JPS58225358A - 絶対値回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電気信号について、各種演算操作時におい
て、しばしば必要とされるその絶対値を得るための絶対
値回路に関するものである。

従来、種々の絶対値回路が提案されているが、演算増幅
器などを用いたものが多く、したがって使用回路素子が
増えＩＣ化には不適であった。

この発明は、演算増幅器を用いずに簡単な回路構成で、
ＩＣ化に適した高い精度の絶対値回路を提供することを
目的としている。以下、この発明を図面に基づいて説明
する。

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図で、Ｔ、　、
　”ｒ＊はそれらの間に交番人力信号が印加される入力
端子、Ｔ３は出力端子　、Ｑｌ　＋　Ｑ　ｔ　＊　ＱＳ
ＴＱ４はそれぞれ前記入力端子Ｔ、およびＴ、に接続さ
れた入力トランジスタ、Ｑａ　、Ｑｓ　、ＱｔはＰＮＰ
カーレントミラー（以下第１のカーレントミラーＣＭ、
という）を構成するトランジスタ、Ｑｓ　、　Ｑｏ　は
ＰＮＰカーレントミラー（以下第２のカーレントミラー
ＣＭ２　という）を構成するトランジスタ、Ｑ　＋ｏ　
＋　Ｑｎ　ｌ　Ｑｔ２はＰＮＰカーレントミラー（以下
第３のカーレントミラーＣＭ　ｓという）を構成するト
ランジスタ、ＱＣｓ　＊　Ｑｔ４はＮＰＮカーレントミ
ラー（以下第４のカーレントミラーＣＭ　４という）を
構成するトランジスタ、Ｑｌｌ　ＩＱ＋　ｓは出カドラ
ンシタ、Ｒ１は入力信号に比例した電流を流すための抵
抗器、Ｒ２は前記抵抗器Ｒ３に相当する抵抗器、Ｒ８は
出力抵抗器、日は定電圧電源で、その電圧はＲ８である
。

第２図はこの回路の動作を説明するための入出力波形図
であり、横軸は時間ｔを示す。第２図において、（ａ）
は入力端子ＴＩ　、Ｔ２が加わる入力信号ｖｌ　　ｌ　
　１２　の差を示す入力信号ｖＩ　　の波形であり、（
ｂ）は出力電圧ｖ６を示す。以下、第２図を参照しなが
ら第１図の回路の動作を説明する。

第２図（ｂ）Ｉｃ示す時点ｔ０　　において、定電圧電
源Ｂが接続され、時点ｔ、　′に入力端子Ｔ、　、　　
Ｔ２にそれぞれ入力信号ｖｌ　ｌ　　Ｖ２　が供給され
、端子間にＶｌｌ：”Ｖｌ　　Ｖ２　　の入力電圧が第
２図（ａ）に示されるよ５ＶＣ印加される。

第１図、第２図において、時点ｔ、〜ｔ２　の間は、ｖ
Ｉ　＞ｖ！　、すなわちｖｌ：＞Ｏであるので、トラン
ジスタＱ、、Ｑ、の各エミッタ電位ＶＩＯ＋ｖ′１゜お
よびトランジスタＱｓ　、Ｑ、の各エミッタ電位ｖ３゜
、ｖ；。の関係は、下記第（１）式となる。

また、このとき、ｖ′、。）ｖ３゜であるので、トラン
ジスタＱ３は、カットオフになりそのエミッタ電流Ｉ、
はＯとなり、抵抗器Ｒ＊には電流は流れない。

次に前記第（１）式で説明したように、抵抗器Ｒ１の両
端子間の電圧ｖ′１　　は、　　　　　　　　　　　　
　　　　　′１１町　　：：ｙ、Ｏ−Ｖｌ ＝Ｖ１　　　　ｙｘ：：’Ｉ／１　　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（２）ただし、ｋ：ボルツ
マン定数 Ｔ：絶対温度 ｑ：電子の電荷 ■８：トランジスタの逆方向飽和電流 Ｉ、：）ランジスタＱ、のエミッタ電流■４：トランジ
スタＱ、のエミッタ電流である。

