JPH0575385A - 電圧制御型可変移相回路 - Google Patents

電圧制御型可変移相回路

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JPH0575385A
JPH0575385A JP26517191A JP26517191A JPH0575385A JP H0575385 A JPH0575385 A JP H0575385A JP 26517191 A JP26517191 A JP 26517191A JP 26517191 A JP26517191 A JP 26517191A JP H0575385 A JPH0575385 A JP H0575385A
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JP
Japan
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transistor
voltage
output
transistors
circuit
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JP26517191A
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English (en)
Inventor
Kaoru Nochida
薫 後田
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ダイナミックレンジを広くし、温度補償を容易
とする。 【構成】トランジスタQ1に入力電圧eiが供給され、
入力電圧−eiが 1/2とされて、トランジスタQ2に供
給される。トランジスタQ1、Q2の出力電流i1、i
2が二重平衡接続の利得制御回路Q3〜Q6に供給され
る。制御電圧Vcに応じて振幅が制御された出力電圧e
3が利得制御回路から発生し、これがトランジスタQ1
のベースに入力電圧eiと加算されて加えられる。トラ
ンジスタQ1、Q2のエミッタが抵抗R7、コンデンサ
Cで結合され、両者の接続点が出力用トランジスタQ8
を介して出力端子3として導出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電圧制御型可変移相
回路の改良に関する。特に、ダイナミックレンジを広く
しても、歪みが発生せず、温度特性の補償が容易とする
改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からトランジスタのコレクタおよび
エミッタのそれぞれからの逆相の信号を抵抗およびコン
デンサを介して結合する移相回路が知られている。この
抵抗を制御電圧によって可変することによって、電圧制
御型可変移相回路を構成できる。従来の電圧制御型可変
移相回路について、図5を参照して説明する。図5にお
いて、Q11は、正相入力電圧eiがベースに印加される
NPNトランジスタであり、Q12は逆相入力電圧−ei
がベースに印加されるNPNトランジスタであり、それ
らのコレクタは、共に正電源+Vccに接続され、それら
のエミッタはそれぞれ抵抗を介して負電源−Vccに接続
されている。トランジスタQ11のエミッタが電界効果ト
ランジスタQ13のソースに接続され、この電界効果トラ
ンジスタQ13のドレインがコンデンサCを介してトラン
ジスタQ12のエミッタと接続されている。そして電界効
果トランジスタQ13のドレインとコンデンサCの接続点
が出力バッファ用NPNトランジスタQ14のベースに接
続される。このトランジスタQ14は、エミッタホロワ形
に形式のバッファである。
【0003】電界効果トランジスタQ13は、図6に示す
ように、ゲート電圧VGSに応じてそのソース・ドレイン
抵抗が変化する可変抵抗素子として機能し、そのゲート
には、移相量を制御するための制御電圧Vcが供給され
る。電界効果トランジスタQ13のソース・ドレイン抵抗
をRで表すと、図5に示す回路の出力電圧eoおよびそ
の伝達関数H(S)が下記の数式でそれぞれ表される。
また、抵抗Rを変えた時のその位相の周波数特性の変化
を図7に示し、抵抗Rを変えた時のその群遅延の周波数
特性を図8に示す。
【0004】
【数1】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の電圧制御型可変
移相回路においては、電界効果トランジスタQ13のソー
スには入力信号電圧eiが印加されるので、電界効果ト
