JPS63185107A - 電圧制御型電流源 - Google Patents

電圧制御型電流源

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JPS63185107A
JPS63185107A JP62256113A JP25611387A JPS63185107A JP S63185107 A JPS63185107 A JP S63185107A JP 62256113 A JP62256113 A JP 62256113A JP 25611387 A JP25611387 A JP 25611387A JP S63185107 A JPS63185107 A JP S63185107A
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JP62256113A
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ジョン・エル・アディス
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    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
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    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/561Voltage to current converters
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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〕 本発明は電圧制御型電流源、特に相互に連動動作する可
変電流源に関する。
〔従来の技術とその問題点〕
可変電流源、特にプッシュプル動作をする電流源は、互
いに逆方向に変化する2つの電流源の差電流を制御出力
として利用するような回路設計で使用されている。両電
流の和は常時一定であり、両電流の差は制御信号に比例
する。斯る電流源の応用例としては所謂ギルバートゲイ
ンセIしく特公昭48−20932号公報参照) の利
得制御及びプッシュプル直流増幅器への高精度オフセッ
ト電流の供給が挙げられる。
従来のプッシュプル型電流源の欠点としては次のものが
ある。先ず第1に、回路構成が極めて複雑であり別の回
路には容易に適合し得ない。第2に、制御入力信号に対
して出力電流の直線性が、特に制御信号の周辺部で悪化
する。
例えばグリス発明の米国特許第4.528.515号公
報は高周波作動増幅器を開示しており、その入力信号電
圧と出力信号電流の線形関係は入力信号の両端部で悪い
〔発明の目的〕
従って本発明の目的は構成の簡単な改良した電圧制御型
電流源を提供することである。
本発明の他の目的は制御信号と出力電流との間の線形関
係を改良することである。
本発明の別の目的は、制御電圧に電流差が正確に比例す
る1対の信号電流に変換する可変電流源を得ることであ
る。
〔発明の概要〕
本発明による可変電流源は、1対のバッファ手段を含み
利得1 (即ち単位利得)で、夫々入力電圧信号と基準
電圧信号とをアイソレートする。電流手段は各バッファ
手段に電流を供給し、その電流差は入力及び基準電圧信
号間の差に比例する。
また、電流手段は電流信号として出力路内に差電流を再
現する。固定電流源が各出力路に結合され、各出力路か
ら固定電流を引き出して、残りの電流信号間の差が電圧
信号差に線形的に関係付けられるようにする。
ここに述べる実施例では、電流手段は各バッファ用固定
電流源と電流ミラー及びバッファ間に両筒圧信号間の差
に比例する電流を伝達する手段とより成る。伝達される
電流は各バッファ手段から引き出される固定電流と加算
されて各電流ミラーが必要とする電流を決定する。
〔実施例〕
本発明に依る可変電流源(10)の好適一実施例の回路
図を第1図に示す。この電流源(10)は入力バッファ
(12)と基準バッファ(14)とを含む。このバッフ
ァ(12)は入力電圧信号を受け、基準バッファ(14
)は基準電圧信号を発生する。両バッファ(12)。
(14〉は夫々別個に電流ミラー(16)、 <18)
  に結合される。これら両バッファ(12)、 (1
4)  は抵抗器(19)を介して互いに接続されてお
り、両バッファ間に制御信号の電圧に比例する電流を転
送する。後述する如く、電流ミラーは入力及び基準電圧
信号間の差に比例して変化する電流を流す。これら電流
は電流ミラー(16)、 (18)  により再生され
て電流信号として出力路に現れる。ここに示した各バッ
ファや電流源の実施例は単に本発明の一例を示すにすぎ
ず、本発明を斯る特定回路構成に限定するものでないこ
