KR860000440B1 - 신호레벨제어회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

신호레벨제어회로

제1도는 종래의 신호레벨제어회로를 도시하는 회로도.

제2도는 본 발명의 한 실시예에 관한 신호레벨제어회로를 도시하는 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 입력단자 2 : 차동증폭기

3 : 레벨 조정회로 4 : 레벨 가변수단

5 : 크런트 미러회로 6 : 부하

7 : 출력단자 21, 22, 50 : 전류원

R₁~R₇: 저항 Q₁₀, Q₂₀, Q₃₀: 트랜지스터

V₁~V₃: 바이어스 전원

본 발명은 출력신호의 왜곡률을 저감시킨 신호레벨제어회로에 관한 것으로, 특히 예를 들면 음량콘트롤회로 등에 사용해서 호적한 신호레벨제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 스테레오 방송신호를 수신하는 수신장치, 또는 스테레오음향장치 등에는 음량조정, 밸런스 조정등의 기능이 당연히 필요하고, 이들 기능을 구비한 신호레벨제어회로는 종래부터 제안되고 있다. 이 신호레벨제어회로서는 특히 음량레벨제어회로는 입출력특성의 왜곡률이 낮고, 또한 집적회로화에 적합한 것이 바람직하다.

제1도에는 종래의 실호레벨제어회로로서의 음량콘트롤회로의 회로도가 도시된다.

이 도면에서 부호(1)는 음성신호 U_in이 공급되는 입력단자이고, 차동증폭기(2)에 상기신호 U_in을 인도하는 것이다. 이 차동증폭기(2)는 한쪽의 입력단 P₁₁이 저항 R₁을 개재하여 바이어스전원 V₁에 접속되는 동시에 다른쪽의 입력단 P₁₂이 저항 R₂를 개재하여 바이어스전원 V₁에 접속되고 각 입력단 P₁₁, P₁₂에 직류바이어스가 공급되도록 구성된다. 이 차동증폭기(2)는 그 입력단 P₁₂에 입력신호 U_in이 공급되도록 입력단다(1)가 콘덴서 C₁를 개재하여 입력단 P₁₂에 적속된다. 이 차동증폭기(2)는 상기 입력단 P₁₂에 공급된 입력신호 U_in을 차동 증폭해서 그 차동신신호를 출력단 P₁, P₂로부터 출력하도록 구성된다.

상기 출력단 P₁, P₂로부터 얻어진 차동신호는 레벨조정회로(3)에 공급되도록 접속된다. 이 레벨조정회로(3)는 레벨 가변수단(4)으로부터의 레벨 가변지령을 취입하여 상기 차동신호의 레벨을 가변하도록 구성된다. 이 레벨조정회로(3)는 이것에 의하여 레벨조정된 차동신호를 커텐트미러회로(5)에 공급하도록 구성된다. 즉, 이 커렌트미러회로(5)는 공급된 상기 차동신호의 한쪽을 바이어스수단으로서의 제1트랜지스터 Q₁₀의 에미터에 공급하고, 상기 차동 신호의 다른 쪽을 제2트랜지스터 Q₂₀의 에미터에 공급한다. 상기 바이어스 수단의 출력을 제2트랜지스터 Q₂₀의 베이스에 공급한다. 그리고 트랜지스터 Q₂₀의 콜렉터에 접속된 부하(6)에서 출력신호를 취출하도록 구성된 것이다.

또, 상기회로의 구성을 이하에 상세히 설명한다.

차동증폭기(2)는 다음과 같이 구성된다. 트랜지스터 Q₁의 저항 R₁을 개재하여 베이스가 입력단 P₁₁에 접속되는 동시에 트랜지스터 Q₂의 베이스가 저항 R₂를 개재하여 입력단 P₁₂에 접속된다. 상기 트랜지스터 Q₁의 에미터가 전류원(21)을 개재하여 접지되는 동시에 트랜지스터 Q₂의 에미터가 전류원(22)을 개재하여 접지된다. 또 상기 양에미터간에 저항 R₃이 접속된다. 또 트랜지스터 Q₁및 Q₂의 각 콜렉터가 출력단 P₀₁및 P₂에 각각 접속된다.

