JPS6264108A - Variable gain control circuit - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain the improvement of a characteristic by connecting a common base transistor (TR) between a current/voltage conversion diode and a current mirror circuit and applying a bias voltage so as to reduce the effect of the current mirror circuit on the gain. CONSTITUTION:The effect of a voltage source impedance is reduced by 1/beta1 onto the gain of the titled circuit in comparison with a conventional circuit, where beta1 is a current amplification factor of a TR 1. In forming a voltage source 2 by, e.g., a diode, only 1/100 of effect is given onto the emitter impedance of the TR 1. Thus, a voltage required to operate the current source 21, e.g., a nearly 0.2V of voltage source is easily formed and a low voltage constitution is easily attained. Since the current mirror circuit comprising a diode 15 and a TR 18 is independent of the voltage/current conversion, even when a resistor is inserted to the emitter of the current mirror circuit, no adverse effect is given onto the circuit operation. Thus, the noise by the current mirror circuit is reduced, resulting that the noise characteristic of the line is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、可変利得制御回路に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a variable gain control circuit.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

従来の可変利得制御回路を第４図に示す。この回路は特
開昭５５−　り２６１５号公報に記述されているもので
ある。A conventional variable gain control circuit is shown in FIG. This circuit is described in Japanese Patent Laid-Open No. 55-2615.

電源端子（＋Ｖ００）と接地間には２Ｉ、なる定電流を
発生する定電流源崗と電圧電流変換用のダイオードＩお
よびダイオードα９ならびに電圧源ｕｅとが直列に接続
される。トランジスタα樽のコレクタはダイオードαη
を介し前記定電流源（１３に接続される。またトランジ
スタα樽のベース・エミッタ間には前記ダイオード（１
Ｓが接続され、電流ミラー回路が構成される。このダイ
オードαりと前記ダイオードα荀との接続点にはトラン
ジスタ（１９のベースが接続される。またこのトランジ
スタ０と差動対を成すトランジスタ（７）のベースは、
前記ダイオード鰭とトランジスタα神との接続点に接続
される。これらトランジスタ（１１，（２０のエミッタ
共通接続点と接地間には２Ｉ、なる定電流を発生する電
流源Ｑυが接続される。なお、ダイオードα４）、（１
５，αηとしては、トランジスタのコレクタとベースと
を互い番こ接続したものが用いられる。A constant current source generating a constant current of 2I, a diode I and a diode α9 for voltage-current conversion, and a voltage source ue are connected in series between the power supply terminal (+V00) and the ground. The collector of the transistor α barrel is the diode αη
is connected to the constant current source (13) through the constant current source (13).The diode (13) is connected between the base and emitter of the transistor α barrel.
S is connected to form a current mirror circuit. The base of a transistor (19) is connected to the connection point between this diode α and the diode α. Also, the base of a transistor (7) forming a differential pair with this transistor 0 is as follows.
It is connected to the connection point between the diode fin and the transistor α. A current source Qυ that generates a constant current of 2I is connected between the common emitter connection point of these transistors (11, (20) and the ground. Note that diodes α4), (1
As 5 and αη, a transistor in which the collector and base of a transistor are mutually connected is used.

上述の回路ｌこおいては、前記ダイオードｆｉ４）、（
１５の接続点に抵抗Ｒ１およびコンデンサを介して信号
電圧源（４）より入力信号電圧ｖＩが供給され、抵抗Ｒ
Ｌを介して電源端子（＋Ｖ００）と接続する前記トラン
ジスタ（１）のコレクタを出力端子（Ｉ″ＩＪとして出
力信号電圧Ｖ、が導びかれる。In the above circuit l, the diodes fi4), (
The input signal voltage vI is supplied from the signal voltage source (4) to the connection point of the resistor R15 through the resistor R1 and the capacitor.
The collector of the transistor (1) connected to the power supply terminal (+V00) via L is used as an output terminal (I''IJ), and an output signal voltage V is led thereto.

第４図に示した可変利得制御回路の利得は。The gain of the variable gain control circuit shown in FIG.

と表わされる。ここでｒ・はダイオード（ｌ！９のイン
ピーダンスであり。It is expressed as Here, r is the impedance of the diode (l!9).

