JPS6019682B2 - 可変全域通過回路 - Google Patents

可変全域通過回路

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JPS6019682B2
JPS6019682B2 JP15571376A JP15571376A JPS6019682B2 JP S6019682 B2 JPS6019682 B2 JP S6019682B2 JP 15571376 A JP15571376 A JP 15571376A JP 15571376 A JP15571376 A JP 15571376A JP S6019682 B2 JPS6019682 B2 JP S6019682B2
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卓哉 岩上
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/04Control of transmission; Equalising
    • H04B3/14Control of transmission; Equalising characterised by the equalising network used
    • H04B3/146Control of transmission; Equalising characterised by the equalising network used using phase-frequency equalisers
    • H04B3/148Control of transmission; Equalising characterised by the equalising network used using phase-frequency equalisers variable equalisers

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遅延特性を広範囲にわたり連続的に変化させる
ことのできる可変全域通過回路に関するものである。
伝達関数の振幅値が周波数によらず一定で遅延時間のみ
が周波数によって変化するような回路は一般に全域通過
回路と呼ばれており、信号を必要な時間だけ遅延させる
ための遅延回路、あるいは信号伝送路の遅延歪を補正・
吸収するための遅延等化器として、種々の通信システム
に広く用いられている。
全域通過回路のうちで、とくに式‘1}の伝達関数をも
つ2次全域通過回路は、すべての全域通過回路の基本と
なるものであり、実用上重要である。L(jの)=旨ま
ま害毒考王葺 …‘・’(こ
こに子=一1,a,b,dは正の定数、のは角周波数)
第1図は従来の2次全域通過回路の構成例を示すもので
、同図中に示したコイルのインダクタンスL,L2′お
よびコンデンサの容量C2,C2′が次式を満たすとき
の回路の伝達関数は式【11となる。
L=C2′=b/d …■および L′
=C2=1/b …‘3’式{l}の
伝達関数の遅延特性丁2(の)は式■で表わされる。
72W:−志{a他(小} =字{公an−・(羊三)} 2はの2十d) …(41一(の2−
d)2十b2の2第2図は式{4)の遅延特性を種々の
bの値について示したものである。
ただしここでdの値を1に固定している。2次の全域通
過回路を実際の通信システムに使用する場合その用途に
応じてパラメータbの値を適切な値に設定する必要があ
り、回路構成としてはこのbの値を容易に変えられるも
のであることが、調整の便利上きわめて望ましい。
またもしbの値を連続的かつ広範囲に変えることができ
れば、遅延歪の変動に対して自動的に追随する適応形連
等化器などの構成も可能となり応用範囲が−段と拡大さ
れる。しかし、第1図に示すごとき従来の2次全域通過
回路においては、bの値を変えるためには式【2’,{
3め)ら明らかなようにコイルおよびコンデンサの値全
部を一定の関係を保ちつつ変えねばならないため、遅延
特性を可変にすることが事実上ほとんど不可能であった
本発明はこの点に鑑みてなされたもので、簡単な回路構
成により連続的かつ広範囲に遅延特性が変えられる可変
2次全域通過回路を提供することを目的としている。
また本発明の他の目的は超高周波領域でも使用できる可
