KR930008346Y1 - 제어범위를 확장시킨 자동이득 제어회로 - Google Patents

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Abstract

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Description

제어범위를 확장시킨 자동이득 제어회로
제 1 도는 종래의 자동이득 제어회로도.
제 2 도는 본 고안의 제어범위를 확장시킨 자동이득 제어회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
Q1-Q2 : 트랜지스터 C1 : 콘덴서
D1, D2 : 다이오드 R1-R6 : 저항
10 : 차동증폭부 20 : 제어전압 조정부
30 : 출력전압 제어부
본 고안은 자동이득 제어회로에 관한 것으로, 특히 큰 신호 입력시 제어범위에 제한 없이 증폭기의 이득을 일정하게 유지할 수 있게한 제어범위를 확장시킨 자동이득 제어회로에 관한 것이다.
종래의 자동이득 제어회로는 제 1 도에서 도시된 바와 같이, 베이스에 바이어스 전압(V11), (V12)이 인가되는 트랜지스터(Q11), (Q16)의 에미터가 전류원(I11), (I13)에 각기 접속됨과 아울러, 저항(R12), (R13)을 각기 통해 차동증폭기로 동작되는 트랜지스터(Q11), (Q16)의 베이스에 각기 접속하고, 그 접속점은 콜렉터와 베이스가 공통접속된 트랜지스터(Q14), (Q15)를 각기 통해 트랜지스터(Q17)의 콜렉터에 공통접속되고, 그 트랜지스터(Q17)의 베이스에 자동이득 제어전압(Vc)이 인가되게 접속되게 접속되어 구성된 것으로, 차동증폭기로 동작되는 상기 트랜지스터(Q12)의 콜렉터의 전위가 출력전압(Vo)으로 출력된다.
이와같이 구성된 종래의 자동이득 제어회로는 바이어스전압(V11), (V12)이 인가되면, 그에따른 전압이 트랜지스터(Q11), (Q16)및 저항(R12), (R13)을 각기 통해 트랜지스터(Q12), (Q13)의 베이스에 인가되는데, 이때, 출력전압(Vo)의 레벨을 검출하여 그에따른 자동이득 제어전압(Vc)의 레벨을 검출하고, 그 검출된 자동이득 제어전압(Vc)을 근거로하여 트랜지스터(Q17)의 콜렉터전류(Ic)를 제어함으로써 트랜지스터(Q14), (Q15)의 동저항값을 변화시킬수 있게되고, 이에따라 바이어스 전압(V11), (V12)이 저항(R12), (R13) 및 트랜지스터(Q14), (Q15)의 저항값 비해 의해 감소됨으로써 일정한 레벨의 출력전압(Vo)을 얻게 된다. 또한, 이 차동증폭기의 이득을 구해보면,
따라서 출력전압(Vo)이 커지게 되면, 자동이득 제어전압(Vc)이 커지는 방향으로 동작하여 차동증폭기의 이득을 작게하고, 출력전압(Vo)이 작아지면 자동이득제어전압(Vc)이 작아져서 차동증폭기의 이득을 크게하므로 그 이득이 일정하게 유지된다.
그런데, 자동이득 제어전압(Vc)이 높아지면 트랜지스터(Q17)가 포화상태로 되어 트랜지스터(Q15)로 많은 전류가 흘러 증폭기의 이득을 제어하기가 어렵고, 트랜지스터(Q12), (Q13)의 동작영역이 4VT밖에 되지 않아 큰 바이어스전압이 입력되면 차동증폭기가 동작하지 못하게 된다.
이와같이 종래의 자동이득 제어회로는 자동이득 제어전압이 높아져서 자동이득 제어전압이 인가되는 트랜지스터가 포화상태가 되면, 그 포화된 트랜지스터의 상단에 접속된 트랜지스터로 많은 전류가 흘러 이득을 제어하는데 어려움이 따르고, 차동증폭기로 동작하는 트랜지스터의 활동영역이 4VT밖에 되지 않으므로 큰 바이어스 전압이 입력되는 경우 차동증폭기가 동작하지 못하는 결함이 있었다.
본 고안은 이와 같은 결함을 해결하기 위하여 자동이득 제어전압이 소정값 이상이거나 이하일때에도 소정소자의 포화상태를 유발시키기 않고, 차동증폭기의 이득을 제어할 수 있게 안출한 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명한다.
제 2 도는 본 고안의 제어범위를 확장시킨 자동이득 제어회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 차동결합 트랜지스터(Q1), (Q2), 저항(R1), (R4)으로 구성되고 일정 바이어스 전압(VB1)을 공급받아 입력전압(V1)에 따른 출력전압(Vo)을 출력하는 차동증폭부(10)와, 트랜지스터(Q3-Q5), 저항(R5, R6), 콘덴서(C1)및 전류원(I1)으로 구성되어 상기 차동증폭부(10)의 출력전압(Vo)을 바이어스 전압(VB2)과 비교하여 그 출력전압(Vo)이 바이어스 전압(VB2)보다 낮으면 자동이득 제어전압(Vc)을 충전하고, 출력전압(Vo)이 바이어스 전압(VB2)보다 높으면 그 충전된 자동이득 제어전압(Vc)을 방전하는 제어전압 조정부(20)와, 다이오드(D1, D2) 및 저항(R3)으로 구성되어 상기 제어전압 조정부(20)에서 출력되는 자동이득 제어전압(Vc)에 따라 상기 차동증폭기(10)에서 출력되는 출력전압(Vo)의 레벨을 제어하는 출력전압 제어부(30)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 고안의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
