JPH07135437A - 対数if増幅回路 - Google Patents

対数if増幅回路

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JPH07135437A
JPH07135437A JP5282952A JP28295293A JPH07135437A JP H07135437 A JPH07135437 A JP H07135437A JP 5282952 A JP5282952 A JP 5282952A JP 28295293 A JP28295293 A JP 28295293A JP H07135437 A JPH07135437 A JP H07135437A
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amplifier circuit
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Katsuharu Kimura
克治 木村
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G7/00Volume compression or expansion in amplifiers
    • H03G7/001Volume compression or expansion in amplifiers without controlling loop

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  • Amplifiers (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バイポーラ半導体集積回路上に低電圧で動作
可能な対数IF増幅回路を実現する。 【構成】 対数IF増幅回路の整流器に用いられる二重
平衡型差動回路は交叉接続エミッタ結合対を構成するト
ランジスタとエミッタ結合対を構成するトランジスタと
を備えており、交叉接続エミッタ結合対トランジスタと
エミッタ結合対トランジスタとはそれぞれその極性が異
なっている。また、エミッタ結合対はそれぞれその特性
が異なり、これらエミッタ結合対は並列接続されること
が望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は対数増幅回路に関し、特
に、バイポーラ半導体集積回路上に形成され低電圧動作
可能な対数中間周波(対数IF)増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、対数IF増幅回路として、例え
ば、米国特許第4680553号に記載された対数IF
増幅回路が知られている。
【0003】ここで、図9を参照して、対数IF増幅回
路について概説する。
【0004】図9において、トランジスタQ330及び
Q331とエミッタ抵抗R330及びR331で構成さ
れた差動回路は、第1段の二重平衡差動回路に接続さ
れ、トランジスタQ332及びQ333で構成された差
動回路並びにトランジスタQ334及びQ335と抵抗
R332及びR333とで構成された差動回路は、最終
段の二重平衡差動回路に接続されている。最終段の差動
回路に接続された二つの差動回路は、エミッタホロワー
トランジスタQ163及びQ164を介して最終段のI
F増幅器の出力が与えられる。
【0005】この結果、図9に示すIF増幅回路では3
つのIF増幅器に関して9個の両方波整流器を備えるこ
とになる。従って、その入力信号VINのダイナミックレ
ンジは十分な広さのレンジとなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の対数
IF増幅回路では同一極性のトランジスタを2段縦積み
した所謂二重平衡差動回路を用いており、このため、下
段に位置するエミッタ結合対のエミッタに抵抗を挿入し
て対数特性をもたせると、3ボルト以下の低電圧におけ
る動作ができないという問題点がある。
【0007】本発明の目的は低電圧で動作可能な対数I
F増幅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】本発明によれば、縦続接
続された複数のIF増幅器と、該IF増幅器の入力信号
又は出力信号の所定の位相信号が入力される二重平衡型
差動回路と、該二重平衡型差動回路の差動出力電流又は
所定位相の一方の差動出力電流を加算して出力とする対
数IF増幅回路において、前記二重平衡型差動回路では
交叉接続エミッタ結合対を構成するトランジスタとエミ
ッタ結合対を構成するトランジスタとの極性が互いに異
なり、前記交叉接続エミッタ結合対及び前記エミッタ結
合対はそれぞれ定電流源で駆動され、前記交叉接続エミ
ッタ結合対を駆動する一対の定電流源が前記エミッタ結
合対の差動出力電流で減じられるようにしたことを特徴
とする対数IF増幅回路が得られる。
【0009】また、前記二重平衡型差動回路ではエミッ
タ結合対はそれぞれ特性が異なり、該エミッタ結合対が
並列接続されることが望ましい。
【0010】
【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。
【0011】図1を参照して、本発明による対数IF増
幅回路は複数の差動回路(差動対)11乃至1Nと複数
の二重平衡型差動回路(整流器)21乃至2Nを備えて
いる(Nは2以上の整数)。この対数IF増幅回路では
図2に示すように整流器は交叉接続エミッタ結合対をP
NPトランジスタQ5乃至Q8で構成し、エミッタ結合
対をNPNトランジスタQ3及びQ4で構成して、トラ
ンジスタの極性を異ならせている。つまり、各二重平衡
型差動回路21乃至2Nはコンプリメンタリ・トランジ
スタで構成されていることになる。そして、全てのエミ
ッタ結合対が定電流源I0 で駆動される。
【0012】ここで図2も参照して、各二重平衡型差動
回路21乃至2Nの差動出力電流をΔIOUT とすると、
ΔIOUT は数1で表される。
【0013】
【数1】
【0014】ここで、VT は熱電圧であり、VT =kT
/qで表される。ただし、kはボルツマン定数、Tは絶
対温度、qは単位電子電荷である。また、αFnはNPN
トランジスタの直流電流増幅率、αFpはPNPトランジ
スタの直流電流増幅率である。