変全域通過回路を得ることである。以下図によって本発
明を詳細に説明する。第3図に第1の発明の構成を示す
同図において500は第1の接地形伝送回路であり、出
力端子501と接耳2点502の間に接続された2次リ
アクタンス1端子対回路503と、入力端子504と出
力端子501の間に接続された1個の可変抵抗505と
から成る。506は第2の接地形伝送回路であり、出力
端子507と接地点508の間に接続された1個の可変
抵抗509と、入力端子510と出力端子507の間に
接続された2次リアクタンス1端子対回路511とから
成る。
2つの接地形伝送回路500,506のそれぞれの入力
端子504と510は接続点512において互いに共通
に接続されている。
2つの2次リアクタンス1端子対回路503,511の
構成は同一であるものとし、また2つの可変抵抗505
,509は共に等しい値(R)に保ちつつ変化させるも
のとする。
513は第1の接地形伝送回路500の出力信号514
と第2の接地形伝送回路506の出力信号515の差に
比例する信号516を出力する回路(減算回路)である
いま2つのりアクタンス1端子対回路503,511の
1端子対インピーダンスZ(jの)とおけば、第1の接
地形伝送回路500の電圧伝達関数Ta(jの)、第2
の接地形伝送回路506の電圧伝達関数Tb(iの)は
それぞれ次式で表わされる。
ajの) ,.,【51 Ta(iw)=z菰広▽支 比(w;揚句 .・柵 したがって第3図の回路の入力端子523、出力端子5
17間の電圧伝達関数T(jの)は、減算回路513の
入力インピーダンスがRおよびIZ(jの)lに比べ充
分大きいと仮定して(この仮定が成立するような減算回
路を構成することは通常容易である)次式のようになる
T(jの)ニk {ra(jの)一Tb(jの)}=雛
祭常 州ここにkは減算回路513の利得(また
は損失)を表わす定数である。
回路網理論における良く知られた定理によれば、Z(i
の)が任意のりアクタンス1端子対回路のインピーダン
スを表わすときこれを次式のように分解することができ
る。2 2 Z(iの)=hjき字よう;談安さ;;差;三等貴云云
辛さっ ‐‐側ここにhは正の定数であり
、■,,の2・・・の2 2〆 <妙n
+.<の2n+2S+の・・・【9’n+2等の定数は
式‘91を満足するものとする。
。ミの・<の2<の3<…式【81を用いれば となり、これよりただちに次式が得られる。
および7ゆ=−志〔arg{袋纂式}〕 =2誌{tan−・等号等器守き芋砦券} ‐・
‐■式(11)より、式{7’の伝達関数の振幅値が角
周波数のの値によらず常に一定値kとなることが示され
る。
すなわち第3図の回路は全域通過回路として動作する。
このとき2つの可変抵抗505,509の抵抗値を共に
等しい値に保ちつつ変化させれば、式(11)の振幅値
は1に保つたまま式(12)の遅延特性のみを連続的に
変化させることができ、可変全域通過回路が得られる。
2つの可変抵抗として例えば回転形の1軸2蓮可変抵抗
器を用いれば両者の抵抗値を常に等しく保ちつつ連続的
かつ広範囲にその抵抗値を変化させることは容易であり
、かくして目的の連続的かつ広範囲に遅延特性が変えら
れる可変全域通過回路が得られる。
実用上最も重要な2次の可変全域通過回路は、リアクタ
ンス1端子対回路として2個のIJアクタンス素子から
成る回路、すなわち2次のりアクタンス回路を用いるこ
とにより実現される。
第4図は第1の発明のリアクタンス1端子対回路の一実
施態様を示すもので、1個のコイルと1個のコンデンサ
を並列に接続した回路を用いる。
このコイルのインダクタンスをL、コンデソサの容量を
Cとすれば式{71の伝達関数はとなる。
ここで1/CR=b …(IQお
よび1/LC=d ・・・(19
とおくことにより式(13)は式‘11と係数(一k)
を除いて一致し、2次全域通過回路が得られる。
2つの可変抵抗の抵抗値を共に等しい値(R)に保ちつ
つ変化させれば式(14)によりbの値を連続的に変え
ることができ、可変2次全域通過回路が得られる。
第5図は第1の発明のリアクタンス1端子対回路のさら
に他の実施態様を示すもので、1個のコイルと1個のコ
ンデンサを直列に接続した回路を用いる。
このコイルのインダクタンスをL、コンデンサの容量を
Cとすれば式のの伝達関数はT(iの):k≦…羊器塔
