JPH0454576A - アナログ掛算器 - 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〕 本発明はアナログ掛算器に関し、特に無線通信装置など
に用いる高周波帯域での使用に適したアナログ掛算器に
関する。

〔従来の技術〕

二重平衡型差動増幅回路を基本とするアナログ掛算器は
モノリシックＩＣ化に適しており、変調器や復調器、自
動利得制御増幅器（ＡＧＣＡＭＰ）等に応用分野が広い
、その応用分野の１つとして、位相が互いに９０”ずれ
た信号がそれぞれの一方の入力端子に久方された２つの
アナログ掛算器の出力を合成することにより無限位相器
が構成できる。

このようなアナログ掛算器回路の従来例を第２図に示す
。

第２図の従来例では、トランジスタＱｌ、Ｑ３゜Ｑ４と
トランジスタＱ２．Ｑ５．Ｑ６との２組の差動増幅回路
の出力を逆極性で共通接続し、負荷抵抗Ｒ３，Ｒ４を介
して電源端子ＶＣＣに接続し、トランジスタＱ１．Ｑ２
のエミッタをそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して定電流源
１１に接続した構成となっている。

第２図の従来例において、入力信号は高周波であるため
通常取扱いの容易な不平衡信号で入力され、ＩＮＩ端子
に加えられる。そのためもう一方の信号入力端子ＩＮ２
はコンデンサ（図示せず）により高周波的に接地される
。

入力信号端子ＩＮＩに加えられた信号は、トランジスタ
Ｑ１のコレクタに電流信号として伝えられると同時に、
トランジスタＱ１のエミッタから抵抗Ｒ１，Ｒ２及−び
トランジスタＱ２のエミッタを通してトランジスタＱ２
のコレクタにトランジスタＱ１の電流信号と等しい大き
さで逆極性の信号として表われる。トランジスタＱｌの
コレクタ電流信号はトランジスタＱ３．Ｑ４のエミッタ
からそれぞれのコレクタに伝えられ、トランジスタＱ２
のコレクタ電流信号はトランジスタＱ５゜Ｑ６のエミッ
タからそれぞれのコレクタに伝えられる。トランジスタ
Ｑ３．Ｑ４及びＱ５．Ｑ６で構成される２つの差動回路
は出力が逆極性で接続されているので、入力端子ＩＮ３
．ＩＮ４間に電位差がなければトランジスタＱ３とトラ
ンジスタＱ５の信号が打ち消し合い、出力端子○ＵＴＩ
には出力信号が表われない。同様にトランジスタＱ４と
トランジスタＱ６の信号が打ち消し合い出力端子０ＵＴ
２にも出力信号が表われない。

入力端子ＩＮ３の電位が入力端子ＩＮ４の電位より高い
場合は、トランジスタＱ３の信号の方がトランジスタＱ
５の信号より大きくなるので、出力端子０ＵＴ１にはト
ランジスタＱ３の信号と同じ極性、すなわちトランジス
タＱ１の信号と同じ極性を持つ信号が出力され、入力端
子ＩＮ３゜ＩＮ４間の電位差が大きい程出力信号も大き
くなる。同様に出力端子０ＵＴ２にはトランジスタＱ６
の信号と同じ極性、すなわちトランジスタＱ２の信号と
同じ極性を持つ信号が出力される。

入力端子ＩＮ４の電位が入力端子ＩＮ３の電位より高い
場合は、トランジスタＱ５の信号の方がトランジスタＱ
３の信号より大きくなるので、出力端子０ＬＪＴ１には
トランジスタＱ５の信号と同じ極性、すなわちトランジ
スタＱ２の信号と同じ極性を持つ信号が出力され、入力
端子ＩＮ４゜ＩＮ３間の電位差が大きい程出力信号も大
きくなる。同様に出力端子０ＵＴ２にはトランジスタＱ
４の信号の極性、すなわちトランジスタＱ１の信号と同
じ極性を持つ信号が出力される。

