JPS59185419A - 周波数―位相変換器 - 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】 ものである。

ル［る減衰回路は米国特許第８　７　６　）１　４　８
　６号明細潜に開示されているタイプの周波数一位相変
換器に使用することができる。貼る変換器においてはパ
ルス状入力信号を遅延回路を通して比較器の一方の入力
端子に供給すると共に減衰回路を通して比較器の他方の
入力端子に供給する。比較器の出ｌ・・力端子には各パ
ルスが入力信号の各パルスに対し正確に等しい時間遅延
されているパルス状出力信号が発生する。Ｍる既知の回
路配置内の減衰回路は抵抗分圧器である。斯る周波数一
位相袈侠ｄを例えば［−Ｅｌｅｃｔ，ｒｏｎｉｃＳＪａ
ｎ．　２７Ｊ　Ｐ．　ｌ　２　９　−　１　８　０に開
示されているシングルチップ集Ｍ　ＦＭ　蛍信機に使用
するときには高調波歪みを除外するために、周波数と位
相との関係を０°から１８０°の位相範囲に亘って略々
リニアにする必要があり、この関係は入力信号の減衰が
極めて小さい場合に高度にリニアになることが確かめら
れている。これ力ζため、減衰回路は入力信号を極めて
［正確に減衰するものとする必要がある。

ル■る回路においては、入力信号は一般に零イ直とは異
なる直流レベルで供給されるため、分圧器を使用すると
減衰された入力借倒の面び１「レベルと遅延回路に供給
された入力信号の直流レベルとの間に差が生ずる。両信
号の直流レベルは叫しくするのが望捷しく、これはレベ
ルシフト回路を使用′１ーるか、或は前記米国特許明細
翁に記載されているように入力信号を減衰回路と遅延回
路とに阻止コンデンサを介して供柘することによって達
成することができる。しかし、阻止コンデンサは呆槓１
−ることかできないので、既知の誠狭回路は全巣績ＦＭ
受信機（その寸法を最小にする１ヒめに接続ビンと外部
素子の数を最少にしである）に集積するのに逸さないと
いう欠点がある。

本発明の目的は正確な減投を与えると共に減衰された入
力信号の直流レベルが減衰さｉｚてない入力信号の直流
レベルに略々等しくなるようにした減衰回路を提供する
ことにある。本発明の他の目的は完全に集積し得る減衰
回路を提供することにある。

この目的のため眞、本発明はヒ述したタイプの減衰回路
におりで、各ｈ制御端子、第１主端子及び第２主端子を
有する第１及び第２トランジスタを具え、これらトラン
ジスタの第１主端子は共通に接続して電流源を介して第
１市源電圧端子に結合し、これらトランジスタの第２端
子はそれぞれ各別の負荷を介し７て第２霜源市′圧端子
に結合すると共に、これら第２端子間に分圧器の両端を
結合し、該分圧器に、該分圧オｇの一端に現われる信号
に対し減衰されている信号を取り出す目出ｌ〜タップを
設けたことを特徴とする。ここで、制御端子、第１主端
子及び第ｚ′：！Ｆ．婦子はバイポーラトランジスタの
場合はそれぞれベース電極、エミッタ電極及びコレクタ
Ｎ４ヴであり、電界効果トランジスタの場合はそれぞれ
ゲート電極、ソース電極及びドレイン′＠極であるもの
とする。バイポーラトランジスタで構成された回路の場
合には、処理すべき信号は例えば第１及び第２トランジ
スタから成る差動増＠器の一方のトランジスタのベース
に供給し、減衰されてない信号は一方のコレクタから、
減衰された信号は前記分圧器から取り出される。

減衰された信号の直流レベルは減衰されてない信号の直
流レベルに略々等しくなる。その理由は、差動増幅器の
入力端子に入力信号かない場合には零入力電流が分圧器
に流れ彦いので、差動増幅器のコレクタの電圧が分圧器
の口出しタップの１圧に等しくなるためである。差動増
幅器の負荷抵抗及び分圧器の抵抗は極めて小さい区誠内
に集積することができるため、比較的高い精度で製造す
ることができ、よって極めて精密な分圧器を得ることが
できる。

