JPS6062711A - 利得切換型増幅器 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は、利得切換機能を有する増幅器の改良に関す
る。

［従来技術］ 増幅器を使用する際、時間的に利得を切換えて信号を増
幅する必要のある場合がある。たとえば、磁気記録再生
装置（以下ＶＴＲと称す）の一方式であるＶＨ８方式あ
るいは８　＋ｎＶ　Ｔ　Ｒ等においては、再生カラーバ
ースト信号のＳ／Ｎ比を向上せしめ、ヘッドの回転むら
、ピテオテーブの伸縮。

テープ走行速度の変化等に起因するジッタ等の時間軸変
動成分を、再生カラーバースト信号によって除去する効
果を上げるために、記録時にカラー信号のうちのカラー
バースト信号のみ振幅を２倍（＋６ｄＢ）に増強して記
録し、再生時にカラーバースト信号のみ振幅を１／２　
（−６ｄ　Ｂ）に圧縮して元の振幅に戻して再生すると
いうことを行なう。したがって、これを実現するために
は、バースト期間と非バースト期間で利得の異なる増幅
器が必要となる。以下説明の都合上バースト信号の増強
・圧縮を例にとって説明していく。

従来、上述のようなバースト信号の増強、圧縮を行なう
利得切換型増幅器として第１図に示すものがあった。図
において、入力端子１ａおよび１ｂには互いが相補的な
極性に選ばれた同一波形のカラー信号が与えられ、差動
増幅器３および８にこの信号が印加される。また、入力
端子２ａおよび２ｂには、互いが相補的な極性に選ばれ
た同一波形のパーストゲートパルスが与えられ、これら
パーストゲートパルスはトランジスタ１５および１６の
ベースに入力される。バースト期間にトランジスタ１５
のベースにハイレベルの電圧、トランジスタ１６のベー
スにローレベルの電圧が印加されたとすると、定電流源
１７を流れる電流はすべて、トランジスタ１５を流れ、
すなわち差動増幅１′３を流れることになる。非バース
ト期間には、バースト期間とは逆にトランジスタ１３の
ベースにローレベルの電圧、トランジスタ１４のベース
にハイレベルの電圧が印加されることにより、定電流用
１７を流れる電流はすべてトランジスタ１６を流れ、差
動増幅器８を流れ゛る。差動増幅器３を構成するエミッ
タ負帰還抵抗６および７の値を差動増幅器８を構成する
エミッタ負帰還抵抗１１および１２の値の１／２に設定
すれば、負荷抵抗５− １３の値は差動増幅器３および８とも共通なことにより
、差動増幅器３の利得は差動増幅器８の利得の２倍（＋
６ｄＢ＞となる。したがって、バースト期間には、バー
スト信号振幅はトレース期間のカラー信号振幅に比較し
て２倍（＋８ｄＢ）増強される。また、差動増幅器３の
利得を差動増幅器８の利得の１／２　（−６ｄ　Ｂ＞に
すれば、バースト信号振幅を、トレース期間のカラー信
号振幅に比較して１／２　（−ａｄ　Ｂ）に圧縮するこ
とができる。

従来のバースト信号振幅増強／圧縮回路は、以上のよう
に、定電流源１７を流れる電流を差動増幅器３あるいは
差動増幅器８のどちらに流すかを切換えるための差動ス
イッチングトランジスタ１５および１６を有するため、
トランジスタおよび抵抗の積、Ｆげ段数が増え、最近の
ＩＣの趨勢である低電源電圧には不向きである。また、
差動対トランジスタ１５および１６が同時にオンしてい
る瞬間があるため、切換タイミングにおいてスパイクが
発生するという欠点があった。

