JPS5811058Y2

JPS5811058Y2 - サドウゾウフクカイロ

Info

Publication number: JPS5811058Y2
Application number: JP1975161284U
Authority: JP
Inventors: 利吉室岡; 康守石島
Original assignee: ソニ− テクトロニクスカブシキガイシヤ
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1975-11-28
Publication date: 1983-03-01
Also published as: JPS5273651U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、差動増幅回路、特に低ドリフトかつ広帯域の
シングルエンド出力型差動増幅回路に関する。

一般に大きな負帰還を施した差動増幅器は、ドリフトが
小さいという利点はあるが、低帯域であって直流から高
周波信号まで増幅する広帯域差動増幅器としては全く使
用できない。

広帯域作動増幅器は、通常、エミッタが抵抗を介して接
続された２個の高周波トランジスタを含み、これら２個
のトランジスタの特性が完全に一致していることが要求
される。

しかし、低周波トランジスタ対に比べ、高周波トランジ
スタ対の動作特性を完全に一致させることは困難である
ため、従来使用されている広帯域差動増幅器は、通常、
ドリフトが大きいという欠点を有する。

さらに差動増幅器の差動出力の一方から出力を取り出す
シングルエンド出力型の場合、差動増幅トランジスタ対
のエミッタに接続される電流源あるいは負荷抵抗に接続
される電源等の変動がドリフト発生の要因ともなる。

このように広帯域性と低ドリフト性とを兼ね備えた差動
増幅器は従来存在しなかった。

本考案は、この点に鑑み、広帯域性と低ドリフト性とを
兼備した差動増幅回路を提供するものである。

本考案は、互いに等しい利得を有する広帯域の第１の差
動増幅器と、低帯域ではあるが第１の差動増幅器に比し
てドリフトの充分小さい第２の差動増幅器とを組合わせ
ることにより広帯域、がつ低ドリフトの差動増幅回路を
実現している。

即ち、本考案は広帯域の第１の差動増幅器の、中、高周
波数領域における良好な増幅特性はそのまま生かし、低
周波領域における増幅特性のみを低ドリフトの第２の差
動増幅器に依存するようにしたものである。

第１の差動増幅器及び第２の差動増幅器の他に両差動増
幅器の出力信号を・比較増幅して第１の差動増幅器のド
リフトに比例した信号を得るため、演算増幅器を可とす
る低ドリフトの第３の増幅器を備え、さらにその比較増
幅の際、第１．第２の差動増幅器の出力信号の周波数帯
域を一致させるために平衡型ローパスフィルタを備える
。

以下、図を参照して本考案の実施例について説明しよう
。

本考案においては、第１図に示すように入力信号ＳＡ及
びＳＢを端子１Ａ及び１Ｂをそれぞれ通じて広帯域の差
動増幅器２に供給し、これより信号ＳＡ及びＳＢの差に
比例する信号Ｓ。

を得、これを出力端子３を通じて取出す。

一方、入力信号ＳＡ及びＳＢをローパスフィルタ４に供
給して、これより信号ＳＡ及びＳＢの低周波成分を取出
し、この低周波成分を低ドリフトで低帯域の差動増幅器
５の一方及び他方の入力端子に供給し、これより信号Ｓ
ＡとＳＢのそれぞれの低周波成分の差の信号Ｓ。

１、を得、これをローパスフィルタ６を通じて抵ドリフ
トで低帯域の差動増幅器７の一方の入力端子に供給し、
また差動増幅器２よりの信号Ｓ。

をローパスフィルタロを通じて差動増幅器７の他方の入
力端子に供給し、これより、これら一方及び他方の入力
端子に供、給された信号の差の信号（即ち差動増幅器２
のドリフト）に比例した誤差信号ＳＥを得、これを差動
増幅器２に供給して、これによりこの差動増幅器２の直
流レベルを制御してドリフトを補償する。

この際、差動増幅器７は誤差信号ＳＥが零となるように
、即ち信号Ｓ。

及びＳ。Ｌの低周波成分が等しくなるように差動増幅器
２を制御する。

なお、本考案においては、ローパスフィルタ４及び６は
平衡形のものを用いる。

ローパスフィルタ４は入力信号の高周波成分による差動
増幅器５の誤動作を防止するため、予め入力信号の高周
波成分を除去しておくためのものである。

また、ローパスフイ、ルタ６は差動増幅器２及び５の各
出力の低周波成分のみを取出し、かつその周波数帯域を
一致させるためのものである。

全周波数帯域にわたって一定の利得を得るため、即ち低
周波領域と中・高周波領域とで利得が変化しないように
するため差動増幅器２及び５の利得は等しいものを使用
する。