である。（１）式より、上記ｒ＠が十分Ｒ１より小さい
ならば（この条件は一般に満たされる’）　ＲＬ／Ｒ，
は定数であるので、利得は定電流源（１３の電流値２Ｉ
。It is. From equation (1), if the above r@ is sufficiently smaller than R1 (this condition is generally satisfied'), RL/R,
is a constant, so the gain is the constant current source (current value 2I of 13)
.

と定電流源ＣＩ）の電流値２Ｉ！の比によりて決定され
る。and constant current source CI) current value 2I! It is determined by the ratio of

また、入力信号電圧ｖｉは、抵抗式と信号源からみた入
力インピーダンスとにより入力信号電流ｌ。In addition, the input signal voltage vi is determined by the input signal current l based on the resistance formula and the input impedance seen from the signal source.

に変換されてからダイオード（１４）、＜１！９の接続
点に供給される。このとき出力信号電圧ｖ０はであり、
入力信号電流に対して原理的に歪を生じない。after being converted into a diode (14), it is supplied to the connection point of <1!9. At this time, the output signal voltage v0 is,
In principle, no distortion occurs to the input signal current.

さらにこの回路は電流入力型であるから、入力のための
バイアス電圧源が不要である。なお、電圧源αｅは定電
流源Ｑυを動作させるためのものであり、これは数百ン
リボルトの大きさのもので良い。Furthermore, since this circuit is a current input type, a bias voltage source for input is not required. Note that the voltage source αe is for operating the constant current source Qυ, and may have a magnitude of several hundred volts.

よりて、低電圧動作が可能である。また上記電圧源αｅ
との関係でトランジスタ翰のベース電位は低い電圧に設
定することが・でき、このため出力段にレベルシフト回
路を必要とせずに大きな出力信号振幅を得ることができ
る。Therefore, low voltage operation is possible. In addition, the voltage source αe
In relation to this, the base potential of the transistor can be set to a low voltage, and therefore a large output signal amplitude can be obtained without requiring a level shift circuit in the output stage.

さらにまた、この回路は信号を電流として処理している
ため、ダイナミックレンジを大きくとることが可能であ
る。Furthermore, since this circuit processes signals as current, it is possible to have a large dynamic range.

以上の如く、第４図に示した従来の可変利得制御回路は
多くの利点を有するものである。As described above, the conventional variable gain control circuit shown in FIG. 4 has many advantages.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

いま、電圧源α暢の出力インピーダンスをｒＢ、とじて
、上記回路の利得を求めると。Now, let's find the gain of the above circuit by dividing the output impedance of the voltage source α by rB.

となり、電圧源（１ｅは低インピーダンスでなくてはな
らないことがわかる。ところでバイアス電圧源←ｅは、
ダイオードを用いるのが最も簡単である。It turns out that the voltage source (1e) must have low impedance.By the way, the bias voltage source ←e is
It is easiest to use a diode.

この場合、電圧源αｅのインピーダンスｒＢ０はとなる
。したがって、　　（ｌｉ）式においてｒ・の利得に与
える影響が無視できなくなり、利得が電流比Ｉ！／Ｉｔ
によりてのみ決定されるという利点が損われることにな
る。In this case, the impedance rB0 of the voltage source αe is as follows. Therefore, in equation (li), the influence of r on the gain cannot be ignored, and the gain becomes the current ratio I! /It
The advantage of being determined only by

また、電圧源−は、電流源ｔ２１）を動作させるための
バイアスであり、電流源Ｃυに印加される電圧は０．２
ｖ程度あれば回路は十分に動作する。しかるに０．２ｖ
の一電圧源を低インピーダンスで実現することは実際上
困難である。Further, the voltage source - is a bias for operating the current source t21), and the voltage applied to the current source Cυ is 0.2
The circuit can operate satisfactorily if the voltage is about V. However, 0.2v
It is practically difficult to realize a single voltage source with low impedance.

