JPH07221597A - 相互コンダクタンス浮動抵抗回路 - Google Patents

相互コンダクタンス浮動抵抗回路

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JPH07221597A
JPH07221597A JP7031631A JP3163195A JPH07221597A JP H07221597 A JPH07221597 A JP H07221597A JP 7031631 A JP7031631 A JP 7031631A JP 3163195 A JP3163195 A JP 3163195A JP H07221597 A JPH07221597 A JP H07221597A
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JP
Japan
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circuit
transconductance
input
amplifier
floating
Prior art date
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Application number
JP7031631A
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English (en)
Inventor
Peter G Laws
グラハム ローズ ピーター
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Plessey Semiconductors Ltd
Original Assignee
Plessey Semiconductors Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/46One-port networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッファ工程における電力オフセットを抑え
る相互コンダクタンス浮動抵抗回路を提供する。 【構成】 相互コンダクタンス回路40は、単一差動相
互コンダクタンス工程を用いて相互コンダクタンス増幅
器41の両出力29、30をそれに対応する両入力2
3、24にフィードバックする。その結果、端子15が
相互コンダクタンス増幅器41の2つの入力接続から繋
がれる2方向性の浮動抵抗器が得られる。増幅器41の
1出力が、それに対応する増幅器の入力に戻る代わりに
接地基準17に帰り、その増幅器41の入力によって回
路の入力が特別に形成される変更相互コンダクタンス回
路50により、未変更回路の浮動抵抗器における高入力
インピーダンス・バッファと同等の回路が得られる。こ
の変更回路50は、ジャイレータ・フィルタ回路におけ
る前端工程として特に有益である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、相互コンダクタンス浮
動抵抗回路に関し、特にジャイレータ・フィルタにおけ
る使用(但し、専用使用ではない)のための相互コンダ
クタンス浮動抵抗回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にLCフィルタは、相互コンダクタ
ンス増幅器の使用によってフィルタの誘導素子がコンデ
ンサから旋回するジャイレータ回路として実現されてい
る。このようなフィルタ配列では、フィルタ回路の特性
インピーダンスによって入力と出力の両方において終了
することが必要で、ジャイレータ回路の場合は適合する
相互コンダクタンス工程からなる浮動抵抗器によりこれ
が実現される。図4は典型的な相互コンダクタンス浮動
抵抗回路10を示す。ここでは2つの相互コンダクタン
ス増幅器12および13は入力・出力端子14および1
5間を疑似するよう配列され、その際抵抗器は使用する
増幅器の相互コンダクタンスに関係した値を有する。こ
の抵抗器は、抵抗器16として図の右側に表示してあ
る。相互コンダクタンス増幅器12、13は一般に図5
で示す回路として実現されており、ここでは複合器2
1、22を有する差動増幅器は、それぞれPNPとNP
N電源25、26および27、28から電力の供給を受
け、差動増幅器の差動出力29、30は差動増幅器の複
合器21、22の共通コレクタから接続され、差動入力
23、24は平行接続された複合器21、22のベース
に接続される。
【0003】図4に戻って注意すべき点は、ここでは入
力・出力両方が適用される共通基準電位17が表示され
てはいるが、この配列構成による抵抗器自体が直接この
電位に適用されるのではなく、「浮動」として知られて
いるものである。しかし、共通基準電位17は負入力1
8、19に対して正確なバイアスを行うために、まだ相
互コンダクタンス増幅器12、13において使用されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】既知のフィルタ配列で
は、図4の浮動抵抗器が前工程からの入力信号Vinを
