JPH1155109A - 電流源回路 - Google Patents

電流源回路

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Publication number
JPH1155109A
JPH1155109A JP9206312A JP20631297A JPH1155109A JP H1155109 A JPH1155109 A JP H1155109A JP 9206312 A JP9206312 A JP 9206312A JP 20631297 A JP20631297 A JP 20631297A JP H1155109 A JPH1155109 A JP H1155109A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
current source
temperature
source circuit
resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP9206312A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideshi Yamamoto
日出士 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH1155109A publication Critical patent/JPH1155109A/ja
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数変調方式における一連のモノリシック
IC化電子回路の抵抗と同一種類の抵抗を使用し、周囲
温度の変化に対して電圧制御発振器(VCO)の中心周波
数(f0)を調整する電流の温度変動を補償する電流源回
路を提供することを目的とする。 【解決手段】 電流値が温度変動しない電流源1と電流
値が温度に比例する電流源2を縦続に接続し、その間に
発生する差電流の方向を制限するダイオード6と電流源
1の飽和を防ぐPNPトランジスタ4を備えた補正電流
源回路を、抵抗値と制御電圧で電流を発生するそれ自体
公知の被補正電流源回路に付加してなる構成により、抵
抗の2次の温度係数によって生ずるf0温度変動を、1
次折れ線近似で補正して、温度変動を大幅に減少させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主にVTRのステ
レオ音声信号処理の周波数変調を行う電圧制御発振器
(VCO)に供給され中心周波数(以下、f0と記す)の値
を決定する電流の温度補償を行うための電流源回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】VTRのステレオ音声信号処理に使用さ
れるVCOのf0は、VHS規格の中で、TYP±10kHz
と定められており、一番厳しいPAL方式では、±0.56
%以内に収める精度が要求される。近年はその必要な精
度を保ちつつ無調整化を具現しようとの傾向にあり、そ
のためにPLLすなわちフェーズロックループやツェナ
ーザッピング技術が用いられている。ツェナーザッピン
グ技術は、バイポーラトランジスタに内在するエミッタ
・ベースダイオード部分に逆バイアスを印加し、強い電
界によりエミッタ−ベース間の接合を破壊して短絡させ
る技術で、これにより、バイポーラのROMを構成する
ことを可能にするものである。すなわち、図5に示す回
路システムではROMに書き込むことにより前述の無調
整が可能となる。その無調整を実現する中でVCOのf
0の温度補償を同時に行うには、従来は図5に示す抵抗1
9として温度係数が小さくかつ高精度の抵抗を使用し
て、VCOの調整電流源を構成していた。以下に、従来
のVCOのf0の温度補償方法について説明する。
【0003】図5において、7はVCOのf0の調整電
流源出力端子、19は温度係数が小さく且つ高精度な抵抗
である。被変調電流信号は、被変調電流信号入力端子12
より入力され、前述のf0調整電流と混合され、VCO1
5に入力される。VCO15は、被変調電流信号の振幅に
比例して発振周波数が変化するので、f0を中心として
周波数変調された信号として周波数変調出力端子16より
出力される。
【0004】f0の調整は、被変調信号が無入力の時に
周波数変調出力端子16をモニターし、f0が前述の規格
内に収まるように、D/A変換器17の出力を決定付ける
値を、ROM18に書き込むことでもって完了する。
【0005】一般的にVCOの発振周波数出力fについ
ては、VCO入力電流Iと充放電される容量値Cに対し
て次式の関係が成立する。
【0006】
【数1】f∝I/C VCO入力電流Iは、被変調信号入力I1とf0調整電流
0の和で表され、被変調信号が無入力の時には、(数
1)より次式が成り立つ。
【0007】
【数2】f0∝I0/C 一方、f0が調整された時点のD/A変換器の電流調整
端子11のf0制御電圧をV 0とし、電流変換する抵抗19の
抵抗値をRとすると、f0の調整電流I0は次式で示され
る。
【0008】
【数3】I0=V0/R よって、(数2)は(数3)を用いて、次式に書き換えられ
る。
【0009】
【数4】f0∝V0/(R×C) V0及びCの温度変動は無視できるので、抵抗19に温度
係数の小さな抵抗を使用することによって、f0の温度
補償が行われることとなる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、前述したように抵抗として極端に温度係数の
小さな素子を選択する必要があり、必然的にモノリシッ
クIC化する上で、外付けの部品とならざるをえなかっ
た。また、この外付け部品化された抵抗は、前述の精度
のf0規格を満たしつつ、データの互換性を確保するた