ランジスタQ13のゲート・ソース電圧VGSが制御電圧V
cのみならず、入力信号電圧eiにより変調され、出力
信号中に歪みが生じるおそれがあった。従って、かかる
歪みを防止するために、入力信号電圧eiの振幅が制限
され、すなわち、ダイナミックレンジが狭いものに制約
される問題があった。
【0006】また、可変抵抗素子として使用される電界
効果トランジスタの温度特性を補正することが難しく、
温度変動により特性が変化する問題があった。
【0007】従って、この発明の目的は、従来の可変移
相回路の欠点を除去し、ダイナミックレンジが広く、ま
た、温度特性の補正が容易な電圧制御型可変移相回路を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、各エミッタ
が第1および第2の定電流源(I1、I2)にそれぞれ
接続されるとともに、移相用の第1のインピーダンス素
子(R7)および第2のインピーダンス素子(C)を介
して出力バッファ用の第3のトランジスタ(Q8)に接
続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタ
(Q1、Q2)と、第1のトランジスタおよび第2のト
ランジスタ(Q1、Q2)のコレクタと接続され、第1
のトランジスタおよび第2のトランジスタ(Q1、Q
2)のコレクタ電流を平衡入力電流源とし、制御電圧
(Vc)に基いて利得が制御される利得制御回路(Q
3、Q4、Q5、Q6)とを有し、第1のトランジスタ
(Q1)のベースに正相入力電圧と利得制御回路の出力
との加算信号の 1/2を加え、第2のトランジスタ(Q
2)のベースに逆相入力電圧の 1/2を加えることを特徴
とする電圧制御型可変移相回路である。
【0009】
【作用】この発明に係る電圧制御型可変移相回路の伝達
関数H(S)には、入力信号の影響を受ける要素が含ま
れていないので、入力信号による変調が発生せず、その
結果、ダイナミックレンジを広げることができる。ま
た、電界効果トランジスタを使用していないので、温度
補償が簡単である。
【0010】
【実施例】以下、図1を参照して、この発明の一実施例
について説明する。図1においてQ1およびQ2はそれ
ぞれ第1のNPNトランジスタと第2のNPNトランジ
スタとであり、これらトランジスタQ1およびQ2に対
して、入力端子1および2を通じて平衡入力信号源が接
続される。すなわち、トランジスタQ1のベースに正相
入力信号電圧eiが抵抗R1を介して供給され、トラン
ジスタQ2のベースに逆相入力信号電圧−eiが抵抗R
2と抵抗R4で 1/2に分圧されて入力される。トランジ
スタQ1のエミッタおよびトランジスタQ2のエミッタ
に、それぞれ定電流源I1、I2が接続されている。
【0011】また、トランジスタQ1のエミッタとトラ
ンジスタQ2のエミッタとの間に、抵抗R7、コンデン
サCの直列回路が接続され、抵抗R7とコンデンサCと
の接続点が出力バッファ用(エミッタホロワ形)PNP
トランジスタQ8のベースに接続されている。トランジ
スタQ8のエミッタから出力信号電圧eoが取り出され
る出力端子3が導出されている。図1の例で、正負の電
源電圧+Vccおよび−Vccがそれぞれ供給される端子5
aおよび5b間に回路が設けられている。
【0012】トランジスタQ3およびQ4のエミッタが
接続され、トランジスタQ5およびQ6のエミッタが接
続される。トランジスタQ3およびQ4のエミッタ共通
接続点がトランジスタQ1のコレクタと接続され、トラ
ンジスタQ5およびQ6の共通接続点がトランジスタQ
2のコレクタと接続される。トランジスタQ3およびQ
5のコレクタが接続され、トランジスタQ4およびQ6
のコレクタが接続される。コレクタ共通接続点が抵抗R
5およびR6をそれぞれ介して電源端子5aに接続され
る。トランジスタQ3およびQ6のベースの共通接続点
が制御電圧Vcの入力端子4と接続される。トランジス
タQ4およびQ5のベースの共通接続点には、電源端子
5aおよび接地間に挿入された抵抗回路からの所定の直
流電圧が供給される。
【0013】このトランジスタQ3〜Q6の構成は、基
本的に二重平衡接続であって、制御電圧Vcに応答し
て、トランジスタQ3およびQ4のコレクタを流れる電
流i3とトランジスタQ5およびQ6のコレクタを流れ
る電流i4の大きさが制御される利得制御回路である。
例えば制御電圧Vcによって、トランジスタQ3、Q6
がオンし、トランジスタQ4、Q5がオフすると、(i
3=i1、i4=i2)である。この状態で、利得Kが