また、ここで、トランジスタＱ、、Ｑ、のエミッタ電１
！ｍＩ＋、Ｌ　は後述のごと（等しくなるように設定し
である。

ここで、抵抗器Ｒ１を流れる電流Ｉ＋＝Ｖ１／Ｒｒは、
トランジスタＱ、のエミッタ電流となり、第１のカーレ
ントミラーＣＭ　＋を構成するトランジスタＱ、、Ｑ、
、Ｑ、のベース側入力端子の電流として流れ、トランジ
スタＱ６　　のコレクタ電流Ｉ６は、下記第（３）式と
なる。

１ １６　　＝Ｘ−１１＝Ｘ　− ＄２゜ ただし、Ｃｓ　、　　Ｃｓ　はトランジスタＱ、　、　
ＱＩ＋のコレクタ面積である。

次に、このコレクタ電ｉＩｓ　　は、第２のカーレント
ミラーＣＭ２を構成するトランジスタＱｓ　。

Ｑ、のベース側の入力端子電流として流五、トランジス
タＱｌｌのコレクタ電流■８　　は、下記第（４）式と
なる。

ただし、Ｅｌｌ、Ｅ、はトランジスタＱｓ、　Ｑ、のエ
ミツク面積であり、上記第（４ン式で、ＸＹ＝２に設定
すると、下記第（５）式となる。

前記エミッタ電流Ｉ＋　＋　　コレクタ電流■８　　よ
りトランジスタＱ４のエミッタ電流Ｉ４　　は、上記第
（６）、（７）式となり、トランジスタＱ、、Ｑ４のエ
ミッタ電ｎ、ＩＩｌ■４は各々等しくなり、前配量（２
）式を満たし、かつトランジスタＱ、には入力信号に比
例した電流が流れることが分る。

次に時点ｔ２〜ｔ３の間は、ｖｌ）ｖ２　、すなわちｖ
ｌ　〉０であるので前記時点ｔ８〜ｔ２　の説明と同様
に と、上記第（８）式の条件となり、トランジスタＱｌ　
１９２はカットオフとなり、抵抗器Ｒ＋　　には電流は
流れない。トランジスタＱ、、Ｑ、は順バイアスとなり
、抵抗器Ｒ２端子間の電圧ｖ７　　は、下記第（９）式
となる。

ｖｌ　　　”Ｖｓｏ　　　　Ｖ＋。

：Ｖ２　　　Ｖ＋＝Ｖｌ　　・・・・　・・・・・・・
・・・・・・・・（９）ただし、ここでもトランジスタ
Ｑｓ　、　Ｑ、のエミッタ電流１．．１．は後述するよ
うに等しく設定しである。

また、前記時点ｔ１〜ｔ、の説明と同様にＩｓ　　”−
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（υ）Ｒま ただし、ＣＩＯｒ　　Ｃ１１はトランジスタＱ＋ｏ＋　
Ｑ＋＋のコレクタ面積である。

次にトランジスタＱ１４のコレクタ電ｍＩ＋４は、下記
第（１２）式となる。

ただし、ＥＩ３１　　ｇ＋４はトランジスタＱＣｓ　ｌ
　Ｑ１０のエミッタ面積であり、下記第（１２）式で、
ＸＹ＝２に設定すると、下記第０３）式となる。

Ｉ、、＝２−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（１３）２ 前記Ｉ３　＊　　ＩＳ４より、トランジスタＱ２のエミ
ッタ電流Ｉ２　　は、 Ｉｔ　　＝Ｌ４Ｉｓ　＝−・・・・・・・・・・・・・
・（１４）２ 上記第（１４）　、　　（ｌｓ）式となり、トランジス
タＱｓ＋Ｑ２のエミッタ電流ＩＳ　、　　Ｉ２　は各々
等しく、前記第（９）式を満たし、かつトランジスタＱ
ｒｓには入力信号ＶＩ　　Ｋ比例した電流が流れること
が分る。