めに±0.1%程度の高精度が要求され、そのために必然
的に部品として高価な物となった。
【0011】かくして本発明は従来の技術における上述
の問題点を解決することに指向するもので、その主要な
目的は、周波数変調方式を構成する一連のモノリシック
IC化電子回路に含まれる抵抗と同一種類の抵抗を使用
しても尚、周囲温度の変化に対してf0調整用電流の温
度変動を補償することのできる、新規にして有用性のあ
る温度補償用電流源回路を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めの本発明に係る温度補償用電流源回路は、第1に、少
なくとも1次の温度係数を有する抵抗の両端に電圧を印
加して出力端子対に前記電圧の値に応じた電流を取り出
す電流源回路において、前記出力端子対の電流を、所定
の温度を境にして固定電流と前記1次の温度係数に応じ
て変化する1次温度変化電流とで近似し、前記温度の変
化に対する増減の方向が前記1次温度変化電流のそれと
逆であり、かつ前記固定電流と前記1次温度変化電流の
差電流値にほぼ等しい電流を出力する温度補償用回路
を、前記抵抗もしくは前記出力端子対に並列に接続して
なるものであり、さらに第2に、前記温度補償用回路
が、温度に対してほぼ固定の電流を出力する第1の電流
源と、第1の電流源と縦続接続され温度に比例した電流
を出力する第2の電流源と、第1及び第2の電流源の接
続部に一端が接続され前記接続部に発生する差電流の方
向を制限するダイオードとを備え、前記ダイオードの他
端を前記抵抗の一端に接続したことを特徴とする。
【0013】これにより、周波数変調を行う一連の回路
の抵抗と同一種類の抵抗を使用し、周囲温度の変化に対
してf0調整用電流の温度変動を補償する温度補償機能
を有する電流源回路が得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、補償対象である電流源回路はそれ自体公知のように
温度係数の大きな通常の抵抗を使用して構成するととも
に、電流値が温度変動しない第1の電流源と電流値が温
度に比例する第2の電流源を縦続に接続して設け、その
間に発生する差電流の方向を制限するダイオードと電流
源1の飽和を防ぐPNPトランジスタを備えた補正電流
源回路をこの被補正電流源回路と並列に付加してなるも
のであり、従来の電流源部分で発生するf0調整用電流
の温度変動を有効に補償するという作用を有する。
【0015】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。
【0016】図1は本発明の温度補償機能を有する電流
源回路の一実施の形態を示すものであり、図1におい
て、1は温度変動しない電流源、2は電流値が温度に比
例する電流源、3,5は基準電圧端子、4は電流源1の
飽和を防止するPNPトランジスタ、6は電流出力の方
向を制限するダイオード、7は電流源の出力端子、8は
NPNトランジスタ、9は抵抗、10は演算増幅器、11は
電流調整端子である。
【0017】NPNトランジスタ8と、抵抗9及び演算
増幅器10で構成される電流源、つまり被補正電流源回路
は従来と同じ構成であるが、使用される抵抗9の温度変
動によって発生するf0調整電流の温度変動に対して、
電流源1及び電流源2の差電流をダイオード6で一方向
に限定して被補正電流源に加算して補正する補正電流源
を構成している。
【0018】以上のように構成された本発明の温度補償
機能を有する電流源回路について、以下その動作を説明
する。
【0019】まず、温度に対する補正電流を出力する補
正電流源回路を除いた従来の電流源構成部分、すなわち
被補正電流源回路において温度係数の無視できない抵抗
を使用した場合のf0調整電流の温度変動は以下のよう
に示される。
【0020】モノリシックIC上で形成される拡散抵抗
の周囲温度Taに対する抵抗値の変化は、基準温度25℃
の抵抗値を基準抵抗R1として次式で一般的に示され
る。
【0021】
【数5】 R=R1×{Tc1×(Ta−25)+Tc2×(Ta−25)2} ここで、Tc1は1次の温度係数、Tc2は2次の温度係数
である。
【0022】補正電流の付加を無視した場合の図1の電
流源出力端子7の出力電流は、(数3)で計算され図3の
ような周囲温度に対して2次関数の特性となる。
【0023】実使用上の周囲温度範囲をTa1からTa2
でとすれば、この2次関数の特性はTa1時の調整電流値
01とTa=25℃時の調整電流値I0(25)とTa2時の調整
電流値I02を用いて折れ線を持つ1次の関数で図3の破
線のように近似される。I01で正規化すると温度特性
を持つ1次関数部分のf調整電流は次式で示される。
【0024】
【数6】I0=a×(Ta−25)/(Ta2−25)+b ここで、a=I0(25)−I02、b=I01−I0(25)であ
る。
【0025】この電流式の逆極性の電流は図4に示され
るが、これを補正電流として加えれば、実使用上の温度
範囲でf0調整電流の温度変化を大幅に減少させること
が可能となる。そこで、以下において、付加される補正
電流源回路部分について説明する。
【0026】図1における第1の電流源1は、温度変動
を持たない電流源で、一般的にバンドギャップ基準電圧
回路を用いて容易に作られる。一方、温度に比例する電
流源2は、前述のバンドギャップ基準電圧回路の回路電
流をカレントミラーで抽出することにより容易に作るこ
とができる。なお、図2は、これらの電流源の一構成例
を示したもので、電流源出力端子20が図1の第1の電流
源1の出力部の端子20に相当し、電流源出力端子21が図
1の第2の電流源2の出力部の端子21に相当する。
【0027】図1において、電流源1及び電流源2間の
差電流は、電流源1の電流値よりも電流源2の電流値が
