JPH0220109A - 可変利得アンプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は可変利得アンプに関する。

〔発明の概要〕

この発明は、差動アンプの定電流源を制御することによ
り利得制御を行うようにした可変利得アンプにおいて、
差動アンプの出力をベース接地のトランジスタを通じて
取り出すとともに、ダミー回路及び検出回路を設け、そ
の検出出力をフィードバックすることにより、利得の制
御を行っても出力に直流分の変化を生じないようにした
ものである。

〔従来の技術〕

ラジオ受信機に設けられるＡＧＣ回路には各種のタイプ
のものがあるが、その１つとして可変利得アンプを使用
するものがある。

また、ラジオ受信機の主要部分を１チップＩＣ化した場
合、そのＩＣの外部端子ピンの数を減らすため、音量調
整を電子ボリューム式としたものがあり、この場合にも
、可変利得アンプを使用するものがある。

そして、そのような可変利得アンプとして、第２図に示
すように、トランジスタＱａ、　Ｑｂ　により差動アン
プを構成するとともに、その定電流源用のトランジスタ
Ｑｃのコレクタ電流を制御信号により制御して利得を制
御するものがある。

あるいは、第３図に示すように、トランジスタＱｄ、　
Ｑｅ　による差動アンプを追加したものもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、第２図の可変利得アンプにおいては、制御信
号によりトランジスタＱｃ　のコレクタ電流が変化する
と、トランジスタＱａ、　Ｑｂ　のコレクタ電流（直流
分）も変化するので、トランジスタＱａ。

Ｑｂ　に後段の回路を直結することはできない。

したがって、この可変利得アンプにおいては、直流カフ
）用のコンデンサを通じて後段の回路を接続７すること
になるが、そうすると、利得制御の対象となる信号がオ
ーディオ信号のように周波数が低いとき、そのコンデン
サの容量が大きくなってＩＣ化ができない。

その点、第３図の可変利得アンプにおいては、トランジ
スタＱｄ、　Ｑｅ　のコレクタ電流は、定電流源用のト
ランジスタＱ［のコレクタ電流で決まり、利得の制御信
号により変化することはない。したがって、後段の回路
を直結できるとともに、ＩＣ化もできる。

ところが、この可変利得アンプにおいては、トランジス
タＱａ、　Ｑｂ　のコレクタ電流は、トランジスタＱｄ
、　Ｑｅのベース・エミッタ間電圧（Ｊ、７Ｖ）と、ト
ランジスタＱｆ　のコレクタ・エミッタ間電圧（！＝ｉ
０．２Ｖ）との和の電圧である０、９Ｖとなり、負荷抵
抗器Ｒａ、　Ｒｂ　にも０．２Ｖ程度の端子電圧が必要
なので、このアンプにおいては、電源電圧は、１．ｌＶ
以上必要となる。

しかし、電源が１本の単３電池であって、その終止電圧
を０．９Ｖとすると（これは、定格電圧１．５■の６０
％）　　このアンプは作動しないことになる。

この発明は、以上のような問題点を解決しようとするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

このため、この発明においては、差動アンプの定電流源
を制御することにより利得の制御を行うようにした可変
利得アンプにおいて、差動アンプの出力をベース接地の
トランジスタを通じて取り出すとともに、ダミー回路及
び検出回路を設け、その検出出力を負帰還する。

〔作用〕

出力の直流分が変化すると、これがフィードバンクによ
りキャンセルされる。

〔実施例〕

第１図において、トランジスタＱｌ、Ｑ２　のエミッタ
が互いに接続されるとともに、これらエミッタと接地と
の間に、定電流源用のトランジスタＱ　３　。

Ｑ４　のコレクタ・エミッタ間が並列に接続されて差動
アンプ（１）が構成される。そして、トランジスタＱ、
、　Ｑ２　のコレクタが、抵抗器Ｒ３，Ｒ，２を通じて
電源端子Ｔ、に接続されるとともに、トランジスタＱ１
　のベースが、例えば中間周波アンプの前段Ｓ　＋　　
に接続され、トランジスタＱ２　のベースが端子Ｔ１に
接続される。さらに、トランジスタＱ３゜Ｑ、のベース
には、端子Ｔ３　からＡＧＣ電圧Ｅａが供給される。

また、トランジスタＱ、、　Ｑ２　のコレクタが、トラ
ンジスタＱｓ、Ｑｓ　のエミッタに接続され、そのコレ
クタと接地との間に抵抗器Ｒ５，Ｒ６が接続されるとと
もに、トランジスタＱｓ、　Ｑｓ　のベースが後述する
素子Ｒ，，，Ｑ、、に接続されてトランジスタＱ　ｓ　
、　Ｑ　ａ　はベース接地とされる。

