JPS6132847B2 - - Google Patents
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- JPS6132847B2 JPS6132847B2 JP50135748A JP13574875A JPS6132847B2 JP S6132847 B2 JPS6132847 B2 JP S6132847B2 JP 50135748 A JP50135748 A JP 50135748A JP 13574875 A JP13574875 A JP 13574875A JP S6132847 B2 JPS6132847 B2 JP S6132847B2
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- JP
- Japan
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- transistor
- port
- terminal
- resistor
- current
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Links
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 13
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
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- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 102220216906 rs1060505002 Human genes 0.000 description 2
- 102220260512 rs1192077362 Human genes 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/40—Impedance converters
- H03H11/42—Gyrators
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、閉ループ内に設けられ、それぞれ２
個の端子を有する第１ポートおよび第２ポート
と、４個のインピーダンス素子と、前記２つのポ
ートに結合された２個の増幅器とを具える非可逆
回路網に関するものである。
個の端子を有する第１ポートおよび第２ポート
と、４個のインピーダンス素子と、前記２つのポ
ートに結合された２個の増幅器とを具える非可逆
回路網に関するものである。
ここに、２つのポートを有する非可逆回路網
は、一方のポートがインピーダンスＺで終端され
ている場合、他方のポートは＋ｋ／Ｚ（ｋ＞０）
のインピーダンスを有する回路網を意味してい
る。この種の回路網はジヤイレータである。知ら
れているように、ジヤイレータは、一方のポート
に接続されたキヤパシタンスを合成インダクタン
スに変換し、このインダクタンスは他方のポート
に接続されたキヤパシタンスと共に共振回路を構
成する。このジヤイレータは、ジヤイレータ定数
ｋを変えることによて、合成インダクタンスの大
きさを原則として変化させることができるという
特性を有していることが知られている。このこと
は、抵抗の設定を変えることにより非常に簡単な
方法でジヤイレータ共振回路を離調しうることを
意味している。
は、一方のポートがインピーダンスＺで終端され
ている場合、他方のポートは＋ｋ／Ｚ（ｋ＞０）
のインピーダンスを有する回路網を意味してい
る。この種の回路網はジヤイレータである。知ら
れているように、ジヤイレータは、一方のポート
に接続されたキヤパシタンスを合成インダクタン
スに変換し、このインダクタンスは他方のポート
に接続されたキヤパシタンスと共に共振回路を構
成する。このジヤイレータは、ジヤイレータ定数
ｋを変えることによて、合成インダクタンスの大
きさを原則として変化させることができるという
特性を有していることが知られている。このこと
は、抵抗の設定を変えることにより非常に簡単な
方法でジヤイレータ共振回路を離調しうることを
意味している。
このような装置の有用性に対する一般的な基準
は、ジヤイレータによつて実現される共振回路の
特性係数Ｑの大きさである。バイポーラモノリシ
ツク構造を有効に用いることによつて、周波数を
数オクターブにわたつて同調でき、しかも比較的
大きいＱを有するジヤイレータ共振回路が実現で
きる。
は、ジヤイレータによつて実現される共振回路の
特性係数Ｑの大きさである。バイポーラモノリシ
ツク構造を有効に用いることによつて、周波数を
数オクターブにわたつて同調でき、しかも比較的
大きいＱを有するジヤイレータ共振回路が実現で
きる。
上述した種類の非可逆回路網は、“I.E.E.会
報”第115巻、No，11，1969年11月、1842ページ
第９ｄ図によつて公知になつている。この公知の
ジヤイレータ形非可逆回路網では、増幅器は演算
増幅器によつて構成されている。閉ループは、第
１ポートの第１端子と、第１インピーダンス素子
と、第２インピーダンス素子と、第３インピーダ
ンス素子と、第２ポートの第１端子および第２端
子と、第４インピーダンス素子と、第１ポートの
第２端子とを具えている。第１ポートの第１端子
と第２ポートの第１端子との間に、増幅器が設け
られている。第２ポートの第２端子と、第１イン
ピーダンス素子および第２インピーダンス素子の
接続点との間に、第２増幅器が設けられている。
報”第115巻、No，11，1969年11月、1842ページ
第９ｄ図によつて公知になつている。この公知の
ジヤイレータ形非可逆回路網では、増幅器は演算
増幅器によつて構成されている。閉ループは、第
１ポートの第１端子と、第１インピーダンス素子
と、第２インピーダンス素子と、第３インピーダ
ンス素子と、第２ポートの第１端子および第２端
子と、第４インピーダンス素子と、第１ポートの
