JP2005277985A - Variable gain circuit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は可変利得回路に関する。 The present invention relates to a variable gain circuit.
一般に、受信機にはAGC回路が設けられているが、図8は受信機およびAGC回路の一例を示す。この受信機は、局部発振周波数を受信周波数に近づけることにより、中間周波数を受信周波数に比べてかなり低くした、いわゆるローIF方式のものであり、このとき、受信信号を互いに直交する1対の中間周波信号に周波数変換するとともに、位相処理によりイメージ特性を改善している。 In general, the receiver is provided with an AGC circuit, but FIG. 8 shows an example of the receiver and the AGC circuit. This receiver is of a so-called low IF system in which the intermediate frequency is made much lower than the reception frequency by bringing the local oscillation frequency close to the reception frequency, and at this time, the received signal is a pair of intermediate signals orthogonal to each other. In addition to frequency conversion to frequency signals, image characteristics are improved by phase processing.
すなわち、電子同調方式のアンテナ同調回路11から目的とする受信周波数の受信信号SRXが取り出され、この受信信号SRXが高周波アンプ12を通じて1対のミキサ回路13A、13Bに供給される。
That is, a reception signal SRX having a target reception frequency is taken out from the electronic tuning
また、局部発振回路31がPLLにより構成され、受信信号SRXの周波数に近い周波数(例えば、デジタル音声放送の受信機の場合には、受信周波数よりも500kHzだけ高い周波数)で、位相が互いに90°異なる2つの信号SLOA、SLOBが形成され、この信号SLOA、SLOBがミキサ回路13A、13Bに局部発振信号として供給される。
Further, the
こうして、ミキサ回路13A、13Bにおいて、受信信号SRXは、局部発振信号SLOA、SLOBにより1対の中間周波信号SIFA、SIFBに周波数変換される。この場合、中間周波信号SIFA、SIFBには、目的とする受信周波数の信号成分(本来の信号成分)と、イメージ周波数の信号成分とが含まれるが、以後の説明においては、簡単のため、目的とする受信周波数の信号成分を中間周波信号SIFA、SIFBと呼び、イメージ周波数の信号成分をイメージ成分と呼ぶことにする。
Thus, in the
そして、局部発振信号SLOA、SLOBは互いに90°の位相差を有しているので、中間周波信号SIFA、SIFBは90°の位相差となって直交し、イメージ成分は、中間周波信号SIFA、SIFBとは逆の関係で90°の位相差となって直交する。 Since the local oscillation signals SLOA and SLOB have a phase difference of 90 °, the intermediate frequency signals SIFA and SIFB are orthogonal with a phase difference of 90 °, and the image components are the intermediate frequency signals SIFA and SIFB. It is orthogonal with a phase difference of 90 ° in the opposite relationship.
また、局部発振回路31を構成するPLLから、そのPLLのVCO(図示せず)の可変容量ダイオードに供給される制御電圧の一部が取り出され、この制御電圧が同調回路11に同調電圧として供給され、受信信号SRXに対する同調が実現される。
Further, a part of the control voltage supplied to the variable capacitance diode of the VCO (not shown) of the PLL is extracted from the PLL constituting the
そして、ミキサ回路13A、13Bからの中間周波信号SIFA、SIFB(およびイメージ成分)が、振幅位相補正回路14に供給されて中間周波信号SIFA、SIFBの相対的な振幅誤差および位相誤差が補正され、この誤差の補正された中間周波信号SIFA、SIFBがバンドパスフィルタ15A、15Bを通じて移相回路16A、16Bに供給され、例えば、中間周波信号SIFA、SIFBが同相となり、かつ、イメージ成分が逆相となるように移相される。そして、この移相後の中間周波信号SIFA、SIFBが演算回路17に供給されて加算され、演算回路17からは、イメージ成分が相殺された中間周波信号SIFが取り出される。
Then, the intermediate frequency signals SIFA and SIFB (and image components) from the
続いて、この中間周波信号SIFが、中間周波用のアンプ18およびバンドパスフィルタ19を通じてデジタル処理回路20に供給され、A/D変換されるとともに、受信信号SRXのフォーマットに対応した所定のデジタル処理が実行され、オーディオ信号L、Rが取り出される。
Subsequently, the intermediate frequency signal SIF is supplied to the
また、アンプ12、18が可変利得アンプとされるとともに、バンドパスフィルタ19から中間周波信号SIFの一部がAGC電圧形成回路32に供給されてAGC電圧VAGCが形成され、このAGC電圧VAGCがアンプ18に利得の制御信号として供給され、中間周波段についてAGCが行われる。さらに、AGC電圧VAGCが加算回路34を通じて高周波アンプ12にその利得の制御信号として供給され、高周波段についてAGCが行われる。
The
また、ミキサ回路13A、13Bから出力される中間周波信号SIFA、SIFBが過大入力用のAGC電圧形成回路33に供給され、妨害波などにより受信レベルが規定値以上になったときにAGC電圧VOLが形成され、このAGC電圧VOLが加算回路34を通じて高周波アンプ12に利得の制御信号として供給され、高周波段に対して遅延AGCが行われる。
Further, the intermediate frequency signals SIFA and SIFB output from the
なお、以上の受信回路は、同調回路11、PLL31の共振回路およびデジタル処理回路20を除いて1チップIC(集積回路)にIC化される。また、デジタル処理回路20も1チップICされる。
The above receiving circuit is integrated into a one-chip IC (integrated circuit) except for the
さらに、システム制御回路としてマイクロコンピュータ35が設けられ、このマイクロコンピュータ35には、選局スイッチなどの操作スイッチ36が接続される。そして、スイッチ36を操作すると、マイクロコンピュータ35から局部発振回路31に所定の制御信号が供給されて局部発振信号SLOA、SLOBの発振周波数が変更され、受信周波数が変更される。
Further, a
また、例えば電源の投入時、マイクロコンピュータ35から補正回路14に補正制御信号が供給され、上述のように演算回路17において中間周波信号SIFA、SIFBに含まれるイメージ成分が逆相同振幅となって相殺されるように、振幅位相補正回路14が制御される。
以上の受信機においては、アンプ12、18によりAGCが行われているが、高周波アンプ12は、微小な受信レベルから過大な受信レベルまで広範囲にわたって受信信号SRXのAGC処理を行う必要がある。
Further, for example, when the power is turned on, a correction control signal is supplied from the
In the above receiver, AGC is performed by the
このため、高周波アンプ12として、例えば例えば図9に示すようなものが考えられている。すなわち、同調回路11からの受信信号SRXがアッテネータ回路12A〜12Cに順に供給されるとともに、同調回路11およびアッテネータ回路12A〜12Cから出力される受信信号SRXが可変利得アンプ12D〜12Gにそれぞれ供給される。そして、アンプ12D〜12Gに加算回路12Hが接続され、その出力が高周波アンプ12の出力としてミキサ回路13A、13Bに供給される。なお、一例として、アッテネータ12A〜12Cの減衰量およびアンプ12D〜12Gの利得の制御範囲は、12dBとされる。
For this reason, for example, a high-
そして、加算回路34から出力されるAGC電圧に基づいてアンプ12D〜12Fの動作・不動作を制御するとともに、動作時の利得を例えば図10に実線で示すように制御する。つまり、受信信号SRXのレベルが図10の範囲(1)のときには(受信レベルが小さいときには)、アンプ12Dから受信信号SRXを取り出して加算回路12Hに供給するとともに、アンプ12Dの利得を制御してAGCを行う。また、受信信号SRXのレベルが範囲(2)のときには、アンプ12Eから受信信号SRXを取り出して加算回路12Hに供給するとともに、アンプ12Eの利得を制御してAGCを行う。
Then, based on the AGC voltage output from the
また、受信信号SRXのレベルが範囲(3)のときには、アンプ12Fから受信信号SRXを取り出して加算回路12Hに供給するとともに、アンプ12Fの利得を制御してAGCを行う。そして、受信信号SRXのレベルが範囲(4)のときには、アンプ12Gから受信信号SRXを取り出して加算回路12Hに供給するとともに、アンプ12Gの利得を制御してAGCを行う。
When the level of the received signal SRX is in the range (3), the received signal SRX is extracted from the
したがって、このAGCによれば、微小なレベルから大きなレベルまで広範囲にわたって受信信号SRXのAGCを行うことができる。特に、アッテネータ回路12A〜12Cの減衰量に対応する大きさの受信信号SRXまで扱うことができ、低歪みを維持したまま大きなレベルの受信信号SRXを処理できる。高周波段における利得の制御方法としては優れた方法である。
Therefore, according to this AGC, the AGC of the received signal SRX can be performed over a wide range from a minute level to a large level. In particular, a reception signal SRX having a magnitude corresponding to the attenuation amount of the
なお、先行技術文献として例えば以下のものがある。
ところが、上述のようにアンプ12D〜12Gの動作を切り換える場合、実際には、この切り換えを円滑に行うことが困難であり、その結果、受信レベルあるいはAGC電圧に対する利得は、図10に破線で示すような特性になってしまう。 However, when the operations of the amplifiers 12D to 12G are switched as described above, it is actually difficult to perform the switching smoothly. As a result, the gain with respect to the reception level or the AGC voltage is indicated by a broken line in FIG. It becomes such a characteristic.
