JPS59181714A - 双方向性インピ−ダンス変換回路 - Google Patents
双方向性インピ−ダンス変換回路Info
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- JPS59181714A JPS59181714A JP5352683A JP5352683A JPS59181714A JP S59181714 A JPS59181714 A JP S59181714A JP 5352683 A JP5352683 A JP 5352683A JP 5352683 A JP5352683 A JP 5352683A JP S59181714 A JPS59181714 A JP S59181714A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/40—Impedance converters
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- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、狗荷インーーダンスに比例した入力インピ
ーダンスを得ることができ、特に集積回路化が容易な構
成を持つ双方向性インピーダンス変換回路に関する。
ーダンスを得ることができ、特に集積回路化が容易な構
成を持つ双方向性インピーダンス変換回路に関する。
インピーダンス変換回路は、第1図に西端子回路網とし
て示すように、入力電圧Vlおよび入力電流1.に対し
て出力電圧V2、出力電流工2が負荷インピーダンスZ
Lと比例関係にあシ、その伝達行列式は下記の(1)式
で表わされる。
て示すように、入力電圧Vlおよび入力電流1.に対し
て出力電圧V2、出力電流工2が負荷インピーダンスZ
Lと比例関係にあシ、その伝達行列式は下記の(1)式
で表わされる。
上記(1)式において、ANO,B−C二0.D〜Oと
なるものをインピーダンス変換回路と称している。なお
、第1図においてVINは入力霜1圧、z3は入力イン
ピーダンスである。ところで、上記関係を満足し、しか
も実際に壊積回路化が可能なものは未だ実現されておら
ず、このようなものが切望されているのが現状である。
なるものをインピーダンス変換回路と称している。なお
、第1図においてVINは入力霜1圧、z3は入力イン
ピーダンスである。ところで、上記関係を満足し、しか
も実際に壊積回路化が可能なものは未だ実現されておら
ず、このようなものが切望されているのが現状である。
この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
、その目的は、集積化か容易であシしかもインピーダン
ス変換を行なう場合に2つの端子間の方向を逆にしても
動作が可能な双方向性インピーダンス変換回路を提供す
ることにある。
、その目的は、集積化か容易であシしかもインピーダン
ス変換を行なう場合に2つの端子間の方向を逆にしても
動作が可能な双方向性インピーダンス変換回路を提供す
ることにある。
この発明によれば、それぞれ1つすつのNPNおよびP
NP トランジスタのエミッタ、ペースどうしを互いに
接続してエミッタフォロワ回路を構成し、2つのPNP
)ランジスクからなる第1のカレントミラー回路の入
力端を上記エミッタフォロワ回路内のNPNトランジス
タのコレクタに接続し、2つのNPN I−ランジスタ
からなる第2のカレントミラー回路の入力端を上記エミ
ッタフォロワ回路内のPNP トランジスタのコレクタ
に接続し、さらに2つのPNPトランジスタからなる第
3のカレントミラー回路の入力端を上記第2のカレント
ミラー回路の出力端に接続し、2つのNPN )ランジ
スタからなる第4のカレントミラー回路の入力端を上記
第1のカレントミラー回路の出力端に接続し、上口(シ
エミッタフオロワ回路内の2つのトランジスタのエミッ
ク共通接続点およびベース共通接続点は第1.第2の端
子にそれぞれ接続し、上記第3.第4のカレントミラー
回路の出力端は第3の端子に共通接続し、上記第1.第
3の端子にill、圧比較回路の2つの入力端をそれぞ
れ接続し、上記電圧比較回路の出力端は上記第2の端子
に接続してなシ、上記第1.第3の端子のいずれか一力
には入力電圧を印加するとともに他力には負荷インピー
ダンスを接続するようにした双方向゛性インピーダンス
変換回路が提供されている。
NP トランジスタのエミッタ、ペースどうしを互いに
接続してエミッタフォロワ回路を構成し、2つのPNP
)ランジスクからなる第1のカレントミラー回路の入
力端を上記エミッタフォロワ回路内のNPNトランジス
タのコレクタに接続し、2つのNPN I−ランジスタ
からなる第2のカレントミラー回路の入力端を上記エミ
ッタフォロワ回路内のPNP トランジスタのコレクタ
に接続し、さらに2つのPNPトランジスタからなる第
3のカレントミラー回路の入力端を上記第2のカレント
ミラー回路の出力端に接続し、2つのNPN )ランジ
スタからなる第4のカレントミラー回路の入力端を上記
第1のカレントミラー回路の出力端に接続し、上口(シ
エミッタフオロワ回路内の2つのトランジスタのエミッ
ク共通接続点およびベース共通接続点は第1.第2の端
子にそれぞれ接続し、上記第3.第4のカレントミラー
回路の出力端は第3の端子に共通接続し、上記第1.第
3の端子にill、圧比較回路の2つの入力端をそれぞ
れ接続し、上記電圧比較回路の出力端は上記第2の端子
に接続してなシ、上記第1.第3の端子のいずれか一力
には入力電圧を印加するとともに他力には負荷インピー
ダンスを接続するようにした双方向゛性インピーダンス
変換回路が提供されている。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
2図はその構成を示す回路図である。
2図はその構成を示す回路図である。
図において1,2はそれぞれ入出力端子であシ、3は内
部の端子でちる。このうち一方の入出力端子1は入力端