器=k≦幸葦芸三袋先策葦手王三先旨 ‐‐‐(・の
となる。
ここでR/L=b …(17)
および1/LC=d ・..(1
8)とおくことにより式(16)は式【1}と係数(k
)を除いて一致する。
2つの可変抵抗の抵抗値を共に等しい値(R)に保ちつ
つ変化させれば式(17)によりbの値を連続的に変え
ることができ、やはり可変2次全域通過回路が得られる
第6図は第1の発明の減算回路(第3図の513)の一
実施態様であり、2入力差動増幅器を用いる場合を示す
抵抗1および2はそれぞれトランジスタ3および4のベ
ースバイアス電流を供孫舎するためのもので、コンデン
サ5,6は入力端子7,8を通じてこのバイアス電圧が
前段の回路(すなわち第3図500,506の接地形伝
送回路)に加わるのを防止する。抵抗1および2の抵抗
値(rB)は、接地形伝送回路500,506の可変抵
抗の抵抗値Rおよびリアクタンス1端子対回路のインピ
ーダンス絶対値IZ(iの)lより充分大となるように
定める。減算回路の利得係数kの絶対値はトランジスタ
3,4の3つの負荷抵抗9(抵抗値r8)、10および
11(抵抗値rc)の値によってある程度自由に定める
ことができる。kの符号は、入力端子7を第3図の接地
形伝送回路500の出力端子501に接続し、入力端子
8を第3図の接地形伝送回路506の出力端子507に
接続するとき正となり、その逆の接続を行なうとき負と
なる。なおkの値は可変全域通過回路としての特性とは
無関係であるから、回路の挿入損失がない程度、すなわ
ちk=1程度にその値を定めておけば実用上充分である
。このことは第6図の差動増幅回路にとくに大きな利得
を要さないことを意味し、したがって数百MHZ以上の
超高周波帯城で動作する減算回路も容易に得ることがで
きる。第7図は第1の発明の−実施態様であり、可変抵
抗としてたとえばPINダイオードのごとき可変抵抗ダ
イオード100,101を用いる場合を示す。
第7図においてはリアクタンス1端子対回路102,1
03として第4図に示した回路を用い、減算回路104
として第6図に示した2入力差動増幅器を用いる場合と
あわせて示している。一般に可変抵抗ダイオードは供孫
合される直流順方向バイアス電流の大きさに応じてその
交流的な抵抗値が変化するという性質をもっている。第
6図のように供v給端子105から十1なる直流順方向
バイアス電流を流せば可変抵抗ダイオード100,10
1には共に十1なる直流電流が流れる。したがって2つ
の可変抵抗ダイオードとして特性の良く揃ったものを用
いれば、バイアス電流1を変えることによって2つの可
変抵抗100,101の抵抗値を共に等しい値に保ちつ
つ変化させることができる。抵抗比(最大抵抗値/最小
抵抗値)が数百以上の可変抵抗ダイオードは通常容易に
得られるので、たとえば式{1}におけるbの値のよう
なパラメータの値、したがって全域通過回路としての遅
延特性を、連続的かつきわめて広範囲に変化させること
ができる。以上説明したことから明らかなように、第1
の発明によれば簡単な回路構成により連続的かつ広範囲
に遅延特性が変えられる2次の可変全域通過回路を実現
することができる。
さらに第6図、第7図の実施態様によれば、能動回路に
とくに大きな利得を必要としないこと、回路が簡単であ
ること、超高周波領域で動作する可変抵抗ダイオードが
容易に得られることなどから、数百MHZ以上の超高周
波領域においても良好な可変全域通過特性を実現するこ
とができる。第8図は第2の発明の構成を示したもので
ある。
同図において200は第1の接地形伝送回路であり、出
力端子201と接地点202の間に接続された2次リア
クタンス1端子対回路203と、入力端子204と出力
端子201の間に接続された1個の可変抵抗205とか
ら成る。206は第2の接地形伝送回路であり出力端子
207と接地点208の間に接続された1個の可変抵抗
209と、入力端子210と出力端子207の間に接続
された2次リアクタンス1端子対回路211とから成る
2つのIJアクタンス1端子対回路203,211の構
成は同一であるものとし、また2つの可変抵抗205,
209は共に等しい値(R)に保ちつつ変化させるもの
とする。
212は入力信号213の位相とそれぞれ同相および逆
相の2つの出力信号214,215(または215,2
14)を発生する回路(位相反転回路)、216は第1
の接地形伝送回路200の出力信号217と第2の接地