さらに、トランジスタＱｓ、Ｑｇ　のコレクタが、トラ
ンジスタｑ、　Ｑ、のベースに接続され、そのコレクタ
が接地されるとともに、そのエミッタと端子Ｔ、との間
に、トランジスタＱ　ｓ　、　Ｑ　＋。のコレ、フタ・
エミッタ間が接続され、トランジスタＱ７゜Ｑ８　（’
）、、Ｉｌ−ミンクがトランジスタ（ｅ４１＋　、　　
Ｑ　！　２のベースに接続され、そのダミ／りが抵抗器
Ｒ１１、Ｒを１巾じご接地され、ぞＱ）−７７″力（後
段の回路（図示せずンに接続さｔ７、る。そこで５、ト
ランジスタＱ３．　Ｑ、。には端子′１゛２　を通ｉ；
　−７：’　ｔ＋ｌＴポのベースバイアス電圧ｂｂが供
給さ１７′１て）・う′・・ジスｑＱ９゜Ｑ、、ｌは定
電流源とされるととも（５−２にれに、よりトランジス
タＱ、Ｑ８　はエミッ９゛ノオロワとされる。

以上がメインの信号ラインであるが、この信号ライン古
直流的に等価なダミー回路（′２）が設けられる。、ｔ
′なわち、端子Ｔ、と接地との間に、抵抗器Ｒ２２＆、
）ラン・すフタＱ２２．　　Ｑ２４Ｃブ）；１しｊｌり
・ダミ７・夕間とが直列接続され、トラ゛／ジフタＱ２
□のベースが端子下２　に接続され、トランジスタ０，
２４のベースが端子′Ｉ゛３　に接続される、。

そして、同様に、トラ２ジスタＱ２２のコレクタに、ト
ランジスタ〔ユ２□のダミフタが接続され、そのコレク
タと接地との間に抵抗器Ｒ２６が接続されるとともに、
そのベースがトラ゛・′ジスタＱ６　のベースに接続さ
ｔしてトラ゛、′７フフタＱ、６はベース接地とされる
。また、トランジスタＱ　２　Ｒ，Ｑ　３　、）　、　
　Ｃ，Ｌ　１２及び抵抗器Ｒ１２が、トランジスタＱ、
＋、　Ｑ、、っ、；―及び抵抗器Ｒｉ　２と同じ関係で
端子′ｒ、及″５接ｊｔＩ２Ｂ１、接続され、トランジ
スタＱ２８のく−スがトラン、・５スタＱ２６のコレク
タに接続される。

さら１ご、直流電位の検出回路（３）が設は仁、′）れ
、・−１すなわち、トランジスタＱ３□のコ１ノクタと
端「■゛との間に、基２ｆ！電流用のトランジスタＱ４
１のコし／フタ・エミ：ノタ間が接続され、そのベース
が端子Ｔ２　に接続され、トランジスタＱ、、、　　Ｉ
Ｊ、、の：１１゜フタが、トランジスタＱ４２の（−ス
に接続さ）１、そのダミツタが接地され、そのコレクタ
と端−Ｆ’Ｉ”との間に抵抗器Ｒ４２が接続されるとと
もに、ぞのコレクタがトランジスタＱ５、Ｑ６．Ｑ、、
ｔ１７）ベースに接続される。

なお、対応するトランジスタ及び抵抗器は、ζｌ−いに
等しい特性及び値とされる。、すなわち、Ｑ＝Ｑ２＝Ｑ
２２．　　Ｑ３＝Ｑ４＝０２−、　　Ｑｓ＝Ｑａ＝Ｑｚ
ｔ、。

Ｑ７＝Ｑａ＝Ｑ、ｅ、　　Ｑｓ＝Ｑ＋ｏ＝Ｑ３ｏ　　Ｑ
ｘ−ＣＪ−ｉＱ３□、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒｚｚ、Ｒ３−・Ｒ
６＝Ｒ７，＋、ＲＲ，２−二）ぜ、、！：される。。