子として用いられ、ここには入力電圧Vlが接続される
。また他方の入出力端子2は出力端子として用いられ、
ここと低電位■s8印加点との間には負荷インピーダン
スZ。
部の端子でちる。このうち一方の入出力端子1は入力端
子として用いられ、ここには入力電圧Vlが接続される
。また他方の入出力端子2は出力端子として用いられ、
ここと低電位■s8印加点との間には負荷インピーダン
スZ。
が接続されている。
互いにエミッタどうしおよびペースどうしが共通接続さ
れたNPN トランジスタ4とPNP )ランジスタ5
とはエミッタフォロワ回路6を構成するものであシ、そ
のエミッタ共通接続点は上記端子1に、またベース共通
接続点は上記端子3にそれぞれ接続されてい木。また電
圧コンパレータ7の反転入力端(−)側は上記端子1に
、非反転入力端(+)側は上記端子2にそれぞれ接続さ
れ、さらに出力端は上記端子3に接続される。すなわち
上記電圧コンノ母レータ7は端子1と2との電圧を比較
し、その比較結果に対応した論理信号を端子3を介して
上記エミッタフォロワ回路6に与える。
れたNPN トランジスタ4とPNP )ランジスタ5
とはエミッタフォロワ回路6を構成するものであシ、そ
のエミッタ共通接続点は上記端子1に、またベース共通
接続点は上記端子3にそれぞれ接続されてい木。また電
圧コンパレータ7の反転入力端(−)側は上記端子1に
、非反転入力端(+)側は上記端子2にそれぞれ接続さ
れ、さらに出力端は上記端子3に接続される。すなわち
上記電圧コンノ母レータ7は端子1と2との電圧を比較
し、その比較結果に対応した論理信号を端子3を介して
上記エミッタフォロワ回路6に与える。
それぞれのエミッタが高電位vcc印加点に接続されか
つ互いのペースが共at続されるとともに一方のペース
、コレクタ間が短絡された2つのPNP )ランソスタ
11.J2は第1のカレントミラー回路ノ3を構成し、
そのペース、コレクタ間が短絡された方のトランジスタ
1ノのコレクタが電流の入力端に、また他方のトランジ
スタ12のコレクタが電流の出力端にされる。
つ互いのペースが共at続されるとともに一方のペース
、コレクタ間が短絡された2つのPNP )ランソスタ
11.J2は第1のカレントミラー回路ノ3を構成し、
そのペース、コレクタ間が短絡された方のトランジスタ
1ノのコレクタが電流の入力端に、また他方のトランジ
スタ12のコレクタが電流の出力端にされる。
そして上記トランジスタ1ノのコレクタは前記エミッタ
フォロワ回路6内のトランジスタ4のコレクタに接続さ
れる。
フォロワ回路6内のトランジスタ4のコレクタに接続さ
れる。
それぞれのエミッタが低電位Vs8印加点に接続されか
つ互いのペースが共通接続されるとともに一方のペース
、コレクタ間が短絡された2つのNPN )ランジスタ
2’l、22は第2のカレントミラー回路23を構成し
、そのペース、コレクタ間カ短絡された方のトランジス
タ21のコレクタが電流の入力端に、また他方のトラン
ジスタ22のコレクタが電流の出力端にされる。
つ互いのペースが共通接続されるとともに一方のペース
、コレクタ間が短絡された2つのNPN )ランジスタ
2’l、22は第2のカレントミラー回路23を構成し
、そのペース、コレクタ間カ短絡された方のトランジス
タ21のコレクタが電流の入力端に、また他方のトラン
ジスタ22のコレクタが電流の出力端にされる。
そして上記トランジスタ2ノのコレクタは前記エミッタ
フォロワ向路6内のトランジスタ5のコレクタに接続さ
れる。
フォロワ向路6内のトランジスタ5のコレクタに接続さ
れる。
2つのPNPトランジスタ31.32からなる第3のカ
レントミラー回路33は前記第1のカレントミラー回路
13と同様に構成されており、電流の入力端となる一方
のトランジスタ3ノのコレクタは前記第2のカレントミ
ラー回路23の出力端に接続され、さらに電流の出力端
となる他方のトランジスタ32のコレクタは前記端子2
に接続される。
レントミラー回路33は前記第1のカレントミラー回路
13と同様に構成されており、電流の入力端となる一方
のトランジスタ3ノのコレクタは前記第2のカレントミ
ラー回路23の出力端に接続され、さらに電流の出力端
となる他方のトランジスタ32のコレクタは前記端子2
に接続される。
2つのNPN )ランジスタ41.42からなる第4の
カレントミラー゛回路43は前記第2のカレントミラー
回路23と同様に構成されておシ、電流の入力端となる
一方のトランジスタ4ノのコレクタは前記第1のカレン
トミラー回路13の出力端に接続され、さらに電流の出
力端となる他方のトランジスタ42のコレクタは前記端
子2に接続される。
カレントミラー゛回路43は前記第2のカレントミラー
回路23と同様に構成されておシ、電流の入力端となる
一方のトランジスタ4ノのコレクタは前記第1のカレン
トミラー回路13の出力端に接続され、さらに電流の出
力端となる他方のトランジスタ42のコレクタは前記端
子2に接続される。
前記第1.第3のカレントミラー回路13゜33はいず
れもPNP トランジスタを用いて高電位■。側に設け
られているものであるから、入力端から流し出される入
力1枕流に応じた値の電流が出力端からそれぞれ流し出
される。これとは反対に、前記第2.第4のカレントミ
ラー回路23,43はいずれもNPN )ランジスタを
用いて低電位側に設けられているものであるから、入力
端へ流し込まれる入力電流に応じた値の電流が出力端か
らそれぞれ流し込まれる。
れもPNP トランジスタを用いて高電位■。側に設け
られているものであるから、入力端から流し出される入
力1枕流に応じた値の電流が出力端からそれぞれ流し出
される。これとは反対に、前記第2.第4のカレントミ
ラー回路23,43はいずれもNPN )ランジスタを
用いて低電位側に設けられているものであるから、入力
端へ流し込まれる入力電流に応じた値の電流が出力端か
らそれぞれ流し込まれる。
このような構成において、端子1に入力電圧v1が接続
されることによシ、端子ノには電流11が流れ込んでお
