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JP2010157855A - Limiter circuit - Google Patents

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Publication number
JP2010157855A
JP2010157855A JP2008334359A JP2008334359A JP2010157855A JP 2010157855 A JP2010157855 A JP 2010157855A JP 2008334359 A JP2008334359 A JP 2008334359A JP 2008334359 A JP2008334359 A JP 2008334359A JP 2010157855 A JP2010157855 A JP 2010157855A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
output voltage
voltage
circuit
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008334359A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kokubo
憲一 小久保
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
System Solutions Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Semiconductor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Semiconductor Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2008334359A priority Critical patent/JP2010157855A/en
Publication of JP2010157855A publication Critical patent/JP2010157855A/en
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Abstract

【課題】出力電圧のレベルを精度良く制限可能なリミッタ回路を提供する。
【解決手段】リミッタ回路は、定電流源と、定電流源に接続されるとともに差動対を構成する第1トランジスタ及び第2トランジスタとを備える差動入力回路と、第1トランジスタの第1制御電極及び第2トランジスタの第2制御電極の夫々に印加された電圧の差に応じた出力電圧を生成する出力電圧生成回路と、第1制御電極と第2制御電極との電圧レベルを一致させるべく、出力電圧に応じた帰還電圧を第2制御電極に印加する帰還回路と、第1制御電極または第2制御電極の何れか一方に印加される入力電圧の変化に応じて出力電圧のレベルが変化すると、第1トランジスタまたは第2トランジスタの定電流源とは接続されていない側の電極のうち何れか小さい電流が流れる一方の電極から、出力電圧のレベルに応じた第1電流を吸い込むシンク電流回路と、を備える。
【選択図】図1
A limiter circuit capable of accurately limiting an output voltage level is provided.
A limiter circuit includes a constant current source, a differential input circuit including a first transistor and a second transistor connected to the constant current source and constituting a differential pair, and a first control of the first transistor. An output voltage generation circuit that generates an output voltage corresponding to a difference in voltage applied to each of the electrode and the second control electrode of the second transistor, and the voltage levels of the first control electrode and the second control electrode are matched. A feedback circuit that applies a feedback voltage corresponding to the output voltage to the second control electrode, and a level of the output voltage changes according to a change in the input voltage applied to either the first control electrode or the second control electrode. As a result, the first current corresponding to the level of the output voltage is absorbed from one of the electrodes on the side not connected to the constant current source of the first transistor or the second transistor. And a non-sink current circuit.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、リミッタ回路に関する。   The present invention relates to a limiter circuit.

入力電圧の変化に応じた出力電圧を生成するとともに、出力電圧の振幅レベルを制限するために、リミッタ回路が用いられることがある(例えば、特許文献1参照)。図5は、リミッタ回路の構成例を示す図である。リミッタ回路200は、入力電圧Vinを増幅した出力電圧Voutを出力するとともに、出力電圧Voutの振幅レベルを制限する回路である。リミッタ回路200は、増幅回路300、電圧源301、及びダイオード302,303を含んで構成される。増幅回路300は、入力電圧Vinを増幅して出力電圧Voutとして出力する。ダイオード302は、カソードに出力電圧Voutが印加され、アノードに電圧源301の電圧Vmが印加される。一方、ダイオード303は、アノードに出力電圧Voutが印加され、カソードに電圧Vmが印加される。このため、例えば出力電圧Voutのレベルが、電圧Vmからダイオード303の順方向電圧Vfだけ高いレベルとなると、ダイオード303はオンする。一方、出力電圧Voutのレベルが、電圧Vmからダイオード302の順方向電圧Vfだけ低いレベルとなると、ダイオード302はオンする。したがって、出力電圧Voutのレベルは、Vm−VfからVm+Vfまでの範囲で制限されることとなる。
特開平7−74568号公報
A limiter circuit may be used to generate an output voltage corresponding to a change in the input voltage and limit the amplitude level of the output voltage (see, for example, Patent Document 1). FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the limiter circuit. The limiter circuit 200 is a circuit that outputs an output voltage Vout obtained by amplifying the input voltage Vin and limits the amplitude level of the output voltage Vout. The limiter circuit 200 includes an amplifier circuit 300, a voltage source 301, and diodes 302 and 303. The amplifier circuit 300 amplifies the input voltage Vin and outputs it as an output voltage Vout. In the diode 302, the output voltage Vout is applied to the cathode, and the voltage Vm of the voltage source 301 is applied to the anode. On the other hand, in the diode 303, the output voltage Vout is applied to the anode, and the voltage Vm is applied to the cathode. For this reason, for example, when the level of the output voltage Vout becomes higher than the voltage Vm by the forward voltage Vf of the diode 303, the diode 303 is turned on. On the other hand, when the level of the output voltage Vout becomes lower than the voltage Vm by the forward voltage Vf of the diode 302, the diode 302 is turned on. Therefore, the level of the output voltage Vout is limited in the range from Vm−Vf to Vm + Vf.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-74568

リミッタ回路200は、前述のようにダイオード302,303を用いて出力電圧Voutの振幅レベルを制限しているが、一般にダイオード302,303の順方向電圧Vfは、製造バラツキや温度により変化する。このため、出力電圧Voutのレベルを精度良く制限することが難しいという問題があった。   As described above, the limiter circuit 200 uses the diodes 302 and 303 to limit the amplitude level of the output voltage Vout. In general, the forward voltage Vf of the diodes 302 and 303 varies depending on manufacturing variations and temperature. For this reason, there is a problem that it is difficult to accurately limit the level of the output voltage Vout.

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、出力電圧のレベルを精度良く制限可能なリミッタ回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a limiter circuit capable of accurately limiting the level of an output voltage.

上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係るリミッタ回路は、定電流源と、前記定電流源に接続されるとともに差動対を構成する第1トランジスタ及び第2トランジスタとを備える差動入力回路と、前記第1トランジスタの第1制御電極及び前記第2トランジスタの第2制御電極の夫々に印加された電圧の差に応じた出力電圧を生成する出力電圧生成回路と、前記第1制御電極と前記第2制御電極との電圧レベルを一致させるべく、前記出力電圧に応じた帰還電圧を前記第2制御電極に印加する帰還回路と、前記第1制御電極または前記第2制御電極の何れか一方に印加される入力電圧の変化に応じて前記出力電圧のレベルが変化すると、前記第1トランジスタまたは前記第2トランジスタの前記定電流源とは接続されていない側の電極のうち何れか小さい電流が流れる一方の電極から、前記出力電圧のレベルに応じた第1電流を吸い込むシンク電流回路と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a limiter circuit according to one aspect of the present invention includes a constant current source, and a difference provided with a first transistor and a second transistor connected to the constant current source and constituting a differential pair. A dynamic input circuit, an output voltage generation circuit for generating an output voltage corresponding to a difference between voltages applied to the first control electrode of the first transistor and the second control electrode of the second transistor, and the first A feedback circuit for applying a feedback voltage corresponding to the output voltage to the second control electrode in order to match the voltage levels of the control electrode and the second control electrode; and the first control electrode or the second control electrode When the level of the output voltage changes according to the change in the input voltage applied to either one of the first transistor and the second transistor on the side not connected to the constant current source From one electrode through which any small current of poles, characterized in that it and a sink current circuit for drawing a first current corresponding to the level of the output voltage.

出力電圧のレベルを精度良く制限可能なリミッタ回路を提供することができる。   It is possible to provide a limiter circuit capable of accurately limiting the output voltage level.

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。   At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態であるリミッタ回路10の構成を示す図である。リミッタ回路10は、入力電圧Vinに応じて出力電圧Voutを変化させるとともに、出力電圧Voutの振幅を制限する回路である。なお、本実施形態のリミッタ回路10は、例えば、マイク(不図示)から入力される音声信号を増幅するとともに、増幅された音声信号の振幅レベルを制限する際に用いられる。また、リミッタ回路10は、バッファ回路20、リミット電圧生成回路21、バイアス電流生成回路22、シンク電流回路23、及びクリップ検出回路24を含んで構成される。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a limiter circuit 10 according to an embodiment of the present invention. The limiter circuit 10 is a circuit that changes the output voltage Vout according to the input voltage Vin and limits the amplitude of the output voltage Vout. The limiter circuit 10 according to the present embodiment is used, for example, when amplifying an audio signal input from a microphone (not shown) and limiting the amplitude level of the amplified audio signal. The limiter circuit 10 includes a buffer circuit 20, a limit voltage generation circuit 21, a bias current generation circuit 22, a sink current circuit 23, and a clip detection circuit 24.

