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JPS6319091B2 - - Google Patents
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JPS6319091B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6319091B2
JPS6319091B2 JP56182072A JP18207281A JPS6319091B2 JP S6319091 B2 JPS6319091 B2 JP S6319091B2 JP 56182072 A JP56182072 A JP 56182072A JP 18207281 A JP18207281 A JP 18207281A JP S6319091 B2 JPS6319091 B2 JP S6319091B2
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transistor
circuit
transistors
output
equation
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Application number
JP56182072A
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Inventor
Masayuki Ozasa
Oonori Murakami
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G11/00Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude
    • H03G11/002Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude without controlling loop

Landscapes

  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は検波用のクリツプ回路に関し、主とし
て小信号を歪特性よく検出するクリツプ回路を提
供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a clip circuit for wave detection, and mainly provides a clip circuit that detects small signals with good distortion characteristics.

振幅変調された特定の信号を所定レベル以上で
検出する検波回路としては、たとえば、第1図に
示されるクリツプ回路が用いられる。第1図に示
す回路構成において、1,2は入力端子、3は出
力端子、4は駆動電源、5は定電流源回路、6,
7は検波用の差動対構成をとる一対のNPNトラ
ンジスタ、8,9は歪を補正するための差動対構
成の一対PNPトランジスタ、10,11,12
は動作条件を設定する回路抵抗、13はクリツプ
レベルを設定する入力端子、14は出力レベルを
規制する検波用ORトランジスタである。この回
路で、入力端子2および入力端子13に所定の直
流電圧を与え、入力端子1に振幅変調信号を入力
すると、所定レベルでクリツプされた半波状の出
力信号が得られる。第2図は三角波で振幅変調さ
れた入力信号Iとその検波出力との関係を示す特
性図である。すなわち、上記第1図示の回路によ
れば、入力レベルの低い信号領域において、たと
えば、第2図のVDの範囲のように出力信号O1
歪を発生する。
As a detection circuit for detecting a specific amplitude-modulated signal at a predetermined level or higher, for example, a clip circuit shown in FIG. 1 is used. In the circuit configuration shown in FIG. 1, 1 and 2 are input terminals, 3 is an output terminal, 4 is a driving power source, 5 is a constant current source circuit, 6,
7 is a pair of NPN transistors in a differential pair configuration for detection; 8 and 9 are a pair of PNP transistors in a differential pair configuration for correcting distortion; 10, 11, 12
13 is an input terminal for setting the clip level, and 14 is a detection OR transistor for regulating the output level. In this circuit, when a predetermined DC voltage is applied to input terminal 2 and input terminal 13 and an amplitude modulation signal is input to input terminal 1, a half-wave output signal clipped at a predetermined level is obtained. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the input signal I amplitude-modulated with a triangular wave and its detection output. That is, according to the circuit shown in FIG. 1, distortion is generated in the output signal O 1 in a signal region where the input level is low, for example, in the range of V D in FIG. 2.