シかつ端子2からは電流−I2が流れ出ておシさらにこ
の電流−I2と負荷インピーダンスzLとによって端子
2の電圧がv2に設定されている状態で回路が安定して
いるものとする。なお、後述するが回路が安定状態にあ
るときには、電圧v1 とv2とが等しくされている。
されることによシ、端子ノには電流11が流れ込んでお
シかつ端子2からは電流−I2が流れ出ておシさらにこ
の電流−I2と負荷インピーダンスzLとによって端子
2の電圧がv2に設定されている状態で回路が安定して
いるものとする。なお、後述するが回路が安定状態にあ
るときには、電圧v1 とv2とが等しくされている。
また端子1ではここに流れ込む方向の電流を正極性とし
、端子2ではここから流れ出る方向の電流を角極性とし
ている。
、端子2ではここから流れ出る方向の電流を角極性とし
ている。
いま上記のような安定した回路状態から、入力電圧V、
が上昇したとする。すると、Vl)V2であるため、電
圧コン・ぐレータ7の出力は低レベルになる。これによ
υ、エミッタフォロワ回路6内でPNP トランジスタ
5が導通状態となシ、NPN トランジスタ4は非導通
状態となる。したがって、端子1から流れ込む電流■1
は、導通しているPNPトランジスタ5によってすべて
流される。ここで′このPNPトランジスタ5のエミッ
タ接地電流増幅率β、が十分に大きいものであると仮定
すると、このPNP )ランジスタ5のコレクタ電流L
aはIIに等しい値となる。すなわち、次式が成立する
。
が上昇したとする。すると、Vl)V2であるため、電
圧コン・ぐレータ7の出力は低レベルになる。これによ
υ、エミッタフォロワ回路6内でPNP トランジスタ
5が導通状態となシ、NPN トランジスタ4は非導通
状態となる。したがって、端子1から流れ込む電流■1
は、導通しているPNPトランジスタ5によってすべて
流される。ここで′このPNPトランジスタ5のエミッ
タ接地電流増幅率β、が十分に大きいものであると仮定
すると、このPNP )ランジスタ5のコレクタ電流L
aはIIに等しい値となる。すなわち、次式が成立する
。
Ia=11 ・・・・・・ (2)また、上記
PNP )ランジスク5のコレクタ電流;流は第2のカ
レントミラー回路23に対する入力電流となるので、こ
の回路23における電流伝達比をγ2としかつこの回路
内の両トランジスタ21.22のベース電流が無視でき
る程十分に小さい値であるとすれ(d′、その出力端に
はγ2・IaO値の電ワ1シが流れ込む。さらに第2の
カレントミラー回路23の出力tE流は第3のカレント
ミラー回路23に対する入力′電流となるので、この回
路33における電流伝達比をγ3としかつこの回路内の
両トランジスタ3)。
PNP )ランジスク5のコレクタ電流;流は第2のカ
レントミラー回路23に対する入力電流となるので、こ
の回路23における電流伝達比をγ2としかつこの回路
内の両トランジスタ21.22のベース電流が無視でき
る程十分に小さい値であるとすれ(d′、その出力端に
はγ2・IaO値の電ワ1シが流れ込む。さらに第2の
カレントミラー回路23の出力tE流は第3のカレント
ミラー回路23に対する入力′電流となるので、この回
路33における電流伝達比をγ3としかつこの回路内の
両トランジスタ3)。
32のベース電流が無視できる程に十分小さい値である
とすれば、その出力端からはγ2 ・γ3 ・IaO値
の電θ;Lが流れ出す。
とすれば、その出力端からはγ2 ・γ3 ・IaO値
の電θ;Lが流れ出す。
ここでエミッタフォロワ回路6内でNPN )ランジス
タ4は非導通でありそのコレクタ111.流は流れてい
ないので、第1.第4のカレントミラー回路13 、4
.9の出力電流はそれぞれOである。したがって、端子
2に流れる電流−I2は第3のカレントミラー回路33
の出力電流γ2・γ3・Iaと一致する。すなわち、次
の(3)式が成立する。
タ4は非導通でありそのコレクタ111.流は流れてい
ないので、第1.第4のカレントミラー回路13 、4
.9の出力電流はそれぞれOである。したがって、端子
2に流れる電流−I2は第3のカレントミラー回路33
の出力電流γ2・γ3・Iaと一致する。すなわち、次
の(3)式が成立する。
−1,−γ2・γ3− I a −(3)ここで前記
(2)式のに4係を上記(3)式に代入すると、次の(
4)式が得られる。
(2)式のに4係を上記(3)式に代入すると、次の(
4)式が得られる。
−I2−r2・γ3・11・・・・・・(4)また端子
2に接続されている負荷インピーダンスがZLであるか
ら、I2とv2との間には次のような関係がある。
2に接続されている負荷インピーダンスがZLであるか
ら、I2とv2との間には次のような関係がある。
ところで、入力電圧v1が上昇チると第2゜第3のカレ
ントミラー回路23.、.93が動作して端子2の電流
が増加されこれによって電圧v2が上昇される。そして
Vl(!:V2 とが一致して電圧コンパレータ7の出
力が高レベルに反転するまでは上記したようにエミッタ
フォロワ回路6内のトランジスタ5、第2.第3のカレ
ントミラー回路23 、 、? 3の経路によって端子
2の電流−I2の増加がなされるので、最終的にv2は
V、と等しく設定される。すなわち、入力電圧V1と出
力電圧v2との間には次のような関係が成立する。
ントミラー回路23.、.93が動作して端子2の電流
が増加されこれによって電圧v2が上昇される。そして
Vl(!:V2 とが一致して電圧コンパレータ7の出
力が高レベルに反転するまでは上記したようにエミッタ
フォロワ回路6内のトランジスタ5、第2.第3のカレ
ントミラー回路23 、 、? 3の経路によって端子
2の電流−I2の増加がなされるので、最終的にv2は
V、と等しく設定される。すなわち、入力電圧V1と出
力電圧v2との間には次のような関係が成立する。
V1=V、 ・・・・・・ (6)いま入力電圧
v1が接続されている端子1からみたインピーダンスZ
lnは端子1における電圧Vlと電流Ilとの関係で表