そこで、アンプ12D〜12Gがオーバーラップして動作するように切り換えてAGC特性を図10の破線から実線の特性に近づけるようにしているが、それでもAGC特性の傾きが2倍程度違うことがある。これは、AGCのループゲインに6dBの違いがあることを意味し、AGCの応答時間が2倍違うことを示す。 Therefore, the amplifiers 12D to 12G are switched so as to operate in an overlapping manner so that the AGC characteristic approaches the characteristic of the solid line from the broken line in FIG. 10, but the slope of the AGC characteristic may still differ by about twice. This means that there is a difference of 6 dB in the loop gain of AGC, which indicates that the response time of AGC is twice different.
この発明は、以上のような問題点を解決しようとするものである。 The present invention is intended to solve the above problems.
この発明においては、
入力信号に対して縦続接続された複数のアッテネータ回路と、
上記入力信号および上記複数のアッテネータ回路の各出力信号がそれぞれ供給される複数の可変利得アンプと、
この複数の可変利得アンプの出力端に共通に接続されてレベルの制御された出力信号を出力する取り出し回路と、
制御電圧を所定の特性の制御電流に変換する変換回路と
を有し、
この変換回路から出力される上記制御電流を、上記可変利得アンプにその動作の切り換えおよび利得の制御信号として供給するとともに、
上記制御電流と同等の制御電流を上記変換回路で負帰還する
ようにした可変利得回路
とするものである。
In this invention,
A plurality of attenuator circuits cascaded to the input signal;
A plurality of variable gain amplifiers respectively supplied with the input signal and the output signals of the plurality of attenuator circuits;
An extraction circuit that is connected in common to the output ends of the plurality of variable gain amplifiers and outputs an output signal whose level is controlled;
A conversion circuit that converts the control voltage into a control current having a predetermined characteristic;
The control current output from the conversion circuit is supplied to the variable gain amplifier as an operation switching and gain control signal.
The variable gain circuit is configured such that a control current equivalent to the control current is negatively fed back by the conversion circuit.
この発明によれば、微小なレベルから大きなレベルまで広範囲にわたって入力信号のレベル制御を行うことができる。しかも、低歪み、かつ、低雑音を維持しつつ小さなレベルから大きなレベルまでレベル制御ができる。 According to the present invention, level control of an input signal can be performed over a wide range from a minute level to a large level. Moreover, the level can be controlled from a small level to a large level while maintaining low distortion and low noise.
また、可変利得アンプおよびアッテネータ回路の切り換えが負帰還によりスムースになり、利得の変化特性を一定にできる。また、このことにより、AGC動作の場合、受信信号の大きさに関係なく一定の応答特性にすることができる。 Further, the switching of the variable gain amplifier and the attenuator circuit is smoothed by the negative feedback, and the gain change characteristic can be made constant. This also makes it possible to obtain a constant response characteristic regardless of the magnitude of the received signal in the case of AGC operation.
〔1〕 可変利得アンプ
図1は、高周波アンプ12を可変利得アンプに構成する場合の一例を示し、この例においては、高周波アンプ12は、縦続接続された3段のアッテネータ回路42〜44と、同調回路11およびアッテネータ回路42〜44の各出力信号を取り出す差動アンプ51〜54とを有する。
[1] Variable Gain Amplifier FIG. 1 shows an example in which the
すなわち、同調回路11の同調コイル(図示せず)の2次コイルL11は、等価的に、抵抗R11と、インダクタンスL12および容量C12の並列回路と、抵抗R12との直列回路により表され、その抵抗R11、R12から受信信号SRXがバランス型に取り出される。
That is, the secondary coil L11 of the tuning coil (not shown) of the
そして、アッテネータ回路42〜44は、例えば図2に示すように構成される。すなわち、一方の入力端子T41と出力端子T43との間に、コンデンサC41および抵抗器R41の並列回路が接続されるとともに、出力端子T43と中点端子T45との間に、抵抗器R43およびコンデンサC43の並列回路が接続される。また、他方の入力端子T42と出力端子T44との間に、コンデンサC42および抵抗器R42の並列回路が接続されるとともに、出力端子T44と中点端子T45との間に、抵抗器R44およびコンデンサC44の並列回路が接続される。 And the attenuator circuits 42-44 are comprised as shown, for example in FIG. That is, a parallel circuit of a capacitor C41 and a resistor R41 is connected between one input terminal T41 and an output terminal T43, and a resistor R43 and a capacitor C43 are connected between the output terminal T43 and a midpoint terminal T45. Are connected in parallel. A parallel circuit of a capacitor C42 and a resistor R42 is connected between the other input terminal T42 and the output terminal T44, and a resistor R44 and a capacitor C44 are connected between the output terminal T44 and the midpoint terminal T45. Are connected in parallel.
こうして、素子R41〜R44、C41〜C44によりバランス型アッテネータ回路42〜44がそれぞれ構成される。
Thus, the balance
そして、これらアッテネータ回路42〜44は、バランス型のラダーアッテネータ回路を構成しているものでもあり、アッテネータ回路42〜44のうち、前段のアッテネータ回路の出力端子T43、T44が次段のアッテネータ回路の入力端子T41、T42に接続される。また、アッテネータ回路42の入力端子T41、T42が抵抗R11、R12の出力側に接続され、端子T45が互いに接続される。
The
そして、この場合、アッテネータ回路42〜44のそれぞれにおいて、
C41・R41=C43・R43
C42・R42=C44・R44
とされる。
In this case, in each of the
C41 / R41 = C43 / R43
C42 ・ R42 = C44 ・ R44
It is said.
また、各アッテネータ回路42〜44の減衰量を等しくする場合には、アッテネータ回路42〜44の素子R41〜R44、C41〜C44の値が互いに等しくされるとともに、アッテネータ回路44の抵抗器R43、R44の値が、アッテネータ回路42の抵抗器R43、R44の値の1/2倍とされ、アッテネータ回路44のコンデンサC43、C44の値が、アッテネータ回路42のコンデンサC43、C44の値の2倍とされる。
When the attenuation amounts of the
さらに、各アッテネータ回路42〜44の1段あたりの減衰量を1/n〔倍〕(ただし、nは2以上の整数)とすれば、
R43/R41=2/(n−1)
C41/C43=2/(n−1)
とされる。例えば、1段あたりの減衰量は12dB(=1/4倍)とされる。
Furthermore, if the attenuation amount per stage of each
R43 / R41 = 2 / (n-1)
C41 / C43 = 2 / (n-1)
It is said. For example, the amount of attenuation per stage is 12 dB (= 1/4 times).
