JPH09116357A - 可変利得増幅回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変電流増幅回路へのバイアス電流を最小利
得から最大利得設定に対応して増減し、小さい利得設定
時のバイアス電流を不必要に大きくせずに、その消費電
流を低減する。 【解決手段】 可変電流増幅回路１４へのバイアス電流
を最小利得設定から最大利得設定に応じて増減する。最
小利得設定時は、これに対応する少ないバイアス電流Ｉ
を可変電流増幅器１４に供給するように制御回路１２が
バイアス電流可変供給回路１５を制御する。また、最大
利得設定時には、これに対応し、かつ、出力信号の最大
振幅レベルで歪みが生じない大きな値のバイアス電流Ｉ
を可変電流増幅器１４に供給するように制御回路１２が
バイアス電流可変供給回路１５を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、設定利得に対応し
て可変電流増幅器のバイアス電流を増減する可変利得増
幅回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の可変利得増幅回路の構成を
示す回路図である。図２に示す例は、増幅対象の信号を
コンデンサＣ１及び端子Ｐ２を通じて出力する信号源１
と、可変利得増幅回路の増幅利得の設定（単に、利得設
定と記載する）のために電圧ＶＣＣを可変して端子Ｐ１
に供給する可変抵抗器ＶＲとが設けられている。また、
端子Ｐ１からの可変電圧ＶＣＣと基準電圧ＶＥとを比較
し、この比較した差の値の利得設定電圧を出力する制御
回路２とを有している。

【０００３】さらに、信号源１が出力する信号を、制御
回路２からの利得設定電圧に応じた設定利得で増幅して
出力する可変利得増幅回路３と、この可変利得増幅回路
３の出力端に直列接続される抵抗器Ｒ２及びコンデンサ
Ｃ２とが設けられている。また、抵抗器Ｒ２及びコンデ
ンサＣ２を通じた電流信号を増幅し、その出力信号を端
子Ｐ３を通じて送出する可変電流増幅器４と、この可変
電流増幅器４にバイアス電流Ｉを供給するためのバイア
ス電流供給回路５とを有している。

【０００４】次に、この従来例の動作について説明す
る。この従来例の可変利得増幅回路の増幅の利得設定を
行うための、可変抵抗器ＶＲで可変された電圧ＶＣＣが
端子Ｐ１を通じで制御回路２に入力される。制御回路２
では、入力された電圧を基準電圧ＶＥと比較し、この比
較による差の電圧を、次段の可変利得増幅回路３での利
得設定用の電圧として出力する。この利得設定電圧に基
づいて可変利得増幅回路３での利得が設定され、この利
得設定の値に基づいて端子Ｐ１を通じて信号源１から供
給される入力信号を増幅して出力する。

【０００５】この増幅信号が抵抗器Ｒ２、コンデンサＣ
２を通じて電流信号に変換されて可変電流増幅器４に入
力される。可変電流増幅器４には、可変抵抗器ＶＲによ
る最大利得設定時の出力信号の最大振幅レベルの場合に
も歪みが発生しないバイアス電流Ｉをバイアス電流供給
回路５から供給して、増幅した出力信号を端子Ｐ３から
送出する。

【０００６】この動作では、可変電流増幅器４での出力
信号の最大振幅レベル（ｐ−ｐ）が、端子Ｐ１からの電
圧ＶＣＣ（制御回路２からの利得設定電圧）の最小電圧
値から最大電圧値（最小利得設定から最大利得設定）に
基づいて、例えば、６ｍＡｐ−ｐ〜２５ｍＡｐ−ｐまで
変化する。この場合、可変電流増幅器４へバイアス電流
供給回路５から供給されるバイアス電流Ｉは、最大利得
設定時での出力信号の最大振幅レベル（２５ｍＡｐ−
ｐ）の場合にも歪が生じないように、バイアス電流供給
回路５から、例えば、電流１２．５ｍＡを供給してい
る。

【０００７】このように、この従来例では可変電流増幅
器４に、最大利得の設定時にも歪みが発生しないよう
に、この最大利得の最大振幅レベルに対応したバイアス
電流Ｉを供給して、その増幅を行っている。

【０００８】このような従来技術としては、特開平２−
１７９０２１号公報の「可変利得増幅回路」が知られて
おり、この従来例では、負荷抵抗器の分割点の電圧を電
圧検出器によって検出し、この電圧に基づいて電圧制御
器を制御して負荷抵抗値を切り替え、その利得を可変で
きるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示した従来例の可変利得増幅回路では、最小利得に設定
された際にも、バイアス電流供給回路５から、最大利得
時と同様の大きな電流（１２．５ｍＡ）を供給してい
る。この場合、最小利得の設定時は、バイアス電流供給
回路５からの供給電流は、例えば、３ｍＡで十分であ
る。したがって、最小利得の設定時でのバイアス電流Ｉ
が不必要に大きくなって、その消費電流が増加してしま
うという欠点があった。