わされ、との電流工1として前記(4)式の関係を代入
ししかも(6)。
v1が接続されている端子1からみたインピーダンスZ
lnは端子1における電圧Vlと電流Ilとの関係で表
わされ、との電流工1として前記(4)式の関係を代入
ししかも(6)。
キ
(5)式関係を代入すると、ZInは次のようになる=
r−zL ・・・・・・ (7)上記(7)式は
入力インピーダンスZinが負荷インピーダンスZL
(出力インピーダンス)に比例することを示しており、
その比例係数(変換係数)Fはγ2 ・γ3である。
r−zL ・・・・・・ (7)上記(7)式は
入力インピーダンスZinが負荷インピーダンスZL
(出力インピーダンス)に比例することを示しており、
その比例係数(変換係数)Fはγ2 ・γ3である。
一方、前記した安定な回路状態から、今度は入力電圧v
1が下降したとする。すると、vl< V 2であるた
め、電圧コンパレータ2の出力は高レベルとなる。電圧
コンパレータ7の出力が高レベルになると、エミッタフ
ォロア回路6内でNPN )ランジスタ4が導通状態と
なり、PNPトランジスタ5は非導通状態になる。この
とき、端子1から流れ出る電流−Ilは、導通している
NPN )ランジスタ4によってすべて流される。
1が下降したとする。すると、vl< V 2であるた
め、電圧コンパレータ2の出力は高レベルとなる。電圧
コンパレータ7の出力が高レベルになると、エミッタフ
ォロア回路6内でNPN )ランジスタ4が導通状態と
なり、PNPトランジスタ5は非導通状態になる。この
とき、端子1から流れ出る電流−Ilは、導通している
NPN )ランジスタ4によってすべて流される。
ここで前記と同様にとのNPN トランジスタ4のエミ
ッタ接地電流増幅率βNが十分に太きいものであると仮
定すると、とのNPNトランジスタ4のコレクタ電流I
bは−11等しい値とな、る。
ッタ接地電流増幅率βNが十分に太きいものであると仮
定すると、とのNPNトランジスタ4のコレクタ電流I
bは−11等しい値とな、る。
すなわち、次式が成立する。
Ib=−Il ・・・・・・ (8)また、上記NP
Nトランジスタ4のコレクタ電流は第1のカレントミラ
ー回路13に対する入力電流となるので、この回路13
における電流伝達比をrlとしかつこの回路内の両トラ
ン・ゾスタ11.12のベース電流が無視できる程十分
に小さい値であるとすれば、その出力端からはγ! ・
IbO値の電流が流れ出てくる。さらに第1のカレント
ミラー回路13の出力電流は第4のカレントミラー回路
43に対する入力電流となるので、この回路43におけ
る電流伝達比をγ4としかつこの回路内の両トランジス
タ41.42のベース電流が無視できる程に十分率さい
値であるとすれば、その出力端からはrl ・γ4 ・
Ibの飴の電流が流れ込む。
Nトランジスタ4のコレクタ電流は第1のカレントミラ
ー回路13に対する入力電流となるので、この回路13
における電流伝達比をrlとしかつこの回路内の両トラ
ン・ゾスタ11.12のベース電流が無視できる程十分
に小さい値であるとすれば、その出力端からはγ! ・
IbO値の電流が流れ出てくる。さらに第1のカレント
ミラー回路13の出力電流は第4のカレントミラー回路
43に対する入力電流となるので、この回路43におけ
る電流伝達比をγ4としかつこの回路内の両トランジス
タ41.42のベース電流が無視できる程に十分率さい
値であるとすれば、その出力端からはrl ・γ4 ・
Ibの飴の電流が流れ込む。
ここでエミッタフォロワ回路6内でPNPトランジスタ
5は非導通でありそのコレクタ電流は流れていないので
、第2.第3のカレントミラー回路23 、 、? 、
?の出力電流はそれぞれ0である。したがって、端子2
に流れる↑ト、流I2は第4のカレントミラー回路43
の出力電流γl ・r4 ・Ibと一致する。
5は非導通でありそのコレクタ電流は流れていないので
、第2.第3のカレントミラー回路23 、 、? 、
?の出力電流はそれぞれ0である。したがって、端子2
に流れる↑ト、流I2は第4のカレントミラー回路43
の出力電流γl ・r4 ・Ibと一致する。
すなわち、この場合には次の(9)式が成立する。
■2−γ1・γ4・Ib ・・・・・・(9)ここで
前記(8)式の関係を上記(9)式に代入すると、次の
(19式が得られる。
前記(8)式の関係を上記(9)式に代入すると、次の
(19式が得られる。
l2−−γl°γ4°1. −°−°(1ciさらに前
記vlの上昇時と同様にして入力インピーダンスZin
を求めると次式が得られる。
記vlの上昇時と同様にして入力インピーダンスZin
を求めると次式が得られる。
(ただしγ1−γ3.γ2=γ4と仮定する)上記(1
υ式は入力インピーダンスZinが負荷イ・ビープ・=
′z・に比例することを示してお見その比例係数Fはγ
1・γ4(=γ2・γ3)である。
υ式は入力インピーダンスZinが負荷イ・ビープ・=
′z・に比例することを示してお見その比例係数Fはγ
1・γ4(=γ2・γ3)である。
このように、この実施例回路において、端子1からみた
入力インピーダンスZinは負荷インピーダンスzLに
比例し、その比例係数はFであることがわかる。
入力インピーダンスZinは負荷インピーダンスzLに
比例し、その比例係数はFであることがわかる。
また第2図回路では一方の入出力端子1を入力端子とし
て、他方の入出力端子2を出力端子としてそれぞれ用い
る場合について説明したが、この回路では第3図に示す
ように入出力端子2を入力端子として用いてここに入力
電圧v2を接続し、入出力端子1を出力端子として用い
てここに負荷インピーダンスzLを接続するような使い
方もできる。
て、他方の入出力端子2を出力端子としてそれぞれ用い
る場合について説明したが、この回路では第3図に示す
ように入出力端子2を入力端子として用いてここに入力
電圧v2を接続し、入出力端子1を出力端子として用い
てここに負荷インピーダンスzLを接続するような使い
方もできる。
