JPH0329405A - Variable gain circuit - Google Patents

Variable gain circuit

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JPH0329405A
JPH0329405A JP16325589A JP16325589A JPH0329405A JP H0329405 A JPH0329405 A JP H0329405A JP 16325589 A JP16325589 A JP 16325589A JP 16325589 A JP16325589 A JP 16325589A JP H0329405 A JPH0329405 A JP H0329405A
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comparator
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Kimitoshi Niratsuka
公利 韮塚
Kazuhiko Kikuchi
和彦 菊地
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 llII得を直線的に、かつ、電気的に可変できる利得
可変回路に関し、 回路を大規模にすることなく線形に利得が可変し、かつ
、入力ダイナミックレンジをトランジスタの差動対によ
る制限なく、ある程度人きく得ることを目的とし、 入力電圧と第1の電圧とを比較し、各々のレベルに応じ
たレベルの第1,第2の信号を別々に出力する第1のコ
ンパレータと、該第1のコンバレー夕から取り出された
該第1及び刀2の信号が夫々供給され、それらのレベル
差に応じた電圧を生成して前記第1の電圧として該第1
のコンパレータへ供給することにより、該第1のコンパ
レータと共に負帰遠増幅器を構成する第1の差動出力手
段と、第1のυIIl]電圧と第2の副胛電圧とを夫々
任意のレベルで出力するIIIt[I電圧源と、該第1
及び第2のtI11御電圧と前記第1の信号とが供給さ
れ、該第1及び第2の制W電圧の差電圧と該第1の信号
との積に応じたレベルの第3の信号を生成する12のコ
ンパレータと、該第1及び第2の制am圧と前記第2の
信号とが供給され、該第1及び第2の制mvt圧の差電
圧と該第2の信号との積に応じたレベルの第4の信号を
生成する第3のコンパレータと、該第2及び第3のコン
パレータから夫々取り出された該第3及び第4の信号が
夫々供給され、それらの差に応じた第2の電圧を生成し
、出力’17]’として出力端子へ出力する第2の差動
出力手段とよりなり、前記第1及び第2の制御電圧を可
変することにより利得を可変するよう構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a variable gain circuit that can linearly and electrically vary the III gain, the present invention provides a variable gain circuit that can linearly vary the gain without increasing the scale of the circuit, and that can widen the input dynamic range. The purpose is to obtain a certain level of control without being limited by the differential pair of transistors, by comparing the input voltage and the first voltage, and separately outputting the first and second signals at levels corresponding to each level. The signals of the first and second signals taken out from the first comparator and the first comparator are respectively supplied, and a voltage according to the level difference between them is generated and the first voltage is set as the first voltage.
By supplying the voltage to the comparator, the first differential output means, which together with the first comparator constitutes a negative return amplifier, the first υIIl] voltage and the second sub-voltage at arbitrary levels. IIIt[I voltage source to output and the first
and a second tI11 control voltage and the first signal are supplied, and a third signal having a level corresponding to the product of the difference voltage between the first and second W control voltages and the first signal is supplied. 12 comparators are supplied with the first and second control am pressures and the second signal, and the product of the difference voltage between the first and second control mvt pressures and the second signal is A third comparator that generates a fourth signal with a level corresponding to It consists of a second differential output means that generates a second voltage and outputs it to the output terminal as an output '17]', and is configured to vary the gain by varying the first and second control voltages. do.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は利得可変回路に係り、特に利得を直線的に、か
つ、電気的に可変できる利得可変回路に関する。
The present invention relates to a variable gain circuit, and particularly to a variable gain circuit that can linearly and electrically vary the gain.

現在、様々な分野で利得可変回路が広範囲に用いられて
おり、同様に様々な利得b+@のh法が提案されている
。しかし、近年のエレクトロニクスの発達により、この
利得υJiltも電気的に行なえることが必要とされる
Currently, variable gain circuits are widely used in various fields, and similarly various gain b+@ h methods have been proposed. However, with the recent development of electronics, it is necessary that this gain υJilt can also be achieved electrically.

?従来の技術〕 第5図は従来の利得可変回路の一例の回路図を示す。同
図中、41は入力端子,42は差動増幅器.43は抵抗
,44は可変抵抗器.45は出力端子で、差動増幅器4
2の出力端と出力端子45の接続点が抵抗43及び可変
抵抗器44を直列に介して接地されている。また、抵抗
43と可変抵抗器44との接続点は差動増幅器42の反
転入力端子に接続されている。
? Prior Art] FIG. 5 shows a circuit diagram of an example of a conventional variable gain circuit. In the figure, 41 is an input terminal, 42 is a differential amplifier. 43 is a resistor, 44 is a variable resistor. 45 is the output terminal, and the differential amplifier 4
A connection point between the output terminal of No. 2 and the output terminal 45 is grounded through a resistor 43 and a variable resistor 44 in series. Further, a connection point between the resistor 43 and the variable resistor 44 is connected to an inverting input terminal of the differential amplifier 42.

この従来の利得可変回路によれば、入力電圧VIN,出
力電圧をV OUTとし、また抵抗43.可変抵抗器4
4の各抵抗値を夫々Ra,Rbとすると、入力Tiff
.VINと出力電圧V。U■の関係は、 勿論、抵抗43を可変w1抗器として、R,を可変して
も、同様に利得を可変することができる。
According to this conventional variable gain circuit, the input voltage is VIN, the output voltage is VOUT, and the resistor 43. Variable resistor 4
If the respective resistance values of 4 are Ra and Rb, the input Tiff
.. VIN and output voltage V. Regarding the relationship between U and ■, of course, the gain can be similarly varied by using the resistor 43 as a variable w1 resistor and varying R.