+1である。トランジスタQ4、Q5がオンする状態で
は、(i3=i2、i4=i1、K=−1)である。
【0014】この利得制御回路のトランジスタQ3、Q
5のコレクタ共通接続点に出力電圧e3が得られる。こ
の出力電圧e3がトランジスタQ7のベースに供給され
る。トランジスタQ7のコレクタが電源端子5aと接続
され、トランジスタQ7のエミッタが定電圧源Eおよび
抵抗R9を介して電源端子5bと接続される。定電圧源
Eは、無信号時に電圧e5を零とするために接続され
る。この定電圧源Eおよび抵抗R9の接続点(電圧e5
の点)が抵抗R3を介してトランジスタQ1のベースと
接続される。従って、トランジスタQ1のベースには、
入力信号とともに、利得制御回路の出力信号が供給され
る。利得制御回路の出力電圧e3と入力信号電圧eiと
を加算してトランジスタQ1のベースに与えるために、
トランジスタQ7、定電圧源E、抵抗R9に限らず、他
の素子あるいは接続を設けても良い。
【0015】この発明の一実施例の動作を以下に説明す
る。まず、(R1=R2=R3=R4)に設定する。ト
ランジスタQ1およびQ2のそれぞれのエミッタ電圧e
1およびe2は、下記の数式(1) および(2) で表され
る。
【0016】
【数2】
【0017】トランジスタQ1のコレクタ電流i1およ
びトランジスタQ2のコレクタ電流i2は、下記の数式
(3) および(4) で表される。
【0018】
【数3】
【0019】この電流i1およびi2は、利得制御回路
によって、制御電圧Vcに応じて制御される。制御電圧
Vcと対応する利得の係数をK(−1≦K≦1)で表す
と、出力コレクタ電流i3およびi4がそれぞれ数式
(5) および(6) で表すものとなり、トランジスタQ7の
ベースに供給される利得制御回路の出力電圧e3が数式
(7) で表される。
【0020】
【数4】
【0021】上述の式(1) 、(3) 、(5) および(7) か
ら、トランジスタQ1のベース電圧e5および出力電圧
eoを表す下記の式(8) および(9) が求まる。
【0022】
【数5】
【0023】従って、出力端子3に得られる出力電圧e
oは、式(8) および(9) から下記の式(10)で示すものと
なる。
【0024】
【数6】
【0025】従って、この発明の一実施例の伝達関数
は、式(11)で示すものとなる。
【0026】
【数11】
【0027】ここで、伝達関数H(S)には入力信号電
圧eiに影響をうける要素がないので、ダイナミックレ
ンジを広くしても、歪みが発生することがない。さら
に、電界効果トランジスタを使用していないので、温度
補償が容易である。
【0028】図1では、コンデンサCによる1次の可変
移相回路を示したが、コンデンサCの代わりにコイルL
とコンデンサCの直列回路を使用して、2次の電圧制御
型可変移相回路を構成することも可能である。この場合
の伝達関数H(S) は、式(12)で示すものとなる。
【0029】
【数8】
【0030】ところで、電界効果トランジスタの温度に
対するドレイン電流ID の変化率は、図2のグラフに示
される。αID は、1°C当りのドレイン電流ID の変
化率であり、下記の数式(13)で示される。式(13)中のI
D*は、25°Cのドレイン電流値である。
【0031】
【数9】
【0032】この図2に示されるように、ドレイン電流
ID の変化率は、非線形にかつある電流値を境に極性が
反転している。このような温度特性を補正することは、
難しい。これに対して、この発明は、電界効果トランジ
スタを使用しないので、温度特性の補正が簡単となる。
図1の実施例では、トランジスタQ3〜Q6からなる利
得制御回路の温度特性が全体の温度特性を左右するが、
二重平衡接続で構成される掛算回路で既に使用されてい
るのと同様にして温度補償を行うことができる。
【0033】図3は、4象限掛算回路における温度補正
の構成を示す。トランジスタQ23、Q24、Q25、Q26が
二重平衡接続され、トランジスタQ23、Q26のベースに
対して、電圧−電流変換回路11を介された入力信号V
1が供給され、トランジスタQ24、Q25のベースに対し
て、電圧−電流変換回路12を介された入力信号V2が
供給される。そして、差動形(平衡)−シングルエンド
(不平衡)変換回路13を介して、出力端子14にV1
およびV2の掛算出力Voが取り出される。さらに、ト
ランジスタQ21、Q22からなる破線で囲んだ逆双曲線正
接関数回路15が温度補正のために入力側に設けられ
る。
【0034】回路15が接続されていないとすると、ト