以上のように入力端子ＩＮ３．ＩＮ４間の電位差と極性
により出力端子に出力される信号の大きさと極性が変化
する。このような動作原理をもとに、位相が互いに９０
゛ずれた信号がそれぞれの入力端子ＩＮＩに入力された
２つのアナログ掛算器の出力を合成し、それぞれのアナ
ログ掛算器の入力端子ＩＮ３．ＩＮ４間の電位差をコン
トロールすることにより、入力信号の位相とは無関係に
出力信号が任意の位相と一定の振幅を持つ無限位相器が
構成できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような無限位相器に使用されるアナログ掛算器には
出力信号のＳ／Ｎ比を良くするために比較的高いレベル
の信号が入力されるために、それ自身の利得により出力
が飽和しないように低利得であることが望まれる。低利
得とするためには、第２図に示す従来例において信号が
入力されているトランジスタＱ１及びＱ２で構成される
差動増幅回路のエミッタ側に入れた抵抗Ｒ１及びＲ２の
値を大きくすることが有効である。しかし、抵抗Ｒ１，
Ｒ２の値を大きくすることにより、トランジスタＱｌの
コレクタ電流信号とトランジスタＱ２のコレクタ電流信
号との間に振幅差が生じる。すなわち、定電流源１１に
は一般にトランジスタを用いるために、そのコレクタに
付いている浮遊容量が抵抗Ｒ１，Ｒ２間に存在している
。

このため、入力端子ＩＮＩに加えられた信号がトランジ
スタＱ１のエミッタから抵抗Ｒ１，Ｒ２を通してトラン
ジスタＱ２のエミッタに伝えられる間に、信号の一部が
この浮遊容量により失われる。したがって、トランジス
タＱ２のエミッタからコレクタに伝わる電流信号はトラ
ンジスタＱ１のコレクタに伝わる電流信号に対して振幅
は小さくなり、位相差も１８０°からずれる。

この作用は、浮遊容量の値が非常に小さいので、入力信
号周波数が高い時でないと影響がないが、低利得とする
ために抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を大きくすると実際に使用す
る周波数まで影響を及ぼしてくる。トランジスタＱ１の
コレクタ電流信号とトランジスタＱ２のコレクタ電流信
号との間に振幅差があると、入力端子ＩＮ３．ＩＮ４間
に電位差がないときでもトランジスタＱ３の信号とトラ
ンジスタＱ５の信号が完全に打ち消し合わないため、出
力端子０ＵＴ１に出力信号が表わされてしまう。出力端
子０ＵＴ２についても同様である。また、入力端子ＩＮ
３．ＩＮ４間にある電位差を与えてトランジスタＱ３の
電流信号とトランジスタＱ５の電流信号の振幅が等しく
なるようにしても、位相差が１８０°からずれているの
で完全には打ち消し合わずに出力端子０ＵＴ１に出力信
号が表われてしまう、出力端子０ＵＴ２についても同様
である。

以上説明したように、低利得とするために抵抗Ｒ１，Ｒ
２の値を大きくすると実際に使用する周波数においても
入力端子ＩＮ３．ＩＮ４間の電位差に関わらず出力信号
がＯにならない、そのため、位相が互いに９０°ずれた
信号が入力された２つのアナログ掛算器の出力を合成し
た無限位相器において、出力振幅を任意の位相において
一定にすることができない。また任意の位相において一
定の出力振幅とするためには、それぞれアナログ掛算器
の入力端子ＩＮ３．ＩＮ４への制御電圧の与え方が複雑
となってしまう問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のアナログ掛算器は、第１．第２．第３および第
４の入力端子と、前記第１および第２の信号入力端子が
それぞれのベースに接続され、かつ、抵抗を介してそれ
ぞれのエミッタが第１の定電流源に接続された第１およ
び第２のトランジスタと、前記第３および第４の入力端
子がそれぞれのベースに接続されそれぞれのエミッタは
共通に接続され、かつ、前記第１のトランジスタのコレ
クタに接続された第３および第４のトランジスタと、前
記第４および第３の入力端子がそれぞれのベースに接続
され、それぞれのエミッタは共通に接続され、かつ、前
記第２のトランジスタのコレクタに接続された第５およ
び第６のトランジスタと、前記第３および第５のトラン
ジスタのコレクタの接続点または前記第４および第６の
トランジスタのコレクタの接続点の少なくとも一方から
出力信号を取り出す手段とを備えたアナログ掛算器にお
いて、前記第１のトランジスタのコレクタと接地電位と
の間、または、前記第２のトランジスタのコレクタと接
地電位との間のどちらか一方にコンデンサを設けて構成
される。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。

