JPS635604A - Ｎａｍ回路 - 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】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ１発明の概要 Ｃ０従来技術［第６図］ Ｄ１発明が解決しようとする問題点［第７図］Ｅ１問題
点を解決するための手段 Ｆ６作用 Ｇ、実施例［第１図乃至第５図］ Ｈ０発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明はＮＡＭ回路、特に２つの入力信号の差が小さく
とも正確に動作する直線性の良好なＮＡＭ回路に関する
。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、ＮＡＭ回路において、 ２つの入力信号の差が小さな場合における特性の直線性
を良くするため、 ２つのバートンアンプの出力端子どうしを接続してなる
ものであり、 従って、本発明ＮＡＭ回路によれば、ＮＡＭ回路を構成
する２つのバートンアンプの帰還回路を成す２つのトラ
ンジスタは人力信号にほんの僅かでもレベル差があると
そのレベルの高低関係に応じていずれか一方のみが帰還
動作をし他方が帰還不能になる。従って、僅かなレベル
差があっても上記２つのトランジスタのうちの一方の帰
逼動作によって−方のバートンアンプのみが動作し、Ｎ
ＡＭ回路が正確に動作するので人力信号のレベル差が小
さい範囲における直線性を良好にすることができる。

（Ｃ，従来技術）［第６図コ ＮＡＭ回路として第６図に示す回路が知られている。こ
のＮＡＭ回路はエミッタフロア回路を構成する２つのＮ
ＰＮ）ランジスタＱａ、Ｑｂのエミッタどうしを接続し
たものであり、Ｉｏはエミッタとアースとの間に接続さ
れた定電流回路である。−方のエミッタフロアトランジ
スタＱａは高周波の入力信号Ｖｉｎを受け、他方のエミ
ッタフロアトランジスタＱｂは一定のレベルの直流電圧
Ｖ　ｒｅｆを入力化−号として受ける。そして、もし、
Ｖ　ｉｎ＞　Ｖ　ｒｅｆのときは、トランジスタＱａ、
ＱｂのエミッタのレベルはトランジスタＱａの（動きに
よりＶｉｎ（正確にはそれよりＶＢｇａ　［Ｖ、（ａ　
；トランジスタＱａのベース・エミッタ間電圧］低くな
る）になる。そのときトランジスタＱｂはベースのレベ
ルがエミッタのレベルより低くなるのでカットオフする
。また、Ｖｒｅｆ＞ＶｉｎのときはトランジスタＱａ、
ＱｂのエミッタレベルがトランジスタＱｂの働きにより
Ｖｒｃｆ　　（正確にはそれよりＶａＩ：ｂ　［ＶＢｃ
ｂ　：　トランジスタＱｂのベース・エミッタ間電圧］
低くなる）になり、トランジスタＱａはベースレベルの
方がエミッタレベルよりも低いのでカットオフする。

このように第６図に示す回路は常に２つの人力信号のう
ちレベルの高い方の電圧を出力する働きをし、２つの入
力信号を謂わば非相加的に混合するのでＮｏｎ　　Ａｄ
ｄ　　Ｍｉｘｅｒの頭文字をとってＮＡＭ回路と称され
る。そして、特にその２つの人力信号のうちの一方を一
定のレベルを有する直流電圧にした場合には、変化する
入力信号をその直流電圧でスライスするスライス回路と
して機能する。このようなスライス回路は例えばテレビ
ジョン放送の映像信号から同期信号を除去するのに用い
られている。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）［第７図］ ところで、第６図に示した従来のＮＡＭ回路には２つの
人力信号の差が小さいと人出力特性の直線性が悪くなる
という問題があった。この点について詳細に説明する。

