JPH0878958A - 直線検波回路 - Google Patents

直線検波回路

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JPH0878958A
JPH0878958A JP6215064A JP21506494A JPH0878958A JP H0878958 A JPH0878958 A JP H0878958A JP 6215064 A JP6215064 A JP 6215064A JP 21506494 A JP21506494 A JP 21506494A JP H0878958 A JPH0878958 A JP H0878958A
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transistor
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Hisashi Tokuda
尚志 徳田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は直線検波回路に関し、十分な直線性
を確保でき、かつ、高周波領域で使用できる周波数特性
を実現できることを目的とする。 【構成】 トランジスタQ261 ,Q262 による差動増幅
器21、出力トランジスタQ263 、及び積分回路22に
より、入力電圧VI を半波整流した出力電圧VOU T を生
成する。クランプ回路23は、クランプ用基準電圧源2
4、クランプ用トランジスタQ155 からなり、出力電圧
VOUT の低レベル側を基準電圧Vref1にクランプする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直線検波回路に係り、特
に、集積回路で構成した直線検波回路に関する。
【0002】
【従来の技術】各種の電子機器では、交流入力信号の振
幅に対応した直流出力電圧を生成する直線検波回路が広
く用いられている。
【0003】従来のディスクリート回路で構成した直線
検波回路では、順方向電圧VF の小さいショットキバリ
アダイオードを使用して、直線性を確保している。
【0004】集積回路で直線検波回路を構成する場合、
順方向電圧VF の小さいダイオードを作ることが難し
い。このため、従来、集積回路で構成した直線検波回路
では、演算増幅器(OPアンプ)を使用した絶対値回路
が使用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、演算増幅器
(OPアンプ)を使用した絶対値回路は、直線性を確保
できるものの、周波数特性が不十分で、高周波領域では
使用できないという問題がある。
【0006】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、十分な直線性を確保でき、かつ、高周波領域で使用
できる直線検波回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、第1
の入力端子に入力電圧が供給される差動増幅器と、前記
差動増幅器の出力端子にベースが接続され、エミッタが
前記差動増幅器の第2の入力端子に接続された出力トラ
ンジスタと、前記出力トランジスタのエミッタに接続さ
れた積分回路と、前記出力トランジスタのエミッタに生
成される出力電圧の低レベル側を、無信号時の前記入力
電圧に等しい第1の基準電圧にクランプするクランプ回
路とよりなる構成とする。
【0008】請求項2の発明では、前記クランプ回路
は、前記出力トランジスタのエミッタにエミッタが接続
されたクランプ用トランジスタと、前記クランプ用トラ
ンジスタのベースに第2の基準電圧を供給するクランプ
用基準電圧源とよりなる。
【0009】
【作用】請求項1の発明では、ダイオードを用いずに、
差動増幅器,出力トランジスタ,及び積分回路を組み合
わせた回路で検波を行い、クランプ回路により、微小な
入力信号に対する直線性を良好としている。
【0010】このため、順方向電圧の小さなダイオード
が使用できない場合でも、十分な直線性を確保しつつ、
入力電圧の交流信号振幅に対応した出力電圧を生成する
ことを可能とする。また、必要最小限の増幅用トランジ
スタで構成できるため、高周波領域でも使用できる周波
数特性を実現することを可能とする。
【0011】請求項2の発明では、出力電圧が第1の基
準電圧を下回ろうとすると、クランプ用トランジスタが
導通して、出力電圧を第1の基準電圧にクランプする。
クランプ用トランジスタとクランプ用基準電圧源とから
なる簡単な回路構成で、微小な入力信号に対する直線性
を良好とするクランプ回路を構成することを可能とす
る。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例の直線検波回路12
の回路図を示す。直線検波回路12は、例えば、集積回
路として、同一チップ上に構成される。
【0013】直線検波回路12は、エミッタを共通接続
したトランジスタQ261 ,Q262 、電流源J2 ,J1 よ
り構成される差動増幅器21と、差動増幅器21の出力
端子であるトランジスタQ262 のコレクタにベースが接
続され、エミッタが差動増幅器21の第2の入力端子で
あるトランジスタQ262 のベースに接続された出力トラ
ンジスタQ263 と、コンデンサC121 及び抵抗R121 か
らなる積分回路22と、クランプ用基準電圧源24及び
クランプ用トランジスタQ155 からなるクランプ回路2
3と、飽和防止用トランジスタQ409 とで構成される。
【0014】クランプ用基準電圧源24は、第1の基準
電圧Vref1を供給する基準電圧源E 1 、ダイオード接続