６− 第２図は従来のバースト信号振幅増強／圧縮回路の他の
例を示す回路図である。なお、この第２図の回路におい
て第１図の回路と同様の部分には同じ参照番号を付して
いる。図において、入力端子１ａ、１ｂには互いに相補
的な極性に選ばれたカラー信号が入力され、差動増幅器
３および８にこのカラー信号が印加される。また、入力
端子２ａおよび２ｂには、互いに相補的な極性に選ばれ
たパーストゲートパルスが入力され、トランジスタ１５
０および１６０のベースにこのパーストゲートパルスが
与えられる。バースト期間にトランジスタ１５０のベー
スにローレベルの電圧、トランジスタ１６０のベースに
ハイレベルの電圧が印加され、非バースト期間には逆に
、トランジスタ１５０のベースにハイレベルの電圧、ト
ランジスタ１６０のベースにはローレベルの電圧が印加
されたとすると、バースト期間は定電流ＷＡ１９の電流
はすべて差動増幅器３を流れ、定電流源２０の電流はす
べてトランジスタ１６０を流れるゆえに差動増幅器３が
動作する。非バースト期間は、定電流１１ｉ１９の電流
はすべてトランジスタ１５０を流れ、定電流源２０の電
流はすべて差動増幅器８を流れるゆえに差動増幅器８が
動作する。差動増幅器３の利得を差動増幅器８の利・得
の２倍（＋６ｄＢ）に設定すればバースト信号は増強さ
れ、逆に差動増幅器３の利得を差動増幅器８の利得の１
／２　（−６ｄ　Ｂ＞に設定すればバースト信号圧縮動
作をする。

第２図のバースト信丹振幅増強／圧ｍ回路は、以上のよ
うに、定電流１！１９および２０の電流を差動増幅器３
および８に並列に挿入したトランジスタ１５０および１
６０により切換える方法をとっているため、トランジス
タおよび抵抗の積上げ段数が少な（、低電源電圧動作に
は適している。

しかし、２つの定電流源１９お′よび２０を用い、差動
増幅器３が動作するときには差動増幅器３および負荷抵
抗１３を定電流１ｉ１９の電流が流れ、逆に差動増幅器
８が動作するときには定電流源２０の電流が負荷抵抗１
３および差動増幅器８を流れる。したがって、定電ｉ源
１９および２０で電流値が少しでも違うと、バースト期
間と非バースト期間で出力に直流段差が生じるという欠
点を有している。また、トランジスタ１５０および１６
０が同時に動作する瞬間には、過渡的に定電流源１９お
よび２０の電流が同時に負荷抵抗１３に流れるため、切
換タイミングにおいて、スパイクが生じるという欠点を
有している。

［発明の概要］ この発明の主たる目的は、低電源電圧動作が可能であり
、切換において直流段差やスパイクの生じない利得切換
型増幅器を提供することである。

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。

［発明の実施例］ 第３図はこの発明の一実施例を示す回路図である。図に
おいて、入力端子１ａおよび１ｂには、第１図あるいは
第２図の回路の場合と同様に、互いが相補的な極性に選
ばれた同一波形のカラー信号が与えられる。なお、入力
端子１ａおよび１ｂ−〇− の一方にカラー信号を与え、他方の端子には一層レベル
の直流電圧を与えるようにしてもよい。これら入力端子
１ａおよび１ｂは、それぞれ、トランジスタ２２および
２３のベースに接続される。

トランジスタ２２および２３のそれぞれのエミッタはエ
ミッタ負帰還抵抗２１′３よび２５を介して共通接続さ
れる。そして、これらトランジスタ２２および２３．抵
抗２４および２５で差動増幅器２１を構成している。抵
抗２４と２５との接続点には、定電流８１３７が接続さ
れる。トランジスタ２２のコレクタには、ダイオード２
６のカソードが接続される。ダイオード２６のアノード
はｍ源端子１８に接続される。また、トランジスタ２２
のコレクタはトランジスタ３６のベースに接続される。

一方、トランジスタ２３のコレクタはダイオード２７の
カソードに接続される。このダイオード２７のアノード
は電源端子１８に接続される。

また、トランジスタ２３のコレクタはトランジスタ３５
のベースに接続される。トランジスタ３５は前述のトラ
ンジスタ３６と協働して差動増幅器１０− ３４を構成する。これらトランジスタ３５および３６の
各エミッタは共通接続され、この共通接続点に定電流源
４２が接続される。まｔ：、１〜ランジスタ３５のコレ
クタには、Ｉ！ｌ端子１８が接続される。一方、トラン
ジスタ３６のコレクタには、負荷抵抗１３を介して電源
端子１８が接続される。