さらにこの回路杏こおいて支配的に雑音を発生する素子
は、ダイオード（１４，（ｉｓ、αηおよびトランジス
タへＬ　（１９，■である。このうち、ダイオードαり
とトランジスタ舖の雑音は、そのエミッタに抵抗を挿入
することで減少させることができるが、これを行うと利
得にエミッタ抵抗に係わる項が追加されてしまい、利得
制御を困難なものとする。７以上の如く、第４図に示し
た可変利得制御回路は種々の利点を有しながらも、実用
に際し多くの欠点を有し、実現困難なものとなっていた
。Furthermore, the elements that dominantly generate noise in this circuit are the diode (14, (is, αη) and the transistor (19, ■). Of these, the noise from the diode α and the transistor is This can be reduced by inserting a resistor into the emitter, but this adds a term related to the emitter resistance to the gain, making gain control difficult. Although the variable gain control circuit shown has various advantages, it has many drawbacks in practical use, making it difficult to implement.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記従来回路の利点を損なわず、上記
従来回路の実用上の欠点を克服する。低電圧化ｌζ適し
た使いやすい可変利得制御回路を提供することｉこある
。The object of the present invention is to overcome the practical disadvantages of the above-mentioned conventional circuit without impairing its advantages. It is an object of the present invention to provide an easy-to-use variable gain control circuit suitable for low voltage.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、可変利得動作上の基本となる電流電圧変換用
ダイオードと電流ミラー回路との間にベース接地トラン
ジスタを接続し、このトランジスタにバイアス電圧を供
給する構成とするととｌこより、電流ミラー回路か利得
に与える影響を小さくして特性を向上させると共に、実
用上問題のない可変利得制御回路を提供するものである
。The present invention has a configuration in which a common-base transistor is connected between a current-voltage conversion diode, which is the basis for variable gain operation, and a current mirror circuit, and a bias voltage is supplied to this transistor. The present invention is intended to provide a variable gain control circuit which improves characteristics by reducing the influence of the gain on the gain and which is free from practical problems.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

本発明の一実施例を第１図に示す。第４図に示した従来
回路と同一部分には同一番号を付し、その説明は省略す
る。従来回路と異なる点は、ベース接地トランジスタ（
１）がダイオードα４．四の間に挿入接続されており、
そのベースに電圧源（２）が接続されている点であり、
新たに電圧源（２）を設けたことにより、従来の電圧源
αｅが不要になった点である。An embodiment of the present invention is shown in FIG. Components that are the same as those in the conventional circuit shown in FIG. 4 are given the same numbers, and their explanations will be omitted. The difference from the conventional circuit is that the common base transistor (
1) is the diode α4. It is inserted and connected between the four,
The point is that the voltage source (2) is connected to its base,
By providing a new voltage source (2), the conventional voltage source αe is no longer necessary.

この回路の利得は、電圧源（２）のインピーダンスをｒ
ｌ、雪と置くと。The gain of this circuit is the impedance of the voltage source (2) r
l, if you put it as snow.

となる。ここでｍ　’＠ｌ＋β、は各々トランジスタ（
１）の工２ツタ・インピーダンス奢よぴ電流増幅率であ
る。この（ｉｌｉ）式と従来回路の利得式（１１）とを
比較してみると、電圧源インピーダンスの影響が１／／
。becomes. Here, m'@l+β, are each transistor (
1) is the current amplification factor of the two impedances. Comparing this equation (ili) with the gain equation (11) of the conventional circuit, it is found that the influence of the voltage source impedance is 1//
.

に小さくなることがわかる。例えば、電圧源（２）をダ
イオードで構成したとして、トランジスタ（１）トこの
ダイオードに流れる電流が同じとき、β１＝１００と仮
定すると、トランジスタ（１）のエミッタ拳インピーダ
ンスのわずか１／１００の影響しかない。また。It can be seen that it becomes smaller. For example, if the voltage source (2) is composed of a diode and the current flowing through the transistor (1) and the diode are the same, and assuming that β1 = 100, the effect is only 1/100 of the emitter impedance of the transistor (1). There is no other choice. Also.

このように、電圧源（２）のインピーダンスは１／／／
１倍されるので特に低インピーダンスである必要がない
。したがって、電流源Ｉ２υが動作するために、最低限
必要な電圧１例えば０．２ｖ程度の電圧源は容易ζζ作
ることができ、低電圧化が図りやすい。In this way, the impedance of the voltage source (2) is 1///
Since it is multiplied by 1, there is no need for a particularly low impedance. Therefore, in order for the current source I2υ to operate, a voltage source with the minimum necessary voltage 1, for example, about 0.2 V can be easily created, and the voltage can be easily reduced.