バッファ回路20は、例えばマイク(不図示)から入力される音声の変化に応じた入力電圧Vinに基づいて、例えばパワーアンプ等(不図示)を駆動できるような出力電圧Voutを出力する回路である。なお、本実施形態における入力電圧Vinは、電圧Vmを中心に正弦波状に変化する電圧であることとする。   The buffer circuit 20 is a circuit that outputs an output voltage Vout that can drive, for example, a power amplifier (not shown) based on an input voltage Vin corresponding to a change in sound input from a microphone (not shown), for example. . Note that the input voltage Vin in the present embodiment is a voltage that changes sinusoidally around the voltage Vm.

リミット電圧生成回路21は、電圧源11及び抵抗12,13とともに出力電圧Voutのレベルを制限するための電圧を生成する回路である。また、リミット電圧生成回路21は、抵抗30,31、電圧源32、及びオペアンプ33を含んで構成される。抵抗30の一端と抵抗31の一端とが接続されるノードは、オペアンプ33の反転入力端子に接続され、抵抗31の他端はオペアンプ33の出力端子に接続されている。したがって、抵抗30,31、及ぶオペアンプ33は、反転増幅回路を構成することとなる。また、抵抗30の他端には、電圧源11の電圧Vmが抵抗12,13により分圧された電圧VA(第1電圧)が印加され、オペアンプ33の非反転入力端子には電圧源32より電圧Vmが印加される。また、本実施形態では、抵抗30,31の夫々の抵抗値が同じであることとする。このため、オペアンプ33からは、電圧VAと電圧Vmとの差を電圧源32の電圧Vmを中心に反転させた際に生成される電圧VB(第2電圧)が出力されることとなる。   The limit voltage generation circuit 21 is a circuit that generates a voltage for limiting the level of the output voltage Vout together with the voltage source 11 and the resistors 12 and 13. The limit voltage generation circuit 21 includes resistors 30 and 31, a voltage source 32, and an operational amplifier 33. A node to which one end of the resistor 30 and one end of the resistor 31 are connected is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 33, and the other end of the resistor 31 is connected to the output terminal of the operational amplifier 33. Therefore, the resistors 30 and 31 and the operational amplifier 33 constitute an inverting amplifier circuit. A voltage VA (first voltage) obtained by dividing the voltage Vm of the voltage source 11 by the resistors 12 and 13 is applied to the other end of the resistor 30, and a non-inverting input terminal of the operational amplifier 33 is applied from the voltage source 32. A voltage Vm is applied. In the present embodiment, the resistance values of the resistors 30 and 31 are the same. For this reason, the operational amplifier 33 outputs a voltage VB (second voltage) generated when the difference between the voltage VA and the voltage Vm is inverted around the voltage Vm of the voltage source 32.

バイアス電流生成回路22は、シンク電流回路23、クリップ検出回路24を動作させるためのバイアス電流Ibを生成する回路である。本実施形態のバイアス電流生成回路22は、例えば、バンドギャップ基準電圧回路(不図示)から出力される基準電圧に基づいて、温度補償されたバイアス電流Ibを生成することとする。   The bias current generation circuit 22 is a circuit that generates a bias current Ib for operating the sink current circuit 23 and the clip detection circuit 24. The bias current generation circuit 22 according to the present embodiment generates the temperature-compensated bias current Ib based on, for example, a reference voltage output from a bandgap reference voltage circuit (not shown).

シンク電流回路23は、入力される電圧VA,VBとバッファ回路20の出力電圧Voutとを比較し、出力電圧Voutのレベルが電圧VAと電圧VBとの間に制限されるようバッファ回路20を制御する回路である。具体的には、シンク電流回路23は、出力電圧Voutが低下した際には、出力電圧Voutが電圧VAのレベルで制限されるよう、バッファ回路20から電流Is1(第1電流)を吸い込む。一方、シンク電流回路23は、出力電圧Voutが上昇した際には、出力電圧Voutが電圧VBのレベルで制限されるよう、バッファ回路20から電流Is2(第2電流)を吸い込む。   The sink current circuit 23 compares the input voltages VA and VB with the output voltage Vout of the buffer circuit 20, and controls the buffer circuit 20 so that the level of the output voltage Vout is limited between the voltage VA and the voltage VB. Circuit. Specifically, when the output voltage Vout decreases, the sink current circuit 23 sucks the current Is1 (first current) from the buffer circuit 20 so that the output voltage Vout is limited by the level of the voltage VA. On the other hand, when the output voltage Vout rises, the sink current circuit 23 sucks the current Is2 (second current) from the buffer circuit 20 so that the output voltage Vout is limited by the level of the voltage VB.

クリップ検出回路24は、入力される電圧VA,VBと出力電圧Voutとに基づいて、出力電圧Voutがクリップしたか否か、すなわち、出力電圧Voutに所定の歪が発生したか否かを示すクリップ信号Vcを出力する回路である。本実施形態では、クリップ検出回路24が、出力電圧Voutがクリップしたことを検出する場合、ローレベル(以下、Lレベル)のクリップ信号Vcを出力し、出力電圧Voutがクリップしていないことを検出する場合、ハイレベル(以下、Hレベル)のクリップ信号Vcを出力する。   The clip detection circuit 24 indicates whether or not the output voltage Vout has been clipped based on the input voltages VA and VB and the output voltage Vout, that is, whether or not a predetermined distortion has occurred in the output voltage Vout. It is a circuit that outputs a signal Vc. In this embodiment, when the clip detection circuit 24 detects that the output voltage Vout has been clipped, it outputs a low level (hereinafter, L level) clip signal Vc and detects that the output voltage Vout has not been clipped. In this case, a high level (hereinafter, H level) clip signal Vc is output.

図2は、バッファ回路20の構成の一例を示す図である。バッファ回路20は、NPNトランジスタQ1〜Q3、PNPトランジスタQ4,Q5、及び電流源50,51からなるオペアンプ60と、信号線61とを含んで構成される。なお、電流源50が本発明の定電流源に相当し、NPNトランジスタQ1,Q2が本発明の第1トランジスタ,第2トランジスタの夫々に相当し、NPNトランジスタQ3、PNPトランジスタQ4,Q5、及び電流源51が本発明の出力電圧生成回路に相当し、信号線61が本発明の帰還回路に相当する。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the buffer circuit 20. The buffer circuit 20 includes an operational amplifier 60 including NPN transistors Q1 to Q3, PNP transistors Q4 and Q5, and current sources 50 and 51, and a signal line 61. The current source 50 corresponds to the constant current source of the present invention, the NPN transistors Q1 and Q2 correspond to the first transistor and the second transistor of the present invention, the NPN transistor Q3, the PNP transistors Q4 and Q5, and the current The source 51 corresponds to the output voltage generation circuit of the present invention, and the signal line 61 corresponds to the feedback circuit of the present invention.