また、第5図に示した従来の利得可変回路の変形例とし
て第6図に示す如き回路構成のものも知られている。同
図中、入力端子51は抵抗52を介して差動増幅器53
の反転入力端子に接続ざれている。また、差動増幅器5
3の出力端は抵抗54を介して反転入力端子に帰還接続
される一方、出力喘子55に接rAされている。
Furthermore, as a modification of the conventional variable gain circuit shown in FIG. 5, a circuit configuration as shown in FIG. 6 is also known. In the figure, an input terminal 51 is connected to a differential amplifier 53 via a resistor 52.
Connected to the inverting input terminal of Also, the differential amplifier 5
The output terminal of No. 3 is feedback-connected to the inverting input terminal via a resistor 54, and is also connected to an output pane 55.

この従来の利得可変回路によれば、入力電圧vINを反
転増幅して喘子55へ出力電圧V。IJ1を取り出す。
According to this conventional variable gain circuit, the input voltage vIN is inverted and amplified to provide an output voltage V to the pane 55. Take out IJ1.

ここで、抵抗52.54の各抵抗をR,, Rdとする
とV。,1は次式で表わされる。
Here, if each resistance of resistors 52 and 54 is R,, Rd, then V. , 1 are expressed by the following equation.

従って、(1)式からわかるように可変抵抗器44によ
り抵抗In R fiを可変することにより、利得を可
変することができる。
Therefore, as can be seen from equation (1), the gain can be varied by varying the resistance In R fi using the variable resistor 44.

従って、■式からわかるように、抵抗iCiRc ,R
dのいずれかーhを可変することにより、利1!?を可
変できる。
Therefore, as can be seen from equation (2), the resistances iCiRc, R
By varying either d or h, the profit is 1! ? can be varied.

また、従来、第7図に示す如き利得可変回路も知られて
いる。同図中、入力端子61は差動増幅器62の非反転
入力端子に接続されている。また、差動増幅器62の出
力端は抵抗63と抵抗64を直列に介して接地される一
方、出力端子67に接続されている。
Furthermore, a variable gain circuit as shown in FIG. 7 is also known. In the figure, an input terminal 61 is connected to a non-inverting input terminal of a differential amplifier 62. Further, the output end of the differential amplifier 62 is grounded through a resistor 63 and a resistor 64 in series, and is also connected to an output terminal 67.

抵抗64はnII!Iのタップ端子を有し、アナログス
イッチ65+〜65Tlにより隣り合う2つのタップ喘
子間を接続又は開放する構成とされている。
The resistor 64 is nII! It has tap terminals I, and is configured to connect or open two adjacent tap panes using analog switches 65+ to 65Tl.

66はスイッチング制御回路でアブログスイッチ651
〜65nを互いに独立してスイッチング制御する。
66 is a switching control circuit, which is an AB log switch 651.
~65n are switched independently of each other.

かかる構成の従来の8彎可変回路によれば、出力′!R
8−VQIJは抵抗63の抵抗値をR。,アナログスイ
ッチ651〜65nを選択して得られる抵抗64の抵抗
値をR『とすると、 と表わされる。従って、上式からわかるように、アナロ
グスイッチ651〜65y+を適官選択してオンとして
抵抗値R『を可変することにより、利得を可変すること
ができる。
According to the conventional 8-curve variable circuit having such a configuration, the output ′! R
8-VQIJ is the resistance value of resistor 63. , when the resistance value of the resistor 64 obtained by selecting the analog switches 651 to 65n is R', it is expressed as follows. Therefore, as can be seen from the above equation, the gain can be varied by appropriately selecting and turning on the analog switches 651 to 65y+ and varying the resistance value R'.

更に、従来、第8図に示す如き利得可変回路も知られて
いる。同図中、71は入力端子.72はコンパレータ,
73は電流源.74及び75は互いに逆相の出力端子で
ある。
Furthermore, a variable gain circuit as shown in FIG. 8 is also known. In the figure, 71 is an input terminal. 72 is a comparator,
73 is a current source. 74 and 75 are output terminals having opposite phases to each other.

この第8図に示す利得可変回路の具体的回路構成の一例
を第9図に示す。同図中、第8図と同一構rft部分に
は同一符号を付してある。第9図において、互いにエミ
ツタが1!流源73に共通に接続されているNPNトラ
ンジスタ’rl”r2の各コレクタは、抵抗埴R,.R
hの負荷抵抗に別々に接続されている。
An example of a specific circuit configuration of the variable gain circuit shown in FIG. 8 is shown in FIG. In the figure, the same reference numerals are given to the same RFT parts as in FIG. 8. In Figure 9, each emitsuta is 1! Each collector of the NPN transistor 'rl'r2 commonly connected to the current source 73 is connected to a resistor R, .R.
h is connected separately to the load resistor.

この従来の利得可変回路において、八力喘子71を介し
てトランジスタTr1のベー・スに入力される入力電圧
をvIN,出力端子74.75より出力される出力電圧
をV。UT1,vOUT2とし、更に電源f4圧をVC
C.電流源73の電流を1,またR9−Rh−Rとする
In this conventional variable gain circuit, the input voltage input to the base of the transistor Tr1 via the eight-power switch 71 is vIN, and the output voltage output from the output terminal 74.75 is VIN. UT1, vOUT2, and power supply f4 voltage to VC
C. Let the current of the current source 73 be 1 and R9-Rh-R.

