JPH027209B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、パルス出力装置に係わり、特に高周
波領域においても出力振幅およびオフセツト電圧
の変化幅を大きくできるパルス出力装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pulse output device, and particularly to a pulse output device that can increase the variation range of output amplitude and offset voltage even in a high frequency region.
[従来の技術]
近年、PCM(パルス符号変調)通信におけるデ
ータ情報量のG(ギガ)ビツト化、GaAsを用い
た論理集積回路、超高速書込み読出しできる
RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等の研究
開発が進められている。このような超高速でデジ
タル動作する半導体素子又は装置の動作試験をす
るためのパルス波形状の試験用信号を出力する装
置が必要である。[Conventional technology] In recent years, the amount of data information in PCM (pulse code modulation) communication has been reduced to G (giga) bits, logic integrated circuits using GaAs, and ultra-high-speed reading and writing are possible.
Research and development of RAM (random access memory), etc. is progressing. There is a need for a device that outputs a test signal in the form of a pulse wave in order to test the operation of semiconductor devices or devices that operate digitally at such high speeds.
この試験用信号は周波数及びデータの種類を
種々に変化できることは勿論のこと、被試験物と
しての半導体素子又はこれ等を組込んだ装置の入
力振幅およびスレツシヨールド電圧の余裕度を調
べるために、前記試験用信号のパルス振幅および
オフセツト電圧が任意に可変できることが必要不
可欠となる。 Of course, the frequency and data type of this test signal can be changed in various ways, and in order to check the input amplitude and threshold voltage margin of a semiconductor device as a test object or a device incorporating these, It is essential that the pulse amplitude and offset voltage of the test signal can be varied arbitrarily.
従来このような試験用のパルス信号を出力する
パルス出力装置としては、第2図に示すように、
一対のトランジスタ1a,1bのエミツタ
(FETの場合はソース)を互いに接続し、非飽和
領域でスイツチング動作させる差動論理回路2が
広く使用されている。 Conventionally, as a pulse output device that outputs such a pulse signal for testing, as shown in Fig. 2,
A differential logic circuit 2 in which the emitters (sources in the case of FETs) of a pair of transistors 1a and 1b are connected to each other and performs switching operation in a non-saturation region is widely used.
すなわち、この差動論理回路2を構成する一対
のトランジスタ1a,1bのエミツタは共通して
定電流回路3に接続されており、各コレクタはそ
れぞれ負荷抵抗4a,4bを介して接続されオフ
セツト制御回路5に接続されている。また、各ト
ランジスタ1a,1bのベースには図示するよう
に極性が互いに異なるパルス信号が入力される入
力端子6a,6bに接続され、トランジスタ1b
のコレクタは出力パルス信号が取出される出力端
子7に接続されている。また、定電流回路3を構
成する電流制限用のトランジスタ3aのベースは
前記出力パルス信号の振幅を制御する振幅制御信
号が入力される入力端子8に接続されている。さ
らに、オフセツト制御回路5を構成する差動増幅
器5aの入力端子は抵抗5bを介して出力パルス
信号のオフセツト電圧を制御するオフセツト制御
信号の入力端子9に接続されている。 That is, the emitters of a pair of transistors 1a and 1b constituting this differential logic circuit 2 are commonly connected to a constant current circuit 3, and the collectors of each transistor are connected via load resistors 4a and 4b, respectively, to an offset control circuit. 5. Further, the bases of the transistors 1a and 1b are connected to input terminals 6a and 6b to which pulse signals having different polarities are inputted, as shown in the figure, and the transistors 1b
The collector of is connected to the output terminal 7 from which the output pulse signal is taken out. Further, the base of a current limiting transistor 3a constituting the constant current circuit 3 is connected to an input terminal 8 to which an amplitude control signal for controlling the amplitude of the output pulse signal is input. Furthermore, the input terminal of the differential amplifier 5a constituting the offset control circuit 5 is connected via a resistor 5b to an input terminal 9 of an offset control signal for controlling the offset voltage of the output pulse signal.
このように構成されたパルス出力装置におい
て、出力端子7から出力される出力パルス信号の
振幅は、入力端子8から入力された振幅制御信号
にて制御される定電流回路3によつて定まるエミ
ツタ電流値IEとトランジスタ1bの負荷抵抗4b
の抵抗値R4との積(IER4)となる。したがつて、
振幅制御信号を変化させることによつて所望の振
幅値を得ることが可能である。 In the pulse output device configured in this manner, the amplitude of the output pulse signal output from the output terminal 7 is determined by the emitter current determined by the constant current circuit 3 controlled by the amplitude control signal input from the input terminal 8. Value I E and load resistance 4b of transistor 1b
and the resistance value R 4 (I E R 4 ). Therefore,
By changing the amplitude control signal, it is possible to obtain a desired amplitude value.