オペアンプ60において、NPNトランジスタQ1,Q2、PNPトランジスタQ4,Q5、及び電流源50は差動増幅回路を構成する。このため、NPNトランジスタQ1のベース電圧がNPNトランジスタQ2のベース電圧より高くなると、NPNトランジスタQ2のコレクタ電圧は上昇する。NPNトランジスタQ2のコレクタにはNPNトランジスタQ3のベースが接続されており、NPNトランジスタQ3と及び電流源51は、エミッタフォロワを構成する。したがって、NPNトランジスタQ3のエミッタ電圧は、NPNトランジスタQ2のコレクタ電圧の上昇に応じて上昇することとなる。一方、NPNトランジスタQ1のベース電圧がNPNトランジスタQ2ベースの電圧より低くなると、NPNトランジスタQ2のコレクタ電圧は低下する。この結果、NPNトランジスタQ3エミッタの電圧も低下する。つまり、オペアンプ60において、NPNトランジスタQ1のベースが非反転入力端子に相当し、NPNトランジスタQ2のベースが反転入力端子に相当する。また、本実施形態では、NPNトランジスタQ3のエミッタから出力され、オペアンプ60の出力に相当する出力電圧Voutが、信号線61を介してオペアンプ60の非反転入力端子であるNPNトランジスタQ2のベースに印加されている。したがって、オペアンプ60と信号線61とは、ユニティゲインバッファを構成することとなる。つまり、本実施形態では、NPNトランジスタQ1のベースに印加される入力電圧Vinと等しい出力電圧Voutが、オペアンプ60の出力であるNPNトランジスタQ3のエミッタから出力されることとなる。なお、本実施形態においては、詳細は後述するが、出力電圧Voutが所定レベルまで低下すると、NPNトランジスタQ1のコレクタからは、電流Is1がシンク電流回路23に吸い込まれる。一方、出力電圧Voutが所定レベルまで上昇すると、NPNトランジスタQ2のコレクタからは、電流Is2がシンク電流回路23に吸い込まれる。   In the operational amplifier 60, the NPN transistors Q1 and Q2, the PNP transistors Q4 and Q5, and the current source 50 constitute a differential amplifier circuit. For this reason, when the base voltage of the NPN transistor Q1 becomes higher than the base voltage of the NPN transistor Q2, the collector voltage of the NPN transistor Q2 increases. The base of the NPN transistor Q3 is connected to the collector of the NPN transistor Q2, and the NPN transistor Q3 and the current source 51 constitute an emitter follower. Therefore, the emitter voltage of NPN transistor Q3 rises as the collector voltage of NPN transistor Q2 rises. On the other hand, when the base voltage of the NPN transistor Q1 becomes lower than the voltage of the NPN transistor Q2, the collector voltage of the NPN transistor Q2 decreases. As a result, the voltage at the emitter of the NPN transistor Q3 also decreases. That is, in the operational amplifier 60, the base of the NPN transistor Q1 corresponds to a non-inverting input terminal, and the base of the NPN transistor Q2 corresponds to an inverting input terminal. In this embodiment, the output voltage Vout output from the emitter of the NPN transistor Q3 and corresponding to the output of the operational amplifier 60 is applied to the base of the NPN transistor Q2 that is the non-inverting input terminal of the operational amplifier 60 via the signal line 61. Has been. Therefore, the operational amplifier 60 and the signal line 61 constitute a unity gain buffer. That is, in this embodiment, an output voltage Vout equal to the input voltage Vin applied to the base of the NPN transistor Q1 is output from the emitter of the NPN transistor Q3 that is the output of the operational amplifier 60. Although details will be described later in this embodiment, when the output voltage Vout decreases to a predetermined level, the current Is1 is sucked into the sink current circuit 23 from the collector of the NPN transistor Q1. On the other hand, when the output voltage Vout rises to a predetermined level, the current Is2 is sucked into the sink current circuit 23 from the collector of the NPN transistor Q2.

図3は、シンク電流回路23、クリップ検出回路24の構成の一例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the sink current circuit 23 and the clip detection circuit 24.

シンク電流回路23は、NPNトランジスタQ10、第1シンク電流生成回路70、第2シンク電流生成回路71を含んで構成される。ダイオード接続されたNPNトランジスタQ10は、バイアス電流生成回路22からのバイアス電流Ibに応じた電圧を生成する。   The sink current circuit 23 includes an NPN transistor Q10, a first sink current generation circuit 70, and a second sink current generation circuit 71. The diode-connected NPN transistor Q10 generates a voltage corresponding to the bias current Ib from the bias current generation circuit 22.

第1シンク電流生成回路70は、NPNトランジスタQ11,Q30,Q31、PNPトランジスタQ20〜Q23、及び抵抗80〜84を含んで構成される。NPNトランジスタQ11は、NPNトランジスタQ10とカレントミラーを構成するため、NPNトランジスタQ11にはバイアス電流Ibに応じた電流が流れる。また、PNPトランジスタQ20及び抵抗80と、PNPトランジスタQ21及び抵抗81とはカレントミラーを構成するため、結果的にPNPトランジスタQ21にはバイアス電流Ibに応じた電流が流れることとなる。なお、抵抗80,81の夫々は、PNPトランジスタQ20,Q21の出力抵抗を増加させるためのエミッタ抵抗に相当する。出力電圧Voutがベースに印加されるPNPトランジスタQ22と、電圧VAが抵抗82を介してベースに印加されるPNPトランジスタQ23とは差動対を構成する。また、PNPトランジスタQ22のコレクタには、ダイオード接続されたNPNトランジスタQ30のベースが接続されている。NPNトランジスタQ30及び抵抗83と、NPNトランジスタQ31及び抵抗84とはカレントミラーを構成する。このため、本実施形態においては、出力電圧Voutと、電圧VAとの大小関係に応じてNPNトランジスタQ31に生じる電流Is1が変化することとなる。具体的には、例えば、出力電圧Voutが電圧VAより十分高い場合には、PNPトランジスタQ22がオフするため電流Is1はゼロとなる。そして、出力電圧Voutが電圧VAより十分高い状態から低下すると、PNPトランジスタQ22はオンする。このため、電流Is1は出力電圧Voutの低下に応じて増加することとなる。なお、本実施形態では、出力電圧Voutが低下し、例えば、電圧VAより0.1V高い電圧である電圧VPとなると、電流Is1の電流値が定電流源50の電流値に対して無視できないような大きさとなることとする。前述のように、NPNトランジスタQ31のコレクタは、バッファ回路20のPNPトランジスタQ4のコレクタに接続されている。このため、NPNトランジスタQ31は、出力電圧Voutの低下に応じて増加する電流Is1をバッファ回路20のPNPトランジスタQ4から吸い込むこととなる。なお、本実施形態における第1シンク電流生成回路70は、出力電圧Voutが電圧VAとなると、バッファ回路20の電流源50の電流値と等しい電流値のIs1を吸い込むよう設計されていることとする。また、抵抗83,84の夫々は、抵抗80,81と同様のエミッタ抵抗である。   The first sink current generation circuit 70 includes NPN transistors Q11, Q30, and Q31, PNP transistors Q20 to Q23, and resistors 80 to 84. Since the NPN transistor Q11 forms a current mirror with the NPN transistor Q10, a current corresponding to the bias current Ib flows through the NPN transistor Q11. Further, since the PNP transistor Q20 and the resistor 80 and the PNP transistor Q21 and the resistor 81 constitute a current mirror, as a result, a current corresponding to the bias current Ib flows through the PNP transistor Q21. Each of resistors 80 and 81 corresponds to an emitter resistor for increasing the output resistance of PNP transistors Q20 and Q21. The PNP transistor Q22 to which the output voltage Vout is applied to the base and the PNP transistor Q23 to which the voltage VA is applied to the base via the resistor 82 form a differential pair. The base of the diode-connected NPN transistor Q30 is connected to the collector of the PNP transistor Q22. The NPN transistor Q30 and the resistor 83, and the NPN transistor Q31 and the resistor 84 constitute a current mirror. Therefore, in the present embodiment, the current Is1 generated in the NPN transistor Q31 changes according to the magnitude relationship between the output voltage Vout and the voltage VA. Specifically, for example, when the output voltage Vout is sufficiently higher than the voltage VA, the current Is1 becomes zero because the PNP transistor Q22 is turned off. When the output voltage Vout drops from a state sufficiently higher than the voltage VA, the PNP transistor Q22 is turned on. Therefore, the current Is1 increases as the output voltage Vout decreases. In the present embodiment, when the output voltage Vout decreases, for example, when the voltage VP is 0.1 V higher than the voltage VA, the current value of the current Is1 cannot be ignored with respect to the current value of the constant current source 50. It will be a large size. As described above, the collector of the NPN transistor Q31 is connected to the collector of the PNP transistor Q4 of the buffer circuit 20. For this reason, the NPN transistor Q31 sucks the current Is1 that increases as the output voltage Vout decreases from the PNP transistor Q4 of the buffer circuit 20. Note that the first sink current generation circuit 70 in the present embodiment is designed to suck Is1 having a current value equal to the current value of the current source 50 of the buffer circuit 20 when the output voltage Vout becomes the voltage VA. . The resistors 83 and 84 are emitter resistors similar to the resistors 80 and 81, respectively.