이 차동증폭기(2)의 각 출력단 P₀₁및 P₂에 접속된 레벨조정회로(3)는 다음과 같이 구성된다. 트랜지스터 Q₃및 Q₄의 에미터가 공통으로 상기출력단 P₁에 접속되는 동시에 트랜지스터 Q₅및 Q₆의 에미터가 공통으로 상기 출력단 P₂에 접속된다. 트랜지스터 Q₃및 Q₆의 베이스가 공통으로 레벨가변수단(4)내의 가변 바이어스전원 V₂에 접속된다. 트랜지스터 Q₄및 Q₅의 베이스가 공통으로 레벨가변수단(4)내의 바이어스 전원 V₃에 접속된다.

단자 P₀₁및 P₂를 개재하여 레벨조정회로(3)에 공급된 신호는 가변바이어스 및 바이어스전원 V,₂V₃의 전위차에 따라 트랜지스터 Q₃, Q₄, Q₅, Q₆에 의하여 증폭된다. 트랜지스터 Q₄및 Q₅의 콜렉터는 공통으로 전원 V_cc에 접속된다. 트랜지스터 Q₃및 Q₆의 각 콜렉터에서 출력신호가 취출되어 다음의 크런트 미러회로(5)에 공급된다.

크런트 미러회로는 다음의 구조로 구성된다. 상기레벨조정회로(3)에 있어서의 트랜지스터 Q₃및 Q₆의 각 콜렉터가 트랜지스터 Q₁₀및 Q₂₀의 각 에미터에 접속된다. 트랜지스터 Q₁₀및 Q₂₀의 각 에미터에 접속된다. 트랜지스터 Q₁₀및 Q₂₀의 각 에미터는 각 저항 R₄및 R₅를 개재하여 전원 V_cc에 접속된다. 트랜지스터 Q₁₀의 베이스는 트랜지스터 Q₁₀의 콜렉터에 접속되는 동시에 트랜지스터 Q₁₀의 베이스에 접속된다. 트랜지스터 Q₂₀의 콜렉터는 정전류원(50)을 개재하여 접지된다. 트랜지스터 Q₂₀의 콜렉터가 부하(6)으로서의 저항 R₆을 개재하여 접지되는 동시에 출력단자(7)에 접속된다.

상기와 같이 구성된 신호벨제어회로는 다음과 같이 동작한다.

우선 입력단자(1)에 입력신호로서의 음성신호 U_in이 입력되면 차동증폭회로(2)의 저항 R₃에 입력신호전류 I_s가 흐르게 된다. 이때, 전류원(21) 및 (22)의 전류를 I₁로 하면 트랜지스터 Q₁의 콜렉터에는 I₁+I_s가 트랜지스터 Q₂의 콜렉터에는 I₁-I_s가 각각 흐르게 된다. 이 차동증폭기(2)에서 출력되는 차동증폭신호로서의 각 콜렉터 전류(I₁+I_s) 및 (I₁-I_s)는 상기 페벨조정회로(3)의 트랜지스터(Q₃, Q₄) 및 (Q₅, Q₆)의 각 에미터에 공급된다. 상기 차동신호로서의 전류 (I₁+I_s), (I₁-I_s)는 상기 레벨조정회로(3)의 더블 밸런스형 차동증폭회로로서 구성한 트랜지스터 Q₃내지 Q₆의 베이스에 가하는 가변바이어스 전원 V₂로부터의 바이어스를 가변하므로써 그 전류레벨이 가변한다. 즉, 레벨가변수단(4)으로부터 공급되는 바이어스 전압 V₂및 V₃에 있어서 V₂>V₃의 조건하에서 또 V₂를 소정치 이상으로 크게 하므로써 트랜지스터 Q₃, Q₆를 온시키고, 트랜지스터 Q₄, Q₅를 오프로 하면 이 레벨조정회로(3)에서 출력되는 신호레벨은 최대가 된다. 반대로 V_2.> V₃의 조건하에서도 또 V₂를 소정치이하로 작게하므로써 트랜지스터 Q₃, Q₆를 오프로 하고 트랜지스터 Q₄, Q₅를 온으로 하면 레벨조정회로(3)에서 출력되는 신호레벨은 최소가 된다.

