JPH0786514B2 - 電圧検出回路 - Google Patents

電圧検出回路

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JPH0786514B2
JPH0786514B2 JP1129630A JP12963089A JPH0786514B2 JP H0786514 B2 JPH0786514 B2 JP H0786514B2 JP 1129630 A JP1129630 A JP 1129630A JP 12963089 A JP12963089 A JP 12963089A JP H0786514 B2 JPH0786514 B2 JP H0786514B2
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年啓 正垣
四郎 水谷
康雄 大場
紀顕 大本
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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、FM変調された信号の受信機において、同調周
波数を検出するために、FM検波出力のSカーブの電圧を
検出する回路に関する。
従来の技術 近年、受信機は周波数シンセサイザーを使用し、ディジ
タル的な同調回路を使用しているものが多い。この場合
FM検波部では、同調されたか否かを検出するための回路
が必要である。特にFM検波においては、周波数偏移と比
例した直流電圧が出力に得られるため、この電圧を検出
する回路が必要とされている。
以下に従来の電圧検出回路について説明する。第4図は
従来の電圧検出回路を示すものである。第4図において
31は電源端子、32は接地電位端子、33は入力端子、34は
出力端子、35は基準電圧源、36はPNPトランジスタ、37
はNPNトランジスタ、38,39は抵抗、40,41は電圧比較器
では第1の入力端、は第2の入力端を示すものであ
る。
以上のように構成された電圧検出回路について、以下そ
の動作を説明する。
まず入力端子33にはFM検波後の直流出力電圧(Sカー
ブ)が入力される。このSカーブは第5図に示すような
特性をもったものである。第5図の特性図において、横
軸は受信機に入力される周波数であり、縦軸はFM検波出
力の直流電圧レベルである。またSカーブのほぼ中心に
位置するC点の電圧は、基準電圧源35の電圧V35と同じ
である。電圧比較器40,41は第6図のような特性を持っ
ているものとする。第6図において横軸は電圧比較器の
入力端子A,Bの差電圧VABであり、VAB=0vの時の出力は0
vであるとする。電圧比較器40の入力端子A,Bの差電圧を
VAB40、電圧比較器41の入力差電圧をVAB41、入力端子33
の電圧とV35との差電圧をVin33、トランジスタ37のベー
ス・エミッタ間電圧をVBE37、トランジスタ36のベース
・エミッタ間電圧をVBE36とすれば、入力電圧Vin33と、
VAB40,VAB41との間には次の関係式が成立する。
VAB40=Vin33−VBE37 ……(1) VAB41=Vin33+VBE36 ……(2) Vin33=0vの時はトランジスタ36,31は共にOFFしている
ため、VAB40=VAB41=0vであり、出力端子34の電圧V34
は0vである。Vin33≒0.7vになると、トランジスタ37がO
Nするため、抵抗38の両端には電圧が発生し、VAB41>0
となり、電圧比較器40の出力はある一定の電圧VHを出力
する。しかしトランジスタ36はONしないため電圧比較器
41の出力は0vのままである。よって、出力端子34の電圧
はVHになる。次にVin33≒−0.7vになると、トランジス
タ36はON、トランジスタ37はOFFのため、電圧比較器41
はVHを出力し、電圧比較器40の出力は0vでV34はVHとな
る。この特性を図に表わしたのが第7図である。すなわ
ちV34=0vの範囲が受信機が同調していることを表す領
域である。
次に第8図に第2の従来例を示す。第8図において、81
は電源端子、82は接地電位端子、83はSカーブが入力さ
れる入力端子、84は出力端子、85,86,87は抵抗、88,89
は第6図に示す特性をもつ電圧比較回路である。抵抗85
の抵抗値をR85、抵抗86の抵抗値をR86、抵抗87の抵抗値
をR87、電源端子81の電圧をVCC81とすれば、電圧比較器
88,89で検出される電圧幅V83は(3)式により求められ
る。
入力端子83の入力電圧Vin83と出力端子84の電圧V84との
関係を第9図に示す。第9図のグラフにおいて、横軸は
入力電圧Vin83であり、縦軸はV84である。また電圧比較
器88の出力が変化する入力電圧V88Bは、(4)式で表わ
され、電圧比較器89の出力が変化する入力電圧V89Aは
(5)式により求めることができる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、第4図に示す従来例では、(1),
(2)式から明らかなように、検出する電圧はトランジ
スタ36,37のベース・エミッタ間電圧VBEで決定されてい
るため、自由に設定できないだけでなく、温度変化によ
る検出電圧レベルの変化も大きい。一般にトランジスタ
のVBEはおよそ−2mv/℃の傾きで変化することが知られ
ている。
この検出する電圧が温度により変化するということは、
FM波の受信機において、同調されたと判断される周波数