さらに、トランジスタ３６のコレクタには、出力端子１
４が接続される。

入力端子２ａおよび２ｂには、第１図あるいは第２図の
回路の場合と同様に、互いに相補的な慢性に選ばれたパ
ーストゲートパルスが与えられる。

なお、入力端子２ａおよび２ｂの一方の端子にのみパー
ストゲートパルスを与え、他方の端子に一層レベルの直
流電圧を与えるようにしてもよい。

入力端子２ａは、トランジスタ２９および３２のベース
に接続される。入力端子２ｂはトランジスタ３０および
３３のベースに接続される。トランジスタ２９と３０と
は協働して差動スイッチング回路２８を構成する。これ
らトランジスタ２９および３０の各エミッタは共通接続
され、この共通接続点には、定電流源３８が接続される
。トランジスタ２９のコレクタは、前述のトランジスタ
２２のコレクタと接続される。トランジスタ３０のコレ
クタには、電源端子１８が接続される。一方、トランジ
スタ３２と３３とは、協働して差動スイッチング回路３
１を構成する。トランジスタ３２および３３の各エミッ
タは、共通接続され、この共通接続点には、定電流源３
９が接続される。トランジスタ３２のコレクタは、前述
のトランジスタ２３のコレクタと接続される。トランジ
スタ３３のコレクタには、電源端子１８が接続される。

次に、上述の実施例の動作について説明する。

入力端子１ａおよび１ｂにはカラー信号が入力され、ト
ランジスタ２２および２３のベースに逆極性で印加され
る。また、入力端子２ａおよび２ｂにはパーストゲート
パルスが入力され、トランジスタ２９および３０のベー
スに相互に異なる極性で加わり、同様にトランジスタ３
２および３３のベースに相互に異なる極性で加わる。バ
ースト期間にトランジスタ２９および３２のベースにロ
ーレベルの電圧、トランジスタ３０および３３のベース
にハイレベルの電圧が印加されたとき、定電流源３８を
流れる電流■２はすべてトランジスタ３０を、また定電
流源３９を流れる電流■２はすべてトランジスタ３３を
流れる。したがって、ダイオード２６および２７を流れ
る電流は定電流源３７の電流Ｉ、のみとなる。このとき
の差動増幅器２１．ダイオード２６および２７．定電流
源３７、差動増幅器３４．負荷抵抗１３．定電流源４２
で構成される増幅器の利得Ｇｖ　１は、と表わされる。

ここで、ＲＥはエミッタ負帰還抵抗２４および２５の抵
抗値、ＲＬは負荷抵抗１３の抵抗値、ｒｅはトランジス
タ２２および２３のエミッタ微分抵抗である。次に、非
バースト期間にトランジスタ２９および３２のベースに
ハイレベルの電圧、トランジスタ３０および３３のベー
スにローレベルの電圧が印加されると、定電流源３８の
電流■２はダイオード２６を流れ、定電流源１３− ３９の電流■２はダイオード２７を流れ、そのときの増
幅器の利得ＧＶ　２は、 となる。Ｇｖ　１とＧＶ２の比較より明らかなとおり、
（１＋　＋２・ｌ２）−２・■、すなわちｌ２−（１／
　２）−Ｉ　＋であれば、ＧＶ　１−２−ＧＶ　２とな
る。ＧＶ　１はバースト期間における利得、Ｇｖ２は非
バースト期間における利得であるから、バースト信号は
トレース期間のカラー信号に比較して振幅が２倍（＋６
ｄＢ）に増強される。また、入力端子２ａおよび２ｂに
入力されるパーストゲートパルスの極性を反転して、バ
ースト期間にはトランジスタ２９および３２のベースに
ハイレベルの電圧、トランジスタ３０および３３のベー
スにローレベルの電圧が印加され、非バースト期間には
逆にトランジスタ２９および３２のベースにローレベル
の電圧、トランジスタ３０および３３のベースにハイレ
ベルの電圧が印加されるとすると、そのときのバースト
期間における利得Ｇｖ　１１４− と非バースト期間における利得ＧＶ２とは、１２−（１
／２）−１、であれば、ＧＶ　１−（１／　２）−ＧＶ
　２となりバースト信号はトレース期間のカラー信号に
比較して利得が１／２　（−６ｄ　Ｂ）に圧縮される。

