JPS647523B2 - - Google Patents
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- JPS647523B2 JPS647523B2 JP57083885A JP8388582A JPS647523B2 JP S647523 B2 JPS647523 B2 JP S647523B2 JP 57083885 A JP57083885 A JP 57083885A JP 8388582 A JP8388582 A JP 8388582A JP S647523 B2 JPS647523 B2 JP S647523B2
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- amplifier
- input
- current
- logarithmic
- diode
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
- G06G7/24—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for evaluating logarithmic or exponential functions, e.g. hyperbolic functions
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、非直線増幅器、特に正帰還を施した
対数増幅器に関する。
対数増幅器に関する。
対数増幅器は極めて広いダイナミツクレンジの
入力信号を狭いダイナミツクレンジの出力信号に
圧縮する為にしばしば使用される。この対数特性
を得る1つの手段は適当にバイアスしたダイオー
ドマトリツクスで構成した対数検出器を線形増幅
器により駆動することである。他の技法として
は、低入力レベルでは高利得であり、高入力レベ
ルとなると低利得となり、対数的な入出力関係を
得る増幅器を設計することである。
入力信号を狭いダイナミツクレンジの出力信号に
圧縮する為にしばしば使用される。この対数特性
を得る1つの手段は適当にバイアスしたダイオー
ドマトリツクスで構成した対数検出器を線形増幅
器により駆動することである。他の技法として
は、低入力レベルでは高利得であり、高入力レベ
ルとなると低利得となり、対数的な入出力関係を
得る増幅器を設計することである。
低入力レベルに対し高利得であり、高入力レベ
ルに対して低利得の対数増幅器の1例は、本発明
の出願人に譲渡されたカウフマン等発明による米
国特許第3646456号(対応日本特許:特公昭46−
50994号)公報の「非直線増幅器」に開示してい
る。この特許においてはカスケード接続した複数
の非直線増幅器段を有する。各増幅器段の利得は
最初1より大きいが、入力信号が所定振幅に達し
て、入力リミタを高インピーダンスに切替えると
1となる。よつて、回路構成が極めて複雑である
と共に高周波動作には不適当であるという欠点が
あつた。
ルに対して低利得の対数増幅器の1例は、本発明
の出願人に譲渡されたカウフマン等発明による米
国特許第3646456号(対応日本特許:特公昭46−
50994号)公報の「非直線増幅器」に開示してい
る。この特許においてはカスケード接続した複数
の非直線増幅器段を有する。各増幅器段の利得は
最初1より大きいが、入力信号が所定振幅に達し
て、入力リミタを高インピーダンスに切替えると
1となる。よつて、回路構成が極めて複雑である
と共に高周波動作には不適当であるという欠点が
あつた。
従つて、本発明の目的の1つは、広帯域、広い
ダイナミツクレンジ及び低ノイズの改良対数増幅
器を提供することである。
ダイナミツクレンジ及び低ノイズの改良対数増幅
器を提供することである。
本発明の他の目的は、正非線形帰還を有する単
一増幅段より成る対数増幅器を提供することであ
る。
一増幅段より成る対数増幅器を提供することであ
る。
更に本発明の他の目的は、互に逆方向に接続し
た1対のダイオードにより正非線形帰還が制御さ
れる対数増幅回路を提供することである。
た1対のダイオードにより正非線形帰還が制御さ
れる対数増幅回路を提供することである。
本発明のその他の目的、構成及び作用効果は添
付図を参照して行なう以下の説明を読めば当業者
には容易に理解できよう。
付図を参照して行なう以下の説明を読めば当業者
には容易に理解できよう。
本発明の対数増幅器は、要約すると選択的に使
用する正非線形帰還を有するものであつて、入力
端に非線形素子を含み、入出力端間に1対のダイ
オードを含む帰還回路網を有し、微少入力信号に
対して最大帰還を生じ、大入力信号に対しては帰
還を全く生じないように両ダイオードをバイアス
している。
用する正非線形帰還を有するものであつて、入力
端に非線形素子を含み、入出力端間に1対のダイ
オードを含む帰還回路網を有し、微少入力信号に
対して最大帰還を生じ、大入力信号に対しては帰
還を全く生じないように両ダイオードをバイアス
している。
以下、添付図を参照して本発明の対数増幅器を
詳細に説明する。図は、正非線形帰還を選択的に
与える本発明による対数増幅器の好適一実施例を
示す。ダイオード10のアノードを非反転増幅器
12の入力側に接続し、カソードを接地する。更
に、増幅器12の入力側には、他端を接地した定
電流源14の一端を接続している。
詳細に説明する。図は、正非線形帰還を選択的に
与える本発明による対数増幅器の好適一実施例を
示す。ダイオード10のアノードを非反転増幅器
12の入力側に接続し、カソードを接地する。更
に、増幅器12の入力側には、他端を接地した定
電流源14の一端を接続している。