本発明減衰回路の一例においては、Ｎ’ｙ　ｌ及び第２
トランジスタの第２主端子の一方及び分圧器の口出しタ
ップをエミッタホロワとして接続した第８及び第４トラ
ンジスタの制御電極に結合する。

この場合、減衰された信号及び減衰されてない信号を低
インピーダンス点に得ることができ、これら低インピー
ダンス点を介して回路の後段に結合することができる。

本例では第３及び第４トランジスタのエミッタライン内
に電流源を配置することができ、これら電流源により供
給される電流の比は減衰された信り等しくなるような値
にする。第８及び第４トランジスタのベース電流１は減
衰された信号及び減衰されて々い信号の直流レベルに影
響を与えるが、第８及び第４トランジスタのエミッタラ
イン内の電流源により供給きれる電流を適当に選択する
ことにより第８トランジスタのベースの直流レベルを第
４トランジスタのベースのｉｆ扼ツレベル等しくするこ
とかできる。

第８及び第４．トランジスタのエミッタ面積の比を第３
及び第４トランジスタのエミッタラインの電流の比に略
々等しくなるようにすることができる。このようにする
と、絨３及び派４トランジスタのベース−エミッタ電、
圧が互に等しくなるため、第８及び第４トランジスタの
エミッタの減Ｍ８れた信号と減衰されてない信号の直６
１ｊレベルが臣に等しくなる。

変形例として抵抗を第：３及び第４トランジスタのベー
スラインの少くとも一方て配置することができる。この
抵抗は第３トランジスタのエミッタの直流レベルが第４
トランジスタのエミッタの直流レベルに略々等しくなる
ようなｊｌｔ’４　ｖＣする。この場合には卯７８及び
第４トランジスタのエミッタの直流レベルは第８及び第
４．トランジスタのエミッライン内の′電流源からの筒
所しによりｅ＃　Ｌ　＜されるのではなく、少くとも一
方のベースライン内の抵抗により等しくされる。従って
この場合にはエミッタライン内の電流源により供給され
る電流をｑ−に等しくしても晴゛シ＜シなくてもよい。

史に、第８及び第４トランジスタのエミツタ面軸をもし
くしても等しくしなくてもよ−。

以下、図面を参照して不発明を実施例につき詳細に説明
する。

第１因は本発明による減衰器１、遅延回路２及°び比較
器８を具える周波数−位相変換器を示す。

減衰５１は差動対として接続された２個のトランジスタ
Ｔ□及びＴ２を具え、それらのコレクタはそれぞれ抵抗
Ｒを経て正雷源電、圧端子に接続し、共通エミッタ接続
点は電流■□を供給する市、＆第７を経て接地端子６に
接続する。本願では電流源は高インピーダンスを有する
電流源を意味するもの七する。尚、コレクタ負荷として
抵抗Ｒ１の代りに電流源、ダイオード等を用−ることも
できるとと明らかである。トランジスタＴ　のベースは
入力端子４に接続すると共に基準電圧源８を経て接地端
子６に接続する。トランジスタＴ２のベースも基準電圧
源８を経て接地端子６に接続する。トランジスタＴ　及
びＴ　のコレクタ９及び１ｏ間に２ は抵抗ＲＸ及びＲｙから成る分圧器を配置する。尚、こ
の分圧器の両端とコレクタ９及び１ｏとの間にエミッタ
ホロワのよう々他の回路菓子を配置してもよいこと明ら
かである。これら抵抗はそれぞれＲｘ　＝Ｒ２（’　十
ａ）　ＨびＲｙ−Ｒ２（１ａ　）の抵抗値を有するもの
とする（ここでａはＯ＜ａ　＜、　ｌの定数である）。

