JPH08228113A - 電子増幅器の熱時定数を補償するための方法及び装置 - Google Patents

電子増幅器の熱時定数を補償するための方法及び装置

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JPH08228113A
JPH08228113A JP7297619A JP29761995A JPH08228113A JP H08228113 A JPH08228113 A JP H08228113A JP 7297619 A JP7297619 A JP 7297619A JP 29761995 A JP29761995 A JP 29761995A JP H08228113 A JPH08228113 A JP H08228113A
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amplifier
offset voltage
output
wide band
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Knud L Knudsen
クヌート・エル・クヌートセン
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    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】安定性を維持し、同時に、回路コンポーネント
の信号による自己加熱によって発生する、信号による望
ましくないオフセット電圧を有する、高利得で、広帯域
の増幅器の出力信号をほぼ補償するための方法及び装
置。 【解決手段】広帯域増幅器のものと同様の、信号によっ
て熱的に発生するオフセット電圧を生じさせる熱的オフ
セット電圧発生器をる。熱的オフセット電圧発生器の入
力は、広帯域増幅器の出力に結合される。熱的オフセッ
ト電圧発生器の出力を増幅し、低域フィルタリングを施
すことにより、フィルタリングを施した補償信号が生じ
る。フィルタリングを施した補償信号を広帯域増幅器に
送り込むことで、広帯域増幅器の信号によって熱的に発
生するオフセット電圧について、広帯域増幅器の出力信
号がほぼ補償される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は、一般に、電子増幅器に関する
ものであり、とりわけ、広帯域電子増幅器における信号
によって熱的に発生したオフセット電圧の補償に関する
ものである。
【0002】
【発明の背景】電子増幅器における回路コンポーネント
に信号による自己加熱が生じると、増幅器のコンポーネ
ントの放熱に関連した時定数の長い、信号によって熱的
に発生する、望ましくないオフセット電圧が生じること
になる。コンポーネントにおける放熱の時定数、すなわ
ち、周波数依存関係は、コンポーネントの熱特性によっ
て決まり、該熱特性は、さらに、コンポーネントの幾何
学形状及び材料によって決まる。
【0003】一般に、オフセット電圧の大きさは、DC
(直流)において最強になり、ある低コーナ周波数を超
える周波数については、徐々に低下する。例えば、集積
バイポーラ接合トランジスタ・テクノロジの場合、バイ
ポーラ接合トランジスタは、信号によって熱的に発生す
るオフセット電圧の主たる発生源である。これらのオフ
セット電圧の周波数依存関係は、一般に、DCから数百
Hzまでフラットであり、約100MHzを超えると、
微々たるものになる。
【0004】こうした信号によって熱的に発生するオフ
セット電圧の重要性が、とりわけ、広帯域増幅器のステ
ップ応答において示される。ステップ応答は、当初、数
ナノ秒で整定するように見えるが、最終値に向かって、
数ミリ秒にわたって、緩やかにクリープすることにな
る。このタイプの問題は、とりわけ、オシロスコープの
垂直ディスプレイ・チャネルに用いられる、DC結合に
よる高利得の広帯域増幅器において厄介であり、オシロ
スコープの掃引速度を何桁も上回る、こうしたステップ
整定は、ディスプレイのトレースにおいて容易に観測さ
れる。もちろん、このタイプの問題は、他のタイプの電
子計装に用いられる増幅器においても厄介である。
【0005】広帯域で高利得の増幅器の場合、一般に、
安定性、すなわち、振動からの自由度を確保するのは、
困難である。これは、こうした増幅器の応答を平坦化す
るために、多量のネガティブ・フィードバックが用いら
れる場合には、特にその通りである。
【0006】必要なことは、広帯域で、高利得の増幅器
に安定性の問題を導入することなく、信号によって熱的
に発生するオフセット電圧をほぼ補償する方法及び装置
をを提供することにある。
【0007】
【発明の概要】本発明によれば、安定性を維持し、同時