ここで、第1図の回路動作にともなう上記出力
信号の歪について、少し立ち入つて検討してみ
る。第1図示の従来回路の原型として、一般的な
クリツプ回路を第3図に示し、また、同回路の動
作特性例を第4図に表わす。第3図のクリツプ回
路で、入力端子1の入力信号電圧をV1、入力端
子2の直流入力電圧をV2、出力端子3の出力電
圧をV0とし、かつ、V1≫V2のときのトランジス
タQ1のベース・エミツタ間電位をVBE11、V1V2
のときのトランジスタQ1のベース・エミツタ間
電位をVBE10、V1V2のときのトランジスタQ2
ベース・エミツタ間電位をVBE20、V1≪V2のとき
のトランジスタQ2のベース・エミツタ間電位
VBE21と、それぞれ定めると、入出力特性は、 V1≫V2のとき、V0=V1−VBE11 ……(1) V1V2のとき、V0=V1−VBE10 =V2−VBE20 ……(2) V1≪V2のとき、V0=V2−VBE21 ……(3) で表わされる。上記(1)式はトランジスタQ1がオ
ン状態、トランジスタQ2がオフ状態であり、(2)
式はトランジスタQ1,Q2ともにオン状態であり、
(3)式はトランジスタQ1がオフ状態、トランジス
タQ2がオン状態である。理想的な入出力特性は、 V1>V2において dV0/dV1=1 V1<V2において dV0/dV2=1 である。しかし、V1,V2の入力レベルが接近す
る、V1V2の場合、トランジスタQ1,Q2のベー
ス・エミツタ間電位VBEの変化が上記入出力特性
の直線性を悪くし、出力信号に歪を生じる要因で
ある。そして、その歪が生じる出力領域が第2図
におけるVDの範囲であり、これを数式的に示す
と、次の(4)式のようになる。
Here, let's take a closer look at the distortion of the output signal that accompanies the operation of the circuit shown in FIG. As a prototype of the conventional circuit shown in FIG. 1, a general clip circuit is shown in FIG. 3, and an example of the operating characteristics of the circuit is shown in FIG. In the clip circuit shown in Fig. 3, when the input signal voltage at input terminal 1 is V 1 , the DC input voltage at input terminal 2 is V 2 , the output voltage at output terminal 3 is V 0 , and V 1 ≫ V 2 The base-emitter potential of transistor Q 1 is V BE11 , V 1 V 2
The base-emitter potential of transistor Q 1 when V 1 is V 1 , V BE20 is the base-emitter potential of transistor Q 2 when V 1 is V 2 , and the base-emitter potential of transistor Q 2 when V 1 ≪ V 2 is Emitter potential
V BE21 and the input/output characteristics are as follows: When V 1 ≫ V 2 , V 0 = V 1 − V BE11 ...(1) When V 1 V 2 , V 0 = V 1 − V BE10 = V 2 −V BE20 ……(2) When V 1 ≪V 2 , it is expressed as V 0 =V 2 −V BE21 ……(3). In equation (1) above, transistor Q 1 is in the on state, transistor Q 2 is in the off state, and (2)
In the equation, both transistors Q 1 and Q 2 are in the on state,
In equation (3), transistor Q 1 is in the off state and transistor Q 2 is in the on state. The ideal input/output characteristics are dV 0 /dV 1 =1 when V 1 >V 2 and dV 0 /dV 2 =1 when V 1 <V 2 . However, in the case of V 1 V 2 where the input levels of V 1 and V 2 are close to each other, changes in the base-emitter potential V BE of transistors Q 1 and Q 2 deteriorate the linearity of the input/output characteristics, and the output This is a factor that causes distortion in the signal. The output region where the distortion occurs is the range of V D in FIG. 2, and this can be expressed mathematically as shown in the following equation (4).

VD=(VBE11−VBE10) +VBE21−VBE20) ……(4) 一方、ベース・エミツタ間電位VBEは、温度T
(〓)およびエミツタ電流IEに依存し、VBE
(kT/q)ln(IE/IS)で与えられる。ここで、
IS:逆方向飽和電流,k:ボルツマン定数、q:
電気素量である。第2図における定電流源回路5
の電流量をIOとすると、IE=IOであり、また、式
簡略化のため、kT/q=VTと置くと、次の関係
が成り立つ。
V D = (V BE11 −V BE10 ) +V BE21 −V BE20 ) ...(4) On the other hand, the base-emitter potential V BE is
(〓) and emitter current I E , V BE =
It is given by (kT/q)ln(I E /I S ). here,
I S : Reverse saturation current, k: Boltzmann constant, q:
It is the elementary quantity of electricity. Constant current source circuit 5 in Fig. 2
If the amount of current is I O , I E = I O , and to simplify the equation, if we set kT/q = V T , the following relationship holds true.

V1≫V2あるいはV1≪V2のとき、 VBE=VTln(IO/IS) =VBE11=VBE21 ……(5) V1=V2のとき、 VBE=VTln〔(IO/2)/IS〕 =VBE10=VBE20 ……(6) 上記(5),(6)式から、上記(4)式のVDは次のよう
に表わすことができる。
When V 1 ≫V 2 or V 1 ≪V 2 , V BE = V T ln ( IO / I S ) = V BE11 = V BE21 ...(5) When V 1 = V 2 , V BE = V T ln [(I O /2) / I S ] = V BE10 = V BE20 ...(6) From equations (5) and (6) above, V D in equation (4) above can be expressed as follows. Can be done.

VD=2VTln2 ……(7) つまり、第3図の回路では、出力信号が2VT
ln2の範囲のとき歪を生じていることになる。
V D = 2V T ln2 ...(7) In other words, in the circuit shown in Figure 3, the output signal is 2V T
Distortion occurs when it is in the range of ln2.