第3図のような回路接続において、v2 。
Vl + r、l IIがそれぞれ安定している状態
から、入力電圧v2が上昇したとする。するとV2>V
s となるので、電圧コンパレータ7の出力は高レベル
となる。この場合には端子lに入力電圧v1を接続し、
回路が安産な状態からvlが下降したときと同様に、エ
ミッタフォロワ回路6ONPN )ランジスタ4、第1
.第4のカレントミラー回路J 3 、43の料1路に
よってNPN )ランジスタ4のコレクタ電流1bが端
子2に伝えられる。し′kがって、次式が成立する。
から、入力電圧v2が上昇したとする。するとV2>V
s となるので、電圧コンパレータ7の出力は高レベル
となる。この場合には端子lに入力電圧v1を接続し、
回路が安産な状態からvlが下降したときと同様に、エ
ミッタフォロワ回路6ONPN )ランジスタ4、第1
.第4のカレントミラー回路J 3 、43の料1路に
よってNPN )ランジスタ4のコレクタ電流1bが端
子2に伝えられる。し′kがって、次式が成立する。
I2=γ1・γ4・Ib ・・・・・・11zこのと
きの端子2からみた入力インピーダンスZinは次式で
表わされる。
きの端子2からみた入力インピーダンスZinは次式で
表わされる。
上記a9式は入力インピーダンスZinが負荷インピー
ダンスZLに比例することを示しておシ、その比例係数
は1/F (r−γ1・γ4)である。
ダンスZLに比例することを示しておシ、その比例係数
は1/F (r−γ1・γ4)である。
一方、安畑な回路”状態から、今疫は入力電圧v2が下
降したとすると、■2くvl どナラて電圧コン7やレ
ータ7の出力は低レベルとなる。
降したとすると、■2くvl どナラて電圧コン7やレ
ータ7の出力は低レベルとなる。
そしてこの場合には端子ノに入力電圧■lを接続し、回
路が安定な゛状態からV、が上昇したときと同様に、エ
ミッタフォロワ回路6内のPNPトランジスタ5、第2
.第3のカレントミラー回路23.33の経路によって
PNP トランジスタ5のコレクタ電流Iaが端子2に
伝えられる。
路が安定な゛状態からV、が上昇したときと同様に、エ
ミッタフォロワ回路6内のPNPトランジスタ5、第2
.第3のカレントミラー回路23.33の経路によって
PNP トランジスタ5のコレクタ電流Iaが端子2に
伝えられる。
したがって、次式が成立する。
Iz=−rg・γ3・Ia ・・・・・・04)そし
てこのときの端子2からみた入力インピーダンスZin
は次式で表わされる。
てこのときの端子2からみた入力インピーダンスZin
は次式で表わされる。
(ただし前記aυ式の場合と同様にγ1=γ3 ・rz
=r4 と仮定する) 上記(151式は入力インピーダンスZinが負荷イン
ピーダンスzLに比例していることを示しておシ、その
比例係数は1/Pである。
=r4 と仮定する) 上記(151式は入力インピーダンスZinが負荷イン
ピーダンスzLに比例していることを示しておシ、その
比例係数は1/Pである。
このようにとの実施例回路では、入出力端子1.2のい
ずれも入力端子、出力端子として使用することができる
。これをブロック図を用いて示すと第4図(A) 、
(B)のようになる。第4図(A)のものは端子1を入
力端子として、端子2を出力端子としてそれぞれ用いた
場合であシ、比例係数はFである。第4図(B)のもの
はこれとは反対に端子1を出力端子として、端子2を入
力端子としてそれぞれ用いた場合であシ、比例係数はr
−’ (、=17z’)である。
ずれも入力端子、出力端子として使用することができる
。これをブロック図を用いて示すと第4図(A) 、
(B)のようになる。第4図(A)のものは端子1を入
力端子として、端子2を出力端子としてそれぞれ用いた
場合であシ、比例係数はFである。第4図(B)のもの
はこれとは反対に端子1を出力端子として、端子2を入
力端子としてそれぞれ用いた場合であシ、比例係数はr
−’ (、=17z’)である。
また、第2図の実施例回路では、入出力端子1.2それ
ぞれから電流を流し出したシあるいはそれぞれへ流し込
んだシすることができる。
ぞれから電流を流し出したシあるいはそれぞれへ流し込
んだシすることができる。
これは電流の双極性ということができる。そしてこれを
ブロック図を用いて示すと第5図(4)。
ブロック図を用いて示すと第5図(4)。
(B)のようになる。第5図(A)のものは端子ノヘ入
力電流工を流し込み、端子2から負荷インピーダンスz
Lへ電流r工を流し出す場合である。第5図中)のもの
は端子ノから入力電流Iを流し出し、端子2には負荷イ
ンピーダンスZLから電流7’Iを流し込む場合である
。このような電流の双極性動作は、負荷インピーダンス
成分として容量を用いた場合に、この容量の充放電時共
にインピーダンス変換回路として有効に作用することを
示している。
力電流工を流し込み、端子2から負荷インピーダンスz
Lへ電流r工を流し出す場合である。第5図中)のもの
は端子ノから入力電流Iを流し出し、端子2には負荷イ
ンピーダンスZLから電流7’Iを流し込む場合である
。このような電流の双極性動作は、負荷インピーダンス
成分として容量を用いた場合に、この容量の充放電時共
にインピーダンス変換回路として有効に作用することを
示している。
第6図はこの発明の他の実施例による構成を示す回路図
である。この実施例回路が前記第2図の実施例回路と異
なっているところは、前記電圧コンパレーク7が省略さ
れ、前記内部の端子3は端子2に直接に接続され゛てお
り端子3は実質的に端子2と同じものとされていること
にある。
である。この実施例回路が前記第2図の実施例回路と異
なっているところは、前記電圧コンパレーク7が省略さ
れ、前記内部の端子3は端子2に直接に接続され゛てお
り端子3は実質的に端子2と同じものとされていること
にある。
この実施例回路では、入出力端子ノ、2間には常にトラ
ンジスタ4あるいは5のベース、エミッタ間電圧vBE
に和尚する分の誤差電圧が生じる他は第2図回路と同様
