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JP2006033522A - Interpolator, variable gain amplifier using the interpolator and current generating method - Google Patents

Interpolator, variable gain amplifier using the interpolator and current generating method Download PDF

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JP2006033522A
JP2006033522A JP2004210746A JP2004210746A JP2006033522A JP 2006033522 A JP2006033522 A JP 2006033522A JP 2004210746 A JP2004210746 A JP 2004210746A JP 2004210746 A JP2004210746 A JP 2004210746A JP 2006033522 A JP2006033522 A JP 2006033522A
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JP
Japan
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interpolator
current
transistor
control voltage
voltage
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Application number
JP2004210746A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Takahashi
伸夫 高橋
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interpolator capable of easily improving the operation characteristics of a variable gain amplifier by facilitating its adjustment. <P>SOLUTION: The interpolator is provided with a constant-current source 34, a plurality of transistors 33 each connected to the constant-current source 34, and a control voltage generating circuit 35 for applying a voltage for controlling the current amount to each of the transistors 33. The interpolator 22 shunts a constant-current formed by the constant current source 34, in correspondence with the difference in voltage for controlling the current amount, and applies the shunted current to each of the transistors 33. In the interpolator, the circuit 35 is provided with a circuit 32 for making the difference in the voltage for controlling current amount to be applied to each of the transistors 33 increase. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はインターポレータ、インターポレータを用いた可変利得増幅器及び電流生成方法に関する。   The present invention relates to an interpolator, a variable gain amplifier using the interpolator, and a current generation method.

可変利得増幅器(VGA;Variable Gain Amplifier)は、振幅差が大きな信号が入力されたり、環境変化により入力信号のレベルが変化する場合等に、後段回路がその影響を受けずに所期の信号処理ができるよう、入力信号の振幅管理を行う回路であって、通信機器、オーディオ機器、計測機器等、様々な装置に利用されている。こうした可変利得増幅器の構成例は、例えば下記特許文献1に開示されている。
米国特許第5,077,541号
A variable gain amplifier (VGA) is a signal processing system that is not affected by the subsequent circuit when a signal with a large amplitude difference is input or the level of the input signal changes due to environmental changes. This is a circuit for managing the amplitude of an input signal so that it can be used in various devices such as communication devices, audio devices, and measuring devices. A configuration example of such a variable gain amplifier is disclosed in, for example, Patent Document 1 below.
US Pat. No. 5,077,541

図6は、上記特許文献1に開示されている可変利得増幅器の回路構成を示す図である。同図に示すように、この可変利得増幅器は、第1差動増幅器100−1〜100−n、第2差動増幅器104、ラダー抵抗102を含んで構成されている。各第1差動増幅器100の一方の入力端子には、ラダー抵抗102の各ノードで取り出された信号が入力されており、他方の入力端子には、第2差動増幅器104の出力がフィードバックされて入力されている。また、各第1差動増幅器100の出力は、第2差動増幅器104に並列に接続されている。各第1差動増幅器100には制御電圧Vagcにより制御される定電流IE1〜IEnがそれぞれ流れるようになっている。そして、各定電流IE1〜IEnの大きさを制御することにより、各第1差動増幅器100の利得が制御されるようになっている。ここで、制御電圧Vagcは、例えば入力信号のレベルに対応している。 FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of the variable gain amplifier disclosed in Patent Document 1. In FIG. As shown in the figure, the variable gain amplifier includes first differential amplifiers 100-1 to 100-n, a second differential amplifier 104, and a ladder resistor 102. The signal extracted at each node of the ladder resistor 102 is input to one input terminal of each first differential amplifier 100, and the output of the second differential amplifier 104 is fed back to the other input terminal. Have been entered. The output of each first differential amplifier 100 is connected in parallel to the second differential amplifier 104. Constant currents I E1 to I En controlled by the control voltage Vagc flow through the first differential amplifiers 100, respectively. The gains of the first differential amplifiers 100 are controlled by controlling the magnitudes of the constant currents I E1 to I En . Here, the control voltage Vagc corresponds to, for example, the level of the input signal.

図7は、制御電圧Vagcと各第1差動増幅器100を流れる定電流量IE1〜IEnとの関係を示す図である。同図において、定電流量IE1〜IEnの合計は一定となっており、制御電圧Vagcに応じて、その一定量のうち、どの第1差動増幅器100に多くの定電流が分流するかが変わるようになっている。具体的には、制御電圧Vagcが小さくなるにつれて、第1差動増幅器100−1、第1差動増幅器100−2、…、第1差動増幅器100−nの順に、最も多くの電流が流れる第1差動増幅器100が交代するようになっている。このとき、各第1差動増幅器100には、制御電圧Vagcが所定値に近づくにつれてピークに近づき、そこから離れるにつれて零に近づく、ガウス関数型の変化を示す電流が流れるようになっている。 FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the control voltage Vagc and the constant current amounts I E1 to I En flowing through the first differential amplifiers 100. In the figure, the sum of the constant current amounts I E1 to I En is constant, and to which first constant amplifier 100 a large amount of constant current is shunted out of the constant amount according to the control voltage Vagc. Is changing. Specifically, as the control voltage Vagc decreases, the most current flows in the order of the first differential amplifier 100-1, the first differential amplifier 100-2, ..., the first differential amplifier 100-n. The first differential amplifier 100 is alternated. At this time, each first differential amplifier 100 is supplied with a current indicating a Gaussian function type change that approaches a peak as the control voltage Vagc approaches a predetermined value and approaches zero as the control voltage Vagc approaches the predetermined value.