第4図は上記第3図の回路で、振幅変調された
入力信号V1を端子1に加え、端子2に所定の直
流電位V2を与えて得られる動作特性例であり、
上記(7)式で表わされるVDの範囲で出力信号O2
歪が生じる。
FIG. 4 shows an example of the operating characteristics of the circuit shown in FIG. 3, obtained by applying an amplitude-modulated input signal V 1 to terminal 1 and applying a predetermined DC potential V 2 to terminal 2.
Distortion occurs in the output signal O 2 within the range of V D expressed by the above equation (7).

第5図は、上記第3図示の回路における出力歪
を軽減するために提案されたもので、この回路の
入出力特性も、(1),(2),(3)の各式で示される。し
かし、この回路によれば、ベース・エミツタ間電
位VBEに関し若干の変化がみられ、これに依存し
てVDも多少変化する。すなわち、R1=R3とし、
トランジスタの直流電流増幅率hFEが充分大きい
とすると、V1≫V2のとき、 VBE11=VTln(IC11/IS) ……(8) R1IC11=R2IE31+VBE31 ……(9) IO=IC11+IE31 ……(10) なる諸関係が成立する。ここで、IC11はV1≫V2
ときのトランジスタQ1のコレクタ電流、IE31はV1
≫V2のときのトランジスタQ3のエミツタ電流、
VBE31はV1≫V2のときのトランジスタQ3のベー
ス・エミツタ電位である。上記(8)式および(9)式か
ら、 IC11=(R2IO+VBE31)/(R1+R2) ……(11) なる関係が得られる。一方、トランジスタQ3
Q4が同等の特性をもち、R1=R3の条件から、V1
≪V2のときも、上記(8)式および(11)式と同様の関
係が次のように導き出される。
Figure 5 is proposed to reduce the output distortion in the circuit shown in Figure 3 above, and the input/output characteristics of this circuit are also shown by equations (1), (2), and (3). . However, according to this circuit, there is a slight change in the base-emitter potential V BE , and depending on this, V D also changes to some extent. That is, R 1 = R 3 ,
Assuming that the DC current amplification factor h FE of the transistor is sufficiently large, when V 1 ≫ V 2 , V BE11 = V T ln (I C11 / I S ) ...(8) R 1 I C11 = R 2 I E31 +V BE31 ...(9) I O = I C11 + I E31 ...(10) The following relationships hold true. Here, I C11 is the collector current of transistor Q 1 when V 1 ≫ V 2 , and I E31 is V 1
≫Emitter current of transistor Q 3 when V 2 ,
V BE31 is the base-emitter potential of transistor Q3 when V1≫V2 . From the above equations (8) and (9), the following relationship is obtained: I C11 = (R 2 IO + V BE31 )/(R 1 + R 2 ) (11). On the other hand, transistor Q 3 ,
Since Q 4 has the same characteristics and R 1 = R 3 , V 1
When ≪V 2 , the same relationships as the above equations (8) and (11) are derived as follows.

VBE21=VTln(IC21/IS)=VBE11 ……(12) IC21=(R2IO+VBE41)/(R3+R2) =IC11 ……(13) ただし、IC21はV1≪V2のときのトランジスタ
Q2のコレクタ電流、VBE41はV1≪V2のときのトラ
ンジスタQ4のベース・エミツタ間電位である。
V BE21 = V T ln (I C21 / I S ) = V BE11 ... (12) I C21 = (R 2 I O + V BE41 ) / (R 3 + R 2 ) = I C11 ... (13) However, I C21 is a transistor when V 1 ≪ V 2
The collector current of Q 2 , V BE41 , is the base-emitter potential of transistor Q 4 when V 1 <<V 2 .