増幅器12への入力信号は、入力端子11から
供給され、対応する出力信号を出力端子16から
得る。増幅器12の出力端子には更にアノードが
共通接続点Aに接続されたダイオード18のカソ
ードを接続する。この接続点Aは、他に抵抗器2
0を介して正電源V1に接続されると共にコンデ
ンサ24を介して増幅器12の入力端に接続さ
れ、更にこの接続点Aはダイオード22及び抵抗
器26の直列回路を介して電源V2へ接続される。
ダイオード22は増幅器の温度補償をする。
供給され、対応する出力信号を出力端子16から
得る。増幅器12の出力端子には更にアノードが
共通接続点Aに接続されたダイオード18のカソ
ードを接続する。この接続点Aは、他に抵抗器2
0を介して正電源V1に接続されると共にコンデ
ンサ24を介して増幅器12の入力端に接続さ
れ、更にこの接続点Aはダイオード22及び抵抗
器26の直列回路を介して電源V2へ接続される。
ダイオード22は増幅器の温度補償をする。
定電流駆動型ダイオード制御対数増幅器は、定
電流源14の電流以上入力信号電流に対しては良
好な対数応答特性を有する。しかし、微少電流の
場合には、増幅器の立上り時間が悪化する。この
立上り時間特性悪化の理由は、増幅器の入力側の
静電容量と抵抗にあり、増幅器の総合帯域幅を低
減する作用をする。図示せずも、増幅器12は、
高入力インピーダンスの非反転増幅器であつて、
例えばソースフオロワ増幅器として動作する絶縁
ゲート型電界トランジスタ(FET)入力段と、
バイポーラトランジスタの同相出力増幅段とを有
するものであつてもよい。またダイオード10は
シヨツトキー障壁ダイオードが好ましい。
電流源14の電流以上入力信号電流に対しては良
好な対数応答特性を有する。しかし、微少電流の
場合には、増幅器の立上り時間が悪化する。この
立上り時間特性悪化の理由は、増幅器の入力側の
静電容量と抵抗にあり、増幅器の総合帯域幅を低
減する作用をする。図示せずも、増幅器12は、
高入力インピーダンスの非反転増幅器であつて、
例えばソースフオロワ増幅器として動作する絶縁
ゲート型電界トランジスタ(FET)入力段と、
バイポーラトランジスタの同相出力増幅段とを有
するものであつてもよい。またダイオード10は
シヨツトキー障壁ダイオードが好ましい。
以下動作を説明する。図示する対数増幅器にお
いて、ダイオード10が対数電圧−電流特性を有
する。定電流源14の電流はダイオード10のイ
ンピーダンスを定め、対数増幅器12の最低入力
時の帯域幅を決める。静止状態では、ダイオード
10を流れる電流は定電流源14からの電流と等
しい。また、ダイオード18及び22は電圧源
V1により「オン」状態にバイアスされている。
更に、電圧源V2の電圧は、静止状態下でダイオ
ード18及び22に等しい電流が流れるよう自動
的又は手動的に設定する。
いて、ダイオード10が対数電圧−電流特性を有
する。定電流源14の電流はダイオード10のイ
ンピーダンスを定め、対数増幅器12の最低入力
時の帯域幅を決める。静止状態では、ダイオード
10を流れる電流は定電流源14からの電流と等
しい。また、ダイオード18及び22は電圧源
V1により「オン」状態にバイアスされている。
更に、電圧源V2の電圧は、静止状態下でダイオ
ード18及び22に等しい電流が流れるよう自動
的又は手動的に設定する。
入力信号電流IINが定電流源14の電流以下の
入力信号範囲においては、増幅器にはコンデンサ
24及び導通状態にあるダイオード18,22を
介して正の非線形帰還が加えられる。この正非線
形帰還は低入力信号レベルにおける増幅器12の
入力静電容量を低減するよう動作するので、増幅
器の帯域幅を維持する。即ち、この帰還がなけれ
ば入力電圧の変動により入力静電容量が充放電さ
れ偏移電流を流すが、正帰還を設けることによ
り、見掛け上の静電容量を低減させ、これによる
帯域幅の低下を防止する作用をする。
入力信号範囲においては、増幅器にはコンデンサ
24及び導通状態にあるダイオード18,22を
介して正の非線形帰還が加えられる。この正非線
形帰還は低入力信号レベルにおける増幅器12の
入力静電容量を低減するよう動作するので、増幅
器の帯域幅を維持する。即ち、この帰還がなけれ
ば入力電圧の変動により入力静電容量が充放電さ
れ偏移電流を流すが、正帰還を設けることによ
り、見掛け上の静電容量を低減させ、これによる
帯域幅の低下を防止する作用をする。
入力信号電流IINが定電流源14の電流を超す
と、出力電圧が増加してダイオード18を逆バイ
アスとするので、前述した正帰還は最早なくな
る。しかし、入力電流が増加しているので、ダイ
オード10のインピーダンスは低下している。そ
の為に、帰還を設けることなく充分な帯域が得ら
れる。
と、出力電圧が増加してダイオード18を逆バイ
アスとするので、前述した正帰還は最早なくな
る。しかし、入力電流が増加しているので、ダイ
オード10のインピーダンスは低下している。そ
の為に、帰還を設けることなく充分な帯域が得ら
れる。
従つて、図示の対数増幅器にあつては、スイツ
チング素子であるダイオード18及び帰還コンデ
ンサ24を介して選択的に正帰還を設け、入力信
号電流が略々定電流源14の出力電流レベル以下
の場合にはダイオード18を導通せしめて正帰還
を作用させ入力静電容量を低下させることにより
帯域幅を増加させている。一方、入力信号レベル
が略々定電流源14の出力レベルを超すと、ダイ
オード18は非導通となり、正帰還を遮断する。
チング素子であるダイオード18及び帰還コンデ
ンサ24を介して選択的に正帰還を設け、入力信
号電流が略々定電流源14の出力電流レベル以下
の場合にはダイオード18を導通せしめて正帰還
を作用させ入力静電容量を低下させることにより