入力電圧v1NがトランジスタTr2のベース入力電圧
であるゼロボルトに等しいときは、トランジスタT.と
「r2の各コレクタ電流は夫々1/2で等しい。また、
入力電圧V[Nが正方向に増加していくと、トランジス
タ「,のコレクタ電流が増加し、かつ、トランジスタ゛
「r2のコレクタ電流が減少する。
When the input voltage v1N is equal to zero volts, which is the base input voltage of the transistor Tr2, the transistor T. and "The collector currents of r2 are each 1/2 and equal. Also,
As the input voltage V[N increases in the positive direction, the collector current of the transistor ``,'' increases, and the collector current of the transistor ``r2'' decreases.

逆に入力電圧Vいを負方向に増加していくと、トランジ
スタ「,1のコレクタ電流が減少し、トランジスタfr
2のコレクタ電流が増加する。
Conversely, when the input voltage V increases in the negative direction, the collector current of the transistor ``,1 decreases, and the transistor fr
2 collector current increases.

これにより、トランジスタ「,1のコレクタより取り出
される出力電圧V OUTIと、トランジスタT のコ
レクタより取り出される出力電圧V011T2r2 は夫々次式で表わされる。
As a result, the output voltage V OUTI taken out from the collector of the transistor ", 1" and the output voltage V 011T2r2 taken out from the collector of the transistor T 1 are respectively expressed by the following equations.

(4a) (4b) ?だし、(4a). (4b)式中、VTはサーマルボ
ルテージで、ボルツマン定数をk,絶対温度をT.電子
の電荷ffi{qとしたとき、k T / qで表わさ
れる。なお、(4a), (4b)式はトランジスタT
r1,Tr2が能動領域で動作する−2 V T < 
V IN < 2Vrの範囲内における近似式である。
(4a) (4b) ? Dashi, (4a). (4b) where VT is the thermal voltage, k is the Boltzmann constant, and T is the absolute temperature. When the electron charge is ffi{q, it is expressed as k T /q. Note that equations (4a) and (4b) are for the transistor T
r1 and Tr2 operate in the active region -2 V T <
This is an approximate expression within the range of V IN < 2Vr.

従って、上記の出力電圧V OUTI及びv■υT2と
人力電圧■、との関係は第10図に示す如くになる。
Therefore, the relationship between the above-mentioned output voltages V OUTI and v■υT2 and the human power voltage ■ is as shown in FIG.

同図からわかるように入力電圧VINが2V丁以上のと
き、又は−2V,以下となると、出力電圧VOUTI・
vOU丁2が飽和する・ かかる特性をもつ第8図.第9図に示す従来の利得可変
回路によれば、(4a), (4b)式からわかるよう
に、電流源73の電流値Iを可変することにより、入力
IR 13’. V ,一同一値でも出力電圧V。UT
1” OtlT2〉の値を変えることができる(すなわ
ち、利得を可変することができる)。
As can be seen from the figure, when the input voltage VIN is 2V or more, or -2V or less, the output voltage VOUTI
vOU2 is saturated. Figure 8 with such characteristics. According to the conventional variable gain circuit shown in FIG. 9, as can be seen from equations (4a) and (4b), by varying the current value I of the current source 73, the input IR 13'. V, even if the value is the same, the output voltage V. U.T.
1"OtlT2> can be changed (ie, the gain can be varied).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかるに、第5図及び第6図に示した従来の利得可変回
路は、抵抗43と44のいずれか、又は抵抗52と54
のいずれかの抵抗値を機械的に変化させるものであり、
電気的に変化させるものではな′かった。
However, in the conventional variable gain circuit shown in FIGS. 5 and 6, either the resistors 43 and 44 or the resistors 52 and 54
Mechanically changes the resistance value of either
It was not something that could be changed electrically.

また、第7図に示した従来のIIl得可変回路は,利得
を電気的に可変することはできるが、抵抗値R,がアナ
ログスイッチ651〜65?Iの切換えにより段階的な
変化をするために利得の変化も段南的となり、達統的な
変化がでぎす、また回路規模が大であるという問題もあ
った。
Further, although the conventional gain variable circuit shown in FIG. 7 can electrically vary the gain, the resistance value R, is the analog switch 651 to 65? Since the change in gain is made stepwise by switching I, the change in gain also becomes stepwise, resulting in too large a systematic change, and there is also the problem that the circuit size is large.

更に、第8図.第9図に示した従来の利得可変回路は、
jl流!11i73をその電流値Iが直線的に、かつ、
電気的に変化するような構成とすることにより、利得も
直線的に、がっ、電気的に可変することができるが、入
力のダイナミックレンジが第10図に示したように差動
対を構成するトランジスタ丁.,Tr2の特性に起因す
るり−?ルポルアージV丁の±2倍以上で飽和してしま
うという問題があった。
Furthermore, Fig. 8. The conventional variable gain circuit shown in FIG.
JL style! 11i73, whose current value I is linear, and
By using an electrically variable configuration, the gain can also be electrically varied linearly, but the dynamic range of the input is limited by configuring a differential pair as shown in Figure 10. Transistor Ding. , due to the characteristics of Tr2 -? There was a problem in that it was saturated at a value of ±2 times or more than Lepoluage V-cho.

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、回路を大規
模にすることなく、線形に利得が可変し、かつ、入力ダ
イナミックレンジを差動対によるちり限なく、ある程度
人きくとれる利得可変回路を提供することを目的とする
The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to linearly vary the gain without increasing the scale of the circuit, and to vary the input dynamic range to a certain extent without limiting the dust by using a differential pair. The purpose is to provide circuits.