第１図において、トランジスタロ１〜Ｑ６．抵抗Ｒ１〜
Ｒ４，定電流源工１からなるアナログ掛算器は第２図に
示す従来例におけるアナログ掛算器と同じ構成であり、
トランジスタＱ１のコレクタと接地電位との間にコンデ
ンサＣ１を設けである。

第１図に示すアナログ掛算器では、抵抗Ｒ１゜Ｒ２及び
定電流源１１の浮遊容量の影響でトランジスタＱ２のコ
レクタ電流信号がトランジスタＱ１のコレクタ電流信号
よりも振幅が小さくなるのは従来例と同じである。ここ
で、トランジスタＱ１のコレクタと接地電位間に設けた
コンデンサＣ１により、トランジスタＱ１のコレクタ電
流信号がトランジスタＱＢ、Ｑ４に伝わる間に信号の一
部が吸収される。したがって、コンデンサｃ１の値を適
当に選ぶことにより、トランジスタＱ３の信号とトラン
ジスタＱ５の信号、及び、トランジスタＱ４の信号とト
ランジスタＱ６の信号の振幅差がなくなるように改善で
きる。また、コンデンサＣ１の影響でトランジスタＱ１
からトランジスタＱ３．Ｑ４に伝わる信号の位相はコン
デンサＣ１がないときに比べて少し遅れるので、トラン
ジスタＱ３の信号とトランジスタＱ５の信号、及び、ト
ランジスタＱ４の信号とトランジスタＱ６の信号の位相
差は１８０°となるように改善される。

第３図は、第２図に示す従来例及び第１図に示す実施例
での入力端子ｌＮ５−ＩＮ４間の電位差対出力端子０Ｌ
ＪＴ１の出力振幅の特性を表わす図である。第３図に見
られるように、入力端子ＩＮ３．ＩＮ４が同電位である
とき出力端子０ＵＴ１に残る出力電圧は、本実施例にお
いては従来例におけるより十分小さくなっている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、入力信号が零になっても
出力振幅が零にならないという低利得での従来のアナロ
グ掛算器の問題を解決でき、本発明のアナログ掛算器を
用いれば任意の位相において一定の出力振幅を持つ無限
位相器が構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は従来
のアナログ掛算器の一例の回路図、第３図は第２図の従
来例及び第１図の実施例の特性を表わす図である。 Ｑ１〜Ｑ６・・・トランジスタ、Ｒ１−Ｒ４・・・抵抗
、１１・・・定電流源、Ｃ１・・・コンデンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　第１，第２，第３および第４の入力端子と、前記第１
   および第２の信号入力端子がそれぞれのベースに接続さ
   れ、かつ、抵抗を介してそれぞれのエミッタが第１の定
   電流源に接続された第１および第２のトランジスタと、
   前記第３および第４の入力端子がそれぞれのベースに接
   続されそれぞれのエミッタは共通に接続され、かつ、前
   記第１のトランジスタのコレクタに接続された第３およ
   び第４のトランジスタと、前記第４および第３の入力端
   子がそれぞれのベースに接続され、それぞれのエミッタ
   は共通に接続され、かつ、前記第２のトランジスタのコ
   レクタに接続された第５および第６のトランジスタと、
   前記第３および第５のトランジスタのコレクタの接続点
   または前記第４および第６のトランジスタのコレクタの
   接続点の少なくとも一方から出力信号を取り出す手段と
   を備えたアナログ掛算器において、前記第１のトランジ
   スタのコレクタと接地電位との間、または、前記第２の
   トランジスタのコレクタと接地電位との間のどちらか一
   方にコンデンサを設けたことを特徴とするアナログ掛算
   器。