さらに、ダイオードα９ならびにトランジスタα神によ
り構成される電流ミラー回路が、電圧電流変換とは独立
した構成となっているために、この電流ミラー回路のエ
ミッタに抵抗を挿入しても、何ら回路動作に悪影響を及
ぼさない。よって、ト２ンジスメ住騰、ダイオード（へ
）の各二５ツタに抵抗を接続することで、これらのトラ
ンスコンダクタンスを下げることができるので、電流ミ
ラー回路による雑音を減少させることができ、結局１回
路の雑音特性を向上させることができる。Furthermore, since the current mirror circuit composed of diode α9 and transistor α has a configuration independent of voltage-current conversion, inserting a resistor into the emitter of this current mirror circuit will not affect circuit operation in any way. No adverse effects. Therefore, by connecting a resistor to each of the transistors and diodes, the transconductance of these can be lowered, and the noise caused by the current mirror circuit can be reduced. The noise characteristics of the circuit can be improved.

第２図に本発明の他の実施例を示す。図においてトラン
ジスタ（１０１）、　（１８１）、　（１５１）の各々
が第１図におけるトランジスタ（１）、（ｌおよびダイ
オード住四に相当する。すなわち１本実施例が第１図に
示した実施例と異なる点は、トランジスタ（１）の極性
ならびに電流ミラー回路の入出力関係を逆にした点であ
り、　ＮＰＮ　）　？ンジスタ（１）に代えＰＮＰ　）
ランジスタ（１０１）を使用し、′ｆＩＩｔ流建ラー回
路う入力端（第１図においてダイオード（凶、第２図に
おいてトランジスタ（１５１）　）の接続をダイオード
（１４）からダイオー−ドαηへ変更し、出力端（第１
図化おいてトランジスタ（１８，第２図においてトラン
ジスタ（１８１）：の接続をダイオード住ηからダイオ
ードα４へ変更した点にある。FIG. 2 shows another embodiment of the invention. In the figure, transistors (101), (181), and (151) respectively correspond to transistors (1), (l) and diode Sumishi in FIG. 1. That is, one embodiment is the embodiment shown in FIG. The difference from NPN) is that the polarity of transistor (1) and the input/output relationship of the current mirror circuit are reversed. PNP instead of register (1))
Using a transistor (101), change the connection of the input terminal (diode in Figure 1, transistor (151) in Figure 2) from the diode (14) to the diode αη. , output end (first
The difference is that the connection of the transistor (18) in the diagram and the transistor (181) in FIG. 2 has been changed from the diode η to the diode α4.

第２図−ζ示した実施例では、トランジスタ（１０１）
としてＮＰＮ　）ランジスタを使用するため、これをモ
ノリシックＩＣで構成した場合、　ＰＮＰ　）ランジス
タ（１）よりも周波数特性に優れたものを得ることがで
きる。In the embodiment shown in FIG. 2-ζ, the transistor (101)
Since an NPN ) transistor is used as a transistor, if this is constructed from a monolithic IC, it is possible to obtain a frequency characteristic superior to that of the PNP ) transistor (1).

第３ｒｇＪにさらに本発明の他の実施例を示す。図にお
いてトランジスタ（１０２）　、　ｉｉ電流源１３２）
　、ダイオード（１４２）、　（１５２）、　（１７２
）右よびトランジスタ（１８２）の各々かに１図にあけ
るトランジスタ（１）。Another embodiment of the present invention is shown in the third rgJ. In the figure, transistor (102), ii current source 132)
, diode (142), (152), (172
) Transistor (1) in each of the right and transistor (182).

電流源住３．ダイオードＩ、α９．αη、トランジスタ
α〜に相当している。本実施例が第１図の実施例と異な
る点は１本発明に係る可変利得制御回路を正負両電源を
用いる場合１こ適するようにした点にあり。Current source 3. Diode I, α9. αη corresponds to the transistor α~. This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 1 in that the variable gain control circuit according to the present invention is suitable for use with both positive and negative power supplies.

そのため上記したダイオード（１４２）を始めとする各
素子の極性を第１図のものと逆にした点にある。Therefore, the polarity of each element including the diode (142) mentioned above is reversed from that of FIG. 1.