このような構成１ごよれば、ｉ−””ｉ　：、−ジフタ
Ｑ、１のコレクタ電流ど、トランジスタＱ３２のコレク
タ電流との差の電流ｉ　ｓ　が、トランジスタＱ４２の
ベースに供給され、このトランジスタＱ４２のコレクタ
には差電流ＩＳ（ご対応した大きさのコレクタ電流が流
れごそのコレクタは差電流１ｓ　に対応した直流電位と
なる。そして、この直流電位によりトランジス９　Ｑ５
．　ＱＬ　Ｑｌ＆のベースがバイアスされてトーラ”−
スクＱ１１．シつ５、Ｑ２６はベース接地として動作す
る１〜 し戸、−力クー、で、前後Ｓ１　　から中間周波信号が
供給されると、この中間周波信号は、前段Ｓ、→差動ア
ンプ（１）→ベース接地のトラン°゛ジフタＱｓ、Ｑｓ
→エミッタフｔロワのトランジスタＱ、、　ＱＩｌ→エ
ミッタ接地のトラ゛／ジフタＱ、、、　　Ｑ、２の信号
ラインを通じてそのコし・フタに増幅されで取り出され
る。

そして、この場合、端子′ｒ、のＡＧＣ電圧Ｅａが変化
すると、これに対応してトランジスタ０．。

Ｑ、のコレクタ電流が変化するので、アンプ（１）の利
得が変化し、したがって、この回路は可変利得アンプと
して働いてＡＧＣが行われるっまた、へＧＣ電圧Ｅａ　
によりトランジスタＱＩ。

Ｑ４　のコレクタ電流が変化すれば、トランジスタＱ、
、　Ｑ２　のコレクタ電流も変化してそのコレクタの直
流電位も変化するが、素子Ｒ１２，Ｑ２２．　　Ｑ２４
が差動アンプ（１）の片側の素子Ｒ２，Ｑ　２．　Ｑ　
＋　　と等しい接続関係とされているとともに、等しい
動作条件とされているので、トランジスタＱ２２のニフ
レフタの直流電位もＡＧＣ電圧Ｅａ　によりトランジス
タＱ２　のコレクタの直流電位に追従して変化する。

そして、今、ＡＧＣ電圧Ｅａ　によりトラン・、・フタ
Ｑ２２〈及びＱ、、　Ｑ２）のコレクタ電流が増加した
とするば、そのコレクタの直流電位の低下−トランジス
タＱ２６のベース・エミッタ間電圧の減少−・そのコレ
クタ電流の減少となるはずである。

しかし、トランジスタＱ２６のコレクタ電流が減少する
と、そのコレクタの直流電位の低下〜→トランジスフタ
２８はエミッタフォロワなので、そのエミッタの直流電
位の低下→トランジスタＱ３２のコレクタ電流の減少−
差電流Ｉｓの増加→トランジスタＱ、２のコレクタ電流
の増加−そのコレクタの直流電位の低下→トランジスタ
Ｑ２６のコレクタ電流の増加、という過程により、ＡＧ
Ｃ電圧Ｅａ　によるトランジスタＱ２５のコレクタ電流
の減少はキャンセルされる。

また、逆に、ＡＧＣ？Ｊ圧Ｅａ　によりトランジスタＱ
２６のコレクタ電流が増加しようとしても、同様にして
キャンセルされる。こうして、ｒｓ＋。

となる状態で、トランジスタＱ２，４　Ｑ２．−＋　Ｑ
３２→Ｑ４．のフィードバックループが安定し、トラン
ジスタＱ２６のコレクタ電流は、へＧＣ電圧Ｅａ　にか
かわらず一定値に保たれる。

あるいは５．ΔＧＣ電圧Ｅａ　によりトランジスタＱ２
６のエミッタの直流電位が変化してもフィードバンクル
ープによりトランジスタＱ２６のベースの直流電位が追
従して変化するので、トランジスタＱ２６のベース・エ
ミッタ間電圧は一定値に保たれる。

そして、このとき、ダミー回路（２）のトランジスタＱ
　２２．　　Ｑ　２４　、　　Ｑ　２６及び抵抗器Ｌ２
．　　Ｒ２１１の接続関係と、メインの信号ラインのト
ランジスタＱ２゜（Ｌ、Ｑｌｌ（及びＱｌ、　Ｑ３．　
ＱＳ）及び抵抗器Ｒ２，Ｒ１１（及びＲ，、Ｒ３）の接
続関係とは等しくされているとともに、トランジスタＱ
ｓ、Ｑｓにはトランジスタ０２Ｂと等しいベースバイア
ス電圧が供給されているので、ＡＧＣ電圧Ｅａにかかわ
らずトランジスタ０５゜Ｑ６　のコレクタ電流はトラン
ジスタＱ２８のコレクタ電流に等しい一定値に保たれる
。また、これにより後段のトランジスタＱフ〜Ｑ８．の
動作点も、ＡＧＣ電圧Ｅａ　にかかわらず一定に保たれ
る。

