JP2000349561A - 整流回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲の入力信号レベルにわたって、高精度
の直線特性の整流動作を行うことが可能な整流回路を提
供する。 【解決手段】 整流回路の入力端子ｔ２に陽極が接続さ
れる補助ダイオード６の陰極にバイアス端子ｔ６から負
バイアスが印加され、補助ダイオード６に流れる電流に
基づき検波ダイオード５の陰極に負バイアスが印加さ
れ、検波ダイオード５の順方向電圧が実質的に増加さ
れ、検波ダイオード５は低レベルの入力電圧Ｖｉの整流
動作を直線性のひずみのなしに行い、検波ダイオード５
の順方向電流Ｉｆに基づき非反転入力端子に入力電圧が
印加される差動増幅器１７の反転入力端子に安定した基
準電圧Ｖｒｅｆが印加され、差動増幅器により、検波ダ
イオード５の順方向電流に対応する入力電圧と基準電圧
Ｖｒｅｆとが差演算される整流回路の出力電圧Ｖｏが、
入力電圧Ｖｉに高精度の直線特性をもって対応する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は検波ダイオードを用
いた整流回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】検波ダイオードを使用した従来の整流回
路は、図３に示す構成となっていて、整流回路の入力端
子ｔ１が、１０００ｐＦのコンデンサ１を介して増幅器
３の入力端子に接続され、コンデンサ１及び増幅器３の
接続点と、整流回路の入力端子ｔ２間に、１ＫΩの抵抗
２が接続されている。また、増幅器３の出力端子は、検
波ダイオード５の陽極に接続され、検波ダイオード５の
陰極が、増幅器１２の入力端子に接続されている。さら
に、増幅器１２の出力端子に整流回路の出力端子ｔ３が
設けられ、検波ダイオード５及び増幅器１２の接続点
と、整流回路の出力端子ｔ４間に、２７０ｐＦのコンデ
ンサ１０と１００ＫΩの抵抗１１とが互いに並列に接続
され、整流回路の入力端子ｔ２と出力端子ｔ４とが互い
に接続されている。

【０００３】一般に、ダイオードについては、順方向電
圧Ｖｆと順方向電流Ｉｆとの間には、図５に示すような
Ｖ−Ｉ特性があることが知られており、理想的なｐ−ｎ
接合のみからなるダイオードでは、Ｖ−Ｉ特性の理論式
は、ｑを電子の電荷、ｋをポルツマン定数、Ｔを周囲温
度、Ｉｓを逆方向飽和電流として次式で示される。

【０００４】 Ｉ＝Ｉｓ｛ｅｘｐ（ｑＶ／ｋＴ）−１｝ ・・（１）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、（１）式が成
立するのは、理想的なｐ−ｎ接合のダイオードの場合で
あり、現実のダイオードでは、図５に示されるＩ−Ｖ特
性の基本特性領域Ａに限って（１）式が成立し、同図に
示される小バイアス領域Ｂと大バイアス領域Ｃについて
は（１）式は成立しない。従って、前述したように、図
５に示すＶ−Ｉ特性を有する検波ダイオード５が組み込
まれ、同図の基本特性領域Ａと小バイアス領域Ｂとを動
作領域とする図３に示す構成の整流回路においては、検
波ダイオード５の順方向電流Ｉｆに基づいて、増幅器１
２の入力端子に印加される入力電圧は、図５の小バイア
ス領域Ｂにおいては、基本特性領域Ａとは傾向を異に
し、増幅器１２の出力電圧Ｖｏと、整流回路の入力電圧
Ｖｉとの間には、図４の整流特性関数Ｆｒ０に示すよう
に、入力電圧Ｖｉの信号レベルの小さな領域で、非線形
ひずみが生じる整流動作特性となる。このように、従来
の整流回路では、入力信号の低レベル領域においては、
検波ダイオードの整流特性に基づき、出力信号の入力信
号に対する直線性が劣化してしまう。

【０００６】本発明は、前述したような検波ダイオード
を使用する整流回路の動作特性の現状に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、広範囲の入力信号レベルにわ
たって、高精度の直線特性での整流動作を行うことが可
能な整流回路を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、検波ダイオードを使用した
整流回路において、前記検波ダイオードと同一の整流特
性を具備し、陽極にアース電位が印加される補助ダイオ
ードの陰極側に、負電位にオフセットされた基準電圧を
設定する基準電圧設定手段と、該基準電圧設定手段によ
り設定された前記基準電圧に基づいて、前記検波ダイオ
ードの陰極に負バイアスを印加する負バイアス印加手段
と、非反転入力端子に前記検波ダイオードの出力信号に
基づく入力電圧が印加され、反転入力端子に前記基準電
圧設定手段で設定された前記基準電圧が印加される差動
増幅器とを有することを特徴とするものである。