形伝送回路206の出力信号218の和に比例する信号
を出力する回路(加算回路)である。
第8図において第1および第2の接地形伝送回路200
,206はそれぞれ第3図500および506の回路と
同じであるから、それらの電圧伝達関数Ta(iの),
Th(iの)はやはりそれぞれ式‘5’、式【6’で表
わされる。
したがって第8図の回路の入力端子219、出力端子2
20間の電圧伝達関数は、加算回路216の入力インピ
ーダンスがR、およびリアクタンス1端子対回路203
,211の1端子対インピーダンスZ(jの)の絶対値
に比べて充分大きいと仮定して(この仮定が成立する加
算回路を構成することは通常容易である)次式のように
なる。T(j の)ニklk2Ta(jの)十(−kl
)k2Tb(jの)=k本2隻≦圭器三葦 …(
1■ ここにk,は位相反転回路212の利得(または損失)
を表わす定数、k2は加算回路216の利得(または損
失)を表わす定数である。
式(19)は係数(k,k2)を除き式‘7’と一致し
、全域通過回路の伝達関数となっている。したがって可
変抵抗205,209の抵抗値Rを変化させることによ
り、第1の発明と同様、可変全域通過回路が得られる。
第8図のIJアクタンス1端子対回路203,211と
して第4図のごときコンデンサ1個とコイル1個を並列
に接続した回路を用いた場合、式(19)の伝達関数は
次式のようになる。
また第5図のごときコンデンサ1個とコイル1個を直列
に接続した回路を用いた場合式(19)はT(iの)=
k.k2淵三酷総母胎(21) となる。
式(20)は式(13)と、また式(21)は式(16
)とそれぞれ係数を除き一致し可変2次全域通過回路が
得られる。第9図は第2の発明の位相反転回路(第8図
の212)の一実施態様でありトランジスタ1段回路を
用いた例を示す。
トランジスタ300のべ一スが位相反転回路の入力端子
301、ヱミッタが同相信号302の出力端子303、
コレクタが逆相信号304の出力端子305にそれぞれ
なっている。306,307はトランジスタ300の負
荷抵抗、308はベースバイアス電流を供給するための
抵抗である。
負荷抵抗306,307の抵抗値を等しく(r)定めれ
ば、出力端子303には入力端子301に加えられる入
力信号電圧と同一振幅かつ同位相の出力電圧が、また出
力端子305には入力信号電圧と同一振幅かつ逆位相の
出力電圧が現われる。したがって第9図の回路を位相反
転回路として用いたときの第8図の可変全域通過回路の
伝達関数は式(19)においてk,=1またはk,=−
1とおいたものになる。k,の符号は、第9図の出力端
子303を第8図の入力端子204に接続し、第9図の
出力端子305を第8図の入力端子21川こ接続すると
き正となり、その逆の接続を行なうとき負となる。第1
0図は第2の発明の位相反転回路の他の実施態様であり
、不平衛−平衡変換トランス400を用いる例を示す。
第11図は第2の発明の加算回路(第8図の216)の
一実施態様であり抵抗加算回路を用いる例を示す。
可能を構成する3個の抵抗800,801,802の抵
抗値をすべて等しくRsとしさらにRs》RおよびRs
》IZ(jの)lとなるようにRsを定めれば、第11
図の回路を加算回路として用いたときの第8図の可変全
域通過回路の伝達関数は式(19)においてk2=1/
3とおいたものになる。このように加算回路として抵抗
加算回路を用いると損入損失を生じるこは避けられない
が、能動素子が不要であり回路構成もきわめて簡単であ
る。第12図は第2の発明の加算回路の他の実施態様で
あり、演算増幅器600を含む加算回路を用いる例を示
す。第12図において加算回路は演算増幅器600と3
個の抵抗601,602,603とによって構成される
。抵抗601,601の抵抗値を共にRiとし抵抗60
3の抵抗値をRfとする。演算増幅器600の利得(一
A)が充分大きいと仮定し、さらにRi》R、およびR
i》IZ(iの)lとするようにRiを定めれば式(1
9)における加算回路の利得係数k2は−(Rf/R,
)となる。負号は演算増幅器600の利得の符号が負で
あるために生じる。Rfの値をR,より大きく定めるこ
とによりlk2l>1とすることができる。このように
加算回路に演算増幅器を使用することにより利得が1よ
り大なる可変全域通過回路が得られる。ただし加算が理