【００１０】また、特開平２−１７９０２１号の従来例
では、負荷抵抗器を切り替えて利得を可変し、その構成
素子数を減らすものであり、増幅素子のバイアス電流の
増減制御による消費電流の低減は出来ない。

【００１１】本発明は、このような従来の技術における
課題を解決するものであり、可変電流増幅回路へのバイ
アス電流を最小利得から最大利得設定に対応して増減
し、小さい利得設定時のバイアス電流が不必要に大きく
ならず、その消費電流を低減できる可変利得増幅回路の
提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１記載の発明の可変利得増幅回路は、増幅の
利得制御を行う電圧を供給する電圧可変手段と、電圧可
変手段からの電圧と基準電圧とを比較し、この比較した
差の利得設定電圧を出力する制御手段と、制御手段から
の利得設定電圧に対応した設定利得で入力信号を増幅し
て出力する可変利得増幅手段と、可変利得増幅手段から
の出力電圧信号を電流信号に生成して送出する電流信号
生成手段と、電流信号生成手段からの電流信号を増幅し
て出力する可変電流増幅手段と、可変電流増幅手段へ制
御手段からの利得設定電圧での設定利得に対応して増減
した値のバイアス電流を供給するバイアス電流可変供給
手段とを備える構成としてある。

【００１３】請求項２記載の可変利得増幅回路は、前記
電流信号生成手段として、直列接続の抵抗器及びコンデ
ンサを用いる構成としてある。

【００１４】請求項３記載の可変利得増幅回路は、前記
バイアス電流可変供給手段が可変電流増幅手段に供給す
るバイアス電流を、最大利得設定時の最大振幅レベルで
歪みが発生しない電流値となるようにした構成としてあ
る。

【００１５】請求項４記載の可変利得増幅回路は、前記
制御手段に、基準電圧を可変する可変基準電圧設定回路
を設け、この可変基準電圧設定回路での可変基準電圧
と、電圧可変手段からの可変電圧と比較する構成として
ある。

【００１６】このような請求項１，２，３，４記載の可
変利得増幅回路によれば、入力信号を制御手段からの利
得設定電圧に応じて可変増幅し、かつ、可変電流増幅手
段が増幅して出力する。この場合、可変電流増幅手段へ
のバイアス電流を制御手段から利得設定電圧に応じて増
減して供給している。

【００１７】すなわち、最大利得設定時の最大振幅レベ
ルでの歪みが発生しない大きな値のバイアス電流を可変
電流増幅手段に供給し、また、最小利得設定時の出力信
号で必要な小さい値のバイアス電流を可変電流増幅手段
に供給している。この結果、最小利得設定時は、従来例
の最大利得設定時の最大振幅レベルでの歪みが発生しな
い大きな値のバイアス電流を常に供給している場合に比
較して、不必要に大きくならず、その消費電流が低減さ
れる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の可変利得増幅回路
の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は
本発明の可変利得増幅回路の一実施形態における構成を
示す回路図である。図１において、増幅対象の信号をコ
ンデンサＣ１１及び端子Ｐ１２を通じて出力する信号源
１１と、電圧ＶＣＣを可変して端子Ｐ１１に供給する可
変抵抗器ＶＲとを有している。

【００１９】さらに、端子Ｐ１１からの可変電圧ＶＣＣ
及び基準電圧ＶＥとを比較し、この比較した差の値の利
得設定電圧を出力する制御回路１２と、信号源１１が出
力する信号を制御回路１２からの利得設定電圧に基づい
た設定利得で増幅して出力する可変利得増幅回路１３
と、この可変利得増幅回路１３の出力端に直列接続され
て、電流信号を出力する抵抗器Ｒ１２及びコンデンサＣ
１２とが設けられている。

【００２０】また、抵抗器Ｒ１２及びコンデンサＣ１２
からの電流信号を可変増幅した出力信号を端子Ｐ１３を
通じて出力する可変電流増幅器１４と、この可変電流増
幅器１４へのバイアス電流Ｉを端子Ｐ１１からの電圧Ｖ
ＣＣ（制御回路１２からの利得設定電圧）によって増減
して供給するバイアス電流可変供給回路１５とを有して
いる。

【００２１】次に、この実施形態の動作について説明す
る。利得を設定するために可変抵抗器ＶＲで可変した電
圧ＶＣＣが端子Ｐ１１を通じて制御回路１２に入力され
る。制御回路１２では、入力された電圧を基準電圧ＶＥ
と比較し、この比較差の利得設定電圧を次段の可変利得
増幅回路１３に、この実施形態での可変利得増幅回路の
利得設定を行うための電圧として出力する。この利得設
定電圧に基づいた設定利得で、可変利得増幅回路１３
が、端子Ｐ１１を通じて信号源１１から供給される入力
信号を増幅して出力する。

