JPS6130344Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はデジタル信号増幅用トランジスタ回路
において、電源投入時に入力信号による影響が少
なく速やかに所定のバイアス電圧に設定し得るバ
イアス回路に関する。

データ通信用の受信機などでは、待機時に一部
の回路部分たとえばデジタル信号増幅用トランジ
スタ回路を動作オフしておき、予め設定された信
号受信期間のみ動作オンにすることが行われる。
そのために、信号受信開始の手前で電源をオンに
し、かつ信号受信開始までに適正なバイアスが与
えられるようにするが、このバイアス設定に要す
る時間は、消費電流の低減化という面からできる
限り短い方が好ましい。しかし従来のデジタル信
号増幅用トランジスタ回路は、動作の立上りを向
上させると波形歪を生じ、波形歪を除去するよう
にすれば立上りが悪くなるという相矛盾する欠点
があつた。

具体的に説明すると、第１図に示すように電界
効果トランジスタ１を用いた回路では、トランジ
スタ１のゲート電極が結合用コンデンサ２を介し
て信号入力端子３に接続されている。そしてこの
ゲート電極は、抵抗４を介して、定電圧源すなわ
ち電源スイツチ７の閉成（オン）時に直流電源８
からスイツチ７、限流用抵抗６、定電圧ダイオー
ド５、接地の径路で流れる電流により定電圧が現
われるダイオード５のカソード電極に接続されて
いる。トランジスタ１のソース電極は接地され、
ドレイン電極は出力端子９に接続されると共に抵
抗１０、電源スイツチ７を介して電源８に接続さ
れるようになつている。

このような構成において電源スイツチ７がオン
になると、ダイオード５に所定の電圧が現われ
る。この電圧により抵抗４、コンデンサ２、信号
入力端子３−地気間の抵抗（微小な信号源抵抗）
を通してコンデンサ２が充電されたのち、この電
圧がバイアス電圧として電界効果トランジスタ１
のゲート電極に加えられる。この状態でデジタル
信号が信号入力端子３に加わると、増幅された信
号が出力端子９に現われる。

ところで入力信号がNRZ（Non−Return to
Zero）信号のデータ信号である場合、コンデンサ
２と抵抗４とから構成される時定数回路の時定数
T₁＝C₁R₁が小さいと、低周波欠損による波形歪
が生じ、データ伝送上種々の不都合が生じる。こ
のため上記時定数τ_１はデジタル信号における
“１”または“０”レベル信号が連続する時間に
比べ充分大きくする必要がある。

一方、上記の時定数τ_１の値が大きくなると、
それだけ電源を投入してからバイアス電源が所定
のレベルに達するまでの時間が長くなり、動作の
立上りが悪化してしまう。

このように上記の時定数τ_１の値は回路の動作
上相矛盾するものとなつており、従来の回路では
解決できなかつた。

本考案は、このような欠点を改善するためにな
されたもので、時定数回路の時定数を定常状態で
は大きくしながら電源投入時に急速充電を行なわ
せ、もつて信号の波形歪もなく且つ動作の立上り
も速いバイアス回路を提供するものである。

以下図面を参照して本考案の一実施例を説明す
る。

第２図に示す本考案による回路は電界効果トラ
ンジスタ１のゲート電極の定電圧ダイオード５の
カソード電極との間の抵抗４の並列にスイツチ回
路１１（抵抗１２はその内部抵抗）を設けると共
に、信号入力端子３とコンデンサ２との間に抵抗
１３を介挿接続したものであり、他の部分は第１
図と同じ構成であるので同一符号を付しその説明
を省略する。

このような構成において、抵抗４，１３，１２
の抵抗値をそれぞれR₁，R₂，Ｒ_sとし、コンデン
サ２の容量値をC₁としたとき、R₁，R₂，Ｒ_s，C₁
を次のように定める。

(1) 時定数τ_２＝C₁（R₁＋R₂）をNRZ信号におけ
る“１”または“０”が連続する時間より充分
大きく設定する。

(2) 時定数τ_３＝C₁（R₂＋Ｒ_s）を、前述した短
いことが望まれるバイアス設定に要する時間
（この時間だけスイツチ１１をオンにする）よ
り充分小さくする。

(3) スイツチ１１のオン時に入力信号が充分減衰
するように、またスイツチ１１のオフ時に入力
信号が減衰しないように、Ｒ_s≪R₂≪R₁とす
る。

いま、データ通信における受信機の一回路であ
るとして、その動作を説明する。

予め定められた信号受信期間の直前で、電源ス
イツチ７がオンとなり、同時にスイツチ１１もオ
ンとなる。すると、ダイオード５に所定の電圧が
生じると同時にスイツチ１１を通じてコンデンサ
２が時定数τ_３で急速に充電される。したがつて
電界効果トランジスタ１のゲートにかかるバイア
ス電圧は短時間で所要の電圧となる。またこのバ
イアス電圧設定期間に当該受信機にとつては不要
なデジタル信号が入力端子３に加わるが、この信
号は抵抗１３によつて減衰されるので、その間の
充電電流を左右させることがなくバイアス電圧に
対する影響は小さくなる。