第２図は、上述した本考案による差動増幅回路の具体的
接続図を示すものである。

広帯域の差動増幅器２は、高入力インピーダンスを低出
力インピーダンスに変換するインピーダンス変換器とし
てのバッファ増幅段２１と、広帯域の差動増幅段２２と
、出力増幅段２３から成り、差動増幅段２２においては
エミッタ接地構成とされた２個の高周波トランジスタ２
２１Ａ及び２２１Ｂによりそれぞれ入力信号ＳＡ及びＳ
Ｂに対する入力段が構成され、ベース接地構成とされた
トランジスタ２２２Ａ及び２２２Ｂにより出力段が構成
され、そして、トランジスタ２２３及び２２４により定
電流源が構成され、これがトランジスタ２２１Ａ及び２
２１Ｂのエミッタ側に接続される。

またトランジスタ２２５及び゛ツェナーダイオード２２
６により、出力段のトランジスタ２２２Ａ及び２２２Ｂ
のベースバイアス回路が構成され、これにより入力信号
ＳＡ及びＳＢのレベルに応じて、トランジスタ２２２Ａ
及び２２２Ｂのベースバイアスが選定されて、増幅器２
の直線性及びダイナミックレンジが決定される。

出力増幅段２３においては、４個のトランジスタ２３１
．２３２，２３３及び２３４のエミッタ側が共通に接続
されて負の電源端子−■。

０に接続され、トランジスタ２３１及び２３４のベース
がそれぞれ抵抗器を介して負の電源端子−■ｏｏに接続
され、トランジスタ２３２及び２３３のベースが共通接
続されてバイアス源十Ｖ１に接続され、またトランジス
タ２３１及び２３３のコレクタが共通に接続され、トラ
ンジスタ２３２及び２３４のコレクタが共通に接続され
、それぞれの接続点がベース接地型トランジスタ２３５
及び２３６のエミッタに接続され、この、トラ・ンジス
タ２３５及び２３６のコレクタはそれぞれ抵抗器２４及
び２５を介して正の電源端子＋Ｖｃｃに接続される。

そして、差動増幅段２２の出力トランジスタ２２２Ａ及
び２２２Ｂのコレクタ出力がトランジスタ２３１及び２
３４のベースに供給されて、トランジスタ２３１及び２
３３には同相の信号が流れ、トランジスタ２３２及び２
３４にはこれと逆相の信号が流れ、従ってトランジスタ
２３５及び２３６にそれぞれトランジスタ２３１及び２
３２に流れる電流の２倍の電流が流れるので各トランジ
スタ２３１．２３２，２３３及び２３４の利得帯域幅積
の約２倍の利得帯域幅積が得られ、従って広帯域の信号
が増幅され、入力信号ＳＡ及びＳＢの差に比例するシン
グルエンドの出力信号Ｓｃが出力端子３を通じて取出さ
れる。

そして差動増幅器７より得られる信号ＳＥがトランジス
タ９１及び９２を介して広帯域の差動増幅器２の差動増
幅段２３のトランジスタ２３４のベースに供給され、こ
のトランジスタ２３４のベース電位が制御されることに
よって広帯域の差動増幅器２のドリフトが補償される。

第３図及び第４図はそれぞれ本考案の他の例の要部の接
続図で、第３図の例においては、入力信号ＳＡとＳＢの
差に比例した信号が端子３１を通じてエミッタホロワ構
成のトランジスタ３２のベースに供給され、エミッタに
得られる出力がエミッタホロワ構成のトランジスタ３３
に供給され、このトランジスタ３３のエミッタ出力が互
にエミッタが接続されたトランジスタ３４及び３５のベ
ースに供給され、トランジスタ３４及び３５のエミッタ
の接続点に得られる信号が抵抗器３６を通じて出力端子
３より取出される。

そしてこの信号の低周波成分と差動増幅器５よりの信号
の低周波成分との差の信号、即ち、差動増幅器２のドリ
フトに応じた誤差信号が差動増幅器７に得られ、これか
斗うンジスタ３２と直列に接続され、かつコレクタがト
ランジスタ３３のベースに接続されたトランジスタ３７
のベースに供給されて、このトランジスタ３７ニヨリト
ランジスタ３３のベース電位が制御され、トランジスタ
３２の利得は変化することなく差動増幅器２のドリフト
が補償される。

