JPH04227306A - 歪み補償付き差動回路 - Google Patents
歪み補償付き差動回路Info
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- JPH04227306A JPH04227306A JP3109650A JP10965091A JPH04227306A JP H04227306 A JPH04227306 A JP H04227306A JP 3109650 A JP3109650 A JP 3109650A JP 10965091 A JP10965091 A JP 10965091A JP H04227306 A JPH04227306 A JP H04227306A
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- Japan
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- transistors
- impedance
- transistor
- circuit
- differential
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
- H03F1/3211—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion in differential amplifiers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エミッタを第1インピ
ーダンスにより結合した第1トランジスタ及び第2トラ
ンジスタを具える差動段と、入力信号源用の入力端子と
、歪み補償回路とを具え、該歪み補償回路は前記第1ト
ランジスタのエミッタと第1電流源との間に第1ダイオ
ードと第3トランジスタの主電流通路を直列に具えると
共に前記第2トランジスタのエミッタと第2電流源との
間に第2ダイオードと第4トランジスタの主電流通路を
直列に具え、第3トランジスタ及び第4トランジスタの
ベースとコレクタを交差接続すると共にそれらのエミッ
タを第2インピーダンスで結合して成る歪み補償付き差
動回路に関するものである。
ーダンスにより結合した第1トランジスタ及び第2トラ
ンジスタを具える差動段と、入力信号源用の入力端子と
、歪み補償回路とを具え、該歪み補償回路は前記第1ト
ランジスタのエミッタと第1電流源との間に第1ダイオ
ードと第3トランジスタの主電流通路を直列に具えると
共に前記第2トランジスタのエミッタと第2電流源との
間に第2ダイオードと第4トランジスタの主電流通路を
直列に具え、第3トランジスタ及び第4トランジスタの
ベースとコレクタを交差接続すると共にそれらのエミッ
タを第2インピーダンスで結合して成る歪み補償付き差
動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】このような差動回路は米国特許第468
2098号から電圧−電流変換器の形で既知であり、こ
の回路では電圧源Vを具え、第1インピーダンスを抵抗
で構成してこの電圧を電流に変換し、この電流を4個の
トランジスタを具えるトランスリニア回路により増幅し
ている。第1及び第2トランジスタのエミッタ抵抗値の
非直線性により生ずる変換の非直線性を補償するために
、前記米国特許は第3及び第4トランジスタのエミッタ
間に第1抵抗と同一の値の抵抗を配置することを教えて
いる。この補償は小信号の場合に極めて顕著な結果をも
たらす。
2098号から電圧−電流変換器の形で既知であり、こ
の回路では電圧源Vを具え、第1インピーダンスを抵抗
で構成してこの電圧を電流に変換し、この電流を4個の
トランジスタを具えるトランスリニア回路により増幅し
ている。第1及び第2トランジスタのエミッタ抵抗値の
非直線性により生ずる変換の非直線性を補償するために
、前記米国特許は第3及び第4トランジスタのエミッタ
間に第1抵抗と同一の値の抵抗を配置することを教えて
いる。この補償は小信号の場合に極めて顕著な結果をも
たらす。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特にフラッシ
ュ型折り返し補間アナログ−ディジタル変換器の場合に
は差動増幅器の出力において数ボルトのレベルまでの極
めて広いダイナミックレンジに亘って補償を与える必要
がある。本発明の目的のこのような補償を与えることに
ある。
ュ型折り返し補間アナログ−ディジタル変換器の場合に
は差動増幅器の出力において数ボルトのレベルまでの極
めて広いダイナミックレンジに亘って補償を与える必要
がある。本発明の目的のこのような補償を与えることに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的のために第2イ
ンピーダンスを第1インピーダンスより小さい公称値を
有するものとする。後に証明するように、この極めて簡
単な変更により第3及び第4トランジスタのベース電流
を補償して歪み指数を少くとも所定の程度まで改善する
ことができる。好適実施例では第2インピーダンスと第
1インピーダンスとの比を0.65〜0.85の範囲内
の値とする。
ンピーダンスを第1インピーダンスより小さい公称値を
有するものとする。後に証明するように、この極めて簡
単な変更により第3及び第4トランジスタのベース電流
を補償して歪み指数を少くとも所定の程度まで改善する
ことができる。好適実施例では第2インピーダンスと第
1インピーダンスとの比を0.65〜0.85の範囲内
の値とする。
【0005】前記米国特許から導かれる第1の変形例で
は、差動段を電圧−電流変換器を構成するように変形し