また、V1=V2のとき、 VBE=VTln(IC10/IS) =VBE10=VBE20 ……(14) R1IC10=R2(IE30+IE40)+VBE30 ……(15) IO=IC10+IC20+IE30+IE40 ……(16) ただし、VE30およびVE40は、V1=V2のときの
トランジスタQ3およびQ4のベース・エミツタ間
電位、IC10,IC20はそれぞれ、V1=V2のときのト
ランジスタQ1,Q2のコレクタ電流、IE30,IE40は、
それぞれ、V1=V2のときのトランジスタQ3,Q4
のエミツタ電流である。
Also, when V 1 = V 2 , V BE = V T ln (I C10 / I S ) = V BE10 = V BE20 ... (14) R 1 I C10 = R 2 (I E30 + I E40 ) + V BE30 ... …(15) I O = I C10 + I C20 + I E30 + I E40 …(16) However, V E30 and V E40 are the base-emitter potentials of transistors Q 3 and Q 4 when V 1 = V 2 , I C10 and I C20 are the collector currents of transistors Q 1 and Q 2 respectively when V 1 = V 2 , and I E30 and I E40 are
Transistors Q 3 and Q 4 when V 1 = V 2 respectively
is the emitter current.

ここで、各トランジスタの特性が互いに同等で
あることから、IC10=IC20,IE30=IE40なる関係も
ある。この回路におけるVDの範囲を、前記第3
図示回路の場合と同様に、上記(12)〜(14)式を用
いて、上記(4)式から求めると、 VD=2VTln(IC11/IC10) ……(17) となる。したがつて、この回路が、前記第3図の
回路に比較して、出力歪の小さくなる条件は、(7)
式と(17)式とを対比してわかるように、IC11
IC10<2のときである。そのためには、上記(11)式
ならびに上記(15),(16)式から導かれる関係に
より、次の関係が満たされなければならない。
Here, since the characteristics of each transistor are equivalent to each other, there are relationships such that I C10 = I C20 and I E30 = I E40 . The range of V D in this circuit is determined by the third
As in the case of the illustrated circuit, using the above equations (12) to (14) and calculating from the above equation (4), V D = 2V T ln (I C11 /I C10 ) ...(17) . Therefore, the conditions for this circuit to have smaller output distortion than the circuit shown in FIG. 3 are (7)
As can be seen by comparing equation (17), I C11 /
When I C10 <2. For this purpose, the following relationship must be satisfied using the relationships derived from the above equation (11) and the above equations (15) and (16).

IC11/IC10=(1+R2/R1+R2)(1+VBE31−VBE30
/R2IO+VBE30)<2……(18) すなわち、上記(18)式から、R1>R2、およ
びR2IOを大きくするように回路定数を選定すると
き、出力歪の領域VDの範囲を小さくすることが
できる。第6図は、入力端子1に振幅変調信号
V1、入力端子2に直流電圧V2を与えたときの動
作特性例であり、出力端子3に現われる半波検波
出力信号O3は、第4図に示すもの(図中の破線
がこれに対応している)にくらべて、VDの範囲
が減少していることを示す。
I C11 /I C10 = (1 + R 2 / R 1 + R 2 ) (1 + V BE31 −V BE30
/R 2 I O + V BE30 ) < 2...(18) In other words, from the above equation (18), when selecting circuit constants to increase R 1 > R 2 and R 2 I O , the output distortion The range of region V D can be made smaller. Figure 6 shows the amplitude modulation signal at input terminal 1.
This is an example of the operating characteristics when V 1 and DC voltage V 2 are applied to input terminal 2, and the half-wave detection output signal O 3 appearing at output terminal 3 is as shown in Fig. 4 (the broken line in the figure indicates this). This indicates that the range of V D is reduced compared to the corresponding

さて、第1図の従来例ののクリツプ回路に立ち
返つてみると、この回路構成は、検波信号を所定
レベルでクリツプして出力するために、上記第5
図示の回路に第3の入力端子13をもつ制御用ト
ランジスタ14を付加したものである。この回路
で、入力端子13に加えられる入力電圧V3がV1
≫V3かつV2≫V3の場合にはトランジスタ14は
オフ状態であるから、その動作も上記第5図の回
路と同様である。そこで、実際の動作状態にあ
る、V1≫V2,V2≪V3の場合について、その入出
力特性をみると前記(1)〜(3)式同様に、 V1≫V3のとき,V0=V1−VBE11 ……(19) V1=V3のとき,V0=V1−VBE10 =V3−VBE50 ……(20) V1≪V3のとき,V0=V3−VBE51 ……(21) ただし、VBE50およびVBE51は、V1=V3および
V1≪V3のときのトランジスタ14(Q5)のベー
ス・エミツタ間電位である。
Now, if we go back to the conventional clip circuit shown in FIG.
A control transistor 14 having a third input terminal 13 is added to the illustrated circuit. In this circuit, the input voltage V 3 applied to the input terminal 13 is V 1
When ≫V 3 and V 2 ≫V 3 , the transistor 14 is in an off state, so its operation is the same as that of the circuit shown in FIG. 5 above. Therefore, when looking at the input/output characteristics in the case of V 1 ≫V 2 and V 2 ≪V 3 under actual operating conditions, as in equations (1) to (3) above, when V 1 ≫V 3 , V 0 = V 1V BE11 ... (19) When V 1 = V 3 , V 0 = V 1 − V BE10 = V 3 − V BE50 ... (20) When V 1 ≪ V 3 , V 0 = V 3V BE51 ...(21) However, V BE50 and V BE51 are V 1 = V 3 and
This is the base-emitter potential of the transistor 14 (Q 5 ) when V 1 <<V 3 .