第2シンク電流生成回路71は、NPNトランジスタQ12,Q40〜Q43、PNPトランジスタQ50〜Q52、及び抵抗85〜89を含んで構成される。NPNトランジスタQ12は、NPNトランジスタQ10とカレントミラーを構成するため、NPNトランジスタQ12にはバイアス電流Ibに応じた電流が流れる。電圧VBが抵抗85を介してベースに印加されるNPNトランジスタQ40と、出力電圧Voutがベースに印加されるNPNトランジスタQ41とは差動対を構成する。ダイオード接続されたPNPトランジスタQ50と、ダイオード接続されたPNPトランジスタQ51及び抵抗86とは、差動対を構成するPNPトランジスタQ40,41の夫々の負荷に対応する。また、PNPトランジスタQ51及び抵抗86と、PNPトランジスタQ52及び抵抗87とはカレントミラーを構成し、ダイオード接続されたNPNトランジスタQ42及び抵抗88と、NPNトランジスタQ43及び抵抗89とはカレントミラーを構成する。このため、本実施形態においては、出力電圧Voutと、電圧VBとの大小関係に応じてNPNトランジスタQ43に生じる電流Is2が変化することとなる。具体的には、例えば、出力電圧Voutが電圧VBより十分低い場合には、NPNトランジスタQ41がオフするため電流Is2はゼロとなる。そして、出力電圧Voutが電圧VBより十分低い状態から上昇すると、NPNトランジスタQ41はオンする。このため、電流Is2は出力電圧Voutの上昇に応じて増加することとなる。なお、本実施形態では、出力電圧Voutが上昇し、例えば、電圧VBより0.1V低い電圧である電圧VQとなると、電流Is2の電流値が定電流源50の電流値に対して無視できないような大きさとなることとする。   The second sink current generation circuit 71 includes NPN transistors Q12 and Q40 to Q43, PNP transistors Q50 to Q52, and resistors 85 to 89. Since the NPN transistor Q12 forms a current mirror with the NPN transistor Q10, a current corresponding to the bias current Ib flows through the NPN transistor Q12. The NPN transistor Q40 to which the voltage VB is applied to the base via the resistor 85 and the NPN transistor Q41 to which the output voltage Vout is applied to the base form a differential pair. The diode-connected PNP transistor Q50, the diode-connected PNP transistor Q51, and the resistor 86 correspond to respective loads of the PNP transistors Q40 and 41 constituting the differential pair. The PNP transistor Q51 and the resistor 86, and the PNP transistor Q52 and the resistor 87 constitute a current mirror, and the diode-connected NPN transistor Q42 and the resistor 88, and the NPN transistor Q43 and the resistor 89 constitute a current mirror. Therefore, in the present embodiment, the current Is2 generated in the NPN transistor Q43 changes according to the magnitude relationship between the output voltage Vout and the voltage VB. Specifically, for example, when the output voltage Vout is sufficiently lower than the voltage VB, the NPN transistor Q41 is turned off, so that the current Is2 becomes zero. When the output voltage Vout rises from a state sufficiently lower than the voltage VB, the NPN transistor Q41 is turned on. Therefore, the current Is2 increases as the output voltage Vout increases. In the present embodiment, when the output voltage Vout increases and becomes, for example, the voltage VQ that is 0.1 V lower than the voltage VB, the current value of the current Is2 cannot be ignored with respect to the current value of the constant current source 50. It will be a large size.

前述のように、NPNトランジスタQ43のコレクタは、バッファ回路20のPNPトランジスタQ5のコレクタに接続されている。このため、NPNトランジスタQ43は、出力電圧Voutの上昇に応じて増加する電流Is2をバッファ回路20のPNPトランジスタQ5から吸い込むこととなる。なお、本実施形態における第2シンク電流生成回路71は、出力電圧Voutが電圧VBとなると、バッファ回路20の電流源50の電流値と等しい電流値の電流Is2を吸い込むことができるよう設計されていることとする。また、抵抗86〜89の夫々は、抵抗80,81と同様のエミッタ抵抗である。   As described above, the collector of the NPN transistor Q43 is connected to the collector of the PNP transistor Q5 of the buffer circuit 20. For this reason, the NPN transistor Q43 sucks the current Is2 that increases as the output voltage Vout increases from the PNP transistor Q5 of the buffer circuit 20. Note that the second sink current generation circuit 71 in the present embodiment is designed so that the current Is2 having a current value equal to the current value of the current source 50 of the buffer circuit 20 can be sucked when the output voltage Vout becomes the voltage VB. Suppose that Each of the resistors 86 to 89 is an emitter resistor similar to the resistors 80 and 81.

クリップ検出回路24は、第1電流生成回路72、第2電流生成回路73、及びクリップ信号生成回路74を含んで構成される。   The clip detection circuit 24 includes a first current generation circuit 72, a second current generation circuit 73, and a clip signal generation circuit 74.

第1電流生成回路72は、出力電圧Voutの低下に応じて増加する電流Ic1(第3電流)を生成する回路であり、NPNトランジスタQ11、PNPトランジスタQ20,Q21,Q23,Q60、及び抵抗80〜82を含んで構成される。PNPトランジスタQ21からは、前述のように、バイアス電流Ibに応じた電流が出力される。そして、出力電圧Voutがベースに印加されるPNPトランジスタQ60と、電圧VAが抵抗82を介してベースに印加されるPNPトランジスタQ23とは差動対を構成する。このため、PNPトランジスタQ60が生成する電流Ic1は、出力電圧Voutと電圧VAとの差に応じて変化することとなる。具体的には、出力電圧Voutが電圧VAより十分高い場合、PNPトランジスタQ60はオフするため、電流Ic1はゼロとなる。また、本実施形態では、出力電圧Voutが電圧VAより十分高い状態から低下するとPNPトランジスタQ60がオンするため、出力電圧Voutの低下に応じて電流Ic1が増加する。   The first current generation circuit 72 is a circuit that generates a current Ic1 (third current) that increases as the output voltage Vout decreases, and includes an NPN transistor Q11, PNP transistors Q20, Q21, Q23, and Q60, and resistors 80 to 82 is comprised. As described above, a current corresponding to the bias current Ib is output from the PNP transistor Q21. The PNP transistor Q60 to which the output voltage Vout is applied to the base and the PNP transistor Q23 to which the voltage VA is applied to the base via the resistor 82 constitute a differential pair. Therefore, the current Ic1 generated by the PNP transistor Q60 changes according to the difference between the output voltage Vout and the voltage VA. Specifically, when the output voltage Vout is sufficiently higher than the voltage VA, the PNP transistor Q60 is turned off, so that the current Ic1 becomes zero. In the present embodiment, when the output voltage Vout decreases from a state sufficiently higher than the voltage VA, the PNP transistor Q60 is turned on, so that the current Ic1 increases as the output voltage Vout decreases.

第2電流生成回路73は、出力電圧Voutの上昇に応じて増加する電流Ic2(第4電流)を生成する回路であり、NPNトランジスタQ12,Q40,Q41、PNPトランジスタQ50,Q51,Q61、及び抵抗85,86,90を含んで構成される。PNPトランジスタQ51及び抵抗86とPNPトランジスタQ61及び抵抗90とはカレントミラーを構成する。前述のよう、NPNトランジスタQ12にはバイアス電流Ibに応じた電流が流れ、NPNトランジスタQ40とNPNトランジスタQ41とは差動対を構成する。このため、出力電圧Voutが電圧VBより十分低い場合、NPNトランジスタQ41はオフし、電流Ic2はゼロとなる。また、本実施形態では、出力電圧Voutが電圧VBより十分低い状態から上昇するとNPNトランジスタQ41がオンするため、出力電圧Voutの上昇に応じて電流Ic2が増加する。   The second current generation circuit 73 is a circuit that generates a current Ic2 (fourth current) that increases as the output voltage Vout increases, and includes NPN transistors Q12, Q40, and Q41, PNP transistors Q50, Q51, and Q61, and a resistor 85, 86, 90 are comprised. The PNP transistor Q51 and the resistor 86, and the PNP transistor Q61 and the resistor 90 constitute a current mirror. As described above, a current corresponding to the bias current Ib flows through the NPN transistor Q12, and the NPN transistor Q40 and the NPN transistor Q41 constitute a differential pair. Therefore, when the output voltage Vout is sufficiently lower than the voltage VB, the NPN transistor Q41 is turned off and the current Ic2 becomes zero. In the present embodiment, when the output voltage Vout increases from a state sufficiently lower than the voltage VB, the NPN transistor Q41 is turned on, so that the current Ic2 increases as the output voltage Vout increases.