に、増幅器のコンポーネントの信号による自己加熱によ
って発生する、信号による望ましくないオフセット電圧
を有する、高利得で、広帯域の増幅器の出力信号をほぼ
補償するための方法及び装置が得られる。
【0008】本発明によれば、広帯域増幅器のものと同
様の、信号によって熱的に発生するオフセット電圧を生
じさせる熱的オフセット電圧発生器が得られる。熱的オ
フセット電圧発生器の入力は、広帯域増幅器の出力に結
合されて、補償信号を発生するようになっている。補償
信号には、発生器の信号によって熱的に発生するオフセ
ット電圧が含まれている。補償信号を増幅し、低域フィ
ルタリングを施して、フィルタリングを施した補償信号
を生じさせるのが望ましい。フィルタリングを施した補
償信号を広帯域増幅器に送り込むことによって、広帯域
増幅器に熱的に発生したオフセット電圧について、広帯
域増幅器の出力信号がほぼ補償される。
【0009】低域フィルタリングのコーナ周波数は、信
号によって熱的に発生するオフセット電圧が微々たるも
のになる周波数とほぼ一致するように選択される。従っ
て、フィルタリングを施した補償信号には、補償を必要
とする低周波成分が含まれているが、別様にノイズを加
え、高利得で広帯域の増幅器の安定性を知らぬ間に損な
うことになる高周波成分は含まれていない。
【0010】本発明の教示によれば、広帯域増幅器の必
要とされる利得の平坦化は、一般に、10%未満であ
る。従って、必要な量のフィルタリングを施した信号を
広帯域増幅器に送り込むことによって、直流(DC)に
近い極めて低い周波数において、10%未満のループ利
得が生じ、それより多少高いが、やはり、広帯域増幅器
の帯域エッジより低い周波数において、ゼロまで減少す
る。従って、ループ利得の大きい従来のネガティブ・フ
ィードバックを利用する場合に、別様であれば生じる、
利得のクロスオーバ及び安定性の問題が生じない。
【0011】本発明の他の態様及び利点については、本
発明の原理を例示した添付の図面に関連して示される、
以下の詳細な説明において明らかになるであろう。
【0012】
【好適な実施例の詳細な説明】図1には、本発明のブロ
ック図が示されている。本発明は、安定性を保持し、同
時に、信号によって望ましくないオフセット電圧が熱的
に発生する広帯域電子増幅器の出力信号をほぼ補償す
る。望ましい実施例の場合、増幅器は、DC結合をな
し、広帯域であって、例えば、DCから500メガヘル
ツまたはそれ以上に及ぶ帯域をほぼ含むことになる。本
発明によれば、広帯域増幅器のものと同様の、信号によ
って熱的に発生するオフセット電圧を生じさせる熱的オ
フセット電圧発生器104が、得られる。
【0013】図1に示すように、熱的オフセット電圧発
生器104の入力は、広帯域増幅器の出力に結合され
て、補償信号を発生するようになっている。補償信号に
は、発生器の信号によって熱的に発生するオフセット電
圧が含まれている。熱的オフセット電圧発生器には、可
調整利得増幅器105を結合するのが望ましい。可調整
利得増幅器は、較正手順の間、広帯域増幅器に関して可
能性のある最良のフラットな周波数応答が得られるよう
に調整を加えるのが望ましい。
【0014】低域フィルタ109は、可調整利得増幅器
105の出力に結合されている。低域フィル他109に
よって、フィルタリングを施した補償信号が得られる。
低域フィルタリングのコーナ周波数は、信号によって熱
的に発生するオフセット電圧が微々たるものになる周波
数にほぼ一致するように選択される。従って、フィルタ
リングを施した補償信号には、補償に必要な低周波数成
分が含まれているが、別様にノイズを加え、高利得で広
帯域の増幅器の安定性を知らぬ間に損なうことになりが
ちな高周波成分は含まれていない。
【0015】フィルタリングを施した補償信号は、適合
するノードから広帯域増幅器に送り込まれ、広帯域増幅
器のオフセット電圧について、広帯域増幅器の出力信号
がほぼ補償される。フィルタリングを施した補償信号
は、広帯域増幅器のカスコード段の電流総和ノードと結
合された回路経路によって送り込まれるのが望ましい。
しかし、増幅器の入力または増幅器の出力に配置された
適合するノード、または、その間の適合するさまざまな
ノードから補償信号を送り込むことによって、有益な結
果が得られるので、本発明が、カスコード段の電流総和
ノードからの送り込みに限定されるものではないことは
明らかである。従って、広帯域増幅器には、カスコード
段を含める必要はない。
【0016】図2は、図1に示す回路が、望ましいバイ
ポーラ接合トランジスタ・テクノロジにおいて実施され
る場合に適用可能な、図1の本発明の望ましい実施例を
示す略図である。トランジスタQ1は、図2に示すよう
に、望ましい、DC結合をなす、高利得で、広帯域の増
