JPS5949727B2 - 可変移相回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は可変移相回路に関し、特に例えばカラーテレ
ビジョン受像機の色相制御等のように供給された電気信
号の位相を変化させるような可変□移相回路に関する。

従来より、このような可変移相回路においては、交流信
号の位相を変化させるのに、抵抗、コンデンサ、インダ
クタ等の受動素子が用いられてきた。

第１図はこの発明の背景となる可変移相回路の一例を示
す回路図である。

すなわち、信号源１からの例えば交流信号は、入力端子
２に与えられ、抵抗３、コンデンサ４、可変インダクタ
５、抵抗６およびコンデンサ７で構成される移相制御回
路を介して適宜移相されて出力端子８に導出される。

その移相量は、前記可変インダクタ５のインダクタンス
を変化することによって適当に調整できる。

また、最近ではすべての回路をできるだけ集積回路で実
現することが望まれるが、上述のごとくの第１図の移相
回路はそれぞれコンデンサおよびインダクタンス等を用
いているため、半導体集積回路で実現するには困難であ
る。

さらに、このような回路においては、交流的に位相を制
御しているため、例えばカラーテレビジョン受像機の色
相制御で用いられるように、信号が例えば３．５８ＭＨ
ｚ等の高周波の場合には、その配線にシールド線を用い
る必要があり、作業性が悪く、しかも高価になるという
問題点に遭遇する。

それゆえに、この発明の主たる目的は、上述のごとくの
困難性を除いて半導体集積回路によって構成するに適し
た可変移相回路を提供することである。

入力端子と定電流源をもつ第１の差動増幅器を設け、そ
の第１の差動増幅器の差動出力に第２、第３の差動増幅
器を縦続接続し、第２の差動増幅器の第１の入力端子と
第３の差動増幅器の第１の入力端子とを接続して制御端
子とし、第２の差動増幅器の第２の入力端子と第３の差
動増幅器の第２の入力端子とを接続して制御端子とし、
第２の差動増幅器の出力端子および第３の差動増幅器の
出力端子には、それぞれ、直流的にはインピーダンスが
等しく交流的にはインピーダンスの異なる負荷を接続し
、その出力電圧をバッファを通した後には抵抗マトリッ
クスによって合成するようにした可変移相回路である。

この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。

第２図はこの発明の一実施例を示す回路図である。

第３図はその動作を示すベクトル図である。トランジス
タ１０．１１は、第１の差動増幅器を構成し、定電流源
９と入力端子３０，３１と差動出力端子とを備え、その
一方の出力端子にはトランジスタ１２．１３で構成され
る第２の差動増幅器が縦続接続され、他方の出力端子に
はトランジスタ１４．１５で構成される第３の差動増幅
器が縦続接続されている。

この第２の差動増幅器の２つの入力端子３２．３３は、
それぞれ制御端子２９．２８に結合され、その出力端子
２５には電源ＶＣＣにその一端を接続した負荷抵抗１６
（抵抗値Ｒ）が接続されている。

一方、第３の差動増幅器の２つの入力端子３４．３５は
、それぞれ制御端子２８．２９に結合され、その出力端
子２６には電源ＶＣＣにその一端を接続した、かつ前記
負荷抵抗１６にその大きさが等しい負荷抵抗１８ （抵
抗値Ｒ）が接続される。

さらに、前記負荷抵抗１８には、コンデンサ１７ （容
量値Ｃ）が接続されている。

このコンデンサ１７は比較的小容量のものでよい。

前記第２の差動増幅器の出力端子２５はトランジスタ１
９に接続され、第３の差動増幅器の出力端子２６はトラ
ンジスタ２０に接続される。

このトランジスタ１９と抵抗２３とは、エミッタホロワ
として結合され、バッファを構成している。

同様にトランジスタ２０と抵抗２４とは、エミッタホロ
ワとして結合され、バッファを構成している。

前記トランジスタ２０のエミッタおよび斗うンジスタ１
９のエミッタには、それぞれ、抵抗値の相等しい抵抗２
１および２２が接続され、その一方端は共通的に出力端
子２７に接続される。

この等しい値をもつ抵抗２１，２２は、抵抗マトリック
スを形成し、その合成出力は出力端子２７に導出される
。

ここで、まず、入力端子３０．３１に交流信号□が入ら
ない場合について考えてみる。

一方の制御端子２９に一定直流電圧Ｅを、他方の制御端
子２８に可変直流電圧Ｅ′を加える。

この直流電圧Ｅ＝Ｅ′のとき、各トランジスター２．
１３． １４． １５には、定電流源９に流れる電流Ｉ
の１７４ずつの警 電流７゛流する・″″′き０合成出力端子２７″、圧ｖ
２□は、 Ｖ２７＝ＶＣＣＲＩ／４ ＶＢＥ となる。

ここで、ＶＢＥはトランジスター９または２０のベース
−エミッタ間電圧である。

つぎに、直流電圧Ｅ＞Ｅ’となり、トランジスター２に
ΔＩの電流が前記１／４より余分に流れたとする。

この場合、トランジスター２ないし１５が全て同一のエ
ミッタ面積をもつとすれば第２差動増器の出力端子２５
の電圧ｖ２．は、 Ｖ２５ ＝ Ｖ ｃｃ Ｒ（Ｉ／４＋ΔＩ）となる。