ＶＢ、＝ＶＴｆＬｎ　　（ＩＥ／Ｉｓ　）とすると次式
が成立する。

Ｖ　ｉｎ　−Ｖｒｅｆ　＝　Ｖ、Ｅａ　−ＶＢＥｂＶ（
、Ｕ７　＝　Ｖｒｅｆ　−ＶｎＥｔ）［！Ｘ１１（ＶＢ
Ｅａ／　ＶＴ　）　＋　ｅＸＩ）（Ｖａｃｂ／　ＶＴ　
）１／Ｉ。

上記式から次式が導びきだされる。

Ｖｏｕｔ　−Ｖｒｅｆ　＝−ＶＴｊ２ｎ　Ｉｎ　／Ｉｓ
　　（１＋ｅｘｐ［（Ｖ　ｉｎ　−Ｖ　ｒｅｆ）／　Ｖ
　Ｔｌ　）従って、入力信号Ｖｉｎと出力信号ＶｏｕＬ
との関係はその差の絶対値が５０ｍＶ以下のとき第７図
に示すように直線性が悪くなる。即ち、−方の入力信号
が一定レベルの直流電圧Ｖ　ｒｅｆである場合において
は他方の人力信号Ｖｉｎと出力信号Ｖｏｕｔとの関係は
、理想的には、入力信号ＶｊｎがＶ　ｒｅｆより小さい
ときはＶ　ｏｕｔ　＝　Ｖ　ｒｅｆ、入力信号Ｖｉｎが
Ｖ　ｒｅｆより大きいときはＶｏｕｔ＝Ｖｉｎとなり、
Ｖ　ｏｕｔ　＝　Ｖ　ｒｅｆという関係を示す横軸に平
行な直線と、ＶｏｕＬ＝Ｖｉｎという関係を示す傾き４
５゜の直線とからなる特性曲線になる筈である。しかし
、実際には上述したように上記２つの直線の交わる部分
で丸味を帯び、直線性が悪くなる。従って、２つの人力
信号の差が小さい場合には出力信号のレベルが不正確に
なるという問題があった。

また、入力信号と出力電圧との間にはトランジスタのベ
ース・エミッタ間電圧ＶＢＥのレベル差が生じる。そし
て、ＶｎＥは温度依存性を有するので、温度によって入
力信号と出力電圧との間のレベル差が変動し、出力電圧
に温度による誤差も現われる。

本発明はこのような開運点を解決すべく為されたもので
あり、入力信号と出力信号との間のレベル差が小さくて
も正確に変動し、直線性に優れ、入出力間にベース・エ
ミッタ間電圧によるレベルシフトがなく、且つ出力電圧
が温度依存性を持たない新規なＮＡＭ回路を提供するこ
とを目的とするものである。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明ＮＡＭ回路は上記問題点を解決するため、互いに
異なる入力信号を受ける２つのバートンアンプをその出
力側の１つの定電流手段を共有するように出力側にて接
続してなることを特徴とするものである。

（Ｆ、作用） 本発明ＮＡＭ回路によれば、ＮＡＭ回路を構成する２つ
のバートンアンプの帰還回路を成す２つのトランジスタ
は人力信号にほんの僅かでもレベル差があるとそのレベ
ルの高低関係に応していずれか一方のみが帰還動作をし
他方が帰還不能になる。従って、僅かなレベル差があっ
ても上記２つのトランジスタのいずれか一方の帰遷動作
によって２つの入力信号のレベ１しの高低関係に応じた
方のバートンアンプのみが正確に動作し、入力信号のレ
ベル差が小さい範囲における直線性を良好にすることが
できる。しかも、従来のようにトランジスタのエミッタ
側から出力を取り出すのではなくバートンアンプの人力
信号を受けるトランジスタと対を成すトランジスタのベ
ースから出力を取り出すので人力信号と出力信号との間
にはベース・エミッタ間電圧によるレベルオフセットが
生じない。依って、出力電圧が温度特性を持たない。