なお、上述では、説明の都合上バースト信号の増強・圧
縮を例にとって説明したが、この発明はこれに限らず他
利得切換を必要とする用途に使用できることは言うまで
もない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、トランジスタおよび
抵抗の積上げ段数が少ないため低電源電圧動作に最適で
ある。また、利得を切換えるために定電流源（３８およ
び３９）の電流をスイッチング回路（２８および３１）
で切換えてダイオード（２６および２７）に流す電流を
切換えているが、切換時におけるダイオード（２６およ
び２７）を流れる電流の変化の方向はふえるか減るかの
一方向性しか持たないため、切換時におけるダイオード
（２６および２７）のカソード電圧はどちらも同じよう
に変化をする。したがって、過渡的に平衡が崩れる状態
がないためスパイクが発生することがない。また、ダイ
オード（２６および２７）を流れる電流の大小によって
カソード電圧は変化をするが、それは２つのダイオード
（２６および２７）のどちらも同じ量の変化であり、そ
の後を受けるトランジスタ（３５および３６）が差動形
式のため、同相の電圧変化は抑圧されて出力端子（１４
）には現われない。したがって、切換時における直流段
差は発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の利得切換型増幅器を示す回路図である。 第２図は従来の利得切換型増幅器の他の例を示す回路図
である。第３図はこの発明の一実施例を示す回路図であ
る。 図において、１ａおよび１ｂはカラー信号が入力される
入力端子、２ａおよび２ｂは利得切換制御信号としての
パーストゲートパルスが入力される入力端子、２１およ
び３４は差動増幅器、２６および２７（よダイオード、
２８および３１は差動スイッチング回路、１３は負荷抵
抗、１４は出力端子、３７〜４２は定電流源を示す。 代理人　大　岩　増　雄 １７一 手続補正書（自発） ２１発明の名称 利得切換型増幅器 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名　称　
（６０１）三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 ４、代理人 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機
株式会社内 ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
■ ６、補正の内容 （１）　特許請求の範囲を別紙のとおり。 （２）　明細書第５頁第１３行の「トランジスタ１３」
を「トランジスタ１５」に訂正する。 （３）　明細書第５員第１４行の「トランジスタ１４」
を「トランジスタ１６］に訂正する。 （４）　明細書第５真第１６行の「電流現」を「電流源
」に訂正する。 以上 ２、特許請求の範囲 少なくともその一方に増幅すべき信号が入力される第１
の入力端子（１ａ）と第２の入力端子（１ｂ）、 少なくともその一方に利得切換のための制御信号が入力
される第３の入力端子（２ａ）と第４の入力端子（２ｂ
）、 そのベースに前記第１の入力端子が接続される第１のト
ランジスタ（２２）と、そのベースに前記第２の入力端
子が接続される第２のトランジスタ（２３）とを含んで
構成される第１の差動増幅器（２１）、 前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２のトラン
ジスタのエミッタの共通接続点に接続された第１の定′
Ｒ流源（３７）、 前記第１のトランジスタのコレクタにカソードが接続さ
れ、電源にアノードが接続された第１のダイオードく２
６）、 前記第２のトランジスタのコレクタにカソードが接続さ
れ、電源にアノードが接続された第２のダイオード（２
７）、 前記第３の入力端子にベースが１＃統されコレクタが１
！ｑ記第１のトランジスタのコレクタに接続された第１
のトランジスタ（２９）ど、前記第４の入力端子にベー