第２端子とを具えている。第１ポートの第１端子
と第２ポートの第１端子との間に、増幅器が設け
られている。第２ポートの第２端子と、第１イン
ピーダンス素子および第２インピーダンス素子の
接続点との間に、第２増幅器が設けられている。
この公知のジヤイレータは、２個の演算増幅器
を具えている。既知のように、この演算増幅器
は、縦続接続された数個のトランジスタ増幅段を
具えることが多い。処理すべき信号はこれら増幅
段のすべてを通過しなければならないので、信号
は、増幅段の数に基づく遅延を受けるようにな
る。そのため、この遅延に関係する増幅器の総合
遮断周波数は、用いる増幅段の数に基づくように
なる。増幅段を多く用いるほど、総合遮断周波数
は低くなる。既知のように、トランジスタあたり
の遮断周波数および増幅器ほ遮断周波数は、トラ
ンジスタの静止電流（quiescent current）を増
加させることにより、増大させることができる。
しかし、このことは次のことを意味している。す
なわち、増幅器の消費電力が非常に増大し、これ
は増幅器がチツプ上に集積化されている場合には
特に不所望なものである。さらに、トランジスタ
増幅器はループ内に設けられている。高周波発振
を防止するためには、増幅器は6dB／オクターブ
よりも小さいロールオフを示さなければならな
い。このことは、固有（specific）周波数範囲で
は、ただ１つの時定数を有効とすることができる
ことを示している。このことは、増幅段の時定数
が互いに大きな差を有することを意味している。
総合遮断周波数は、最も低い遮断周波数を有する
トランジスタ増幅段により決定される。
を具えている。既知のように、この演算増幅器
は、縦続接続された数個のトランジスタ増幅段を
具えることが多い。処理すべき信号はこれら増幅
段のすべてを通過しなければならないので、信号
は、増幅段の数に基づく遅延を受けるようにな
る。そのため、この遅延に関係する増幅器の総合
遮断周波数は、用いる増幅段の数に基づくように
なる。増幅段を多く用いるほど、総合遮断周波数
は低くなる。既知のように、トランジスタあたり
の遮断周波数および増幅器ほ遮断周波数は、トラ
ンジスタの静止電流（quiescent current）を増
加させることにより、増大させることができる。
しかし、このことは次のことを意味している。す
なわち、増幅器の消費電力が非常に増大し、これ
は増幅器がチツプ上に集積化されている場合には
特に不所望なものである。さらに、トランジスタ
増幅器はループ内に設けられている。高周波発振
を防止するためには、増幅器は6dB／オクターブ
よりも小さいロールオフを示さなければならな
い。このことは、固有（specific）周波数範囲で
は、ただ１つの時定数を有効とすることができる
ことを示している。このことは、増幅段の時定数
が互いに大きな差を有することを意味している。
総合遮断周波数は、最も低い遮断周波数を有する
トランジスタ増幅段により決定される。
要約すると、演算増幅器が増幅器として用いら
れる事実、および演算増幅器がループ内に設けら
れている事実によつて、ジヤイレータは高周波数
および最大許容消費電力において比較的大きいＱ
が必要となり、したがつて特殊な応用にはあまり
適していない。さらに、演算増幅器の複雑さのた
めに、ジヤイレータをチツプ上に集積化した場
合、ジヤイレータがチツプの大半の面積を占める
という欠点がある。
れる事実、および演算増幅器がループ内に設けら
れている事実によつて、ジヤイレータは高周波数
および最大許容消費電力において比較的大きいＱ
が必要となり、したがつて特殊な応用にはあまり
適していない。さらに、演算増幅器の複雑さのた
めに、ジヤイレータをチツプ上に集積化した場
合、ジヤイレータがチツプの大半の面積を占める
という欠点がある。
本発明の目的は、上述の欠点を除去した非可逆
回路網を提供することにある。
回路網を提供することにある。
本発明非可逆回路網は、前記各増幅器をトラン
ジスタで構成し、前記閉ループを、第１ポートの
第１端子と、第１インピーダンス素子と、第２イ
ンピーダンス素子と、第３インピーダンス素子
と、第２ポートの第１端子および第２端子と、第
４インピーダンス素子と、第１ポートの第２端子
との順序で形成し、第１トランジスタのベース―
コレクタ路を第２ポートの第２端子と第１ポート
の第１端子との間に設け、第１トランジスタのエ
ミツタを定電位点に結合し、第２トランジスタの
コレクタ―エミツタ路を第２ポートの第１端子と
第１ポートの第２端子との間に設け、第２トラン
ジスタのベースを第１インピーダンス素子及び第
２インピーダンス素子の接続点に接続するように
したことを特徴とするものである。
ジスタで構成し、前記閉ループを、第１ポートの
第１端子と、第１インピーダンス素子と、第２イ
ンピーダンス素子と、第３インピーダンス素子
と、第２ポートの第１端子および第２端子と、第
４インピーダンス素子と、第１ポートの第２端子
との順序で形成し、第１トランジスタのベース―
コレクタ路を第２ポートの第２端子と第１ポート
の第１端子との間に設け、第１トランジスタのエ
ミツタを定電位点に結合し、第２トランジスタの
コレクタ―エミツタ路を第２ポートの第１端子と
第１ポートの第２端子との間に設け、第２トラン
ジスタのベースを第１インピーダンス素子及び第
２インピーダンス素子の接続点に接続するように
したことを特徴とするものである。
本発明は、４個の抵抗と２個の増幅器とによつ
て、12の異なるジヤイレータを実現でき、これら
12の可能なジヤイレータのうちの１つは、電流源
のような追加の電源装置および多くの追加の抵抗
を用いることなく、２個のトランジスタだけで構
成できるという認識に基づいてなしたものであ
る。
て、12の異なるジヤイレータを実現でき、これら
12の可能なジヤイレータのうちの１つは、電流源
のような追加の電源装置および多くの追加の抵抗
を用いることなく、２個のトランジスタだけで構
成できるという認識に基づいてなしたものであ
る。
以下、図面に基づいて本発明を説明する。
第１図は、ポート１，２，３，４，５，６を具
