JPH0392007A - 電気信号レベルを制御する回路装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、入力端に導入された信号を一定に維持した
レベルに調節する、電気信号レベルを制御する回路装置
に関する． 〔従来の技術〕 この種の回路装置は慣用的な制御増幅器の場合に実際に
存在する．この場合、用語「増幅器」は専門分野で、例
えば電流を本来の意味で増幅する、つまり増大させる時
でなく、制御のために電流を低減させる必要がある場合
にも、採用される。それ故、簡単のため以下では用語「
回路装置」の代わりに、より短い用語「増幅器」を使用
する．連続的に信号を伝送する時、一個の増幅器を使用
することはアナログ及びデジタル信号を伝送する場合に
問題にならない。例えば増幅器を過制御して非常に高い
入力信号を処理することができる．これに対して、所謂
「バースト駆動」の時に問題が生じる．この駆動では、
処理すべき信号、つまりバーストが一部で大きな間隔の
間存在する。この様な連続していない信号伝送は、例え
ば時間分割→去で信号を双方向に伝送する場合に生じる
。従来から知られている増幅器を用いて、このような信
号を確実に処理することは不可能である。これ等の信号
はいずれにしても歪む。何故なら、公知の増幅器の帯域
とダイナ主ツクレンジは、間隔が大きく開いたバースト
も一定に維持されたレベルの出力信号に変換するには充
分でないからである。

これ等公知の増幅器の欠点は、その出力端に利用できる
信号が生じないと言うことになる。その時、信号伝送は
全体として不可能になる。

〔発明の課題〕

この発明の課題は、電気信号のレベルを広い周波数範囲
で大きく異なるレベルであっても、歪み．の生じない制
御を行える回路装置を提供することにある。

〔課題を解決する手段〕

上記の課題は、この発明により、 −入力端に印加した信号のレベルが低い場合、最大の増
幅率で動作する、入力端に接続し、制御可能な第一抵抗
を有する第一増幅器に直列に、第二増輻器が配設してあ
り、この第二増幅器は制御可能な第二抵抗とこの第二抵
抗に直列配置された電流で制御される相補出力端付き電
圧源を保有し、 一電圧源の両出力端には、比較器と二つの分離した出力
端を有する制御器が接続してあり、両出力端の一方から
制御信号が出力し、同時に他方から阻止信号が出力し、 一制御器の一方の出力端は制御可能な第一抵抗に連結し
、制御器の他方の出力端は制御可能な第二抵抗に接続す
る、 回路装置によって解決されている。

〔発明の効果〕

このように構威された回路装置は、無雑音で動作する．
何故なら、入力信号の低いレベルを有する問題のある領
域では、第一増幅器によって常時最大の増幅が行われる
からである．その外、この回路装置は大きなダイナコツ
クレンジで広帯域動作することを保証する。全体的に、
入力信号の無歪み処理を保証する。これ等はいずれも制
御器によって互いにずらされた二つの増幅器の直列回路
によって達威されている。微弱な入力信号は先ず最大増
幅率の第一増幅器によって増幅される。増幅が不充分な
場合には、信号レベルを第二増幅器によって更に制御さ
れる。入力端で信号が強い場合には、回路装置によって
抑制制御する必要があるが、順番が逆転する。

レベル範囲を一方で第一増幅器に、また他方で第二増幅
器に上手く割り当てることによって、一方で入力信号レ
ベルが低い場合、入力段が最大増幅率を有し（良好な雑
音状況）、他方で高すぎる入力信号レベルを早い時期に
低下させる（過制御の強い）ことが保証される． この発明の有利な構成は特許請求の範囲中の従属請求項
に記載されている。

