JPH0533564B2 - - Google Patents

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JPH0533564B2
JPH0533564B2 JP60055168A JP5516885A JPH0533564B2 JP H0533564 B2 JPH0533564 B2 JP H0533564B2 JP 60055168 A JP60055168 A JP 60055168A JP 5516885 A JP5516885 A JP 5516885A JP H0533564 B2 JPH0533564 B2 JP H0533564B2
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JP
Japan
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differential amplifier
stage
double
input
amplifier
Prior art date
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JP60055168A
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English (en)
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JPS61212906A (ja
Inventor
Katsuharu Kimura
Yukio Yokoyama
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Priority to US06/800,831 priority patent/US4680553A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、移動無線機等における受信機の中間
周波増幅回路に関し、特に、受信機の受信電界強
度の検出機能を備えた中間周波増幅回路に関す
る。
従来の技術 本発明の先行技術としては、例えば、Micro−
electronics and Reliability、vol.16、PP.345〜
366.Pergamon Press、1977がある。
第3図は上記文献に示されているCA3089なる
IC中の一部を抽出したものであり、受信電界強
度の検出機能を備えた従来の中間周波増幅回路の
構成図である。この中間周波増幅回路は縦続接続
した3段の増幅器を備えている。第1段増幅器は
トランジスタQ1′〜Q10′からなり、第2段増
幅器はトランジスタQ11′〜Q19′からなり、
第3段増幅器はトランジスタQ20′〜Q27′か
らなつている。入力IF信号の強度、即ち受信電
界強度は、これらの各段の出力をコンデンサC
8,C9,C10を介して整流し、夫々の段の整
流電界を加算して検出し、端子5から出力してい
た。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この従来の回路では各段の整流
電圧をトランジスタQ39′,Q40′,Q41′,
Q42′が加算しているが、この加算した部分の
線形性が悪くなり、第4図に示すように電界検出
電圧に凹凸が出ることがしばしば見られる。
また、信号の整流はダイオードQ28′,Q2
9′,Q30′;Q32′,Q33′,Q34′;Q
35′,Q36′,Q37′を使つて行つているの
で、特に温度特性が悪くなり、温度特性を補償す
るには回路が複雑になるという欠点がある。
また、整流器には各々に3つのコンデンサC
8,C9,C10が必要となる。これらのコンデ
ンサは、中間周波数を下げると所要の容量が大き
くなる。従つて、これらのコンデンサC8,C
9,C10がIC化されるのは、中間周波数が
10.7MHz以上である場合が一般的である。中間周
波数を下げるとコンデンサのIC内内蔵は難しく
なり、各段毎に外付コンデンサ用の端子が必要に
なり、IC化は不利であつた。また中間周波数を
10.7MHz以上に高くすれば、当然各段の増幅器に
電流を流さないと増幅度が取れないから、消費電
流が大きくなる。
更にまた、電界検出電圧の直線性を良くするた
めには一般に中間周波数増幅器を構成する各段の
増幅器の利得を下げ、その分増幅器の段数を増や
し、整流器の段数も増やす必要がある。検出する
入力電界のダイナミツクレンジを拡大する場合に
も中間周波増幅器を構成する増幅器の段数と、整
流器の段数を増やさなければならない。特に、整
流器をダイオードとコンデンサで構成する場合に
は、パツシイブ素子であるために電界検出のダイ
ナミツクレンジは中間周波増幅回路を構成する各
段の増幅器の利得の総和までしか実現出来ず、ま
た、大信号の入力信号レベルに対しては初段の増
幅器の飽和レベルで最大入力信号レベルが決定さ
れてしまい、検出可能な入力電界のダイナミツク
レンジを拡大するのは従来の回路でIC化する場
合には特に不利であつた。
本発明は従来の技術に内在する上記諸欠点を解
消する為になされたものであり、従つて本発明の
目的は、電界検出電圧の直線性、温度特性に優
れ、特に検出電界のダイナミツクレンジが中間周
波増幅回路の総利得を越える広い範囲にわたり、
しかも、高入力信号レベルまで検出可能な入力電
界検出機能を有する中間周波増幅回路をIC化し
たときに所要の外付け部品が少なく、小さなチツ
プ面積で実現出来る新規な中間周波増幅回路を提
