JPS61210714A - ゲインコントロ−ルアンプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はゲインコントロールアンプに関し、ＡＧＯ回路
、永算器等に用いて最適なものである。

〔発明の概安〕

前段差動アンプの一対の出力を流をＰＮ接合に流して電
圧変換を行い、その電圧出力を後段差動アンプに与え、
上記ＰＮ接合に流す直流分を可変にしてそのＶ／Ｉ（抵
抗）勾配の変化に対応させてアンプゲインをコントロー
ルするようにしたゲインコントロールアンプにおいて、
前段差動アンプの出力部に定電流負荷を用い、これによ
って前段差動アンプに流れる信号電流とこの差動アンプ
からの出力電流とが常に一定の関係に保たれ、ゲインコ
ントロールの直線性が広範囲にわたって成立するように
したものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来のゲインコントロールアンプで、トランジ
スタＱ１、Ｑ２及び′百流源２Ｉ、からなる前段差動ア
ンプ１の一対のコレクタ出力’Ｒｔ　ＫをダイオードＤ
Ｉ、Ｄ２（ＰＮ接会）で受けて電圧変換し、この電圧を
トランジスタＱ３、Ｑ４及び′畦流源２　Ｉ２から成る
後段差動アンプ２で受けて、出力電圧■。を侍るように
成っている。ダイオードＤＩ、Ｄ２に流す直流バイアス
電流２工。

を可変にすることにより、ダイオードＤ１、Ｄ２う。差
動アンプ１を流れる信号電流と差動アンプ１の出力点Ａ
、Ａ’から流出する信号電流ＩｓＧとが完全に比例関係
になっていれば、後段差動アンプ２の負荷抵抗ＲＬから
得られる出力電圧Ｖ。は、となる（　ｑＩ２／ｋＴは後
段差動アンプのｇｍ）。

ところが一段目差動アンプ１の負荷抵抗Ｒが固定値で、
これに連らなるダイオードＤ１、Ｄ２の接合抵抗ｒがＩ
。で可変されるから、Ａ、Ａ’点における信号′１１成
分の分流比が■。に従って変化し、Ａ％Ａ点から流出す
る信号電流■８ｏと差動アンプ１の各トランジスタＱ１
、Ｑｌを流れる信号電流との比率は同定でない。

従って第３図のコントロールアンプのゲインＧは、トラ
ンジスタのｈｆｅを十分大とすると、となる。第２式で
Ｒ／　（Ｒ＋ｋＴ／ｑＩＯ）の項は分流比の変化を代表
している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第２式において、ゲインを−・髪加しようとして１゜し
なくなり、非線形の制御特性となる。特にＧが犬の領域
では、Ｇの増加が飽；ｉｌシ、大ゲインを得ることがで
きない。

更にＡ、Ａ’点の直流′電位は■。。−１も（１，十ｉ
。）となり、Ｉｏを変化させると直流電位が大きく変化
し、差動アンプ１．２の動作点か変わると共に、アンプ
のタイナミ゛ンクレンジが市ｌｊ　ｔｉｌｔを受けて希
１百小する。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図に示すように、前段差動アンプ１の一対の出力電
流をＰＮ接合（ダイオードＤＩ、Ｄ２）で受けてから後
段差動アンプ２の一対の入力に与え、上記ＰＮ接合ＤＩ
、Ｄ２に重畳させる直流電流（Ｉ。）　　を可変にして
ゲインを制御するようにしたゲインコントロールアンプ
において、上記前段差動アンプ１が定電流負荷（Ｉｏ十
■１）をその出力部に備えている。

〔作　用〕

初段差動アンプ１の出力点Ａ（Ａ’）　　において、ア
ンプ側に流れる信号電流を＋Ｘとすると、Ａ点に流入す
る電流が一定（Ｉｏ＋Ｉ、）であるから、Ａ点から外へ
流出する信号電流は−Ｘとなる。つまり出力信号電流が
初段差動アンプ１を流れる信号電流と完全に対応し、こ
の対応関係は、ＰＮ接合（Ｄｉ、Ｄ２）に重畳させるゲ
イン制御のための直流電流Ｉ。を可変にしても全く変化
しない。従ってＩｏを可変にしたときに、ＰＮ接合の抵
抗直線式となり、従来含まれていた非線形項を除去する
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例のゲインコントロールアンプ
を示し、第３図の初段差動アンプ１のコレクタ抵抗Ｒ（
一対）を定電流源■。＋■、に置換え、且つダイオード
ＤＩ、Ｄ２のカソードに連らなる電流源２Ｉｏを電圧源
ｙｐ□　ニｉｔ　換、ｔ　ｔ、＝　点カ従来との相違点
である。

初段差動アンプ１のトランジスタＱ１、Ｑｌに流れる電
流は、バランス状態で１１で、差動入力Ｖｉが印加され
たとき１１　＋ｘ　ｓ　１１　　ｘ　（ｘは信号１［）
となる。Ｑｌ、Ｑｌのコレクタに連らなる一対の定電流
源は固定の電流Ｉ。十■、を供給するから、Ａ、Ａ’点
から流出する電流はＩｏ　　ｘ　１１ｎ　十ｘ　　とな
る。即ち、トランジスタＱ１、Ｑｌを流れる信号電流Ｘ
と全く同一の電流がＡ、Ａ’点から流出しダイオードＤ
１、Ｄ２を流れる。ダイオードＤ１、Ｄ２を流れる直流
分は工。を可変することによってを可変数とするゲイン
コントロールを行うことができる。

