JPS5840847B2 - タイスウゾウフクキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は交流対数増幅器に関するもので、特に広い動作
領域幅を保持しながら、その過度応答時間の短縮を図っ
たものである。

一般に増幅回路において、入力波高値が極めて大幅に変
化する場合には、入力波高値の対数値を出力として得る
ことが必要であり、この場合に対数増幅器が用いられる
。

対数増幅器には、２極管やダイオードの対数特性領域を
利用する方法が普通とられ、演算増幅器の帰還回路に非
直線素子としてダイオードを用いた回路が従来からよく
用いられる。

第１図及び第２図に、直流対数増幅器及び交流対数増幅
器の基本回路を示す。

第１図に示す対数増幅器は、演算増幅器１の帰還回路に
非直線素子としてダイオード２，３を挿入したものであ
る。

この対数増幅器は直流増幅器であるため、入力信号が零
でも微小電流が生じて出力に謂ゆるオフセット電圧が生
じたり、増幅度を変化する場合に零点移動を生じるので
オフセット調整が必要である。

又各回路素子の温寒による特性変化の影響を受けて、広
い動作領域幅を有するものを構成し難いことや、正負２
個の電源が必要であることもあって、対数増幅器として
使用しにくく、又量産性に乏しいという難点がある。

第２図に示すものは、交流対数増幅器で演算増幅器の帰
還回路に、抵抗４と非直線素子としてのダイオード２，
３が並列に挿入されている。

この場合抵抗４の値をＲ１抵抗６の値をｒとすると、増
幅度はＲ＋ｒで与えられるが、例えば６０ｄＢ以上の広
動作領域幅を得ようとすると、増幅器としては８０ｄＢ
以上の増幅器が必要なので、非常に大きな抵抗値Ｒが要
求される。

一方この増幅器の周波数特性は、コンデンサ５の値Ｃと
抵抗６の値ｒの積Ｃｒで与えられ、直流バイアスの時定
数は、コンデンサ５の値Ｃと抵抗４の値Ｒの積ＣＲで定
まる。

このために例えば６０ｄＢ以上の広動作領域幅の対数増
幅器を設計するに際しては、コンデンサ５の値Ｃ抵抗４
の値Ｒ共に大きな値としなくてはならず、この結果電源
スィッチを投入してから、直流バイアスが正常値に達し
回路が動作するまでに数１０秒を要し、その過度特性上
に難点があった。

本発明は対数増幅器におけるこれら従来の難点を解決し
、広動作領域幅を有しながら応答時間の短縮化を図った
ものである。

第３図及び第４図に本発明の交流対数増幅器の実施例を
示す。

第３図の実施例では演算増幅器として集積回路ＨＡ１４
５２の片チャンネルを使用し、交流帰還回路として、抵
抗１２と並列に低抵抗１３及びリレー１４の直列結合回
路を接続しである。

さらに、これらに、２個のダイオード８，９を逆方向に
並列結合して、正負両方向に対数特性を持たせたものが
並列に接続されている。

１０．１１は増幅器７の交流バイパス用のコンデンサ及
び負帰還用抵抗である。

低抵抗１３に直列に結合されたリレー１４は電源投入と
同時に閉動作するようになっている。

１６．１７はそれぞれ、トランジスタ１５のバイアス抵
抗及びコンデンサである。

こ５では交流増幅器としての開ループ増幅度を８０ｄＢ
以上にするために、抵抗１１を１００８抵抗１２をＬＭ
、Ｑとしである。

又低周波数帯域を４０Ｈｚ以下までのばすために、コン
デンサ１０の値Ｃ１抵抗１１の値ｒ１より与えられる時
定数Ｃ１ｒ１から、Ｃ１として４７μＦを採用しである
。

以上の各回路定数値から、直流バイアスの時定数を抵抗
１２の値Ｒ１コンデンサ１０の値Ｃ１の積Ｒ１Ｃ１とし
て求めると、リレー１４が開放されていて低抵抗１３が
接続されていない時には、電源を投入してから回路が安
定動作状態に達するまで４７秒以上を要することになる
。