想的に行なわれるためには演算増幅器の利得が使用帯域
において充分大きい(通常数百倍以上)必要があるので
、この実施態様は比較的低周波領域での使用に適してい
る。第13図は第2の発明の一実施態様であり、可変抵
抗としてたとえばPINダイオードのごとき可変抵抗ダ
イオード700,701を用いる場合を示す。第13図
においてはリアクタンス1端子対回路702,703と
して第5図に示した回路を用い、位相反転回路704と
して第9図に示した回路を用い、さらに加算回路705
として第11図に示した回略を用いる場合をあわせて示
している。第13図において供給端子706から供聯合
される直流順方向バイアス電流+1は可変抵抗ダイオー
ド700、加算回路705の2つの抵抗707、708
および可変抵抗ダイオード701を通って流れる。した
がって可変抵抗ダイオード700,701として特性の
良く揃ったものを用いバイアス電流+1を変化させれば
、第7図の実施態様の場合と同様に、遅延特性が連続的
かつ広範囲に変えられる可変全域通過回路が得られる。
なお、第13図においてコンデンサ709は供給端子7
06から供V給される直流バイアス電流が位相反転回路
704に流入するのを阻止するためのものであり、また
コンデンサ710はやはりこの直流バイアス電流が抵抗
711に流入するのを阻止するためのものである。以上
の説明から明らかなように、第2の発明によれば簡単な
構成により連続的かつ広範囲に遅延特性が変えられる2
次可変全域通過回路を実現できる。
さらに第9図、第10図、第11図、第13図の実施態
様によれば、能動回路を全く用いないか(第10図の位
相反転回路を用いる場合)用いてもと〈に大きな利得を
必要としない(第9図の位相反転回路を用いる場合)こ
と、回路が簡単であること、超高周波領域で動作する可
変抵抗ダイオードが容易に得られることなどから、数百
MHZ以上の超高周波領域においても良好な可変全域通
過特性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の2次全域通過回路の構成例を示す図、第
2図は2次全域通過回路の遅延特性を示す図、第3図は
第1の発明の構成を示す図、第4図および第5図はそれ
ぞれ2次リアクタンス1端子対回路の一実施態様を示す
図、第6図は減算回路の一実施態様を示す図、第7図は
第1の発明の一実施態様を示す図、第8図は第2の発明
の構成を示す図、第9図、第10図はそれぞれ位相反転
回路の一実施態様を示す図、第11図、第12図はそれ
ぞれ加算回路の一実施態様を示す図、第13図は第2の
発明の一実施態様を示す図である。 500,506・・・・・・接地形伝送回路、501,
507,517・・・・・・出力端子、502,508
・・・・・・接地点、503,511・・・・・・リア
クタンス1端子対回路、504,510・・・・・・入
力端子、505,509・・・・・・可変抵抗、512
・・…・接続点、514,515…・・・入力信号、5
16・・・・・・出力信号、1,2,9,10,11・
・・・・・抵抗、3,4・・・…トランジスタ、5,6
……コンデンサ、7,8…・・・入力端子、100,1
01・・・・・・可変抵抗ダィオード、102,103
・・・・・・リアクタンス1端子対回路、104,51
3・・・・・・減算回路、105・・・・・・バイアス
電流供給端子、200,206・・・・・・接地形伝送
回路、201,207,220・・…・出力端子、20
2,208・・・・・・接地点、203,211・・・
・・・リアクタンス1端子対回路、204,210,2
19・・・…入力端子、205,209・・・・・・可
変抵抗、212・・・・・・位相反転回路、213・・
・・・・入力信号、214,215,217,218・
・・・・・出力信号、216・・・・・・加算回路、3
00・・・・・・トランジスタ、301・・・・・・入
力端子、302,304・・・・・・出力信号、303
,305・・・・・・出力端子、306,307,30
8・・・抵抗、400・・・・・・不平衡−平衡変換ト
ランス、800,801,802・・・・・・抵抗、6
00…・・・演算増幅器、601,602,603・・
・・・・抵抗、700,701…・・・可変抵抗ダイオ
ード、702,703……リアクタンス1端子対回路、
704・・・・・・位相反転回路、705・・・・・・