図8は、図7に示す電流を生成するためのインターポレータ(挿入器)の構成を示す図である。同図に示すように、インターポレータでは、複数のnpn型トランジスタ106のベースが抵抗を介して順に接続されており、各ベースには共通の大きさの電流を供給する定電流源110が接続されている。また、コレクタはそれぞれ第1差動増幅器100に接続されている。さらに各エミッタは定電流源108に接続され、特に両端のトランジスタのベースは、制御電圧Vagc及びその反転電圧を印加するための端子として用いられるようになっている。同図に示すインターポレータによれば、各トランジスタ106のベースに印加された電圧に応じて、いわば差動増幅器のように、定電流源108により引かれる電流Igmが、1又は複数のトランジスタ106を集中的に流れるようになっている。 FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an interpolator (inserter) for generating the current shown in FIG. As shown in the figure, in the interpolator, the bases of a plurality of npn transistors 106 are sequentially connected via resistors, and a constant current source 110 that supplies a current of a common magnitude is connected to each base. Has been. The collectors are connected to the first differential amplifier 100, respectively. Further, each emitter is connected to a constant current source 108, and in particular, the bases of the transistors at both ends are used as terminals for applying the control voltage Vagc and its inverted voltage. According to the interpolator shown in the figure, according to the voltage applied to the base of each transistor 106, the current I gm drawn by the constant current source 108 is different from that of one or more transistors like a differential amplifier. 106 flows intensively.

すなわち、最も高い電圧が印加されたトランジスタ106、及びそれと同等の電圧が印加されたトランジスタ106(もしそのようなものがあれば)について、コレクタ電流が大きく流れ、その他のトランジスタ106については、コレクタ電流が少量しか流れず、或いは無視しうる程のコレクタ電流しか流れないようになっている。そして、制御電圧Vagcが大きな値(正値)をとる場合には、図8において最も左のトランジスタ106−1のベース電圧が高くなり、制御電圧Vagcが0に近づくにつれて、定電流源から供給される電流が抵抗を流れることによる電圧降下が支配的となり、それ故、中央部分のトランジスタ106のベース電圧が最も高くなる。また、制御電圧Vagcが小さな値(負値)をとる場合には、図8において最も右のトランジスタ106−nのベース電圧が高くなる。こうして、定電流源108により引かれる電流Igmのうち大部分が流れるトランジスタ106が、図8において、制御電圧Vagcに応じてシフトするようになっている。 That is, a large collector current flows for the transistor 106 to which the highest voltage is applied and a transistor 106 to which the equivalent voltage is applied (if any), and the other transistors 106 have a collector current. Only a small amount flows, or only a negligible collector current flows. When the control voltage Vagc takes a large value (positive value), the base voltage of the leftmost transistor 106-1 in FIG. 8 is increased, and is supplied from the constant current source as the control voltage Vagc approaches 0. The voltage drop due to the current flowing through the resistor becomes dominant, and therefore the base voltage of the transistor 106 in the central portion becomes the highest. When the control voltage Vagc takes a small value (negative value), the base voltage of the rightmost transistor 106-n in FIG. 8 becomes high. In this way, the transistor 106 through which most of the current Igm drawn by the constant current source 108 flows is shifted in accordance with the control voltage Vagc in FIG.

上記可変利得増幅器では、各第1差動増幅器100に異なる減衰量だけ減衰された入力信号が入力されており、それら第1差動増幅器100のうち1又は複数が選択的に増幅信号を生成するので、制御電圧Vagcを設定することにより、様々な利得にて信号増幅することができる。また、各第1差動増幅器100は、択一的に動作するのではなく、隣り合う第1差動増幅器100が常に協動している。すなわち、図7に斜線で示したように、第1差動増幅器100−1〜100−nのうち、常に2〜3個の第1差動増幅器100に相当量の定電流が流れており、常に2〜3個の第1差動増幅器100がオーバーラップして動作している。このため、上記可変利得制御器では、制御電圧Vagcに応じて利得を滑らかに変化させることができる。   In the variable gain amplifier, input signals attenuated by different attenuation amounts are input to the first differential amplifiers 100, and one or more of the first differential amplifiers 100 selectively generate an amplified signal. Therefore, the signal can be amplified with various gains by setting the control voltage Vagc. Further, each first differential amplifier 100 does not operate alternatively, but the adjacent first differential amplifiers 100 always cooperate. That is, as indicated by hatching in FIG. 7, a considerable amount of constant current always flows in two to three first differential amplifiers 100 out of the first differential amplifiers 100-1 to 100-n. Two to three first differential amplifiers 100 are always operating in an overlapping manner. Therefore, the variable gain controller can smoothly change the gain according to the control voltage Vagc.