이리하여 이 레벨조정회로(3)에 의하여 레벨이 조정된 각 전류 (I₁+I_s) 및 (I₁-I_s)는 컬렌트미러회로(5)의 트랜지스터 Q₁₀및 Q₁₀의 각 에미터 저항 R₄및 R₅을 흐른다. 또, 트랜지스터 Q₁₀의 에미터, 콜렉터에는 정전류원(50)의 전류 I₂가 흐르고, 트랜지스터 Q₂₀의 콜렉터, 에미터에는 출력신호 I_c가 흐른다. 커렌트미러 구성을 위해 에미터저항 R₄및 R₅에 흐르는 정전류 (I₁+I₂+I_s) 및 (I₁-I₂-I_s)는 동일이 된다. 이 결과로 트랜지스터 Q₂₀의 콜렉터, 즉 부하(6)의 저항 R₆에 공급되는 전류 I_c는 정전류원(50)의 전류 I₂와 2배의 신호전류 2와의 합과 동일한 전류, 즉 (I₂+2I_s)가 된다. 따라서 출력단자(7)로부터 2I_sXR(R는 저항 R₆의 저항치)의 교류 출력신호가 취출된다.

그런데, 상기 커렌트 미러회로(5)는 트랜지스터 Q₁₀및 Q₂₀의 양 에미터 전류가 신호전류 I_s의 변화에 추종하면 변화하게 되고 이로 인해 트랜지스터 Q₁₀, Q₂₀의 베이스 에미터간 전압 V_F의 변화를 야기하게 된다. 이 결과로 부하(6)의 저항 R₆에는 신호전류 I_s가 흐르는 이외에 상기 베이스. 에미터간 전압 V_F의 변화에 의한 잡음 신호가 흘러버려서 출력신호가 변형되기 쉽다는 결점이 있었다.

본 발명은 상기의 점을 고려하여 연구된 것으로서 커렌트미러회로를 구성하는 트랜지스터중 적어도 신호취출용의 제2트랜지스터를 더린턴(darlington) 접속된 회로로서 구성하고, 상기 트랜지스터의 베이스. 에미터간 전압의 변화에 의하여 발생하는 출력신호의 변형을 없앤 신호레벨제어회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하 본 발명의 실시예에 관한 신호레벨제어회로를 제2도를 따라 설명한다.

제2도는 본 발명의 산한 실시예를 도시하는 회로도이고, 제1도의 구성요소와 동일한 것에는 동일 부호를 달아서 그 설명을 생략한다. 본 실시예에서 커렌트미러회로(5)는 다음과 같이 구성하고 다른 회로구성은 제1도의 구성과 아무런 변경이 없다. 즉 크렌트 미러회로(5)의 일부를 조정회로(3)로부터 출력되고 차동 증폭신호중의 한쪽 신호가 공급되도록 한다. 이 트랜지스터 Q₁₀의 베이스와 콜렉터가 공통접속되어서 전류원(50)을 개재하여 접지되고, 또 에미터를 저항 R₄을 개재하여 V_cc에 접속된다. 또, 크런트 미러회로(5)의 신호 취출용의회로는 이와 같이 구성된다. 제2트랜지스터 Q₂₀의 에미터에 상기 레벨조정회로(3)에서 출력되는 차동증푹신호중 다른 쪽의 신호가 공급되고, 또 이 에미터는 저항 R₅를 개재하여 전원 V_cc에 접속된다.제2트랜지스터 Q₂₀의 베이스는 제1트린지스터 Q₁₀의 베이스에 접속된다. 또, 제2트랜지스터 Q₂₀와 역극성의 제3트랜지스터 Q₃₀가 제2트랜지스터 Q₂₀와 접속되고, 양 트랜지스터로 터린턴 접속회로를 구성한다. 그리고 트랜지스터 Q₃₀의 베이스. 에미터간에 저항 R₇을 접속한다. 상기 더린턴 접속회로는 본 실시예에서는 트랜지스터 Q₂₀의 에미터가 트랜지스터 Q₃₀의 콜렉터에, 트랜지스터 Q₂₀의 콜렉터가 트랜지스터 Q₂₀의 베이스에, 트랜지스터 Q₃₀의 에미터가 출력단자(7)에 각각 접속되어서 구성된다.

상기와 같이 구성되는 신호레벨제어회로에 대하여 그 신호변형이 제거되는 것을 이하에 설명한다.