また、この実施例では電圧源（２）をトランジスタ（２
０１）トこのトランジスタ（２０１）のベース・コレ；
　フタ間およびベース・エミッタ間を各々接続する抵抗
（２０２）、　（２０３）とにより構成している。これ
にヨリトランジスメ（１０２）のペースにＶＢＩに依存
した電圧を与えており、温に、ＶＢｌｌの変動に係わら
ず、電流源／２υ、　（１３２）を安定にバイアスでき
る。Further, in this embodiment, the voltage source (2) is replaced by the transistor (2).
01) The base of this transistor (201);
It consists of resistors (202) and (203) that connect between the lids and between the base and emitter, respectively. A voltage dependent on VBI is applied to the pace of the twist transition (102), and the current source /2υ (132) can be stably biased regardless of fluctuations in VBll.

また、そのベースが正の電源端子（＋Ｖ００）に電流源
（至）を介して接続されるトランジスタＧυのエミッタ
は、略接地電位である。このため、トランジスタ（ＩＬ
（イ）のコレクターエさツタ電圧を等しくシ。Further, the emitter of the transistor Gυ whose base is connected to the positive power supply terminal (+V00) via a current source (to) is approximately at ground potential. For this reason, the transistor (IL
(A) The collector voltages are equal.

小信号時の歪を小さくする効果がある。This has the effect of reducing distortion when receiving small signals.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、説明したように本発明によれば、従来回路の利点
をそのまま有し、かつこれを実際に実現し得る実用上何
ら問題のない可変利得制御回路を提供することができる
。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a variable gain control circuit that has the advantages of conventional circuits, can actually realize them, and has no practical problems.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例に係る可変利得制御回路構成
図、第２図、第３図は本発明の他の実施例を示す回路構
成図、第４図は従来の可変利得制御回路の回路構成図で
ある。 （１）、　（Ｌｌ、（１！、（２Ｇ、　（１０１）、（
１０２）、（１８１）、（１８２）　・）　’）　ｙジ
スタ。 （２）　、　（２）・・・電圧源、（４）・・・信号電
圧源。 （１Ｂ・・・出力端、　　　　　　（１３，０υ・・・
電流源。 Ｉ、αり、ｔＬη、　（１４２）、　（１５２）、　（
１７２）・・・ダイオード。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　宇治　弘 第１図 第２ｍｌFIG. 1 is a configuration diagram of a variable gain control circuit according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are circuit configuration diagrams showing other embodiments of the invention, and FIG. 4 is a conventional variable gain control circuit. FIG. (1), (Ll, (1!, (2G, (101), (
102), (181), (182) ·) ') y dist. (2) , (2)... Voltage source, (4)... Signal voltage source. (1B...output end, (13,0υ...
current source. I, αri, tLη, (142), (152), (
172)...Diode. Agent Patent Attorney Noriyuki Chika Yudo Hiroshi Uji Figure 1 2ml

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 差動対を成す第１、第２のトランジスタと、この第１、
第２のトランジスタの共通エミッタに接続される第１の
電流源と、前記第１のトランジスタのベースに一端が接
続される第１のダイオードと、この第１のダイオードの
前記一端と同一極の一端が前記第２のトランジスタのベ
ースに接続される第２のダイオードと、前記第１、第２
のダイオードの他端同志を接続した共通接続端に接続さ
れる第２の電流源と、ベースに電圧源が接続される第３
のトランジスタと、その入力端と出力端のいずれか一方
が前記第１のダイオードに接続され他方と前記第１のダ
イオードとが前記第３のトランジスタのコレクタ・エミ
ッタ電流路を介して接続される電流ミラー回路とを有し
、前記第３のトランジスタのエミッタを信号電流供給端
とし、前記第１、第２の電流源の少なくともいずれか一
方を可変とすることにより、前記第１、第２のトランジ
スタのコレクタの少なくとも一方から利得制御された出
力信号を得るようにしたことを特徴とする可変利得制御
回路。first and second transistors forming a differential pair;
a first current source connected to the common emitter of the second transistor; a first diode having one end connected to the base of the first transistor; and one end of the first diode having the same polarity as the one end. a second diode connected to the base of the second transistor;
a second current source connected to the common connection terminal connecting the other ends of the diodes, and a third current source connected to the base of the voltage source.
a transistor, one of its input end and output end is connected to the first diode, and the other is connected to the first diode via a collector-emitter current path of the third transistor. a mirror circuit, the emitter of the third transistor is used as a signal current supply end, and at least one of the first and second current sources is made variable, so that the first and second transistors A variable gain control circuit characterized in that a gain-controlled output signal is obtained from at least one of the collectors of the variable gain control circuit.