〔実施例〕

この発明の実体を実施例として図面に示し、詳しく説明
する． 第１図の回路装置は、例えば以下のように動作する。

信号源１の出力端Ｅに印加される電気信号は、加算点Ｐ
を経由して電流増幅器２に導入される。

この電流増幅器２の出力電流は、変換器３の中で逆比例
する電圧に変換される．この電圧は制御可能な抵抗４を
経由して加算点Ｓに帰還される。制御可能な抵抗に並列
に抵抗５が配設してある。両方の抵抗４と５は一緒にな
って帰還回路網を形成する。電流増幅器２は、一方で信
号源１から供給される電流と他方で制御可能な抵抗４か
ら供給される電流の差として加算点Ｓに印加される電流
を増幅する。部品２．３．４と５は点線で囲んだ第一負
帰還増幅器ＧＶを表す。この増幅器では、帰還係数を広
い範囲でｉＦｌ節できる（＞　４０　ａｎ）　，第一増
幅器ＧＶに直列に、同じ様に点線で囲んだ第二増幅器Ｌ
Ｖが配設してある．この増幅器ＬＶには、第二制御可能
な抵抗６と、この抵抗に直列に配設された二つの相補的
な出力端Ａ１とＡ２を有する電流制御電圧源７とが付属
している。電圧源７の二つの出力端Ａ１とＡ２は比較器
８に接続している．この比較器は制御された隣の信号を
振幅判定してデジタル化し出力端Ａでデジタル信号とし
て利用する。制御可能な抵抗６に並列に抵抗９が配設し
てある。

電圧源７の出力信号は、出力端Ａ１とＡ２で対称に分割
され、制御器１０に導入される。この制御器は好適実施
例では二つの反転入力端Ａ３とＡ４を保有する．これ等
の出力端には、数値的には同じいが、逆符号の電圧が生
じる。出力端Ａ３を介して制御可能な抵抗４は影響を受
けるが、出力端Ａ４は制御可能な抵抗６を制御する。

制御器１０の出力端Ａ３とＡ４は逆に形成してはならな
い．一方の出力端は阻止信号を供給するので、他方の出
力端が制御信号を出力する時、接続した抵抗が影響を受
けないことのみを守る必要がある．このことは、例えば
阻止信号が出力する出力端がアースされていることによ
って実現させるこ゛とができる． 信号源１から強い信号が供給され、この信号が信号源７
の出力端ＡｔとＡ２で非常に高いレベルになったと仮定
する。信号源７のこの高い出力信号が制御器１０（例え
ばＩ（積分）制御器が問題になっているとする）に導入
される。この制御器はその出力端Ａ４を介して制御可能
な抵抗６をずらす。出力端Ａ４の例えば正の電圧は制御
器１０によって低減されるので、抵抗６の抵抗値は大き
くなる。同時に、出力端Ａ３の電圧は負に又はアースに
保持されるので、この出力端から阻止信号が出力し、抵
抗４はずれない。従って、全体として電圧ａ７の出力端
ＡＩとＡ２のレベルは低下する。

出力レベルを抵抗６によって低下させることは、並列抵
抗９によって制限される．従って、信号の高いスペクト
ル或分は避けがたい長手方向に静電容量によって殆ど伝
送されない．このことは、信号を歪めることになる。そ
れ故、抵抗９による動的制限を介して、制御可能な抵抗
のみで出力端Ａ１とＡ２のレベルの望ましい低下は場合
によって達戒できない。

制御器１０の出力端Ａ４での正の電圧の低減と同時に、
（反転出力端Ａ３とＡ４で）制御器の出力端Ａ３での負
の電圧は低減する。しかし、このことは制御可能な抵抗
４をずらすためには充分でない．出力端Ａ３の電圧が正
になった時、初めて抵抗４のある設定となる。制御器１
０の出力端Ａ４でのその時の負の電圧は、阻止信号とし
て、抵抗６をその設定値に保持する。

抵抗６を用いて電圧源７の出力端ＡｔとＡ２のレベルを
低減させることが不可能な場合、このレベルが依然とし
て高すぎるのであれば、制御可能な抵抗４を介して他の
低減制御が行われる。制御器１０の出力端Ａ３の急激な
正の電圧と共に、制御可能な抵抗４の抵抗値は低くなる
ので、加算点Ｓでの電流差は小さくなる（有効な負帰還
が増大する）。電流増幅器２には、大幅に低減された電
流が供給され、電圧源７の出力端ＡＩとＡ２で所望の安
定化されたレベルとなる。