また、オフセツト制御回路5は入力端子9から
入力されたオフセツト制御信号に対応したオフセ
ツト電圧を出力し、負荷抵抗4a,4bに印加す
るので、出力端子7から出力される出力パルス信
号のオフセツト電圧は、前記オフセツト制御信号
に比例した値となる。したがつて、オフセツト制
御出信号を変化させることによつて所望のオフセ
ツト電圧を得ることが可能である。 Further, the offset control circuit 5 outputs an offset voltage corresponding to the offset control signal inputted from the input terminal 9, and applies it to the load resistors 4a and 4b, so that the offset voltage of the output pulse signal outputted from the output terminal 7 is , a value proportional to the offset control signal. Therefore, it is possible to obtain a desired offset voltage by changing the offset control output signal.
しかしながら、第2図に示す差動論理回路2で
構成されたパルス出力装置においては次のような
問題があつた。すなわち出力パルス信号のオフセ
ツト電圧を一定に保つたまま振幅のみを大きくす
る場合、振幅制御信号を大きくして定電流回路3
でもつてエミツタ電流値IEを大きくする必要があ
るが、エミツタ電流値IEが大きくなると、トラン
ジスタ1a,1bの導通時のコレクタ・エミツタ
間電圧VCE(FETの場合にはドレイン・ソース間
電圧VDS)が低くなる。一般にトランジスタの高
周波領域における利得および位相特性を示すトラ
ンジシヨン周波数fTは前記コレクタ・エミツタ間
電圧VCEが低くなる程小さくなる。その結果、出
力パルス信号の振幅を大きくすると、パルス波形
の立上り/立下り時間が長くなり、波形特性が劣
化する問題が生じる。 However, the pulse output device constituted by the differential logic circuit 2 shown in FIG. 2 has the following problems. In other words, when increasing only the amplitude while keeping the offset voltage of the output pulse signal constant, the amplitude control signal is increased and the constant current circuit 3
Therefore, it is necessary to increase the emitter current value I E , but as the emitter current value I E increases, the collector-emitter voltage V CE (in the case of FETs, the drain-source voltage V DS ) becomes low. In general, the transition frequency f T , which indicates the gain and phase characteristics of a transistor in a high frequency region, decreases as the collector-emitter voltage V CE decreases. As a result, when the amplitude of the output pulse signal is increased, the rise/fall time of the pulse waveform becomes longer, causing a problem that the waveform characteristics deteriorate.
また、出力パルス信号の振幅を一定に保つたま
まオフセツト電圧を変化させる場合においては、
オフセツト電圧が変化することはトランジスタ1
a,1bのコレクタ・エミツタ間電圧VCEが変化
することになる。したがつて、オフセツト電圧が
高いときにはコレクタ・エミツタ間電圧VCEが高
くなるので、前述のトランジシヨン周波数fTが高
くなり、出力パルス信号波形の立上り/立下り時
間は短くなるが、逆にリンギング現象が発生しや
すくなり、全体のパルス波形が乱れる。逆にオフ
セツト電圧が低いときは、コレクタ・エミツタ間
電圧VCEは低下するので、リンギング減少は発生
しなくなるが、立上り/立下り時間が長くなる問
題がある。 Also, when changing the offset voltage while keeping the amplitude of the output pulse signal constant,
The change in offset voltage means that transistor 1
The collector-emitter voltage VCE of a and 1b will change. Therefore, when the offset voltage is high, the collector-emitter voltage V CE increases, which increases the aforementioned transition frequency f T and shortens the rise/fall times of the output pulse signal waveform, but conversely causes ringing. This phenomenon becomes more likely to occur, and the overall pulse waveform becomes disordered. Conversely, when the offset voltage is low, the collector-emitter voltage V CE decreases, so ringing does not decrease, but there is a problem that the rise/fall time becomes longer.
このように出力パルス信号の振幅又はオフセツ
ト電圧を変化させると、トランジスタ1a,1b
のトランジシヨン周波数fTが変化するため、立上
り時間/立下り時間およびリンギング現象等が出
力パルス信号のパルスの周期に対して問題となる
ような高周波領域においては使用できない欠点が
あつた。 When the amplitude or offset voltage of the output pulse signal is changed in this way, the transistors 1a and 1b
Since the transition frequency f T of the output pulse signal changes, it has the disadvantage that it cannot be used in a high frequency region where rise time/fall time and ringing phenomena cause problems with the pulse period of the output pulse signal.