そして、トランジスタQ51、Q52のエミッタが定電流源用のトランジスタQ53のコレクタに接続されて差動アンプ51が構成されるとともに、トランジスタQ53とトランジスタQ54とにより、接地端子T52を基準電位点としてカレントミラー回路51Aが構成される。また、差動アンプ52〜54がトランジスタ(Q51、Q53)〜(Q51、Q53)により差動アンプ51と同様に構成され、カレントミラー回路52A〜54Aがトランジスタ(Q53、Q54)〜(Q53、Q54)によりカレントミラー回路51Aと同様に構成される。
The
そして、差動アンプ51のトランジスタQ51、Q52のベースが抵抗R11、R12の出力側に接続され、差動アンプ52〜54のトランジスタ(Q51、Q52)〜(Q51、Q52)のベースがアッテネータ回路42〜44の出力端子(T43、T44)〜(T43、T44)にそれぞれ接続される。さらに、アッテネータ回路42〜44の中点端子T45〜T45にバイアス電圧V45が供給される。
The bases of the transistors Q51 and Q52 of the
また、差動アンプ51、52のトランジスタQ51、Q51のコレクタが、ベース接地のトランジスタQ55のエミッタに接続されてカスコードアンプ51Bが構成され、差動アンプ51、52のトランジスタQ52、Q52のコレクタが、ベース接地のトランジスタQ56のエミッタに接続されてカスコードアンプ52Bが構成される。同様に、差動アンプ53、54に対してカスコードアンプ53B、54Bが構成される。
Further, the collectors of the transistors Q51 and Q51 of the
さらに、この場合、カスコードアンプ51B、53BのトランジスタQ55、Q55のコレクタは共通の負荷抵抗器R55に接続され、カスコードアンプ52B、54BのトランジスタQ56、Q56のコレクタは共通の負荷抵抗器R56に接続され、これら負荷抵抗器R55、R56に得られる受信信号SRXが次段のミキサ回路13A、13Bに供給される。なお、このとき、受信信号SRXはバランス型に得られるので、ミキサ回路13A、13Bはバランス型に構成される。
Further, in this case, the collectors of the transistors Q55 and Q55 of the cascode amplifiers 51B and 53B are connected to the common load resistor R55, and the collectors of the transistors Q56 and Q56 of the
また、詳細は後述するが、加算回路34から得られるAGC電圧を電圧VCTLとすれば、このAGC電圧VCTLが対数圧縮回路60に供給されて電圧電流変換されるとともに、制御電流I71〜I74に対数圧縮され、これら制御電流I71〜I74がカレントミラー回路51A〜54Aの入力側のトランジスタQ54〜Q54に供給される。なお、符号T51は電源端子を示す。また、この回路全体が、図8の受信回路とともに1チップICにIC化される。
As will be described in detail later, if the AGC voltage obtained from the
このような構成によれば、同調回路11から受信信号SRXが出力されると、アッテネータ回路42〜44からはレベルが12dBずつ順に小さくされた受信信号SRXが出力される。
According to such a configuration, when the reception signal SRX is output from the
そして、このとき、対数圧縮回路60から出力される制御電流I71〜I74のうち、例えば制御電流I71が所定の大きさであり、他の制御電流I72〜I74が0であるとする。すると、カレントミラー回路51Aを通じて差動アンプ51に電流I71が流れるので、差動アンプ51は有効に動作するが、他の差動アンプ52〜54には電流I72〜I74が流れないので、不動作となる。
At this time, of the control currents I71 to I74 output from the
したがって、同調回路11から出力される受信信号SRXが、差動アンプ51およびカスコードアンプ51B、52Bを通じて取り出され、ミキサ回路13A、13Bに供給される。このとき、差動アンプ52〜54は不動作となっているので、アッテネータ回路42〜44から出力される受信信号SRXはミキサ回路42〜44に供給されることはない。
Therefore, the reception signal SRX output from the
そして、差動アンプ51の利得A51は、
A51=a・I71〔倍〕
a:定数
で示される。したがって、制御電流I71の大きさがAGC電圧VCTLに対応して変化すれば、差動アンプ51の利得A51がAGC電圧VCTLに対応して変化し、この結果、同調回路11から差動アンプ51を通じてミキサ回路13A、13Bに供給される受信信号SRXのレベルが制御される。
The gain A51 of the
A51 = a ・ I71 [times]
a: indicated by a constant. Therefore, when the magnitude of the control current I71 changes corresponding to the AGC voltage VCTL, the gain A51 of the
また、他の差動アンプ52〜54の利得A52〜A54も制御電流I72〜I74により利得A51と同様に制御されるとともに、アッテネータ回路42〜44から出力される受信信号SRXは差動アンプ52〜54を通じてミキサ回路13A、13Bに供給されるので、AGC電圧VCTLが変化すると、アッテネータ回路42〜44から差動アンプ52〜54を通じてミキサ回路13A、13Bに供給される受信信号SRX〜SRXのレベルが制御される。
The gains A52 to A54 of the other
したがって、制御電流I71〜I74をAGC電圧VCTLに対して対数関数的に変化する特性にしておき、例えば図3Aに示すように(図3Aは図10と同じ)、AGC電圧VCTLが範囲(1)のときには、差動アンプ51を通じて受信信号SRXを取り出すとともに、制御電流I71により利得A51の制御を行い、AGC電圧VCTLが範囲(2)のときには、差動アンプ52を通じて受信信号SRXを取り出すとともに、制御電流I72により利得A52の制御を行い、・・・・とすれば、図3Aに示すように、アンプ12の利得AVを広い範囲にわたってリニアに変化させることができる。
Therefore, the control currents I71 to I74 are set to have characteristics that change logarithmically with respect to the AGC voltage VCTL. For example, as shown in FIG. 3A (FIG. 3A is the same as FIG. 10), the AGC voltage VCTL is in the range (1). When the AGC voltage VCTL is within the range (2), the received signal SRX is taken out through the
〔2〕 対数圧縮回路
図4は、対数圧縮回路60の一例を示す。この圧縮回路60は、AGC電圧VCTLを、電圧電流変換するとともに、制御電流I71〜I74およびImに対数圧縮するものである。なお、後述から明らかとなるが、図3Aにおける範囲(1)においては、Im=I71であり、範囲(2)においては、Im=I72であり、範囲(3)においては、Im=I73であり、範囲(4)においては、Im=I74である。つまり、範囲(1)〜(4)において、制御電流Imは制御電流I71〜I74と同等である。
[2] Logarithmic Compression Circuit FIG. 4 shows an example of the
図4において、AGC電圧VCTLがオペアンプ61の非反転入力端に供給されるとともに、その出力端がトランジスタQ61のベースに接続され、そのエミッタと接地端子T52との間に抵抗器R61が接続される。そして、抵抗器R61に得られる信号電圧がオペアンプ61の反転入力端に供給される。
In FIG. 4, the AGC voltage VCTL is supplied to the non-inverting input terminal of the
また、トランジスタQ61のコレクタがトランジスタQ62のコレクタに接続される。このトランジスタQ62は、トランジスタQ63とともに、電源端子T51を基準電位点としてカレントミラー回路62を構成しているものである。そして、トランジスタQ63のコレクタが、電圧比較用のオペアンプ63の反転入力端に接続されるとともに、抵抗器R62を通じてバイアス電圧V61の電圧源に接続される。
The collector of transistor Q61 is connected to the collector of transistor Q62. This transistor Q62, together with the transistor Q63, constitutes a
さらに、トランジスタQ64、Q65のベースが互いに接続されるとともに、トランジスタQ64のコレクタに接続され、このコレクタと電源端子T51との間に定電流源64が接続される。また、トランジスタQ64のエミッタがバイアス電圧V61の電圧源に接続され、トランジスタQ65のエミッタがオペアンプ63の反転入力端に接続されるとともに、トランジスタQ65のコレクタが電源端子T51に接続される。