える３ポート非可逆回路網を示す。この非可逆回
路網はサーキユレータ形である。サーキユレータ
は、すべての２ポート間での信号伝達が一方向の
みに可能であるという特性を有している。ポート
３，４に入力信号を供給すると、ポート１，２だ
けに出力信号が発生する。ポート５，６には信号
は現われない。このことを矢印ａで示す。ポート
１，２に入力信号を供給すると、ポート５，６だ
けに出力信号が現われる。この場合、ポート３，
４には信号は現われない。これを矢印ｂで示す。
ポート５，６に入力信号を供給すると、ポート
３，４だけに出力信号が現われ、ポート１，２に
は信号は現われない。このサーキユレータは、例
えば、いわゆるハイブリツド回路網として電話回
路に用いることができる。ポート１，２，３，
４，５，６の１つを抵抗で終端すると、この非可
逆回路網はジヤイレータとなる。このジヤイレー
タは、前述したように、一方のポートに接続され
たキヤパシタンスを合成インダクタンスに変換
し、この、合成インダクタンスは他方のポートに
接続したキヤパシタンスと共に共振回路を構成す
る。
える３ポート非可逆回路網を示す。この非可逆回
路網はサーキユレータ形である。サーキユレータ
は、すべての２ポート間での信号伝達が一方向の
みに可能であるという特性を有している。ポート
３，４に入力信号を供給すると、ポート１，２だ
けに出力信号が発生する。ポート５，６には信号
は現われない。このことを矢印ａで示す。ポート
１，２に入力信号を供給すると、ポート５，６だ
けに出力信号が現われる。この場合、ポート３，
４には信号は現われない。これを矢印ｂで示す。
ポート５，６に入力信号を供給すると、ポート
３，４だけに出力信号が現われ、ポート１，２に
は信号は現われない。このサーキユレータは、例
えば、いわゆるハイブリツド回路網として電話回
路に用いることができる。ポート１，２，３，
４，５，６の１つを抵抗で終端すると、この非可
逆回路網はジヤイレータとなる。このジヤイレー
タは、前述したように、一方のポートに接続され
たキヤパシタンスを合成インダクタンスに変換
し、この、合成インダクタンスは他方のポートに
接続したキヤパシタンスと共に共振回路を構成す
る。
第２図は、本発明に基づくジヤイレータを示
す。このジヤイレータは、第１トランジスタ１０
と第２トランジスタ１１とを具えている。閉ルー
プは、第１ポート１，２の第１端子２と、抵抗１
５と、抵抗１４と、抵抗１２と、第２ポート３，
４と、抵抗１３と、第１ポート１，２の第２端子
とを具えている。抵抗１２と抵抗１４との接続点
を定電位点に接続する。トランジスタ１１のベー
スを抵抗１４と抵抗１５との接続点に接続する。
トランジスタ１１のコレクタを、第２ポート３，
４の端子３に接続する。トランジスタ１１のエミ
ツタを、第１ポート１，２の端子１に、および抵
抗１３を経て第２ポートの端子４に接続する。第
２ポートの端子４を、抵抗１６を経て定電位に、
およびトランジスタ１０のベースに接続する。ト
ランジスタ１０のエミツタを定電位点に接続し、
トランジスタ１０のコレクタを、第１ポート１，
２の第２端子２に接続する。このジヤイレータの
動作は次の通りである。これは、ジヤイレータの
交流動作をより詳細に調べることであり、ジヤイ
レータの交流動作は、定電位点＋および−を相互
に接続するものと考えることができることを意味
している。トランジスタ１０のベース―エミツタ
信号電圧が無視できるものとすれば、抵抗１２に
かかる電圧V1はボルトに等しくなる。したがつ
て、V1／R12アンペアに等しい電流が抵抗１２を
流れる。ここにＲ１２は抵抗１２の抵抗値であ
る。この電流は、トランジスタ１１のコレクタか
ら定電位点＋へ流れる。電流i1が、端子３からト
ランジスタ１１のコレクタへ流れる。トランジス
タ１０のベース電流を無視すると、端子４に流れ
る電流i1は抵抗１３を矢印の方向に流れる。した
がつて、トランジスタ１１を流れる電流は、 i1−i2＝i1−V1／R12 に等しい。これは次の関係を与える。
す。このジヤイレータは、第１トランジスタ１０
と第２トランジスタ１１とを具えている。閉ルー
プは、第１ポート１，２の第１端子２と、抵抗１
５と、抵抗１４と、抵抗１２と、第２ポート３，
４と、抵抗１３と、第１ポート１，２の第２端子
とを具えている。抵抗１２と抵抗１４との接続点
を定電位点に接続する。トランジスタ１１のベー
スを抵抗１４と抵抗１５との接続点に接続する。
トランジスタ１１のコレクタを、第２ポート３，
４の端子３に接続する。トランジスタ１１のエミ
ツタを、第１ポート１，２の端子１に、および抵
抗１３を経て第２ポートの端子４に接続する。第
２ポートの端子４を、抵抗１６を経て定電位に、
およびトランジスタ１０のベースに接続する。ト
ランジスタ１０のエミツタを定電位点に接続し、
トランジスタ１０のコレクタを、第１ポート１，
２の第２端子２に接続する。このジヤイレータの
動作は次の通りである。これは、ジヤイレータの
交流動作をより詳細に調べることであり、ジヤイ
レータの交流動作は、定電位点＋および−を相互
に接続するものと考えることができることを意味
している。トランジスタ１０のベース―エミツタ
信号電圧が無視できるものとすれば、抵抗１２に
かかる電圧V1はボルトに等しくなる。したがつ
て、V1／R12アンペアに等しい電流が抵抗１２を
流れる。ここにＲ１２は抵抗１２の抵抗値であ
る。この電流は、トランジスタ１１のコレクタか
ら定電位点＋へ流れる。電流i1が、端子３からト
ランジスタ１１のコレクタへ流れる。トランジス
タ１０のベース電流を無視すると、端子４に流れ
る電流i1は抵抗１３を矢印の方向に流れる。した
がつて、トランジスタ１１を流れる電流は、 i1−i2＝i1−V1／R12 に等しい。これは次の関係を与える。
i2＝Ｖ１／Ｒ１２ (1)
抵抗１５を流れる電流は、V2／R15に等しい。
ここに、Ｒ１５は抵抗１５の抵抗値である。トラ
ンジスタ１１のベース電流を無視すると、抵抗１
５を流れる電圧は抵抗１４を流れ、この結果抵抗
１４にかかる電圧は、 V2・Ｒ１４／Ｒ１５ボルト に等しい。同じ電圧が抵抗１３に現われる。この