帯域幅を増加させている。一方、入力信号レベル
が略々定電流源14の出力レベルを超すと、ダイ
オード18は非導通となり、正帰還を遮断する。
本発明の対数増幅器によると、入力信号レベル
に応答して帰還路を自動的に形成又は遮断するこ
とにより、低入力信号レベルにおける帯域を広
げ、且つ高入力信号レベルにおいて通常正帰還に
伴う不安定性の問題を解決した対数増幅器が得ら
れる。
に応答して帰還路を自動的に形成又は遮断するこ
とにより、低入力信号レベルにおける帯域を広
げ、且つ高入力信号レベルにおいて通常正帰還に
伴う不安定性の問題を解決した対数増幅器が得ら
れる。
その結果、本発明の対数増幅器によれば、広帯
域幅で、低ノイズ及び広いダイナミツクレンジの
対数増幅回路が実現できる。尚、上述の説明は本
発明の好適実施例についてのみ行つたものであ
り、何ら本発明はこれら実施例に限定するもので
はない。よつて当業者は本発明の要旨を逸脱する
ことなく種々の変更変形がなし得ること明らかで
あろう。例えばダイオード10は通常のダイオー
ドのみならずダイオード接続のトランジスタを含
む、対数又は非直線電圧−電流特性を有する半導
体接合であるを可とする。
域幅で、低ノイズ及び広いダイナミツクレンジの
対数増幅回路が実現できる。尚、上述の説明は本
発明の好適実施例についてのみ行つたものであ
り、何ら本発明はこれら実施例に限定するもので
はない。よつて当業者は本発明の要旨を逸脱する
ことなく種々の変更変形がなし得ること明らかで
あろう。例えばダイオード10は通常のダイオー
ドのみならずダイオード接続のトランジスタを含
む、対数又は非直線電圧−電流特性を有する半導
体接合であるを可とする。
図は本発明による対数増幅器の好適実施例の簡
略電気回路を示す。 図中10は半導体接合、12は非反転増幅器、
14は電流源、18はスイツチング素子、24は
帰還インピーダンス。
略電気回路を示す。 図中10は半導体接合、12は非反転増幅器、
14は電流源、18はスイツチング素子、24は
帰還インピーダンス。
Claims (1)
- 1 半導体接合と、該半導体接合に入力信号電流
と共に一定電流を流すよう接続した電流源と、上
記半導体接合の電圧降下を増幅する非反転増幅器
と、該非反転増幅器の出力を入力端へ帰還するス
イツチング素子及びインピーダンスを含む帰還路
とを具え、上記スイツチング素子は上記入力信号
電流が実質的に上記電流源の電流以下及び以上の
とき夫々導通及び非導通状態となるようバイアス
されていることを特徴とする対数増幅器。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/264,521 US4418317A (en) | 1981-05-18 | 1981-05-18 | Logarithmic amplifier utilizing positive feedback |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57196611A JPS57196611A (en) | 1982-12-02 |
JPS647523B2 true JPS647523B2 (ja) | 1989-02-09 |
Family
ID=23006431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57083885A Granted JPS57196611A (en) | 1981-05-18 | 1982-05-18 | Logarithmic amplifier |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4418317A (ja) |
EP (1) | EP0066401B1 (ja) |
JP (1) | JPS57196611A (ja) |
CA (1) | CA1171925A (ja) |
DE (1) | DE3265800D1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58114617A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-08 | テクトロニツクス・インコ−ポレイテツド | 非直線増幅器 |
US4720673A (en) * | 1985-05-15 | 1988-01-19 | Avcom Of Virginia, Inc. | Spectrum analyzer and logarithmic amplifier therefor |
US5126846A (en) * | 1988-08-08 | 1992-06-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-linear amplifier and non-linear emphasis/deemphasis circuit using the same |
US5012140A (en) * | 1990-03-19 | 1991-04-30 | Tektronix, Inc. | Logarithmic amplifier with gain control |
CN1020816C (zh) * | 1990-05-08 | 1993-05-19 | 董献之 | 平方器 |
DE4015475A1 (de) * | 1990-05-14 | 1991-11-21 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur gradationsentzerrung |
