JPS6251526B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は信号出力回路に関し、特に周波数変調
されて送られてくるFM信号を受信する受信機等
に用いられ、受信信号のレベルを検出してこれに
応じた出力を発生する信号出力回路に関する。

従来、受信機に送られてくるFM入力信号が極
めて弱入力で聴取にたえない出力しか取り出せな
い場合、あるいは全くの無入力時等の時、受信機
にミユーテイングをかけて強制的に出力を取り出
さないようにするミユーテイング機能、あるいは
弱信号入力により受信機から出力される信号に不
快感を与える雑音が混入する場合に、たとえ放送
がステレオ放送であつてもモノラルモードで受信
したり、あるいは復調帯域を制限したりする機能
を具備し、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を改善する
技術が一般に駆使されている。これらの機能は受
信される信号のレベルを検出し、そのレベルが所
定のレベルに満たない時に動作されるもので、そ
のためFM受信機は受信信号レベルを検出する信
号強度検出回路を備えている。又、場合によつて
は受信信号レベルを表示する同調指示装置を信号
強度検出回路で駆動している場合もある。

上記機能を有する従来のFM受信機は、第１図
に示すようにアンテナ６からチユーナ５に入力さ
れる受信信号をRF増巾器１で増巾し、PLL（フ
エイズロツクループ）回路等で構成された局部発
振器から得られる局部発振周波数信号と混合器３
で混合しその後フイルター４を介してアンテナ６
からの入力信号を中間周波数に変換し、この中間
周波信号を複数段縦続に接続された振幅制限型増
幅器８〜１０で構成される振幅制限増巾器（点線
７）で増幅される。振幅制限された信号はFM検
波器１１で検波され低周波増幅器１２を通して出
力端子１３から受信信号として取り出される。一
方、信号レベル検出器（点線１４）は複数段のピ
ーク検波器１５〜１７から構成され、それぞれの
ピーク検波器１５〜１７には対応する振幅制限型
増幅器８〜１０の各出力１与えられている。バイ
アス回路１８は各ピーク検波器１５〜１７に共通
に接続され、信号強度検出器の各段の出力は出力
回路１９で加算されて信号レベル検出信号を出力
する端子２０から取り出される。尚、受信信号レ
ベル表示装置２１は出力回路１９からの検出出力
で受信信号レベル表示を行うものである。

集積回路化されたFMラジオ受信機においては
第１図の点線ブロツク１４で示すように信号レベ
ル検出器を具備しており、この中の信号強度検出
器（ピーク検出器）は中間周波段での振幅制限増
幅器を構成する各段に対応して容量結合されるこ
とによつて受信信号のレベルを検出するもので、
より詳しくは第２図のような回路構成になつてい
る。第２図において各ピーク検波器１５〜１７は
夫々同一パターンの回路で構成されており、その
１つは第１、第２、第３のトランジスタ２２，２
４，２７とコンデンサ２５とを有する。第１のト
ランジスタ２２のベースはバイアス回路１８のバ
イアス端子２３へ接続され、そのコレクタと第２
のトランジスタ２４のコレクタ及びコンデンサ２
５の一端とは結合線２６で共通に接続され対応す
る振幅制限型増幅器８の出力端に結合されてい
る。更に、第１のトランジスタ２２のエミツタと
コンデンサ２５の他端は第２のトランジスタ２５
のベースへ接続される。第２のトランジスタ２５
のエミツタは第３のトランジスタ２７のベースへ
接続され、一方第３のトランジスタ２７のエミツ
タは抵抗２８を介して接地端子２９へ接続され
る。更に、バイアス回路１８は４個のトランジス
タ３０〜３３と抵抗３４で構成されており、トラ
ンジスタ３０のコレクタは電源端子３５へ、トラ
ンジスタ３０のベースはバイアス電源３６へ、ト
ランジスタ３０のエミツタは抵抗３４を介してト
ランジスタ３１，３２，３３のコレクタへ共通に
接続され、加えてトランジスタ３１のベースとバ
イアス端子２３へ接続されている。更に、トラン
ジスタ３１のエミツタはトランジスタ３２のベー
スへ、トランジスタ３２のエミツタはトランジス
タ３３のベースへトランジスタ３３のエミツタは
接地端子２９へ接続されている。