トランジスタＴ２のコレクタ９はエミッタホロワトラン
ジスタＴ８のベースに接続し、そのエミッタライン内に
雷流工、を供給する電流源１ｚを配置する。同様に、分
圧器ＲＸ、　Ｒアの口出しタップをエミッタホロワトラ
ンジスタＴ４のベースに接続し、そのエミッタライン内
に”ｋｊ電流、２を供給する電流源１３を配置する。

入力端子４に入力信号か存在しんｂ場合、電流■　はト
ラン７スタＴ工と１°２に均等に分割されるま ため、これら′町原により点９及び１］に免生する筒用
は互に等しい。点１１におけるトラン７スタＴ、のベー
ス市原は抵抗Ｒ１”ＸとＲ，、Ｒ工との１）４１で分割
され、点９におけるトランジスタＴ、のベース電流は抵
抗Ｒ□とＲｙ、　Ｒｘｐｆｔ−びＲ工との間で分割され
る。これ−゛らベース直流が点９及び］０間に電圧差を
発生しないようにするにはこれらベース電流を特定の値
にする必要がある。トランジスタＴ、及びＴ、の電流利
得が等しい場合には電流源１２及び１３の電流の比を にする必要があることが簡単な計算により求められる。

史に、トランジスタＴ８及びＴ、のベース−エミッタ電
圧を互に＠Ｌ＜　してトランジスタＴ８のエミッタの直
流レベルがトランジスタＴ、のエミッタの直流レベルに
精密に等しくなるようにする必要がある。この目的のた
めに、トランジスタＴ８及びＴ、のエミツタ面ＭＡＢ及
びＡ、をＩ、／Ｉ、　＝　Ａ、　／Ａ８ となるように選択する必要がある。

図に示してない他の例では、これら′＃ｉ、流を工２ニ
エ、となるように選択すると共にエミッタ面積をＡ８＝
　Ａ、となるように選択する。この場合には点９及び１
１間て発生する霜゛圧差を、トランジスタＴ、のベース
ライン内に抵抗を挿入してトランジスタＴ８のベースの
直流レベルカトランジスタＴ　のベースの直流レベルに
等しくなるようにすることにより補償することができる
。更に１だ、電流工２及び工、並びにエミッタ面積Ａ８
入びＡ、を互に等しくない値に選択することもできる。

この場合にはトランジスタＴ、とトランジスタＴ、の両
ベースライン内に抵抗を挿入することによりトランジス
タＴ　及びＴ、のエミッタに等しい１圧を得ることかで
きる。

入力端子４にパルス状信号、例えば周波数変調された信
号が供給されると、トランジスタＴ□及びＴ２は交互に
ターンオン及びターンオフしてコレクタ９及び１０間の
電圧差の極性が変化する。

そしてトランジスタＴ２のコレクタ及び従ってトランジ
スタＴ８のエミッタに増幅された入カイ１号が発生する
。第２ａ図はトランジスタＴ８のエミッタに発生するパ
ルス高Δｖ０の信号ｖ０を示す。

抵抗Ｒｙ　＝Ｒ２（１’　）とＲｘ　二Ｒ２（１＋’　
）か々−に等しくない結果として日出［−タップの信号
量、圧はコレクタ９及び１０間の′賀圧差ΔＶ工の極性
に追従する。そして口出しタップ１１及び従ってトラン
ジスタＴ、のエミッタの信号１圧Ｖ、は）くルス高（ｉ
＋ａ　） Δ■　＝□Δｖ１を有する。＠２ｂ図はこのｚ °電圧ｖ２を示す。略々リニアな周波数−位相特性を得
るには、トランジスタＴ２のコレクタ９の信号の低い減
衰が必要とされる。この低減衰は遊数ａを大きくすれば
得られ、この定数は実際には０．８〜０．９の値にする
。これがため、抵抗Ｒｘ及びＲｙ及び抵抗Ｒ□はオフセ
ット補償を考慮して極め高い相対精度を有する必要があ
る。集積回路においてはこれら抵抗は小区域内に互に近
接して集積することができるため、これらの抵抗を最小
のバラツキで製造することができる。