のトランジスタQ157 、及び抵抗R427 が、電源電圧V
ccの電源端子と接地間に接続されて構成されている。
【0015】差動増幅器21の第1の入力端子であるト
ランジスタQ261 のベースは、入力端子16に接続され
ると共に、抵抗R122 を介して基準電圧源E1 に接続さ
れている。また、トランジスタQ263 のエミッタに生成
される出力電圧VOUT は、端子17から出力される。
【0016】トランジスタQ409 のベースは基準電圧源
24の出力端子19に接続され、エミッタはトランジス
タQ262 のコレクタに接続されている。トランジスタQ
155のベースは基準電圧源24の出力端子19に接続さ
れ、エミッタはトランジスタQ263 のエミッタに接続さ
れている。
【0017】なお、トランジスタQ261 ,Q263 ,Q
409 ,Q155 のコレクタは、電源電圧Vccの電源端子に
接続されている。また、コンデンサC121 及び抵抗R
121 の一端は、トランジスタQ263 のエミッタに接続さ
れ、他端は接地されている。
【0018】また、トランジスタQ157 のエミッタ面積
は、トランジスタQ155 のエミッタ面積のn倍に設定し
ている。これにより、トランジスタQ157 のベース・エ
ミッタ間電圧VBEを、トランジスタQ155 のベース・エ
ミッタ間電圧VBEよりも、ΔVBE=(KT/q)ln
(n) だけ小さく設定している。
【0019】(但し、K:ボルツマン定数,T:絶対温
度,q:電子の電荷) 基準電圧源24の第2の基準電圧Vref2が、基準電圧源
E1 の第1の基準電圧Vref1にトランジスタQ155 のベ
ース・エミッタ間電圧を加算した電圧より僅かに低い電
圧になるように、上記ΔVBEを適切に設定してある。
【0020】また、電流源J1 の電流I1 は、電流源J
2 の電流I2 の約1/2に設定してある。
【0021】以下に、直線検波回路12の動作について
説明する。図2は、入力電圧VI と出力端子17から出
力される出力電圧VOUT の説明図を示す。
【0022】差動増幅器21の出力信号が、トランジス
タQ263 のベース,エミッタを介して、トランジスタQ
262 のベースに負帰還される。このため、積分回路22
のコンデンサC121 が無いとすると、トランジスタQ
261 ,Q262 が常にバランスして、トランジスタQ261
のベース電位とトランジスタQ262 のベース電位が、ほ
ぼ入力電圧VI に等しい同電位となる。
【0023】図2(A)は、入力信号Vinの振幅が大き
い場合の説明図である。図2(A)の破線で示すよう
に、入力電圧VI は、無信号時に、基準電圧Vref1に等
しい直流電圧であり、入力交流信号Vinがある場合に
は、基準電圧Vref1に対して、交流振幅分だけ変動す
る。
【0024】ここで、入力信号Vinが無く、出力端子1
7の出力電圧VOUT が基準電圧Vre f1であった状態か
ら、入力信号Vinが供給されて、入力電圧VI が基準電
圧Vre f1から上昇する場合を考える。
【0025】この場合、トランジスタQ261 ,Q262 が
バランスした状態で動作して、トランジスタQ262 のベ
ース、即ち、出力端子17の出力電圧VOUT は、入力電
圧V I とほぼ等しい電圧として上昇する。この際、トラ
ンジスタQ263 のエミッタからコンデンサC121 に電流
が供給されて、コンデンサC121 が入力電圧VI と等し
い電圧に充電される。
【0026】入力信号Vinが最大値に達した後、下降し
て、入力電圧VI が下降すると、入力電圧VI と等しい
トランジスタQ261 のベース電圧が下降するのに伴い、
トランジスタQ262 のコレクタ電流が増加する。これに
より、トランジスタQ263 のベース電流、及び、エミッ
タ電流が減少して、トランジスタQ262 のベース電圧を
下げようとする。しかし、積分回路22のコンデンサC
121 に充電されているため、トランジスタQ263 のエミ
ッタ電流が0になっても、コンデンサC121 ,抵抗R
121 の時定数で決まる変化率でしか、出力電圧VOUT は
減少しない。
【0027】このため、入力電圧VI が下降するのにつ
れて、トランジスタQ263 はオフとなり、トランジスタ
Q262 にコンデンサC121 からベース電流が供給され、
電流源J1 の電流I1 は全てトランジスタQ262 に流入
する。この際、トランジスタQ261 もオフとなる。この
状態で、出力電圧VOUT は、図2の実線で示すように、
積分回路22の時定数で減少する。
【0028】入力電圧VI が最少値に達した後、再び上
昇して、出力電圧VOUT に一致すると、トランジスタQ
261 ,Q263 が再びオンとなり、トランジスタQ261 ,
Q26 2 がバランスして動作する。これにより、出力電圧
VOUT は、入力電圧VI と同様に上昇して、コンデンサ
C121 が充電される。
【0029】上記のようにして、入力信号Vinを含む入
力電圧VI を半波整流して積分した出力電圧VOUT が、
出力端子17から出力される。なお、積分回路22の時
定数を適切に設定することにより、出力電圧VOUT は、
入力信号Vinの振幅に対応して変化する、ほぼ直流の電
圧とすることができる。
【0030】飽和防止用トランジスタQ409 は通常オフ
であるが、トランジスタQ262 のコレクタ電圧が下降し
て、基準電圧Vref1以下になろうとすると、ベースが基
準電圧Vref2であるトランジスタQ409 がオンとなり、
トランジスタQ262 が飽和することを防止する。従っ
て、トランジスタQ262 の飽和による直線性の低下を防
止できる。
【0031】図2(B)は、入力信号Vinが微小信号の
場合の説明図である。入力信号Vinが微小信号の場合に