クリップ信号生成回路74(比較回路)は、電流Ic1と電流Ic2とに基づいて、出力電圧Voutがクリップしたか否かを示すクリップ信号Vcを生成する回路である。クリップ信号生成回路74は、MOSトランジスタM1、及び抵抗91,92を含んで構成される。抵抗91の一端は、PNPトランジスタQ60,Q61の夫々のコレクタと接続されるため、抵抗91の一端には、電流Ic1及び電流Ic2の和に応じた電圧が生成される。MOSトランジスタM1と抵抗92とはインバータを構成し、MOSトランジスタM1のゲートは前述の抵抗91の一端に接続されている。したがって、抵抗91の一端の電圧Vzがインバータのしきい値、すなわちMOSトランジスタM1のしきい値電圧(第3電圧)より低い場合、インバータの出力はHレベルとなる。一方、電圧Vzがインバータのしきい値より高い場合、インバータの出力はLレベルとなる。本実施形態のクリップ検出回路24は、出力電圧Voutが電圧VAとなる際の電流Ic1、または、出力電圧Voutが電圧VBとなる際の電流Ic2に基づいて、NMOSトランジスタM1がオンするよう、PNPトランジスタQ60,61のサイズと、抵抗91の抵抗値が定められていることとする。   The clip signal generation circuit 74 (comparison circuit) is a circuit that generates a clip signal Vc indicating whether or not the output voltage Vout has been clipped based on the currents Ic1 and Ic2. The clip signal generation circuit 74 includes a MOS transistor M1 and resistors 91 and 92. Since one end of the resistor 91 is connected to the collectors of the PNP transistors Q60 and Q61, a voltage corresponding to the sum of the current Ic1 and the current Ic2 is generated at one end of the resistor 91. The MOS transistor M1 and the resistor 92 constitute an inverter, and the gate of the MOS transistor M1 is connected to one end of the resistor 91 described above. Therefore, when the voltage Vz at one end of the resistor 91 is lower than the threshold value of the inverter, that is, the threshold voltage (third voltage) of the MOS transistor M1, the output of the inverter is at the H level. On the other hand, when voltage Vz is higher than the threshold value of the inverter, the output of the inverter is at the L level. The clip detection circuit 24 of the present embodiment is configured so that the NMOS transistor M1 is turned on based on the current Ic1 when the output voltage Vout becomes the voltage VA or the current Ic2 when the output voltage Vout becomes the voltage VB. It is assumed that the size of the transistors Q60 and 61 and the resistance value of the resistor 91 are determined.

<<リミッタ回路10の動作>>
ここで、本実施形態におけるリミッタ回路10の動作について、図4を参照しつつ説明する。なお、ここでは、バッファ回路20に入力される入力電圧Vinの最大電圧が電圧VBより大きく、入力電圧Vinの最小電圧が電圧VAより小さくなる場合について説明する。
<< Operation of Limiter Circuit 10 >>
Here, the operation of the limiter circuit 10 in the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, a case will be described in which the maximum voltage of the input voltage Vin input to the buffer circuit 20 is larger than the voltage VB and the minimum voltage of the input voltage Vin is smaller than the voltage VA.

まず、時刻T1において入力電圧Vinがバッファ回路20に入力されると、バッファ回路20はユニティゲインバッファとして動作するため、出力電圧Voutは、入力電圧Vinの上昇に応じて上昇する。そして、時刻T2に出力電圧Voutが電圧VQとなると、第2シンク電流生成回路71が生成する電流Is2の電流値が、定電流源50の電流値に対して無視できない大きさとなる。ここで、バッファ回路20における負帰還の影響を考慮しつつ、電流Is2が定電流源50対して無視できない場合のバッファ回路20の動作について説明する。時刻T2では、入力電圧Vinが上昇しているためNPNトランジスタQ1に流れる電流は増加する。これにより、PNPトランジスタQ4に流れる電流も増加し、PNPトランジスタQ4のベース電圧は低下することとなる。一方、出力電圧Voutが時間遅れなく入力電圧Vinと同様に変化することはないため、NPNトランジスタQ1のベース電圧はNPNトランジスタQ2のベース電圧と比べ高くなる。この結果、NPNトランジスタQ2に流れる電流は減少する。このため、NPNトランジスタQ2に流れる電流は、NPNトランジスタQ1に流れる電流より少なくなる。また、PNPトランジスタQ5のベース電圧は、PNPトランジスタQ4のベース電圧の低下とともに低下するが、前述のようにNPNトランジスタQ2に流れる電流は減少する。したがって、例えば、電流Is2の電流値が無視できる程度に小さい場合は、PNPトランジスタQ5に流れる電流が、NPNトランジスタQ2に流れる電流と一致するよう、NPNトランジスタQ2のコレクタ電圧が上昇することとなる。しかしながら、時刻T2において、第2シンク電流生成回路71は、PNPトランジスタQ5が出力する電流の一部を電流Is2として吸い込む。このため、時刻T2にNPNトランジスタQ2が吸い込む電流が減少しても、PNPトランジスタQ5のコレクタ電圧の上昇は抑制されることとなる。また、前述のように、NPNトランジスタQ3及び電流源51はエミッタフォロワを構成する。このため、出力電圧Voutの上昇もPNPトランジスタQ5のコレクタ電圧と同様に抑制される。つまり、本実施形態においては、出力電圧Voutが電圧VQとなると、バッファ回路20はユニティゲインバッファとして動作せず、第2シンク電流生成回路71は出力電圧Voutの変化を抑制する。   First, when the input voltage Vin is input to the buffer circuit 20 at time T1, the buffer circuit 20 operates as a unity gain buffer, so that the output voltage Vout increases as the input voltage Vin increases. When the output voltage Vout becomes the voltage VQ at time T2, the current value of the current Is2 generated by the second sink current generation circuit 71 becomes a magnitude that cannot be ignored with respect to the current value of the constant current source 50. Here, the operation of the buffer circuit 20 when the current Is2 cannot be ignored with respect to the constant current source 50 will be described while considering the influence of the negative feedback in the buffer circuit 20. At time T2, since the input voltage Vin increases, the current flowing through the NPN transistor Q1 increases. As a result, the current flowing through the PNP transistor Q4 also increases, and the base voltage of the PNP transistor Q4 decreases. On the other hand, since the output voltage Vout does not change similarly to the input voltage Vin without time delay, the base voltage of the NPN transistor Q1 is higher than the base voltage of the NPN transistor Q2. As a result, the current flowing through the NPN transistor Q2 decreases. For this reason, the current flowing through the NPN transistor Q2 is less than the current flowing through the NPN transistor Q1. Further, the base voltage of the PNP transistor Q5 decreases as the base voltage of the PNP transistor Q4 decreases, but the current flowing through the NPN transistor Q2 decreases as described above. Therefore, for example, when the current value of the current Is2 is small enough to be ignored, the collector voltage of the NPN transistor Q2 increases so that the current flowing through the PNP transistor Q5 matches the current flowing through the NPN transistor Q2. However, at time T2, the second sink current generation circuit 71 sucks a part of the current output from the PNP transistor Q5 as the current Is2. For this reason, even if the current absorbed by the NPN transistor Q2 at time T2 decreases, the increase in the collector voltage of the PNP transistor Q5 is suppressed. As described above, the NPN transistor Q3 and the current source 51 constitute an emitter follower. For this reason, the rise of the output voltage Vout is suppressed similarly to the collector voltage of the PNP transistor Q5. That is, in this embodiment, when the output voltage Vout becomes the voltage VQ, the buffer circuit 20 does not operate as a unity gain buffer, and the second sink current generation circuit 71 suppresses the change in the output voltage Vout.

また、本実施形態の第2シンク電流生成回路71は、出力電圧Voutのレベルが上昇して電圧VQとなった後、電流Is2を更に増加させる。したがって、時刻T2以降において入力電圧Vinの上昇に応じて出力電圧Voutが上昇すると、出力電圧Voutの変化は更に抑制されることとなる。   Further, the second sink current generation circuit 71 of the present embodiment further increases the current Is2 after the level of the output voltage Vout rises to the voltage VQ. Therefore, when the output voltage Vout increases in accordance with the increase in the input voltage Vin after time T2, the change in the output voltage Vout is further suppressed.