Further, the bases of the transistors Q64 and Q65 are connected to each other and to the collector of the transistor Q64, and the constant current source 64 is connected between the collector and the power supply terminal T51. The emitter of the transistor Q64 is connected to the voltage source of the bias voltage V61, the emitter of the transistor Q65 is connected to the inverting input terminal of the
また、オペアンプ63の出力端がエミッタ接地のトランジスタQ66のベースに接続され、そのコレクタが抵抗器R63を通じて電源端子T51に接続される。さらに、トランジスタQ66のコレクタがオペアンプ65の非反転入力端に供給され、その出力端がトランジスタQ67のベースに接続され、そのエミッタと接地端子T52との間に抵抗器R64が接続されるとともに、トランジスタQ67のエミッタがオペアンプ65の反転入力端に接続される。
The output terminal of the
そして、抵抗器R64に得られる電圧V60が、電流生成回路67に制御電圧として供給されるとともに、この電流生成回路67のトランジスタQmのコレクタがトランジスタQ65のエミッタに接続される。この電流生成回路67の詳細については後述するが、これに供給された制御電圧V60が制御電流に変換され、この制御電流がトランジスタQmを通じてオペアンプ63に負帰還される。なお、トランジスタQmは、電流生成回路67における出力用のトランジスタを代表して等価的に示すものであり、そのコレクタ電流が制御電流Imとなる。また、この電流生成回路67から制御電流I71〜I74が出力される。
The voltage V60 obtained at the resistor R64 is supplied as a control voltage to the
このような構成によれば、オペアンプ65にはトランジスタQ67を通じて100%の負帰還がかかり、オペアンプ65およびトランジスタQ67はボルテージフォロワとして動作する。この結果、オペアンプ63の出力が、トランジスタQ66を通じ、さらに、オペアンプ65およびトランジスタQ67通じてトランジスタQmに負帰還される。
According to such a configuration, 100% negative feedback is applied to the
したがって、
VA:オペアンプ63の反転入力端の電位
VB:オペアンプ63の非反転入力端の電位
とすれば、オペアンプ63には負帰還がかかっているので、
VB=VA ・・・ (11)
となる。
Therefore,
VA: Potential of the inverting input terminal of the
VB = VA (11)
It becomes.
また、
VR62 :抵抗器R62の端子電圧
VBE64:トランジスタQ64のベース・エミッタ間電圧
VBE65:トランジスタQ65のベース・エミッタ間電圧
とすれば、
VA=V61+VR62 ・・・ (12)
V61+VBE64=VB+VBE65 ・・・ (13)
である。
Also,
VR62: Terminal voltage of resistor R62 VBE64: Base-emitter voltage of transistor Q64 VBE65: Base-emitter voltage of transistor Q65
VA = V61 + VR62 (12)
V61 + VBE64 = VB + VBE65 (13)
It is.
したがって、(11)〜(13)式から
VBE64−VBE65=VR62 ・・・ (14)
となる。
Therefore, from the equations (11) to (13), VBE64−VBE65 = VR62 (14)
It becomes.
また、
IC64:トランジスタQ64のコレクタ電流(エミッタ電流)
IC65:トランジスタQ65のコレクタ電流(エミッタ電流)
とすれば、
IC64=α・exp(β・VBE64) ・・・ (15)
IC65=α・exp(β・VBE65) ・・・ (16)
α:定数
β=q/(K・T)
q:電子の電荷
K:ボルツマン定数
T:絶対温度
であるから、(15)、(16)式から
IC64/IC65=exp(β(VBE64−VBE65))
となり、これに(14)式を代入して
IC64/IC65=exp(β・VR62) ・・・ (17)
が得られる。
Also,
IC64: Collector current (emitter current) of transistor Q64
IC65: Collector current (emitter current) of transistor Q65
given that,
IC64 = α ・ exp (β ・ VBE64) (15)
IC65 = α ・ exp (β ・ VBE65) (16)
α: constant β = q / (K · T)
q: electron charge
K: Boltzmann constant
T: Absolute temperature. From the formulas (15) and (16), IC64 / IC65 = exp (β (VBE64−VBE65))
By substituting equation (14) for this, IC64 / IC65 = exp (β · VR62) (17)
Is obtained.
そして、この(17)式の対数を取ると、
log(IC64)−log(IC65)=β・VR62
となり、これを変形して
log(IC65)=−β・VR62+log(IC64) ・・・ (18)
となる。
And taking the logarithm of this equation (17),
log (IC64) −log (IC65) = β · VR62
And transform this
log (IC65) = -β · VR62 + log (IC64) (18)
It becomes.
一方、オペアンプ61には、トランジスタQ61を通じて100%の負帰還がかかっているので、抵抗器R61の端子電圧は電圧VCTLとなり、したがって、
IR61:抵抗器R61の電流
とすれば、
IR61=VCTL/R61
となる。
On the other hand, since 100% negative feedback is applied to the
IR61: If the current of the resistor R61 is
IR61 = VCTL / R61
It becomes.
そして、この電流IR61は、トランジスタQ61のコレクタ電流でもあり、さらに、カレントミラー回路62を通じて抵抗器R62に流れるので、
VR62=IR61・R62
=R62/R61・VCTL ・・・ (19)
となる。
This current IR61 is also the collector current of the transistor Q61, and further flows through the
VR62 = IR61 / R62
= R62 / R61 · VCTL (19)
It becomes.
したがって、(18)式に(19)式を代入して
log(IC65)=−γ・VCTL+log(IC64) ・・・ (20)
γ=β・R62/R61
となる。
Therefore, substituting (19) into (18)
log (IC65) = -γ · VCTL + log (IC64) (20)
γ = β · R62 / R61
It becomes.
そして、
Im=IC65
であるから、(20)式から
log(Im)=−γ・VCTL+log(IC64) ・・・ (21)
となる。
And
Im = IC65
Therefore, from equation (20)
log (Im) = -γ · VCTL + log (IC64) (21)
It becomes.
また、VCTL=0のとき、(21)式から
log(Im)=log(IC64) ・・・ (22)
となり、電流Imは、トランジスタQ64のコレクタ電流IC64、すなわち、定電流源64の出力電流に等しくなる。
When VCTL = 0, from equation (21)
log (Im) = log (IC64) (22)
Thus, the current Im becomes equal to the collector current IC64 of the transistor Q64, that is, the output current of the constant current source 64.
したがって、図3Bに示すように、コレクタ電流Imの対数値log(Im)は、AGC電圧VCTLに負の係数−γをもってリニアに比例することになる。つまり、AGC電圧VCTLが制御電流Imに変換されるとともに、その制御電流Imは対数圧縮されていることになる。 Therefore, as shown in FIG. 3B, the logarithmic value log (Im) of the collector current Im is linearly proportional to the AGC voltage VCTL with a negative coefficient -γ. That is, the AGC voltage VCTL is converted into the control current Im, and the control current Im is logarithmically compressed.