供することにある。
問題点を解決するための手段 上記目的を達成する為に、本発明に係る電界強
度検出機能付中間周波増幅回路は、第1段から第
n(nは2以上の整数)段までの差動増幅器が順
次縦続に接続され、前記第1段から第n段までの
差動増幅器にはそれぞれに2重平衡型差動増幅器
が接続され、第1の2重平衡型差動増幅器は前記
第1段の差動増幅器の出力信号を第1の入力と
し、前記第1段の差動増幅器の入力信号を第2の
入力とし、並列接続された(2m+1)(mは整
数)個の差動増幅器で受け、第i(iは2から
(n−1)の整数)の2重平衡型差動増幅器は前
記第i段の差動増幅器の出力信号を第1の入力と
し、前記第i段の差動増幅器の入力信号を第2の
入力とし、並列接続された2個の差動増幅器で受
け、第nの2重平衡型差動増幅器は前記第n段の
差動増幅器の出力信号を第1の入力とし、第2の
入力として、並列接続された4個の差動増幅器で
受け、前記4個の差動増幅器の2個は前記第n段
の差動増幅器の入力信号を受け、4個の差動増幅
器の他の2個は前記第n段の差動増幅器の出力信
号を受け、上記n個の2重平衡型差動増幅器のそ
れぞれの正相出力電流を加算する回路を持つ構成
から成る中間周波増幅器において、前記第1の2
重平衡型差動増幅器を構成する並列接続された
(2m+1)個の差動増幅器の利得比が、前記第1
段の差動増幅器の利得をg1としたときに、それぞ
れ1:√1:g1:g1 3/2:…:g1 mであり、前記第
i(iは2からn−1までの整数)の2重平衡型
差動増幅器を構成する並列接続された2個の差動
増幅器の利得比が、前記第i(iは2からn−1
までの整数)段の差動増幅器の利得をgiとしたと
きに1:√であり、前記第nの2重平衡型差動
増幅器を構成する並列接続された他の2個の差動
増幅器の利得比が前記第n段の差動増幅器の利得
をgnとしたときに1:√であることを特徴と
する。
発明の実施例 次に実施例を挙げ本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す回路構成図で
ある。
第1図において本発明の一実施例は、縦続に接
続された3段の差動増幅器A1,A2,A3と、
3つの2重平衡型差動増幅器B1,B2,B3
と、加算器3と、整流用コンデンサCrecと、IF
信号の入力端子1及び1′と、増幅されたIF信号
の出力端子2及び2′とからなる。
第1段差動増幅器A1は、定電流源I10とトラ
ンジスタQ1及びQ2、並びにレベルシフト用に
トランジスタQ3、及びQ4、及び抵抗素子R
3,R4から成る。
第2段、第3段の各差動増幅器A2,A3につ
いても同様である。
第1の2重平衡型差動増幅器B1は、トランジ
スタQ5及びQ6、トランジスタQ7及びQ8、
トランジスタQ15、及びQ16とトランジスタ
Q9及びQ10と抵抗素子R5,R6と定電流源
I1を有する第1の差動増幅器と、トランジスタQ
11及びQ12と抵抗素子R7,R8と定電流源
I2を有する第2の差動増幅器と、トランジスタQ
13及びQ14と定電流源I3を有する第3の差動
増幅器とから成る。
第2の2重平衡型差動増幅器B2は、トランジ
スタQ21及びQ22、トランジスタQ23及び
Q24、トランジスタQ29及びQ30とトラン
ジスタQ25及びQ26と抵抗素子R13,R4
と定電流源I4を有する第4の差動増幅器と、トラ
ンジスタQ27及びQ28と定電流源I5を有する
第5の差動増幅器から成る。
第3の2重平衡型差動増幅器B3は、トランジ
スタQ35及びQ36、トランジスタQ37及び
Q38、トランジスタQ47及びQ48とトラン
ジスタQ39及びQ40と抵抗素子R19,R2
0と定電流源I6を有する第6の差動増幅器と、ト
ランジスタQ41及びQ42と定電流I7を有する
第7の差動増幅器と、トランジスタQ43及びQ
44と抵抗素子R21,R22と定電流源I8を有
する第8の差動増幅器と、トランジスタQ45及
びQ46と定電流源I9を有する第9の差動増幅器
とから成る。
入力端子1,1′間に印加されるIF入力信号
VINは第1段の差動増幅器A1と第2段の差動増
幅器A2と第3段の差動増幅器A3により増幅さ
れて出力端子2,2′間にIF出力信号V0として出
力される。IF入力信号VINが次第に増大していく
と、2重平衡型差動増幅器B1,B2,B3のそ
れぞれの第2の入力に接続される差動増幅器は後
段の第9の差動増幅器から順次飽和していく。
ここで、第1段の差動増幅器A1、第2段の差
動増幅器A2、第3段の差動増幅器A3のそれぞ
れの利得をg1、g2、g3とする。今第1の2重平衡
型差動増幅器B1を構成する第1から第3の差動
増幅器の利得比はそれぞれ 1:√1:g1=I1/2VT+RE1I1:I2/2VT+RE2I2:I3
/2VT……(1) 但しR5=R6=RE1 R7=R8=RE2 ここで、VTは次式で与えられる。
VT=kT/q ……(2) ここで、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、
qは電子の単位電荷である。
第2の2重平衡型差動増幅器B2を構成する第
4、第5の差動増幅器の利得比は 1:√2=I4/2VT+RE3I4:I5/2VT ……(3) 但し、R13=R14=RE3 第3の2重平衡型差動増幅器B3を構成する第
6から第9の差動増幅器の利得比は 1:√3:1:√3=I6/2VT+RE4I6:I7/2VT:I8