、前記入力端子を第1インピーダンスと直列に配置する
。
は、差動段を電圧−電流変換器を構成するように変形し
、前記入力端子を第1インピーダンスと直列に配置する
。
【0006】第2の変形例では、差動段を差動ホロワを
構成するように変形し、第1及び第2トランジスタのベ
ースを前記入力端子とする。
構成するように変形し、第1及び第2トランジスタのベ
ースを前記入力端子とする。
【0007】本発明はマルチホロワ回路、特にフラッシ
ュ型折り返し補間アナログ−ディジタル変換器用のマル
チホロワ回路にも関するものである。
ュ型折り返し補間アナログ−ディジタル変換器用のマル
チホロワ回路にも関するものである。
【0008】このようなマルチホロワ回路は上述した差
動ホロワ回路を複数個具え、本発明では、ランクiの差
動ホロワ回路の第1、第2、第3及び第4トランジスタ
をそれぞれTAi、TAi’ 、TCi及びTCi’
で表わし、第1及び第2トランジスタを含む第1群のト
ランジスタの少なくともいくつかのエミッタ間に接続さ
れた第1インピーダンスの各々のアドミッタンスをこの
第1インピーダンスが接続されたエミッタを有する第1
群内の2つのトランジスタのインデックスに対応するイ
ンデックスを付したYで表わし、第3及び第4トランジ
スタを含む第2群のトランジスタの少くともいくつかの
エミッタ間に接続された第2インピーダンスの各々のア
ドミッタンスをこのインピーダンスが接続されたエミッ
タを有する第2群内の2つのトランジスタのインデック
スに対応するインデックスを付したY′で表わしたとき
、i,j,i’及びj’と関係なく次の条件; Yij=Yi’j’>Y′ij=Y′i’j’Yij’
=Yji’ >Y′ij’ =Y′ji’ を満足さ
せる。
動ホロワ回路を複数個具え、本発明では、ランクiの差
動ホロワ回路の第1、第2、第3及び第4トランジスタ
をそれぞれTAi、TAi’ 、TCi及びTCi’
で表わし、第1及び第2トランジスタを含む第1群のト
ランジスタの少なくともいくつかのエミッタ間に接続さ
れた第1インピーダンスの各々のアドミッタンスをこの
第1インピーダンスが接続されたエミッタを有する第1
群内の2つのトランジスタのインデックスに対応するイ
ンデックスを付したYで表わし、第3及び第4トランジ
スタを含む第2群のトランジスタの少くともいくつかの
エミッタ間に接続された第2インピーダンスの各々のア
ドミッタンスをこのインピーダンスが接続されたエミッ
タを有する第2群内の2つのトランジスタのインデック
スに対応するインデックスを付したY′で表わしたとき
、i,j,i’及びj’と関係なく次の条件; Yij=Yi’j’>Y′ij=Y′i’j’Yij’
=Yji’ >Y′ij’ =Y′ji’ を満足さ
せる。
【0009】図面につき本発明を詳細に説明する。図1
は前記米国特許第4682098号による電圧−電流変
換器を示す。この電圧−電流変換器はダイオード接続ト
ランジスタQ1 を経て基準電位にある端子1に結合さ
れ且つダイオード接続トランジスタQ2 を経て端子2
に結合された電流源I1 ′(値2I0)を具える。ト
ランジスタQ3 及びQ4 のベースを端子1及び2に
それぞれ接続する。トランジスタQ3 及びQ4 のエ
ミッタを電流源I2 ′(値2IX )に結合する。電
圧源V及び抵抗R1 ′を端子1及び2間に直列に配置
し、抵抗R1 ′は電圧Vを電流に変換する。この電流
はトランスリニア回路(Q1 ,Q2 ,Q3 及びQ
4 )により増幅され、トランジスタQ9 及びQ10
により出力端子に供給される。補償回路5はトランジス
タQ1 及びQ2 のエミッタ抵抗値Re Q1 及び
Re Q2 の非直線性を補正する。
は前記米国特許第4682098号による電圧−電流変
換器を示す。この電圧−電流変換器はダイオード接続ト
ランジスタQ1 を経て基準電位にある端子1に結合さ
れ且つダイオード接続トランジスタQ2 を経て端子2
に結合された電流源I1 ′(値2I0)を具える。ト
ランジスタQ3 及びQ4 のベースを端子1及び2に
それぞれ接続する。トランジスタQ3 及びQ4 のエ
ミッタを電流源I2 ′(値2IX )に結合する。電
圧源V及び抵抗R1 ′を端子1及び2間に直列に配置
し、抵抗R1 ′は電圧Vを電流に変換する。この電流
はトランスリニア回路(Q1 ,Q2 ,Q3 及びQ
4 )により増幅され、トランジスタQ9 及びQ10
により出力端子に供給される。補償回路5はトランジス
タQ1 及びQ2 のエミッタ抵抗値Re Q1 及び
Re Q2 の非直線性を補正する。
【0010】この補償回路は端子1及び電流源I3 ′
(値I0 )との間にダイオード接続トランジスタQ7
とトランジスタQ5 の主電流通路の直列回路を具え
ると共に端子2と電流源I4 ′(値I0 )との間に
ダイオード接続トランジスタQ8 とトランジスタQ6
の主電流通路の直列回路を具える。トランジスタQ5
及びQ6 のベースとコレクタを交差接続する。エミ
ッタ抵抗Re Q1 及びRe Q2 の補償を与える
ために、抵抗R1 ′と同一の値Rの抵抗R2 ′をト
ランジスタQ5 及びQ6 のエミッタ間に接続する。
(値I0 )との間にダイオード接続トランジスタQ7
とトランジスタQ5 の主電流通路の直列回路を具え
ると共に端子2と電流源I4 ′(値I0 )との間に
ダイオード接続トランジスタQ8 とトランジスタQ6
の主電流通路の直列回路を具える。トランジスタQ5
及びQ6 のベースとコレクタを交差接続する。エミ
ッタ抵抗Re Q1 及びRe Q2 の補償を与える
ために、抵抗R1 ′と同一の値Rの抵抗R2 ′をト
ランジスタQ5 及びQ6 のエミッタ間に接続する。
【0011】図2は従来の差動ホロワ回路を示し、この
回路のエミッタ抵抗値も補償する必要がある。従来の差
動ホロワ回路(図2)はトランジスタT1 及びT1