上記従来の可変利得増幅器では、インターポレータの各種回路定数を調整することによって、各第1差動増幅器100に流す定電流を調整し、それにより可変利得増幅器の各種動作特性の改善が期待されるものの、従来の構成では調整要素が乏しく、十分な動作特性の改善を図ることができなかった。例えば、図7に斜線で示される部分を変化させることにより、同時に電流を流す第1差動増幅器100の数、それら電流の大きさ等を制御することができ、それにより各種動作特性の改善が期待されるが、従来の構成ではそうした改善を容易に行うことができなかった。   In the above-described conventional variable gain amplifier, the constant current flowing through each first differential amplifier 100 is adjusted by adjusting various circuit constants of the interpolator, thereby improving various operating characteristics of the variable gain amplifier. However, the conventional configuration has few adjustment elements and cannot sufficiently improve the operation characteristics. For example, by changing the hatched portion in FIG. 7, it is possible to control the number of first differential amplifiers 100 through which current flows simultaneously, the magnitude of these currents, etc., thereby improving various operating characteristics. As expected, the conventional configuration could not make such an improvement easily.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、定電流の調整を容易化して、それにより可変利得増幅器の動作特性を容易に改善することができるインターポレータ、電流生成方法、及びそれを用いた可変利得増幅器を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an interpolator and a current generator that can easily adjust the constant current and thereby easily improve the operating characteristics of the variable gain amplifier. It is an object to provide a method and a variable gain amplifier using the method.

上記課題を解決するために、本発明に係るインターポレータは、定電流源と、前記定電流源に接続された複数のトランジスタと、前記各トランジスタに電流量制御用の電圧を印加する制御電圧生成回路と、を備え、前記各トランジスタに印加される電流量制御用の電圧の差に応じて、前記定電流源により形成される定電流を分流させ、各トランジスタに流すインターポレータにおいて、前記制御電圧生成回路は、前記各トランジスタに印加される前記電流量制御用の電圧の差を増大させる回路を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an interpolator according to the present invention includes a constant current source, a plurality of transistors connected to the constant current source, and a control voltage for applying a voltage for controlling the amount of current to each of the transistors. An interpolator that splits a constant current formed by the constant current source in accordance with a difference in voltage for controlling the amount of current applied to each transistor, and flows the current to each transistor. The control voltage generation circuit includes a circuit that increases a difference between the current amount control voltages applied to the transistors.

また、本発明に係る可変利得増幅器は、上記インターポレータを備えるものである。   A variable gain amplifier according to the present invention includes the interpolator.

さらに、本発明に係る電流生成方法は、共通の定電流源に接続された複数のトランジスタのそれぞれに対し、電流量制御用の電圧をそれぞれ増幅器を介して印加し、前記各トランジスタに印加される電流量制御用の電圧の差に応じて、前記定電流源により形成される定電流から分流させ、それらを各トランジスタに流すことを特徴とする。   Furthermore, in the current generation method according to the present invention, a voltage for controlling the amount of current is applied to each of a plurality of transistors connected to a common constant current source via an amplifier, and is applied to each of the transistors. In accordance with a difference in voltage for controlling the amount of current, the current is divided from the constant current formed by the constant current source, and flows to each transistor.

本発明によれば、各トランジスタに印加される電流量制御用の電圧の差に応じて、それらトランジスタに接続された定電流源により形成される定電流を分流させ、それらを各トランジスタに流すインターポレータにおいて、各トランジスタに印加される電流量制御用の電圧の差を増大させる回路を備えるようにしたので、同時に電流が流れるトランジスタの数を少なくしたり、或いはそれらの電流量を抑制したりすることができる。   According to the present invention, the constant current formed by the constant current source connected to the transistors is shunted according to the difference in voltage for controlling the amount of current applied to each transistor, and the current flowing through each transistor is split. Since the porator is equipped with a circuit that increases the difference in voltage for controlling the amount of current applied to each transistor, the number of transistors through which current flows simultaneously can be reduced, or the amount of current can be suppressed. can do.

本発明の一態様では、前記制御電圧生成回路は、前記各トランジスタの電流量制御用の電圧を印加する部位に接続された複数の増幅器を備える。こうすれば、簡易な構成で各トランジスタに印加される電流量抑制用の電圧の差を増大させることができる。この場合、前記複数の増幅器又は抵抗器は共通の利得を有するようにしてもよい。   In one aspect of the present invention, the control voltage generation circuit includes a plurality of amplifiers connected to a portion to which a voltage for controlling the amount of current of each transistor is applied. By so doing, it is possible to increase the difference in voltage for suppressing the amount of current applied to each transistor with a simple configuration. In this case, the plurality of amplifiers or resistors may have a common gain.

また、本発明の一態様では、前記制御電圧生成回路は、前記複数のトランジスタのうち所与の制御電圧の増加に応じて所定順に選択される1つに最も高い電流制御用の電圧を印加する。こうすれば、可変利得増幅器に好適なインターポレータとすることができる。   In one embodiment of the present invention, the control voltage generation circuit applies the highest current control voltage to one of the plurality of transistors that is selected in a predetermined order according to an increase in a given control voltage. . If it carries out like this, it can be set as an interpolator suitable for a variable gain amplifier.