出力回路１９は上記トランジスタとは異なる導
電形式のトランジスタ３７〜３９と抵抗４０，４
１で構成されている。これらの接続関係は図より
明らかなようにトランジスタ３７のコレクタとト
ランジスタ３８のベースはピーク検波器１５の第
３のトランジスタ２７のコレクタへ接続され、ト
ランジスタ３７のベースはトランジスタ３８のエ
ミツタとトランジスタ３９のベースへ接続され、
トランジスタ３８のコレクタは接地端子２９へ接
続され、トランジスタ３７のエミツタは抵抗４０
を介して電源端子３５へ接続され、トランジスタ
３９のエミツタは抵抗４１を介して電源端子３５
へ接続され、トラジスタ３９のコレクタは信号レ
ベル検出端子２０へ接続されている。尚、抵抗４
２はトランジスタ３９の負荷抵抗である。

他のピーク検波器１６，１７も同様の回路構成
で同一の接続がなされている。ここで、バイアス
回路１８を構成するトランジスタ３１〜３３の面
積はピーク検波器を構成する第１、第２、第３の
トランジスタ２２，２４，２７の面積のほぼ２倍
〜数倍の大きさになるように設定されている。

ここで、アンテナからFM信号が入力されると
振巾制限型増巾器８〜１０が駆動されその出力が
ピーク検波器（例えば１５）のコンデンサ２５を
通してその第２のトランジスタ２４のベースに供
給される。この信号は第２のトランジスタ２４で
ピーク検波され、この結果に応じて第３のトラン
ジスタ２７の動作電流が増加する。この第３のト
ランジスタ２７の動作電流は入力信号レベルによ
つて増減制御される。

以上は同一構成をもつピーク検波器１６，１７
についても動作は同じであり、ピーク検波器で検
出される電流は信号レベルによつて変化する。こ
れらの電流は出力回路１９によつて加算され出力
端子２０に取り出される。

一般にFMラジオ受信機の受信信号レベルが低
いときは、振幅制限増幅器７の最後段に位置する
振幅制限型増幅器１０に結合されるピーク検波器
１７のみが動作し受信信号レベルが高くなるにつ
れて順次前段の振幅制限型増幅器に対応したピー
ク検波器が動作するようになる。この様に後段の
振幅制限型増幅器から順に入力信号の振幅が制限
されるために、これに対応して後段に位置するピ
ーク検波器から順次飽和してゆく。即ち、複数段
のピーク検波器を設けることにより高範囲の信号
レベルを検出することができる。以上述べたよう
に信号レベルを検出できる。

しかしながら従来のピーク検波回路を用いて入
力信号の検出を行なう場合、無信号入力時にピー
ク検波器１５〜１７を構成する第３のトランジス
タ２７にはわずかではあるがコレクタ−エミツタ
間に電流が流れており、この電流は各段のピーク
検波器夫々に存在する。この微少電流は合計され
て出力回路１９に供給され無信号時のリーク電流
出力として出力回路１９を駆動してしまう。従つ
て無信号時であつてもレベル検出信号が出力され
負荷として接続されている指示装置２１が誤動作
してしまう欠点があつた。一方、このリーク電流
の影響を極力抑えるために第３のトランジスタ２
７のエミツタに接続されている抵抗２８の値を増
加すればよいが、この場合には正規の検出信号の
レベルが低下するという逆効果を招いてしまう。
更にコンデンサ２５の容量を増して検波効率をあ
げようとすればピーク検波器が接続されている振
幅制限型増幅器７の動作に悪影響を及ぼしAM除
去比を悪化させる欠点を生じていた。