電圧によつて、前記電圧をＲ１３で割つた値に等
しい電流が抵抗１３を流れる。ここに、Ｒ１３は
抵抗１３の抵抗値である。この電流は、i1に等し
く方向が反対であるため、次の関係が得られる。
ここに、Ｒ１５は抵抗１５の抵抗値である。トラ
ンジスタ１１のベース電流を無視すると、抵抗１
５を流れる電圧は抵抗１４を流れ、この結果抵抗
１４にかかる電圧は、 V2・Ｒ１４／Ｒ１５ボルト に等しい。同じ電圧が抵抗１３に現われる。この
電圧によつて、前記電圧をＲ１３で割つた値に等
しい電流が抵抗１３を流れる。ここに、Ｒ１３は
抵抗１３の抵抗値である。この電流は、i1に等し
く方向が反対であるため、次の関係が得られる。
i1＝−Ｖ２／Ｒ１３・Ｒ１４／Ｒ１５ (2)
前記(1)式および(2)式による簡単な計算によつ
て、次のことが明らかとなる。すなわち、ポート
の１つをインピーダンスＺで終端すると、他のゲ
ートには次式で示すインピーダンスＺPが測定さ
れる。
て、次のことが明らかとなる。すなわち、ポート
の１つをインピーダンスＺで終端すると、他のゲ
ートには次式で示すインピーダンスＺPが測定さ
れる。
ＺP＝＋Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１５／Ｒ１４・１／Ｚ＝
ｋ／Ｚ(3) 上式(3)から、キヤパシタンスをポート１，２に
接続する場合には、ポート３，４にはインダクタ
ンスが測定されることがわかる。また、キヤパシ
タンスをポート３，４に接続する場合には、ジヤ
イレータ共振回路が得られる。
ｋ／Ｚ(3) 上式(3)から、キヤパシタンスをポート１，２に
接続する場合には、ポート３，４にはインダクタ
ンスが測定されることがわかる。また、キヤパシ
タンスをポート３，４に接続する場合には、ジヤ
イレータ共振回路が得られる。
(1)式及び(2)式に従つてポート電流、i1及びi2を
導出するために、トランジスタ１０及び１１は無
限電流増幅率β及び無限相互コンダクタンスＳを
有し、従つて信号ベース電流及び信号ベース―エ
ミツタ電圧は無視し得るものとする。しかし実際
には電流増幅率β及び相互コンダクタンスＳは無
限大ではないため、トランジスタ１０及び１１の
信号ベース電流及び信号ベース―エミツタ電圧を
考慮する必要がある。これがため、(1)式及び(2)式
によるポート電流i1及びi2に対しては僅かな補正
が行われるようになる。この場合には、次式で示
す関係が適用される。Ｒ１２＝Ｒ１５＝Ｒおよび
Ｒ１３＝Ｒ１４＝２Ｒの場合には、共振回路に対
し次の関係式が用いられる。
導出するために、トランジスタ１０及び１１は無
限電流増幅率β及び無限相互コンダクタンスＳを
有し、従つて信号ベース電流及び信号ベース―エ
ミツタ電圧は無視し得るものとする。しかし実際
には電流増幅率β及び相互コンダクタンスＳは無
限大ではないため、トランジスタ１０及び１１の
信号ベース電流及び信号ベース―エミツタ電圧を
考慮する必要がある。これがため、(1)式及び(2)式
によるポート電流i1及びi2に対しては僅かな補正
が行われるようになる。この場合には、次式で示
す関係が適用される。Ｒ１２＝Ｒ１５＝Ｒおよび
Ｒ１３＝Ｒ１４＝２Ｒの場合には、共振回路に対
し次の関係式が用いられる。
ω０＝１／ＲＣ・（１−１／ＳＲ） (4)
１／Ｑ＝４／β＋３／ＳＲ＋２／ＳＲ１６ (5)
ここに、ω０は共振周波数であり、Ｑは共振曲
線の鋭さを示す特性係数（quality factor）であ
り、Ｃは２つのポートに接続した２個のキヤパシ
タンスの容量であり、Ｓはトランジスタ１０およ
び１１の傾き（slope）であり、βはベース―コ
レクタ電流増幅率であり、Ｒ１６は抵抗１６の抵
抗値である。式(4)及び(5)から明らかなように、無
限電流増幅率β及び無限相互コンダクタンスＳに
対し、共振周波数ω０＝１／RCとなり、特性係
数はＱ＝∞となる。トランジスタ１１のベースと
コレクタとの間にキヤパシタンス１７を設けるこ
とによつて、Ｑを周波数とはほとんど無関係にす
ることができる。関係式(4)から、共振周波数はト
ランジスタのβとは無関係であることがわかる。
さらにまた、抵抗１４にいくつかのダイオードを
直列に設けることによつて、共振周波数をトラン
ジスタの傾きＳに無関係にすることができる。第
２図には、ダイオード２０，２１，２２を示す。
ダイオードを設けるという手段によつて、共振周
波数は、すべてのトランジスタパラメータとは無
関係となる。第２図に示すジヤイレータは非常に
簡単であり、したがつて集積化するには非常に適
している。さらに、固有周波数に対し比較的大き
いＱでは、消費電力は非常に小さくなる。
線の鋭さを示す特性係数（quality factor）であ
り、Ｃは２つのポートに接続した２個のキヤパシ
タンスの容量であり、Ｓはトランジスタ１０およ
び１１の傾き（slope）であり、βはベース―コ
レクタ電流増幅率であり、Ｒ１６は抵抗１６の抵
抗値である。式(4)及び(5)から明らかなように、無
限電流増幅率β及び無限相互コンダクタンスＳに
対し、共振周波数ω０＝１／RCとなり、特性係
数はＱ＝∞となる。トランジスタ１１のベースと
コレクタとの間にキヤパシタンス１７を設けるこ
とによつて、Ｑを周波数とはほとんど無関係にす
ることができる。関係式(4)から、共振周波数はト
ランジスタのβとは無関係であることがわかる。
さらにまた、抵抗１４にいくつかのダイオードを
直列に設けることによつて、共振周波数をトラン
ジスタの傾きＳに無関係にすることができる。第
２図には、ダイオード２０，２１，２２を示す。
ダイオードを設けるという手段によつて、共振周
波数は、すべてのトランジスタパラメータとは無
関係となる。第２図に示すジヤイレータは非常に
簡単であり、したがつて集積化するには非常に適
している。さらに、固有周波数に対し比較的大き
いＱでは、消費電力は非常に小さくなる。
単一のトランジスタ１０と１１の代りに、等価
トランジスタを用いることができる。第３図は、
このような等価トランジスタの例を示す。等価ト
ランジスタは、トランジスタ３０と３１とを具え