また、本発明の一態様では、前記制御電圧生成回路は、直列接続された複数の抵抗器と、前記各抵抗器の各接続部位に接続された複数の第2の定電流源と、を備え、前記直列接続された複数の抵抗器の両端には所与の制御電圧が印加され、前記各接続部位の電圧を前記各増幅器により増幅する。こうすれば、簡易な構成で、所与の制御電圧の増加に応じて、所定順に選択される1つに最も高い電流量制御用の電圧を印加できるようになる。   In one embodiment of the present invention, the control voltage generation circuit includes a plurality of resistors connected in series, and a plurality of second constant current sources connected to connection portions of the resistors. A given control voltage is applied to both ends of the plurality of resistors connected in series, and the voltage at each connection portion is amplified by each amplifier. In this way, the highest current amount control voltage can be applied to one selected in a predetermined order according to an increase in a given control voltage with a simple configuration.

以下、本発明の一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る可変利得増幅器の回路構成を示す図である。同図に示すように、この可変利得増幅器は、第1差動増幅器10−1〜10−n、減衰器12−2〜12−n、インターポレータ22及び第2差動増幅器16を中心に構成されている。同図に示す回路では、第1差動増幅器10−1〜10−nからインターポレータ22に向かう配線以外は、本来2本線で描くべきところ、簡単のため1本線で描いている。すなわち、第1差動増幅器10−1〜10−nからインターポレータ22に向かう配線以外は、互いに位相反転した関係にある2信号を流すようになっている。   FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a variable gain amplifier according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this variable gain amplifier is centered on the first differential amplifiers 10-1 to 10-n, the attenuators 12-2 to 12-n, the interpolator 22 and the second differential amplifier 16. It is configured. In the circuit shown in the figure, except for the wiring from the first differential amplifiers 10-1 to 10-n to the interpolator 22, it should be drawn with two lines originally, but is drawn with one line for simplicity. In other words, except for the wiring from the first differential amplifiers 10-1 to 10-n to the interpolator 22, two signals having a phase-inverted relationship with each other are allowed to flow.

第1差動増幅器10−1には、減衰器12−2〜12−nを介さずに入力端子20から入力される信号(入力信号自体とその反転信号から構成される。)が直接入力されており、該信号をインターポレータ22から引かれる定電流IE1に応じた利得にて、それを増幅している。 The first differential amplifier 10-1 is directly input with a signal (configured from the input signal itself and its inverted signal) input from the input terminal 20 without going through the attenuators 12-2 to 12-n. The signal is amplified by a gain corresponding to a constant current I E1 drawn from the interpolator 22.

一方、第1差動増幅器10−2〜10−nには、減衰器12−2〜12−nにより減衰された入力信号がそれぞれ入力されており、インターポレータ22から引かれる定電流IE2〜IEnに応じた利得にて、それら信号を増幅している。   On the other hand, the input signals attenuated by the attenuators 12-2 to 12-n are respectively input to the first differential amplifiers 10-2 to 10-n, and the constant currents IE2 to IE2 drawn from the interpolator 22 are input. These signals are amplified with a gain according to IEn.

図2は、第1差動増幅器10−n(n=1,2,…)の回路構成を示している。同図に示すように、第1差動増幅器10−nは、npn型のトランジスタTr1〜Tr4、及び電流増幅回路24を含んで構成されている。電流増幅回路24は、インターポレータ22から引かれる電流IEnに応じた3つの定電流を生成し、それらをトランジスタTr3とトランジスタTr4により構成される差動増幅器、トランジスタTr1のエミッタ、及びTr2のエミッタから、それぞれ引き込むようになっている。   FIG. 2 shows a circuit configuration of the first differential amplifier 10-n (n = 1, 2,...). As shown in the figure, the first differential amplifier 10-n includes npn transistors Tr1 to Tr4 and a current amplifier circuit 24. The current amplifying circuit 24 generates three constant currents corresponding to the current IEn drawn from the interpolator 22, and outputs them as a differential amplifier composed of a transistor Tr3 and a transistor Tr4, an emitter of the transistor Tr1, and an emitter of the Tr2 From, it comes to draw each.