第３差動増幅器の出力端子２６の電圧ｖ２６は、 Ｖ２６ ＝ Ｖ ｃｃ Ｒ（Ｉ／４−ΔＩ）となる。

従って、合成出力端子２７の電圧ｖ２７は、 Ｖ２７＝１／２ （ＶＣＣ−Ｒ（Ｉ／４＋ΔＩ ）
ＶＢＥ十ＶＣＣ−Ｒ（Ｉ／４−ΔＩ） 、 ＶＢＥ
） ＝ ＶＣＣＲＩ／４−ＶＢＥ となり、前述のＥ＝Ｅ’の場合と等しくなる。

このことは、逆に直流電圧Ｅ＜Ｅ’の場合も全く同様で
ある。

すなわち、出力端子２７の直流出力電圧は、制御端子２
８の制御電圧の値によらず常に一定の値を保つことがで
きる。

つぎに、入力端子３０から交流信号が入った場合につい
て考えてみよう。

信号ｅ５をｅ５＝Ｅ５Ｓｉｎωｔ とすると、トランジスター０に流れる電流１１は、”１
”ｇ ｍＥ６ｓｘｎωｔ となる。

ここで、ｇｍは、差動増幅器の相互のコンダクタンスで
ある。

また、トランジスタ１１に流れる電流１２は、 １２＝−ｇｍＥ５Ｓｉｎωｔ となる。

但し、ｉｌ、 ｉ２は交流信号成分のみを示し※ている
。

そして、制御直流電圧Ｅ＝Ｅ’の場合、出力端子２５の
電圧Ｖ２５は、 ｖ２．＝−１１Ｒ／２＝−ｇｍＲＥ５／２・ｓｉｎωｔ
となる。

また、出力端子２６の電圧Ｖ２６は、となる。

この電圧をベクトル的に合成したものが出力端子２７に
得られる。

このことが第３図に示される。

すなわち、この第３図において、入力端子３０からの入
力電圧の位相が参照符号３６で示され、第２差動増幅器
の出力端子２５の電圧Ｖ２５の位相が参照符号３７で示
され、第３差動増幅器の出力端子２６の電圧ｖ２６の位
相が参照符号３８で示され、そして出力端子２７におけ
る合成された電圧Ｖ２７の位相が参照符号３９で示され
る。

つぎに、直流制御電圧Ｅ＞Ｅ’になった場合について考
えてみると、このとき第２差動増幅器のトランジスタ１
２および第３差動増幅器のトランジスタ１５に流れる交
流電流成分は増大するため、出力端子２５における電圧
振幅は増大するが、出力端子２６における電圧振幅−４
ｉ減少する。

従って、合成出力端子２７における合成された電圧の位
相は、第３図に示す３７の位相に近づく。

逆に、制御電圧Ｅ＜Ｅ’の場合には、出力端子２７に。

おける合成された電圧の位相は、第３図に示す３８に近
づく。

すなわち、制御端子２８の直流電圧を変化させることに
よって、出力端子２７に得られる交流信号の位相は、第
３図に示す３７から３８まで可変でき、しかも、既に述
べたようにその。

直流電位を一定に保つことができる。

さらに、出力端子２５．２６をトランジスタ１３および
１５のコレクタ側から取り出したり、負荷インピーダン
スの値を変化させることにより、種々の位相変化範囲を
もつ可変移送回路を得るこ；とができる。

なお、ここでは説明を簡略化するために、付加抵抗１６
．１８と抵抗マトリックス２１．２２との間にバッファ
としてエミッタホロワトランジスタを挿入した。

しかしながら、このバッファがない場合においても、出
力信号の振幅は小さくなるが、本願発明による回路の動
作原理には何ら影響がない。

以上のように、この発明によれば、従来の回路構成とは
異なり、比較的大容量の可変インダクないしコンデンサ
等を必要としないため、半導体集積回路に最適な回路構
成となる。

このような回路構成をとることによって、さらに、以下
のような特有の効果が期待される。

すなわち、直流的に位相を変化させることができるため
、その配線（シールド線等が不要）が簡単となり、また
９０°以上の大きな位相変化範囲が得られる。

そして、出力バイアス電圧は常に一定であるため、次段
に直結でき、半導体集積回路構成とすることに極めて好
都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の背景となる可変移相回路の一例を示
す回路図である。 第２図はこの発明の一実施例を示す回路図である。 第３図はその動作を示すベクトル図で゛ある。 図において、９は定電流源、１０． １１． １２．１
３，１４，１５，１９，２０はトランジスタ、１６，１
８，２１，２２，２３，２４は抵抗、１７はコンデンサ
、２７は合成出力端子、２８．２９は制御電圧入力端子
、３０．３１は信号入力端子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 信号入力端子と定電流源とを有する第１０差動増幅
   器、 前記第１差動増幅器の一方出力に接続される第２の差動
   増幅器、 前記第１差動増幅器の他方出力に接続される第３の差動
   増幅器、 前記第２差動増幅器と第３差動増幅器との各一方入力端
   子に共通接続される第１の制御電圧入力端子、 前記第２差動増幅器と第３差動増幅器との各他方入力端
   子に共通接続される第２の制御電圧入力端子、 前記第２差動増幅器の出力端子に接続される第１の負荷
   インピーダンス素子、 前記第３差動増幅器の出力端子に接続される、かつその
   インピーダンスが直流的には前記第１負荷インピーダン
   スと等しくかつ交流的には異なる第２の負荷インピーダ
   ンス素子、および 前記第２差動増幅器と第３差動増幅器との各出力端子に
   接続されて各出力電圧を合成する抵抗マトリックスを備
   える可変移相回路。 ２ 前記第１負荷インピーダンス素子は抵抗であり、か
   つ前記第２負荷インピーダンスは抵抗およびコンデンサ
   を含む特許請求の範囲第１項記載の可変移相回路。