VD範囲は、前記(4)式と同様に次の関係になる。 The V D range has the following relationship as in equation (4) above.

VD=(VBE11−VBE10) +(VBE51−VBE50) ……(22) また、VBE11,VBE10(=VBE50)およびVBE51も(8)
式、(14)式および(12)式と同様に次のように与え
られる。
V D = (V BE11 − V BE10 ) + (V BE51 − V BE50 ) …(22) Also, V BE11 , V BE10 (=V BE50 ) and V BE51 (8)
Similarly to equations (14) and (12), it is given as follows.

V1≫V3のとき、 VBE11=VTln(IC11/IS) ……(23) V1=V3のとき、VBE10=VBE50 =VTln(IC10/IS) ……(24) V1≪V3のとき、 VBE51=VTln(IC51/IS) ……(25) ここで、IC11は、V1≫V3の関係により、トラン
ジスタ14がオフ状態であるから、上記(11)式に等
しい。また、IC51は、V1≪V3およびV2≪V3の関
係により、IOに等しく、IC51=IOである。さらに、
IC10は動作状態にあるトランジスタがQ1Q3,Q5
あることから、(15)式(16)式と同様に、次の
関係にある。
When V 1V 3 , V BE11 = V T ln (I C11 / I S ) ...(23) When V 1 = V 3 , V BE10 = V BE50 = V T ln (I C10 / I S ) ...(24) When V 1 ≪V 3 , V BE51 = V T ln (I C51 /I S ) ...(25) Here, I C11 is the voltage of transistor 14 due to the relationship V 1 ≫ V 3 . Since it is in the off state, it is equivalent to the above equation (11). Furthermore, I C51 is equal to I O due to the relationships of V 1 <<V 3 and V 2 <<V 3 , and I C51 =I O. moreover,
Since the transistors in I C10 that are in operation are Q 1 Q 3 and Q 5 , the following relationship holds true as in equations (15) and (16).

IC10+IC50+IE30=IO ……(26) R1IC10=R2IE30+VBE30 ……(27) そして、V1=V3の条件からみてIC10=IC50の関
係があり、上記(26)式および(27)式の両式か
ら、IC10は次のようにも表わされる。
I C10 + I C50 + I E30 = I O ......(26) R 1 I C10 = R 2 I E30 + V BE30 ... (27) And from the condition of V 1 = V 3 , there is a relationship of I C10 = I C50 . , from both equations (26) and (27) above, I C10 can also be expressed as follows.

IC10=IC50 =(R2IO+VBE30)/(R1+2R2) ……(28) VDに関し、上記(22)式に上記(23)〜(25)
式を代入すると、 VD=VTln(IC11・IC51/IC10 2) となり、さらに、IC51=IOの関係から、VDは次式
のようになる。
I C10 = I C50 = (R 2 I O + V BE30 ) / (R 1 + 2R 2 ) ...(28) Regarding V D , the above (23) to (25) are added to the above equation (22).
Substituting the formula, V D =V T ln (I C11 · I C51 /I C10 2 ), and furthermore, from the relationship I C51 = I O , V D becomes as shown in the following formula.