′(本例ではnpn型)を具え、それらのコレクタを電
源電圧VCCに接続し、それらのベースに差動入力信号
V1 及びV2 を受信させ、それらのエミッタを抵抗
R,R′,R″の直列接続により相互接続する。同一の
値の2つの電流源I1 及びI1′をトランジスタT1
及びT1 ′のエミッタに接続する。抵抗R及びR′
間の接続点及び抵抗R′及びR″間の接続点をもって出
力端子S1 及びS2 を構成する。これらの出力端子
には電圧V1 とV2 との間の中間電圧が現われる。 このような中間電圧が折り返し補間アナログ−ディジタ
ル変換器に使用される。
回路のエミッタ抵抗値も補償する必要がある。従来の差
動ホロワ回路(図2)はトランジスタT1 及びT1
′(本例ではnpn型)を具え、それらのコレクタを電
源電圧VCCに接続し、それらのベースに差動入力信号
V1 及びV2 を受信させ、それらのエミッタを抵抗
R,R′,R″の直列接続により相互接続する。同一の
値の2つの電流源I1 及びI1′をトランジスタT1
及びT1 ′のエミッタに接続する。抵抗R及びR′
間の接続点及び抵抗R′及びR″間の接続点をもって出
力端子S1 及びS2 を構成する。これらの出力端子
には電圧V1 とV2 との間の中間電圧が現われる。 このような中間電圧が折り返し補間アナログ−ディジタ
ル変換器に使用される。
【0012】このような変換器は、例えば「 Ph.
D. Thesis University of T
echnology 」(オランダ、デルフト、198
9年10月発行)のRudy J. Van de P
lassche の論文「High Speed an
d High Resolution A/D and
D/A Converters 」に開示されている
。この場合には中間信号は折り返し信号から出発して補
間されたコーダ信号である。このような変換器は高電圧
レベル(例えば数ボルト)まで十分な直線性を必要とし
、これは前記変換器の正しい動作に不可欠の要件である
。
D. Thesis University of T
echnology 」(オランダ、デルフト、198
9年10月発行)のRudy J. Van de P
lassche の論文「High Speed an
d High Resolution A/D and
D/A Converters 」に開示されている
。この場合には中間信号は折り返し信号から出発して補
間されたコーダ信号である。このような変換器は高電圧
レベル(例えば数ボルト)まで十分な直線性を必要とし
、これは前記変換器の正しい動作に不可欠の要件である
。
【0013】トランジスタT1 ′及びT1 のコレク
タエミッタ通路の電流はそれぞれI1 ′−ΔI及びI
1 −ΔIであり、ΔIはT1 のエミッタから抵抗R
,R′及びR″を経てT1 ′のエミッタへ流れる電流
である。この結果、I1 がΔIより十分大きい場合に
のみ信号V1 及びV2 をトランジスタT1 及びT
1 ′のエミッタに正しく再生することができる。更に
、I1 がΔIより大きい場合を除いてトランジスタT
1 及びT1 ′の電流が変化するとダイナミック状態
の下でこれらトランジスタから引き出されるベース電流
が大きくなり得る。
タエミッタ通路の電流はそれぞれI1 ′−ΔI及びI
1 −ΔIであり、ΔIはT1 のエミッタから抵抗R
,R′及びR″を経てT1 ′のエミッタへ流れる電流
である。この結果、I1 がΔIより十分大きい場合に
のみ信号V1 及びV2 をトランジスタT1 及びT
1 ′のエミッタに正しく再生することができる。更に
、I1 がΔIより大きい場合を除いてトランジスタT
1 及びT1 ′の電流が変化するとダイナミック状態
の下でこれらトランジスタから引き出されるベース電流
が大きくなり得る。
【0014】
この回路の歪み(その絶対値)D1 は
D1 =(V1 −V2 )−(W1 −W2 )
I1 +
ΔI RB
=VT log───────+2(─────
+RE )ΔI
I1 −ΔI β+1であ
り、ここでRB 及びRE は前記トランジスタのベー
ス及びエミッタリードの抵抗値、βはそれらの電流利得
であり、VT =26 mVである。
D1 =(V1 −V2 )−(W1 −W2 )
I1 +
ΔI RB
=VT log───────+2(─────
+RE )ΔI
I1 −ΔI β+1であ
り、ここでRB 及びRE は前記トランジスタのベー
ス及びエミッタリードの抵抗値、βはそれらの電流利得
であり、VT =26 mVである。
【0015】
【実施例】図3は本発明による差動ホロワ回路の好適実
施例を示す。図3において、トランジスタT11及びT
12はトランジスタT1 及びT1 ′のそれぞれのエ
ミッタとそれぞれの電流源I1 及びI1 ′との間に
配置されたベース−エミッタ通路を有すると共にそれら
のベースとコレクタを交差結合、即ちT11のコレクタ
をT12のベースに、T12のコレクタをT11のベー
スに接続する。トランジスタT1 及びT1 ′のエミ
ッタをインピーダンスZで相互接続し、トランジスタT
11及びT12のエミッタをインピーダンスZ′で相互
接続する。インピーダンスZ′は前記米国特許の教えに
よればインピーダンスZと同一の値にする必要がある。 インピーダンスZは例えば図2の抵抗R,R′及びR″
のような抵抗チェーンとすることができる。ダイオード
T21及びT22をそれぞれトランジスタT11及びT
12の主電流通路(コレクタ−エミッタ通路)と直列に
配置する。
施例を示す。図3において、トランジスタT11及びT
12はトランジスタT1 及びT1 ′のそれぞれのエ
ミッタとそれぞれの電流源I1 及びI1 ′との間に
配置されたベース−エミッタ通路を有すると共にそれら
のベースとコレクタを交差結合、即ちT11のコレクタ