우선, 크런트미러회로(5)의 저항 R₄및 R₅에 흐르는 전류를 I_a및 I_b로 하고, 차동증폭기(2)의 저항 R₃에 흐르는 전류를 I_s로 하고, 트랜지스터 Q₁₀및 Q₂₀의 베이스.에미터간 전압을 VF₁및 VF₂로하고, 저항 R₄및 R₅의 저항치를 동일하게 하고, 이것을 R_a로 하면, 트랜지스터 Q₂₀의 베이스에 있어서,

I_aR_a+V_F1=I_bR_a+V_F2……(1)

이 성립한다. 또 정전류원(50)을 흐르는 전류를 I_od로 하고, 정전류원(21) 및 (22)을 흐르는 전류를 I_oe로 하면 전류 I_a및 I_b는

I_a=I_od+I_oe+I_s(2)

I_b=I_c+I_oe-I_s(3)

(단 Ic는 부하(6)에 유입하는 전류)

또, 트래지스터 Q₁₀, Q₂₀의베이스.에미터간 전압 V_F1, V_F2는 K=KT/Q로 하고 K를 볼쓰맨(Boltzman)정수, T를 절대온도, Q를 전자의 전하, I_s를 트랜지스터 Q₁₀, Q₂₀의 포화전류, I_of를 트랜지스터 Q₁₀, Q₂₀의 에미터전류로

V_F1=Kln(I_ob/I_s)…… (4)

V_F2=Kln(I_of/I_s)…… (5)

가 된다. 또 상기 (2)식과 (3)식에 의하여 다음의 (6)식이 얻어진다.

I_a-I_b=I_od+2I_s…… (6)

다시, 상기 (4)식과 (5)식에 의하여 다음 (7)식이 얻어진다.

V_F1-V_F2=K[ln(I_od/I_s)-ln(I_of/I_s)]…… (7)

상기 (6)식 및 (7)식을 상기 (1)식에 대입하여 전류 Ic를 구하면,

I_c=I_od+2I_s+

[ln(I_od/I_s)-ln(I_of/I_s)] …… (8)

가 되고, 이 전류 I_c에 의하여 부하 (6)의 저항 R₆에 발생하는 전압 V_o은 저항 R₆의 저항치를 R_c로 하면,

V_c=I_cR_c…… (9)

로 주어진다. 상기 (8)식을 이 (9)식에 대입하면 전압 V_o은,

V_o=(I_od+2I_s)R_c+

[ln(I_od/I_s)-ln(I_of/I_s)] …… (10)

이 된다. 여기에서 트랜지스터 Q₂₀의 콜렉터전류 I_of를 구하면 전류 I_of는

I_of=I_B+V_F3/R_d…… (11)

(단, I_B는 트랜지스터 Q₃₀의 베이스전류, V_F3는 트랜지스터 Q₃₀의 베이스.에미터간 전압, R_d는 저항 R₇의 저항치이다)가 된다. 이 (11)식에서, 트랜지스터 Q₃₀의 전류증폭률 h_fe가 충분히 큰 것이면 전류 I_B는 대단히 작은 것이 되기 때문에 거의 무시할 수 있다. 따라서 전류 I_of는 (11)식에서

Iof≒VF3/Rd …… (12)

가 되어 입력전류와는 무관계로 일정의 전류가 된다. 이 결과로 상기 (10)식에서 우변의 제1항에 있어서의 I_od·R_c및 우변의 제2항은 단순히 직류성분뿐이 되어 교류성분과 무관계가 된다. 다시, 교류성분 V_o는

V_o=2I_s·R_c…… (13)

이 된다. 즉 상기와 같이 구성하므로써 출력신호중에는 본래의 신호 성분만이 얻어진게 되어 신호변형을 발생시키는 등의 신호성분이 나타나는 일이 없어진다.

이상의 설명과 같이 본 발명에 의하면 신호 취출용의 제2트랜지스터를 더린턴 접속회로로서 구성되기 때문에 상기 트랜지스터의 베이스.에미터간 전압의 변화를 없앨 수 있고 출력신호의 변형이 발생되지 않는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 입력신호를 차동증폭하여 그 차동증폭신호를 출력하는 차동증폭기와, 상기 차동신호를 취입하여 레벨가변 수단으로부터의 지령에 따라 그 차동증폭신호의 레벨을 가변하는 레벨조정회로와, 상기 레벨조정회로에 의하여 레벨이 가변된 차동증폭신호를 취입하여 그 한쪽의 신호를 제1트랜지스터에 공급하고, 그 다른쪽의 신호를 제2트랜지스터에 공급하고, 이 제2의 트랜지스터에 접속된 부하에서 출력신호를 취출하도록 한 조런트미러회로를 구비한 신호레벨제어회로에 있어서, 상기 크런트미러회로의 제2트랜지스터를 출력신호변형을 제거하기 위하여 더린턴 접속한 회로로 해서 구성되는 것을 특징으로 하는 신호레벨제어회로.

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