パルス状入力信号はトランジスタＴ□のベースの代りに
トランジスタＴ２！のベースに供給してもよい。また、
パルスの正の半部をトランジスタＴ　のベースに、負の
半部をトランジスタＴ２のベ−スに供給してもよい。

トランジスタＴ８のエミッタの信号は遅延（ロ）路２の
一部を構成するトランジスタＴ５のベースに供給され、
トランジスタＴ４のエミッタの減衰された信号は比較器
８の第１入力端子２０に供給される。

遅延回路２は図に示す簡単な例では差動対とし゛て接続
した２個のトランジスタＴ５及びＴ６を具え、それらの
共通エミッタ接続点は雷流工、を供給する電流源１４・
を経て接地姑子に接続する。差動対Ｔ５．　Ｔ６には電
流ミラーを負荷し、本例ではこの電流ミラーはダイオー
ドとし、て接続したトランジスタＴ７と、このトランジ
スタとベースを共通に接続したトランジスタＴ８とから
成る。トランジスタＴ７及びＴ８のエミッタはそれぞれ
抵抗Ｒ７及びＲを経て正電源電圧端子５にｍｄする。出
力端子にはコンデンサＣ０を結合し、その他端を本例で
は正電源電圧端子５に接続する。このコンデンサＣ０は
集積回路に外部素子として伺加される。

史に、出力端子はエミッタホロワトランジスタＴ　のベ
ースに接続し、そのエミッタライン内に′市流工、を供
給する＊流源１５を配浦する。トランジスタＴ、のエミ
ッタはトランジスタＴ６の−く一部に結合すると共に比
較器８０入力端子２１に結合する。抵抗Ｒ７とＲ８との
比はトランジスタＴ５及びＴ６のコレクタ電流が互に略
々等しくなるよ°うに選択する。

トランジスタＴ５の味−スに入力信号がない場合にはコ
ンデンサＧ□はトランジスタＴ６のベースの直流レベル
かトランジスタＴ６のベースの直流レベルに等しくなる
程度１で充電される。従って、入力端子２０及び２１の
直流レベルも等しくなるため、比較器８の出力端子に何
の信号も現われない。

パルス状入力信号Ｖ工がトランジスタＴ、のベースに供
給されると、トランジスタＴ５及びＴ６が交互忙導通す
るため、コンデンサ０□が交互に充電及び放電される。

コンデンサＣ１は、その端子鴇″圧及びエミッタホロワ
Ｔ１１を経たトランジスタＴ６のベース電圧がトランジ
スタＴ、のベースの電圧Ｖ　の最大値に等しくなる壕で
充電される。同様に、放電中はトランジスタＴ６のベー
ス電圧がトランジスタＴ５のベースの電圧ｖ０の最少値
に等しくなる１で減小する。第２ｂ図において■８はト
ランジスタＴ９のエミッタ及び従って比較器８０入力端
子２１における電圧変化を示す。第２ｂ図る。比較器８
はこれら電圧を比較し、比較器３の出力端子２２の電圧
レベルは両市圧の差の極性が変化する度に変化する。第
２Ｃり１はこの出力′町田■４の変化を示す。出力端子
２２の各パルスは広い周波数範囲に亘って略り同一の時
間Ｔだけ遅延されるため、０°〜１８０°の範囲に区っ
て銘々リニア方周波数−位相関係が得られる。出力信号
が入力信号の位相に対し９０°遅れる周波数は特性周波
数ｆ。と称されている。この周波数ｆ。に対応する時間
ｔ。は、コンデンサＣよかコンデンサＣよ両端間の電圧
変化がΔｖ０に等しくなる蛍だけ充１゛係にする必要が
ある場合には、ΔＶ０と■４を温度変化と無関係にする
必要がある。温度変化と無関係な電圧変化Δｖ１は、温
度変化と無関係なバンドギャップ電圧を用いて導出した
信号を入力端子４に供給することにより得ることができ
、温度変化と無関係な工、は本願と同日出願の峙願昭号
に記載されているタイプの電流 源を電流源１４に使用することにより得ること力ζでき
る。