(I題を解決するためのf段) 11図は本発明の原理構成図を示す。同図中、11は第
1のコンパレータ、12は第1の差動出力手段で、第1
のコンバレー911は入力端子10よりの入力電圧VI
Nとffilの差勤出力f段12の出力第1の電圧とを
比較し、各々のレベルに応じたレベルの第1.第2の信
号を別々に出力する。第1の差動出力手段12はこれら
11及び第2の信号のレベル差に応じた電圧を生威し、
また第1のコンパレータ11と共に負帰3I増幅器を構
成する。
(F stage for solving problem I) FIG. 11 shows a diagram of the principle configuration of the present invention. In the figure, 11 is a first comparator, 12 is a first differential output means, and
The converter 911 has an input voltage VI from the input terminal 10.
N and the output first voltage of the differential output f stage 12 of ffil are compared, and the first voltage of the level corresponding to each level is compared. A second signal is output separately. The first differential output means 12 generates a voltage according to the level difference between these signals 11 and the second signal,
Further, together with the first comparator 11, a negative feedback 3I amplifier is configured.

13LIL$1J10電圧源で、第1(7)i!IJt
il電圧V,1と第2の制御電圧VC2とを夫々生成す
る。14は第2のコンパレータ、15は第3のコンパレ
ータでこれらは共に第1及び第2の制御電圧が供給され
、第2のコンパレータ14は更に前記第1の信号が入力
され、第3のコンパレータ15は更に前記第2の信舅が
入力される。これにより、第2のコンパレータ14は第
1及び第2の制tIl電圧の差電圧と第1の信号との積
に応じた第3の信目を生成する。また、第3のコンパレ
ータ15は同様に、上記差電圧と上記第2の信弓との積
に応じた第4の信号を生成する。
13LIL$1J10 voltage source, 1st (7) i! IJt
il voltage V,1 and a second control voltage VC2 are generated, respectively. 14 is a second comparator, 15 is a third comparator, both of which are supplied with the first and second control voltages; the second comparator 14 is further supplied with the first signal; Further, the second credit is input. As a result, the second comparator 14 generates a third signal corresponding to the product of the first signal and the difference voltage between the first and second control voltages. Similarly, the third comparator 15 generates a fourth signal corresponding to the product of the voltage difference and the second signal.

16は用2の差動出力手段で、上記の第3及び第4の信
号の差の値に応じたレベルの第2の電圧を生成し、これ
を出力端子17へ出カ電圧V…として出力する。
Reference numeral 16 denotes a second differential output means, which generates a second voltage at a level corresponding to the value of the difference between the third and fourth signals, and outputs this to the output terminal 17 as an output voltage V... do.

〔作用〕[Effect]

第2のコンパレータ14により生成される第3の電流と
、第3のコンパレータ15により生成される第4の電流
は、いずれも第1の制ti電圧と第2(DtllmYi
圧と(r)差電圧( V c2  ’ cl)に応じて
変化する。
The third current generated by the second comparator 14 and the fourth current generated by the third comparator 15 are both connected to the first control voltage and the second (DtllmYi
It changes depending on the pressure and (r) differential voltage (V c2 'cl).

そして、これら第3及び第4の信8は第2の差動出力手
段16によりそれらの差に応じた第2の電圧が生成され
る。従って、この第2の電圧、すなわち出力N圧は制m
電圧Vclとvc2を可変することにより可変すること
ができる。
A second differential output means 16 generates a second voltage corresponding to the difference between these third and fourth signals 8. Therefore, this second voltage, that is, the output N pressure is controlled by m
It can be varied by varying the voltages Vcl and vc2.

(実施例) 第2図は本発明の第1実施例の回路図を示す。(Example) FIG. 2 shows a circuit diagram of a first embodiment of the invention.

同図中、第1図と同一構成部分には同一符号を付してあ
る。第2図において、NPN}ランジスタQ+及びQ2
の各エミッタは電流源21に共通接続され、またQ1の
コレクタはPNPトランジスタQ3のコレクタ及びベー
スに夫々接続され、Q2のコレクタはPNPトランジス
タ。4のコレクタ及びベースに夫々接続されている。
In the figure, the same components as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In FIG. 2, NPN} transistors Q+ and Q2
The emitters of Q1 are commonly connected to the current source 21, the collector of Q1 is connected to the collector and base of a PNP transistor Q3, respectively, and the collector of Q2 is a PNP transistor. 4 collector and base, respectively.

PNPi−ランジスタQs .Q6は各々のコレク夕が
NPNトランジスタQ7.Q8のコレクタに接続されて
おり、トランジスタQ6のコレクタは更にトランジスタ
Q2のベースに接続される・一方、抵抗R1に接続ざれ
ている。トランジスタQ6のベースはトランジスタQ3
及び後述のPNPトランジスタQI3の各ベースに夫々
接続されており、これらはカレントミラー回路を構成し
ている。同様に、トランジスタQsのベースはトランジ
スタQ4のベースと後述のPNPトランジスタQ9のベ
ースに夫々接続ざれ、トランジスタQs.Qs .Q9
はカレントミラー回路を構成している。
PNPi-transistor Qs. Each collector of Q6 is an NPN transistor Q7. It is connected to the collector of transistor Q8, and the collector of transistor Q6 is further connected to the base of transistor Q2. On the other hand, it is connected to resistor R1. The base of transistor Q6 is transistor Q3
and the bases of a PNP transistor QI3, which will be described later, and constitute a current mirror circuit. Similarly, the base of the transistor Qs is connected to the base of the transistor Q4 and the base of a PNP transistor Q9, which will be described later, respectively, and the base of the transistor Qs. Qs. Q9
constitutes a current mirror circuit.