に動作し、入出力端子1.2いずれを入力端子あるいは
出力端子として用いても負荷インピーダンスに比例した
入力インピーダンスを得ることができるのはもちろんの
こと、第5図(A) 、 (B)に示すと同様に* 流
の双極性動作を得ることもできる。
ンジスタ4あるいは5のベース、エミッタ間電圧vBE
に和尚する分の誤差電圧が生じる他は第2図回路と同様
に動作し、入出力端子1.2いずれを入力端子あるいは
出力端子として用いても負荷インピーダンスに比例した
入力インピーダンスを得ることができるのはもちろんの
こと、第5図(A) 、 (B)に示すと同様に* 流
の双極性動作を得ることもできる。
第7図はこの発明の変形例を示す回路図である。一般に
バイポーラ集積回路においてPNP トランジスタのβ
値はNPN トランジスタのそれに比較して小さい。β
、が小さくなると変換誤差が生じ易くなるので好ましく
ない。そこで第7図のものではエミッタフォロワ回路6
を構成するPNP トランジスタ50代シに、PNPト
ランジスタ8とNPN トランジスタ9とを組合せて構
成した複合PNP )ランジスタ10を用いて、PNP
側の実質的なβ値を向上させるようにしたものである。
バイポーラ集積回路においてPNP トランジスタのβ
値はNPN トランジスタのそれに比較して小さい。β
、が小さくなると変換誤差が生じ易くなるので好ましく
ない。そこで第7図のものではエミッタフォロワ回路6
を構成するPNP トランジスタ50代シに、PNPト
ランジスタ8とNPN トランジスタ9とを組合せて構
成した複合PNP )ランジスタ10を用いて、PNP
側の実質的なβ値を向上させるようにしたものである。
なお、このような変形は第2図の実施例回路にも同様に
施こすことができる。
施こすことができる。
第8図(A)ないしの)はそれぞれ、前記第1ないし第
4のカレントミラー回路13.23,33゜43におけ
る電流伝達比γ1ないしγ4を設定するだめの具体的手
段を示す回路図であり、第8図(4)、(B)はPNP
トランジスタを用いた′第1゜第3のカレントミラー
回路13.33に対するものを示し、第8図(0,の)
はNPN トランジスタを用いた第2.第4のカレント
ミラー回路に対するものを示す。第8図(A)はPNP
トランジスタの各エミッタと高電位Vccとの間にエミ
ッタ抵抗RE 1r RE2それぞれを挿入したもので
あシ、RE 1> Rz 2のときにはγ〉1、RE1
=RE2のときにはγ−1、REl<RE2のときには
O<r<1となる。第8図03)のものは互いのエミッ
タ面積をm:nに設定するようにしたものであり、m
) nのときにはO〈γ〈1、m = nのときにはγ
=1、m (nのときにはr)1となる。第8図(C)
、 (D)のものは上記第8図(A) 、 (13)
それぞれと同様にエミッタ抵抗Rg11+ RF+12
を挿入したりエミッタ面積をM:Nに設定するようにし
たものであシ、エミッタ抵抗RE+1 r REl2の
大小関係およびエミツタ面積比に応じて第8図(A)
、 (B)と同様にしてγの値が決定される。
4のカレントミラー回路13.23,33゜43におけ
る電流伝達比γ1ないしγ4を設定するだめの具体的手
段を示す回路図であり、第8図(4)、(B)はPNP
トランジスタを用いた′第1゜第3のカレントミラー
回路13.33に対するものを示し、第8図(0,の)
はNPN トランジスタを用いた第2.第4のカレント
ミラー回路に対するものを示す。第8図(A)はPNP
トランジスタの各エミッタと高電位Vccとの間にエミ
ッタ抵抗RE 1r RE2それぞれを挿入したもので
あシ、RE 1> Rz 2のときにはγ〉1、RE1
=RE2のときにはγ−1、REl<RE2のときには
O<r<1となる。第8図03)のものは互いのエミッ
タ面積をm:nに設定するようにしたものであり、m
) nのときにはO〈γ〈1、m = nのときにはγ
=1、m (nのときにはr)1となる。第8図(C)
、 (D)のものは上記第8図(A) 、 (13)
それぞれと同様にエミッタ抵抗Rg11+ RF+12
を挿入したりエミッタ面積をM:Nに設定するようにし
たものであシ、エミッタ抵抗RE+1 r REl2の
大小関係およびエミツタ面積比に応じて第8図(A)
、 (B)と同様にしてγの値が決定される。
第9図は、前記電圧コンル−タが省略された第7図の実
施例回路の動作特性を調べるために用いられる実験回路
の回路図である。この実験回路ではPNP 、1−ラン
ジスタを用いた第1.第3のカレントミラー回路7 、
? 、 、? 、9の精度を高めるために、それぞれペ
ース味、流ネ、11償用のPNPトランジスタ74 、
.94が追加されている。そして第1+第3の力Vント
ミラー回路ノ3゜33において、それぞれのトランジス
タ1ノと13および3ノと33のエミツタ面積比が1:
1に設定され、それぞれの電油1ム達比rL +γ3
は共に1にされている。さらに第2.第4のカレントミ
ラー回路23 、4.9てけそれぞれのトランジスタ2
ノと22および4ノと42のエミツタ面積比が2:1に
設定され、それぞれの電流伝達比γ2 、γ4は共に0
5にされている。
施例回路の動作特性を調べるために用いられる実験回路
の回路図である。この実験回路ではPNP 、1−ラン
ジスタを用いた第1.第3のカレントミラー回路7 、
? 、 、? 、9の精度を高めるために、それぞれペ
ース味、流ネ、11償用のPNPトランジスタ74 、
.94が追加されている。そして第1+第3の力Vント
ミラー回路ノ3゜33において、それぞれのトランジス
タ1ノと13および3ノと33のエミツタ面積比が1:
1に設定され、それぞれの電油1ム達比rL +γ3
は共に1にされている。さらに第2.第4のカレントミ
ラー回路23 、4.9てけそれぞれのトランジスタ2
ノと22および4ノと42のエミツタ面積比が2:1に
設定され、それぞれの電流伝達比γ2 、γ4は共に0
5にされている。
この場合、入出力端子If入力端子として用いているの
で、インピーダンス変少回路としての変換係数r Fi