帯域幅が、温度により変化するという欠点になる。
また、温度変化のない電圧検出回路としては、第8図の
ような回路が一般によく使われているが、第8図の電圧
検出回路が検出する電圧は、(3)式から明らかなよう
に、電源電圧の変動に大きく依存する。すなわち、電源
電圧が変動すれば、受信機における、同調されたと判断
される周波数帯域幅も変動してしまうという欠点を有し
ていた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、検出する
電圧を自由に設定でき、温度変化による検出電圧レベル
の変動も少なく、電源電圧の変動による検出電圧レベル
の変動も少ない優れた電圧検出回路を提供することを目
的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の電圧検出回路は、ベ
ースに受信機のFM検波出力のSカーブ信号が入力されか
つエミッタは定電流源に接続される第1のトランジスタ
と、ベースに基準電圧が入力されかつエミッタは前記定
電流源に接続される第2のトランジスタと、一端が前記
第1のトランジスタのコレクタに第1のカレントミラー
回路を介して接続される第1の負荷抵抗と、一端が前記
第1の負荷抵抗に接続されかつ他端が電源端子と接続さ
れる第2の負荷抵抗と、一端が前記第2のトランジスタ
のコレクタに第2のカレントミラー回路を介して接続さ
れる第3の負荷抵抗と、一端が前記第3の負荷抵抗に接
続されかつ他端が電源端子と接続される第4の負荷抵抗
と、前記第1のトランジスタのコレクタに第1の入力端
が接続されかつ前記第4の負荷抵抗の一端に第2の入力
端が接続される第1の電圧比較器と、前記第2のトラン
ジスタのコレクタに第1の入力端が接続されかつ前記第
2の負荷抵抗の一端に接続される第2の電圧比較器とを
備え、第1の電圧比較器と第2の電圧比較器のとの和信
号を出力信号とするように構成した。
作用 この構成により、検出する電圧は、第1,第2のトランジ
スタが構成する差動増幅器を流れる電流の電流値と第2,
第3の負荷抵抗の抵抗値との積を差動増幅器の利得で割
った値となるため、自由に設定できるだけでなく、差動
増幅器を流れる電流の温度変化を、負荷抵抗の抵抗値の
温度変化率の逆数と比例する温度変化にすれば、検出す
る電圧の温度変化が極めて少なくなる。
さらに、差動増幅器の利得を抵抗値、電流値により検出
する電圧が決定されているため、電源の変動により電流
値が変動しない電流を使用することにより、電源電圧が
変化しても検出する電圧は変化しないようにすることが
できる。
すなわち、FM波の受信機において、同調されたと判断さ
れる周波数帯域幅を、温度変化、電源電圧変化の影響を
受げずに一定にすることが可能となる。
実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
第1図は本発明の第1の実施例における電圧検出回路を
示すものである。第1図において、1は電源端子、2は
接地電位端子、3は入力端子、4は出力端子、5は基準
電圧源、6は定電流源、7,8はNPNトランジスタ、9,10,1
1,12,15,16は抵抗、13,14は電圧比較器である。
以上のように構成された電圧検出回路について、以下そ
の動作を説明する。入力端子3には従来と同様にFM検波
後の直流出力電圧が入力される。基準電圧源5の電圧V5
はSカーブのセンター電圧に等しい。入力端子3の直流
電圧と基準電圧源5の電圧V5との差電圧をVin3、電圧比
較器13の入力端子A,Bの差電圧をVAB13、電圧比較器14の
入力端子の差電圧をVAB14、定電流源6の電流値を2I0、
抵抗9,10の抵抗値は等しくR9、抵抗11,12の抵抗値は等
しくR11、抵抗15,16の抵抗値は等しく、R15とすれば、
入力電圧Vin3とVABAB,VAB14との間には次の関係式が成
立する。
(6)式,(7)式は、 であると仮定すればそれぞれ(8)式,(9)式のよう
に表わすことができる。
電圧比較器13,14は従来例と同様に、第6図の特性を持
つものとすれば、Vin3=0vの場合、VAB13=−I0R11,V
AB14=−I0R11であり、電圧比較器13,14の出力は共に0v
であり、出力端子4の電圧V4は0vとなる。
また、電圧比較器13の出力が変化する点は、VAB13=0v,
α点であり、これを(8)式に代入すれば、電圧比較器
13によって検出される入力電圧V13が求まる。
同様に電圧比較器14で検出される入力電圧V14は(9)
式に、VAB14=0vを代入することにより求められる。
第2図は入力電圧Vin3と出力電圧V4の関係を示したもの
である。(10)式、(11)式から明らかなように、R9,R
11,R15,I0の値を調整すれば、検出する電圧値は自由に
設定できる。
次に、検出電圧レベルの温度変化を考える。
第1図の定電流源6の電流値2I0は(12)式により求め
られると仮定する。
y:温度変化には無関係な電圧 Rx:抵抗9,10,11,12,15,16と同種の抵抗 さらに抵抗9,10,11,12,15,16およびRxはすべて同じ種類
の抵抗で、温度変化に対する抵抗値の変化の割合もすべ
て同一であるとすれば、次の(13),(14)式が成立す
る。
すなわち、検出電圧レベルV13,V14は、温度による変化
はないことになる。(12)式で仮定した温度変化に無関
係な電圧は、バンドギャップを利用した定電圧源によ
り、容易に実現できることは一般に知られている。