ている。PNPトランジスタ３１のエミツタ―コレ
クタ路を、等価トランジスタのコレクタ端子Ｃと
エミツタ端子Ｅとの間に設ける。トランジスタ３
０のコレクタ―エミツタ路を、トランジスタ３１
のベースとコレクタとの間に設ける。トランジス
タ３１のベースとエミツタとの間に、抵抗３２を
設ける。トランジスタ３０のベースＢは、また等
価トランジスタのベースを構成する。
トランジスタを用いることができる。第３図は、
このような等価トランジスタの例を示す。等価ト
ランジスタは、トランジスタ３０と３１とを具え
ている。PNPトランジスタ３１のエミツタ―コレ
クタ路を、等価トランジスタのコレクタ端子Ｃと
エミツタ端子Ｅとの間に設ける。トランジスタ３
０のコレクタ―エミツタ路を、トランジスタ３１
のベースとコレクタとの間に設ける。トランジス
タ３１のベースとエミツタとの間に、抵抗３２を
設ける。トランジスタ３０のベースＢは、また等
価トランジスタのベースを構成する。
さらに、抵抗の代りに、抵抗およびコンデンサ
より成るさらに複雑なインピーダンス素子を用い
ることもできる。これは、例えば、トランジスタ
内の移相を補償する必要がある場合である。
より成るさらに複雑なインピーダンス素子を用い
ることもできる。これは、例えば、トランジスタ
内の移相を補償する必要がある場合である。
第４図は、本発明ジヤイレータ形の非可逆回路
網の他の実施例を示す。このジヤイレータは、第
１トランジスタ１０と第２トランジスタ１１とを
具えている。閉ループは、第１ポート１，２の第
１端子２と、抵抗１５と、抵抗１４と、抵抗１２
と、第２ポート３，４と、抵抗１３と、第１ポー
ト１，２の第２端子１とを具えている。抵抗１２
と抵抗１４との接続点を定電位点に接続する。ト
ランジスタ１１のベースを、抵抗１４と１５との
接続点に接続する。トランジスタ１１のコレクタ
を、第２ポート３，４の端子３に接続する。トラ
ンジスタ１１のエミツタを、第１ポート１，２の
第２端子１に、および抵抗１３を経て第２ポート
の端子４に接続する。第２ポートの端子４を、ト
ランジスタ１０のベースに、およびトランジスタ
２３のコレクタ―エミツタ路を経て定電位点に接
続する。トランジスタ１０のエミツタを定電位点
に接続し、トランジスタ１０のコレクタを第１ポ
ート１，２の第１端子２に接続する。トランジス
タ２３のベースを、ダイオード２８を経て定電位
点に、およびダイオード２７と抵抗１８との直列
接続を経て異なる定電位点に接続する。第１ポー
トの第１端子２と第２ポートの第１端子３との間
に、トランジスタ２４のベース―コレクタ路を設
ける。トランジスタ２４のエミツタを、抵抗１９
を経て定電位点に接続する。第１ポート１，２を
キヤパシタンス２５で終端し、第２ポート３，４
をキヤパシタンス２６で終端する。第４図のジヤ
イレータの動作は次の通りである。これは、ジヤ
イレータの交流動作をより詳細に調べることであ
り、ジヤイレータの交流動作は、定電位点＋およ
び−を相互に接続するものと考えることができる
ことを意味している。トランジスタ１０のベース
―エミツタ信号電圧が無視できるものとすれば、
抵抗１２にかかる電圧はV1ボルトに等しくな
る。したがつて、V1／R12アンペアに等しい電流
が抵抗１２を流れる。ここにＲ１２は抵抗１２の
抵抗値である。この電流は、トランジスタ１１の
コレクタから定電位点＋へ流れる。電流i1が、端
子３からトランジスタ１１のコレクタへ流れる。
トランジスタ１０のベース電流を無視すると、端
子４に流れる電流i1は、また抵抗１３を流れる。
したがつて、、トランジスタ１１を流れる電流
は、 i1−i2＝i1−V1／R12 に等しい。これは次の関係を与える。
網の他の実施例を示す。このジヤイレータは、第
１トランジスタ１０と第２トランジスタ１１とを
具えている。閉ループは、第１ポート１，２の第
１端子２と、抵抗１５と、抵抗１４と、抵抗１２
と、第２ポート３，４と、抵抗１３と、第１ポー
ト１，２の第２端子１とを具えている。抵抗１２
と抵抗１４との接続点を定電位点に接続する。ト
ランジスタ１１のベースを、抵抗１４と１５との
接続点に接続する。トランジスタ１１のコレクタ
を、第２ポート３，４の端子３に接続する。トラ
ンジスタ１１のエミツタを、第１ポート１，２の
第２端子１に、および抵抗１３を経て第２ポート
の端子４に接続する。第２ポートの端子４を、ト
ランジスタ１０のベースに、およびトランジスタ
２３のコレクタ―エミツタ路を経て定電位点に接
続する。トランジスタ１０のエミツタを定電位点
に接続し、トランジスタ１０のコレクタを第１ポ
ート１，２の第１端子２に接続する。トランジス
タ２３のベースを、ダイオード２８を経て定電位
点に、およびダイオード２７と抵抗１８との直列
接続を経て異なる定電位点に接続する。第１ポー
トの第１端子２と第２ポートの第１端子３との間
に、トランジスタ２４のベース―コレクタ路を設
ける。トランジスタ２４のエミツタを、抵抗１９
を経て定電位点に接続する。第１ポート１，２を
キヤパシタンス２５で終端し、第２ポート３，４
をキヤパシタンス２６で終端する。第４図のジヤ
イレータの動作は次の通りである。これは、ジヤ
イレータの交流動作をより詳細に調べることであ
り、ジヤイレータの交流動作は、定電位点＋およ
び−を相互に接続するものと考えることができる
ことを意味している。トランジスタ１０のベース
―エミツタ信号電圧が無視できるものとすれば、
抵抗１２にかかる電圧はV1ボルトに等しくな
る。したがつて、V1／R12アンペアに等しい電流
が抵抗１２を流れる。ここにＲ１２は抵抗１２の
抵抗値である。この電流は、トランジスタ１１の
コレクタから定電位点＋へ流れる。電流i1が、端
子３からトランジスタ１１のコレクタへ流れる。
トランジスタ１０のベース電流を無視すると、端
子４に流れる電流i1は、また抵抗１３を流れる。
したがつて、、トランジスタ１１を流れる電流
は、 i1−i2＝i1−V1／R12 に等しい。これは次の関係を与える。
i2＝Ｖ１／Ｒ１２ (6)
抵抗１５を流れる電流は、V2／R15に等しい。