第４図の例は、第２図の例における出力増幅段２３がト
ランジスタ４１，４２．４３及び４４により構成された
もので、差動増幅器７の出力信号によりトランジスタ４
１及び４２゛の電流源を構成するトランジスタ４５が制
御されで、差動増幅器２のドリフトが補償される。

トランジスタ４６はトランジスタ４５よりなる電流源の
温度補償用である。

なお、差動増幅器２と５の直線性が等しいときにはドリ
フトの補償は確実に行なわれるが、一般にこれらの増幅
器の直線性は入力信号が所定の振幅以下のときにはほぼ
等しく、それ以上に大きくなると増幅器２及び５の直線
性の違いが増幅器２のドリフトとして検出されてしまう
。

この場合には第５図に示すように、振幅検出器９を設け
、これより差動増幅器５の出力信号の振幅を検出し、こ
の振幅レベルが一定値以上になったときに、これより１
なる出力信号を得、これ（ト、より差動増幅、器２及び
５とローパスフィルタ６との間に談けら五たスイッチ回
路１０をオフとなして、増幅器２に誤差信号ＳＥを供給
しない方がドリフトが少ない。

このときには差動増幅器７の出力にスイッチ回路１０が
オフとなる直前にローパスフィルタ６のコンデンサＣに
蓄えられていた電圧に応じた一定のドリフト補償電圧を
得、これを差動増幅器２に供給して、スイッチ１０の切
換時の人力信号の変動による信号ＳＥの急激な変化をさ
ける。

以上述べた本考案によれば、下記のような種々の作用効
果が得られる。

（ｉ）広帯域の差動増幅器２と低ドリフトの差動増幅器
５とを組合わせ、低周波領域の特性は差動増幅器５に依
存し、中・高周波領域での特性は差動増幅器２に依存す
るようにしたので、広帯域性と低ドリフト性とを兼ね備
えた差動入力・シングルエンド出力型の増幅回路が得ら
れる。

（ｉｉ）差動増幅器２及び５により夫々等しい増幅率で
増幅された出力信号同士を減衰させることなく比較して
ドリフトを検出するので、ドリフトの検出感度が大きく
高精度のドリフト補償が行なえる。

（ｉｉｉ）差動増幅器２及び５により夫々増幅された出
力信号同士を比較するので、比較する信号の位相差が小
さいということと、ローパスフィルタ６により低周波成
分だけを取出して比較するということによって、ドリフ
トが高精度に検出される。

（比較する信号に位相差がある場合、広帯域信号同士を
比較すると誤差が大きくなってしまう。

）（ｉｖ）ローパスフィルタ６は平衡型なので、不平衡
型に比べ、回路が簡単であり、且つ比較する信号の周波
数帯域を正確に一致させることができる。

（ｖ）差動増幅回路の低周波特性は、低ドリフト差動増
幅器５及び７によって規定されるので、たとえ差動増幅
器２の利得が変化するようなことがあっても、そのこと
によってドリフトが発生することはない。

なお差動増幅器５として周波数特性が低周波の低帯域の
ものを使用すればローパスフィルタ４は設ける必要はな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による差動増幅回路の一例の系統図、第
２図はその具体的接続の一例を示す図、第３図及び第４
図は本考案による差動増幅回路の要部の具体的接続の他
の例を示す図、第５図は本考案による差動増幅回路の他
の例の系統図である。２は第１の差動増幅器、５は第２の差動増幅器、６は平
衡型ローパスフィルタ、７は第３の差動増幅器、２２１
Ａ及び２２１Ｂは高周波トランジスタである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

エミッタが抵抗を介して互いに接続された２個の高周波
トランジスタを含み、２人力信号の差を増幅してシング
ルエンドの出力信号を得る比較的大きなドリフトを伴う
広帯域の第１の差動増幅器と、この第１の差動増幅器と
等しい利得を有し上記２人力信号の差信号を増幅する低
帯域、低ドリフトの第２の差動増幅器と、上記第１の差
動増幅器及び上記第２の差動増幅器の各出力信号の周波
数帯域を互いに一致させる平衡型ローパスフィルタと、
このローパスフィルタの２出力信号の差信号を増幅する
低ドリフトの第３の差動増幅器とを具え、上記第３の差
動増幅器の出力信号により上記第１の差動増幅器の直流
レベルを制御して上記第１の差動増幅器のドリフトを補
償することを特徴とする差動増幅回路。