又、第３図に示すように第２図の信号強度検出
回路の変形として出力回路１９の出力段に別にト
ランジスタ４３を付加した構造も提案されてい
る。これは新たなトランジスタ４３のコレクタを
電源３５に接続し、そのベースをトランジスタ３
９のコレクタへ、更に又負荷抵抗４２を介して接
地しそのエミツタから入力信号に対するレベル検
出信号を取り出し出力端子２０に導出する構造で
ある。すなわち、トランジスタ４３をエミツタフ
オロワ出力トランジスタとして新たに使用し、こ
のトランジスタ４３のベース−エミツタ間電位を
利用して、前述した無信号時のリーク出力を端子
２０から発生させないようにしたものである。し
かしながらこの例によればトランジスタ４３のベ
ース−エミツタ間電圧以上の信号レベルが入力さ
れた時のみしか信号レベルの検出が出来なくな
り、検出範囲が小さく制限されてしまい、特に微
少入力信号の検出ができないという欠点があつ
た。これに加えて第３図の信号強度検出回路では
レベル検出出力は出力段トランジスタのコレクタ
から取り出されるのではなく、エミツタフオロワ
トランジスタ４３のエミツタから取り出されるも
のである。従つて出力インピーダンスが低く、負
荷抵抗の抵抗値を制御するだけでは出力端子２０
から取り出される検出信号を所望の電圧値に設定
することができない。簡単に設定することのでき
る電圧は、信号レベル検出出力端子２０に取り出
される電圧を抵抗分割した電圧だけであるから、
この出力端子２０からより高い電圧を取り出すた
めはにはレベル変換回路が必要となり、回路構成
が複雑になつてしまうことは明らかである。特に
FMラジオ受信機等において受信信号レベルによ
つて受信機の動作モードを切り換える制御を行な
う場合は、被制御回路に応じた信号レベルの検出
電圧を加える必要があり、電圧値の設定は容量に
制御できるようになされていることが要求され
る。

本発明の目的は、無信号入力時に生じるリーク
出力を少なくし、出力の電圧値の設定が容易な信
号出力回路を提供することにある。

本発明の他の目的は、集積回路化に適した信号
出力回路を提供することにある。

本発明は、信号入力端子と、信号出力端子と、
電位供給端子と、前記信号入力端子に接続された
コレクタおよび前記電位供給端子に第１の抵抗を
介して接続されたエミツタを有する第１のトラン
ジスタと、前記信号出力端子に接続されたコレク
タ、前記電位供給端子に第２の抵抗を介して接続
されたエミツタおよび前記第１のトランジスタの
ベースに接続されたベースを有する第２のトラン
ジスタと、前記第１のトランジスタのベースおよ
びコレクタを結合して前記第１および第２のトラ
ンジスタをカレントミラー動作される手段と、ほ
ぼ一定の電流を前記第２のトランジスタを介する
ことなく前記第２の抵抗に付加する手段とを備え
ることを特徴とする。

以下に図面を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。

第４図は本発明の一実施例を示す回路図で、図
において第２図と同一の参照数字を符した部分は
同一回路機能を有するものとする。図面より明ら
かなように本実施例の信号強度検出回路は、第１
図に示すFM受信機の同調器５から取り出される
信号を増巾する振巾制限型増巾器８〜１０に対応
して設けられたピーク検波器１５〜１７と、これ
らピーク検波器にバイアス電圧を与えるバイアス
回路１８と、各ピーク検波器での出力を加算して
信号強度検出信号を出力端２０に送り出す出力回
路１９′とを有する。この出力回路１９′の回路構
成は第２図に示す従来の回路のそれと比較すると
トランジスタ３７′〜３９′の接続関係及び抵抗４
０′，４１′の存在は第２図のそれと同様である
が、本実施例によれば電流源４４がトランジスタ
３９′のエミツタと接地との間に挿入されてい
る。