〔2−1〕 電流生成回路67
図5は、電流生成回路67の一例を示す。この電流生成回路67は、制御電圧V60から制御電流Im、I71〜I74を生成するものである。
[2-1]
FIG. 5 shows an example of the
図5に示す例においては、電流生成回路67は、電圧比較回路71と、カレントミラー回路721〜724、731〜734とから構成される。この場合、電圧比較回路71は、制御電圧V60を基準電圧と比較することにより、図10における範囲(1)〜(4)の境界に対応する電圧で差動アンプ51〜54を流れる電流I71〜I74を切り換えるものである。
In the example illustrated in FIG. 5, the
すなわち、電源端子T51と、接地端子T52との間に、定電流源用のトランジスタQ84のエミッタ・コレクタ間と、抵抗器R73〜R71と、トランジスタQ83のエミッタ・コレクタ間とが直列接続され、トランジスタQ84のベースに所定のバイアス電圧が供給されるとともに、トランジスタQ83のベースが接地端子T52に接続される。こうして、抵抗器R71〜R73の接続点に、図10における範囲(1)〜(4)の境界に対応する基準電圧が取り出される。 That is, between the power supply terminal T51 and the ground terminal T52, the emitter and collector of the constant current source transistor Q84, the resistors R73 to R71, and the emitter and collector of the transistor Q83 are connected in series. A predetermined bias voltage is supplied to the base of Q84, and the base of transistor Q83 is connected to ground terminal T52. In this way, the reference voltage corresponding to the boundaries of the ranges (1) to (4) in FIG. 10 is taken out at the connection points of the resistors R71 to R73.
さらに、電源端子T51と、接地端子T52との間に、定電流源用のトランジスタQ86のエミッタ・コレクタ間と、抵抗器R83〜R81と、トランジスタQ85のエミッタ・コレクタ間とが直列接続され、トランジスタQ86のベースに所定のバイアス電圧が供給されるとともに、トランジスタQ85のベースに図4に示すトランジスタQ67から制御電圧V60が供給される。 Further, between the power supply terminal T51 and the ground terminal T52, the emitter and collector of the constant current source transistor Q86, the resistors R83 to R81, and the emitter and collector of the transistor Q85 are connected in series. A predetermined bias voltage is supplied to the base of Q86, and a control voltage V60 is supplied to the base of transistor Q85 from transistor Q67 shown in FIG.
そして、トランジスタQ70を定電流源としてトランジスタQ81、Q71が差動接続されて電圧比較回路711が構成され、トランジスタQ81のベースが抵抗器R82、R81の接続点に接続され、トランジスタQ71のベースが抵抗器R72、R71の接続点に接続される。なお、この場合、トランジスタQ70にはエミッタ抵抗器R70が接続されるとともに、ベースバイアス電圧V71が供給される。また、このバイアス電圧V71は、所定の数のダイオード接続されたトランジスタのベース・エミッタ間が直列接続されるとともに、その直列回路に抵抗器を通じて直流電流が供給されることにより、その直列回路の両端に得られるバンドギャップ電圧とされる。
Then, the transistors Q81 and Q71 are differentially connected using the transistor Q70 as a constant current source to form a
さらに、トランジスタQ81を定電流源としてトランジスタQ82、Q72が差動接続されて電圧比較回路712が構成され、トランジスタQ82のベースが抵抗器R83、R82の接続点に接続され、トランジスタQ72のベースが抵抗器R73、R72の接続点に接続される。また、トランジスタQ82を定電流源としてトランジスタQ74、Q73が差動されて電圧比較回路713が構成され、トランジスタQ74のベースがトランジスタQ86のコレクタに接続され、トランジスタQ73のベースがトランジスタQ84のコレクタに接続される。
Further, transistors Q82 and Q72 are differentially connected using the transistor Q81 as a constant current source to form a
そして、カレントミラー回路721が、電源端子T51を基準電位点としてトランジスタQ75〜Q77により構成され、その入力側のトランジスタQ75のコレクタがトランジスタQ71のコレクタに接続される。同様にカレントミラー回路722〜724がトランジスタ(Q75〜Q77)〜(Q75〜Q77)により構成され、その入力側のトランジスタQ75〜Q75のコレクタがトランジスタQ72、Q73、Q74のコレクタに接続される。
The
さらに、カレントミラー回路731が、接地端子T52を基準電位点としてトランジスタQ78、Q79により構成され、その入力側のトランジスタQ78のコレクタがカレントミラー回路721の第1の出力側のトランジスタQ76のコレクタに接続される。同様にカレントミラー回路732〜734がトランジスタ(Q78、Q79)〜(Q78、Q79)により構成され、その入力側のトランジスタQ78〜Q78のコレクタがカレントミラー回路722〜724の第1の出力側のトランジスタQ76〜Q76のコレクタに接続される。
Further, the
また、カレントミラー回路721〜724の第2の出力側のトランジスタQ77〜Q77のコレクタが図1に示すカレントミラー回路51A〜54Aの入力側のトランジスタQ54〜Q54のコレクタに接続される。したがって、カレントミラー回路721〜724の出力側のトランジスタQ77〜Q77のコレクタ電流が、アンプ12におけるカレントミラー回路51A〜54Aの入力側のトランジスタQ54〜Q54のコレクタ電流I71〜I74となる。
The collectors of the transistors Q77 to Q77 on the second output side of the
さらに、カレントミラー回路731〜734の出力側のトランジスタQ79〜Q79のコレクタが互いに接続されるとともに、図4に示す圧縮回路60のトランジスタQ65のエミッタに接続される。このカレントミラー回路731〜734のトランジスタQ79〜Q79は、図4に示す電流生成回路67におけるトランジスタQmに対応するものである。
Further, the collectors of the transistors Q79 to Q79 on the output side of the
また、この場合、カレントミラー回路721〜724の入力側のトランジスタQ75〜Q75のコレクタ電流と、出力側のトランジスタ(Q76、Q77)〜(Q76、Q77)のコレクタ電流とを所定の比率としておくことにより、カレントミラー回路721〜724のトランジスタ(Q76、Q77)〜(Q76、Q77)のコレクタ電流は、1/1:1/4:1/16:1/64の比率とされる。この比率は、アッテネータ回路42〜44の減衰量12dB(=1/4)に対応して決定された大きさである。
In this case, the collector currents of the transistors Q75 to Q75 on the input side of the
このような構成によれば、AGC電圧VCTLが大きくなるにつれて制御電圧V60も大きくなり、トランジスタQ85のコレクタ電流は小さくなっていく。したがって、AGC電圧VCTLが大きくなるにつれて、トランジスタQ81、Q82、Q74のベース電圧が高くなっていくので、抵抗器R71〜R73、R81〜R83の値を設定しておくことにより、以下のようにトランジスタQ71〜Q74、Q81、Q82をオンオフさせることができる。 According to such a configuration, the control voltage V60 increases as the AGC voltage VCTL increases, and the collector current of the transistor Q85 decreases. Therefore, as the AGC voltage VCTL increases, the base voltages of the transistors Q81, Q82, and Q74 increase. Therefore, by setting the values of the resistors R71 to R73 and R81 to R83, the transistors are set as follows: Q71 to Q74, Q81, and Q82 can be turned on and off.