（Ｇ、実施例）［第１図乃至第５図コ 以下、本発明ＮＡＭ回路を図示実施例に従って詳細に説
明する。

第１図は本発明ＮＡＭ回路の第１の実施例を示す回路図
である。

Ｑｌはベースに高周波入力端子Ｖｉｎを受け、コレクタ
が電源端子（＋）に接続されたＮＰＮトランジスタで、
そのエミッタは定電流回路１１の電流流入端に接続され
ている。該定電流回路１１の電流流出端は接地されてい
る。Ｑ２はエミッタがトランジスタＱ１のエミッタに接
続されたＮＰＮトランジスタで、そのコレクタは負荷抵
抗Ｒ１を介して電源端子に接続され、そしてベースが定
電流回路Ｉ２の電流流入端に接続されている。この定電
流回路Ｉ２の電流流出端は接地されている。

Ｑ３は帰還用のＮＰＮトランジスタで、そのコレクタは
電源端子に、ベースは負荷抵抗Ｒ２とトランジスタＱ２
のコレクタとの接続点に、エミッタはトランジスタＱ２
のベースに接続されている。

そして、これらＱｌ、Ｑ２．１１、Ｑ３、Ｒ１、■２に
よって１つのバートンアンプが構成される。

Ｑ４はベースに基準電圧Ｖ　ｒｃｆを受けるＮＰＮトラ
ンジスタで、コレクタは電源端子に接続され、エミッタ
は定電流回路Ｉ３の電流流入端に接続されている。該定
電流回路１３の電流流出端は接地されている。ｑ５はエ
ミッタがトランジスタＱ４のエミッタト接続されたＮＰ
Ｎトランジスタで、ベースが上記トランジスタＱ２のベ
ースに接続され、コレクタが上記負荷抵抗Ｒ２とは別の
負荷抵抗Ｒ２を介して電源端子に接続されている。

Ｑ６は帰還用のＮＰＮトランジスタで、ベースが負荷抵
抗ＲＩＬとトランジスタＱ５との接続点に接続され、；
レクタが電源端子に接続され、エミッタがトランジスタ
Ｑ５のベースに接続されている。そして、これらＱ４、
Ｑ５、■３、Ｒ２、Ｑ６ＥＬび前述の定電流回路１２に
よって別のバートンアンプが構成される。但し、定電流
回路Ｉ２はこの基準電圧Ｖ　ｒｅｆを受けるバートンア
ンプと上記の入力信号Ｖｉｎを受けるバートンアンプと
によって共有される。

第１図に示すＮＡＭ回路は１つの定電流回路Ｉ２を２つ
のバートンアンプが出力側の定電流回路として共有する
ようにその２つのバートンアンプの出力端子どうしを接
続してなるものであり、トランジスタＱ２、Ｑ５のベー
スがＮＡＭ回路の出力点となる。

トランジスタＱｌ、Ｑ２、Ｑ３等からなるバートンアン
プは単独では次のように動作する。

トランジスタＱ１は入力電圧Ｖｉｎを受けるとそれには
ベース・エミッタ間電圧ＶＢと１に対応した電流が流れ
る。そして、トランジスタＱ１のエミッタ電流とトラン
ジスタＱ２のエミッタ電流の和は一定であるので、若し
入力端子Ｖｉｎが高くトランジスタＱ１に大きな電流が
流れるとトランジスタＱ２には小さなＴ　ｆ、しか流れ
ない。すると、負荷抵抗Ｒ２の端子電圧が低くなり、帰
還用トランジスタＱ３のベースレベルが高くなる。そめ
結果、帰還用トランジスタＱ３の働きによりトランジス
タＱ２のベースのレベル（換言すればバートンアンプの
出力電圧）が高くなり、トランジスタＱ１のベースのレ
ベルに等しくなる。このように、常にバートンアンプの
出力電圧Ｖ　ｏｕｔは全帰還され入力端子Ｖｉｎに等し
くなる。