トランジスタTr1のベースは非反転入力端子23pに接続されており、入力端子20から入力される信号、又は減衰器12−nで減衰された信号のうち、非反転信号が印加されるようになっている。トランジスタTr1のコレクタは電源Vccに接続されており、エミッタは電流増幅回路24内の定電流源に接続されており、非反転入力端子23pに入力された信号を増幅して、それをnpn型のトランジスタTr3に印加するようになっている。同様に、トランジスタTr2のベースは反転入力端子23mに接続されており、入力端子20から入力される信号、又は減衰器12−nで減衰された信号のうち、反転信号が印加されるようになっている。トランジスタTr2のコレクタは電源Vccに接続されており、エミッタは電流増幅回路24内の定電流源(トランジスタTr1のエミッタに接続されているものとは別のもの)に接続されており、反転入力端子23mに入力された信号を増幅して、それをnpn型のトランジスタTr4に印加するようになっている。トランジスタTr3,Tr4は差動増幅器を構成しており、各エミッタは電流増幅回路24内の定電流源(トランジスタTr1,Tr2のエミッタに接続されたものとは別のもの)に接続されている。トランジスタTr3のコレクタは、非反転端子25pを介して第2差動増幅器16の非反転入力に接続されている。また、トランジスタTr4のコレクタは、反転端子25mを介して第2差動増幅器16の反転入力に接続されている。第2差動増幅器16の各入力には、図1に示すように、抵抗を介して電源Vccが接続されており、トランジスタTr3,Tr4のコレクタ電流が電圧変換され、第2差動増幅器16に入力されるようになっている。   The base of the transistor Tr1 is connected to the non-inverting input terminal 23p, and a non-inverting signal is applied to the signal input from the input terminal 20 or the signal attenuated by the attenuator 12-n. Yes. The collector of the transistor Tr1 is connected to the power supply Vcc, and the emitter is connected to a constant current source in the current amplifier circuit 24. The signal input to the non-inverting input terminal 23p is amplified and is then converted into an npn type. The voltage is applied to the transistor Tr3. Similarly, the base of the transistor Tr2 is connected to the inverting input terminal 23m, and an inverted signal is applied to the signal input from the input terminal 20 or the signal attenuated by the attenuator 12-n. ing. The collector of the transistor Tr2 is connected to the power supply Vcc, and the emitter is connected to a constant current source (not connected to the emitter of the transistor Tr1) in the current amplifier circuit 24, and the inverting input terminal The signal input to 23m is amplified and applied to the npn transistor Tr4. The transistors Tr3 and Tr4 constitute a differential amplifier, and each emitter is connected to a constant current source in the current amplifying circuit 24 (separate from that connected to the emitters of the transistors Tr1 and Tr2). The collector of the transistor Tr3 is connected to the non-inverting input of the second differential amplifier 16 via the non-inverting terminal 25p. The collector of the transistor Tr4 is connected to the inverting input of the second differential amplifier 16 via the inverting terminal 25m. As shown in FIG. 1, a power source Vcc is connected to each input of the second differential amplifier 16 through a resistor, and the collector currents of the transistors Tr3 and Tr4 are converted into voltages. It is designed to be entered.

図1に戻り、減衰器12−2〜12−nは、この順で減衰量が大きくなるように設定されたものであり、入力端子20から入力される信号を減衰し、減衰後の信号を、それぞれ対応する第1差動増幅器10−2〜10−nに入力している。減衰器12−2〜12−nは、具体的には図3に示すようにラダー抵抗として構成されている。すなわち、減衰器12−n(n=2,3,…)は、入力端子20及び第1差動増幅器10−nの間に設けられるものであり、n−1個のラダー要素26−1〜26−(n−1)を直列に連接した構成を有している。このため、減衰器12−nの減衰量は、減衰器12−2の減衰量のn−1倍となっている。   Returning to FIG. 1, the attenuators 12-2 to 12-n are set so that the amount of attenuation increases in this order. The attenuators 12-2 to 12-n attenuate the signal input from the input terminal 20 and the attenuated signal. Are input to the corresponding first differential amplifiers 10-2 to 10-n. The attenuators 12-2 to 12-n are specifically configured as ladder resistors as shown in FIG. That is, the attenuators 12-n (n = 2, 3,...) Are provided between the input terminal 20 and the first differential amplifier 10-n, and n−1 ladder elements 26-1 to 26-1 are installed. 26- (n-1) is connected in series. For this reason, the attenuation amount of the attenuator 12-n is n-1 times the attenuation amount of the attenuator 12-2.

ラダー要素26−1に設けられた非反転端子28pからは入力信号自体が入力され、ラダー要素26−1に設けられた反転端子28mからは入力信号の反転信号が入力されている。また、ラダー要素26−(n−1)に設けられた非反転端子30pは第1差動増幅器10−nの非反転端子23pに接続され、ラダー要素26−(n−1)に設けられた反転端子30mは第1差動増幅器10−nの反転入力端子23mに接続されている。ラダー要素26−1〜26−(n−1)は、それぞれ、非反転端子28pと非反転端子30pを結ぶ配線上に設けられた非反転信号抵抗器Rと、反転端子28mと反転端子30mを結ぶ配線上に設けられた反転信号抵抗器Rと、各抵抗器Rの端部を連結するブリッジ抵抗2Rと、から構成されている。   The input signal itself is input from the non-inverting terminal 28p provided in the ladder element 26-1, and the inverted signal of the input signal is input from the inverting terminal 28m provided in the ladder element 26-1. The non-inverting terminal 30p provided in the ladder element 26- (n-1) is connected to the non-inverting terminal 23p of the first differential amplifier 10-n and provided in the ladder element 26- (n-1). The inverting terminal 30m is connected to the inverting input terminal 23m of the first differential amplifier 10-n. Ladder elements 26-1 to 26- (n-1) include a non-inverting signal resistor R, an inverting terminal 28m, and an inverting terminal 30m provided on a wiring connecting the non-inverting terminal 28p and the non-inverting terminal 30p, respectively. It is comprised from the inversion signal resistor R provided on the wiring to connect, and bridge resistance 2R which connects the edge part of each resistor R. FIG.