また、トランジスタQ7及びQ8もベースが共通接続さ
れてカレントミラ−回路を構成している。
Further, the bases of transistors Q7 and Q8 are also commonly connected to form a current mirror circuit.

また、22.23はバイアス電圧源で、大々直流電圧v
R1を入力電圧VINとトランジスタQ2のベース電圧
とに重畳している。前記トランジスタQ9のコレクタP
NPトランジスタQ+o及びQnの各エミッタに夫々接
続され、前記トランジスタQI3のコレクタはPNPト
ランジスタQI4及びQ+sの各エミッタに夫々I統さ
れている。
In addition, 22.23 is a bias voltage source, which is a DC voltage v
R1 is superimposed on the input voltage VIN and the base voltage of transistor Q2. Collector P of the transistor Q9
It is connected to the emitters of NP transistors Q+o and Qn, respectively, and the collector of the transistor QI3 is connected to the emitters of PNP transistors QI4 and Q+s, respectively.

トランジスタQn.Q+sの各コレクタはNPNトラン
ジスタQI2.0l6のコレクタとベースに夫々接続さ
れ、Qn.Q+sのベースは第1のit,II御喘子C
NTIを介して第1の制m電圧■c1が印加される構成
とざれている。トランジスタQn,Q+sと差動対を構
成する他方のトランジスタQ+o.QI4のベースは第
2の制御端子CNT2を介して第2のυJwJ電圧vc
2が印加される構成とされている。
Transistor Qn. Each collector of Q+s is connected to the collector and base of an NPN transistor QI2.0l6, respectively, and the collector of Qn. The base of Q+s is 1st it, II Gozuko C
It is said that the configuration is such that the first control voltage c1 is applied via the NTI. The other transistor Q+o. constitutes a differential pair with the transistors Qn and Q+s. The base of QI4 is connected to the second υJwJ voltage vc via the second control terminal CNT2.
2 is applied.

トランジスタQI2,Q+aの各ベースはNPNトラン
ジスタQu+.Q+rの各ベースに接続されており、Q
I2とQ+sはカレントミラー回路を構成し、QI5と
QI7もカレントミラ−回路を構成している。
Each base of the transistors QI2, Q+a is connected to an NPN transistor Qu+. It is connected to each base of Q+r, and Q
I2 and Q+s constitute a current mirror circuit, and QI5 and QI7 also constitute a current mirror circuit.

トランジスタQI7.0I8のコレクタ側にPNPトラ
ンジスタQI9.021よりなるカレントミフー回路が
接続されている。更にトランジスタOnとQu+の各コ
レクタ共通接続点は出力端子17に接続される一方、抵
抗R2を介して電圧源24に接続ざれている。電圧#R
24は出゜力電圧の直流電位をVR2に設定するための
ものである。
A current mihoo circuit consisting of a PNP transistor QI9.021 is connected to the collector side of the transistor QI7.0I8. Further, a common connection point between the collectors of the transistors On and Qu+ is connected to the output terminal 17, and is also connected to the voltage source 24 via a resistor R2. Voltage #R
Reference numeral 24 is for setting the DC potential of the output voltage to VR2.

かかる構或の利得可変回路において、入力端子10を介
してトランジスタQ1のベースに印加される入力電圧V
 がΔVINだけ変化したものとすIN る。この場合は、トランジスタQIのコレクタ電流Ic
1がΔVJNに対応して増加し、かつ、コレクタ電流I
C1の増加分だけトランジスタQ2のコレクタ電流I。
In such a variable gain circuit, the input voltage V applied to the base of the transistor Q1 via the input terminal 10
It is assumed that IN has changed by ΔVIN. In this case, the collector current Ic of transistor QI
1 increases corresponding to ΔVJN, and the collector current I
The collector current I of transistor Q2 increases by the amount of increase in C1.

2が減少しようとする。コレクタ電流I はトランジス
タQ3のコレクタ電流IC3と等C1 しく、またトランジスタQ3はトランジスタQ6とカレ
ントミラー回路を構成しているので、トランジスタQ6
のコレクタ電流!。6はIc1と略等しい墨流れる。
2 is about to decrease. The collector current I is equal to the collector current IC3 of the transistor Q3, and since the transistor Q3 forms a current mirror circuit with the transistor Q6, the transistor Q6
collector current! . 6 flows approximately equal to Ic1.

他方、コレクタ電流IC2はトランジスタQ4のコレク
タ電11。4と等しく、またトランジスタQ4はトラン
ジスタQsとカレントミラ−回路を構成しているので、
トランジスタQ5のコレクタ電流’c5は’c2と略等
しくなる。
On the other hand, the collector current IC2 is equal to the collector current 11.4 of the transistor Q4, and since the transistor Q4 forms a current mirror circuit with the transistor Qs,
The collector current 'c5 of the transistor Q5 becomes approximately equal to 'c2.

トランジスタQsのコレクタ電流IC5はトランジスタ
Q7のコレクタに供給され、トランジスタQ?のコレク
タ電流!,7となるが、このトランジスタQ7のコレク
タ電流1,7(−1。5)と略同じ値の電流がQ7とカ
レントミラ−回路を構成するトランジスタQ8に流れる
The collector current IC5 of the transistor Qs is supplied to the collector of the transistor Q7, and the collector current IC5 of the transistor Qs is supplied to the collector of the transistor Q7. Collector current of! , 7, but a current having substantially the same value as the collector current 1, 7 (-1.5) of this transistor Q7 flows through the transistor Q8 forming a current mirror circuit with Q7.