信号源ｌからただ弱い信号が供給される場合には、以下
のことが起こる。

制御可能な抵抗４は、先ず制御器１０の出力端Ａ４での
低下する正の電圧によって、ある値に大きくされる．負
帰還回路ｍ４〜５の最大値は抵抗５によって制限される
。全体の増幅率を更に増大させることができるには、制
御器１０の出力端Ａ３の制御電圧を低下させ（Ａ４でそ
れに応じて増大させて）制御可能な抵抗６をある値に低
下させる．この値から電圧源７の出力端Ａ１とＡ２で所
望のレベルが生じる． 制御可能な抵抗４と６は何れも非線型素子である。これ
等は、第１図にｔｌｌＩｆｆ抵抗として単純化して示し
てある。この好適実施例では、制御可能な抵抗４と６は
電界効果トランジスタで形成してある．このトランジス
タの制御電極、つまりゲートには、制御器１０の二つの
出力端Ａ３あるいはＡ４が接続している．第２図には、
このような電界効果トランジスタが制御可能な抵抗４と
して示してある．ここでは、ゲート電極Ｇが制御器１０
の出力端Ａ３に連結する対称に構戒されたＤ−ＭＯＳＦ
ＥＴが大切である．並列固定抵抗５は両電極ソースＳと
ドレインＤに連結している．基板電極Ｂはアースされて
いる。同じ配置は制御可能な抵抗６に対して使用できる
。

電流で制御される電圧源７は、例えば対称な二つの出力
端Ａ１とＡ２（プッシュブル出力端）を有するトランジ
スタ・インピーダンス増幅器である．

【図面の簡単な説明】 第１図、極端に模式化したこの発明による回路装置のブ
ロック図。 第２図、回路装置の詳細回路図。 図中引用符号： １・・・信号源、 ２・・・電流増幅器、 ３・・・変換器、 ４，６・・・制御可能な抵抗、 ５，９・・・固定抵抗、 ７・・・電圧源、 ８・・・比較器、 １０・・・制御器、 Ｅ　・　・ Ｇｖ　・ ＬＶ　・ Ｓ　・　・ Ａ１、 ・入力端、 ・・第一増幅器、 ・・第二増幅器、 ・加算点、 Ａ２，Ａ３，Ａ４ ・出力端。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力端に導入された信号を同じ一定レベルに維持す
   るように制御する電気信号のレベルを制御する回路装置
   において、 −入力端（Ｅ）に印加した信号のレベルが低い場合、最
   大の増幅率で動作する、入力端に接続し、制御可能な第
   一抵抗（４）を有する第一増幅器（ＧＶ）に直列に、第
   二増幅器（ＬＶ）が配設してあり、この第二増幅器は制
   御可能な第二抵抗（６）とこの第二抵抗に直列配置され
   た電流で制御される相補出力端（Ａ１、Ａ２）付き電圧
   源（７）を保有し、 −電圧源（７）の両出力端（Ａ１、Ａ２）には、比較器
   （８）と二つの分離した出力端（Ａ３、Ａ４）を有する
   制御器（１０）が接続してあり、両出力端の一方から制
   御信号が出力し、同時に他方から阻止信号が出力し、 −制御器（１０）の一方の出力端（Ａ３）は制御可能な
   第一抵抗（４）に連結し、制御器 （１０）の他方の出力端（Ａ４）は制御可能な第二抵抗
   （６）に接続する、 ことを特徴とする回路装置。 ２、制御可能な抵抗（４、６）に並列に、それぞれ固定
   抵抗（５、９）が配設してあることを特徴とする請求項
   １記載の回路装置。 ３、制御可能な抵抗（４、６）は、制御電極をそれぞれ
   制御器（１０）の出力端（Ａ３、Ａ４）の一方が接続す
   る電界効果トランジスタとして形成してあることを特徴
   とする請求項１又は２記載の回路装置。 ４、電流で制御される電圧源（７）としては、トランジ
   スタ・インピーダンス増幅器が使用されることを特徴と
   する請求項１〜３の何れか１項に記載の回路装置。 ５、制御器（１０）は二つの反転出力端（Ａ３、Ａ４）
   を有し、それ等の出力端の電圧値はそれぞれ等しいこと
   を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の回路装
   置。