幅器A1の出力に結合される。該トランジスタは、その
自己加熱によって、整定時定数が長くなる、広帯域増幅
器のデバイスとほぼ同じ幾何学形状を備えるように構成
されている。
【0017】トランジスタQ1は、定エミッタ電流で動
作し、そのベースは、定電圧Vbに保たれる。トランジ
スタのコレクタは、広帯域増幅器A1の出力によって駆
動されるので、トランジスタにおいて消費される電力
は、広帯域増幅器の出力信号レベルに応じて線形に変化
する。従って、トランジスタQ1は、広帯域増幅器のも
のと同様の、信号によって熱的に発生するオフセット電
圧を生じることになる。
【0018】定電流のベース・エミッタ電圧は、デバイ
スの温度上昇につれて低下する。結果として、ベース・
エミッタ電圧には、信号に比例するが、適合する熱時定
数による低域フィルタリングが施された成分が含まれる
ことになる。ベース・エミッタ電圧のこの熱成分は、可
調整利得増幅器A2において増幅され、低域フィルタL
PFを介して広帯域増幅器A1の適合するノードに送り
込まれる補償信号に含まれる。
【0019】トランジスタQ1のベース・エミッタ電圧
には、帯域幅変調によって生じる、広帯域増幅器出力の
成分も含まれている。しかし、この成分は、周波数に関
係なく、わずかであり、従って、ほぼ無視することが可
能である。
【0020】極めて高い周波数の場合、トランジスタQ
1のコレクタにおける信号は、トランジスタのベース抵
抗及び固有のコレクタ・ベース容量のため、エミッタ端
子に送られる。しかし、この信号伝送は、広帯域増幅器
の入力による熱利得の変化が微々たるものである周波数
においてしか生じない。従って、この信号は、トランジ
スタのエミッタ端子に送られるが、その後、低域フィル
タLPFによって除去される。
【0021】図3は、100ヘルツ(100Hz)から
100メガヘルツ(100MHz)に及ぶ周波数範囲に
おける、図2の実施例の周波数応答測定とDC結合広帯
域増幅器単独の周波数応答測定を比較した図である。第
1のトレース301には、広帯域増幅器単独の周波数応
答が示されている。第1のトレースに示す強調された低
周波成分は、信号によって熱的に発生する、広帯域増幅
器の出力信号における望ましくないオフセット電圧を表
している。第2のトレースは、図2の実施例の周波数応
答を示している。第1のトレース301と第2のトレー
ス302を比較すると明らかなように、本発明によって
得られる補償によって、広帯域増幅器の信号によって熱
的に発生する望ましくないオフセット電圧が有効に減少
する。
【0022】図4は、図1の発明のもう1つの望ましい
実施例を示す略図である。図3に示すように、2つのト
ランジスタQ2、Q3は、互いに結合されている。2つ
のトランジスタは、その自己加熱によって整定時定数が
長くなる、広帯域増幅器A1のデバイスとほぼ同じ幾何
学形状を備えている。
【0023】トランジスタQ2のコレクタ・ベース電圧
は、ゼロであり、一方、トランジスタQ3のコレクタ・
ベース電圧は、定電圧Vcb3である。2つのトランジ
スタにおけるエミッタ電流は、同じであり、広帯域増幅
器の出力電圧のほぼ一次関数である。
【0024】熱的効果がなければ、2つのトランジスタ
Q2、Q3のそれぞれにおけるそれぞれのベース・エミ
ッタ電圧の変動は、ほぼ同じになる。しかし、第2のト
ランジスタQ3において消費される電力は、第1のトラ
ンジスタQ2において消費される電力よりも大きい。従
って、トランジスタQ3のベース・エミッタ電圧の熱的
に発生する成分は、トランジスタQ2のベース・エミッ
タ電圧の熱的に発生する成分を上回る。
【0025】フィルタリングを施した補償信号は、2つ
のトランジスタのそれぞれにおけるそれぞれのベース・
エミッタ電圧間の差を測定し、可調整利得増幅器A2を
用いて、その差を増幅し、さらに、低域フィルタLPF
を利用して、増幅された差にフィルタリングを施すこと
によって導き出される。こうして導き出されるフィルタ
リングを施された補償信号は、ベース幅変調成分がほと
んどないが、図3に示す実施例は、図2に示す、既に詳
細な説明を加えた実施例よりも複雑である。フィルタリ
ングを施した補償信号を広帯域増幅器の適合するノード
に送り込むと、信号によって熱的に生じるオフセット電
圧について、広帯域増幅器の出力信号がほぼ補償され
る。
【0026】本発明によれば、安定性を維持し、同時
に、信号によって望ましくないオフセット電圧が熱的に
発生する、高利得で、広帯域の電子増幅器の出力信号を
ほぼ補償するための方法及び装置が得られる。本発明の
特定の実施例について解説し、例示したが、本発明は、
こうして解説し、例示した特定のテクノロジ、形態、ま
たは、部品の構成に限定されるものではなく、本発明の