전원단자(Vcc)에 전압이 인가되고, 입력전압(Vi) 및 바이어스 전압(VB1), (VB2)이 공급되면, 그 입력전압(V1)의 레벨에 따른 소정 레벨의 출력전압(Vo)이 출력되는데, 그 출력전압(Vo)이 바이어스 전압(VB2)보다 낮으면, 트랜지스터(Q5)는 오프되고, 트랜지스터(Q6)는 온된다. 이때, 트랜지스터(Q3, Q4)를 통해 흐르는 전류는 일정하므로 그 트랜지스터(Q3)를 통하는 전류가 콘덴서(C1)에 충전되어 자동이득 제어전압(Vc)으로 출력된다. 결국, 상기의 충전동작에 의하여 자동이득 제어전압(Vc)이 높아진다.
이와같이 자동이득 제어전압(Vc)상승되면 그 상승된 자동이즉 제어전압(Vc)이 저항(R3)을 통한후, 다시 다이오드(D1),(D2)를 각기 통해 트랜지스터(Q1), (Q2)의 에미터에 인가되고, 이에따라 다이오드(D1),(D2)의 동저항값(re(D1)), (re(D2))이 작아져 저항(R4)과 다이오드(D2)의 병렬저항(R4//(re(D2)))값이 작아지므로 결과적으로 저항(R1)→트랜지스터(Q2)→ 저항(R4)을 통해 흐르는 전류량이 증가되는데, 이 회로의 출력전압(Vo)은 상기 저항(R1)의 양단의 전압강하분에 해당되므로 결국, 증폭기의 이득에 커진다.
상기와 반대로 출력전압(Vo)이 바이어스 전압(VB2)보다 높아지면 트랜지스터(Q5)는 온되는 반면 트랜지스터(Q6)는 오프된다. 이에따라 콘덴서(C1)에 충전된 지동이득 제어전압(Vo)이 방전되어 그 자동이득 제어전압(Vc)은 그만큼 낮아지고 이에따라 저항(R4)과 다이오드(D2)의 동저항(re(D2))으로 이루어지는 병렬저항값(R4/(re(D2))이 커지므로 상기와 반대로 저항(R1)→트랜지스터(Q2)→ 저항(R4)을 통해 흐르는 전류량이 감소되는데, 이 회로의 출력전압(Vo)은 상기 저항(R1)의 양단의 전압강하분에 해당되므로 결구, 증폭기의 이득에 작아지게 된다.
여기서, 증폭기의 이득을 구해보면,
단, R4는 다이오드(D2)의 동저항[re(D2)] 비해 훨씬 크므로 병렬저항값(R4//(re(D2))이 다이오드(D2)이 동저항[re(D2)] 값에 근접하여 무시한다. (re만 변동)
상기의 식에서 알 수 있는 바와 같이 출력전압(Vo)이 커지면 자동이득 제어전압(Vc)은 낮아지게 되는데, 이에 의해 다이오드(D1), (D2)의 동저항 값이 감소되므로 결과적으로 출력전압(Vo)이 낮아져 증폭기의 이득이 작아지게 되고, 반대로 출력전압(Vo)이 작아지면 자동이득 제어전압(Vc)은 커지게 되는데, 이에의해 다이오드(D1), (D2)의 동저항값이 증가되므로 결과적으로 출력전압(Vo)이 높아져 증폭기의 이득이 커지게 된다. 또한 자동이득 제어전압(Vc)은 Vcc→Q3sa1)→VR5까지 상승할 수 있고, 트랜지스터(Q5)의 베이스전압까지 낮아질 수 있고, 이 경우에는 다이오드(D1), (D2)는 포화되지 않고 동작하여 증폭기의 이득을 제어할 수 있게된다.
결국, 종래의 기술에서는 자동이득 제어전압(Vc)이 높아지게 되면, 트랜지스터(Q17)가 포화상태로 되어 이득의 제어범위가 줄어드는 반면, 본 고안에서는 자동이득 제어전압(Vc)이 높아지면 다이오드(D1), (D2)의 동저항값이 그에따라 증가되므로 결과적으로 출력전압(Vo)이 높아져 증폭기의 이득이 커지게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안은 자동이득 제어전압에 따라 다이오드의 동저항값이 변화되게하고, 이에따라 출력전압이 조정되게 함으로써 자동이득 제어전압의 영역이 확대되고, 소정 소자의 포화상태를 유발시키지 않고도 증폭기의 이득을 제어할 수 있게 되며, 증폭기의 동작영역도 넓힐 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 일정전압 바이어스 전압(VB1) 및 입력전압(V1)을 공급받아 그 입력전압(Vi)을 차동증폭하는 차동증폭부(10)와 상기 차동증폭부(10)의 출력전압(Vo)를 바아아스 전압(VB2)과 비교하여 그 출력전압(Vo)이 바이어스 전압(VB2)보다 낮으면 자동이득 제어전압(Vc)을 충전하고, 출력전압(Vo)이 바이어스 전압(VB2)보다 높으면 그 충전된 자동이득 제어전압(Vc)을 방전하는 제어전압 조정부(20), 상기 제어전압 조정부(20)에서 출력되는 자동이득 제어전압(Vc)에 따라 상기 차동증폭부(10)상에서 출력전압(Vo)을 출력하는 트랜지스터의 에미터에 접속된 저항에 병렬접속된 다이오드의 동저항값을 변화시켜 그 출력전압(Vo)을 조정하는 출력전압 제어부(30)로 구성한 것을 특징으로 하는 제어범위를 확장시킨 자동이득 제어회로.
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