そして、時刻T3に出力電圧Voutが電圧VBとなると、前述のように、第2シンク電流生成回路71は、バッファ回路20の電流源50の電流値と等しい電流Is2を吸い込む。この結果、NPNトランジスタQ1及びPNPトランジスタQ4には電流源50の電流が全て流れ、PNPトランジスタQ5からは、電流源50の電流と等しい電流が第2シンク電流生成回路71に出力されることとなる。つまり、時刻T3において、NPNトランジスタQ2に流れる電流はゼロとなり、結果的にNPNトランジスタQ2はオフすることとなる。なお、本実施形態では、時刻T3における入力電圧Vinを電圧Vxとする。 When the output voltage Vout becomes the voltage VB at time T3, the second sink current generation circuit 71 sucks the current Is2 that is equal to the current value of the current source 50 of the buffer circuit 20 as described above. As a result, all the current from the current source 50 flows through the NPN transistor Q1 and the PNP transistor Q4, and a current equal to the current from the current source 50 is output from the PNP transistor Q5 to the second sink current generation circuit 71. . That is, at time T3, the current flowing through the NPN transistor Q2 becomes zero, and as a result, the NPN transistor Q2 is turned off. In the present embodiment, the input voltage Vin at time T3 is the voltage Vx.

時刻T3から時刻T4までは、NPNトランジスタQ1のベースに印加される入力電圧Vinは電圧Vxより高くなる。前述のように、時刻T3において、NPNトランジスタQ2はオフする。また、NPNトランジスタQ1には、電流源50の電流が全て流れる。したがって、NPNトランジスタQ1のベースに印加される入力電圧Vinが電圧Vxより高くなる場合であっても、NPNトランジスタQ1に流れる電流は変化することはない。このため、PNPトランジスタQ4,Q5の夫々に流れる電流も同様に変化することはない。この結果、時刻T3から時刻T4までの間においては、PNPトランジスタQ5のコレクタ電圧と出力電圧Voutは変化せず、出力電圧Voutの上限は電圧VBで制限されることとなる。つまり、時刻T3から時刻T4においては、オペアンプ60の差動対に相当するNPNトランジスタQ1,Q2のうち、NPNトランジスタQ1しか動作していないこととなる。   From time T3 to time T4, the input voltage Vin applied to the base of the NPN transistor Q1 is higher than the voltage Vx. As described above, at time T3, the NPN transistor Q2 is turned off. Further, all the current from the current source 50 flows through the NPN transistor Q1. Therefore, even when the input voltage Vin applied to the base of the NPN transistor Q1 becomes higher than the voltage Vx, the current flowing through the NPN transistor Q1 does not change. For this reason, the current flowing through each of the PNP transistors Q4 and Q5 does not change similarly. As a result, between time T3 and time T4, the collector voltage of the PNP transistor Q5 and the output voltage Vout do not change, and the upper limit of the output voltage Vout is limited by the voltage VB. That is, from time T3 to time T4, only the NPN transistor Q1 is operating among the NPN transistors Q1 and Q2 corresponding to the differential pair of the operational amplifier 60.

時刻T4を経過すると、前述の時刻T2から時刻T3までの期間の動作とは逆に、入力電圧Vinの低下に応じて出力電圧Voutが低下する。出力電圧Voutが低下すると、第2シンク電流生成回路71が生成する電流Is2も減少することとなる。そして、時刻T5以降においては、出力電圧Voutは電圧VQより低くなる。このため、第2シンク電流生成回路71が生成する電流Is2は、定電流源50の電流値より十分小さくなる。この結果、時刻T5から後述する時刻T6までは、バッファ回路20はユニティゲインバッファとして動作する。   When the time T4 has elapsed, the output voltage Vout decreases as the input voltage Vin decreases, contrary to the operation during the period from the time T2 to the time T3 described above. When the output voltage Vout decreases, the current Is2 generated by the second sink current generation circuit 71 also decreases. After time T5, the output voltage Vout becomes lower than the voltage VQ. For this reason, the current Is2 generated by the second sink current generation circuit 71 is sufficiently smaller than the current value of the constant current source 50. As a result, from time T5 to time T6 described later, the buffer circuit 20 operates as a unity gain buffer.

時刻T6に、入力電圧Vinの低下に応じて出力電圧Voutが電圧VPとなると、第1シンク電流生成回路70は定電流源50の電流値に対して無視できないような電流値の電流Is1を生成する。ここで、時刻T6において、バッファ回路20及び第1シンク電流生成回路70の動作について詳述する。まず、時刻T6においては、入力電圧Vinが低下しているため、NPNトランジスタQ1に流れる電流はNPNトランジスタQ2に流れる電流より少なくなる。ここで、第1シンク電流生成回路70の電流Is1が十分小さい場合は、PNPトランジスタQ4のベース電圧はNPNトランジスタQ1に流れる電流は減少に応じて上昇することとなる。しかしながら、時刻T6において電流Is1の電流値は、前述のように無視できない程度大きくなるため、PNPトランジスタQ4のベース電圧の上昇は抑制される。このため、PNPトランジスタQ5のベース電圧の上昇も抑制される。したがって、例えば、電流Is1が十分小さい場合と比較すると、PNPトランジスタQ5のコレクタ電圧の低下も抑制されることとなる。この結果、出力電圧Voutの低下も抑制される。また、時刻T6以降も入力電圧Vinは低下しているため、入力電圧Vinの低下に応じて出力電圧Voutも低下する。この結果、第1シンク電流生成回路70の電流Is1が増加し、出力電圧Voutの低下は更に抑制される。そして、時刻T7に、出力電圧Voutが電圧VAとなると、前述のように電流Is1の電流値は、電流源50の電流値となる。このため、PNPトランジスタQ4には少なくとも電流Is1が流れることとなる。この際に、PNPトランジスタQ4とカレントミラーを構成するPNPトランジスタQ5は、少なくとも電流Is1をNPNトランジスタQ2に供給すべく動作する。前述のように、時刻T7における電流Is1の電流値は電流源50の電流値と等しい。このため、結果的に、NPNトランジスタQ2はオンし、NPNトランジスタQ1はオフすることとなる。なお、ここでは、入力電圧Vinの低下に応じて出力電圧Voutが電圧VAとなる際の入力電圧Vinを電圧Vyとする。   When the output voltage Vout becomes the voltage VP according to the decrease of the input voltage Vin at time T6, the first sink current generation circuit 70 generates a current Is1 having a current value that cannot be ignored with respect to the current value of the constant current source 50. To do. Here, the operations of the buffer circuit 20 and the first sink current generation circuit 70 will be described in detail at time T6. First, at time T6, since the input voltage Vin decreases, the current flowing through the NPN transistor Q1 becomes smaller than the current flowing through the NPN transistor Q2. Here, when the current Is1 of the first sink current generation circuit 70 is sufficiently small, the base voltage of the PNP transistor Q4 increases as the current flowing through the NPN transistor Q1 decreases. However, at time T6, the current value of the current Is1 becomes so large that it cannot be ignored as described above, and therefore, an increase in the base voltage of the PNP transistor Q4 is suppressed. For this reason, an increase in the base voltage of the PNP transistor Q5 is also suppressed. Therefore, for example, as compared with a case where the current Is1 is sufficiently small, a decrease in the collector voltage of the PNP transistor Q5 is also suppressed. As a result, a decrease in the output voltage Vout is also suppressed. In addition, since the input voltage Vin is decreased after time T6, the output voltage Vout is also decreased in accordance with the decrease of the input voltage Vin. As a result, the current Is1 of the first sink current generation circuit 70 increases, and the decrease in the output voltage Vout is further suppressed. At time T7, when the output voltage Vout becomes the voltage VA, the current value of the current Is1 becomes the current value of the current source 50 as described above. Therefore, at least the current Is1 flows through the PNP transistor Q4. At this time, the PNP transistor Q4, which forms a current mirror with the PNP transistor Q4, operates to supply at least the current Is1 to the NPN transistor Q2. As described above, the current value of the current Is1 at the time T7 is equal to the current value of the current source 50. As a result, the NPN transistor Q2 is turned on and the NPN transistor Q1 is turned off. Here, the input voltage Vin when the output voltage Vout becomes the voltage VA according to the decrease of the input voltage Vin is defined as the voltage Vy.