負荷しすぎないよう、図4の回路は主ジャイレータ回路
の前にインピーダンス整合に使用されるが、この場合、
バッファは高入力インピーダンスをもった抵抗器の上流
に付加される。しかし、バッファは浮動入力抵抗の必要
インピーダンスを維持するために低出力インピーダンス
も提示しなければならない。このため、バッファはジャ
イレータ回路全体の電力消費を増加させながら高電流レ
ベルで運転する必要がある。また、ほんの小さなオフセ
ットでさえ次のジャイレータ工程でのダイナミックレン
ジを減少させる原因となり得るため、バッファ工程にお
ける電力オフセットは最小限に抑えるよう注意しなけれ
ばならない。
【0005】本発明の目的は、既知の浮動抵抗器ジャイ
レータ入力配置の上記欠点を軽減することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
れば、第1および第2の入力、及びそれに対応する第1
および第2の出力を有する差動相互コンダクタンス増幅
器を有し、前記第1および第2の出力がそれぞれ前記第
1および第2の入力に接続され、浮動抵抗回路の入力お
よび出力がそれぞれ相互コンダクタンス増幅器の第1お
よび第2の入力から繋がれている相互コンダクタンス浮
動抵抗回路が提供される。
【0007】この配列により単工程の浮動抵抗器を提供
することができ、それによりハードウェアが節約でき、
更に相互コンダクタンス増幅器中のアクティブトランジ
スタ(図5のトランジスタ31〜34)がそれぞれ短絡
されたベースとコレクタを有するため、回路は無条件で
安定し、またはっきりとしたバイアス状態をもつことが
できる。こうしてこれらのトランジスタはダイオードと
して効果的に接続され、信号利得を発生させることはな
い。小さな入力信号においては、この回路は複合差動器
21、22の全有効内部エミッタ抵抗(rs)による抵
抗値をもつ浮動抵抗器と同じになる。
【0008】相互コンダクタンス増幅器の第1出力を相
互コンダクタンス増幅器の第1入力に繋ぐ代わりに基準
電位に接続するにあたって、浮動抵抗回路は一部変更す
ることができ、その際、基準電位は浮動抵抗回路の入力
と出力に対しては共通な基準レベルを提供する。
【0009】この変更の結果、増幅器は電流を増幅器の
第1入力端子にフィードバックさせないことで高入力イ
ンピーダンスをもつことができるが、同時に出力インピ
ーダンス、すなわち次のフィルタ工程からみたときの浮
動抵抗は影響を受けないままとなる。この配置は、バッ
ファ工程に先行される浮動抵抗器工程と同等である。そ
して、回路はダイオードをもつエミッタフォロワと同じ
になるため安定し続ける。こうして、回路は一方向性特
質をもつことでジャイレータ・フィルタの入力工程にお
いて最適なものとなる。
【0010】上記の発明に従って浮動抵抗器を変更する
ことで得られる利点として更に挙げられるのは、変更し
た抵抗回路がジャイレータ回路の入力工程に使用された
場合、抵抗回路の差動入力(図5の端子23、24)に
は帯域内信号周波数に対して入力信号電圧の半分しかか
からないことである。図4に示す既知の抵抗回路がこの
ように使用された場合は、抵抗回路にはその差動入力端
子に対して全入力信号電圧がかかることになる。従って
本発明のバッファ/抵抗器配置だと、既知の配置の信号
処理能力の2倍を提示することができる。帯域外の信号
処理については変わらないが、この場合、既知の配置と
本発明による配置の両方において全入力信号は増幅器の
入力端子に出現する。
【0011】本発明の第2の態様によれば、前端に上記
の相互コンダクタンス浮動抵抗回路を有するジャイレー
タ・フィルタ回路が提供される。
【0012】
【実施例】図面を参照しながら、本発明を実施例に基づ
き説明する。
【0013】図1には、図5に図示する差動増幅器の構
成をもつ相互コンダクタンス増幅器41を有する、本発
明による相互コンダクタンス浮動抵抗回路40が示され
ている。2つの図で対応する要素は同じ参照符号を付し
てある。
【0014】「+」で記された差動対21、22の一方
の出力29(図4参照)は、同側の入力23に帰還され
る。同様に、差動対21、22の他方の出力30は、そ
れと対応する入力24に繋がれる。このような構成の配
置は基準電位に直接言及されない浮動配置で、回路は2
方向性となる。つまり、回路上の端子14、15はどち
らも入力として利用できるのである。その結果としてあ
るのが、端子14、15間の浮動回路要素で、差動増幅
器工程の相互コンダクタンスと関係した値を示す端子間
の抵抗器と同等である。その抵抗は、相互コンダクタン
スを変動させることにより、はっきり変化させることが
できる。
【0015】回路の動作方法を説明するにあたり、まず
差動増幅器トランジスタ31〜34の基準電流は発生し
ているコレクタ電流と比べて非常に小さいと想定する。
これはつまり、トランジスタが高電流利得βをもつとい
うことである。ここで相互コンダクタンス増幅器41の
端子23と24の間に信号電圧Viが存在すると仮定す
ると、電流はgmiで増幅器の両出力29、30におい
て生じることになり、このgmは複合差動増幅器41の
全有効相互コンダクタンスである。(表示電流の検出を