ここに、Ｒ１５は抵抗１５の抵抗値である。トラ
ンジスタ１１のベース電流を無視すると、抵抗１
５を流れる電流は抵抗１４を流れ、その結果抵抗
１４にかかる電圧は、 V2・Ｒ１４／Ｒ１５ボルト に等しい。同じ電圧が抵抗１３に現われる。この
電圧によつて、前記電圧をＲ１３で割つた値に等
しい電流が抵抗１３を流れる。ここに、Ｒ１３は
抵抗１３の抵抗値である。この電流は、電流i1に
等しく方向が反対であるため、次の関係が得られ
る。
ここに、Ｒ１５は抵抗１５の抵抗値である。トラ
ンジスタ１１のベース電流を無視すると、抵抗１
５を流れる電流は抵抗１４を流れ、その結果抵抗
１４にかかる電圧は、 V2・Ｒ１４／Ｒ１５ボルト に等しい。同じ電圧が抵抗１３に現われる。この
電圧によつて、前記電圧をＲ１３で割つた値に等
しい電流が抵抗１３を流れる。ここに、Ｒ１３は
抵抗１３の抵抗値である。この電流は、電流i1に
等しく方向が反対であるため、次の関係が得られ
る。
i1＝Ｖ２／Ｒ１３・Ｒ１４／Ｒ１５ (7)
前記(6)式おむび(7)式による簡単な計算によつて、
次のことが明らかとなる。すなわち、ポートの１
つをインピーダンスＺで終端すると、他のポート
には次式で示すインピーダンスＺPが測定され
る。
次のことが明らかとなる。すなわち、ポートの１
つをインピーダンスＺで終端すると、他のポート
には次式で示すインピーダンスＺPが測定され
る。
ＺP＝＋Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１５／Ｒ１４・１／Ｚ＝
ｋ／Ｚ(8) 上式(8)から、キヤパシタンス２５をポート１，２
に接続する場合には、ポート３，４にはインダク
タンスが測定されることがわかる。また、キヤパ
シタンス２６をポート３，４に接続する場合に
は、ジヤイレータ共振回路が得られる。
ｋ／Ｚ(8) 上式(8)から、キヤパシタンス２５をポート１，２
に接続する場合には、ポート３，４にはインダク
タンスが測定されることがわかる。また、キヤパ
シタンス２６をポート３，４に接続する場合に
は、ジヤイレータ共振回路が得られる。
(6)式及び(7)式に従つてポート電流i1及びi2を導
出するために、トランジスタ１０及び１１は無限
電流増幅器率β及び無限相互コンダクタンスＳを
有し、従つて信号ベース電流及び信号ベース―エ
ミツタ電圧は無視し得るものとする。しかし実際
には電流増幅率β及び相互コンダクタンスＳは無
限大ではないため、トランジスタ１０及び１１の
信号ベース電流及び信号ベース―エミツタ電圧を
考慮する必要がある。これがため、(6)式及び(7)式
によるポート電流i1及びi2に対しては僅かな補正
が行われるようになる。この場合には、次式で示
す関係が適用される。Ｒ１２＝Ｒ１５＝Ｒ及びＲ
１３＝Ｒ１４＝２Ｒの場合には、共振回路に対し
次の関係式が用いられる。
出するために、トランジスタ１０及び１１は無限
電流増幅器率β及び無限相互コンダクタンスＳを
有し、従つて信号ベース電流及び信号ベース―エ
ミツタ電圧は無視し得るものとする。しかし実際
には電流増幅率β及び相互コンダクタンスＳは無
限大ではないため、トランジスタ１０及び１１の
信号ベース電流及び信号ベース―エミツタ電圧を
考慮する必要がある。これがため、(6)式及び(7)式
によるポート電流i1及びi2に対しては僅かな補正
が行われるようになる。この場合には、次式で示
す関係が適用される。Ｒ１２＝Ｒ１５＝Ｒ及びＲ
１３＝Ｒ１４＝２Ｒの場合には、共振回路に対し
次の関係式が用いられる。
ω０＝１／ＲＣ・（１−１／ＳＲ） (9)
１／Ｑ＝４／β＋３／ＳＲ＋２／ＳＲ１６ (10)
ここに、ω０は共振周波数であり、Ｑは共振曲
線の鋭さを示す特性係数であり、Ｃは２つのポー
トに接続したキヤパシタンスの容量であり、Ｓは
トランジスタ１０および１１の傾きであり、βは
ベース―コレクタ電流増幅率ありＲ１６は電流源
２３のインピーダンス値である。
線の鋭さを示す特性係数であり、Ｃは２つのポー
トに接続したキヤパシタンスの容量であり、Ｓは
トランジスタ１０および１１の傾きであり、βは
ベース―コレクタ電流増幅率ありＲ１６は電流源
２３のインピーダンス値である。
(10)式より、用いるトランジスタが好適でない場
合には、Ｑの大きさが制限されることがわかる。
(10)式には、傾きＳとベース―コレクタ電流増幅率
βが含されており、これらの大きさは無限であ
る。簡単な計算によつて、トランジスタ２４のエ
ミツタ―コレクタ路を流れる電流i3は次式に等し
くなる。
合には、Ｑの大きさが制限されることがわかる。
(10)式には、傾きＳとベース―コレクタ電流増幅率
βが含されており、これらの大きさは無限であ
る。簡単な計算によつて、トランジスタ２４のエ
ミツタ―コレクタ路を流れる電流i3は次式に等し
くなる。
第４図からV2＝ｉ２／ｊωＣであるため、上式は
上記(6)式を代入すると、
ここに、Ｃはキヤパシタンス２５と２６の容量
値であり、Ｒ１９は抵抗１９の抵抗値であり、ω
は角周波数である。さらに、簡単な計算によつ
て、電流i3をトランジスタ１１のコレクタに供給
することにより、特性係数を改善することができ
ることがわかる。。トランジスタ２４を設けるこ
とにより、特性係数は次の関係式を有することが
わかつた。
値であり、Ｒ１９は抵抗１９の抵抗値であり、ω
は角周波数である。さらに、簡単な計算によつ
て、電流i3をトランジスタ１１のコレクタに供給
することにより、特性係数を改善することができ
ることがわかる。。トランジスタ２４を設けるこ
とにより、特性係数は次の関係式を有することが
わかつた。
１／Ｑ′＝１／Ｑ＋tgδ (12)
tgδ＝＋｛１＋Ｒ１４／Ｒ１５｝／Ｒ１９・１／ωＣ
(13) ここにQ′は得られた特性係数であり、Ｑは(10)
式に基づく特性係数である。この特性係数Q′は
ポート電流i2から得ることができる。即ち、トラ
ンジスタ２４のコレクタ電流i3に対し、ポート電
流i2は次式で表わすことができる。
(13) ここにQ′は得られた特性係数であり、Ｑは(10)
式に基づく特性係数である。この特性係数Q′は