なお、このとき、トランジスタＱ７〜ＱＩ２の各接続関
係と、トランジスタＱ３０　％　Ｑ３２の接続関係とは
等しいので、トランジスタＱ１□、Ｑ、２の各コレクタ
電流は、トランジスタＱ１．のコレクタ電流に等しく、
したがって、基準の定電流源であるトランジスタＱ４１
のコレクタ電流にほぼ等しい。

こうして、この発明によれば、差動アンプ（１）の定電
流源用のトランジスタＱ　３　、　Ｑ　４　を制御する
ことにより利得制御を行うことができるが、この場合、
特にこの発明によれば、メインの信号ラインである差動
アンプ（１）にベース接地のトランジスタＱ　ｓ　、　
Ｑ　ｅ　を接続するとともに、これらと直流的に等価な
ダミー回路（２）を設け、このダミー回路（２）を通じ
てトランジスタＱ、Ｑ６のベースの直流電位を補正して
いるので、トランジスタＱ、、　Ｑ、のコレクタ電流の
直流分を制御電圧にかかわらず一定値に保つことができ
る。

したがって、前後の回路を直結することができ、直流カ
ット用コンデンサが不要となるので、ＩＣ化が容易であ
る。

また、端子Ｔ、の電源電圧Ｖｃｃから見た場合、端子′
ＦＩ　　と接地との間に直列接続された素子に必要とさ
れる電圧が０．９ｖを越えることがなく、したがって、
１本の単３電池で、その終止電圧０．９Ｖまで動作させ
ることができる。

なお、上述においては、説明を簡単にするため、アンプ
（１）の定電流源用のトランジスタをトランジスタＱ３
．　Ｑ、の２つとしたが、例えばトランジスタＱ３　の
ベース・エミッタ間の接合面積を、もとのトランジスタ
Ｑ、のそれの２倍とすることにより、ベース・エミッタ
間電圧が等し、いときのトランジスタＱ３　のコレクタ
電流を、もとのトランジスタＱ３　のコレクタ電流の２
倍とすれば、トランジスタＱ、を省略できる。

また、例えばトランジスタＱ１〜Ｑ　１．　Ｑ　２２　
、　Ｑ　２４のベース・エミッタ間の接合面積を、Ｑ、
（Ｑ２）　：Ｑ２２＝　０３（Ｑｌ）　：　Ｑ２４＝　
Ｎ　：　ｌ　　（Ｎ　＞１）とすれば、トランジスタＱ
、、、　　Ｑ、２の出力電流をトランジスタＱ４１のＮ
倍にできる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、メインの信号ラインである差動アン
プ（１）にベース接地のトランジスタＱ　ｓ　、　Ｑ　
６を接続するとともに、これらと直流的に等価なダミー
回路（２）を設け、このダミー回路〔２）う通じてトラ
ンジスタＱ　ｓ　、　Ｑ　ｅ　のベースの直流電位を補
正しているので、トランジスタＱ　＝、、　Ｑ　６　の
コレクタ電流の直流分を制御電圧にかかわらず一定値に
保つことができる。

したがって、前後の回路を直結することができ、直流カ
フ）用コンデンサが不要となるので、ＩＣ化が容易であ
る１、 また、端ｆＴ　、　　（，１）電源ミノ王Ｖｃｃか７し
見た場合、端子Ｔ、　　と接地との間に直列接続された
素子に必要とされる電圧が＋１．ｇｖを越えるＪ、とが
なく、したが−って、１本の単：３電池で、その終止電
圧０．９Ｖまで動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一＝−例の接続図、第２図及び第３
図はその説明のための図であろ１゜（１）は差動了ンブ
、（２）はダミー回路、（３）は検出回路であろ９゜ 代　　理　　人　　　　　伊　　藤　　　　　貞同 松 隈 秀 盛 全イ＊ｅｙ＋Ｄｏｎ５ 第２図 全体の回冨４図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力信号の供給される差動アンプと、 この差動アンプの差動出力を取り出す１対のベース接地
   のトランジスタと、 上記差動アンプ及び上記１対のトランジスタと直流的に
   等価なダミー回路と、 このダミー回路の直流動作点を検出する検出回路とを有
   し、 上記差動アンプの定電流源の出力電流を制御信号により
   制御して利得の制御を行うとともに、上記制御信号を上
   記ダミー回路に供給し、 上記検出回路の検出出力を上記ダミー回路にフィードバ
   ックし、かつ、 上記検出回路の検出出力を上記１対のトランジスタのベ
   ースに供給してこの１対のトランジスタのコレクタから
   上記制御信号にしたがって利得が制御されるとともに、
   この利得制御にかかわらず一定の直流分を有する出力信
   号を取り出すようにした可変利得アンプ。