従って、トランジスタQ2のベース電流を無視すると、
抵抗R1に 10UTI−ICCI  IC5”lC1−IC2  
    ”で表わされる電” IOUT1が流れる。こ
のようにして、トランジスタ01〜08等よりなる回路
が負帰運増幅器の動作を行ない、トランジスタQ2のベ
ースと抵抗R+の接続点のの電僚はI。lITIR1だ
け上界し、これはトランジスタQ1のベースに印加され
る入力電圧の変化分Δv1Nと等しくなる。すなわち、
トランジスタQ+ .Q2は両名のベース電位が等しく
なるように動作し、10UT1”八V I N / R
 +           f3’なる関係が得られる
Therefore, if we ignore the base current of transistor Q2,
10UTI-ICCI IC5"lC1-IC2 to resistor R1
"Electricity represented by" IOUT1 flows. In this way, the circuit consisting of transistors 01 to 08, etc. operates as a negative feedback amplifier, and the power at the connection point between the base of transistor Q2 and resistor R+ is I. It is increased by lITIR1, which is equal to the change in input voltage Δv1N applied to the base of transistor Q1. That is,
Transistor Q+. Q2 operates so that both base potentials are equal, and 10UT1”8V I N / R
+f3' is obtained.

一方、トランジスタQ4 .Qs及びQ9はカレントミ
ラ−回路を構成しており、またトランジスタQ3 .Q
s及びQI3もカレントミラ−回路を構成しているので
、トランジスタQ9.QI3の各コレクタ電流[C9,
IC13は ’c9”c5  ・ ’C13”C6        
(′7)なる関係にある。
On the other hand, transistor Q4. Qs and Q9 constitute a current mirror circuit, and transistors Q3 . Q
Since transistors Q9.s and QI3 also constitute a current mirror circuit, transistors Q9. Each collector current of QI3 [C9,
IC13 is 'c9'c5 / 'C13'C6
('7).

トランジスタQ9はトランジスタQIO及びOnの差動
対トランジスタの電流源を構成しているから、そのコレ
クタ電流Ic9はトランジスタQIO.Qn .QI2
よりなるコンパレータの相互」ンダクタンスを決定する
。これにより、第9図と同様の原理で、トランジスタQ
nのコレクタ負荷であるトランジスタQI2に流れる電
流I,12は、v1をサーマルボルテージとすると次式
で表わされる。
Since the transistor Q9 constitutes a current source of the transistor QIO and an ON differential pair transistor, its collector current Ic9 is the same as the transistor QIO. Qn. QI2
Determine the mutual inductance of the comparator. As a result, transistor Q
The current I,12 flowing through the transistor QI2, which is the collector load of n, is expressed by the following equation, where v1 is the thermal voltage.

すなわち、トランジスタQIO.QI+の各ベースに印
加される制御電圧vc2.vC1が等しいとぎには、ト
ランジスタQ1●.Q++には夫々1 c9/2で表わ
される等しい電流が流れるが、iIIIIIlI電圧の
差電圧《vC2−■C1)が大になるに従って、トラン
ジスタQnのコレクタ電流1    (=1   )が
増加cl2    c11 する。
That is, transistor QIO. A control voltage vc2. applied to each base of QI+. When vC1 is equal, transistor Q1●. Equal currents represented by 1c9/2 flow through Q++, but as the differential voltage (vC2--C1) of the iIIIIIII voltage increases, the collector current 1 (=1) of the transistor Qn increases cl2c11.

同様に、トランジスタQCsのコレクタ負殉であるトラ
ンジスタQl6に流れる電流IC16は次式で表わされ
る。
Similarly, the current IC16 flowing through the transistor Ql6, which is the collector voltage of the transistor QCs, is expressed by the following equation.

?9) 上記のトランジスタQ+2,Ql6は夫々トランジスタ
QI8.0l7と夫々カレントミラー回路を構成してい
るから、 ■cl2 ” cl8  ・ ’ clB ” c17
    ”’の関係にある。また、トランジスタQ17
のコレクタ電流と苦しい電流がトランジスタQl9に流
れ、そのトランジスタQI9はトランジスタQ■とカレ
ントミラ−回路を構成しているから、 ’ clr = ’ cl9 ” ’ c20    
     ”)なる関係の電流’ c20がトランジス
タQteに流れる。
? 9) Since the above transistors Q+2 and Ql6 each constitute a current mirror circuit with the transistor QI8.0l7, ■cl2 "cl8 ・ 'clB "c17
``''. Also, transistor Q17
'clr = 'cl9 ''' c20 Since the collector current and the current flow through the transistor QI9, which forms a current mirror circuit with the transistor Q■.
A current 'c20 with the following relationship flows through the transistor Qte.

従って、抵抗R2に流れる電流をI   トラOu丁2
・ ンジスタQCsに流れる電流を■  とすると、■c1
8 弐〜(11)式より1  は次式で示す如くになる。
Therefore, the current flowing through resistor R2 is I.
・If the current flowing through the resistor QCs is ■, then ■c1
8 From formula (11), 1 becomes as shown in the following formula.

OυT2 ’  OUT2″″′ ’  c20 ”cl6 2 R (12) これにより、出力端子17に現われる出力電圧の変化分
ΔV OUTは次式で表わされる。
OυT2 'OUT2'''''' c20 'cl6 2 R (12) As a result, the variation ΔV OUT in the output voltage appearing at the output terminal 17 is expressed by the following equation.