をT12のベースに、T12のコレクタをT11のベー
スに接続する。トランジスタT1 及びT1 ′のエミ
ッタをインピーダンスZで相互接続し、トランジスタT
11及びT12のエミッタをインピーダンスZ′で相互
接続する。インピーダンスZ′は前記米国特許の教えに
よればインピーダンスZと同一の値にする必要がある。 インピーダンスZは例えば図2の抵抗R,R′及びR″
のような抵抗チェーンとすることができる。ダイオード
T21及びT22をそれぞれトランジスタT11及びT
12の主電流通路(コレクタ−エミッタ通路)と直列に
配置する。
【0016】トランジスタT1 及びT1 ′のエミッ
タは常に同一の電流I1 を維持するはずである。この
結果ダイナミック状態の下でトランジスタT1 及びT
1 ′から引き出されるベース電流が減少する。更に、
I1 を最早ΔIより十分に大きくしなくてもよいため
、小寸法のトランジスタT1 及びT1 ′を用いるこ
とができ、これによりダイナミック状態の下で入力端子
から引き出される電流が更に減少する。
タは常に同一の電流I1 を維持するはずである。この
結果ダイナミック状態の下でトランジスタT1 及びT
1 ′から引き出されるベース電流が減少する。更に、
I1 を最早ΔIより十分に大きくしなくてもよいため
、小寸法のトランジスタT1 及びT1 ′を用いるこ
とができ、これによりダイナミック状態の下で入力端子
から引き出される電流が更に減少する。
【0017】しかし、斯る補償は比較的小振幅の信号に
対し満足に作用するだけである。図3ではベース−コレ
クタ短絡によりダイオードとして接続した2個のトラン
ジスタT22及びT21がトランジスタT1 のエミッ
タとトランジスタT11のベースとの間及びトランジス
タT1 ′のエミッタとトランジスタT12のベースと
の間に配置されている。T21 ,T11 ,T22及
びT12が同一の寸法(同一の電流に対し同一のベース
−エミッタ電圧)を有する場合、T21及びT11にお
ける総合ベース−エミッタ電圧降下とT22及びT12
における総合ベース−エミッタ電圧降下は同一である(
ベース電流の影響は無視)ため、歪みが減少する。
対し満足に作用するだけである。図3ではベース−コレ
クタ短絡によりダイオードとして接続した2個のトラン
ジスタT22及びT21がトランジスタT1 のエミッ
タとトランジスタT11のベースとの間及びトランジス
タT1 ′のエミッタとトランジスタT12のベースと
の間に配置されている。T21 ,T11 ,T22及
びT12が同一の寸法(同一の電流に対し同一のベース
−エミッタ電圧)を有する場合、T21及びT11にお
ける総合ベース−エミッタ電圧降下とT22及びT12
における総合ベース−エミッタ電圧降下は同一である(
ベース電流の影響は無視)ため、歪みが減少する。
【0018】この回路の歪み(絶対値)をD3 とする
と、 D3 =(V1 −V2 )−(W1 −W2 )であ
る。ここで、 E=(W1 −W2 )−(X1 −X2 )及び D4 =(V1 −V2 )−(X1 −X2 )=D
3 +Eであると仮定する。
と、 D3 =(V1 −V2 )−(W1 −W2 )であ
る。ここで、 E=(W1 −W2 )−(X1 −X2 )及び D4 =(V1 −V2 )−(X1 −X2 )=D
3 +Eであると仮定する。
【0019】ΔI′は抵抗Z′を流れる電流であるもの
とし、ΔIは抵抗Zを流れる電流であるものとし、且つ
電流源I1 及びI1 ′は同一の値I1 を有するも
のとする。
とし、ΔIは抵抗Zを流れる電流であるものとし、且つ
電流源I1 及びI1 ′は同一の値I1 を有するも
のとする。
【0020】トランジスタT11のエミッタを流れる電
流はI1 +ΔI′に等しいため、そのベース電流はで
あり、そのコレクタ電流は である。ここでβはトランジスタの電流利得である。
流はI1 +ΔI′に等しいため、そのベース電流はで
あり、そのコレクタ電流は である。ここでβはトランジスタの電流利得である。
【0021】トランジスタT12のエミッタを流れる電
流はI1 −ΔI′に等しいため、T11及びT12が
同一であるものとするとそのベース電流は であり、そのコレクタ電流は である。
流はI1 −ΔI′に等しいため、T11及びT12が
同一であるものとするとそのベース電流は であり、そのコレクタ電流は である。
【0022】従って、ダイオード接続トランジスタT2
1を流れる電流IT21 は β
(I1 −ΔI′)
IT21 =─────(I1 +ΔI
′)+────────
β+1
β+1
β−1 =I1 +─
────ΔI′=I1 +ΔI
β+1に等しくなる。
1を流れる電流IT21 は β
(I1 −ΔI′)
IT21 =─────(I1 +ΔI
′)+────────
β+1
β+1
β−1 =I1 +─
────ΔI′=I1 +ΔI
β+1に等しくなる。
【0023】同様に、ダイオード接続トランジスタT2
2を流れる電流IT22 は β
(I1 +ΔI′)
IT22 =─────(I1 −ΔI
′) +────────
β+1
β+1
β−1 =I1 −
─────ΔI′=I1 −ΔI
β+1になる。
2を流れる電流IT22 は β
(I1 +ΔI′)
IT22 =─────(I1 −ΔI
′) +────────
β+1
β+1
β−1 =I1 −
─────ΔI′=I1 −ΔI
β+1になる。
【0024】このことは、
であることを意味し、
ΔV−D3
ΔI=────── R0
ΔV−D3 −E β
+1 ΔV−D3 ΔI′=─
────────=─────・──────
R2
β−1 R0 であるから
、D3 =0(無歪み)であるものと仮定すると、 になり、よって になる。斯くしてΔVの所定の値に対し歪みを除去する
