各別に可変抵抗ＶＲ_５の摺動子および
可変抵抗ＶＲ_６の摺動子に接続してある。

上記の如く構成された本考案の一実施例において、トラ
ンジスタＱ₁およびＱ₂からなる差動増幅器の出力は、ト
ランジスタＱ₃およびＱ₄からなる差動増幅器にて増幅さ
れる。この２段の差動増幅器による利得は可変抵抗VR₅、
VR₆の摺動子位置により設定される。

いま上記の実施例において、トランジスタＱ_１、Ｑ_２の
出力抵抗（コレクタ・エミッタ間抵抗を含む）は、出力
バイアス抵抗Ｒ_Ｌの抵抗値(r_L)、可変抵抗ＶＲの抵抗値
(v_r)、抵抗R₇、R₈の抵抗値(r₇、r₈)に比較して充分に大き
いのが通常である。ここで抵抗値r₇＝r₈＝ｒに設定して
あり、抵抗値r_Lは抵抗値v_r,r,v_r＋ｒに比較して充分大
きい値に設定されている。

さらにまた、通常、広帯域増幅器では周波数特性補正の
ためエミッタピーキングが行なわれているため、トラン
ジスタQ₁、Q₂の等価入力容量（エミッタ接地）は帰還容
量と同等もしくはそれ以上である。

上記の如き状態において、可変抵抗ＶＲ_５の摺動子が固
定端子１に、可変抵抗ＶＲ_６の摺動子が固定端子２に接
触しているとき、すなわち利得最大時におけるトランジ
スタＱ_３のベースからその入力側をみたときのインピー
ダンスは、v_r＋ｒの抵抗分と、トランジスタＱ_１の帰還
容量とストレー容量とで構成される容量Ｃ₁₁と、トラン
ジスタＱ_３の入力容量とストレー容量とで構成される容
量Ｃ₂₁とにより構成されることになる。またトランジス
タＱ_４についても同様で、容量Ｃ₁₁がＣ₁₂に、容量Ｃ₂₁
がＣ₂₂になるのみであり、 Ｃ_１１≒Ｃ_２１、Ｃ_２１≒Ｃ_２２である。

ついで利得を可変する（この場合は減衰）ために、可変
抵抗VR₅、VR₆の摺動子をそれぞれ矢印Ａ、Ｂ側に移動さ
せた場合、トランジスタＱ_１、Ｑ_２のコレクタ側からみ
た直流抵抗分は変化するが、トランジスタQ₁、Q₂の出力
抵抗および出力バイアス抵抗r_Lが大きいために、トラン
ジスタQ₃、Q₄のベースからみたときのそれには変化はな
い。したがって全体のインピーダンス変化はたとえば、
第４図に示した従来例に比較して小さく、周波数特性の
変化が少ない利得可変出力が得られることになる。

（考案の効果） 以上説明した如く本考案によれば、抵抗を介して直列に
接続された第１および第２の可変抵抗を備え、差動増幅
器の出力端をそれぞれ前記第１、第２の可変抵抗の摺動
子に各別に接続し、第１、第２の可変抵抗の前記抵抗が
接続されていない固定端子を次段の差動増幅器の入力端
に接続したため、前記第１、第２可変抵抗器の摺動子位
置を変化させたときにおける前記次段の差動増幅器の入
力側から前段の差動増幅器の出力側をみたインピーダン
ス変動を最小限にすることができて、利得変更にともな
って周波数特性が変化させられることは殆んどなくな
る。

また可変抵抗の摺動子位置の変化によるトランジスタの
動作条件変化がないので、次段の差動増幅器を含めて、
利得可変回路を受動素子として取扱うことができて、設
計が容易となる効果もある。

また、第５図で示す従来例の如く複合型ではないため、
抵抗値、増幅器利得等に制約がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示す回路図。 第２図〜第５図は従来例の構成を示す回路図。 Ｑ_０〜Ｑ_４……トランジスタ、VR₅およびVR₆……可変抵
抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】連動する第１の可変抵抗と第２の可変抵抗
   との間に抵抗を接続し、差動増幅器の出力端にそれぞれ
   前記第１の可変抵抗の摺動子を、前記第２の可変抵抗の
   摺動子を各別に接続し、前記第１、第２の可変抵抗の前
   記抵抗が接続されていない方の固定端子を次段の差動増
   幅器入力端のそれぞれに各別に接続してなることを特徴
   とする利得可変回路。