JPS6251077B2 - - Google Patents

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JPS6251077B2
JPS6251077B2 JP55081810A JP8181080A JPS6251077B2 JP S6251077 B2 JPS6251077 B2 JP S6251077B2 JP 55081810 A JP55081810 A JP 55081810A JP 8181080 A JP8181080 A JP 8181080A JP S6251077 B2 JPS6251077 B2 JP S6251077B2
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JP
Japan
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current
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circuit
signal
polarity
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JP55081810A
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English (en)
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JPS579266A (en
Inventor
Shinji Umadono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP8181080A priority Critical patent/JPS579266A/ja
Publication of JPS579266A publication Critical patent/JPS579266A/ja
Publication of JPS6251077B2 publication Critical patent/JPS6251077B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は取扱う信号が広帯域(DC〜100K
Hz)でその振幅も広レンジ(ほぼ3桁)である信
号を全波整流する全波整流回路に関するものであ
る。
従来この種の回路として第1図に示すものがあ
つた。図において、INは入力端子、OUTは出力
端子、1は半波整流回路、2は半波整流回路1の
出力端子m,nの2つの信号を差動増巾する差動
増巾回路であり、本全波整流回路はこの半波整流
回路1と差動増巾回路2とから構成されている。
半波整流回路1のうち、11は直線増巾素子、1
2は直線増巾素子11の反転入力に接続された入
力抵抗、13及び15は入力信号の正負電流が
各々個別に流れる帰還抵抗、14は整流動作を行
なうための切換え素子で、正負成分に対応する2
つのダイオード14a,14bからなる。また差
動増巾回路2のうち、21は直線増巾素子、2
3,24は端子m,nの2つの信号を直線増巾素
子21の2つの入力に加える入力抵抗、22,2
5は直線増巾素子21の2つの帰還抵抗である。
次に動作について説明する。交流信号が加わる
入力端子INと、入力交流信号のうち正の成分だ
けを取り出す出力端子mと負の成分だけを取り出
すもう1つの出力端子nとを有する半波整流回路
1は、一般に使用される反転増巾型の半波整流回
路である。この場合直線増巾素子11の反転入力
に入力抵抗12を通じて供給された信号電流は、
この電流の極性に依つて直線増巾素子11の出力
電圧の極性を決め、次いで切換素子14を構成す
る2つのダイオード14a,14bの一方を順方
向バイアスに、他方を逆方向バイアスにするの
で、該信号電流は2つの抵抗素子を用いた帰還抵
抗13,15のうちいずれか一方に流れる。たと
えば入力信号が正電圧ならば反転入力には正電流
が加わり、ダイオード14aが順方向バイアスと
なり、帰還抵抗13に信号電流が通じる。この結
果、出力端子mに負の電圧信号のみ現われる。同
様にして端子nには正の電圧のみ現われるから次
の差動増巾回路2にこれらの信号を伝え、差動増
巾すると、出力端子OUTには入力交流信号を全
波整流した波形が得られる。
従来の全波整流回路は以上のように構成されて
いるが、切換素子に2個のダイオードを用いてい
るので、一方が逆バイアスされた状態から順バイ
アスの状態、つまり回路上導通状態に遷移する際
に、ダイオード素子固有の電荷蓄積による遅れを
伴ない、高速信号に歪を与えることとなつた。
又、直線増巾素子の出力自身には一方のダイオー
ドから他方のダイオードへの切換レベルにバツク
ラツシユが認められ、動作上の遅れが生じた。こ
れは直線増巾素子のスルーレートの高い特性を有
する素子を用いた場合にも生じ、高速化に限界が
あつた。又、これらは小信号値に歪を与えるか
ら、直線性を確保しようとすると信号動作範囲を
広く取れないこととなつた。さらに同じく直線増
巾素子の入力側ドリフト特性やダイオードの温度
特性等も補償できないならば、著しくこれらの特