ことができる(EはΔVに依存する)。上式はR2 が
R0 より小さいことを示すため、並列に抵抗を付加す
ることにより補償を達成することができる。
ΔI=────── R0
ΔV−D3 −E β
+1 ΔV−D3 ΔI′=─
────────=─────・──────
R2
β−1 R0 であるから
、D3 =0(無歪み)であるものと仮定すると、 になり、よって になる。斯くしてΔVの所定の値に対し歪みを除去する
ことができる(EはΔVに依存する)。上式はR2 が
R0 より小さいことを示すため、並列に抵抗を付加す
ることにより補償を達成することができる。
【0025】
実施例:R0 =800Ω ,R2 =640Ω
(R2 /R0 =0.8) ΔVma
x =1VP−P D3 max =
0.3% D3 =0 (ΔV=0.
8Vに対し)0.3%のD3 max は8ビット折り
返し補間A/D変換器に使用される6ビット変換段に対
し0.25ビットより良い精度に対応する。
(R2 /R0 =0.8) ΔVma
x =1VP−P D3 max =
0.3% D3 =0 (ΔV=0.
8Vに対し)0.3%のD3 max は8ビット折り
返し補間A/D変換器に使用される6ビット変換段に対
し0.25ビットより良い精度に対応する。
【0026】R2 =R0 の場合、最大歪みは0.7
%以上になる。実際には比R2 /R0 の計算は5次
までの計算を必要とし、トランジスタの電流及びアーリ
ー効果の関数としての電流利得βの変化も考慮する必要
がる。この比は、試験回路又はシミュレータを用いて比
R2 /R0 の種々の値についてD3 曲線をΔVの
関数としてプロットすることにより調整することができ
る。シミュレータを用いる場合に好適なソフトウェアと
してはバークレー大学のパブリックドメインプログラム
SPICE II「General Purpos
e Electronic Simulator」があ
る。実際に使用し得る比R2 /R0 の値は一般に0
.65〜0.85である。比R2 /R0 は歪みD3
の正及び負の最大値が等しい絶対値になるように調整
するのが好ましい。特定の周波数範囲内で動作する回路
に対してはこの比の調整は最大動作周波数において行な
うのが好ましい。
%以上になる。実際には比R2 /R0 の計算は5次
までの計算を必要とし、トランジスタの電流及びアーリ
ー効果の関数としての電流利得βの変化も考慮する必要
がる。この比は、試験回路又はシミュレータを用いて比
R2 /R0 の種々の値についてD3 曲線をΔVの
関数としてプロットすることにより調整することができ
る。シミュレータを用いる場合に好適なソフトウェアと
してはバークレー大学のパブリックドメインプログラム
SPICE II「General Purpos
e Electronic Simulator」があ
る。実際に使用し得る比R2 /R0 の値は一般に0
.65〜0.85である。比R2 /R0 は歪みD3
の正及び負の最大値が等しい絶対値になるように調整
するのが好ましい。特定の周波数範囲内で動作する回路
に対してはこの比の調整は最大動作周波数において行な
うのが好ましい。
【0027】集積回路技術では抵抗の比は極めて精密で
ある。現在の技術では同一公称値の2つの抵抗の差は1
%以下である。しかし、絶対値の精度はかなり小さい。 この補償の利点は、重要なのはR2 とR0 との比で
ある点にある。
ある。現在の技術では同一公称値の2つの抵抗の差は1
%以下である。しかし、絶対値の精度はかなり小さい。 この補償の利点は、重要なのはR2 とR0 との比で
ある点にある。
【0028】図4及び図5はΔV(=V1 −V2 )
、W1 −W2 、X1 −X2 、D3 及びD4
をΔVの最大振幅のパーセントでDX軸に沿って表わし
たΔVの関数としてY軸に沿ってプロットしたグラフを
示す。尚、D3 及びD4 はそれらの変化を一層明瞭
にするためにY軸に沿ってスケールダウンして示してあ
る。
、W1 −W2 、X1 −X2 、D3 及びD4
をΔVの最大振幅のパーセントでDX軸に沿って表わし
たΔVの関数としてY軸に沿ってプロットしたグラフを
示す。尚、D3 及びD4 はそれらの変化を一層明瞭
にするためにY軸に沿ってスケールダウンして示してあ
る。
【0029】図4はR2 =R0 の場合である。この
場合には歪みD3 はΔVの関数として規則正しく増加
する。
場合には歪みD3 はΔVの関数として規則正しく増加
する。
【0030】図5はR2 <R0 の場合である。この
場合には歪みD3 (実線はR2 /R0 =0.95
の場合)は最初僅かに負になり、次いで所定のΔVに対
し零になり(前記の式参照)、最大歪みは図4の場合よ
り小さくなる。歪みD4 は図4の場合より大きくなる
。破線曲線はR2 が上記の場合より小さくR2 /R
0 =0.8の場合のD3 を示す。この場合にはΔV
の小さい値に対し曲線D3 は一層負になり、D3 は
上記の場合より大きいΔVの値に対し零を通過し、ΔV
=100%に対する歪みが上記の場合より小さくなる。
場合には歪みD3 (実線はR2 /R0 =0.95
の場合)は最初僅かに負になり、次いで所定のΔVに対
し零になり(前記の式参照)、最大歪みは図4の場合よ
り小さくなる。歪みD4 は図4の場合より大きくなる
。破線曲線はR2 が上記の場合より小さくR2 /R
0 =0.8の場合のD3 を示す。この場合にはΔV
の小さい値に対し曲線D3 は一層負になり、D3 は
上記の場合より大きいΔVの値に対し零を通過し、ΔV
=100%に対する歪みが上記の場合より小さくなる。
【0031】従って、実際にはR2 の値を、選択した
基準に応じた歪みD3 の最適化が得られるように選択
することができ、例えば所定値以下の(正又は負)最大