o、 5となる。ぞして入力端子1には10にΩの入力
抵抗Rを介してパルス電圧源■lnを接続し、出力端子
2には0.01μFの容量Cを接続した。
で、インピーダンス変少回路としての変換係数r Fi
o、 5となる。ぞして入力端子1には10にΩの入力
抵抗Rを介してパルス電圧源■lnを接続し、出力端子
2には0.01μFの容量Cを接続した。
この実験回路では、パルス電圧源Vinの立上シ時には
負荷である容量Cを充電し、立下シ時には放電するよう
にしている。そしてこの回路において、入力端子1から
みた入力インピーダンスZinは次のようになる。
負荷である容量Cを充電し、立下シ時には放電するよう
にしている。そしてこの回路において、入力端子1から
みた入力インピーダンスZinは次のようになる。
Zin=□ ・・・・・・(I6)jωC
(ただしω−2πfであシ、fはパルス電圧源vlnの
繰シ返し周波数) 上記(10式による関係を示したものが第10図(A)
のブロック図であシ、この回路はさらに第10図(B)
に示す回路と等価である。すなわち、変換係数Fのイン
ピーダンス変換回路を入力抵抗Rと負荷Cとの間に設け
ることによシ、入力抵抗Rに対してC/I’ の容量を
接続したものと等価になる。この回路は積分回路であシ
、パルス電圧源Vinと、これを入力した際の出力端子
2で得られる出力電圧v2との電圧波形を第11図に示
す。なおVIB e=10 V r VB B =OV
+/ = 1 kHzであ#)Vtnの振幅はIOV
である。
繰シ返し周波数) 上記(10式による関係を示したものが第10図(A)
のブロック図であシ、この回路はさらに第10図(B)
に示す回路と等価である。すなわち、変換係数Fのイン
ピーダンス変換回路を入力抵抗Rと負荷Cとの間に設け
ることによシ、入力抵抗Rに対してC/I’ の容量を
接続したものと等価になる。この回路は積分回路であシ
、パルス電圧源Vinと、これを入力した際の出力端子
2で得られる出力電圧v2との電圧波形を第11図に示
す。なおVIB e=10 V r VB B =OV
+/ = 1 kHzであ#)Vtnの振幅はIOV
である。
第11図中τ1.τfで示されるv2の立上シ時および
立下シ時の時定数は、τ(−0,190ms、ec・τ
f =0.185 m5ec 、であり、インピーダン
ス変換回路を設けない場合の時定数R−C(−0,1m
5ec ・)の約2倍となっていることが確められた。
立下シ時の時定数は、τ(−0,190ms、ec・τ
f =0.185 m5ec 、であり、インピーダン
ス変換回路を設けない場合の時定数R−C(−0,1m
5ec ・)の約2倍となっていることが確められた。
これは上記Ca1式をほぼ満足するものである。
ところで第2図、第6図等に示す回路はいずれのものも
バイポーラ集積回路技術によって加単に集積化が可能で
ある。
バイポーラ集積回路技術によって加単に集積化が可能で
ある。
以上説明したようにこの発明によれは、集積化が容易で
あシしかもインピーダンス変換を行なう場合に2つの端
子間の方向を逆にしても動作が可能な双方向性インピー
ダンス変換回路を提供することができる。
あシしかもインピーダンス変換を行なう場合に2つの端
子間の方向を逆にしても動作が可能な双方向性インピー
ダンス変換回路を提供することができる。
第1図は西端子回路網で表現されたインピーダンス変換
回路の回路図、第2図はこの発明の一実施例に係る双方
向性インピーダンス変換回路の回路図、第3図は第2図
回路の入出力端子を入れ替えた場合の回路図、第4図2
よび第5図はそれぞれ第2図、第3図回路を説明するた
めのブロック図、第6図はこの発明の他の実施例による
双方向性インピーダンス変換回路の回路図、第7図はこ
の発明の変形例を示す回路図、第8図はこの発明の各実
施例回路で用いられるカレントミラー回路の電流伝達比
を設定するための手段を具体的に示す回路図、第9図は
第7図の実施例回路の動作を確認するだめの実験回路の
回路図、第10図は第9図回路を説明するだめの図、第
11図は第9図回路の電圧波形図である。 1.2・・・入出力端子、3・・・内部の端子、6・・
・エミッタフォロワ回路、7・・・電圧コンiぐレータ
、13 、23.3 、? 、 43・・・カレントミ
ラー回路、zL・・・負荷インピーダンス。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第3図 第4図 (A) づフ (B) 第 5 図 (A) (B) 第6 図 □ ○旧 、(1 第7fi 類8図 (A) (B)(C)
(D) @9 図 〜C 第10図 (A) (B)
回路の回路図、第2図はこの発明の一実施例に係る双方
向性インピーダンス変換回路の回路図、第3図は第2図
回路の入出力端子を入れ替えた場合の回路図、第4図2
よび第5図はそれぞれ第2図、第3図回路を説明するた
めのブロック図、第6図はこの発明の他の実施例による
双方向性インピーダンス変換回路の回路図、第7図はこ
の発明の変形例を示す回路図、第8図はこの発明の各実
施例回路で用いられるカレントミラー回路の電流伝達比
を設定するための手段を具体的に示す回路図、第9図は
第7図の実施例回路の動作を確認するだめの実験回路の
回路図、第10図は第9図回路を説明するだめの図、第
11図は第9図回路の電圧波形図である。 1.2・・・入出力端子、3・・・内部の端子、6・・
・エミッタフォロワ回路、7・・・電圧コンiぐレータ
、13 、23.3 、? 、 43・・・カレントミ
ラー回路、zL・・・負荷インピーダンス。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第3図 第4図 (A) づフ (B) 第 5 図 (A) (B) 第6 図 □ ○旧 、(1 第7fi 類8図 (A) (B)(C)
(D) @9 図 〜C 第10図 (A) (B)
Claims (3)
- (1)少なくともそれぞれ1つのNPNおよびPNP
l−ランジスタのエミッタおよびペースどうしを互いに
