JPH0533264U - アナログ掛算器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高周波帯で使用するアナログ掛算器において、
入力トランジスタのコレクタの浮遊容量により、差動増
幅器の一方の入力が０のときでももう一方に入力された
信号が出力に表われるのを大幅に改善する。 【構成】信号入力端子を持つトランジスタＱ１のコレク
タ・ベース間にコンデンサＣ１を設けてトランジスタＱ
１のコレクタからトランジスタＱ３，Ｑ４に伝わる電流
信号の位相が遅れ、定電流源Ｉ１の浮遊容量の影響で位
相遅れを生じたトランジスタＱ２の電流信号との位相差
を１８０度にでき、入力端子ＩＮ３，ＩＮ４間の電位差
が０のとき出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２に表われる信号
を大幅に低減する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、アナログ掛算器に関し、特に高周波帯域で使用される無限位相器に 適したアナログ掛算器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、二重平衡型作動増幅回路を基本とするアナログ掛算器は図２に示すよう に、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等 応用分野が広いが、その応用分野の一つとして、入力信号の位相差が互いに９０ 度ずれた２つの信号が入力され、２個のアナログ掛算器の出力を合成することに より、無限位相器を構成できる。図２において、トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ４ と、トランジスタＱ２，Ｑ５，Ｑ６の二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Ｑ １、Ｑ２のエミッタをそれぞれ抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して定電流源Ｉに接続される 構成となっている。ここで、高周波入力信号は、取扱いの容易な不平衡信号で入 力され、ＩＮ１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ＩＮ１に加 えられた高周波信号は、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Ｑ ２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Ｑ１のコレク タ電流信号はトランジスタＱ３，Ｑ４の共通接続された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の共通接続されたエミッタからそれぞれのコレクタに伝えられる。

【０００３】 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ＯＵＴ１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ＯＵＴ２にも出力信号が表われない。入力端子ＩＮ３の電 位がＩＮ４の電位より高い場合には、トランジスタＱ３の信号の方がトランジス タＱ５の信号より大きくなるので、出力端子ＯＵＴ１にはトランジスタＱ３、す なわちトランジスタＱ１と同じ極性を持つ信号が出力され、ＩＮ３とＩＮ４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ＯＵＴ２にはトランジス タＱ６、すなわちトランジスタＱ２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ＩＮ３の電位より高い場合には、トランジスタＱ５の信号の方 がトランジスタＱ３の信号より大きくなるので、出力端子ＯＵＴ１にはトランジ スタＱ５、すなわちトランジスタＱ２と同じ極性を持つ信号が出力され、ＩＮ４ とＩＮ３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ＯＵＴ２に はトランジスタＱ４、すなわちトランジスタＱ１と同じ極性を持つ信号が出力さ れる。

【０００４】 以上のように入力端子ＩＮ３とＩＮ４の電位差と極性により出力端子ＯＵＴ１ ，２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 、入力端子ＩＮ３、ＩＮ４の電位差をコントロールすることにより入力信号の位 相とは無関係に任意の位相と一定の出力振幅を持つ無限位相器が実現できる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の無限位相器は出力信号の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差動増幅回路のエミッタ 側に入れた抵抗Ｒ１とＲ２の値を大きくすることを有効である。しかし、抵抗Ｒ １、Ｒ２の値を大きくすることにより、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及び１８０度の位相差から のずれが生じる。すなわち、定電流源Ｉ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とＲ２の間に存在している。この ために入力端子ＩＮ１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、電流信号の 一部がこの浮遊容量により失われ、信号の振幅は小さくなり位相は遅れる。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 度からずれる。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 クタ電流信号に振幅差及び位相差があると、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ＯＵＴ１に出力信号が表われてしまう。出力端子ＯＵＴ２に ついても同様である。また、入力端子ＩＮ３とＩＮ４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度からずれているので完全に打ち消し合わずに出力端子 ＯＵＴ１，ＯＵＴ２に出力信号が表われてしまう欠点がある。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、それぞれのアナログ掛算器の入力端子Ｉ Ｎ３，ＩＮ４への制御電圧の与え方が複雑となってしまう欠点もある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案のアナログ掛算器は、第１の信号入力端子と高周波的に接地された第２ の入力端子とがそれぞれのベースに接続され、それぞれのエミッタが抵抗を介し て定電流源に共通接続された第１および第２のトランジスタと、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が共通に接続さ れて前記第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 れのエミッタが共通に接続されて前記第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端子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ベース間、または前記第２のトランジスタの コレクタとベース間の少なくともどちらか一方にコンデンサを備えている。

【０００７】

【実施例】

次に本考案について図面を参照して説明する。図１は本考案の一実施例の回路 図である。図１において、トランジスタＱ１〜Ｑ６、抵抗Ｒ１〜Ｒ４、定電流源 Ｉ１からなるアナログ掛算器は図２に示す従来例のアナログ掛算器と同じ構成で ある。本実施例では、トランジスタＱ１のコレクタとベース間にコンデンサＣ１ を設けてある。図１に示すアナログ掛算器において入力端子ＩＮ１に信号が加え られた場合に、トランジスタＱ１のエミッタへ伝えられた電流信号が抵抗Ｒ１， Ｒ２を通してトランジスタＱ２のエミッタへ伝えられる間に、定電流源Ｉ１の浮 遊容量の影響で信号の一部が失われる。ここで、トランジスタＱ１のコレクタと ベースの間にコンデンサを設けることにより、トランジスタＱ１の電流信号がト ランジスタＱ３，Ｑ４へ伝わる間にその位相を遅らせることができる。すなわち 、トランジスタＱ１のコレクタにはトランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタが接続さ れているため低インピーダンスとなっている。そこに入力端子であるトランジス タＱ１のベースからコンデンサＣ１を通して信号が加えられるとコンデンサＣ１ を通して低インピーダンスであるトランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタ側に向かっ て電流信号が生じる。この電流信号の位相はトランジスタＱ１の電流信号に対し 位相が９０度遅れており、トランジスタＱ１の電流信号がトランジスタＱ３，Ｑ ４のエミッタへと伝えられるときに合成されるため、もとの電流信号に対して位 相を遅らせる。したがってＣ１の大きさを適当に選べばトランジスタＱ１のコレ クタからトランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタへ伝えられる電流信号とトランジス タＱ２のコレクタからトランジスタＱ５，Ｑ６のエミッタへ伝えられる電流信号 の位相差の１８０度からのずれが解消できる。したがって、図３の入出力特性図 に示すように、両者の振幅に多少差があっても、入力端子ＩＮ３，ＩＮ４間に電 位差がないときにＯＵＴ１，ＯＵＴ２に表れる出力信号は従来例のＣ１がないと きに比べると大幅に改善できる。

【０００８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、入力トランジスタのコレクタ・ベース間にコン デンサを備えることにより、入力信号に対して低利得でも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実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のの一実施例の回路図である。

【図２】従来のアナログ掛算器の回路図である。

【図３】従来例および本考案の特性を比較する特性図で
ある。

【符号の説明】

Ｑ１〜Ｑ６ トランジスタ Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗 Ｉ１ 定電流源 Ｃ１ コンデンサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の信号入力端子と高周波的に接地さ
   れた第２の入力端子とがそれぞれのベースに接続され、
   それぞれのエミッタが抵抗を介して定電流源に共通接続
   された第１および第２のトランジスタと、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
   のエミッタが共通に接続されて前記第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が共通に接続されて前
   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端子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ベース間、ま
   たは前記第２のトランジスタのコレクタとベース間の少
   なくともどちらか一方にコンデンサを備えていることを
   特徴とするアナログ掛算器。