歪み、もっと正確に言えば所定のミッドスケール値以下
の正歪みが得られるように選択することができる。これ
らの曲線及びR2 の値はシミュレーションにより得る
のが好ましい。
基準に応じた歪みD3 の最適化が得られるように選択
することができ、例えば所定値以下の(正又は負)最大
歪み、もっと正確に言えば所定のミッドスケール値以下
の正歪みが得られるように選択することができる。これ
らの曲線及びR2 の値はシミュレーションにより得る
のが好ましい。
【0032】図6は上述した単位回路を複数個組み合わ
せた回路を示し、この回路では(同一のトランジスタ対
のエミッタ間だけでなく)全てのトランジスタのエミッ
タ間にアドミッタンスを配置することができる。(TA
1 ,TA1’ ),(TA2 ,TA2’ )−−−
(TAi ,TAi’ ),(TAj ,TAj’
)が同一の入力信号を受信するトランジスタ対であるも
のとする。Y12はトランジスタTA1及びTA2のエ
ミッタ間に配置されたアドミッタンスである。 Y1’2’はトランジスタTA1’ , TA2’ の
エミッタ間に配置されたアドミッタンスである。
せた回路を示し、この回路では(同一のトランジスタ対
のエミッタ間だけでなく)全てのトランジスタのエミッ
タ間にアドミッタンスを配置することができる。(TA
1 ,TA1’ ),(TA2 ,TA2’ )−−−
(TAi ,TAi’ ),(TAj ,TAj’
)が同一の入力信号を受信するトランジスタ対であるも
のとする。Y12はトランジスタTA1及びTA2のエ
ミッタ間に配置されたアドミッタンスである。 Y1’2’はトランジスタTA1’ , TA2’ の
エミッタ間に配置されたアドミッタンスである。
【0033】もっと一般的に、Yij又はYjiは、i
及びjの値と関係なく、トランジスタTAi及びTAj
のエミッタ間に配置されたインピーダンス(又は回路網
)のアドミッタンスを表わす。
及びjの値と関係なく、トランジスタTAi及びTAj
のエミッタ間に配置されたインピーダンス(又は回路網
)のアドミッタンスを表わす。
【0034】Yi’j 又はYji’ は、i及びjの
値と関係なく、トランジスタTAi’ 及びTAjのエ
ミッタ間に配置されたインピーダンス(又は回路網)の
アドミッタンスを表わす。
値と関係なく、トランジスタTAi’ 及びTAjのエ
ミッタ間に配置されたインピーダンス(又は回路網)の
アドミッタンスを表わす。
【0035】TB1 ,TB2 , −−−TBi ,
−−− ,TBj ,TB1’ , TB2’ −−
− TBi’ , −−− TBj’ は同一のインデ
ックスを有する上述のトランジスタと関連するダイオー
ド接続補償トランジスタであるものとする。
−−− ,TBj ,TB1’ , TB2’ −−
− TBi’ , −−− TBj’ は同一のインデ
ックスを有する上述のトランジスタと関連するダイオー
ド接続補償トランジスタであるものとする。
【0036】最后に、(TC1 ,TC1’ ),(T
C2 ,TC2’ ), −−− (TCi ,TCi
’ ),−−− (TCj ,TCj’ )は同一のイ
ンデックスを有する上述のトランジスタ対と関連する交
差結合ベース−コレクタを有するトランジスタ対である
ものとする。
C2 ,TC2’ ), −−− (TCi ,TCi
’ ),−−− (TCj ,TCj’ )は同一のイ
ンデックスを有する上述のトランジスタ対と関連する交
差結合ベース−コレクタを有するトランジスタ対である
ものとする。
【0037】Y′12はトランジスタTC1及びTC2
のエミッタ間に配置されたインピーダンス又は回路網の
インピーダンスである。Y′1’2’はトランジスタT
C1’ 及びTC2’ のエミッタ間に配置されたイン
ピーダンス又は回路網のインピーダンスである。Y′i
j又はY′ji(i,jの値と無関係)はトランジスタ
TCi及びTCjのエミッタ間に配置されたインピーダ
ンス又は回路網のインピーダンスである。Y′i’j
又はY′ji’ (i,jの値と無関係)はトランジス
タTCi’ 及びTCjのエミッタ間に配置されたイン
ピーダンス又は回路網のインピーダンスである。
のエミッタ間に配置されたインピーダンス又は回路網の
インピーダンスである。Y′1’2’はトランジスタT
C1’ 及びTC2’ のエミッタ間に配置されたイン
ピーダンス又は回路網のインピーダンスである。Y′i
j又はY′ji(i,jの値と無関係)はトランジスタ
TCi及びTCjのエミッタ間に配置されたインピーダ
ンス又は回路網のインピーダンスである。Y′i’j
又はY′ji’ (i,jの値と無関係)はトランジス
タTCi’ 及びTCjのエミッタ間に配置されたイン
ピーダンス又は回路網のインピーダンスである。
【0038】入力トランジスタ(TA1 −−−TAj
)を駆動する入力信号が同一の同相電圧を有する差動信
号であるものとすれば、電流平衡を得る次の要件:Yi
j=Yi’j’ Yij’ =Yi’j を満足する場合に最適な動作が得られる。このことはア
ドミッタンスY′についても言え、 Y′ij=Y′i’j’ Y′ij’ =Y′i’j とする。更に、アドミッタンスY′ii’ (即ち同一
の補償トランジスタ対のエミッタ間に配置されたインピ
ーダンスのアドミッタンス)はアドミッタンスYii’
(即ち同一の差動トランジスタ対のエミッタ間に配置
されたインピーダンスのアドミッタンス)より小さい公
称値を有するものとする。
)を駆動する入力信号が同一の同相電圧を有する差動信
号であるものとすれば、電流平衡を得る次の要件:Yi
j=Yi’j’ Yij’ =Yi’j を満足する場合に最適な動作が得られる。このことはア
ドミッタンスY′についても言え、 Y′ij=Y′i’j’ Y′ij’ =Y′i’j とする。更に、アドミッタンスY′ii’ (即ち同一