加算回路、706・・・・・・バイアス電流供給端子、
707,708,711・・・・・・抵抗、709,7
10”””コンデソサ。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 第11図 第12図 第13図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 出力端子と接地点の間に接続された2次リアクタン
    ス1端子対回路と入出力端子間に接続された1個の可変
    抵抗とからなる第1の接地形伝送回路と、出力端子と接
    地点の間に接続された1個の可変抵抗と入出力端子間に
    接続され、構成が前記リアクタンス1端子対回路と同一
    の2次リアクタンス1端子対回路とからなり入力端子が
    前記第1の接地形伝送回路の入力端子と共通に接続され
    た第2の接地形伝送回路と、前記第1の接地形伝送回路
    の出力信号と前記第2の接地形伝送回路の出力信号の差
    に比例する信号を出力する回路(減算回路)とによつて
    構成され、前記第1及び第2の接地形伝送回路のそれぞ
    れの可変抵抗の抵抗値を共に等しい値に保ちつつ変化さ
    せるようにしたことを特徴とする可変全域通過回路。 2 リアクタンス1端子対回路として1個のコイルと1
    個のコンデンサを並列に接続した回路を用いた特許請求
    の範囲第1項記載の可変全域通過回路。 3 リアクタンス1端子対回路として1個のコイルと1
    個のコンデンサを直列に接続した回路を用いた特許請求
    の範囲第1項記載の可変全域通過回路。 4 減算回路として2入力差動増幅器を用いた特許請求
    の範囲第1項記載の可変全域通過回路。 5 可変抵抗として可変抵抗ダイオードを用いた特許請
    求の範囲第1項記載の可変全域通過回路。 6 入力信号の位相とそれぞれ同相及び逆相の2つの出
    力信号を発生する回路(位相反転回路)と、出力端子と
    接地点の間に接続された2次リアクタンス1端子対回路
    と入出力端子間に接続された1個の可変抵抗とから成り
    前記位相反転回路の一方の出力信号をその入力信号とす
    る第1の接地形伝送回路と、出力端子と接地点の間に接
    続された1個の可変抵抗と入出力端子間に接続され構成
    が前記リアクタンス1端子対回路と同一の2次のリアク
    タンス1端子対回路とから成り、前記位相反転回路の他
    方の出力信号をその入力信号とする第2の接地形伝送回
    路と、前記第1の接地形伝送回路の出力信号と前記第2
    の接地形伝送回路の出力信号の和に比例する信号を出力
    する回路(加算回路)とによつて構成され、前記第1お
    よび第2の接地形伝送回路のそれぞれの可変抵抗の抵抗
    値を共に等しい値に保ちつつ変化させるようにしたこと
    を特徴とする可変全域通過回路。 7 リアクタンス1端子対回路として1個のコイルと1
    個のコンデンサを並列に接続した回路を用いた特許請求
    の範囲第6項記載の可変全域通過回路。 8 リアクタンス1端子対回路として1個のコイルと1
    個のコンデンサを直列に接続した回路を用いた特許請求
    の範囲第6項記載の可変全域通過回路。 9 位相反転回路としてベースを入力端子、エミツタを
    同相信号出力端子、コレクタを逆相信号出力端子とする
    トランジスタ1段回路を用いた特許請求の範囲第6項記
    載の可変全域通過回路。 10 位相反転回路として不平衡−平衡変換トランジス
    タを用いた特許請求の範囲第6項記載の可変全域通過回
    路。 11 加算回路として抵抗加算回路を用いた特許請求の
    範囲第6項記載の可変全域通過回路。 12 加算回路として演算増幅器を含む加算回路を用い
    た特許請求の範囲第6項記載の可変全域通過回路。 13 可変抵抗として可変抵抗ダイオードを用いた特許
    請求の範囲第6項記載の可変全域通過回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0326868Y2 (ja) * 1985-06-27 1991-06-11

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