△ V    =I     ・ R20 U T  
   0 11 T 2(13) 従って、木実7Il!jN回路の交流的な利得Gは(1
3)式を用いて次式 AVIN 4v丁       2         R+(14
) で表わされる。
△V=I・R20UT
0 11 T 2 (13) Therefore, tree nuts 7Il! The alternating current gain G of the jN circuit is (1
3) Using the formula, the following formula AVIN 4v 2 R + (14
).

(14)式はトランジスタQIO . Qn . Ql
4. QCsが能動領域で動作する−2vTくvc2−
v,1〈2V,の範囲内での近似式であり、制i11電
圧の差電圧(vC2−VC1)を横軸に、利得△VOU
T/△VINを縦軸にとった特性図は第3図に示す如く
になる。
Equation (14) is based on the transistor QIO. Qn. Ql
4. QCs operate in active region -2vT vc2-
It is an approximate expression within the range of v,1<2V, and the gain △VOU is
A characteristic diagram with T/ΔVIN as the vertical axis is shown in FIG.

第3図からわかるように、差電圧( V c2− V 
,1)に応じて利19をリニアに可変することができる
As can be seen from Figure 3, the differential voltage (V c2 - V
, 1), the gain 19 can be varied linearly.

またII1御電圧V。1,vc2は電気的に可変するこ
とが可能である。また、前記第8図に示した従来回路で
は入力電圧VINが±2V,を越えると出力が飽和して
しまい、入力ダイナミックレンジが制限されていたが、
本実施例ではこのような人力ダイナミツクレンジが{一
ランジスタの差動対により制限されることはない。
Also, II1 control voltage V. 1 and vc2 can be electrically varied. Furthermore, in the conventional circuit shown in FIG. 8, the output saturates when the input voltage VIN exceeds ±2V, limiting the input dynamic range.
In this embodiment, such manual dynamic range is not limited by the single transistor differential pair.

また、入力電圧の変化分に応じた出力電流’ OtlT
2を負荷抵抗R2に流して出力電圧を1qる構成であり
、入力と出力の直流レベルを同・一にする必公がないの
で、例えば直流電圧Ill 2 4によりレベルシフト
も同時に行なうことができる,,更に、本実施例によれ
ば、A常に低電圧での動作も可能であるため低消費電力
を図ることができる。また、回路規模は、第7図に示し
た従来回路に比し、小型に構成できる。
In addition, the output current according to the change in input voltage 'OtlT
2 is applied to the load resistor R2, and the output voltage is 1q. Since it is not necessary to make the input and output DC levels the same, for example, level shifting can be performed at the same time using the DC voltage Ill 2 4. ,,Furthermore, according to this embodiment, since A can always operate at a low voltage, low power consumption can be achieved. Further, the circuit scale can be configured to be smaller than the conventional circuit shown in FIG.

次に本発明の第2実施例につき説明するに、第4図は本
発明の第2実施例の回路図を足す。同図中、第2図と同
一構成部分には同−符号を付し、その説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 includes a circuit diagram of the second embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

本実施泗は第1実施例のトランジスタ01〜Qnを、P
NP型のものはNPN型に、またNPN型のものはPN
P型に置換した回路構成であり、基本的には第1実施例
と同じ動作原即によるものである。第4図中、第2図と
同じ機能のトランジスタであって、第2図と導電型が異
なるだけのトランジスタについては、第2図と同じ符g
にダッシュを何し、その説明を省略する。
In this embodiment, the transistors 01 to Qn of the first embodiment are
NP type becomes NPN type, and NPN type becomes PN.
This circuit configuration is replaced with a P-type circuit, and is basically based on the same principle of operation as the first embodiment. In Figure 4, transistors that have the same function as those in Figure 2 but differ only in conductivity type from Figure 2 are marked with the same symbol g as in Figure 2.
What does the dash mean and omit its explanation?

第4図において、Q2+.Q22は夫々NPNトランジ
スタで、トランジスタQ2+のエミツタはPNPトラン
ジスタQ+’のベースと電流源31に夫々接続され、ト
ランジスタQ22のエミツタはPNPトランジスタQz
’のベースと電流+1132に夫々接続されている。
In FIG. 4, Q2+. Q22 is an NPN transistor, the emitter of the transistor Q2+ is connected to the base of the PNP transistor Q+' and the current source 31, respectively, and the emitter of the transistor Q22 is connected to the PNP transistor Qz.
' and the current +1132, respectively.

また、トランジスタQ2+のベースは入力端子10に接
続され、トランジスタQ22のベースは低抗R1とトラ
ンジスタQs’及びQ8’の両コレクタの共通接続点に
接続されている。また、33は前記電流lIl21に相
当する電流源である。
Further, the base of the transistor Q2+ is connected to the input terminal 10, and the base of the transistor Q22 is connected to a common connection point between the low resistor R1 and the collectors of the transistors Qs' and Q8'. Further, 33 is a current source corresponding to the current lIl21.

本実施例では入力電圧vINはエミッタノAロワを横成
しているトランジスタQ2+のベース,エミッタを介し
てトランジスタQ,lのベースに入力される。また、低
抗R+ に生じた電圧は同じくエミッタフォOワの1〜
ランジスタQ22のベース、エミッタを介してトランジ
スタQ2’ のベースに印加される。
In this embodiment, the input voltage vIN is inputted to the bases of the transistors Q and l via the base and emitter of the transistor Q2+ which forms the lower emitter node A. Also, the voltage generated in the low resistor R+ is the same as that of the emitter follower 1~
It is applied to the base of transistor Q2' via the base and emitter of transistor Q22.