これはトランジスタＱ４、Ｑ５．Ｑ６からなるバートン
アンプにも同じようにあてはまる。

ところで、このバートンアンプを出力端子にて互いに接
続したＮＡＭ回路の動作は次のようになる。

入力端子Ｖ　ｉｎ＞基準電圧Ｖ　ｒｅｆのときは、トラ
ンジスタＱ２のコレクタに流れる電流がトランジスタＱ
５のコレクタに流れる電流よりも小さくなり、従って、
トランジスタＱ３のベースの方かトランジスタＱ６のベ
ースよりもレベルが高くなる。そして、トランジスタＱ
３の働きによりＮＡＭ回路の出力端子のレベルは入力電
圧Ｖｉｎを受けるトランジスタＱ１のベースのレベルと
等しくなる。−方、トランジスタＱ６はベースの電位が
低いのにエミッタ（ＮＡＭ回路の出力端子）のレベルは
高いのでカットオフする。従って、定電流回路Ｉ２を流
れる電流はすべてトランジスタＱ３のコレクタ電流で占
める状態になる。そして、帰還用トランジスタＱ６がカ
ットオフ状態になって動作しないので、基準電圧Ｖ　ｒ
ｅｆを受ける方のバートンアンプはそれの入力信号であ
る基準電圧Ｖｒｅｆを出力電圧Ｖ　ｏｕｔとして出力し
ようとする働きを全く失う。従って、入力電圧Ｖ　ｉｎ
＞基準電圧Ｖｒｅｆのときは出力電圧Ｖｏｕｔ＝入力電
圧Ｖｉｎとなる。

それとは逆に基準電圧Ｖｒｅｆ＞入力電圧Ｖｉｎのとき
はトランジスタＱ３がカットオフし、入力端子Ｖｉｎを
受ける方のバートンアンプは帰還がかからず受けた入力
電圧Ｖｉｎをそのまま出力しようとする働きを失う。従
って、基準電圧Ｖ　ｒｅｆを受けるバートンアンプの働
きにより出力電圧Ｖｏｕｔ＝基準電圧Ｖ　ｒｅｆの状態
が実現する。

ところでｌ　Ｖｉｎ−Ｖｒｅｆ　　ｌが小さい場合、具
体的には５０ｍＶ以下の場合には帰還用トランジスタＱ
３とＱ４の双方に電流が流れるが、しかし、例えばＶ　
ｉｎ＞　Ｖ　ｒｅｆであると例えその差が僅かであって
もトランジスタＱ３のベースレベルの方がトランジスタ
Ｑ４のベースレベルよりも高くなりトランジスタＱ３に
流れる電流が大きくなるので、その分トランジスタＱ６
に流れる電流が小さくなる。そして、少しでも電流が大
きいトランジスタ（今の場合Ｑ３）の方がベース・エミ
ッタ間電圧ＶＢＥか大きくなり、帰還をかけることがで
きるのに対して、流れるＴＬ流が小さいトランジスタ（
今の場合Ｑ６）は帰還をかけることができない。Ｖｒｅ
ｆ＞Ｖｉｎの場合でも同じである。従って、入力端子Ｖ
ｉｎと出力電圧Ｖ　ｏｕｔとの差がどんなに小さくても
差がある限り、どちらかのバートンアンプがバートンア
ンプとしての機能を維持しもう一方のバートンアンプが
バートンアンプとしての機能を失う。即ち、−方のバー
トンアンプが機能し他方のバートンアンプが機能を失う
状態から上記他方のバートンアンプが機能し上記−方の
バートンアンプが機能を失う状態への切換わりがきわめ
てシャープになる。従って、第２図に示すようにきわめ
て直線性の良い入出力特性が得られる。

そして、入力端子Ｖｉｎ、基準電圧Ｖ　ｒｅｆと出力電
圧ＶｏｕＬとの間には従来においては存在していたトラ
ンジスタのベース・エミッタ間電圧ＶＲＥによるレベル
オフセットが全く存在しない。従って、そのベース・エ
ミッタ間電圧ＶＢＥが温度により変化するという性質に
起因した出力電圧の温度依存性がなくなる。