VD=VTln(IC11・IO/IC10 2) ……(29) 上記(29)式を前記(17)式と比べてみると、
その差ΔVD〔(29)式―(17)式〕は ΔVD=VTln(IO/IC11) ……(30) となる。すなわと、第1図の回路でトランジスタ
14をオン状態で動作させるとその出力は、第5
図の回路の場合よりもむしろ、上記(30)式に相
当する分だけ出力歪の領域が増加することにな
る。この動作特性例を第2図に示し、V1≫V2V1
≪V3でV1に振幅変調信号を加え、V2,V3として
直流電位を与えたときのものである。
V D =V T ln(I C11・I O /I C10 2 ) ...(29) Comparing the above equation (29) with the above equation (17),
The difference ΔV D [Equation (29) - Equation (17)] is ΔV D =V T ln(I O /I C11 )...(30). In other words, when transistor 14 is operated in the on state in the circuit shown in FIG.
Rather than in the case of the circuit shown in the figure, the output distortion area increases by an amount corresponding to equation (30) above. An example of this operating characteristic is shown in Figure 2, where V 1 ≫V 2 V 1
≪This is when an amplitude modulation signal is added to V 1 at V 3 and DC potentials are applied as V 2 and V 3 .

本発明は、上記第1図の図示のクリツプ回路に
存する出力歪領域を減少させる回路を実現したも
のであり、第7図および第8図を参照して実施例
によつて本発明の回路を詳しくのべる。
The present invention realizes a circuit that reduces the output distortion area existing in the clip circuit shown in FIG. I will explain in detail.

第7図の回路構成は、入力端子1および同2を
有する差動対構成のトランジスタ6および同7
と、これら両トランジスタと同位相で応動するト
ランジスタ8および同9からなる各エミツタなら
びに各コレクタ共通の差動対構成とを並列にそな
えるとともに、上記入力端子1への入力信号のク
リツプレベルを設定するための制御用トランジス
タ14が上記両差動対構成トランジスタの共通定
電流源回路出力端子3と駆動用電源端子4との間
に存し、かつ、上記制御用トランジスタ14の電
流に応じて制御されるトランジスタ15を上記ト
ランジスタ8および9に並列接続したものであ
る。すなわち、この回路においては、トランジス
タ15を設けて、上述のトランジスタ14の動作
状態時の出力歪を補正することが可能になつた。
この回路の動作についてみると、トランジスタ1
4のコレクタ抵抗16がトランジスタ15を動作
させるための電流検出手段であり、R1=R4とす
る。
The circuit configuration of FIG. 7 includes transistors 6 and 7 in a differential pair configuration having input terminals 1 and 2.
and a differential pair configuration common to each emitter and each collector consisting of transistors 8 and 9 that respond in the same phase as these two transistors are provided in parallel, and the clip level of the input signal to the input terminal 1 is set. A control transistor 14 exists between the common constant current source circuit output terminal 3 of the differential pair transistors and the driving power supply terminal 4, and is controlled according to the current of the control transistor 14. A transistor 15 is connected in parallel to the transistors 8 and 9. That is, in this circuit, by providing the transistor 15, it has become possible to correct the output distortion when the above-mentioned transistor 14 is in the operating state.
Looking at the operation of this circuit, transistor 1
The collector resistor 16 of No. 4 is a current detection means for operating the transistor 15, and R 1 =R 4 .

まず、V1≫V3およびV2≫V3の場合、V1≫V2
およびV2≪V3の場合ならびにV1≪V2およびV1
V3の場合のそれぞれに関しては、トランジスタ
7および9の側、トランジスタ14および15の
側のいずれかがオフであり、したがつて、第5図
の回路と同等の入出力特性を示し、第1図回路に
おける上記(30)式で示されるような出力歪の領
域増加は生じない。すなわち、これらの場合の出
力歪領域VDの範囲は前記(17)式と同じであり、
出力信号O4の特性でみると、第8図の実線で示
すように半波検波のクリツプ特性は第6図の特性
と同様に、小さなVDの範囲に抑えられる。なお、
第8図中のV1′は入力信号、破線は第1図回路に
おける同様の特性例である。
First, if V 1 ≫V 3 and V 2 ≫V 3 , then V 1 ≫V 2
and if V 2 ≪V 3 and V 1 ≪V 2 and V 1
For each case of V 3 , either the side of transistors 7 and 9 or the side of transistors 14 and 15 is off, and therefore exhibits input/output characteristics equivalent to the circuit of FIG. The area increase of output distortion as shown in the above equation (30) in the circuit shown in the figure does not occur. In other words, the range of the output distortion area V D in these cases is the same as in equation (17) above,
Looking at the characteristics of the output signal O 4 , as shown by the solid line in FIG. 8, the clipping characteristics of half-wave detection are suppressed to a small V D range, similar to the characteristics in FIG. 6. In addition,
V 1 ' in FIG. 8 is an input signal, and the broken line is a similar characteristic example in the circuit of FIG. 1.