の補償トランジスタ対のエミッタ間に配置されたインピ
ーダンスのアドミッタンス)はアドミッタンスYii’
(即ち同一の差動トランジスタ対のエミッタ間に配置
されたインピーダンスのアドミッタンス)より小さい公
称値を有するものとする。
【図1】米国特許第4682098号による電圧−電流
変換器の回路図である。
変換器の回路図である。
【図2】従来の差動ホロワ回路の回路図である。
【図3】本発明による差動ホロワ回路の好適実施例の回
路図である。
路図である。
【図4】従来の回路の入力信号対歪み特性を示すグラフ
である。
である。
【図5】本発明回路の入力信号対歪み特性を示すグラフ
である。
である。
【図6】本発明によるマルチホロワ回路の回路図である
。
。
Q1 ,T1 第1トランジスタ
Q2 ,T1 ′ 第2トランジスタQ5 ,T12
第3トランジスタ Q6 ,T11 第4トランジスタ Q7 ,T22 第1ダイオード Q8 ,T21 第2ダイオード I3 ′,I1 第1電流源 I4 ′,I1 ′ 第2電流源 R1 ′,Z 第1インピーダンス
第3トランジスタ Q6 ,T11 第4トランジスタ Q7 ,T22 第1ダイオード Q8 ,T21 第2ダイオード I3 ′,I1 第1電流源 I4 ′,I1 ′ 第2電流源 R1 ′,Z 第1インピーダンス
Claims (6)
- 【請求項1】 エミッタを第1インピーダンス(R1
′,Z)により結合した第1トランジスタ(Q1 ,
T1 )及び第2トランジスタ(Q2 ,T1 ′)を
具える差動段と、入力信号源(V,V1 ,V2 )用
の入力端子と、歪み補償回路とを具え、該歪み補償回路
は前記第1トランジスタ(Q1 ,T1 )のエミッタ
と第1電流源(I3 ′,I1 ′)との間に第1ダイ
オード(Q7 ,T22)と第3トランジスタ(Q5
,T12)の主電流通路を直列に具えると共に前記第2
トランジスタ(Q2 ,T1 ′)のエミッタと第2電
流源(I4 ′,I1 )との間に第2ダイオード(Q
8 ,T21)と第4トランジスタ(Q6 ,T11)
の主電流通路を直列に具え、第3トランジスタ(Q5
,T12)及び第4トランジスタ(Q6 ,T11)の
ベースとコレクタを交差接続すると共にそれらのエミッ
タを第2インピーダンス(R2 ′,Z′)で結合して
成る歪み補償付き差動回路において、前記第2インピー
ダンス(R2 ′,Z′)は前記第1インピーダンス(
R1 ′,Z)の公称値より小さい公称値を有するもの
としたことを特徴とする歪み補償付き差動回路。 - 【請求項2】 前記第1インピーダンス(R1 ′,
Z)及び前記第2インピーダンス(R2 ′,Z′)は
抵抗性であることを特徴とする請求項1記載の回路。 - 【請求項3】 前記第2インピーダンスと前記第1イ
ンピーダンスの比は0.65〜0.85の範囲内の値で
あることを特徴とする請求項1又は2記載の回路。 - 【請求項4】 前記差動段は電圧−電流変換器を形成
するよう既知の如く構成し、前記入力端子を前記第1イ
ンピーダンス(R1 ′,Z)と直列に配置したことを
特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の回路。 - 【請求項5】 前記差動段は差動ホロワを形成するよ
う構成し、前記第1及び第2トランジスタのベースを前
記入力端子としたことを特徴とする請求項1〜3の何れ
かに記載の回路。 - 【請求項6】 請求項5記載の差動ホロワ回路を複数
個具えたマルチ差動ホロワ回路であって、ランクiの差
動ホロワ回路の第1、第2、第3及び第4トランジスタ
をそれぞれTAi、TAi’ 、TCi及びTCi’
で表わし、第1及び第2トランジスタを含む第1群のト
ランジスタの少なくともいくつかのエミッタ間に接続さ
れた第1インピーダンスの各々のアドミッタンスをこの
第1インピーダンスが接続されたエミッタを有する第1
群内の2つのトランジスタのインデックスに対応するイ
ンデックスを付したYで表わし、第3及び第4トランジ
スタを含む第2群のトランジスタの少くともいくつかの
エミッタ間に接続された第2インピーダンスの各々のア
ドミッタンスをこのインピーダンスが接続されたエミッ
タを有する第2群内の2つのトランジスタのインデック
スに対応するインデックスを付したY′で表わしたとき
、i,j,i’及びj’と関係なく次の条件; Yij=Yi’j’>Y′ij=Y′i’j’Yij’
=Yji’ >Y′ij’ =Y′ji’ を満足さ
せてあることを特徴とするマルチ差動ホロワ回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9005009 | 1990-04-19 | ||
FR9005009A FR2661291A1 (fr) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | Circuit suiveur differentiel. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04227306A true JPH04227306A (ja) | 1992-08-17 |
Family
ID=9395895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3109650A Pending JPH04227306A (ja) | 1990-04-19 | 1991-04-16 | 歪み補償付き差動回路 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5138276A (ja) |
EP (1) | EP0453034B1 (ja) |
JP (1) | JPH04227306A (ja) |