本発明はＮＰＮ　）ランジスタとＰＮＰ　トランジスタ
を具える一実施例について説明しため）、そのＮＰＮ　
）ランジスタをＰＮＰ　）ランジスタ、ＰＮＰ　）ラン
ジスタをＮＰＮ　）ランジスタに置換することができる
。また電界効果トランジスタを用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による減衰回路を具える周波数位相変換
器を示す回路図、 第２図は第１図の回路に発生するいくつＡ１のイＨ号の
波形を示す図である。 １・・・減衰回路　　　　　２・・・遅延回路８・・・
比較器　　　　　　４・・・入力端子５・・・ＩＥ電源
電圧端子　　６・・・接地端子Ｔ　、Ｔ　　・・・差動
増幅トランジスタ対２ Ｒ１・・・負荷抵抗　　　　　Ｒｘ、　Ｒｙ・・・分圧
器７・・・電流源　　　　　　８・・・基準電圧源９．
１０・・・コレクタ　　　　−ト・・口出１−、タツフ
。 Ｔ８．Ｔ、・・・エミッタホロワトランジスタ１２．１
１’ｌ・・・電流源 ＴＴ　　・・・差動増幅トランジスタ対５’　　　６ １４．１５・・・電流源 Ｔ　、Ｔ　　・・・電流ミラー　　Ｒ７、Ｒｇ・・・負
４・１抵抗８ Ｃ０・・・コンデンサ Ｔ、・・・エミッタホロワトランジスタ２０　、２１・
・・比較器８の入力端子ｚ２・・・比較器８の出力端子 ■　・・・トランジスタＴ８のエミッタに発生する減衰
■ されて々い信号 ■　・・・トランジスタＴ、のエミッタに発生する減衰
された信号 ■　・・・トランジスタＴ、のエミッタに発生する遅延
４言号 ■、・・・比較器８の出力信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｍ気信号を減衰する回路であって、各り制御端子、
   第１主端子及び第２主端子を有するｆａｌ及び第２トラ
   ンジスタを具え、これらトランジスタのｔｌｌ、ｌ主端
   子は共通に接続して電流源を介して第１電源電圧端子に
   結合し、これらトランジスタの第２主端子はそれぞれ各
   別の負荷を介して第２電源電圧端子に結合すると共にこ
   れら第２主端子間に分圧器の両端を結合し、該分圧器に
   、該分圧器の一端に現われる信号に対し減衰されている
   借上を取り出す口出しタップを設けであることを特徴と
   する減衰回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載の回路において、前記第
   ２主端子の一方及び前記分圧器の口出しタップがエミッ
   タホロワとして接続された第８及び第４トランジスタの
   制御電極にそれぞれ結合されていることを特徴とする減
   衰回路。 ＆　特許請求の範囲群２項記載の回路において、前記第
   ８及び第４トランジスタのエミッタライン内に箇’　′
   Ｉｌ＋：源が配浴さ、ｌ］２、これら′市鉤源により供
   給される電流の比が、減衰された係号を出力する口出し
   タップのｔα流レベルか減役されてない信号を出力する
   第ｚ主端子の直ηルベルに略々等しく々るような値であ
   ることを特徴とする減衰回路。 ４　％許Ｊδ求の範囲第８項記載の回路において、前記
   第８及びｌ！、４）ランジスクのエミッタ１０１槓の比
   が前記第８及び第４トランジスタのエミッタラインの′
   亀阪の比に帖々等しくしであることを特徴とする減衰回
   路。 翫　特許請求の範囲第２項記載の回路において、前記第
   ８及び第４．トランジスタのベースラインの少くとも一
   方に抵抗が４１ｈ人され、該抵抗の抵抗値が、第３トラ
   ンジスタのエミッタの直流レベルが第４・トランジスタ
   のエミッタの直流レベルに略々等しくなるような値であ
   ることを特徴とする減衰回路。