矢印で示す。)増幅器はプッシュプルであるため、出力
29、30における電流の検出は逆で、適切なトランジ
スタマッチングにより等しくなると考えられる。ここで
電線23、24を通って増幅器41に入る入力電流は無
視できる程度のものと想定されるため、回路の入力端子
14における電流は、増幅器の出力端子30を流れる電
流と同じになり、同様に、回路の出力端子15における
電流も、増幅器の出力端子29を流れる電流、すなわち
miと同じになる。同じ回路条件により、インピーダ
ンスを通して出力端子15に接続される入力端子14が
得られ、その際インピーダンスはgmiに等しい電流を
通すことになる。しかし、Vi=V1−V2であるため、
インピーダンス値は1/gmでなければならない。ま
た、このインピーダンス条件には周波数の依存関係が存
在しないため、インピーダンスは完全な抵抗を示さなけ
ればならない。
【0016】そこで図1に示す回路は、上記のように全
部を1つの相互コンダクタンス増幅器41に結集して浮
動抵抗器によるバッファ工程と同じものを提供するため
に変更されることになる。この変更は相互コンダクタン
ス工程50として図2に示す。この変更された回路で
は、図1の配置についてはそのままだが、端子30と2
4間で帰還接続を行う代わりに、出力端子30が基準電
位17に繋がれることになる。回路の入力は端子14、
出力は端子15で構成される。
【0017】この回路は次のように動作される。
【0018】先の前提、すなわち増幅器の端子23と2
4における入力電流は無視でき、電圧Viが増幅器の入
力端子23、24に対して存在するという条件では、電
流gmiは表示のセンスで増幅器の出力29において発
生し、それと等しい逆の電流(逆向き矢印)がもう一方
の出力30で発生する。前記同様、回路の出力端子15
を流れる電流は出力29の電流、すなわちgmiと同じ
だが、今回はそれに対応する電流は回路の入力端子14
上には存在せず、これは端子14と端子30間にフィー
ドバックがないためである。こうして回路出力端子15
上の電流gmiは、次のフィルタ工程(表示外)の入力
回路を通り基準レベル17を経て、それから増幅器出力
30に戻って完全な回路を形成することになる。回路入
力端子14上には(理想的にも)信号電流需要が存在し
ないため、この入力接続は増幅器41の出力回路から、
また次のいかなるフィルタ工程からでもはっきりと有効
に緩衝することができる。
【0019】従って図2の回路は、図1に示す浮動抵抗
器により入力バッファと同じものを提供することができ
る。また図2では、回路出力端子15上で図1の回路で
存在した同じフィードバック状態、すなわち増幅器41
の端子29と23間のフィードバックが存在するため、
次のフィルタ工程で見られる変更工程の出力インピーダ
ンスは一定となる。
【0020】上述の分析では相互コンダクタンス増幅器
41の入力ベース電流は0であると想定されたが、実際
は、もし増幅器の複合器2つが適合していれば、その両
方における有限のベース電流は実質的には同等かつ逆に
なり、端子14と15で等しい電流を上昇させる。しか
し、浮動抵抗器16で得られる値は約1+1/βの割合
で理想値1/gmとは異なることになる。
【0021】図6と図3は、従来の浮動抵抗器配置、及
び本発明を典型的なジャイレータ・フィルタ回路60の
前端に組み込んだバッファ/抵抗器配置を示している。
図6の従来の抵抗回路10は、必要なアイソレーション
を獲得するために別のバッファ工程70と共に使用され
る。図5に示す入力抵抗器工程50に関してはそのよう
な別のバッファは必要とされず、これは前述の通り、バ
ッファと浮動抵抗器の機能が同時に実行されるからであ
る。更に、この工程ではハードウェアと必要な作動電流
が節約される。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、バッファ工程における
電力オフセットを抑える相互コンダクタンス浮動抵抗回
路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の様態による相互コンダクタンス
浮動抵抗器の回路図である。
【図2】図1の相互コンダクタンス浮動抵抗器の変更バ
ージョンの回路図である。
【図3】本発明による相互コンダクタンス浮動抵抗回路
より供給される既知のジャイレータ・フィルタの回路図
である。
【図4】既知の相互コンダクタンス浮動抵抗器である。
【図5】図4の浮動抵抗器で使用される典型的な相互コ
ンダクタンス増幅器の回路図である。
【図6】既知の相互コンダクタンス浮動抵抗回路より供
給される既知のジャイレータ・フィルタの回路図であ
る。
【符号の説明】
10 相互コンダクタンス浮動抵抗回路 12、13 相互コンダクタンス増幅器 14 入力端子 15 出力端子 16 抵抗器 17 基準電位 18、19 負入力 21、22 複合器 23、24 差動入力 25、26 PNP電源 27、28 NPN電源 29、30 差動出力 31〜34 トランジスタ 40 相互コンダクタンス浮動抵抗回路 41 相互コンダクタンス増幅器 50 相互コンダクタンス工程 60 ジャイレータ・フィルタ回路 70 バッファ工程

