JPH0344103A - 電圧/絶対値電流コンバータ回路 - Google Patents

電圧/絶対値電流コンバータ回路

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JPH0344103A
JPH0344103A JP2174616A JP17461690A JPH0344103A JP H0344103 A JPH0344103 A JP H0344103A JP 2174616 A JP2174616 A JP 2174616A JP 17461690 A JP17461690 A JP 17461690A JP H0344103 A JPH0344103 A JP H0344103A
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    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/561Voltage to current converters
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
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    • G05F3/22Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the bipolar type only

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〉 本発明は、−船釣にコンバータ回路に関し、ざらに詳し
くは、入力電圧信号を絶対値電流出力信号に変換する回
路であって、コンデンサを使用しないため集積回路とし
て構築することの可能なコンバータ回路に関する。
(従来技術および解決すべき課題) 入力電圧信号を絶対値電流信号に変換するコンバータ回
路は現在入手可能である。しかし、般にこれらの回路は
信号のDC成分を除去するため結合コンデンサを使用し
ており、したがって集積回路として構築することは容易
ではなかった。
したがって、本発明の1つの目的は、DCおよびAC成
分を右する入力電圧信号をAC成分のみを有する絶対値
電流信号に変換するコンバータ回路を提供することであ
る。
本発明の他の目的は、コンデンサを使用せずに電圧/絶
対値電流変換を行うコンバータ回路を提供することであ
る。
本発明のざらに他の目的は、集積回路として構築できる
電圧/I8対値電流コンバータ回路を提供することであ
る。
(課題を解決するための手段) 上述および他のIa能および目的にしたがって、電圧/
絶対値電流コンバータ回路が提供され、このコンバータ
回路は、コレクタ、ベースならびに第1および第2エミ
ツタ端子をそれぞれ有する第1および第2トランジスタ
から構成される。第1および第2トランジスタのコレク
タ端子は相互結合されることにより電源電圧ソースに結
合され、第1および第2トランジスタのベース端子は差
動入力電圧信号を受は取るためのものである。第1およ
び第2トランジスタの第1エミツタ端子は第1抵抗器の
第1端子に結合され、第1および第2トランジスタの第
2エミツタ端子はそれぞれ第2および第3抵抗器の第1
端子に結合される。
第1抵抗器の第2端子は、第3および第4トランジスタ
のコレクタならびに増幅器の非反転入力に結合される。
第2および第3抵抗器の第2端子は、第3トランジスタ
のベース、ダイオードのアノード、および増幅器の反転
入力に結合される。
増幅器の出力は第4トランジスタのベースおよび第5ト
ランジスタのベースに結合される。第3、第4および第
5トランジスタのエミッタはダイオードのカソードに結
合されることにより基準端子に結合される。第5トラン
ジスタのコレクタ電流は、差動入力電圧信号のAC成分
の絶対値に正比例する。
(実施例〉 添付図面とともに上述の説明を参考にすることにより、
本発明の上述および他の機能ならびにこれらの機能を達
成する方法は明らかになり、本発明はもつともよく理解
される。
第1図は本発明の概略図であり、ここで本発明はダブル
・エミッタNPNトランジスタ1.2によって構成され
、ダブル・エミッタNPNトランジスタ1.2のコレク
タは相互結合されることにより電源電圧ソースに結合さ
れる。トランジスタ1.2のベース端子42.44は入
力電圧信号を受は取るためのものである。トランジスタ
1.2の第1エミツタは相互結合されることにより抵抗
器36の第1端子に結合される。トランジスタ1の第2
エミ、ツタは抵抗器32の第1端子に結合され、抵抗器
32の第2端子はNPN+−ランシスタ3のベースおよ
びダイオード20の7ノートに結合される。トランジス
タ2の第2エミツクは、抵抗器34の第1端子に結合さ
れ、抵抗器34の第2端子はトランジスタ3のベースお
よび増幅器10の負入力端子または反転入力端子に結合
される。抵抗器36の第2端子はトランジスタ3.4の
コレクタおよび増幅器10の正入力端子または非反転入
力端子に結合される。増幅器10の出力端子は、NPN
トランジスタ4.5のベースに結合され、NPNトラン
ジスタ4.5のエミッタは、トランジスタ3のエミッタ
およびダイオード20のカソード端子に結合されること