再び図1に戻り、第2差動増幅器16は例えば公知の演算増幅回路を含んで構成されており、反転入力及び非反転入力を有し、増幅信号を出力端子18から出力するようになった回路である。第2差動増幅器16の各入力には第1差動増幅器10−1〜10−nが並列に接続されており、それらの出力信号が合成され、第2差動増幅器16に入力されている。インターポレータ22は、制御端子14に印加される制御電圧Vagcに応じた割合にて、第1差動増幅器10−1〜10−nから定電流IE1〜IEnを引っ張るようになっている。このとき、定電流IE1〜IEnの合計はIgmに固定されている。 Returning to FIG. 1 again, the second differential amplifier 16 includes, for example, a known operational amplifier circuit, has an inverting input and a non-inverting input, and outputs an amplified signal from the output terminal 18. Circuit. The first differential amplifiers 10-1 to 10-n are connected in parallel to the inputs of the second differential amplifier 16, and their output signals are synthesized and input to the second differential amplifier 16. . The interpolator 22 pulls the constant currents I E1 to I En from the first differential amplifiers 10-1 to 10-n at a rate corresponding to the control voltage Vagc applied to the control terminal 14. . At this time, the sum of the constant currents I E1 to I En is fixed to Igm .

インターポレータ22には、図4に示す回路構成を有するものが用いられる。同図に示されるインターポレータ22は、直列接続され共通の抵抗値を有するn+1個の抵抗器を備えており、各接続部分に共通の大きさの定電流を形成する定電流源31が接続されている。また、これら抵抗器群の両端には、制御電圧Vagc及びその反転電圧を印加するための端子14が設けられている。   The interpolator 22 having the circuit configuration shown in FIG. 4 is used. The interpolator 22 shown in the figure includes n + 1 resistors connected in series and having a common resistance value, and a constant current source 31 that forms a constant current having a common magnitude is connected to each connection portion. Has been. Further, terminals 14 for applying the control voltage Vagc and its inverted voltage are provided at both ends of these resistor groups.

また、抵抗器群の各接続部分には共通の利得を有する増幅器32(の入力)もさらに接続されている。これら増幅器32は、例えば公知の演算増幅器を用いて実装される。各増幅器32の出力は、トランジスタ33−1〜33−nのベースが接続されている。トランジスタ33−1〜33−nのコレクタには、第1差動増幅器10−1〜10−nに備えられた電流増幅回路24がそれぞれ接続されている。また、エミッタは定電流源34に接続されている。   Further, an amplifier 32 (input) having a common gain is further connected to each connection portion of the resistor group. These amplifiers 32 are mounted using, for example, a known operational amplifier. The outputs of the amplifiers 32 are connected to the bases of the transistors 33-1 to 33-n. The current amplification circuits 24 provided in the first differential amplifiers 10-1 to 10-n are connected to the collectors of the transistors 33-1 to 33-n, respectively. The emitter is connected to a constant current source 34.

直列接続されたn+1個の抵抗器、定電流源31及び増幅器32は、各トランジスタ33のベースに、定電流IE1〜IEnの大きさを制御するための電圧を印加する回路であり、ここでは制御電圧生成回路35と呼ぶこととする。 The n + 1 resistors, the constant current source 31 and the amplifier 32 connected in series are circuits for applying a voltage for controlling the magnitude of the constant currents I E1 to I En to the base of each transistor 33. The control voltage generation circuit 35 will be called.

図4に示されるインターポレータ22の回路構成は、図8に示すインターポレータと類似しており、トランジスタ33−1〜33−nのベースに増幅器32が接続されており、直列接続された抵抗器Rの各接続部分が増幅器32を介してトランジスタ33−1〜33−nのベースに接続されている点が特徴的である。図4に示すインターポレータ22も、各トランジスタ33のベースに印加された電圧に応じて、いわば差動増幅器のように、定電流源34により引かれる電流Igmが、1又は複数のトランジスタ33を集中的に流れるようになっている。 The circuit configuration of the interpolator 22 shown in FIG. 4 is similar to the interpolator shown in FIG. 8, and the amplifier 32 is connected to the bases of the transistors 33-1 to 33-n, which are connected in series. It is characteristic that each connection portion of the resistor R is connected to the bases of the transistors 33-1 to 33-n via the amplifier 32. The interpolator 22 shown in FIG. 4 also has a current I gm drawn by the constant current source 34 according to the voltage applied to the base of each transistor 33, so that the current I gm is one or more transistors 33. It is designed to flow intensively.