この抵抗１３の作用を第３図によつてさらに詳
しく説明する。第３図のイは入力端子３の波形、
ロは電界効果トランジスタ１のゲート電極の波
形、ハはスイツチ１１の制御信号、ニはスイツチ
７の制御信号をそれぞれ示すものであり、また
イ，ロにおいて実線は抵抗１３がない場合、破線
は抵抗１３が有る場合を示している。先ず抵抗１
３がない場合はコンデンサ２の信号源側は入力信
号の波形がそのまま生じ、スイツチ１１がオンと
なつている時間つまりt₁〜t₂の間、時定数τ_３が
小さいために、ゲート側にはロの如き微分波形が
生じる。この場合スイツチ１１がオフとなる時期
に入力信号レベルが論理値で“１”であると（図
示の場合）、コンデンサ２の充電電圧が信号レベ
ル分だけ小さい状態でスイツチ１１がオフとなる
ため、信号受信期間（t₂〜t₃）の始点t₂で所要のバ
イアスが得られず、またその後にコンデンサ２の
充電がτ_２の時定数で進みバイアス電圧が変動す
る。逆にスイツチ１１がオフとなる時期に信号レ
ベルが論理値で“０”であれば、必要以上に充電
が行なわれて、やはり信号受信期間の始点で所要
のバイアスが得られず、その後τ_２の時定数で放
電が生じ同様にバイアス電圧が変動する。

しかし抵抗１３が有ると、破線で示すようにス
イツチ１１がオンとなつている時間に信号が大き
く減衰する。したがつてスイツチ１１がオフにな
る時期に入力信号が論理値で“１”や“０”であ
つても、コンデンサC₁にはほぼダイオード５に
現われる定電圧のみにしたがつた充電が行なわれ
て、所要のバイアス電圧が生じることになる。

このようにして所定のバイアス電圧が得られた
後にスイツチ１１がオフとなり、信号受信期間t₂
〜t₃において、良好な増幅動作が行なわれる。こ
の場合、上記の如く時定数τ_２が十分大きく定め
られているので、NRZ信号の“１”または“０”
レベルが連続しても、低周波欠損による波形歪は
無視できる程度となる。

第４図は本考案の他の実施例を示すもので、入
力端子３と抵抗１３との間にスイツチ回路１４を
設けたもので、他の部分は第２図と同じである。

上記のスイツチ１４は電源スイツチ７のオン，
オフと同期してオン，オフするように制御される
ものであり、電源が切れた時にオフとなる。した
がつてコンデンサ２の放電路がなくなりその時点
の入力信号の“１”又は“０”のレベル分だけ高
い又は低い電圧に相当する電荷が保存される。

電源がオフのとき、コンデンサ２の電荷はスイ
ツチ回路１４のリーク等により若干放電するが、
残つている電荷量に応じて次の電源投入時にバイ
アス電圧が所定のレベルに達する時間が短縮され
る。つまりそれだけスイツチ１１をオンにしてお
く時間を短縮でき、応答性のよいものとなる。

以上述べたように本考案によればバイアス回路
の定常状態での時定数τ_２を充分大きくしてある
ので入力信号の低周波欠損による波形歪は無視で
きるものにでき、またバイアス設定時にスイツチ
１１のオンによつてコンデンサ２の充電が急速に
行なわれるようにしたので所定のバイアス電圧が
短時間で得られる。さらに抵抗１２，１３によつ
てバイアス設定時の入力信号を減衰させるように
したので、バイアス電圧を常に所定の値に設定す
ることができる。また電源オフ時にスイツチ１４
をオフにしてコンデンサ２の電荷を次の電源投入
時まで保存するようにすれば、バイアス電圧を所
定レベルにする時間をより短縮することができ
る。

実施例では電界効果トランジスタに適用した場
合について説明したが、他のトランジスタであつ
てもよいことはもちろんである。

また実施例では、動作オフの期間にトランジス
タ１のドレイン電極への電源供給も停止せしめて
いるが、これは常時与えてもバイアス電圧が所定
値以下であれば電流消費は少ないので、このよう
に変形実施してもよい。また定電圧源としてダイ
オードの順方向電圧を利用するようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバイアス回路を示す結線図、第
２図は本考案の一実施例によるバイアス回路を示
す結線図、第３図は第２図のバイアス回路の動作
を説明するための波形図、第４図は本考案の他の
実施例を示す結線図である。 １……電界効果トランジスタ、２……コンデン
サ、３……入力端子、４……抵抗、５……定電圧
ダイオード、６……抵抗、７……電源スイツチ、
８……直流電源、９……出力端子、１０……抵
抗、１１……スイツチ、１２……抵抗、１３……
抵抗、１４……スイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. デジタル信号増幅用のトランジスタ回路のバイ
   アス回路において、少なくとも前記トランジスタ
   回路を動作オン状態に設定する期間およびこの期
   間の直前の微小時間だけ所定の定電圧を発生する
   定電圧源と、前記トランジスタ回路の信号入力端
   へのデジタル信号供給路に直列に介挿された結合
   コンデンサおよび第１の抵抗の直列回路からなる
   信号入力回路と、前記定電圧源の定電圧出力端と
   前記トランジスタ回路の信号入力端との間に接続
   された第２の抵抗およびスイツチの直列回路から
   なり前記微小時間のみスイツチが導通状態となつ
   てこの期間に上記第２の抵抗および前記信号入力
   回路により定まる第１の時定数に従つて前記定電
   圧源の出力定電圧を前記トランジスタ回路の信号
   入力端に供給する第１の抵抗回路と、この第１の
   抵抗回路に対し並列に接続された第３の抵抗から
   なり前記微小時間経過後にこの第３の抵抗および
   前記信号入力回路により定まる第２の時定数に従
   つて前記定電圧源の出力定電圧を前記トランジス
   タ回路の信号入力端に供給する第２の抵抗回路と
   を具備したことを特徴とするバイアス回路。