とは勿論である。
電流源(10)の各素子を以下更に詳細にみてみよう。
先ず、バッファ(12)は能動負荷(21)を有する作
動増幅器(17)とこの差動増幅器(17)に対して負
帰還関係に接続された出力トランジスタ(20)とより
成る。入力電圧信号Vi が電圧源(22)で発生され
、1対の抵抗器より成る分圧器(24)を介して差動増
幅器(17)に蛸加される。分圧器(24)は所望の制
御信号範囲を決め、且つ電圧源(22)のインピーダン
ス変化による電流源(10)への影響を低減する。
トランジスタ(20)を介する帰還はそのエミッタに出
力電圧Voを生じ、これは制御電圧信号からアイソレー
トされ入力端子Vi に対する電圧利得は1であるが電
力利得を有する(即ち、比較的大きい電流利得を有する
)。トランジスタ(20)は固定電流源■1 によりバ
イアスされ、バッファ(12)から固定電流を引き出す
基準バッファ(14)は入力バッファ(12)と同じ構
成であるが、一定の基準制御電圧が入力される。
本実施例では、基準電圧は接地レベル、即ち0ボルトで
あり入力バッファ(14)に印加される。基準バッファ
(14)の出力電圧Vr は、出力トランジスタ(26
)のエミッタから取出される。このバッファは電圧利得
は1であるが、電力利得を有する。出力トランジスタ(
26)は固定電流源I2でバイアスされ、これはバッフ
ァ(12)から電流源11 が引き出したと同じ固定電
流を引き出す。
バッファ(12)及び(14)は抵抗器(19)の如き
手段により相互接続するとにより両バッファ間に入力及
び基準信号間の差に比例する電流を送る。この送られた
電流は各バッファ(12)、 (14) の固定電流1
1 又はI2 と加算(又は合成)される。従って、固
定電流源■1 及びI2、電流ミラー(16)、 (1
8)及び両バッファ(12)、 (14) 間の結合抵
抗器(19)は入力及び基準電圧信号間の差に比例して
変化する電流I、及びI4 を供給する手段を構成する
電流ミラー(16)及び(18)は従来設計のものであ
り、抵抗器及びコンデンサの直列回路(30)の如き必
要な補償回路網を含んでもよい。電流ミラー(16)は
出力路(32)に電流I3 を再生する。出力路(32
)及び(34)を介して夫々出力電流I、及び■。
が再生されて例えば前述したギルバートマルチプライヤ
の如き他の回路に送られる。
出力電流I、及びI4 を変化する為に入力電圧信号V
i を上下すると、トランジスタ(20)、 (26)
を流れる電流が変化する。電流I、又はI4 が十分に
減少すると、その値は電圧VO及びVrの差に線形比例
しなくなる。しかし電流源(10)は電流I、及びl、
′の一部である電流源11 及びI2 に付加電流を加
算することによりこの非線形領域を避ける。次に、この
付加電流は出力電流信号を別の回路又はデバイスに転送
する前に減算される。
出力路(32)、 (34)  を参照すると、各出力
路は夫々線形化電流源I、及びI6 に結合され、I1
 及びI2 により電流源(10)に加算された付加電
流を差引く。この減算により、出力路(32)には出力
電流I、が残り、出力路(34)には出力電流I6 が
残る。
これら出力電流信号は0まで変化するかも知れないが、
依然として付加電流の為に電圧VOとVrとの差に線形
比例する。
本発明の可変電流源(10)の動作は次の例により一層
よく理解できよう。最初入力端子信号Vi が0であり
Vo=Vr と仮定する。両バッファ(12)。
(14)は対応する電流ミラーから実質的に■、とI2
に等しい大きさの電流I、及び!、を引出す。即ち、抵
抗器(19)の両端の電圧差は0であるので、両バッフ
ァ(12)、 (14) 間に抵抗器(18)を介して
電流のやりとりはない。次に、入力端子信号v1 が増
加すると、能動負荷(21)からトランジスタ(20)
のベースへ流入する電流が増加するのでそのエミッタ電
圧VOがVi の増加に応じて上昇する。その結果、ト
ランジスタ(20)のコレクタ電流I3  も上昇する
。電流I、が上昇しても電流源11 は固定であるので
これを流すことはできず、増加分は抵抗器(19)を流
れることとなる。抵抗器(19)の大きさは、11  
と上述した所望付加電流との差に等しい最大電流を流す
値に設定する。
バッファ(14)への入力は固定(接地レベル)である
ので、トランジスタ(26)のエミッタにおける基準電
圧Vr は一定値にとどまる。トランジスタ(26)の
エミッタ電流は、バッファ(14)が電流源I2から引
出す電流が一定であるので、I2 から抵抗器(19)
を介する転送電流を差引いた値となり減少することとな
る。従って、トランジスタ(26)のコレクタ電流I4
  も同様に抵抗器(19)から転送された電流分だけ
減少する。しかし、抵抗器(19)の値は前述した如く
選定して転送電流の大きさを制限しているので、’14