時刻T7から時刻T8までは、NPNトランジスタQ1のベースに印加される入力電圧Vinが電圧Vyより低くなる。この場合、NPNトランジスタQ1はオフし続けるため、結果的にNPNトランジスタQ1,Q2に流れる電流は変化することはない。このため、PNPトランジスタQ4,Q5の夫々に流れる電流も同様に変化することはない。この結果、NPNトランジスタQ2のコレクタ電圧と出力電圧Voutは変化せず、出力電圧Voutの下限は電圧VAで制限されることとなる。   From time T7 to time T8, the input voltage Vin applied to the base of the NPN transistor Q1 is lower than the voltage Vy. In this case, since the NPN transistor Q1 continues to be turned off, the current flowing through the NPN transistors Q1 and Q2 does not change as a result. For this reason, the current flowing through each of the PNP transistors Q4 and Q5 does not change similarly. As a result, the collector voltage and output voltage Vout of the NPN transistor Q2 do not change, and the lower limit of the output voltage Vout is limited by the voltage VA.

なお、時刻T8から時刻T9は、前述の時刻T6から時刻T7までの動作と逆に、入力電圧Vinの上昇に応じて出力電圧Voutが上昇する。そして、出力電圧Voutが電圧VPより高くなる時刻T9以降は、電流Is1の電流値は、定電流源50の電流値と比較して十分小さくなる。このため、バッファ回路20はユニティゲインバッファとして動作することとなる。   Note that, from time T8 to time T9, the output voltage Vout rises as the input voltage Vin rises, contrary to the operation from time T6 to time T7 described above. Then, after time T9 when the output voltage Vout becomes higher than the voltage VP, the current value of the current Is1 is sufficiently smaller than the current value of the constant current source 50. Therefore, the buffer circuit 20 operates as a unity gain buffer.

また、本実施形態では、時刻T3〜時刻T4において出力電圧Voutが電圧VBとなり、時刻T7〜時刻T8において出力電圧Voutが電圧VAとなる。このため、時刻T3〜時刻T4、時刻T7〜時刻T8の期間に、クリップ検出回路24は、出力信号Voutがクリップしたことを示すLレベルのクリップ信号Vcを出力する。   In the present embodiment, the output voltage Vout becomes the voltage VB from time T3 to time T4, and the output voltage Vout becomes the voltage VA from time T7 to time T8. Therefore, during the period from time T3 to time T4 and from time T7 to time T8, the clip detection circuit 24 outputs an L level clip signal Vc indicating that the output signal Vout has been clipped.

以上に説明した構成からなる本実施形態のリミッタ回路10の第1シンク電流生成回路70は、出力電圧Voutのレベルに応じた電流Is1を生成する。そして、第1シンク電流生成回路70は、NPNトランジスタQ1のコレクタから電流Is1を吸い込むため、バッファ回路20の出力電圧Voutの変化が抑制されることとなる。また、出力電圧Voutが電圧VPなると、電流Is1の電流値は、定電流源50の電流値に対して無視できないような電流値となる。このため、出力電圧Voutが電圧VPから低下するにつれて更に出力電圧Voutの変化は抑制されることとなる。したがって、結果的に出力電圧Voutの下限は、所定のレベルで制限されることなる。本実施形態では、出力電圧Voutの下限を制限するに際し、例えばダイオードの順方向電圧等を用いていない。したがって、例えば温度が変化した際も精度よく出力電圧Voutを制限可能である。   The first sink current generation circuit 70 of the limiter circuit 10 of the present embodiment having the configuration described above generates a current Is1 corresponding to the level of the output voltage Vout. Since the first sink current generation circuit 70 sucks the current Is1 from the collector of the NPN transistor Q1, the change in the output voltage Vout of the buffer circuit 20 is suppressed. When the output voltage Vout becomes the voltage VP, the current value of the current Is1 becomes a current value that cannot be ignored with respect to the current value of the constant current source 50. For this reason, the change of the output voltage Vout is further suppressed as the output voltage Vout decreases from the voltage VP. Therefore, as a result, the lower limit of the output voltage Vout is limited to a predetermined level. In the present embodiment, when limiting the lower limit of the output voltage Vout, for example, the forward voltage of a diode or the like is not used. Therefore, for example, the output voltage Vout can be accurately limited even when the temperature changes.

また、本実施形態のリミッタ回路10では、出力電圧Voutの低下に応じて増加する電流Is1と、出力電圧Voutの上昇に応じて低下する電流Is2とが生成される。このため、バッファ回路20の出力電圧Voutの上昇及び低下の夫々が抑制されることとなる。また、出力電圧Voutが電圧VQとなると、電流Is2の電流値は、定電流源50の電流値に対して無視できないような電流値となる。このため、出力電圧Voutが電圧VQから上昇するにつれて更に出力電圧Voutの変化は抑制されることとなる。したがって、結果的に出力電圧Voutの上限は、所定のレベルで制限されることなる。この様に、本実施形態では、ダイオードを用いることなく、出力電圧Voutの上限と下限を制限することが可能である。   In the limiter circuit 10 of the present embodiment, a current Is1 that increases as the output voltage Vout decreases and a current Is2 that decreases as the output voltage Vout increases are generated. For this reason, each of the rise and fall of the output voltage Vout of the buffer circuit 20 is suppressed. Further, when the output voltage Vout becomes the voltage VQ, the current value of the current Is2 becomes a current value that cannot be ignored with respect to the current value of the constant current source 50. For this reason, the change in the output voltage Vout is further suppressed as the output voltage Vout rises from the voltage VQ. Therefore, as a result, the upper limit of the output voltage Vout is limited to a predetermined level. Thus, in this embodiment, it is possible to limit the upper limit and the lower limit of the output voltage Vout without using a diode.

また、本実施形態の第1シンク電流生成回路70は、出力電圧Voutが電圧VAとなると、電流源50の電流値と等しい電流値の電流Is1を吸い込む。この結果、オペアンプ60におけるNPNトランジスタQ1がオフすることとなる。このため、NPNトランジスタQ1のベースに印加される入力電圧Vinが更に低下した場合であっても、オペアンプ60を構成するトランジスタの夫々に流れる電流は変化しないため、出力電圧Voutの下限は電圧VAで制限されることとなる。一方、本実施形態の第2シンク電流生成回路71は、出力電圧Voutが電圧VBとなると、電流源50の電流値と等しい電流値の電流Is2を吸い込む。このため、NPNトランジスタQ2がオフすることとなる。このため、NPNトランジスタQ1のベースに印加される入力電圧Vinが更に上昇した場合であっても、オペアンプ60を構成するトランジスタの夫々に流れる電流は変化しないため、出力電圧Voutの上限は電圧VBで制限されることとなる。このように、本実施形態では、出力電圧Voutの上限と下限を、電圧源11、抵抗12,13、及びリミット電圧生成回路21の生成する電圧VA,VBで決定することが可能である。このため、ダイオードを用いた場合と比較すると、精度よくリミット電圧を決定することができる。また、本実施形態では、例えば、抵抗12,13の抵抗値を変化させることにより、容易に出力電圧Voutを制限するための電圧VA,VBを変更可能である。   Further, the first sink current generation circuit 70 of the present embodiment sucks the current Is1 having a current value equal to the current value of the current source 50 when the output voltage Vout becomes the voltage VA. As a result, the NPN transistor Q1 in the operational amplifier 60 is turned off. For this reason, even when the input voltage Vin applied to the base of the NPN transistor Q1 further decreases, the current flowing through each of the transistors constituting the operational amplifier 60 does not change, so the lower limit of the output voltage Vout is the voltage VA. It will be limited. On the other hand, when the output voltage Vout becomes the voltage VB, the second sink current generation circuit 71 of the present embodiment sucks the current Is2 having a current value equal to the current value of the current source 50. For this reason, the NPN transistor Q2 is turned off. For this reason, even if the input voltage Vin applied to the base of the NPN transistor Q1 further increases, the current flowing through each of the transistors constituting the operational amplifier 60 does not change, so the upper limit of the output voltage Vout is the voltage VB. It will be limited. Thus, in the present embodiment, the upper limit and the lower limit of the output voltage Vout can be determined by the voltages VA and VB generated by the voltage source 11, the resistors 12 and 13, and the limit voltage generation circuit 21. For this reason, the limit voltage can be determined with higher accuracy than in the case where a diode is used. In the present embodiment, for example, the voltages VA and VB for limiting the output voltage Vout can be easily changed by changing the resistance values of the resistors 12 and 13.