すなわち、
(A) AGC電圧VCTLが図3Aにおける範囲(1)に含まれる大きさのとき
トランジスタQ81がオフで、トランジスタQ71がオン
(トランジスタQ81がオフなので、トランジスタQ82、Q72〜Q74もオフ)
(B) AGC電圧VCTLが図3Aにおける範囲(2)に含まれる大きさのとき
トランジスタQ81がオンで、トランジスタQ71がオフ
トランジスタQ82がオフで、トランジスタQ72がオン
(トランジスタQ82がオフなので、トランジスタQ73、Q74もオフ)
(C) AGC電圧VCTLが図3Aにおける範囲(3)に含まれる大きさのとき
トランジスタQ81がオンで、トランジスタQ71がオフ
トランジスタQ82がオンで、トランジスタQ72がオフ
トランジスタQ74がオフで、トランジスタQ73がオン
(D) AGC電圧VCTLが図3Aにおける範囲(4)に含まれる大きさのとき
トランジスタQ81がオンで、トランジスタQ71がオフ
トランジスタQ82がオンで、トランジスタQ72がオフ
トランジスタQ74がオンで、トランジスタQ73がオフ
とすることができる。
That is,
(A) When AGC voltage VCTL is within the range (1) in FIG. 3A Transistor Q81 is off and transistor Q71 is on (transistor Q81 is off, so transistors Q82 and Q72 to Q74 are also off)
(B) When the AGC voltage VCTL is within the range (2) in FIG. 3A Transistor Q81 is on, transistor Q71 is off Transistor Q82 is off, and transistor Q72 is on (transistor Q73 is off, so transistor Q73 Q74 is also off)
(C) When the AGC voltage VCTL is within the range (3) in FIG. 3A Transistor Q81 is on, transistor Q71 is off Transistor Q82 is on, transistor Q72 is off Transistor Q74 is off, and transistor Q73 is off on
(D) When the AGC voltage VCTL is within the range (4) in FIG. 3A Transistor Q81 is on, transistor Q71 is off Transistor Q82 is on, transistor Q72 is off Transistor Q74 is on and transistor Q73 is on Can be off.
すると、(A)の場合には、トランジスタQ71には制御電圧V60に対応した大きさのコレクタ電流IC71が流れる。そして、このコレクタ電流IC71は、カレントミラー回路721を通じてアンプ12に制御電流I71として流れるとともに、カレントミラー回路731を通じて圧縮回路60に制御電流Im(=I71)として流れる。
Then, in the case of (A), the collector current IC71 having a magnitude corresponding to the control voltage V60 flows through the transistor Q71. The collector current IC71 flows as a control current I71 to the
このとき、トランジスタQ81がオフなので、トランジスタQ81、Q72〜Q74はオフであり、それらのコレクタ電流IC72〜IC74=0となるので、アンプ12において、I72〜I74=0となる。
At this time, since the transistor Q81 is off, the transistors Q81 and Q72 to Q74 are off and their collector currents IC72 to IC74 = 0, so that in the
したがって、図1において、同調回路11から出力された受信信号SRXが、差動アンプ51を通じてミキサ回路13A、13Bに供給される。そして、このとき、図3Bに示すように、AGC電圧VCTLに対応して制御電流I71(=Im)が対数関数的に変化するので、差動アンプ51の利得AはAGC電圧VCTLに対して対数関数的に変化することになり、図3Aにおける範囲(1)の特性が得られる。
Therefore, in FIG. 1, the reception signal SRX output from the
また、(B)の場合には、トランジスタQ72に制御電圧V60に対応した大きさのコレクタ電流IC72が流れ、このコレクタ電流IC72は、カレントミラー回路722を通じてアンプ12に制御電流I72として流れるとともに、カレントミラー回路732を通じて圧縮回路60に制御電流Im(=I72)として流れる。
In the case of (B), a collector current IC72 having a magnitude corresponding to the control voltage V60 flows through the transistor Q72, and this collector current IC72 flows through the
このとき、トランジスタQ71、Q82はオフなので、トランジスタQ71、Q73、Q74はオフであり、それらのコレクタ電流IC71、IC73、IC74=0となるので、アンプ12において、I71、I73、I74=0となる。
At this time, since the transistors Q71, Q82 are off, the transistors Q71, Q73, Q74 are off and their collector currents IC71, IC73, IC74 = 0, so that in the
したがって、図1において、アッテネータ回路42から出力された受信信号SRXが、差動アンプ52を通じてミキサ回路13A、13Bに供給される。そして、このとき、図3Bに示すように、AGC電圧VCTLに対応して制御電流I72(=Im)が対数関数的に変化するので、差動アンプ52の利得AはAGC電圧VCTLに対して対数関数的に変化することになり、図3Aにおける範囲(2)の特性が得られる。
Accordingly, in FIG. 1, the reception signal SRX output from the
さらに、(C)および(D)の場合も同様の動作が行われ、アンプ12にはコレクタ電流IC73あるいはIC74が制御電流I73あるいはI74として流れるので、図3Aにおける範囲(3)あるいは(4)の特性が得られる。
Further, in the case of (C) and (D), the same operation is performed, and the collector current IC73 or IC74 flows as the control current I73 or I74 in the
したがって、図3Aに示すAGC電圧VCTLと利得(デシベル値)との特性を得ることができる。 Therefore, the characteristics of the AGC voltage VCTL and gain (decibel value) shown in FIG. 3A can be obtained.
そして、このとき、制御電圧V60から変換されたコレクタ電流IC71〜IC74は、カレントミラー回路721〜724およびカレントミラー回路731〜734を通じて制御電流Imとなり、図4にも示すように、オペアンプ63に負帰還されるので、図3Aにおける範囲(1)〜(4)の境界における特性のつなぎ目もリニアに変化させることができ、全体として広い範囲にわたって利得(デシベル値)の変化をリニアにすることができる。
At this time, the collector currents IC71 to IC74 converted from the control voltage V60 become the control current Im through the
また、このように広い範囲にわたってリニアな特性を得ることができるので、微弱な受信信号から大きな受信信号まで、広い入力範囲にわたって応答特性が一定なAGC動作を得ることができる。 In addition, since linear characteristics can be obtained over such a wide range, an AGC operation having a constant response characteristic over a wide input range from a weak received signal to a large received signal can be obtained.
〔3〕 対数圧縮回路(他の例)
図4に示す対数圧縮回路60においては、オペアンプ63の反転入力端および非反転入力端に、オペアンプ63を構成しているトランジスタのバイアス電流Ib、Ibが流れる。そして、AGC電圧VCTL(制御電圧V60)が大きくなると、トランジスタQ65のコレクタ電流IC65が小さくなって電流IR61も小さくなるが、このとき、オペアンプ63の非反転入力端に流れる電流Ibを無視できなくなり、対数圧縮特性が図6に破線で示すようにリニアな特性から外れてしまう。したがって、利得制御を行う場合であれば、その利得のデシベル値をリニアに制御できる範囲が狭くなってしまう。
[3] Logarithmic compression circuit (another example)
In the
このような問題を解決するには、コレクタ電流IC65が小さくなったときでも、ベース電流Ibよりも十分に大きいままとなるように、コレクタ電流IC65の大きさを設定すればよいが、そのようにした場合には、対数圧縮回路としての消費電流が増加してしまう。 In order to solve such a problem, the collector current IC65 may be set so as to remain sufficiently larger than the base current Ib even when the collector current IC65 becomes small. In this case, current consumption as a logarithmic compression circuit increases.
さらに、図4に示す対数圧縮回路においては、(20)式からも明かなように、圧縮特性の傾き−γを示す式に絶対温度Tが含まれるので、図6にも示すように、圧縮特性は温度Tにより変化してしまう。 Further, in the logarithmic compression circuit shown in FIG. 4, since the absolute temperature T is included in the expression indicating the slope −γ of the compression characteristic, as is clear from the expression (20), as shown in FIG. The characteristics change depending on the temperature T.