多い場合にのみ、ダイオード6を通って、電流が供給さ
れる。つまり、前記の1次の補正電流に折れ線特性を持
たせるためにある。
【0028】温度に比例する電流源2の電流値ITは、
バンドギャップ回路に流れ温度に比例する電流を利用す
ることにより一般的に次式で示される。
【0029】
【数7】 IT=K×VT/RT×lnN=K′×(Ta−25)+b ここで、RTは、バンドギャップ回路の接地エミッタ抵
抗、Nはトランジスタ面積比であり、kをボルツマン定
数、Tを絶対温度、qを電子の電荷量としたとき、電圧
Tは、VT=kT/qで与えられる。また、Kはバンド
ギャップ電流値から最終の電流源出力までの増減率つま
り抵抗RTとRXの比で概略決定されるカレントミラー比
に相当する。K′は25℃を基準とした時の定数、電流源
1の固定電流値をICとすると、補正電流である差電流
Hは以下の式で表される。
【0030】
【数8】IH=K′×(Ta−25)+b−IC 折れ線1次の補正電流は、差電流の温度に対する傾きを
電流源2の電流値で作成し、補正電流を0とする接点ポ
イントを電流源1の電流値で設定する。
【0031】図1のPNPトランジスタ4は、電流源1
の電流値が電流源2の電流値より多い時に、電流源1が
飽和しないように、差電流の迂回先となる、つまり、電
流源接続の電位をPNPトランジスタ4を介して基準電
圧端子5の電圧に応じた値に固定するものである。
【0032】以上のように本実施の形態によれば、電流
値が温度変動しない第1の電流源と電流値が温度に比例
する第2の電流源を縦続に接続して発生する差電流の方
向を制限するダイオードと電流源1の飽和を防ぐPNP
トランジスタを備えた補正電流源回路を、抵抗値と制御
電圧で電流を発生する被補正電流源回路に付加したこと
により、抵抗の2次の温度係数によって生ずる電流の温
度変動を、1次折れ線で近似し補正して、f0の温度変
動を大幅に減少させることができる。
【0033】
【発明の効果】以上の説明を通じて明らかとなったよう
に本発明は、電流値が温度により変動しない第1の電流
源と電流値が温度に比例する第2の電流源を縦続に接続
して、発生する差電流の方向を制限するダイオードと電
流源の飽和を防ぐPNPトランジスタを備えた補正電流
源回路を、抵抗値と制御電圧で電流を発生する被補正電
流源回路に付加したことにより、抵抗の2次の温度係数
によって生ずる中心周波数f0調整用電流の温度変動
を、1次折れ線近似で補正し、温度変動を大幅に減少さ
せることができる有用性に優れた温度補償機能を有する
電流源回路を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の典型的な一実施の形態における温度補
償機能を有する電流源回路を示す回路図である。
【図2】本発明の実施の形態において使用される電流源
の具体的回路図の一例である。
【図3】本発明の一実施の形態における折れ線近似され
たf0の調整電流特性図である。
【図4】本発明における温度補償電流部分の特性図であ
る。
【図5】従来のこの種の温度補償方法を示す周波数変調
方式のブロック図である。
【符号の説明】
1,2…電流源、 3,5…基準電圧端子、 4…PN
Pトランジスタ、 6…ダイオード、 7…電流源出力
端子、 8…NPNトランジスタ、 9,19…抵抗、
10…演算増幅器、 11…電流調整端子、 12…被変調信
号入力端子、 13…混合回路、 14…容量、 15…VC
O、 16…周波数変調出力端子、 17…D/A変換器、
18…ROM、 20,21…電流源出力端子。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1次の温度係数を有する抵抗
    の両端に電圧を印加して出力端子対に前記電圧の値に応
    じた電流を取り出す電流源回路において、前記出力端子
    対の電流を、所定の温度を境にして固定電流と前記1次
    の温度係数に応じて変化する1次温度変化電流とで近似
    し、前記温度の変化に対する増減の方向が前記1次温度
    変化電流のそれと逆であり、かつ前記固定電流と前記1
    次温度変化電流の差電流値にほぼ等しい電流を出力する
    温度補償用回路を、前記抵抗もしくは前記出力端子対に
    並列に接続してなることを特徴とする電流源回路。
  2. 【請求項2】 前記温度補償用回路が、温度に対してほ
    ぼ固定の電流を出力する第1の電流源と、第1の電流源
    と縦続接続され温度に比例した電流を出力する第2の電
    流源と、第1及び第2の電流源の接続部に一端が接続さ
    れ前記接続部に発生する差電流の方向を制限するダイオ
    ードとを備え、前記ダイオードの他端を前記抵抗の一端
    に接続したことを特徴とする請求項1記載の電流源回
    路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008176702A (ja) * 2007-01-22 2008-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 定電流源
JP2010152566A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Fujitsu Semiconductor Ltd 電流生成回路、電流生成方法及び電子機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008176702A (ja) * 2007-01-22 2008-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 定電流源
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