ここで、本実施例の出力回路１９′の動作の説
明に際して第２図に示す従来の出力回路１９の動
作を解析する。

今、受信信号が入力されない、即ち無信号状態
ではトランジスタ３７のコレクタ電流をI₁、トラ
ンジスタ３９のコレクタ電流即ちリーク電流をＩ
_Lとすると、I₁、Ｉ_Lの間には以下の関係が成り立
つ。

I₁・R₄₀＋ＫＴ／ｑlnＩ_１／Ｉｓ_３７ ＝Ｉ_L・R₄₁＋ＫＴ／ｑlnＩ_Ｌ／Ｉｓ_３９ ……(1) ここで、Ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：絶対温度 ｑ：電子の電荷 Is₃₇：トランジスタ３７の飽和電流 Is₃₉：トランジスタ３９の飽和電流 R₄₀：抵抗４０の抵抗値 R₄₁：抵抗４１の抵抗値 かかる回路が１枚の基板上に集積回路化されて
いる場合は、トランジスタ３７と３９の絶対温度
は等しく、又同一形状及び大きさで形成されてい
ればＩ_S37＝Is₃₉（Is）であるので、 I₁＝Ｉ_L ……(2) となる。但しR₄₀＝R₄₁とする。これは一般に、カ
レントミラー回路と呼ばれているものである。

これに対し、第４図に示す実施例の出力回路で
は同一条件の下で無信号時のトランジスタ３９′
のリーク電流Ｉ_L′とトランジスタ３７′のコレク
タ電流I₁′との関係は(3)式のように表わされる。

I₁′・R₄₀＋ＫＴ／ｑlnＩ_１′／Ｉｓ_３７′＝I₂・R₄₁
′＋Ｉ_L′・R₄₁′ ＋ＫＴ／ｑlnＩ_Ｌ／Ｉｓ_３９′ ……(3) ここで、I₂：電流源４４の電流値 (3)式と(1)式の左辺は等しく、又、(3)式の右辺は
(1)式の右辺に対してＩ_LがＩ_L′に置き換わり、
I₂・R₄₁の項がふえていることに注目にすれば、
従来のリーク電流Ｉ_Lに対して本実施例ではその
電流値Ｉ_L′を小さくすることができる。

さらに明確にするために一具体例を示す。

I₁＝I₁′＝100μＡ R₄₀＝R₄₁＝R₄₀′＝R₄₁′＝1kΩ I₂＝220μＡとすると、 第２図に示される従来例では(2)式より Ｉ_L＝100μＡ ……(4) となる。

一方第４図に示される本実施例によれば(3)式よ
り Ｉ_L′＝１μＡ ……(5) となり、従来に比してほぼ1/100にリーク電流を
低減できる。

通常無信号時のリーク電流Ｉ_L′は無信号時のト
ランジスタ３７′のコレクタ電流の略1/10〜1/100
０に設定されていればよい。従つて(3)式より次の
条件を満足するような電流源４４の電流値や抵抗
値に設定すればよい。

2.3＜ｑ／ＫＴ（I₂・R₄₁′＋Ｉ_L・R₄₁′ −I₁・R₄₀′）＜6.9 ……(6) この様に本実施例によれば、無信号入力時にピ
ーク検波器の出力段トランジスタ２７を通して流
れるリーク電流、特に信号強度の検出範囲を拡大
するためにピーク検波器を多段縦続接続した場合
には、各ピーク検波器に生じるリーク電流の全加
算分の電流漏れに基づいて出力回路が駆動され誤
信号として出力される信号強度検出信号は、挿入
された電流源４４により十分抑制されるので、出
力回路に負荷として接続される信号強度指示装
置、２１等へ供給される誤信号を極力遮断するこ
とができる。又、リーク電流を抑制できるため、
ピーク検波器の出力段トランジスタ２７に接続さ
れる抵抗２８の値を小さく選択することができる
ため検出出力を大きく取り出すことができ入力信
号強度の検出範囲を増加することもできる。