そこで、図7に示す対数圧縮回路60においては、オペアンプ63に流れるバイアス電流Ib、Ibを無視できるようにするとともに、温度補償を行うようにした場合である。
Therefore, in the
そして、まず、バイアス電流Ib、Ibの補償回路が以下のように構成される。すなわち、オペアンプ63においては、差動接続されたトランジスタP61、P62および定電流源用のトランジスタP63により差動アンプ631が構成され、トランジスタP65、P66によりカレントミラー回路632が構成されるとともに、このカレントミラー回路632が差動アンプ631にその負荷として接続される。したがって、トランジスタP61のベースを非反転入力端とし、トランジスタP62のベースを反転入力端とするとともに、トランジスタP62、P66のコレクタを出力端としたオペアンプ63が構成されていることになる。
First, a compensation circuit for the bias currents Ib and Ib is configured as follows. In other words, in the
また、トランジスタP81が設けられ、そのベースにバイアス電圧V81が供給されるとともに、そのエミッタと接地端子T52との間に抵抗器R84が接続されて定電流源81が構成され、トランジスタP81のコレクタから定電流Isが取り出される。この場合、バイアス電圧V81は、バイアス電圧V71と同様のバンドギャップ電圧とされる。
Further, a transistor P81 is provided, and a bias voltage V81 is supplied to the base thereof, and a resistor R84 is connected between the emitter and the ground terminal T52 to constitute a constant
そして、その電流IsがトランジスタP82に供給される。このトランジスタP82は、トランジスタP64、P63とともにカレントミラー回路82を構成しているものであり、トランジスタP83によりバイアスされている。また、トランジスタP64は、図4における定電流源64を構成しているものであり、したがって、トランジスタP64のコレクタ電流が、図4における定電流IC64になるとともに、IC64=Isとなる。また、トランジスタP63のコレクタ電流も値Isとなる。
The current Is is supplied to the transistor P82. The transistor P82 constitutes a
さらに、トランジスタP83のコレクタ電流がトランジスタP84に供給される。このトランジスタP84は、トランジスタP85、P86とともに、カレントミラー回路83を構成しているものであり、これらトランジスタP85、P86のコレクタがトランジスタP61、P62のベースに接続される。したがって、トランジスタP85、P86のコレクタ電流が、トランジスタP61、P62のベースにそれらのバイアス電流Ib、Ibとして供給されることになる。
Further, the collector current of the transistor P83 is supplied to the transistor P84. The transistor P84, together with the transistors P85 and P86, constitutes a
そして、このとき、
hFE:トランジスタP82、P83、P61〜P63の電流増幅率
とすれば、
トランジスタP83のコレクタ電流=3・Is/hFE
となる。また、トランジスタP61、P62において、
Ib=Is/(2・hFE)
である。
And at this time
hFE: If the current amplification factors of the transistors P82, P83, and P61 to P63 are used,
Collector current of transistor P83 = 3 · Is / hFE
It becomes. In the transistors P61 and P62,
Ib = Is / (2 · hFE)
It is.
したがって、例えばトランジスタP85、P86のベース・エミッタ間の接合面積をトランジスタP84のそれの1/6としておけば、
トランジスタP85、P86のコレクタ電流=Is/(2・hFE)
となるので、オペアンプ63(トランジスタP61、P62のベース)に流れるバイアス電流Ib、Ibは、トランジスタP85、P86のコレクタ電流により相殺されることになり、図6に実線で示すようにリニアな圧縮特性を得ることができる。
Therefore, for example, if the junction area between the base and emitter of the transistors P85 and P86 is 1/6 of that of the transistor P84,
Collector current of transistors P85 and P86 = Is / (2 · hFE)
Therefore, the bias currents Ib and Ib flowing through the operational amplifier 63 (bases of the transistors P61 and P62) are canceled by the collector currents of the transistors P85 and P86, and linear compression characteristics are obtained as shown by the solid line in FIG. Can be obtained.
さらに、圧縮特性の温度補償回路が以下のように構成される。すなわち、カレントミラー回路62を構成する出力側のトランジスタQ63のコレクタが、カレントミラー回路91の入力側のトランジスタP91のコレクタに接続され、その出力側のトランジスタP92を定電流源として、トランジスタP93、P94により差動アンプ92が構成される。
Furthermore, a temperature compensation circuit for compression characteristics is configured as follows. That is, the collector of the output side transistor Q63 constituting the
この差動アンプ92においては、トランジスタP93のベースに所定のベースバイアス電圧V92が供給されるとともに、このバイアス電圧V92が抵抗器R91、R92により分圧され、その分圧電圧がトランジスタP94のベースに供給される。なお、バイアス電圧V92も、バイアス電圧V71と同様のバンドギャップ電圧とされる。
In the
したがって、トランジスタQ63のコレクタから電流IR61(=VCTL/R61)が取り出されると、この電流IR61は、カレントミラー回路91を通じて差動アンプ92を流れることになり、このとき、電流IR61は、抵抗器R91、R92の分圧比に対応した割り合いで、トランジスタP93、P94に分流することになる。
Therefore, when the current IR61 (= VCTL / R61) is taken out from the collector of the transistor Q63, the current IR61 flows through the
そして、トランジスタP94に分流した電流IR61が、トランジスタP95、P96により構成されたカレントミラー回路93を通じ、さらに、ダイオード接続されたトランジスタP97を通じて抵抗器R62に供給される。
The current IR61 shunted to the transistor P94 is supplied to the resistor R62 through the
したがって、AGC電圧VCTLに比例した電流IR61が抵抗器R62を流れることになるが、抵抗器R62を流れる電流IR61は差動アンプ92において分流された電流であり、その大きさは抵抗器R91、R92およびバンドギャップ電圧V92により決まるので、抵抗器R62を流れる電流IR61は正の温度係数を持つ電流となる。
Therefore, a current IR61 proportional to the AGC voltage VCTL flows through the resistor R62. The current IR61 flowing through the resistor R62 is a current shunted by the
したがって、抵抗器R62に生じる電圧VR62も正の温度係数を持つことになるので、抵抗器R91、R92およびバンドギャップ電圧V92をあらかじめ設定しておくことにより、図6に示す圧縮特性の温度変化を電流IR61の温度特性によって相殺することができ、その圧縮特性の温度変化を抑えるこができる。 Therefore, the voltage VR62 generated in the resistor R62 also has a positive temperature coefficient. Therefore, by setting the resistors R91 and R92 and the band gap voltage V92 in advance, the temperature change of the compression characteristic shown in FIG. It can be canceled out by the temperature characteristic of the current IR61, and the temperature change of the compression characteristic can be suppressed.
さらに、高周波アンプ12の利得AVを制御する場合、その利得AVの温度変化をも抑えることができる。すなわち、図1に示す差動アンプ51の利得A51は、上記のように、
A51=a・I71〔倍〕
a:定数
で示されるが、このとき、
a=(1/2)β・RL
RL:負荷抵抗
であり、したがって、
A51=β・RL・I71/2 ・・・ (31)
である。
Furthermore, when controlling the gain AV of the high-
A51 = a ・ I71 [times]
a: It is indicated by a constant.
a = (1/2) β · RL
RL: load resistance, therefore
A51 = β ・ RL ・ I71 / 2 (31)
It is.
そして、図3Aの範囲(1)においては、カレントミラー回路721により、
I71=Im
であるから、(31)式は、
A51=β・RL・Im/2 ・・・ (32)
となる。したがって、負荷抵抗RLをIC内に形成すると、負荷抵抗RLが温度により変化するとともに、トランジスタは温度特性を持つので、利得A51は温度の影響を受けることになる。
In the range (1) of FIG. 3A, the
I71 = Im
Therefore, equation (31) is
A51 = β ・ RL ・ Im / 2 (32)
It becomes. Therefore, when the load resistance RL is formed in the IC, the load resistance RL varies with temperature, and the transistor has temperature characteristics, so that the gain A51 is affected by temperature.
しかし、図7において、電圧V81はバンドギャップ電圧であって
V81=VBE81+N/β
VBE81:トランジスタP81のベース・エミッタ間電圧
N :定数
で表され、このとき、定数Nは電圧V81の温度特性が無視できるように設定される。
However, in FIG. 7, the voltage V81 is a band gap voltage and V81 = VBE81 + N / β
VBE81: Base-emitter voltage of transistor P81
N: represented by a constant, and at this time, the constant N is set so that the temperature characteristic of the voltage V81 can be ignored.
したがって、トランジスタP81から取り出される定電流Isは、
Is=(V81−VBE81)/R81
=(N/β)/R81 ・・・ (33)
となる。
Therefore, the constant current Is taken from the transistor P81 is
Is = (V81−VBE81) / R81
= (N / β) / R81 (33)
It becomes.