ポート電流i2から得ることができる。即ち、トラ
ンジスタ２４のコレクタ電流i3に対し、ポート電
流i2は次式で表わすことができる。
ここに、
トランジスタ２３の代りに、普通の抵抗を用い
ることができる。この場合、この抵抗は、トラン
ジスタ１０のベースと負定電位点との間に接続す
る。
ることができる。この場合、この抵抗は、トラン
ジスタ１０のベースと負定電位点との間に接続す
る。
抵抗１８の抵抗値を、抵抗１３と１４の抵抗値
の和に等しくなるように選ぶことにより、電源電
圧が異なる場合、ジヤイレータの２つの枝路に流
れる電流が等しいように自動的に調整することが
できる。前記２つの枝路の第１枝路は抵抗１２
と、トランジスタ１１のコレクタ―エミツタ路
と、抵抗１３と、トランジスタ２３の、コレクタ
―エミツタ路との直列続により形成され、第２枝
路は抵抗１４と、抵抗１５と、トランジスタ１０
のコレクタ―エミツタ路との直列接続によつて形
成される。さらに、トランジスタ１１のベースと
コレクタとの間にキヤパシタンス３３を設けるこ
とによつて、特性係数Ｑを周波数とはほとんど無
関係となるようにすることができる。(9)式から、
共振周波数はトランジスタのβとは無関係である
ことがわかる。さらに、抵抗１４に直列にいくつ
かのダイオードを設けることによつて、共振周波
数をトランジスタの傾きＳとは無関係にすること
ができる。第４図には、ダイオード４０，４１，
４２を示す。このようにダイオードを設けること
によつて、共振周波数は、すべてのトランジスタ
パラメータとは無関係となる。第４図に示すジヤ
イレータは非常に簡単であり、したがつて集積化
するには非常に適している。さらに、固有周波数
に対し比較的大きいＱでは、消費電力は非常に小
さくなる。
の和に等しくなるように選ぶことにより、電源電
圧が異なる場合、ジヤイレータの２つの枝路に流
れる電流が等しいように自動的に調整することが
できる。前記２つの枝路の第１枝路は抵抗１２
と、トランジスタ１１のコレクタ―エミツタ路
と、抵抗１３と、トランジスタ２３の、コレクタ
―エミツタ路との直列続により形成され、第２枝
路は抵抗１４と、抵抗１５と、トランジスタ１０
のコレクタ―エミツタ路との直列接続によつて形
成される。さらに、トランジスタ１１のベースと
コレクタとの間にキヤパシタンス３３を設けるこ
とによつて、特性係数Ｑを周波数とはほとんど無
関係となるようにすることができる。(9)式から、
共振周波数はトランジスタのβとは無関係である
ことがわかる。さらに、抵抗１４に直列にいくつ
かのダイオードを設けることによつて、共振周波
数をトランジスタの傾きＳとは無関係にすること
ができる。第４図には、ダイオード４０，４１，
４２を示す。このようにダイオードを設けること
によつて、共振周波数は、すべてのトランジスタ
パラメータとは無関係となる。第４図に示すジヤ
イレータは非常に簡単であり、したがつて集積化
するには非常に適している。さらに、固有周波数
に対し比較的大きいＱでは、消費電力は非常に小
さくなる。
第４図において、抵抗１４を除去し、トランジ
スタ１１のベースと定電位点との間にポートを設
けると、サーキユレータが得られる。
スタ１１のベースと定電位点との間にポートを設
けると、サーキユレータが得られる。
単一のトランジスタ１０と１１の代りに、第３
図に示す種類の等価トランジスタを用いることも
できる。
図に示す種類の等価トランジスタを用いることも
できる。
さらに、抵抗の代りに、抵抗およびコンデンサ
より成るより複雑なインピーダンス素子を用いる
ことができる。これは例えばトランジスタによつ
て生じる移相を補償する必要がある場合である。
より成るより複雑なインピーダンス素子を用いる
ことができる。これは例えばトランジスタによつ
て生じる移相を補償する必要がある場合である。
第１図は３ポート非可逆回路網を示す図、第２
図は本発明の実施例であるジヤイレータ形の非可
逆回路網を示す図、第３図は第２図の回路網に用
いる等価トランジスタを示す図、第４図はさらに
他の実施例であるジヤイレータ形非可逆回路網を
示す図である。 １，２，３，４，５，６…ポート、１０…第１
トランジスタ、１１…第２トランジスタ、１２，
１３，１４，１５，１６，１８，１９…抵抗、１
７，２５，２６，３３…キヤパシタンス、２０，
２１，２２，２７，２８，４０，４１，４２…ダ
イオード、２３，２４，３０，３１…トランジス
タ。
図は本発明の実施例であるジヤイレータ形の非可
逆回路網を示す図、第３図は第２図の回路網に用
いる等価トランジスタを示す図、第４図はさらに
他の実施例であるジヤイレータ形非可逆回路網を
示す図である。 １，２，３，４，５，６…ポート、１０…第１
トランジスタ、１１…第２トランジスタ、１２，
１３，１４，１５，１６，１８，１９…抵抗、１
７，２５，２６，３３…キヤパシタンス、２０，
２１，２２，２７，２８，４０，４１，４２…ダ
イオード、２３，２４，３０，３１…トランジス
タ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 閉ループ内に設けられ、それぞれ２個の端子
を有する第１ポートおよび第２ポートと、４個の
インピーダンス素子と、前記２個のポートに結合
された２個の増幅器とを具える非可逆回路網にお
いて、前記各増幅器をトランジスタで構成し、前
記閉ループを、第１ポートの第１端子２と、第１
インピーダンス素子１５と、第２インピーダンス
素子１４と、第３インピーダンス素子１２と、第
２ポートの第１端子３および第２端子４と、第４
インピーダンス素子１３と、第１ポートの第２端
子１とで形成し、第１トランジスタ１０のベース
ーコレクタ路を第２ポートの第２端子４と第１ポ
ートの第１端子２との間に設け、第１トランジス
タ１０のエミツタを定電位点に結合し、第２トラ
ンジスタ１１のコレクタ―エミツタ路を第２ポー
トの第１端子３と第１ポートの第２端子１との間
に設け、第２トランジスタ１１のベースを第１イ
ンピーダンス素子１５及び第２インピーダンス素
子１４の接続点に接続するようにしたことを特徴