つぎに、V1=V2=V3の場合についてみると、
それぞれの入力トランジスタ6,7および14に
おけるベース・エミツタ間電位VBEは、前記
(14)式の関係、すなわち、第5図示の回路の場
合と同様になり、 VBE=VTln(IC10/IS) ……(31) で表わされる。そして、このときのIC10は、第5
図示回路で解析したと同様に、次の各式の関係か
ら求される。
Next, considering the case of V 1 = V 2 = V 3 ,
The base-emitter potential V BE of each of the input transistors 6, 7, and 14 has the relationship of equation (14) above, that is, the same as in the case of the circuit shown in Figure 5, and V BE =V T ln (I C10 /I S ) ...(31) And I C10 at this time is the fifth
Similar to the analysis using the illustrated circuit, it is obtained from the relationships of the following equations.

R1IC10=R2(IE30+IE40+IE60) +VBE30 ……(32) IC10+IC20+IC50+IE30 +IE40+IE60=IO ……(33) IC10=IC20=IC50 ……(34) 上記関係から、 (IE30+IE40+IE60)=IO−3IC10 ……(35) したがつて、 IC10 =(R2IO+VBE30)/(R1+3R2) ……(36) V1≫V2およびV1≫V3の場合は、第5図回路に
おけるV1≫V2と同じ状態であるから、(8)式〜(11)
式と同様の解析手法により、 IC11=(R2IO+VBE31)/(R1+R2) ……(37) の関係が導びかれる。これは、前記(11)式と全く同
等である。
R 1 I C10 = R 2 (I E30 + I E40 + I E60 ) +V BE30 …(32) I C10 +I C20 +I C50 +I E30 +I E40 +I E60 =I O …(33) I C10 =I C20 =I C50 ...(34) From the above relationship, (I E30 + I E40 + I E60 ) = I O -3I C10 ... (35) Therefore, I C10 = (R 2 I O + V BE30 ) / (R 1 + 3R 2 ) ...(36) In the case of V 1 ≫V 2 and V 1 ≫V 3 , the state is the same as V 1 ≫V 2 in the circuit of Figure 5, so Equations (8) to (11)
Using the same analysis method as the equation, the following relationship is derived: I C11 = (R 2 IO + V BE31 )/(R 1 + R 2 )...(37). This is completely equivalent to the above equation (11).

一方、V1≪V2,V1≪V3のときについてみる
と、第7図の回路で、Q2,Q4,Q5およびQ6の各
トランジスタは、第5図示回路におけるV1=V2
の場合と同様な状態であり、したがつて、前記
(14),(15),(16)式と同様の関係式が得られる。
そして、これらの関係式から、次の(38)式が導
びかれる。
On the other hand, when V 1 <<V 2 , V 1 <<V 3 , in the circuit shown in FIG. 7, each transistor Q 2 , Q 4 , Q 5 and Q 6 is V2
The situation is the same as in the case of , and therefore, the same relational expressions as the above-mentioned equations (14), (15), and (16) are obtained.
From these relational expressions, the following equation (38) is derived.

IC21=IC51 =(R2IO+VBE40)/(R1+2R2) ……(38) そして、このとき、VBEにより生じる歪は、(4)
式で表わされるものと同等であるから、次の
(39)式で表わされる。
I C21 = I C51 = (R 2 I O + V BE40 )/(R 1 +2R 2 ) ...(38) And at this time, the distortion caused by V BE is (4)
Since it is equivalent to that expressed by the following expression (39), it is expressed by the following expression (39).