また、図3Bおよび(22)式にも示すように、図1の差動アンプ51の利得A51は、VCTL=0のとき最大値となるので、簡単のため、VCTL=0の場合で考えると、(22)式は、
Im=IC64 ・・・ (34)
となる。そして、図7において、トランジスタQ64のコレクタ電流IC64は電流Isに等しい。したがって、(34)式は(33)式から
Im=Is
=(N/β)/R81 ・・・ (35)
となる。
Further, as shown in FIG. 3B and the equation (22), the gain A51 of the
Im = IC64 (34)
It becomes. In FIG. 7, the collector current IC64 of the transistor Q64 is equal to the current Is. Therefore, equation (34) is derived from equation (33): Im = Is
= (N / β) / R81 (35)
It becomes.
そこで、この(35)式を(32)式に代入すると、
A51=β・RL・Im/2 ・・・ (32)
=β・RL・((N/β)/R81)/2
=(N/2)・RL/R81
となる。
Therefore, substituting this equation (35) into equation (32),
A51 = β ・ RL ・ Im / 2 (32)
= Β · RL · ((N / β) / R81) / 2
= (N / 2) ・ RL / R81
It becomes.
つまり、差動アンプ51の利得A51は、温度に左右されない定数と、抵抗比RL/R81とにより決定されるとともに、その抵抗比RL/R81は温度の影響を受けることがない。そして、上記のように、制御電圧VCTLと制御電流ICTLとの変換特性も、温度の影響を受けることがない。さらに、差動アンプ52〜54についても同様である。
That is, the gain A51 of the
したがって、この対数圧縮回路60によれば、高周波アンプ12の利得AVをそのデシベル値がリニアとなるように制御することができるとともに、その利得AVが温度の影響を受けることがない。また、ICの製造時、抵抗比RL/R84のばらつきは小さいので、IC化にともなうばらつきを抑えることもできる。
Therefore, according to the
〔4〕 まとめ
上述のAGC回路によれば、微小なレベルから大きなレベルまで広範囲にわたって受信信号SRXのAGCを行うことができるが、アッテネータ回路42〜44の減衰量に対応する大きさの受信信号SRXまで扱うことができるので、低歪み、かつ、低雑音を維持しつつ小さなレベルから大きなレベルまで受信信号SRXを処理できる。
[4] Summary According to the above AGC circuit, AGC of the received signal SRX can be performed over a wide range from a very small level to a large level, but the received signal SRX having a magnitude corresponding to the attenuation amount of the
さらに、負帰還により差動アンプ51〜54およびアッテネータ回路42〜44の切り換えがスムースになり、利得の変化特性を一定にできる。また、このことにより、AGC動作を受信信号SRXの大きさに関係なく一定の応答特性にすることができる。
Further, the switching of the
また、高周波アンプ12の利得AVを制御するとき、その利得AVと強い相関を持つ制御電流Imを取り出し、この電流Imを制御するようにしているので、極めて安定した制御が可能となる。さらに、中間周波増幅段のAGCのみならず、高周波AGCもループ利得が安定しているので、極めて正確にAGCの応答特性を設定することができ、AGCの応答特性にシビアなデジタル放送の受信機でも優れた受信性能を得ることができる。
Further, when controlling the gain AV of the high-
さらに、対数圧縮回路60の特性を変更すれば、その特性に対応して任意の利得の変化特性を得ることができ、応用範囲が広い。また、負帰還により利得の変化特性の違いが補正されるので、アッテネータ回路42〜44と差動アンプ51〜54の動作電流I71〜I74の制御のように、まったく特性の違う回路により利得可変回路を構成しても、所定の利得の変化特性を得ることができる。
Furthermore, if the characteristic of the
〔略語の一覧〕
A/D :Analog to Digital
AGC :Automatic Gain Control
IC :Integrated Circuit
IF :Intermediate Frequency
PLL :Phase Locked Loop
VCO :Voltage Controlled Oscillator
オペアンプ:Operational Amplifier
カスコード:Cascade Connected Triode
[List of abbreviations]
A / D: Analog to Digital
AGC: Automatic Gain Control
IC: Integrated Circuit
IF: Intermediate Frequency
PLL: Phase Locked Loop
VCO: Voltage Controlled Oscillator
Operational Amplifier: Operational Amplifier
Cascode: Cascade Connected Triode
11…アンテナ同調回路、12…高周波アンプ、13Aおよび13B…ミキサ回路、14…振幅位相補正回路、16Aおよび16B…移相回路、31…局部発振回路、32および33…AGC電圧形成回路、33Aおよび33B…ピーク値検出回路、35…マイクロコンピュータ、36…操作スイッチ、42〜44…アッテネータ回路、51〜54…差動アンプ、60…対数圧縮回路、67…電流変換回路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記入力信号および上記複数のアッテネータ回路の各出力信号がそれぞれ供給される複数の可変利得アンプと、
この複数の可変利得アンプの出力端に共通に接続されてレベルの制御された出力信号を出力する取り出し回路と、
制御電圧を所定の特性の制御電流に変換する変換回路と
を有し、
この変換回路から出力される上記制御電流を、上記可変利得アンプにその動作の切り換えおよび利得の制御信号として供給するとともに、
上記制御電流と同等の制御電流を上記変換回路で負帰還する
ようにした可変利得回路。 A plurality of attenuator circuits cascaded to the input signal;
A plurality of variable gain amplifiers respectively supplied with the input signal and the output signals of the plurality of attenuator circuits;
An extraction circuit that is connected in common to the output ends of the plurality of variable gain amplifiers and outputs an output signal whose level is controlled;
A conversion circuit that converts the control voltage into a control current having a predetermined characteristic;
The control current output from the conversion circuit is supplied to the variable gain amplifier as an operation switching and gain control signal.
A variable gain circuit in which a control current equivalent to the control current is negatively fed back by the conversion circuit.
上記変換回路が、上記制御電圧を上記制御電流に対数圧縮する対数圧縮回路である
ようにした可変利得回路。 The variable gain circuit according to claim 1.
A variable gain circuit, wherein the conversion circuit is a logarithmic compression circuit that logarithmically compresses the control voltage to the control current.
上記可変利得アンプは差動アンプにより構成され、
この差動アンプを構成する定電流源の定電流を上記変換回路から出力される上記制御電流とする
ようにした可変利得回路。 The variable gain circuit according to claim 1 or 2,
The variable gain amplifier is composed of a differential amplifier,
A variable gain circuit in which a constant current of a constant current source constituting the differential amplifier is used as the control current output from the conversion circuit.
上記複数のアッテネータ回路のそれぞれの減衰量を1/n〔倍〕(nは2以上の整数)とし、
上記差動アンプのそれぞれに供給される制御電流の大きさを、後段の差動アンプに供給される電流ほど1/nずつ小さくする
ようにした可変利得回路。 The variable gain circuit according to claim 3,
Each attenuation amount of the plurality of attenuator circuits is 1 / n [times] (n is an integer of 2 or more),
A variable gain circuit in which the magnitude of the control current supplied to each of the differential amplifiers is reduced by 1 / n as the current supplied to the subsequent differential amplifier.
上記制御電圧がAGC電圧とされ、
上記取り出し回路から取り出される出力信号がAGCの行われた信号となる
ようにした可変利得回路。 In the variable gain circuit according to claim 2, claim 3 or claim 4,
The control voltage is an AGC voltage,
A variable gain circuit configured such that an output signal extracted from the extraction circuit is a signal subjected to AGC.
全体が1チップICにIC化されている
ようにした可変利得回路。 The variable gain circuit according to claim 1, 2 or 5,
A variable gain circuit that is integrated into a single chip IC.
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