結合してなる相補形のエミッタフォロワ回路と、このエ
ミッタフォロワ回路のエミッタ結合点に設けられる第1
の端子と、上記エミッタフォロワ回路のペース結合点に
設けられる第2の端子と、上記エミッタフォロワ回路の
NPN トランジスタのコレクタ回路に入力端が結合さ
れ出力端から入力電流に対応した価の一流を流し出す第
1の電流回路と、上記エミッタフォロワ回路のPNP
トランジスタのコレクタ回路に入力端が結合され出力端
から入力電流に対応した値の電流を流し込む第2の電流
回路と、上記第2の電流回路の出力端に入力端が結合さ
扛かつ上記第2の端子に出力端が結合されこの出力端か
ら入力電流に対応した値の電流を流し出す第3の電流回
路と、上記第1の亀b1を回路の11.H刃端に入力端
が結合されかつ上記第2の端子に出力端が結合されこの
出力Xiから入力’I’a’、 idlシに対応した値
の電流を流し込も・第4の血流回路とを具備し、上記幀
1.第2の※1j1.子のいずれか一方には入力電圧を
印加し他方には所定のインピーダンス素子を結合してこ
のインピーダンス第子に比例したインピーダンスを入力
堵1圧印加1則の端子から得るようにしたことt4−S
徴とする双方向性インピーダンス変換回路。 - (2) 少なくともそれぞれ1つのNPNおよびPN
P トランジスタのエミッタおよびベースどうしを互い
に結合してなる相補形のエミッタフλ0ワ回路と、この
エミッタフォロワ回路のエミッタ結合点に設けられる第
1の端子と、上記エミッタフォロワ回路のペース結合点
に設けられる第2の端子と、上記エミッタフォロワ回路
のNPN )ランジスタのコレクタ回路に入力端が結合
され出力端から入力電流に対応した値の電流を流し出す
第1の霜1流回路と、上記エミッタフォロワ回路のPN
P トランジスタのコレクタ回路に入力端が結合され出
力端から入力電流に対応した値の電流を流し込む第2の
電流回路と、上記第2の電流回路の出力端に入力端が結
合されかつ第3の端子に出力端が結合されこの出力端か
ら入力電流に対応した値の電流を流し出す第3の電流回
路と、上記第1の電流回路の出力端に入力端が結合され
かつ上記第3の端子に出力端が結合されこの出力端から
入力電流に対応した値の電流を流し込む第4の電流回路
と、上記第1の端子および第3の端子における電圧の大
小を比較し比較結合が上記第2の端子に与えられる電圧
比較回路とを具備し、上記第1.第3の端子のいずれか
一方には入力電圧を印加し他方には所定のインピーダン
ス素子を結合してこのインピーダンス素子に比例したイ
ンピーダンスを入力電圧印加側の端子から得るようにし
たことを特徴とする双方向性インピーダンス変換回路。 - (3) 前記第1.第3の電流回路における入力電流
と出力電流との比が共に宿しく設定されかつ前記第2.
笛4の電流回路における入力電流と出力電流との比が共
に等しく設定されている特許請求の範囲第1項または第
2項に記載の双方向性インピーダンス変換回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5352683A JPS59181714A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 双方向性インピ−ダンス変換回路 |
| DE19833342735 DE3342735A1 (de) | 1982-11-26 | 1983-11-25 | Impedanzwandlerschaltung |
| US06/554,907 US4591739A (en) | 1982-11-26 | 1983-11-25 | Impedance conversion circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5352683A JPS59181714A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 双方向性インピ−ダンス変換回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59181714A true JPS59181714A (ja) | 1984-10-16 |
| JPH0254688B2 JPH0254688B2 (ja) | 1990-11-22 |
Family
ID=12945252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5352683A Granted JPS59181714A (ja) | 1982-11-26 | 1983-03-31 | 双方向性インピ−ダンス変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59181714A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0281515A (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 負荷駆動回路 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0486592U (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5352683A patent/JPS59181714A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0281515A (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 負荷駆動回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0254688B2 (ja) | 1990-11-22 |
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