また、定電源流bの電流値2I0が、電流端子1の電圧V
CC1が変化しても、変動しないとすると、(10)式,(1
1)式から明らかなように、検出する電圧は、VCC1の変
化の影響を受けない。
この電源電圧の変動の影響を受けない電流源も、半導体
集積回路路では容易に実現できる。
さらに(8),(9)式を導くために仮定した R15を数KΩとすれば、十分満足することになる。
すなわち、受信機において同調していると判断される周
波数帯域幅を、温度や電源電圧の変化の影響を受けず一
定にすることができる。
以下本発明の第2の実施例について図面を参照しながら
説明する。第3図は本発明の第2の実施例を示す電圧検
出回路の回路図である。第3図において、51は電源端
子、52は接地電位端子、53はSカーブが入力される入力
端子、54は出力端子、55は基準電圧源、56は定電流源5
7,58はPNPトランジスタ、59,60,65,66,67,68は抵抗、6
1,62,63,64はNPNトランジスタ、69,70は第6図の特性を
もつ電圧比較器である。トランジスタ62,63は、カレン
ドミラー回路を構成し、トランジスタ58のコレクタ電流
を、トランジスタ63のコレクタ電流として伝達してい
る。同様にトランジスタ61,64はカレントミラー回路を
構成し、トランジスタ57のコレクタ電流をトランジスタ
64のコレクタ電流として伝達する。トランジスタ57,58
は差動増幅器を構成し、その負荷抵抗は抵抗65,66,67,6
8である。抵抗65,66は第1図の実施例における抵抗11,1
2と同一の役割をもち、抵抗67,68は第1図の抵抗9,10と
同一の役割をもつ。抵抗67,68の抵抗値は等しくR9、抵
抗65,60の抵抗値は等しくR11、抵抗59,60の抵抗値は等
しくR15、定電流源56の電流値を2I0、入力端子53の電圧
と、基準電圧源55の電圧との差電圧をVin3、電圧比較器
70の入力端子A,Bの差電圧をVAB13、電圧比較器69の入力
端子A,Bの差電圧をVAB14とすれば、Vin3とVAB13,VAB14
との間には(6)式,(7)式の関係式が成立する。
以下第1図の実施例と同様の式が成立し、同一の効果が
得られる。
また第2の実施例において、抵抗67,68は電源端子51に
接続したが、これを別の電圧源に接続してもよいことは
明らかである。
なお、第1の実施例において、トランジスタ7,8をPNPト
ランジスタにし、端子1を接地電位端子、端子2を電源
端子としても同一の効果が得られることは言うまでもな
い。
発明の効果 以上のように本発明は、検出する電圧を自由に設定でき
る差動増幅器を、電圧比較器の前段に挿入することによ
り、温度変化に対して、検出する電圧の変化が非常に少
なくできるだけでなく、電源電圧が変化しても、検出す
る電圧は変化しない優れた電圧検出回路が実現できるも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における電圧検出回路の
回路図、第2図は第1図の回路における入出力特性を示
す特性図、第3図は本発明の第2の実施例における電圧
検出回路の回路図、第4図は従来の電圧検出回路の回路
図、第5図はFM検波後の直流出力レベルと入力周波数と
の関係を示す特性図、第6図は電圧比較器の特性を示す
特性図、第7図は第4図の回路の入出力特性を示す特性
図、第8図は電圧検出回路の第2の従来例を示す回路
図、第9図は第8図の回路の入出力特性を示す特性図で
ある。 1……電源端子、2……接地電位端子、3……入力端
子、4……出力端子、5……基準電圧源、6……定電流
源、7,8……NPNトランジスタ、9,10,11,12……負荷抵
抗、13,14……電圧比較器、15,16……エミッタ抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大本 紀顕 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−146771(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベースに受信機のFM検波出力のSカーブ信
    号が入力されかつエミッタは定電流源に接続される第1
    のトランジスタと、ベースに基準電圧が入力されかつエ
    ミッタは前記定電流源に接続される第2のトランジスタ
    と、一端が前記第1のトランジスタのコレクタに第1の
    カレントミラー回路を介して接続される第1の負荷抵抗
    と、一端が前記第1の負荷抵抗に接続されかつ他端が電
    源端子と接続される第2の負荷抵抗と、一端が前記第2
    のトランジスタのコレクタに第2のカレントミラー回路
    を介して接続される第3の負荷抵抗と、一端が前記第3
    の負荷抵抗に接続されかつ他端が電源端子と接続される
    第4の負荷抵抗と、前記第1のトランジスタのコレクタ
    に第1の入力端が接続されかつ前記第4の負荷抵抗の一
    端に第2の入力端が接続される第1の電圧比較器と、前
    記第2のトランジスタのコレクタに第1の入力端が接続
    されかつ前記第2の負荷抵抗の一端に接続される第2の
    電圧比較器とを備え、第1の電圧比較器と第2の電圧比
    較器のとの和信号を出力信号とするように構成した電圧
    検出回路。
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