により基準端子に結合される。
端子42.44に印加される差動入力信号はグランドに
対して2つの成分に分解される:すなわら、端子42に
印加される(do+■ao〉および端子44に印加され
る(do−■ao)であり、その結果、トランジスタ1
.2のエミッタに直列である抵抗器32.34に電流が
流れる。
すなわち、抵抗器32に(Idc”ac)が流れ、抵抗
器34に(1dc  ’ac)が流れる。
ダイオード20に流れる電流(12o)は、これらの電
流の和、すなわち: I20”Idc+iac+■dc−’ac=”Idcと
なる。このDC電流はトランジスタ3により鏡映(mi
rrored)される。何故ならば、トランジスタ3の
コレクタは増幅器10によりノード24における電圧に
維持されるからである。抵抗器32および抵抗器34の
値は等しく、かつその値は抵抗器36の値の2倍に等し
いので、抵抗器36を流れる全電流は2 (I d c
 + i a c )となる。この電流は、入力信号v
i、の極性に拘わらず、常に同じ方向に変化することに
注意されたい。トランジスタ4を流れるコレクタ電流は
、抵抗器3Gを流れる全電流からトランジスタ3のコレ
クタを流れる電流を差し引いた電流になる。したかつて
、トランジスタ4のコレクタ電流(I4〉は:’ 4 
”2(Idc”ac)−’ 20=2Idc”” ac
−2’ dc”28C となる。トランジスタ4を流れるこの]レクタ電流は、
トランジスタ5を流れるコレクタ電流により鏡映(mi
rrored)され、かつ端子42と端子44との間の
入力信号電圧のAC成分に正比例するAC電流のみから
成る。
理解できるように、抵抗器32.34を流れる電流のA
C成分は、ダイオード20により#II Rされると、
だがいに打ち消しあうことにより、端子42.44に印
加される入力電圧信号から得られる電流のDC成分のみ
が残る。抵抗器36を流れる電流のDC成分を抵抗器3
2.34を流れる電流の和のDC成分に等しくするため
、等しい値の抵抗器32.34の値の2分の1に抵抗器
36の値を選ぶ。この電流のDC成分はトランジスタ3
により分流され、抵抗器36を流れる全電流のAC成分
のみがトランジスタ4のコレクタを流れる。このAC電
流はトランジスタ5により鏡映(mirrored)さ
れ、DC成分が無く、かつ端子42と端子44との間の
元の入力電圧信号のAC成分の絶対値に比例する出力電
流信@ (10,)が1qられる。明らかなように、こ
の変換はコンデンサを使用せずに行われ、したがって図
示の回路を集積回路として構築できる。
第2図は、典型的な増幅器10のより詳細な回路図を示
す本発明の概略図である。増幅器10以外の図1におけ
る素子は、上述同様に結合され、増幅器はトランジスタ
6.7.8、能動負荷(active 1oad > 
30および抵抗器38によって構成される。NPNトラ
ンジスタ8のコレクタはNPNトランジスタ7のコレク
タおよび能動負荷30の第1端子に結合されることによ
り電源電圧ソースに結合される。能動負荷30の第2端
子はトランジスタ8のベースおよびNPNトランジスタ
6のコレクタに結合され、NPNトランジスタ6のベー
スは抵抗器34の第2端子に結合される。
トランジスタ7のベースはトランジスタ4のコレクタに
結合され、トランジスタ6.7のエミッタは抵抗器38
の第1端子に結合され、抵抗器38の第2端子はトラン
ジスタ4のエミッタに結合されることにより基準端子に
結合される。トランジスタ8のエミッタはトランジスタ
4.5のベースに結合される。
理解できるように、抵抗器34の第2端子は、増幅器の
反転入力として動作するトランジスタ6のベースに結合
される。ここで、増幅器への非反転入力は、トランジス
タ3のコレクタに結合されるトランジスタ7のベースと
なる。このとき、増幅器の出力は、トランジスタ4.5
のベース端子に結合されるトランジスタ8のエミッタと
なる。
上述の回路を構築する場合、AC誤差を抑えるために、
ノード24のインピーダンスをできるだけ小さくしなけ
ればならない。抵抗器32.34およびダイオード20
を流れるDC電流は、大電流に維持されなければならな
い。さらに、入力オフセット電圧の出力電流に対する影
響を抑えるため、増幅器10への正(非反転)入力は高
インピーダンスでなくてはならない。トランジスタ4を
流れる電流はゼロまで下げることができるので、トラン
ジスタ4のスピードがざらに低下することを防ぐために
は、小さいデバイスを用いてトランジスタ4のコレクタ
のキャパシタンスをできるだけ小さくしなければならな
い。
したがって、本発明で提供するものは、コンデンサを使
用せずに変換を行う電圧/絶対値電流コンバータであり
、したがって集積回路として容易に実施できる電圧/絶
対値電流コンバータである。本発明の原理および特定の
形状を具体的なデバイスとともに述べてきたが、この説
明は一例にすぎず、本発明の範囲を限定するものではな
い。
例えば、第1図の増幅器10は、集積回路とじて実施す
ることのできる多くの高利得増幅器の1つでもよく、第
2図の増幅器10の具体的な構成は、回路の基本機能に
影響を与えることなく、能動負荷30の代わりに受動負
荷を使用して実現できる。
ただしこの場合、性能は多少劣化する。また、当業者に
とって明らかなように、抵抗器32.34.36に適切