時点ｔ３〜ｔ４　の間ではｖｌ＞ｖ２　　となり、時点
ｔ、〜ｔ２　の動作と同じであることは明らかである。

また、第３．第４のカーレントミラーＣＭ□ＣＭ４がそ
れぞれ第１．第２のカーレントミラーＣＭ、、ＣＭ２に
それぞれ対応し、また、電流１１３はＩ６番で対応する
ものである。

出力トランジスタＱ＋ｉ　＋　Ｑ＋ｇは、上記入力信号
に比例した電流を流すトランジスタＱ　９＋　Ｑ＋ｓの
各々ベース圧接続されているので、そのコレクタ電流Ｉ
ＩＩＩ＋Ｉ＋６は入力信号ｖＩ　　に比例し、かつ時点
ｔ１　〜ｔ２　　の間で、コレクタ電流Ｌｓが、時点ｔ
３　〜ｔ４　　の間でコレクタ電流ＩＩ６が流れる。

出力抵抗器Ｒ，ＶＣは、コレクタ電流１１５　とＩＳ６
の加算した電流が流れるため、出力端子Ｔ３　の電位Ｖ
。は、下記第０６）式となる。

Ｖｏ　＝Ｅ！ＩＲｓ　（Ｌｓ＋Ｌｎ　）＝ＥｌｌＲ３（
Ｉ９＋ｌｌ４）＝Ｅｓ　　Ｒｓ　＋ｖ＋　−ｘ（−←−
）Ｒｔ　　　Ｒｔ 第（１６）式は、第２図（ｂ）の曲線を示すことが分る
。

以上詳細に説明したように、この発明による絶対値回路
によれば、演算増幅回路等を用いることなく、簡潔な回
路で高精度の絶対値出力を得られ、また、ＩＣ化にも適
し、利用範囲も広い利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第２図
はその動作説明のための波形図である。 図中、Ｔ＋　、Ｔ＊は入力端子、■、は出力端子、Ｑ、
−Ｑ、は入力トランジスタ、Ｑｓ〜Ｑ１４はトランジス
タ、Ｑ　ＩＳ　ｒ　Ｑ１８は出力トランジスタ、ＣＷＩ
＋〜ＣＭ４は第１−第４のカーレントミラー、Ｂは定電
圧電源、Ｒ１〜Ｒ，は抵抗器である。なお、図中の同一
符号は同一または相当部分を示す。 代理人　　葛　野　信　−（外１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号が印加される２つの入力端子と、この２つの入
   力端子にそれぞれペースが接続された入力トランジスタ
   と、前記２つの入力端子のうち一方の電位が高い間その
   入力端子に接続されている前記入力トランジスタのエミ
   ッタに接続され前記入力信号に比例する電流を流す抵抗
   器と、この抵抗器に流れる電流を分流して前記内入力Ｆ
   ランジスタに流れる電流を等しくする第１．第２のカー
   レントミラーと、この第２のカーレントミラーに接続さ
   れ出力端子に出力を出す出力トランジスタと；前記２つ
   の入力端子にそれぞれベースが接続された入力トランジ
   スタと、前記２つの入力端子のうち他方の電位が高い間
   その入力端子に接続されている前記人力トランジスタの
   エミッタに接続され前記入力信号に比例する電流を流す
   抵抗器と、この抵抗器に流れる電流を分流して前記両人
   力トランジスタに流れる電流を等しイする第３．　＄４
   のカーレントミラーと、この第４のカーレントミラーに
   接続され前記出力端子に出力を出す出力トランジスタと
   ；からなることを特徴とする絶対値回路。