【００２２】この可変利得増幅回路１３から出力される
増幅信号（増幅電圧信号）が抵抗器Ｒ１２、コンデンサ
Ｃ１２を通じて電流信号に変換されて可変電流増幅器１
４に入力される。可変電流増幅器１４には、制御回路１
２がバイアス電流可変供給回路１５を制御し、ここから
利得設定電圧に応じて増減したバイアス電流Ｉが供給さ
れる。

【００２３】例えば、可変電流増幅器１４での出力信号
の最大振幅レベルが端子Ｐ１１からの電圧ＶＣＣ（制御
回路１２からの利得設定電圧）の最小電圧値から最大電
圧値（最小利得設定から最大利得設定）に基づいて、例
えば、６ｍＡｐ−ｐ〜２５ｍＡｐ−ｐまで変化する場
合、この出力信号の最大振幅レベルが６ｍＡｐ−ｐの最
小利得設定時では、電流３ｍＡのバイアス電流Ｉを可変
電流増幅器１４に供給するように制御回路１２がバイア
ス電流可変供給回路１５を制御する。また、出力信号の
最大振幅レベルが２５ｍＡｐ−ｐの最大利得設定時に
は、電流１２．５ｍＡのバイアス電流Ｉを可変電流増幅
器１４に供給するように制御回路１２がバイアス電流可
変供給回路１５を制御して、出力信号に歪みが発生しな
いようにしている。

【００２４】また、この中間の出力信号の設定時には、
制御回路１２がバイアス電流可変供給回路１５を制御し
て、出力信号に歪みを発生しない中間の値のバイアス電
流をバイアス電流可変供給回路１５から可変電流増幅器
１４に供給する。

【００２５】このように、この実施形態では、可変電流
増幅回路１４へのバイアス電流が、可変利得増幅回路１
３の利得設定電圧に応じて増減される。すなわち、最小
利得設定から最大の利得設定に対応して増減したバイア
ス電流を可変電流増幅器１４に供給するように制御回路
１２がバイアス電流可変供給回路１５を制御している。
したがって、最小利得設定時にバイアス電流Ｉが必要以
上に大きくならず、その消費電流が低減される。

【００２６】なお、制御回路１２に可変基準電圧設定回
路（図示せず）を設け、基準電圧ＶＥを可変できるよう
にすると、増幅率が異なる多種の可変利得増幅回路１３
及び可変電流増幅回路１４に対応できるようになる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜４記載の可変利得増幅回路によれば、可変電流増幅
手段へのバイアス電流を制御手段から利得設定電圧に応
じて増減して供給している。すなわち、最小利得設定時
に、必要な小さい値のバイアス電流を可変電流増幅手段
に供給しているため、この小利得設定時にバイアス電流
が不必要に大きくならず、その消費電流を低減できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可変利得増幅回路の実施形態における
構成を示す回路図である。

【図２】従来の可変利得増幅回路の構成を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

１１ 信号源 １２ 制御回路 １３ 可変利得増幅回路 １４ 可変電流増幅器 １５ バイアス電流可変供給回路 Ｃ１２ コンデンサ Ｒ１２ 抵抗器 ＶＲ 可変抵抗器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 増幅の利得制御を行う電圧を供給する電
   圧可変手段と、 前記電圧可変手段からの電圧と基準電圧とを比較し、こ
   の比較した差の利得設定電圧を出力する制御手段と、 前記制御手段からの利得設定電圧に対応した設定利得で
   入力信号を増幅して出力する可変利得増幅手段と、 前記可変利得増幅手段からの出力電圧信号を電流信号に
   生成して送出する電流信号生成手段と、 前記電流信号生成手段からの電流信号を増幅して出力す
   る可変電流増幅手段と、 前記可変電流増幅手段へ前記制御手段からの利得設定電
   圧での設定利得に対応して増減した値のバイアス電流を
   供給するバイアス電流可変供給手段と、 を備えることを特徴とする可変利得増幅回路。
2. 【請求項２】 前記電流信号生成手段として、直列接続
   の抵抗器及びコンデンサを用いることを特徴とする請求
   項１記載の可変利得増幅回路。
3. 【請求項３】 前記バイアス電流可変供給手段が可変電
   流増幅手段に供給するバイアス電流を、最大利得設定時
   の最大振幅レベルで歪みが発生しない電流値としたこと
   を特徴とする請求項１記載の可変利得増幅回路。
4. 【請求項４】 前記基準電圧を、制御手段に設けた可変
   基準電圧設定回路によって可変としたことを特徴とする
   請求項１記載の可変利得増幅回路。