１ｏを変化させても、Ａ点（又はＡ′点）における信号
′１［Ｉｔ流の分流比は全く変化しない。即ち、トラン
ジスタＱ１（Ｑｌ）側に流れる信号電流Ｘが増加すれば
、その増加分だけＡ点（Ａ’点）から流出する信号電流
が減小（負方向に増大）するという関係が常に保たれて
いて、分流比は常に固定値−１であり、分流電流の総和
は零である。

定電流源Ｉ。十■、の交流インピーダンスは無限大であ
るから、第２式においてＲ＝のにした場合が第１図のア
ンプのゲインで、 となる。従ってＧと１／■ｏとの比例関係が広範囲にわ
たって保たれる。

ダイオードＤＩ、Ｄ２のカソードに接続した゛電圧源Ｖ
ＤＯは、後段差動アンプ２の入力バイアスを所定値にす
るためのものであり、その電圧値はゲインコントロール
特性と本質的に無関係である。

従って第２図Ａのようにベース電位をＶＤＯに固定した
ＰＮＰ）ランジスタＱ５を用いてもよい。或いは、第２
図Ｂのように同じくベースをＶＤＯに固定したＰＮＰ　
ｌ−ランジスタＱ６、Ｑ、７を用いて、そのエミッタ・
ベース接合をダイオードＤＩ、Ｄ２の代用としてもよい
。

また電圧源ＶＤＯとして、第２図Ｃのように抵抗Ｒ１Ｄ
　Ｃインピーダンスを有するもの）を用いてもよい。こ
の場合、抵抗九に流入する信号’５ｔｆＪｉｔはダイオ
ードＤ１からの−Ｘと、ダイオードＤ２からの＋Ｘで相
殺するから、電圧源ｖｎｏがインピータンスを有してい
てもゲインを決定するファクタにはならない。なお■。

を可変にすることにより抵抗Ｒｐの直流電位が変わるが
、この変化分は後段差動アンプ２の同相入力として無視
される。

なお電圧源ＶＤＯを定電圧諒にすると、Ａ点、Ａ’点の
直匠電位は、Ｖｎｏ　＋Ｖｙ　（ＶｐはタイオードＤＩ
、Ｄ２の順方向オン電圧）に固定される。従って■ｏを
可変したことによるＡＳＡ’の電位変動は生じ無いから
、アンプ系の直流動作点を固定して、最大ダイナミック
レンジを得るように最適動作点を設定することができる
。

第１図の基本回路では、トランジスタＱ１、Ｑｌのコレ
クタがトランジスタＱ３、Ｑ４のベースに直結されてい
る。このため直流設計に困難が生じる場合には、Ｑｌ、
ＱｌのコレクタとＱ３、Ｑ４のベースとの間にダイオー
ド、抵抗等のＤＯシフト素子（電流の連続性を失わない
もの）を挿入してもよい。

また定電流源■。＋１．は、■ｏを可変したときに、ト
ランジスタＱ１、Ｑｌの動作に必要な電流（１１）を損
じない程度の値であればよく、好ましくは■。

を基本値として固定し、それに可変分■。を上乗せした
ような可変電流を発生するような回路手段であってよい
。

ゲインコントロールは、後段差動アンプ２の共通［流源
■２（第３式）を可変にしても連敗できる。

〔発明の効果〕

本発明は上述の如く、ゲインＧとその可変数１／■ｏ　
　との関係式の非線形項を除去して、比レリ式１／■ｏ
■Ｇを得ることができ、正確なｔｔｔｌＪ　１５１１特
性を有するゲインコントロールアンプが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すゲインコントロールア
ンプの回路図、第２図は第１図の電圧源ｖｎｏの具体例
、第３図は従来のゲインコントロールアンプの回路図で
ある。 なお図面に用いた符号におい−Ｃ１ １・・・・・・・・・・・・・・・前段差動アンプ２・
・・・・・・・・・・・・・・後段差動アンプＤＩ、Ｄ
２・・・・・・・・・ダイオードＩｏ十■、・・・・・
・・・・定電流源Ａ、Ａ’・・・・・・・・・・・・出
力点Ｘ・・・・・・・・・・・・・・・信号゛電流ＶＤ
Ｏ・・・・・・・・・・・・・電圧源２Ｉ、２Ｉ２・・
・・・・電流源 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 前段差動アンプの一対の出力電流をＰＮ接合で受けてか
   ら後段差動アンプの一対の入力に与え、上記ＰＮ接合に
   重畳させる直流電流を可変にしてゲインを制御するよう
   にしたゲインコントロールアンプにおいて、 上記前段差動アンプが定電流負荷をその出力部に備えて
   いることを特徴とするゲインコントロールアンプ。