ランジスタQ23、Q25のコレクタ共通接続点の電流Ic
35は、下記の数式(14)で表される。数式(14)中で、K
1、K2は、電圧−電流変換回路11、12のそれぞれ
の変換利得であり、Io1、Io2が定電流であり、V
Tが数式(15)で表されるしきい値値電圧である。
【0035】
【数10】
【0036】ここで、トランジスタQ23とトランジスタ
Q24のベース間電圧を制御電圧Vcとすると、しきい値
電圧VT は温度係数を持つため、出力電流Ic35が温度
特性を持つことになる。しかしながら、入力段に逆双曲
線正切関数回路15を挿入することによって、温度補償
が可能であり、温度変動に基づく誤差を実用上問題にな
らないレベルにすることができる。回路15を挿入した
場合の制御電圧は、下記の数式(16)で表される。
【0037】
【数11】
【0038】従って、出力電流Ic35は、下記の数式(1
7)で表される。
【0039】
【数12】
【0040】この出力電流Ic35を表す数式(17)には、
温度変動要素であるしきい値電圧VT が含まれず、従っ
て、温度補償がなされる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明は、可変
抵抗素子が入力信号により変動せず、広いダイナミック
レンジを有し、また、電界効果トランジスタを使用して
いないので、温度補償が容易である。図4は、この発明
と従来の回路に関して、信号振幅対歪み率の関係を示す
グラフであり、図4において、実線がこの発明の特性を
示し、破線が従来の回路の特性のそれを示す。この図4
に示されるように、この発明は、従来構成よりもダイナ
ミックレンジが広くできる。さらに、電界効果トランジ
スタを使用せず、バイポーラトランジスタのみで構成で
きるため回路のIC化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の接続図である。
【図2】電界効果トランジスタの温度特性の説明に用い
る略線図である。
【図3】この発明の一実施例の温度補償の説明に用いる
ブロック図である。
【図4】この発明の効果の説明に用いる略線図である。
【図5】従来技術に係わる電圧制御型可変移相回路の接
続図である。
【図6】電界効果トランジスタのドレイン・ソース電圧
対ドレイン電流の特性の一例を示す略線図である。
【図7】電圧制御型可変移相回路の位相−周波数特性で
ある。
【図8】電圧制御型可変移相回路の群遅延−周波数特性
である。
【符号の説明】
I1 定電流源 I2 定電流源 R7 抵抗 C コンデンサ Q1 第1のトランジスタ Q2 第2のトランジスタ Q8 出力バッファトランジスタ Vc 制御電圧
【数7】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各エミッタが第1および第2の定電流源
    にそれぞれ接続されるとともに、移相用の第1のインピ
    ーダンス素子および第2のインピーダンス素子を介して
    出力バッファ用の第3のトランジスタに接続された第1
    のトランジスタおよび第2のトランジスタと、 上記第1のトランジスタおよび第2のトランジスタのコ
    レクタと接続され、上記第1のトランジスタおよび第2
    のトランジスタのコレクタ電流を平衡入力電源とし、制
    御電圧に基づいて利得が制御されるトランジスタ利得制
    御回路とを有し、 上記第1のトランジスタのベースに正相入力電圧と上記
    トランジスタ利得制御回路の出力との加算信号の 1/2を
    加え、上記第2のトランジスタのベースに逆相入力電圧
    の 1/2を加えることを特徴とする電圧制御型可変移相回
    路。
JP26517191A 1991-09-17 1991-09-17 電圧制御型可変移相回路 Pending JPH0575385A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010074421A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Denso Corp フィルタ回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010074421A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Denso Corp フィルタ回路

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