 が完全に遮断されることはない。従って、電流14 
の最小値は線形動作の為に付加された付加電流と等しく
なる。
電流工。とI、は夫々電流ミラー回路により出力路(3
2)と(34)に再現される。信号路(32)からは電
流源I、により余分な付加電流分を差引いて最終出力電
流1フ を得る。同様にして、出力路(34)からは電
流源I6により付加電流を差引いて(11と相補的な〉
出力電流■8 を得る。従って、I4が最小値の場合に
は工、は0となる。逆に、I4が最大値の場合にはI7
が0となる。固定電流I5及びI6 は等しく且つ夫々
出力路(32)、 (34) から引出されるので、最
終出力電流■、とI8 とは依然としてVi に対して
線形関係が維持される。
電流源(lO)は平衡しており、固定電流It、It。
■、及びI6は固定であるので、出力信号電流I7及び
I8 の和は常に一定値となる。
以上、本発明による電圧制御型電流源を好適一実施例に
つき説明したが、本発明の原理を逸脱することなく種々
の変形変更が可能であること明らかである。例えば、バ
ッファ(12)、 (14)  は能動負荷の代わりに
抵抗負荷を使用するもの、差動増幅器型め代わりにブー
トストラップ帰還型、バイポーラトランジスタの代わり
にFETを使用するもの等種々の従来周知の回路を用い
てもよい。
〔発明の効果〕
本発明の電圧制御型電流源によると、実質的に対称に形
成された2つの電流源間を予め選定した抵抗値を有する
抵抗器等の電流転送手段を介して相互接続することによ
り、一方の電流源の電流変化分を逆方向の変化として他
の電流源に流すことにより、両型流源への入力端子差に
応じた2つの出力信号電流を得ることができる。しかも
各電流源共に付加電流の加算及び減算を行うことにより
、能動回路の信号電流が0とならないようにすることに
より出力信号電流の非線形動作を完全に排除しているの
で、入力制御信号の全範囲にわたり正確に線形動作する
電流源が得られる。従って、ギルバートゲインセルの如
き回路に応用して増幅器の利得を広範囲且つ高精度で制
御する場合等に用いる場合に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電圧制御型電流源の好適一実施例
の回路図である。 (10)は電流源、(12)及び(14)は夫々バッフ
ァ、(16)及び(18)は夫々電流ミラー、(19)
は抵抗器、(22)は電圧源、(32)及び(34)は
夫々出力路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 夫々可変制御電圧及び基準電圧が入力される1対のバッ
    ファ手段と、該バッファ手段に夫々接続された電流ミラ
    ー手段と、上記バッファ手段間に接続され上記制御電圧
    及び基準電圧差に比例する電流を流す電流転送手段とを
    具えることを特徴とする電圧制御型電流源。
JP62256113A 1986-10-10 1987-10-09 電圧制御型電流源 Pending JPS63185107A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US917,624 1978-06-21
US06/917,624 US4667146A (en) 1986-10-10 1986-10-10 Voltage-controlled push-pull current source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63185107A true JPS63185107A (ja) 1988-07-30

Family

ID=25439070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62256113A Pending JPS63185107A (ja) 1986-10-10 1987-10-09 電圧制御型電流源

Country Status (4)

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US (1) US4667146A (ja)
EP (1) EP0263572B1 (ja)
JP (1) JPS63185107A (ja)
DE (1) DE3786867T2 (ja)

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EP0263572A3 (en) 1989-03-29
US4667146A (en) 1987-05-19
EP0263572A2 (en) 1988-04-13
DE3786867D1 (de) 1993-09-09
DE3786867T2 (de) 1994-02-03
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