VD=VTln(IC11/IC10) +VTln(IC21/IC10) =VTln(IC11×IC21/IC10 2) ……(39) そこで、この式を前記(7)式あるいは前記(17)
式と対比するとわかるように、上記(39)式中、 IC11・IC21/IC10 2<4条件を満たせば、VBE51
よる出力歪の改善性は失なわれない。この条件を
求めると、 IC11・IC21/IC10 2=(R2IO+VBE31)(R2IO+VBE41
)(R1+3R22/(R1+R2)(R1+2R2)(R2IO+VBE30
2 =(1+R2/R1+2R2)(1+2R2/R1+R2) (1+VBE31−VBE30/R2IO+VBE30)(1+VBE41
VBE40/R2IO+VBE30)<4……(40) となる。これより明らかなように、R1=R3=R4
R2,IOを上記(40)式を満たすように設定するこ
とによつて、V1,V2,V3の各各入力が接近した
状態の場合においても、出力の歪領域の改善性は
失なわれない。
V D = V T ln (I C11 / I C10 ) + V T ln (I C21 / I C10 ) = V T ln (I C11 × I C21 / I C10 2 ) ...(39) Therefore, this formula can be changed to the above ( 7) or the above (17)
As can be seen from the comparison with the equation (39), if the condition I C11 ·I C21 /I C10 2 <4 is satisfied in the above equation (39), the improvement in output distortion by V BE51 is not lost. To find this condition, I C11・I C21 /I C10 2 = (R 2 I O + V BE31 ) (R 2 I O + V BE41
)(R 1 +3R 2 ) 2 /(R 1 +R 2 )(R 1 +2R 2 )(R 2 I O +V BE30
) 2 = (1+R 2 /R 1 +2R 2 ) (1+2R 2 /R 1 +R 2 ) (1+V BE31 −V BE30 /R 2 I O +V BE30 )(1+V BE41
V BE40 /R 2 I O +V BE30 )<4...(40). As is clear from this, R 1 = R 3 = R 4 ,
By setting R 2 and I O to satisfy the above equation (40), the output distortion region can be improved even when the inputs of V 1 , V 2 , and V 3 are close to each other. will not be lost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は従来回路のクリツプ回路
図およびその特性図、第3図、第5図は上記従来
例ならびに本発明回路の動作原理を説明するため
の分解的回路図、第4図、第6図は第3図、第5
図の特性例を示す図、第7図および第8図は本発
明の実施例のクリツプ回路図、波形図である。 1……信号入力端子、2……直流電圧入力端
子、3……出力端子、4……駆動用電源端子、5
……定電流源回路、6,7……NPNトランジス
タ、8,9……PNPトランジスタ、10,11,
12……抵抗、13……制御用電圧入力端子、1
4……NPNトランジスタ、PNP……PNPトラン
ジスタ、16……抵抗。
1 and 2 are clip circuit diagrams of conventional circuits and their characteristic diagrams, FIGS. 3 and 5 are exploded circuit diagrams for explaining the operating principles of the above conventional example and the circuit of the present invention, and FIG. 4 , Figure 6 is Figure 3, Figure 5
7 and 8 are clip circuit diagrams and waveform diagrams of embodiments of the present invention. 1...Signal input terminal, 2...DC voltage input terminal, 3...Output terminal, 4...Drive power supply terminal, 5
...Constant current source circuit, 6,7...NPN transistor, 8,9...PNP transistor, 10,11,
12...Resistor, 13...Control voltage input terminal, 1
4...NPN transistor, PNP...PNP transistor, 16...Resistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1および第2の入力端子を有する第1差動
対構成の第1および第2のトランジスタと、これ
ら両トランジスタと同位相で応動する第3および
第4のトランジスタからなる各エミツタならびに
各コレクタ共通の第2差動対構成とを並列にそな
えるとともに、上記第1の入力端子への入力信号
のクリツプレベルを設定する第5の制御用トラン
ジスタが上記両差動対構成トランジスタの共通定
電流源回路出力端と駆動用電源との間に存し、か
つ、上記第5のトランジスタの電流に応じて制御
される第6のトランジスタが上記第2の差動対の
両トランジスタに並列に接続されたことを特徴と
するクリツプ回路。
1 Each emitter and each collector consists of first and second transistors of a first differential pair configuration having first and second input terminals, and third and fourth transistors that respond in the same phase as these two transistors. A fifth control transistor is provided in parallel with a common second differential pair configuration, and sets a clip level of the input signal to the first input terminal. A sixth transistor located between the circuit output terminal and the drive power source and controlled according to the current of the fifth transistor is connected in parallel to both transistors of the second differential pair. A clip circuit characterized by:
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