また、本実施形態のクリップ検出回路24は、出力電圧Voutが電圧VAまたは電圧VBとなるとクリップ信号VcをHレベルからLレベルへと変化させる。このため、本実施形態においては、論理レベルの信号の変化に基づいてクリップしたか否かを判別可能である。   Further, the clip detection circuit 24 of the present embodiment changes the clip signal Vc from the H level to the L level when the output voltage Vout becomes the voltage VA or the voltage VB. For this reason, in this embodiment, it is possible to determine whether or not clipping has been performed based on a change in a logic level signal.

なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。   In addition, the said Example is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.

例えば、本実施形態では、バッファ回路20がユニティゲインバッファであるとしたがこれに限られるものでは無い。例えば、信号線61の代わりに、出力電圧Voutを分圧して、NPNトランジスタQ2のベースに印加しても良い。   For example, in the present embodiment, the buffer circuit 20 is a unity gain buffer, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the signal line 61, the output voltage Vout may be divided and applied to the base of the NPN transistor Q2.

また、入力電圧Vinがオペアンプ60の非反転入力に相当するNPNトランジスタQ1のベースに印加されているが、これに限られるものでは無い。例えば、入力電圧Vinを反転増幅して出力電圧Voutとすべく、NPNトランジスタQ1のベースには、所定の電圧を印加し、NPNトランジスタQ2のベースに抵抗を介して入力電圧Vinを印加する構成としても良い。なお、その際には、出力電圧VoutとNPNトランジスタQ2のベースとの間にも、反転増幅の利得を決定するための抵抗が必要となる。   Further, although the input voltage Vin is applied to the base of the NPN transistor Q1 corresponding to the non-inverting input of the operational amplifier 60, the present invention is not limited to this. For example, in order to invert and amplify the input voltage Vin to obtain the output voltage Vout, a predetermined voltage is applied to the base of the NPN transistor Q1, and the input voltage Vin is applied to the base of the NPN transistor Q2 via a resistor. Also good. In this case, a resistor for determining the gain of inversion amplification is also required between the output voltage Vout and the base of the NPN transistor Q2.

本発明の一実施形態であるリミッタ回路10の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the limiter circuit 10 which is one Embodiment of this invention. バッファ回路20の構成を示す図である。2 is a diagram illustrating a configuration of a buffer circuit 20. FIG. シンク電流回路23、リミット検出回路24の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a sink current circuit 23 and a limit detection circuit 24. リミッタ10の動作を説明するための図である。6 is a diagram for explaining the operation of the limiter 10. FIG. リミッタ回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a limiter circuit.

符号の説明Explanation of symbols

10 リミッタ回路
11,32 電圧源
12,13,30,31,80〜92 抵抗
20 バッファ回路
21 リミット電圧生成回路
22 バイアス電流生成回路
23 シンク電流回路
24 クリップ検出回路
33,60 オペアンプ
50,51 電流源
61 信号線
70 第1シンク電流生成回路
71 第2シンク電流生成回路
72 第1電流生成回路
73 第2電流生成回路
74 クリップ信号生成回路
Q1〜Q3,Q10〜Q12,Q30,Q31,Q40〜Q43 NPNトランジスタ
Q4,Q5,Q20〜Q23,Q50〜Q52,Q60,Q61 PNPトランジスタ
M1 NMOSトランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Limiter circuit 11,32 Voltage source 12, 13, 30, 31, 80-92 Resistance 20 Buffer circuit 21 Limit voltage generation circuit 22 Bias current generation circuit 23 Sink current circuit 24 Clip detection circuit 33, 60 Operational amplifier 50, 51 Current source 61 signal line 70 first sink current generation circuit 71 second sink current generation circuit 72 first current generation circuit 73 second current generation circuit 74 clip signal generation circuit Q1 to Q3, Q10 to Q12, Q30, Q31, Q40 to Q43 NPN Transistors Q4, Q5, Q20 to Q23, Q50 to Q52, Q60, Q61 PNP transistor M1 NMOS transistor

Claims (4)

定電流源と、前記定電流源に接続されるとともに差動対を構成する第1トランジスタ及び第2トランジスタとを備える差動入力回路と、
前記第1トランジスタの第1制御電極及び前記第2トランジスタの第2制御電極の夫々に印加された電圧の差に応じた出力電圧を生成する出力電圧生成回路と、
前記第1制御電極と前記第2制御電極との電圧レベルを一致させるべく、前記出力電圧に応じた帰還電圧を前記第2制御電極に印加する帰還回路と、
前記第1制御電極または前記第2制御電極の何れか一方に印加される入力電圧の変化に応じて前記出力電圧のレベルが変化すると、前記第1トランジスタまたは前記第2トランジスタの前記定電流源とは接続されていない側の電極のうち何れか小さい電流が流れる一方の電極から、前記出力電圧のレベルに応じた第1電流を吸い込むシンク電流回路と、
を備えることを特徴とするリミッタ回路。
A differential input circuit comprising: a constant current source; and a first transistor and a second transistor connected to the constant current source and constituting a differential pair;
An output voltage generation circuit for generating an output voltage corresponding to a difference between voltages applied to the first control electrode of the first transistor and the second control electrode of the second transistor;
A feedback circuit for applying a feedback voltage corresponding to the output voltage to the second control electrode in order to match the voltage levels of the first control electrode and the second control electrode;
When the level of the output voltage changes according to a change in the input voltage applied to either the first control electrode or the second control electrode, the constant current source of the first transistor or the second transistor Is a sink current circuit that draws in a first current corresponding to the level of the output voltage from one electrode through which any smaller current flows among the electrodes on the unconnected side;
A limiter circuit comprising:
請求項1に記載のリミッタ回路であって、
前記シンク電流回路は、
前記一方の電極から、前記出力電圧のレベルの低下に応じて増加する前記第1電流を吸い込み、前記第1トランジスタまたは前記第2トランジスタの前記定電流源とは接続されていない側の電極のうち他方の電極から、前記出力電圧のレベルの上昇に応じて増加する第2電流を吸い込むこと、
を特徴とするリミッタ回路。
The limiter circuit according to claim 1,
The sink current circuit is
Among the electrodes on the side that is not connected to the constant current source of the first transistor or the second transistor, the first current that increases according to a decrease in the level of the output voltage is sucked from the one electrode. Sucking in a second current that increases as the level of the output voltage increases from the other electrode;
Limiter circuit characterized by
請求項2に記載のリミッタ回路であって、
前記シンク電流回路は、
前記出力電圧のレベルが低下して第1電圧となると、前記定電流源の電流値と等しい電流値の前記第1電流を吸い込み、
前記出力電圧のレベルが上昇し、前記第1電圧より高い第2電圧となると、前記定電流源の電流値と等しい電流値の前記第2電流を吸い込むこと、
を特徴とするリミッタ回路。
The limiter circuit according to claim 2,
The sink current circuit is
When the level of the output voltage decreases to the first voltage, the first current having a current value equal to the current value of the constant current source is sucked.
When the level of the output voltage rises and becomes a second voltage higher than the first voltage, the second current having a current value equal to the current value of the constant current source is sucked.
Limiter circuit characterized by
請求項2または請求項3に記載のリミッタ回路であって、
前記出力電圧のレベルの低下に応じて増加する第3電流を生成する第1電流生成回路と、
前記出力電圧のレベルの上昇に応じて増加する増加する第4電流を生成する第2電流生成回路と、
前記第3電流及び前記第4電流の和に応じた電圧と第3電圧との比較結果を出力する比較回路と、
を更に備えること、
を特徴とするリミッタ回路。
The limiter circuit according to claim 2 or 3, wherein
A first current generation circuit for generating a third current that increases in response to a decrease in the level of the output voltage;
A second current generating circuit for generating a fourth current that increases in response to an increase in the level of the output voltage;
A comparison circuit for outputting a comparison result between a voltage corresponding to the sum of the third current and the fourth current and a third voltage;
Further comprising,
Limiter circuit characterized by
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03147414A (en) * 1989-11-02 1991-06-24 Toshiba Corp Amplifier circuit

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