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2の入力、及びそれに対応
    する第1および第2の出力を有する差動相互コンダクタ
    ンス増幅器を有し、前記第1および第2の出力がそれぞ
    れ前記第1および第2の入力に接続され、浮動抵抗回路
    の入力および出力がそれぞれ相互コンダクタンス増幅器
    の第1および第2の入力から繋がれている相互コンダク
    タンス浮動抵抗回路。
  2. 【請求項2】 前記相互コンダクタンス増幅器の第1の
    出力が前記相互コンダクタンス増幅器の第1の入力に接
    続される代わりに基準電位に接続され、前記基準電位が
    浮動抵抗回路の入力および出力に対して共通の基準レベ
    ルを形成する請求項1記載の相互コンダクタンス浮動抵
    抗回路。
  3. 【請求項3】 図6と図3の表示を参照して後述される
    相互コンダクタンス浮動抵抗器回路。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の相互コンダクタンス浮動
    抵抗回路を前端に含むジャイレータ・フィルタ回路。
JP7031631A 1994-01-29 1995-01-27 相互コンダクタンス浮動抵抗回路 Pending JPH07221597A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9401718A GB2286090B (en) 1994-01-29 1994-01-29 Transconductance floating resistor circuit
GB9401718.3 1994-01-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07221597A true JPH07221597A (ja) 1995-08-18

Family

ID=10749539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7031631A Pending JPH07221597A (ja) 1994-01-29 1995-01-27 相互コンダクタンス浮動抵抗回路

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0665640B1 (ja)
JP (1) JPH07221597A (ja)
DE (1) DE69511126T2 (ja)
GB (1) GB2286090B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007158567A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Nec Electronics Corp アッテネータ

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Publication number Publication date
GB2286090A (en) 1995-08-02
GB9401718D0 (en) 1994-03-23
EP0665640B1 (en) 1999-08-04
EP0665640A1 (en) 1995-08-02
GB2286090B (en) 1998-11-11
DE69511126T2 (de) 2000-04-06
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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040427