範囲及び精神を逸脱せずに、さまざまな修正及び変更を
加えることが可能である。従って、本発明は、付属の請
求の範囲内において、詳細に解説し、例示したものとは
別様に実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のブロック図である。
【図2】図1の発明の望ましい実施例を示す略図であ
る。
【図3】図2の実施例の周波数応答測定と広帯域増幅器
単独の周波数応答を比較する図である。
【図4】図1の発明のもう1つの望ましい実施例を示す
略図である。
【符号の説明】
101:広帯域増幅器 104:熱的オフセット電圧発生器 105:可調整利得増幅器 109:低域フィルタ Q1:トランジスタ Q2:トランジスタ Q3:トランジスタ A1:広帯域増幅器 A2:可調整利得増幅器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】信号によって望ましくないオフセット電圧
    が熱的に発生する広帯域電子増幅器の出力信号をほぼ補
    償するための方法において、 広帯域増幅器のものと同様の、信号によって熱的に発生
    するオフセット電圧を生じさせる熱的オフセット電圧発
    生器を設けるステップと、 熱的オフセット電圧発生器の入力を広帯域増幅器の出力
    に結合して、補償信号を発生するステップと、 補償信号を広帯域増幅器に送り込み、信号によって熱的
    に発生した望ましくないオフセット電圧について、広帯
    域増幅器の出力信号をほぼ補償するステップから構成さ
    れる、 補償方法。
  2. 【請求項2】さらに、補償信号に低域フィルタリングを
    施すステップが含まれることを特徴とする、請求項1に
    記載の補償方法。
  3. 【請求項3】信号によって望ましくないオフセット電圧
    を熱的に発生する広帯域電子増幅器と、 その入力が広帯域増幅器の出力に結合され、その出力か
    ら補償信号を送り出すようになっている、広帯域増幅器
    のものと同様の、信号によって熱的に発生するオフセッ
    ト電圧を生じさせる熱的オフセット電圧発生器と、 補償信号を広帯域増幅器に送り込み、信号によって熱的
    に発生する望ましくないオフセット電圧について、広帯
    域増幅器の出力信号をほぼ補償する手段から構成され
    る、 装置。
  4. 【請求項4】さらに、広帯域増幅器及び熱的オフセット
    電圧発生器に結合されて、補償信号にフィルタリングを
    施す低域フィルタが設けられていることを特徴とする、
    請求項3に記載の装置。
  5. 【請求項5】さらに、熱的オフセット電圧発生器に結合
    された可調整利得増幅器が設けられていることを特徴と
    する、請求項3に記載の装置。
JP7297619A 1994-10-21 1995-10-20 電子増幅器の熱時定数を補償するための方法及び装置 Pending JPH08228113A (ja)

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6765802B1 (en) 2000-10-27 2004-07-20 Ridley Engineering, Inc. Audio sound quality enhancement apparatus
US7474536B2 (en) * 2000-10-27 2009-01-06 Ridley Ray B Audio sound quality enhancement apparatus and method
US6784746B1 (en) 2003-04-17 2004-08-31 Agilent Technologies, Inc. Circuit and method for correcting thermal deviations of one or more output signals from an amplifier with early effect compensation
US20090235691A1 (en) * 2004-03-31 2009-09-24 The Coca-Cola Company System and Method for Configuring a Glass Hardening System Capable of Transition between Configurations for Annealing and Tempering Glass Objects
US7124640B1 (en) 2005-07-13 2006-10-24 Mks Instruments, Inc. Thermal mounting plate for heated pressure transducer