すなわち、最も高い電圧が印加されたトランジスタ33、及びそれと同等の電圧が印加されたトランジスタ33(もしそのようなものがあれば)について、コレクタ電流である定電流IE1〜IEnが大きく流れ、その他のトランジスタ33については、コレクタ電流が少量しか流れず、或いは無視しうる程のコレクタ電流しか流れないようになっている。そして、制御電圧Vagcが大きな値(正値)をとる場合には、図4において最も左のトランジスタ33−1のベース電圧が高くなり、制御電圧Vagcが0に近づくにつれて、定電流源から供給される電流が抵抗を流れることによる電圧降下が支配的となり、それ故、中央部分のトランジスタ33のベース電圧が最も高くなる。また、制御電圧Vagcが小さな値(負値)をとる場合には、図4において最も右のトランジスタ33−nのベース電圧が高くなる。こうして、定電流源34により引かれる電流Igmのうち大部分が流れるトランジスタ33が、図4において、制御電圧Vagcに応じてシフトするようになっている。 That is, for the transistor 33 to which the highest voltage is applied and the transistor 33 to which the equivalent voltage is applied (if any), the constant currents I E1 to I En that are collector currents flow largely. For the other transistors 33, only a small amount of collector current flows or only a negligible collector current flows. When the control voltage Vagc takes a large value (positive value), the base voltage of the leftmost transistor 33-1 in FIG. 4 is increased, and is supplied from the constant current source as the control voltage Vagc approaches 0. The voltage drop due to the current flowing through the resistor becomes dominant, and therefore the base voltage of the transistor 33 in the central portion becomes the highest. When the control voltage Vagc takes a small value (negative value), the base voltage of the rightmost transistor 33-n in FIG. 4 becomes high. Thus, the transistor 33 through which most of the current Igm drawn by the constant current source 34 flows is shifted in accordance with the control voltage Vagc in FIG.

このとき、図4に示されるインターポレータ22の制御電圧生成回路35では、各トランジスタ33のベースに増幅器32が接続されており、抵抗器Rの接続部分の電圧を所定倍してからトランジスタ33のベースに印加するようにしている。各トランジスタ33のベースに接続された増幅器32の利得は同一であり、抵抗器群の各接続部分に現れる電圧差を拡大するように、増幅器32は作用する。このため、増幅器32が無い場合に比して、複数のトランジスタ33のコレクタに同等の大きさの電流が流れ難くなる。図5は、この様子を示している。同図は、図7に対応するものであり、制御電圧Vagcと、隣り合うトランジスタ33−(n−1)、トランジスタ33−n及びトランジスタ33−(n+1)のコレクタを流れる定電流IEn−1、IEn及びIEn+1と、の関係を示している。同図において、破線は増幅器32が無い場合(或いは増幅器32の利得が1の場合)を示しており、実線は増幅器32の利得が1以上の場合を示している。同図に示すように、増幅器32の存在により、制御電圧Vagcの変化に対して、各定電流IEn−1、IEn、IEn+1等が急激に零からピークに立ち上がり、そこから再び零に戻るようになる。この結果、あるトランジスタ33のコレクタに大部分の電流が流れている場合に、その他のトランジスタ33に流れる電流の量を下げることができる。また、増幅器32の利得をさらに上げることにより、コレクタに同時に電流が流れているトランジスタ33の最大数を3から、最小で2に減らすこともできるようになる。 At this time, in the control voltage generation circuit 35 of the interpolator 22 shown in FIG. 4, the amplifier 32 is connected to the base of each transistor 33, and the voltage at the connection portion of the resistor R is multiplied by a predetermined value before the transistor 33. The voltage is applied to the base. The gain of the amplifier 32 connected to the base of each transistor 33 is the same, and the amplifier 32 acts to expand the voltage difference appearing at each connection portion of the resistor group. For this reason, compared to the case where the amplifier 32 is not provided, it is difficult for a current having the same magnitude to flow through the collectors of the plurality of transistors 33. FIG. 5 shows this state. This figure corresponds to FIG. 7, and shows the control voltage Vagc and the constant current I En−1 flowing through the collectors of the adjacent transistor 33- (n−1), transistor 33-n and transistor 33- (n + 1). , I En and I En + 1 . In the figure, a broken line indicates a case where the amplifier 32 is not provided (or a case where the gain of the amplifier 32 is 1), and a solid line indicates a case where the gain of the amplifier 32 is 1 or more. As shown in the figure, due to the presence of the amplifier 32, the constant currents I En−1 , I En , I En + 1, etc. suddenly rise from zero to peak with respect to the change of the control voltage Vagc, and then return to zero again. Come back. As a result, when most of the current flows through the collector of a certain transistor 33, the amount of current flowing through the other transistors 33 can be reduced. Further, by further increasing the gain of the amplifier 32, the maximum number of transistors 33 in which current is flowing simultaneously through the collector can be reduced from 3 to 2 at the minimum.

本実施形態によれば、インターポレータ22の制御電圧生成回路35に、複数の増幅器32を備えるようにしたので、その利得を調整することにより、各第1差動増幅器10に流す定電流IE1〜IEnを調整し、それにより可変利得増幅器の各種動作特性の改善を図ることができる。 According to the present embodiment, the control voltage generation circuit 35 of the interpolator 22 is provided with the plurality of amplifiers 32. Therefore, by adjusting the gain, the constant current I flowing through each first differential amplifier 10 is adjusted. adjust the E1 ~I En, thereby to improve the various operating characteristics of the variable gain amplifier.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の説明ではnpn型トランジスタを中心に回路を構成したが、他のタイプの半導体素子を用いて回路を構成してもよい。また、増幅器についても差動増幅器だけでなく、他の形式の増幅器を用いてよい。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above description, the circuit is configured around npn transistors, but the circuit may be configured using other types of semiconductor elements. Further, as the amplifier, not only a differential amplifier but also other types of amplifiers may be used.