/2VT+RE5I8:I9/2VT……(4) 但しR19=R20=RE4 R21=R22=RE5 今、単純化するために g1=g2=g3=g0 ……(5) I1=I2=I3=I4=I5=I6=I7 =I8=I9=I0 ……(6) RE1=RE2=RE3=RE4=RE5=RE0 ……(7) として第1図におけるIF入力信号VINと加算器3
の出力平均電流との関係を各2重平衡型差動増
幅器を構成する各差動増幅器による効果がわかる
様に第2図に示している。
ただし G0=20log g0 ……(8) 第2図から明らかな様に、第1段から第3段の
差動増幅器の総利得3G0dBに対して検出可能な入
力信号VINのダイナミツクレンジは9/4G0dBとな
り、3/2G0dBだけ広いダイナミツクレンジが確保
される。
また、各2重平衡型差動増幅器を構成する各差
動増幅器はIF入力信号VINが1/2G0dB増加する毎
に順次飽和していくので、電界検出電圧のログ特
性からのずれは小さくなり、等価的に、1/2G0dB
の差動増幅器を9段縦続接続し、各差動増幅器の
出力に各々9個の整流器が接続された構成からな
る電界検出機能と同等の特性が得られる。
発明の効果 以上に詳しく述べたように、本発明の中間周波
増幅回路は、多段の差動増幅器と多段の2重平衡
型差動増幅器から成る回路で構成し、上記多段の
2重平衡型差動増幅器の正相出力を加算すること
により、加算器出力の平均出力電流により中間周
波増幅回路の入力電界レベルVINを検出する方式
である。この中間周波増幅回路では各2重平衡型
差動増幅器出力の位相を合わせているので、直流
化しなくても加算が出来、多段化しても整流器用
のコンデンサは1個で済む。中間周波数が低くて
コンデンサが内蔵できない場合でも外付コンデン
サ用の端子が1本あれば良く、しかも出力端子と
共通に出来る。従つて実質的に端子は増加しなく
て良い。よつて、コンデンサを1個だけ出力端子
に外付けすれば、中間周波数を下げられ、各段の
差動増幅器と各2重平衡型差動増幅器に流す電流
値を小さくしても必要な利得が得られるから低消
費電流化が可能となる。
また、以上に詳しく述べたように、電界検出の
ログ特性に優れ、検出電界のダイナミツクレンジ
も縦続接続される差動増幅器で構成される中間周
波増幅器の総利得よりも数段分広く出来る。
回路構成についても差動対で構成されることに
より電界検出の温度特性も単調であるから温度補
償も容易に行なえて利点が多い。
以上、要するに、本発明によれば、広いダイナ
ミツクレンジを有し、電界検出の直線性、温度特
性に優れ、IC化したときの所要の外付け部品数
の少ない、入力電界検出機能を有する中間周波増
幅回路を容易に提供することができる。
【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構成図、
第2図はこの実施例の特性図、第3図は従来の中
間周波増幅回路の回路図、第4図はこの従来回路
の特性図である。 1,1′……中間周波信号入力端子、2,2′…
…中間周波信号出力端子、3……加算器、A1,
A2,A3……差動増幅器、B1,B2,B3…
…2重平衡型差動増幅器、I1,…,I12……定電流
源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1段から第n(nは2以上の整数)段まで
    の差動増幅器が順次縦続に接続され、前記第1段
    から第n段までの差動増幅器にはそれぞれに2重
    平衡型差動増幅器が接続され、第1の2重平衡型
    差動増幅器は前記第1段の差動増幅器の出力信号
    を第1の入力とし、前記第1段の差動増幅器の入
    力信号を第2の入力とし、並列接続された(2m
    +1)(mは整数)個の差動増幅器で受け、第i
    (iは2から(n−1)の整数)の2重平衡型差
    動増幅器は前記第i段の差動増幅器の出力信号を
    第1の入力とし、前記第i段の差動増幅器の入力
    信号を第2の入力とし、並列接続された2個の差
    動増幅器で受け、第nの2重平衡型差動増幅器は
    前記第n段の差動増幅器の出力信号を第1の入力
    とし、第2の入力として、並列接続された4個の
    差動増幅器で受け、前記4個の差動増幅器の2個
    は前記第n段の差動増幅器の入力信号を受け、4
    個の差動増幅器の他の2個は前記第n段の差動増
    幅器の出力信号を受け、前記n個の2重平衡型差
    動増幅器のそれぞれの正相出力電流を加算する回
    路を持つ構成から成る中間周波増幅器において、
    前記第1の2重平衡型差動増幅器を構成する並列
    接続された(2m+1)個の差動増幅器の利得比
    が、前記第1段の差動増幅器の利得をg1としたと
    きに、それぞれ1:√1:g1:g1 3/2:……g1 m
    あり、前記第i(iは2からn−1までの整数)
    の2重平衡型差動増幅器を構成する並列接続され
    た2個の差動増幅器の利得比が、前記第i(iは
    2からn−1までの整数)段の差動増幅器の利得
    をgiとしたときに1:√であり、前記第nの2
    重平衡型差動増幅器を構成する並列接続された他
    の2個の差動増幅器の利得比が前記第n段の差動
    増幅器の利得をgnとしたときに1:√である
    ことを特徴とする電界強度検出機能付中間周波増
    幅回路。
JP60055168A 1985-01-18 1985-03-18 電界強度検出機能付中間周波増幅回路 Granted JPS61212906A (ja)

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