尚、本発明は上記実施例に限定されることなく
リーク電流を抑制する手段として用いた電流源４
４の代わりに、例えば第５図に示すような構造に
してもよい。

即ち、電流源４４を省略してバイアス回路１８
のトランジスタ３０のコレクタ電流を用いること
もできる。これは図より明らかな様にトランジス
タ３９′のエミツタと抵抗４１′との接続点へトラ
ンジスタ３０のコレクタを接続すればよい。

この様にしても、(3)式を満足することができリ
ーク電流に基づく誤つた信号強度検出信号を抑制
することは可能である。又、第４図に比して電流
源４４を構成する回路素子数を増加させないため
集積化、低価格化等の効果を奏することができ
る。

更に、第５図では出力回路１９′の出力段トラ
ンジスタ３９と並列して他に同じ導電型のトラン
ジスタ４５が設けられており、トランジスタ４５
のベース及びエミツタはトランジスタ３９のベー
ス及びエミツタにそれぞれ接続され、トランジス
タ４５のコレクタは第２の信号強度検出出力端子
４６へ接続され、ここから第２の負荷抵抗４７を
介してGND端子２９へ接続されるように構成さ
れている。この場合、信号強度の検出信号を２系
統の端子から導出することができるためミユーテ
イング回路、信号強度指示装置、AFC回路等の
負荷への信号導入が容易になるという利点があ
る。又、出力端２０，４６に取り出される検出信
号は電流出力の形で取り出されるので、負荷抵抗
４２の値を適当に選択することによつて自由に信
号レベル検出出力端子の電圧を設定できる。従つ
てFMラジオ受信機の受信信号レベルによる受信
機の動作モードを制御をする制御回路（前記負荷
回路）への対応が極めて簡単になる利点がある。
又、回路構成が集積回路化に適している利点を有
していることは説明を要しないであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はFMラジオ受信機の構成図で、第２図
は従来の信号強度検出回路図で、第３図は従来の
信号強度検出回路の他の回路構成図で、第４図は
本発明の一実施例を示す信号強度検出回路図で、
第５図は本発明の他の実施例による信号強度検出
回路図である。 １……RF増幅器、２……局部発振器、３……
混合器、４……フイルター、５……FMチユー
ナ、６……アンテナ、７……振制限増幅器、８，
９，１０……振幅制限型増幅段、１１……FM検
波器、１２……低周波増幅器、１３……出力端
子、１４……ピーク検波器、１５，１６，１７…
…信号レベル検出段、１８……バイアス回路、１
９，１９′……出力回路、２０……信号レベル検
出出力端子、２１……受信信号レベル表示装置、
２２，２４，２７，３０，３１，３２，３３，３
７，３８，３９，４３，４５，３７′，３８′，３
９′……トランジスタ、２３……バイアス端子、
２５……コンデンサ、２６……結合線、２８，３
４，４０，４１，４０′，４１′……抵抗、２９…
…GND端子、３５……電源端子、３６……バイ
アス電源、４２……負荷抵抗、４４……電流源、
４６……第２の信号レベル検出出力端子、４７…
…第２の負荷抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 信号入力端子と、信号出力端子と、電位供給
   端子と、前記信号入力端子に接続されたコレクタ
   および前記電位供給端子に第１の抵抗を介して接
   続されたエミツタを有する第１のトランジスタ
   と、前記信号出力端子に接続されたコレクタ、前
   記電位供給端子に第２の抵抗を介して接続された
   エミツタおよび前記第１のトランジスタのベース
   に接続されたベースを有する第２のトランジスタ
   と、前記第１のトランジスタのベースおよびコレ
   クタを結合して前記第１および第２のトランジス
   タをカレントミラー動作させる手段と、ほぼ一定
   の電流を前記第２のトランジスタを介することな
   く前記第２の抵抗に付加する手段とを備える信号
   出力回路。