性を悪化させる欠点があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、整流動作を行なう
場合に必要な切換え手段をトランジスタを用いた
相補対形(プツシユプル形)とし、電流出力とし
て取り出せるようにすることにより、増巾段の帰
還部分に動作遅れ要素がなくなり、高速動作が可
能となる全波整流回路を提供することを目的とし
ている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第2図において1及び2は半波整流回路と電
流差動増巾回路であり、半波整流回路1におい
て、11は直線増巾素子、12は直線増巾素子1
1の反転入力点に接続された入力信号を受け入れ
る入力抵抗、14は第1図の従来例とは異なるプ
ツシユプル形極性切換回路で、そのうち14a,
14bは各々第1導電型トランジスタとそのエミ
ツタに接続されるエミツタ抵抗及び第2導電型ト
ランジスタとそのエミツタ抵抗とでそれぞれ構成
される負極性および正極性電流切換素子、14c
は電流切換素子14a,14bのトランジスタの
ベース端子に所定のバイアス電圧を与えるバイア
ス電源である。次いで電流差動増巾回路2のう
ち、27,26は半波整流回路1の電流切換素子
14a,14bの各トランジスタのコレクタから
得られる正、負成分信号電流を入力し加算する正
極性および負極性電流ミラー回路、21,22は
各々直線増巾素子と帰還抵抗で、両者で正極性電
流ミラー回路27のトランジスタ27aのコレク
タからの整流電流Isを電流増巾する電流増巾回路
を構成している。
次に動作について説明する。
入力端子INに交流信号電圧を入力信号として
加えた場合、全波整流動作の前段階として、半波
整流する必要がある。半波整流回路1は交流信号
の正成分と負成分を各々別々に出力端子m,nに
取り出す。半波整流回路1は通常使用されている
反転増巾回路の変形と考えられ、入力抵抗12は
信号電圧を電流に変換して直線増巾素子11によ
つて直線増巾する。PNP及びNPNトランジスタ
2素子と各々に付加したエミツタ抵抗とで構成し
たプツシユプル形極性切換回路14はその入力側
ベース端子に直流電源14cを用いて直流バイア
ス電圧が与えられる。この電圧値は後述する理由
によつて所定の値2EBに設定する。当然この設定
値から電流切換素子14aと電流切換素子14b
に通常流れるアイドル電流I0も決定される。この
極性切換回路14の通常の出力点である両エミツ
タ抵抗の共通接続点Pは直線増巾素子11の反転
入力点に帰還されて直線増巾素子11を中心とし
て安定条件が満たされる。ところが、この極性切
換回路14は本発明の目的上、信号電流のスイツ
チングを行ない変流させる切換回路であり、整流
作用上の半波整流出力端子は各電流切換素子14
a,14bのトランジスタのコレクタに相当す
る。したがつて、抵抗12からの入力電流は、本
発明の極性切換回路14によつてトランジスタの
エミツタ電流となる。この電流は、直流増巾率h
FEの高い素子をこれらに使用すれば、電流伝達率
の高い値が得られるから、コレクタ電流を出力電
流に替えることができる。
次に半波整流回路1の出力端子m,nで得られ
る正又は負成分電流、つまり半波整流出力電流I1
及びI2は電流差動増巾回路2に加わり、全波整流
出力を得る。この場合、電流出力I1及びI2は互い
に逆方向電流であるから、出力電流I2はミラー回
路26を通じて出力電流I1に合流し、ミラー回路
27を通じて極性反転した後、直線増巾素子21
と帰還抵抗22からなる電流増巾回路により電流
増巾される。
今ある正弦波信号電圧10V0-P(0−Pは零か
らピークまでの値を意味する)を加えた場合を考
える。ここで入力抵抗12を2KΩ、抵抗22を
2KΩとすると、負の半波信号はI1=5mAの電
流値として出力端子mで得られ、同様に正の半波
信号もI2=5mAとして出力端子nで取り出せ
る。ミラー回路26,27の電流伝達効率も電流
増巾率の大きな値が得られるから、全波整流出力
電圧は10V0-Pとなる。
次に信号動作速度の上限について考えると、動
作上遅れが目立つのは、主に小入力信号時であ
る。そこで入力信号2mV0-Pの場合、トランジ
スタの順方向抵抗は25KΩとなり、接合容量及び
浮遊容量等による遅れから100KHzまでの正弦波
信号程度までは信号量の減衰は少ない。
次に信号動作速度の下限は、電流モードを扱う
以上、コレクタ逆方向電流で決まるが、同じ小信
号レベルであつても信号周波数を高くすればダイ
ナミツクレンジの非直線性が現われてくる。特に
これは極性切換回路14の切換動作速度と強い依
存関係があるので、動作速度を速くするには、ア
イドル電流量が多く必要になる反面、信号処理最
小レベルが上がつてくる。このことから、信号動
作速度と最小入力交流信号レベルを考慮してアイ
ドル電流I0を0.1μAになるよう直流電源14c
の電源電圧を設定すると、入力信号が2mV0-P
でも整流波形歪が目立たなくなり、約70dBの動
作範囲を確保できる(第3図参照)。又、信号電
流のスイツチングの点を考えた場合、電流切換素
子14a,14bのトランジスタのベースエミツ
タ電圧VBEが非動作時で約0.3Vであり、コレク