【０００８】このように請求項１記載の発明に係る整流
回路においては、検波ダイオードと該検波ダイオードと
同一の整流特性を具備し、陽極にアース電位が印加され
る補助ダイオードとが使用されており、基準電圧設定手
段によって、補助ダイオードの陰極側に、負電位にオフ
セットされた基準電圧が設定され、負バイアス印加手段
によって、この基準電圧に基づいて、検波ダイオードの
陰極に負バイアスが印加されるために、検波ダイオード
には、常に予め設定した所定値を越え、高精度の直線動
作特性が得られる順方向電圧が印加されることになり、
検波ダイオードの出力信号に基づく、直線動作領域の入
力電圧が非反転入力端子に印加され、基準電圧設定手段
で設定される安定した基準電圧が反転入力端子に印加さ
れる差動増幅器によって、検波ダイオードの出力信号に
基づく電圧値と、基準電圧値とが差演算された整流出力
が得られ、低レベルから高レベルにわたる広レベル領域
の入力信号に対応して、高精度の直線特性の整流出力が
得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態
を、図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施の
形態の構成を示す回路図、図２は本実施の形態の整流動
作特性を示す特性図である。

【００１０】本実施の形態では、図１に示すように、整
流回路の入力端子ｔ１が、１０００ｐＦのコンデンサ１
を介して増幅器３の入力端子に接続され、コンデンサ１
及び増幅器３の接続点と、整流回路の入力端子ｔ２間
に、１ＫΩの抵抗２が接続されている。また、増幅器３
の出力端子が、検波ダイオード５の陽極に接続され、検
波ダイオード５の陰極が、増幅器１２の入力端子に接続
され、増幅器１２の出力端子が、１０ＫΩの抵抗１３を
介して、差動増幅器１７の非反転入力端子に接続されて
いる。さらに、差動増幅器１７の出力端子に整流回路の
出力端子ｔ３が設けられ、差動増幅器１７の非反転入力
端子が、１０ＫΩの抵抗１４を介して整流回路の出力端
子ｔ４に接続され、整流回路の入力端子ｔ２と出力端子
ｔ４とが互いに接続されている。

【００１１】一方、整流回路の入力端子ｔ２及びコンデ
ンサ２の接続点に、検波ダイオード５と同一の動作特性
の補助ダイオード６の陽極が接続され、補助ダイオード
６の陰極が、１ＫΩの抵抗７を介して、−５Ｖのバイア
ス端子ｔ６に接続され、補助ダイオード６には、１μＦ
のコンデンサ８が並列に接続されている。また、補助ダ
イオード６の陰極が、１０ＫΩの抵抗１５を介して、差
動増幅器１７の反転入力端子に接続され、差動増幅器１
７の反転入力端子は、３００ＫΩの抵抗１６を介して、
＋５Ｖのバイアス端子ｔ５に接続されると共に、１０Ｋ
Ωの抵抗１８を介して、差動増幅器１７の出力端子に接
続されている。そして、検波ダイオード５の陰極と補助
ダイオード６の陰極間に、２７０ｐＦのコンデンサ１０
と１００ＫΩの抵抗１１とが、互いに並列に接続されて
いる。

【００１２】このような構成の本実施の形態の動作を説
明する。本実施の形態においては、検波ダイオード５及
び補助ダイオード６は、すでに説明した図５に示すＶ−
Ｉ特性の基本特性領域Ａと小バイアス領域Ｂとを動作領
域としているが、補助ダイオード６の陰極には、抵抗７
を介して、バイアス端子ｔ６から−５Ｖの負バイアスが
印加されており、補助ダイオード６には、検波ダイオー
ド５の導通期間には電流が流れており、補助ダイオード
６の陰極には、グランド電位よりも負側に偏倚した陰極
電圧Ｖｃが設定され、この陰極電圧Ｖｃに基づいて、差
動増幅器１７の反転入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆが印
加される。

【００１３】また、補助ダイオード６の負側に偏倚され
た陰極電圧Ｖｃに基づいて、抵抗１１及びコンデンサ１
０を介して、検波ダイオード５の陰極には、負に偏倚し
た電圧が印加されるので、入力電圧Ｖｉが低レベルで検
波ダイオード５の陽極の印加電圧が小さくても、補助ダ
イオード６の陰極電圧Ｖｃによって検波ダイオード５の
順方向電圧Ｖｆは増加することになる。このために、低
レベルの入力電圧Ｖｉに対応して、従来ならば小さな順
方向電圧Ｖｆが印加され、すでに説明した図５の小バイ
アス領域Ｂで作動する検波ダイオード５に対して、大き
な順方向電圧Ｖｆが印加されることになり、検波ダイオ
ード５の整流動作は、小バイアス領域Ｂから基本特性領
域Ａに移行した状態で行われる。