とする非可逆回路網。 ２ 特許請求の範囲１記載の非可逆回路網におい
て、第１ポートの第１端子２と第２ポートの第１
端子３との間に、第３トランジスタ２４のベース
―コレクタ路を設け、このトランジスタ２４のエ
ミツタを、インピーダンス素子１９を経て定電位
点に接続するようにしたことを特徴とする非可逆
回路網。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7414850A NL7414850A (nl) | 1974-11-14 | 1974-11-14 | Antireciprook netwerk. |
| NL7416482A NL7416482A (en) | 1974-12-18 | 1974-12-18 | Antireciprocal network with two or more gates - which are inserted into a closed loop together with at least three impedances |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5171756A JPS5171756A (ja) | 1976-06-21 |
| JPS6132847B2 true JPS6132847B2 (ja) | 1986-07-30 |
Family
ID=26645051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50135748A Expired JPS6132847B2 (ja) | 1974-11-14 | 1975-11-13 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4015207A (ja) |
| JP (1) | JPS6132847B2 (ja) |
| CA (1) | CA1055127A (ja) |
| DE (1) | DE2548961C2 (ja) |
| FR (1) | FR2291644A1 (ja) |
| GB (1) | GB1531447A (ja) |
| SE (1) | SE402392B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2536632B2 (ja) * | 1989-08-10 | 1996-09-18 | 株式会社村田製作所 | 静電センサ装置 |
| GB2352102B (en) | 1999-07-16 | 2004-06-16 | Ericsson Telefon Ab L M | Integrated circuit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4817949A (ja) * | 1971-07-08 | 1973-03-07 | Int Standard Electric Corp |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1228148A (ja) * | 1967-07-10 | 1971-04-15 | ||
| US3500262A (en) * | 1968-10-15 | 1970-03-10 | Bell Telephone Labor Inc | Nonreciprocal gyrator network |
| FR2212653B1 (ja) * | 1973-01-02 | 1977-04-22 | Lignes Telegraph Telephon |
-
1975
- 1975-10-31 GB GB45301/75A patent/GB1531447A/en not_active Expired
- 1975-11-03 DE DE2548961A patent/DE2548961C2/de not_active Expired
- 1975-11-04 US US05/628,591 patent/US4015207A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-11-10 CA CA239,285A patent/CA1055127A/en not_active Expired
- 1975-11-11 SE SE7512618A patent/SE402392B/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-11-12 FR FR7534447A patent/FR2291644A1/fr active Granted
- 1975-11-13 JP JP50135748A patent/JPS6132847B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4817949A (ja) * | 1971-07-08 | 1973-03-07 | Int Standard Electric Corp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE402392B (sv) | 1978-06-26 |
| US4015207A (en) | 1977-03-29 |
| GB1531447A (en) | 1978-11-08 |
| FR2291644B1 (ja) | 1979-03-30 |
| SE7512618L (sv) | 1976-05-17 |
| JPS5171756A (ja) | 1976-06-21 |
| DE2548961A1 (de) | 1976-05-20 |
| CA1055127A (en) | 1979-05-22 |
| DE2548961C2 (de) | 1984-05-30 |
| FR2291644A1 (fr) | 1976-06-11 |
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