US7514997B2 (en) * 2006-09-11 2009-04-07 Lecroy Corporation Common mode regulation for thermal tail compensation
US7504886B2 (en) * 2006-09-11 2009-03-17 Lecroy Corporation Thermal tail compensation
US9871495B2 (en) * 2015-05-12 2018-01-16 Texas Instruments Incorporated Thermal compensation for amplifiers

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3418592A (en) * 1966-01-14 1968-12-24 Motorola Inc Direct coupled amplifier with temperature compensating means
US3753139A (en) * 1971-05-13 1973-08-14 Bell & Howell Co Combined temperature compensation and zero-offset control
JPS57185709A (en) * 1981-05-12 1982-11-16 Japan Radio Co Ltd Compensation circuit for operating point for transistor linear amplifier
US4442410A (en) * 1981-10-29 1984-04-10 Halliburton Company Temperature stabilized amplifier for borehole use
JPS5977707A (ja) * 1982-10-26 1984-05-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイアス回路装置
JPS59141806A (ja) * 1983-02-03 1984-08-14 Nec Corp 増幅回路
JPS6022812A (ja) * 1983-07-19 1985-02-05 Anritsu Corp Mosfet増幅器
JPS61135210A (ja) * 1984-12-05 1986-06-23 Fujitsu Ltd オフセツト電圧補償方法
JPH02134005A (ja) * 1988-11-15 1990-05-23 Meidensha Corp 直流増幅装置
US5008632A (en) * 1989-10-31 1991-04-16 International Business Machines Corporation Temperature compensated feedback circuit for setting and stabilizing amplifier DC bias points
US5200654A (en) * 1991-11-20 1993-04-06 National Semiconductor Corporation Trim correction circuit with temperature coefficient compensation
GB2263034B (en) * 1991-12-30 1996-05-01 Harris Corp Radio frequency amplifiers
FR2690795B1 (fr) * 1992-04-29 1994-07-29 Velec Sa Procede de controle de la polarisation d'un dispositif d'amplification et dispositif mis en óoeuvre pour ce controle.
US5331291A (en) * 1992-12-17 1994-07-19 Krell Industries, Inc. Circuit and method for adjusting the bias of an amplifier based upon load current and operating temperature

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US5483199A (en) 1996-01-09
EP0708523A3 (en) 1997-08-20
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