な値を用いることにより、出力においてゼロ以外の具体
的なりCレベルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の好適な実施例であるコンバータ回路
の概略図である。 第2図は、増幅器部分のより詳細な構成を示す本発明の
好適な実施例の詳細図である。 (主要符号の説明) 1、・2・・・ダブル・エミッタNPNトランジスタ 3.4.5.6.7.8・・・トランジスタ10・・・
増幅器 20・・・ダイオード 24・・・ノード 32.34.36・・・抵抗器 42.44・・・差動入力端子

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)それぞれ制御端子ならびに第1、第2および第3
    負荷端子を有する第1および第2トランジスタであって
    、当該第1トランジスタの第1負荷端子が当該第2トラ
    ンジスタの第1負荷端子に結合されることにより電源電
    圧ソースに結合され、当該第1トランジスタの第2負荷
    端子が当該第2トランジスタの第2負荷端子に結合され
    かつ第1および第2端子を有する第1抵抗器の前記第1
    端子に結合され、当該第1トランジスタの第3負荷端子
    が第1および第2端子を有する第2抵抗器の前記第1端
    子に結合され、当該第2トランジスタの第3負荷端子が
    、第1および第2端子を有する第3抵抗器の前記第1端
    子に結合されるところの、第1および第2トランジスタ
    ; 制御端子ならびに第1および第2負荷端子を有する第3
    トランジスタであつて、当該第3トランジスタの制御端
    子が前記第2および第3抵抗器の第2端子に結合され、
    当該第3トランジスタの第1負荷端子が前記第1抵抗器
    の第2端子に結合されるところの、第3トランジスタ; アノード端子およびカソード端子を有するダイオードで
    あつて、前記アノード端子が前記第3トランジスタの制
    御端子に結合されるところの、ダイオード; 正入力端子および負入力端子ならびに出力端子を有する
    増幅器であつて、前記正入力端子が前記第3トランジス
    タの第1負荷端子に結合され、前記負入力端子が前記第
    3トランジスタの制御端子に結合されるところの、増幅
    器;ならびにそれぞれ制御端子ならびに第1および第2
    負荷端子を有する第4および第5トランジスタであつて
    、当該第4トランジスタの第1負荷端子が前記増幅器の
    正入力端子に結合され、当該第4および第5トランジス
    タの制御端子が前記増幅器の出力端子に結合され、当該
    第4および第5トランジスタの第2負荷端子が前記第3
    トランジスタの第2負荷端子および前記ダイオードのカ
    ソード端子に結合されることにより基準端子に結合され
    るところの、第4および第5トランジスタ;によって構
    成されることを特徴とするコンバータ回路。
  2. (2)前記第1抵抗器の抵抗値が、等しい抵抗値を有す
    る前記第2および第3抵抗器の抵抗値の2分の1である
    ことを特徴とする請求項1記載のコンバータ回路。
  3. (3)前記第1および第2トランジスタが、ダブル・エ
    ミッタNPNトランジスタであることを特徴とする請求
    項1記載のコンバータ回路。
  4. (4)前記第3、第4および第5トランジスタがNPN
    トランジスタであることを特徴とする請求項3記載のコ
    ンバータ回路。
  5. (5)前記トランジスタ、抵抗器、増幅器およびダイオ
    ードがすべて一つの集積回路に集積されていることを特
    徴とする請求項1記載のコンバータ回路。
  6. (6)前記増幅器が: それぞれ制御端子ならびに第1および第2負荷端子を有
    する第6、第7および8トランジスタであつて、当該第
    6トランジスタの制御端子が前記第3トランジスタの制
    御端子に結合され、当該第7トランジスタの制御端子が
    前記第4トランジスタの第1負荷端子に結合され、当該
    第8トランジスタの第2負荷端子が前記第4および第5
    トランジスタの制御端子に結合されるところの、第6、
    第7および第8トランジスタ; 第1および第2端子を有する負荷であって、当該負荷の
    第1端子が前記第7および第8トランジスタの第1負荷
    端子に結合されることで電源電圧ソースに結合され、当
    該負荷の第2端子が前記第6トランジスタの第1負荷端
    子および前記第8トランジスタの制御端子に結合される
    ところの、負荷;ならびに 第1および第2端子を有する第4抵抗器であって、当該
    第4抵抗器の第1端子が前記第6および第7トランジス
    タの第2負荷端子に結合され、当該第4抵抗器の第2端
    子が前記ダイオードのカソード端子に結合されるところ
    の、第4抵抗器;によつて構成されることを特徴とする
    請求項1記載のコンバータ回路。
  7. (7)前記負荷が能動負荷であることを特徴とする請求
    項6記載のコンバータ回路。
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