タ電流が1桁変化するときのベースエミツタ電圧
の変化分は0.06Vなので、±0.3Vの振れ巾です
み、直線増巾素子11の動作上、バツクラツシユ
が軽減できて、信号処理速度を上げることも手伝
つている。
温度特性による整流波形歪の問題についても、
これに対して補償しなければならない。第2図中
電流切換素子14a,14bのトランジスタのベ
ースエミツタ電圧VBEの温度係数が2.0〜2.5m
A/℃であり、出力に影響する。それは第3図の
電流値2I0が周囲温度の変動に伴なつて変化する
から、小信号入力時で波形歪が現われると考えら
れる。
したがつて本発明でもこれら温度特性を補償す
べく、第4図に本発明の温度補償回路の一実施例
を示した。図中141,142は電流切換素子1
4a,14bのトランジスタのベースエミツタ電
圧VBEの温度変化を補償するために設けた該トラ
ンジスタと同じ温度係数を有するダイオード又は
トランジスタ・ダイオードである。143,14
4はこの補償素子に対してバイアス電流を供給す
るための抵抗であり、2mA〜5mAの電流値を
与えてある。これは、出力段形式上、切換素子へ
の駆動能力も備える必要があるからである。ここ
でバイアス電流の違いによる温度係数の差が認め
られ、補償誤差が残るが、本発明の目的上十分と
考えられる。なお145は抵抗、146はコンデ
ンサである。
以上のように、この発明によれば、半波整流回
路の切換方法として従来のダイオードを用いた電
圧切換方式に代えて、トランジスタを用いた変形
プツシユプル形を採用し、コレクタ端子から整流
出力電流を得るように構成したので、簡単な構成
で、高速で広範囲な整流ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の全波整流回路の回路図、第2図
はこの発明の一実施例による全波整流回路の回路
図、第3図は第2図の回路の入力信号電圧対出力
整流電流特性図、第4図は第2図のバイアス電源
の温度補償回路の回路図である。 1……半波整流回路、2……電流差動増巾回
路、11……直線増巾素子、14……プツシユプ
ル形極性切換回路、21……直線増巾素子、14
a……負極性電流切換素子、14b……正極性電
流切換素子、14c……直流バイアス電源、26
……負極性電流ミラー回路、27……正極性電流
ミラー回路なお図中、同一符号は同一又は相当部
分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力交流信号電圧を半波整流し出力正電流と
    出力負電流とを別々に取り出す半波整流回路と、
    この半波整流回路の出力正電流と出力負電流とが
    各々独立に入力され該入力正電流および入力負電
    流のうちの一方を極性反転させて該両電流を加算
    し出力全波整流電圧を得る電流差動増巾回路とか
    らなる全波整流回路において、 上記半波整流回路が、入力信号を反転増巾する
    直線増巾素子と、 該直線増巾素子の出力をベース入力とする導電
    型の異なる2つのトランジスタとそのエミツタ抵
    抗とからなる電流切換素子及び上記2つのトラン
    ジスタのエミツタに共通に流れるアイドル電流値
    が所望の信号動作速度と最小入力交流信号振幅と
    により決定される値になるよう上記トランジスタ
    のベースにバイアス電圧を印加する直流バイアス
    電源で構成され上記エミツタ抵抗の共通接続点が
    上記直線増巾素子の反転入力に直接帰還せられ、
    上記直線増巾素子の入力信号電流の極性に対応し
    た半波整流電流を上記2つのトランジスタの各コ
    レクタ端子から出力するプツシユプル形極性切換
    回路とからなるものであることを特徴とする全波
    整流回路。 2 上記電流差動増巾回路が、2つの入力電流を
    取り込みそのうちの一方の入力電流の極性を反転
    させて他方の入力電流と加算するためのトランジ
    スタ各2素子による2つの電流ミラー回路を備え
    たものであることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の全波整流回路。
JP8181080A 1980-06-16 1980-06-16 Full-wave rectifying circuit Granted JPS579266A (en)

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JP8181080A JPS579266A (en) 1980-06-16 1980-06-16 Full-wave rectifying circuit

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Publication Number Publication Date
JPS579266A JPS579266A (en) 1982-01-18
JPS6251077B2 true JPS6251077B2 (ja) 1987-10-28

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