第３図は本発明ＮＡＭ回路の変形例を示すもので、この
ＮＡＭ回路は各バートンアンプの負荷手段をカレントミ
ラーからなる能動負荷により構成したものである。Ｑｌ
、Ｑ８及びＱ９、ＱＩＯはカレントミラー回路を構成す
るトランジスタであり、このようにすると、トランジス
タＱ３あるいはＱ６による帰還量を大きくすることがで
きる。

従って、出力電圧Ｖｏｕｔを入力電圧Ｖｉｎあるいは基
準電圧ＶｏｕＬにより迅速に追随させることができ、特
性がより良好になる。

第４図は本発明ＮＡＭ回路の第２の実施例を示す回路図
である。このＮＡＭ回路は、−方のバートンアンプが動
作し他方のバートンアンプが遊ぶ状態と、他方のバート
ンアンプが動作し一方のバートンアンプが遊ぶ状態との
間の切換り時にトランジスタＱ２あるいはトランジスタ
Ｑ５が飽和しその飽和による遅れが生じることを防止す
るようにしたものである。

即ち、仮に入力電圧ＶｉｎがＶ　ｒｅｆを中心としてそ
れより高くなったり低くなったりする正弦波の信号であ
るとすると、入力端子ＶｉｎがＶ　ｒｅｆよりも高い半
周期だけ入力端子Ｖｉｎの波形が出力側にそのまま現わ
れ、入力端子ＶｉｎがＶ　ｒｅｆよりも低い半周期には
Ｖ　ｒｅｆが出力側に現われなければならない。しかる
に、第１図に示す回路だと実際には第５図で実線にて示
す波形になる。これは、トランジスタＱ２とＱ５とが交
互に飽和するためである。第５図においてＱ２はトラン
ジスタＱ２の飽和による遅れ時間、Ｑ５はトランジスタ
Ｑ５の飽和による遅れ時間である。この点について共体
的に説明すると、Ｖｒｅｆ＞Ｖｉｎの場合には定電流回
路■１に流れる電流のほとんどはトランジスタＱ２を流
れ、トランジスタＱ２が飽和する。従って、Ｖｒｅｆ＞
Ｖｉｎの状態からＶ　ｉｎ＞　Ｖ　ｒｅｆの状態への切
換わりの際に遅れＱ２が生じる。同様に、Ｖｒｅｆ＜Ｖ
ｉｎの場合にはトランジスタＱ５が飽和し、Ｖｒｅｆ＜
Ｖｉｎの状態からＶｒｅｆ＞Ｖｉｎの状態への切換わり
の際に遅れＱ５が生じる。

第４図に示すＮＡＭ回路はそこでその飽和を防止して周
波数特性を良くするようにしたものである。

同図において、Ｄｌは負荷抵抗Ｒ２とトランジスタＱ２
との間に接続されたダイオード、Ｄｌは別の負荷抵抗Ｒ
ＩＬとトランジスタＱ５との間に接続されたダイオード
である。

ＱｌｌはトランジスタＱ５の飽和を防止するためのトラ
ンジスタで、そのベースはトランジスタＱ３のベースと
同様に負荷抵抗ＲｆｆｉとダイオードＤ１との接続点に
接続され、コレクタは電源端子に接続され、エミッタは
トランジスタＱ５のコレクタに接続されている。また、
Ｑｌ２はトランジスタＱ２の飽和を防止するためのトラ
ンジスタで、そのベースはトランジスタＱ６のベースと
同様に負荷抵抗ＲＩｌとダイオードＤ２との接続点に接
続され、コレクタは電源端子に接続され、エミッタはト
ランジスタＱ２のコレクタに接続されている。