本実施例によれば、バイアス電圧源22.23は、II
I御電圧V。1,Vc2がq!加されるトランジスタQ
IG’ .Qo ’ .Ql4 ,QCs’  と同じ
NPN型トランジスタQ2+,Q22であるから、l.
lIIil¥圧源13からバイアス電圧源22.23の
ためのバイアス電圧を得ることができる、,本実施例ら
第1実施例と同様の特長を有する。
According to this embodiment, the bias voltage source 22.23 is
I control voltage V. 1, Vc2 is q! Transistor Q added
IG'. Qo'. Since they are the same NPN transistors Q2+ and Q22 as Ql4 and QCs', l.
This embodiment has the same feature as the first embodiment, in that the bias voltage for the bias voltage sources 22 and 23 can be obtained from the IIIil\pressure source 13.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の如く、本発明によれば、回路を大規模にすること
なく、II III I圧そ可変することにより、線形
にII得を可変することができ、また制lII電圧は電
気的に可変することができるから、電気的に利得を可変
づることができ、更にトランジスタの差動対による入力
ダイナミックレンジの制限がなく、ある程度大にでき、
以上のことから利{q可変回路の機能向上に寄与すると
ころ人である青の特長を有するものである。
As described above, according to the present invention, the II gain can be linearly varied by varying the II voltage without increasing the scale of the circuit, and the control voltage can be electrically varied. Therefore, the gain can be electrically varied, and the input dynamic range is not limited by the differential pair of transistors, so it can be increased to a certain extent.
From the above, it has the characteristic of blue that contributes to the improvement of the function of the q variable circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の原理構成図、 第2図は本発明の第1実施例の回路図、13図は第2図
の特性図、 第4図は本発明の第2実施例の回路図、第5図は従来の
一例の回路図、 第6図は第5図の変形例の回路図、 第7図及び第8図は夫々従来の他の各例の回路図、 第9図は第8図の具体的回路図、 第10図は第9図の入力電圧対出力電圧特性図である。 図において、 11は第1のコンパレー夕、 12は第1の差動出力手段、 13は制III電汁源、 14は第2のコンバレー夕、 15は第3のコンパレータ、 16は第2の差動出力手段、 17は出力端子 を示す。 第1図 箒2図の字目士1 第3図 第8図 第9図 第10図
Fig. 1 is a diagram of the principle configuration of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of the first embodiment of the invention, Fig. 13 is a characteristic diagram of Fig. 2, and Fig. 4 is a circuit diagram of the second embodiment of the invention. , FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional example, FIG. 6 is a circuit diagram of a modification of FIG. 5, FIGS. 7 and 8 are circuit diagrams of other conventional examples, respectively, and FIG. 8 is a specific circuit diagram, and FIG. 10 is an input voltage vs. output voltage characteristic diagram of FIG. 9. In the figure, 11 is a first comparator, 12 is a first differential output means, 13 is a control III voltage source, 14 is a second comparator, 15 is a third comparator, and 16 is a second differential. dynamic output means; 17 indicates an output terminal; Fig. 1 Broom 2 Fig. 1 Fig. 3 Fig. 8 Fig. 9 Fig. 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力電圧と第1の電圧とを比較し、各々のレベルに応じ
たレベルの第1、第2の信号を別々に出力する第1のコ
ンパレータ(11)と、 該第1のコンパレータ(11)から取り出された該第1
及び第2の信号が夫々供給され、それらのレベル差に応
じた電圧を生成して前記第1の電圧として該第1のコン
パレータ(11)へ供給することにより、該第1のコン
パレータ(11)と共に負帰還増幅器を構成する第1の
差動出力手段(12)と、 第1の制御電圧と第2の制御電圧とを夫々任意のレベル
で出力する制御電圧源(13)と、該第1及び第2の制
御電圧と前記第1の信号とが供給され、該第1及び第2
の制御電圧の差電圧と該第1の信号との積に応じたレベ
ルの第3の信号を生成する第2のコンパレータ(14)
と、該第1及び第2の制御電圧と前記第2の信号とが供
給され、該第1及び第2の制御電圧の差電圧と該第2の
信号との積に応じたレベルの第4の信号を生成する第3
のコンパレータ(15)と、該第2及び第3のコンパレ
ータ(14、15)から夫々取り出された該第3及び第
4の信号が夫々供給され、それらの差に応じた第2の電
流を生成し、出力電圧として出力端子(17)へ出力す
る第2の差動出力手段(16)とよりなり、前記第1及
び第2の制御電圧を可変することにより利得を可変する
よう構成したことを特徴とする利得可変回路。
[Claims] A first comparator (11) that compares an input voltage and a first voltage and separately outputs first and second signals at levels corresponding to the respective levels; The first value taken out from the comparator (11) of
and a second signal are respectively supplied, and by generating a voltage according to the level difference between them and supplying it as the first voltage to the first comparator (11), the first comparator (11) a first differential output means (12) which together constitute a negative feedback amplifier; a control voltage source (13) which outputs a first control voltage and a second control voltage at arbitrary levels, respectively; and a second control voltage and the first signal;
a second comparator (14) that generates a third signal having a level corresponding to the product of the voltage difference between the control voltages and the first signal;
, the first and second control voltages, and the second signal are supplied, and the fourth signal has a level corresponding to the product of the difference voltage between the first and second control voltages and the second signal. a third signal that generates a signal of
The comparator (15) and the third and fourth signals taken out from the second and third comparators (14, 15) are respectively supplied, and a second current is generated according to the difference between them. and a second differential output means (16) that outputs an output voltage to an output terminal (17), and is configured to vary the gain by varying the first and second control voltages. Features variable gain circuit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004019526A1 (en) * 2002-08-22 2004-03-04 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Stereo demodulator circuit

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