US6856876B2 (en) | 1998-06-09 | 2005-02-15 | Automotive Technologies International, Inc. | Methods for controlling a system in a vehicle using a transmitting/receiving transducer and/or while compensating for thermal gradients |
US6517107B2 (en) * | 1998-06-09 | 2003-02-11 | Automotive Technologies International, Inc. | Methods for controlling a system in a vehicle using a transmitting/receiving transducer and/or while compensating for thermal gradients |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1315018A (fr) * | 1960-08-25 | 1963-01-18 | Inst Francais Du Petrole | Atténuateur logarithmique à diodes peu sensible aux variations de température et à large gamme d'atténuation |
US3128377A (en) * | 1961-03-27 | 1964-04-07 | Eastman Kodak Co | Log-time voltage generator |
US3448289A (en) * | 1966-05-20 | 1969-06-03 | Us Navy | Logarthmic amplifier |
US3524074A (en) * | 1967-01-06 | 1970-08-11 | Us Air Force | Wide band logarithmic amplifier |
US3562550A (en) * | 1967-09-25 | 1971-02-09 | Harry Fein | Method of and apparatus for generating hyperbolic functions |
US3646456A (en) * | 1970-07-09 | 1972-02-29 | Tektronix Inc | Logarithmic amplifier |
US3790819A (en) * | 1972-03-17 | 1974-02-05 | Perkin Elmer Corp | Log amplifier apparatus |
US3956645A (en) * | 1972-09-09 | 1976-05-11 | U.S. Philips Corporation | Controllable current source |
JPS5161243A (en) * | 1974-11-25 | 1976-05-27 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Taisuzofukuki |
US4259641A (en) * | 1978-12-11 | 1981-03-31 | Carow Donald W | Linearized detector/rectifier circuit |
US4236126A (en) * | 1979-04-25 | 1980-11-25 | Cincinnati Electronics Corporation | Variable RF attenuator |
US4323798A (en) * | 1980-04-18 | 1982-04-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Fast operating switchable operational amplifier driven circuits |
-
1981
- 1981-05-18 US US06/264,521 patent/US4418317A/en not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-05-17 DE DE8282302487T patent/DE3265800D1/de not_active Expired
- 1982-05-17 EP EP82302487A patent/EP0066401B1/en not_active Expired
- 1982-05-17 CA CA000403087A patent/CA1171925A/en not_active Expired
- 1982-05-18 JP JP57083885A patent/JPS57196611A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4418317A (en) | 1983-11-29 |
JPS57196611A (en) | 1982-12-02 |
DE3265800D1 (en) | 1985-10-03 |
CA1171925A (en) | 1984-07-31 |
EP0066401B1 (en) | 1985-08-28 |
EP0066401A1 (en) | 1982-12-08 |
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