こ＼で本発明の実施例のように、抵抗１２と並列に低抵
抗１３とリレー１４の直列結合回路を接続しておくと電
源投入と同時にリレー１４が動作し、抵抗１２に並列に
低抵抗１３が接続されるので、極めて短時間でコンデン
サ１０を充電し、約１秒で回路が正常な動作状態に達し
、その後は抵抗１６コンデンサ１７の時定数を適当に定
めて、この際にトランジスタ１５が導通状態になるよう
にしておくと、リレー１４が電源投入後約２秒で開放状
態になり、交流対数増幅器は所定の増幅度で安定に動作
する。

第４図に示すものは本発明の他の実施例である。

こ＼では交流帰還回路として、抵抗１２と並列に低抵抗
１３とダイオード１８の直列結合回路を接続し、さらに
これらと並列に２個のダイオード８゜９を逆方向に並列
結合し正負両方向に対数特性を持たせたものを接続しで
ある。

１０．１１はそれぞれ交流バイパス用のコンデンサ及び
負帰還用抵抗である。

さらにダイオード１８の１端はトランジスタ１９のコレ
クタに接続されている。

つまりここでは、第３図に示す実施例における切換回路
としてのリレー１４とトランジスタ１５の代りにトラン
ジスタ１９とダイオード１８を切換回路として使用した
ものである。

電源を投入すると、当初コンデンサ２１は充電されてい
す、トランジスタ１９は遮断状態にあり、直流バイアス
電流は抵抗１２と低抵抗１３の並列回路を流れてコンデ
ンサ１０を充電する。

例えば、抵抗１２低抵抗１３コンデンサ１０抵抗１１の
値を第３図の実施例の回路と同一にとると、約１秒後に
コンデンサ１０は完全に充電される。

抵抗２０抵抗２２及びコンデンサ２１の定数を、コンデ
ンサ１０が完全に充電された時にトランジスタ１９を導
通状態に置くように選んでおけば、この時ダイオード１
８には逆電圧が印加されるので、以後抵抗１２のみが接
続された状態になり、交流対数増幅器は所定の増幅度で
安定に動作する。

以上実施例について謂明したように、本発明の交流対数
増幅器によれば、交流対数増幅器を構成する演算増幅器
の帰還回路の抵抗に並列に挿入された低抵抗が電源投入
時に回路に接続されて、電源投入と共に速かに直流バイ
アスが正常値に達しその後所定の増幅度を得る抵抗が帰
還回路に挿入される。

従って直流バイアスの時定数を大きくとって動作領域内
を広めても、交流対数増幅器の過渡応答時間が短縮出来
て極めて短時間で安定な動作状態に入り、不オフセット
調整も不必要で速かに安定した正確な動作を実現するこ
とが出来、又装置の製作上も高い量産性が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は直流対数増幅器の基本的回路図、第２図は交流
対数増幅器の基本的回路図、第３図は本発明実施例の回
路図、第４図は他の本発明実施例の回路図である。 ７は演算増幅器、８，９はダイオード、１０はバイパス
コンデンサ、１１は負帰還用抵抗、１２は抵抗、１３は
低抵抗、１４はリレー、１５はトランジスタ、１６は抵
抗、１７はコンデンサ、１８はダイオード、１９はトラ
ンジスタ、２０は抵抗、２１はコンデンサ、２２は抵抗
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 演算増幅器の直流帰還回路に高抵抗を挿入し交流帰
   還回路に非直線素子を挿入してなる対数増幅器において
   、上記高抵抗に並列に挿入可能に配置される低抵抗と、
   上記演算増幅器の電源投入時の所定時間のみ上記低抵抗
   が上記高抵抗に挿入されるように切換える切換え回路と
   を有することを特徴とする対数増幅器。