【００１４】従って、整流回路に対する低レベルの入力
電圧Ｖｉに対応して、検波ダイオード５からは、高精度
の直線特性の順方向電流Ｉｆが出力され、この順方向電
流Ｉｆに基づいて、差動増幅器１７の非反転入力端子に
は、高精度の直線特性で対応する入力電圧が印加され、
差動増幅器１７の反転入力端子には、補助ダイオード６
の陰極側に設定される安定した基準電圧Ｖｒｅｆが印加
される。そして、差動増幅器１７によって、低レベルの
入力電圧Ｖｉに対しても、高精度の直線特性で対応する
入力電圧と、安定した基準電圧Ｖｒｅｆとの差演算が行
われ、図２の整流特性関数Ｆｒに示すように、整流回路
の出力端子ｔ３、ｔ４からは、広い信号レベル範囲の入
力電圧Ｖｉに対して、高精度の直線性をもって対応する
出力電圧Ｖｏを出力することが可能になる。

【００１５】このために、本実施の形態を、例えば、Ｒ
Ｆ信号を使用し、測定器で信号のレベル変化を測定する
ことにより、テープパス調整作業を行う場合に適用する
ことにより、高精度の直線性に基づく正確な波形が出力
されるので、精度の高いテープパス調整作業を行うこと
が可能になる。

【００１６】以上に説明したように、本実施の形態によ
ると、整流回路の入力端子ｔ２に陽極が接続される補助
ダイオード６が用いられ、この補助ダイオード６の陰極
に、バイアス端子ｔ６から負のバイアス電圧が印加さ
れ、補助ダイオード６に流れる電流に基づいて、検波ダ
イオード５の陰極に負のバイアス電圧が印加され、検波
ダイオード５の順方向電圧が実質的に増加されると共
に、検波ダイオード５の順方向電流Ｉｆに基づいて、非
反転入力端子に入力電圧が印加される差動増幅器１７の
反転入力端子に、安定した基準電圧Ｖｒｅｆが印加され
る。従って、順方向電圧が実質的に増加した検波ダイオ
ード５は、低レベルの入力電圧Ｖｉの整流動作を、小バ
イアス領域Ｂから基本特性領域Ａに移行して行うことに
なり、差動増幅器によって、検波ダイオード５の順方向
電流に対応する入力電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとが差演算
されて、得られる整流回路の出力電圧Ｖｏを、入力電圧
Ｖｉの低レベルからの広いレベル領域にわたって、入力
電圧Ｖｉに高精度の直線特性をもって対応する出力電圧
Ｖｏとすることが可能になる。

【００１７】

【発明の効果】請求項１記載の発明に係る整流回路に
は、検波ダイオードと該検波ダイオードと同一の整流特
性を具備し、陽極にアース電位が印加される補助ダイオ
ードとが使用されており、基準電圧設定手段によって、
補助ダイオードの陰極側に、負電位にオフセットされた
基準電圧が設定され、負バイアス印加手段によって、こ
の基準電圧に基づいて、検波ダイオードの陰極に負バイ
アスが印加されるために、検波ダイオードには、常に予
め設定した所定値を越え、高精度の直線動作特性が得ら
れる順方向電圧が印加されることになり、検波ダイオー
ドの出力信号に基づく、直線動作領域の入力電圧が非反
転入力端子に印加され、基準電圧設定手段で設定される
安定した基準電圧が反転入力端子に印加される差動増幅
器によって、検波ダイオードの出力信号に基づく電圧値
と、基準電圧値とが差演算された整流出力が得られ、低
レベルから高レベルにわたる広レベル領域の入力信号に
対応して、高精度の直線特性の整流出力を得ることが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す回路図であ
る。

【図２】同実施の形態の整流動作特性を示す特性図であ
る。

【図３】従来の整流回路の構成を示す回路図である。

【図４】従来の整流回路の整流動作特性を示す特性図で
ある。

【図５】ダイオードのＶ−Ｉ特性を示す特性図である。

【符号の説明】

１、８、１０・・コンデンサ、２、７、１１、１３〜１
６、１８・・抵抗、３、１２・・増幅器、１７・・差動
増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検波ダイオードを使用した整流回路にお
   いて、 前記検波ダイオードと同一の整流特性を具備し、陽極に
   アース電位が印加される補助ダイオードの陰極側に、負
   電位にオフセットされた基準電圧を設定する基準電圧設
   定手段と、 該基準電圧設定手段により設定された前記基準電圧に基
   づいて、前記検波ダイオードの陰極に負バイアスを印加
   する負バイアス印加手段と、 非反転入力端子に前記検波ダイオードの出力信号に基づ
   く入力電圧が印加され、反転入力端子に前記基準電圧設
   定手段で設定された前記基準電圧が印加される差動増幅
   器とを有することを特徴とする整流回路。