は、入力電圧VI が基準電圧Vref1以下で、積分回路2
2が放電されている期間に、出力電圧VOUT が、基準電
圧Vref1以下になろうとする。このとき、通常オフであ
るクランプ用トランジスタQ155 がオンとなり、出力電
圧VOUT の低レベル側を、ほぼ、基準電圧Vref1にクラ
ンプする。このため、出力電圧VOUT は、図2(B)実
線で示すように、基準電圧Vref1に対して、半波整流し
た波形となる。
【0032】従って、クランプ回路23の働きにより、
入力信号Vinが微小信号の場合でも、入力信号Vinの振
幅に正確に対応して変化する出力電圧VOUT を得ること
ができる。
【0033】図3は、入力信号Vinと出力電圧VOUT の
関係の説明図を示す。図3の実線で示すように、入力信
号Vinが微小信号の場合も含めて、良好な直線性を確保
することができる。
【0034】仮に、クランプ回路23が無いとすると、
微小信号の場合には、図2(B)の一点鎖線で示すよう
に、入力電圧VI が基準電圧Vref1以下で、積分回路2
2が放電されている期間に、出力電圧VOUT が、基準電
圧Vref1を下回ってしまう。この結果、図3の破線で示
すように、入力信号Vinが微小信号の場合の直線性が悪
くなる。
【0035】なお、前記のように、トランジスタQ157
のエミッタ面積をトランジスタQ15 5 のエミッタ面積の
n倍に設定して、ベース・エミッタ間電圧の差ΔVBEを
設定している。このため、無信号時には、トランジスタ
Q155 はオフの状態を維持しており、トランジスタQ
261 ,Q262 ,Q263 の動作状態に影響を与えることは
ない。
【0036】上記のように、直線検波回路12では、順
方向電圧の小さなダイオードが使用できない集積回路の
場合でも、十分な直線性を確保しつつ、入力電圧VI の
信号Vinの振幅に対応して変化する出力電圧VOUT を生
成することができる。
【0037】また、直線検波回路12は、必要最小限の
増幅用トランジスタを用いて構成しているため、トラン
ジスタの特性を適切に設定することで、高周波まで良好
な周波数特性とすることができ、1MHzを越える高周
波領域まで、十分良好な特性を発揮することができる。
【0038】また、クランプ用トランジスタQ155 とク
ランプ用基準電圧源24とからなる簡単な回路構成で、
微小な入力信号に対する直線性を良好とするクランプ回
路を構成することができる。
【0039】
【発明の効果】上述の如く、請求項1の発明によれば、
ダイオードを用いずに、差動増幅器,出力トランジス
タ,及び積分回路を組み合わせた回路で検波を行い、ク
ランプ回路により、微小な入力信号に対する直線性を良
好としているため、順方向電圧の小さなダイオードが使
用できない場合でも、十分な直線性を確保しつつ、入力
電圧の交流信号振幅に対応した出力電圧を生成すること
ができ、また、必要最小限の増幅用トランジスタで構成
できるため、高周波領域でも使用できる周波数特性を実
現することができる等の特長を有する。
【0040】請求項2の発明によれば、クランプ用トラ
ンジスタとクランプ用基準電圧源とからなる簡単な回路
構成で、微小な入力信号に対する直線性を良好とするク
ランプ回路を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の直線検波回路の回路図であ
る。
【図2】入力電圧と出力電圧の説明図である。
【図3】入力信号と出力電圧の関係の説明図である。
【符号の説明】
12 直線検波回路 21 差動増幅器 22 積分回路 23 クランプ回路 Q155 クランプ用トランジスタ 24 クランプ用基準電圧源 E1 基準電圧源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の入力端子に入力電圧が供給される
    差動増幅器と、 前記差動増幅器の出力端子にベースが接続され、エミッ
    タが前記差動増幅器の第2の入力端子に接続された出力
    トランジスタと、 前記出力トランジスタのエミッタに接続された積分回路
    と、 前記出力トランジスタのエミッタに生成される出力電圧
    の低レベル側を、無信号時の前記入力電圧に等しい第1
    の基準電圧にクランプするクランプ回路とよりなること
    を特徴とする直線検波回路。
  2. 【請求項2】 前記クランプ回路は、 前記出力トランジスタのエミッタにエミッタが接続され
    たクランプ用トランジスタと、 前記クランプ用トランジスタのベースに第2の基準電圧
    を供給するクランプ用基準電圧源とよりなることを特徴
    とする請求項1記載の直線検波回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003075520A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Uchihashi Estec Co Ltd 磁界検出回路
KR20110075533A (ko) * 2009-12-28 2011-07-06 엘지전자 주식회사 조리 기기의 제어 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003075520A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Uchihashi Estec Co Ltd 磁界検出回路
KR20110075533A (ko) * 2009-12-28 2011-07-06 엘지전자 주식회사 조리 기기의 제어 장치

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