DE (1) | DE69111504T2 (ja) |
FR (1) | FR2661291A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5250911A (en) * | 1992-04-20 | 1993-10-05 | Hughes Aircraft Company | Single-ended and differential transistor amplifier circuits with full signal modulation compensation techniques which are technology independent |
EP0584437B1 (en) * | 1992-08-26 | 2000-06-07 | STMicroelectronics S.r.l. | Transconductor stage |
US5606288A (en) * | 1995-08-08 | 1997-02-25 | Harris Corporation | Differential transimpedance amplifier |
US5587689A (en) * | 1995-09-28 | 1996-12-24 | Analog Devices, Inc. | Voltage controlled amplifier with a negative resistance circuit for reducing non-linearity distortion |
JP2874616B2 (ja) * | 1995-10-13 | 1999-03-24 | 日本電気株式会社 | Ota及びマルチプライヤ |
KR20010101713A (ko) * | 1999-11-27 | 2001-11-14 | 롤페스 요하네스 게라투스 알베르투스 | 전기 회로를 테스트하는 방법 및 그 회로와 회로 설계 방법 |
US6249184B1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-06-19 | Texas Instruments Incorporated | Rail-to-rail input stage |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL6908784A (ja) * | 1969-06-10 | 1970-12-14 | ||
USRE30572E (en) * | 1976-05-27 | 1981-04-07 | Rca Corporation | Low distortion signal amplifier arrangement |
US4267516A (en) * | 1979-08-03 | 1981-05-12 | Tektronix, Inc. | Common-emitter fT doubler amplifier employing a feed forward amplifier to reduce non-linearities and thermal distortion |
US4456887A (en) * | 1980-09-25 | 1984-06-26 | Pioneer Electronic Corporation | Differential amplifier |
NL8501882A (nl) * | 1985-07-01 | 1987-02-02 | Philips Nv | Signaalspanning-stroom omzetter. |
JPH0775289B2 (ja) * | 1986-03-03 | 1995-08-09 | 株式会社日立製作所 | 相互コンダクタンス増幅回路 |
US4794348A (en) * | 1988-04-15 | 1988-12-27 | Motorola, Inc. | Linear wideband differential amplifier and method for linearizing the same |
-
1990
- 1990-04-19 FR FR9005009A patent/FR2661291A1/fr not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-04-15 EP EP91200878A patent/EP0453034B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-15 DE DE69111504T patent/DE69111504T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-16 US US07/686,328 patent/US5138276A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-16 JP JP3109650A patent/JPH04227306A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0453034A1 (fr) | 1991-10-23 |
DE69111504D1 (de) | 1995-08-31 |
EP0453034B1 (fr) | 1995-07-26 |
US5138276A (en) | 1992-08-11 |
DE69111504T2 (de) | 1996-03-21 |
FR2661291A1 (fr) | 1991-10-25 |
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