【0015】V1 の位相とV2 の位相とはIF増幅器と
して機能する差動対(エミッタ結合対)によって容易に
合わせることができる。いま、V1 とV2 の位相が同相
であるとすると、数1から二重平衡型差動回路の差動出
力電流ΔIOUT は両波整流波形となる。ここで、V2
パラメータとして二重平衡型差動回路の差動出力電流Δ
OUT の特性を表すと図3で示すようになる。
【0016】ところで、図4に示すように、各二重平衡
型差動回路21乃至2Nにおいて、交叉接続エミッタ結
合対をNPNトランジスタQ5乃至Q8で構成し、エミ
ッタ結合対をPNPトランジスタQ3及びQ4で構成す
るようにしても上記の数1が成立し、その結果、図3に
示す特性が得られる。
【0017】上述の記載から、図1に示すようにIF増
幅器を構成する差動対とコンプリメンタリ・トランジス
タで構成された二重平衡型差動回路とを接続して、全て
の二重平衡型差動回路の出力を加算器31で加算するよ
うにすると、差動対あるいは二重平衡回路のもつリミテ
ィング特性によって、入力電圧VINが大きくなるにした
がって後段のIF増幅器あるいは二重平衡型差動回路か
ら順次飽和していく。この結果、折れ線近似された対数
特性を有する出力電流IRSSIが得られる。そして、出力
抵抗RRSSIで電流−電圧変換されて出力電圧VRSSIが得
られる。つまり、VRSSI=RRSSI・IRSSIとなる。そし
て、このような二重平衡型差動回路ではトランジスタを
縦積みした際、およそ1ボルト程度の低電圧から動作可
能となる。
【0018】次に図5に対数IF増幅回路を構成する二
重平衡型差動回路の他の例を示す。
【0019】図5に示すように、この二重平衡型差動回
路ではNPNトランジスタQ1及びQ2、PNPトラン
ジスタQ5乃至Q8、及びNPNトランジスタQ31乃
至Q33とQ41乃至Q43とを備えており、さらに抵
抗R1 乃至R3 を備えている。そして、下段のエミッタ
結合対においてエミッタ抵抗RE2及びRE3が挿入され、
これによってエミッタ結合対における伝達特性を異なら
せ、複数の差動対を並列に接続している。
【0020】図5に示す二重平衡型差動回路では図6に
示す対数特性が得られる。つまり、米国特許第4680
553号に記載されているように二重平衡型差動回路を
構成する下段のエミッタ結合対にエミッタ抵抗を挿入し
てそれぞれの伝達特性を異ならせて複数の差動対を並列
接続すると、疑似対数両波整流器となって対数精度が向
上する。
【0021】また、図7に示すように、交叉接続エミッ
タ結合対をNPNトランジスタQ1及びQ2とQ5乃至
Q8で構成し、並列接続されるエミッタ結合対をPNP
トランジスタQ31乃至Q33とQ41乃至Q43で構
成して二重平衡型差動回路を構成するようにしても図6
に示す対数特性が得られる。つまり、疑似対数両波整流
器となる。
【0022】このような疑似対数両波整流器を用いた対
数IF増幅回路の一例を図8に示す。この対数IF増幅
回路は4個の差動増幅器(Amplifier/Lim
iter)41乃至44と4個の疑似対数両波整流器
(Pseudo Logarithmic Full−
Wave Rectifier)51乃至54とを備え
ている。そして、並列接続されるエミッタ結合対の入力
信号は位相が合っていれば、IF増幅器の入力信号及び
出力信号のどちらを用いてもよい。また、並列接続され
るエミッタ結合対の数も任意に設定できる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明による対数I
F増幅回路は低電圧動作が可能であり、電源電圧を3ボ
ルト以下に下げることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による対数IF増幅回路の一実施例を示
すブロック図である。
【図2】図1に示す二重平衡型差動回路の一例を示す回
路図である。
【図3】図2に示す二重平衡型差動回路の特性を示す図
である。
【図4】図1に示す二重平衡型差動回路の他の例を示す
回路図である。
【図5】疑似対数両波整流器を構成するための二重平衡
型差動回路の一例を示す回路図である。
【図6】図5に示す疑似対数両波整流器を構成するため
の二重平衡型差動回路の疑似対数特性を示す図である。
【図7】疑似対数両波整流器を構成するための二重平衡
型差動回路の他の例を示す回路図である。
【図8】本発明による対数IF増幅回路の他の実施例を
示すブロック図であり、疑似対数両波整流器を構成する
ための二重平衡型差動回路を用いた対数IF増幅回路を
示すブロック図である。
【図9】従来の対数IF増幅回路の一例を示すブロック
図である。
【符号の説明】
11〜1N 差動回路 21〜2N 二重平衡型差動回路 31 加算器31 41〜44 差動増幅器 51〜54 疑似対数両波整流器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦続接続された複数のIF増幅器と、該
    IF増幅器の入力信号又は出力信号の所定の位相信号が
    入力される二重平衡型差動回路と、該二重平衡型差動回
    路の差動出力電流又は所定位相の一方の差動出力電流を
    加算して出力とする対数IF増幅回路において、前記二
    重平衡型差動回路では交叉接続エミッタ結合対を構成す
    るトランジスタとエミッタ結合対を構成するトランジス
    タとの極性が互いに異なり、前記交叉接続エミッタ結合
    対及び前記エミッタ結合対はそれぞれ定電流源で駆動さ
    れ、前記交叉接続エミッタ結合対を駆動する一対の定電
    流源が前記エミッタ結合対の差動出力電流で減じられる
    ようにしたことを特徴とする対数IF増幅回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載された対数IF増幅回路
    において、前記二重平衡型差動回路ではエミッタ結合対
    はそれぞれ特性が異なり、該エミッタ結合対が並列接続
    されていることを特徴とする対数IF増幅回路。
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US5475328A (en) 1995-12-12
GB9422590D0 (en) 1995-01-04
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