本発明の実施形態に係る可変利得増幅器の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the variable gain amplifier which concerns on embodiment of this invention. 第1差動増幅器の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of a 1st differential amplifier. 減衰器の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of an attenuator. 本発明の実施形態に係るインターポレータの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the interpolator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインターポレータの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the interpolator which concerns on embodiment of this invention. 従来の可変利得増幅器の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the conventional variable gain amplifier. 各第1差動増幅器に流される定電流量と制御電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the constant current amount and control voltage which are sent through each 1st differential amplifier. 従来の可変利得増幅器に用いられるインターポレータの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the interpolator used for the conventional variable gain amplifier.

符号の説明Explanation of symbols

10 第1差動増幅回路、12 減衰器、14 制御端子、16 第2差動増幅器、22 インターポレータ、24 電流増幅回路、31,34 定電流源、32 増幅器、33 トランジスタ、35 制御電圧生成回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st differential amplifier circuit, 12 Attenuator, 14 Control terminal, 16 2nd differential amplifier, 22 Interpolator, 24 Current amplifier circuit, 31, 34 Constant current source, 32 Amplifier, 33 Transistor, 35 Control voltage generation circuit.

Claims (7)

定電流源と、
前記定電流源に接続された複数のトランジスタと、
前記各トランジスタに電流量制御用の電圧を印加する制御電圧生成回路と、
を備え、前記各トランジスタに印加される電流量制御用の電圧の差に応じて、前記定電流源により形成される定電流を分流させ、各トランジスタに流すインターポレータにおいて、
前記制御電圧生成回路は、前記各トランジスタに印加される前記電流量制御用の電圧の差を増大させる回路を備える、
ことを特徴とするインターポレータ。
A constant current source;
A plurality of transistors connected to the constant current source;
A control voltage generation circuit for applying a voltage for controlling the amount of current to each of the transistors;
In an interpolator that shunts a constant current formed by the constant current source according to a difference in voltage for controlling the amount of current applied to each transistor, and flows the current to each transistor.
The control voltage generation circuit includes a circuit that increases a difference between the current amount control voltages applied to the transistors.
An interpolator characterized by that.
請求項1に記載のインターポレータにおいて、
前記制御電圧生成回路は、前記各トランジスタの電流量制御用の電圧を印加する部位に接続された複数の増幅器を備える、
ことを特徴とするインターポレータ。
The interpolator according to claim 1, wherein
The control voltage generation circuit includes a plurality of amplifiers connected to a portion to which a voltage for controlling the amount of current of each transistor is applied.
An interpolator characterized by that.
請求項1又は2に記載のインターポレータにおいて、
前記複数の増幅器又は抵抗器は共通の利得を有する、
ことを特徴とするインターポレータ。
The interpolator according to claim 1 or 2,
The plurality of amplifiers or resistors have a common gain;
An interpolator characterized by that.
請求項1乃至3のいずれかに記載のインターポレータにおいて、
前記制御電圧生成回路は、前記複数のトランジスタのうち所与の制御電圧の増加に応じて所定順に選択される1つに最も高い電流制御用の電圧を印加する、
ことを特徴とするインターポレータ。
The interpolator according to any one of claims 1 to 3,
The control voltage generation circuit applies the highest current control voltage to one of the plurality of transistors selected in a predetermined order according to an increase in a given control voltage.
An interpolator characterized by that.
請求項1乃至3のいずれかに記載のインターポレータにおいて、
前記制御電圧生成回路は、
直列接続された複数の抵抗器と、
前記各抵抗器の各接続部位に接続された複数の第2の定電流源と、
を備え、前記直列接続された複数の抵抗器の両端には所与の制御電圧が印加され、前記各接続部位の電圧を前記各増幅器により増幅する、
ことを特徴とするインターポレータ。
The interpolator according to any one of claims 1 to 3,
The control voltage generation circuit includes:
A plurality of resistors connected in series;
A plurality of second constant current sources connected to each connection portion of each resistor;
A given control voltage is applied to both ends of the plurality of resistors connected in series, and the voltage at each connection site is amplified by each amplifier.
An interpolator characterized by that.
請求項1乃至5のいずれかに記載のインターポレータを備える可変利得増幅器。   A variable gain amplifier comprising the interpolator according to claim 1. 共通の定電流源に接続された複数のトランジスタのそれぞれに対し、電流量制御用の電圧をそれぞれ増幅器を介して印加し、
前記各トランジスタに印加される電流量制御用の電圧の差に応じて、前記定電流源により形成される定電流から分流させ、それらを各トランジスタに流す、
ことを特徴とする電流生成方法。
A voltage for controlling the amount of current is applied to each of a plurality of transistors connected to a common constant current source via an amplifier,
According to the difference in voltage for controlling the amount of current applied to each transistor, the current is shunted from the constant current formed by the constant current source, and the current flows through each transistor.
A current generation method characterized by the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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