スが接続されコレクタが電源に接続された第４の１〜ラ
ンジスタ（３０）とを含んで構成される第１のスイッチ
ング回路（２８）、前記第３のトランジスタのエミッタ
と前記第４のトランジスタのエミッタの共通接続点に接
続された第２の定電流源（３８）、 前記第３の入力端子にベースが接続されコレクタが前記
第りのトランジスタのコレクタに接続された第５のトラ
ンジスタ（３２）と、前記第４の入力端子にベースｔｐ
ｇ婢されコレクタが電閂−に接続された第６のトランジ
スタ（３３）とを含んで構成される第２のスイッチング
回路（３１）、前記第５のトランジスタのエミッタと前
記第６のトランジスタのエミッタの共通接続点に接続さ
れた第３の定電流源（３９）、 前記第、？−のトランジスタのコレクタにベースが＝４
− 接続された第７のトランジスタ（３５）と、前記第１の
１−ランジスタのコレクタにベースが接続された第８の
トランジスタ（３６）とを含んで構成される第２の差動
増幅器（３４）、 前記第７のＩ・ランジスタのエミッタと前記第８のトラ
ンジスタのエミッタの共通接続点に接続された第４の定
電流１１１（４２）、および前記第８のトランジスタの
コレクタとＭｌＮとの間に介挿される抵抗（１３）を備
え、 前記第４のトランジスタのコレクタから増幅出力を取出
ず、利得切換型増幅器。 ５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくともその一方に増幅すべき信号が入力される第１
   の入力端子（１ａ）と第２の入力端子（１ｂ）、 少なくともその一方に利得切換のための制御信号が入力
   される第３の入力端子（２８）と第４の入力端子（２ｂ
   ）、 そのベースに前記第１の入力端子が接続される第１のト
   ランジスタ（２２）と、そのベースに前記第２の入力端
   子が接続される第２のトランジスタ〈２３）とを含んで
   構成される第１の差動増幅器（２１）、 前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２のトラン
   ジスタのエミッタの共通接続点に接続された第１の定電
   流源（３７）、 前記第１のトランジスタのコレクタにカソードが接続さ
   れ、電源にアノードが接続された第１のダイオード（２
   ６）、 前記第２のトランジスタのコレクタにカソードが接続さ
   れ、電源に７ノードが接続された第２のダイオード（２
   ７）、 前記第３の入力端子にベースが接続されコレクタが前記
   第１のトランジスタのコレクタに接続された第２のトラ
   ンジスタ（２９）と、前記第４の入力端子にベースが接
   続されコレクタが前記第２のトランジスタのコレクタに
   接続された第４のトランジスタ（３０）とを含んで構成
   される第１のスイッチング回路（２８）、 前記第３のトランジスタのエミッタと前記第４のトラン
   ジスタのエミッタの共通接続点に接続された第２の定電
   流源（３８）、 前記第３の入力端子にベースが接続されコレクタが前記
   第１のトランジスタのコレクタに接続された第５のトラ
   ンジスタ（３２）と、前記第４のトランジスタのコレク
   タに接続された第６のトランジスタ（３３）とを含んで
   構成される第２のスイッチング回路（３１）、 前記第５のトランジスタのエミッタと前記第６のトラン
   ジスタのエミッタの共通接続点に接続された第３の定電
   流源（３９）、 前記第１のトランジスタのコレクタにベースが接続され
   た第７のトランジスタ（３５）と、前記第２のトランジ
   スタのコレクタにベースが接続された第８のトランジス
   タ（３６）とを含んで構成される第２の差動増幅器〈３
   ４）、 前記第７のトランジスタのエミッタと前記第８のトラン
   ジスタのエミッタの共通接続点に接続された第４の定電
   流源（４２）、および 前記第８のトランジスタのコレクタと電源との間に介挿
   される抵抗（１３）を備え、 前記第４のトランジスタのコレクタから増幅出力を取出
   す、利得切換型増幅器。