従って、例えばＶ　ｉｎ＞　Ｖ　ｒｅｆになりトランジ
スタＱ３により帰還がかがりＱｌ、Ｑ２、Ｑ３等からな
るバートンアンプがバートンアンプ本来の動作をしてい
るときはトランジスタＱ５が飽和しそれのコレクタのレ
ベルが下がろうとするが、しかし、そのときトランジス
タＱｌｌによってトランジスタＱ５のコレクタのレベル
がこれのベースと等しいレベルに保たれるので、トラン
ジスタＱ５のコレクタがベースよりもレベルが低くなる
ことを防止することができる。同様に、Ｖｒｅｆ＞Ｖｉ
ｎの場合にはトランジスタＱ２の飽和をトランジスタＱ
１２によって防止できる。従ってトランジスタＱ２、Ｑ
５の飽和による周波数特性の悪化を防止することができ
、２点鎖線で示すように遅延のない出力波形が得られる
。

尚、上記各ＮＡＭ回路はスライス回路として使用したも
のであったが、本発明ＮＡＭ回路は必ずしもスライス回
路としてしか使用できないわけではなく、２つの人力信
号を非相加的に混合するものすべてに使用することがで
きる。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、本発明ＮＡＭｌ路は、互いに異な
る入力信号を受ける２つのバートンアンプをその出力側
の１つの定電流手段を共有するように出力側にて接続し
てなることを特徴とする。

従って、本発明ＮＡＭ回路によれば、ＮＡＭ回路を構成
する２つのバートンアンプの帰還回路を成す２つのトラ
ンジスタは人力信号にほんの僅かでもレベル差があると
そのレベルの高低関係に応じていずれか一方のみが帰還
動作をし他方が帰還動作不能になる。従って、僅かなレ
ベル差があっても上記２つのトランジスタのうちのいず
れかのトランジスタの帰還動作によってその帰還動作を
するトランジスタを有する方のバートンアンプのみがバ
ートンアンプ本来の動作をし、−方のバートンアンプの
みが動作する状態と他のバートンアンプのみが動作する
状態の切換わりがシャープである。依って、ＮＡＭ回路
は常に正確に動作し、入力信号のレベル差が小さい範囲
における直線性を良好にすることができる。

また、従来のように゛トランジスタのエミッタ側から出
力を取り出すのではなくバートンアンプの入力信号を受
けるトランジスタと対を成すトランジスタのベースから
出力を取り出すので入力信号と出力信号との間にはベー
ス・エミッタ間電圧によるレベルオフセットが生じない
し、しかも、出力電圧が温度特性を持たなくなる。

【図面の簡単な説明】

′！ＪＪ１図乃至第５図は本発明ＮＡＭ回路の一つの実
施例を説明するためのもので、第１図は本発明ＮＡＭ回
路の第１の実施例を示す回路図、第２図は第１図に示す
ＮＡＭ回路の入出力特性図、第３図は本発明ＮＡＭ回路
の変形例を示す回路図、第４図は本発明ＮＡＭ回路の第
２の実施例を示す回路図、第５は第１図に示したＮＡＭ
回路において生じ第４図に示したＮＡＭ回路において生
じない飽和による遅れを示すタイムチャート、第６図は
ＮＡＭ回路の従来例を示す回路図、第７図は第６図のＮ
ＡＭ回路の入出力特性図である。 符号の説明 ｖｉｎ、ｖｒｅｆ・・・人力信号、 Ｑｌ：　Ｑ２．１１、Ｑ３、Ｑ７、Ｑ８、Ｒ２、Ｒ・・
・バートンアンプ、 Ｑ４、Ｑ５、［３，Ｑ６、Ｑ９、ＱＩＯｌＲＱ、Ｒ・・
・バートンアンプ、 ■２・・・２つのバートンアンプに共有された定電流手
段。 出　願　人　　ソニー株式会社 代理人弁理士　　　尾　　川　　秀　　−昭ｉｎ　− 入出力特性図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに異なる入力信号を受ける２つのバートンア
   ンプをその出力側の１つの定電流手段を共有するように
   出力側にて接続してなる ことを特徴とするＮＡＭ回路