さらに、差動論理回路を構成するトランジスタ
1a,1bとしてGaAsFETを使用する場合、
FETのドレイン・ソース間の定格電圧は一般の
シリコン・トランジスタのコレクタ・エミツタ間
の定格電圧に比較して低いために、出力パルス信
号におけるオフセツト電圧の可変範囲を広くとれ
ない問題もある。 Furthermore, when using GaAsFETs as transistors 1a and 1b constituting a differential logic circuit,
Since the rated voltage between the drain and source of the FET is lower than the rated voltage between the collector and emitter of a general silicon transistor, there is also the problem that the variable range of the offset voltage in the output pulse signal cannot be widened.
このような問題を解消するために第3図に示す
パルス出力装置が提案されている。すなわち、差
動論理回路12のトランジスタ11bのコレクタ
は可変減衰器14の入力端子へ接続されている。
この可変減衰器14の出力端子はコンデンサ15
を介して出力パルス信号を出力する出力端子16
へ接続されるとともに、インダクタンス17aを
介してオフセツト制御回路18の差動増幅器18
aの(−)側入力端子に接続されている。そし
て、この差動増幅器18aの(+)側入力端子は
オフセツト制御信号が入力される入力端子19に
接続されている。さらにこのオフセツト制御回路
18の出力端子はインダクタンス17bを介して
前記出力端子16に接続されている。 In order to solve this problem, a pulse output device shown in FIG. 3 has been proposed. That is, the collector of the transistor 11b of the differential logic circuit 12 is connected to the input terminal of the variable attenuator 14.
The output terminal of this variable attenuator 14 is a capacitor 15
Output terminal 16 for outputting an output pulse signal via
and the differential amplifier 18 of the offset control circuit 18 via the inductance 17a.
It is connected to the (-) side input terminal of a. The (+) side input terminal of this differential amplifier 18a is connected to an input terminal 19 to which an offset control signal is input. Furthermore, the output terminal of this offset control circuit 18 is connected to the output terminal 16 via an inductance 17b.
また、前記差動論理回路12の各トランシスタ
11a,11bのエミツタは共通して定電流回路
13に接続されている。 Furthermore, the emitters of each of the transistors 11a and 11b of the differential logic circuit 12 are commonly connected to a constant current circuit 13.
このようなパルス出力装置において、定電流回
路13の出力を調整して差動論理回路12から出
力される出力パルス信号の振幅を最大値に固定す
る。そして、可変減衰器14にてその振幅を減衰
させたのち、減衰された出力パルス信号のうち交
流成分をコンデンサ15を介して出力端子16へ
導びき、直流成分をインダクタンス17aを介し
てオフセツト制御回路18へ入力する。そして、
この直流成分をオフセツト制御回路18にて入力
端子19から入力されたオフセツト制御信号と重
畳して出力し、インダクタンス17bを介して出
力端子16へ送出する。したがつて、出力端子1
6には、オフセツト制御回路18からインダクタ
ンス17bを介して入力された直流のオフセツト
電圧にコンデンサ15を介して入力された交流成
分が重畳された最終の出力パルス信号が出力され
る。したがつて、可変減衰器14の減衰度を調整
することによつて出力端子16から出力される出
力パルス信号の振幅を可変でき、入力端子19へ
入力するオフセツト制御信号を調整することによ
つて出力パルス信号のオフセツト電圧を変化させ
ることが可能である。 In such a pulse output device, the output of the constant current circuit 13 is adjusted to fix the amplitude of the output pulse signal output from the differential logic circuit 12 to a maximum value. After the amplitude is attenuated by the variable attenuator 14, the AC component of the attenuated output pulse signal is led to the output terminal 16 via the capacitor 15, and the DC component is sent to the offset control circuit via the inductance 17a. 18. and,
This DC component is superimposed on the offset control signal inputted from the input terminal 19 in the offset control circuit 18, and outputted, and sent to the output terminal 16 via the inductance 17b. Therefore, output terminal 1
6, a final output pulse signal is output in which the AC component input via the capacitor 15 is superimposed on the DC offset voltage input from the offset control circuit 18 via the inductance 17b. Therefore, by adjusting the degree of attenuation of the variable attenuator 14, the amplitude of the output pulse signal output from the output terminal 16 can be varied, and by adjusting the offset control signal input to the input terminal 19, the amplitude of the output pulse signal can be varied. It is possible to vary the offset voltage of the output pulse signal.
しかも、差動論理回路12から出力されるパル
ス信号の波形、振幅、オフセツト電圧は常に一定
であるので、可変減衰器14以降の回路の振幅、
位相等の伝送特性がほぼ平坦な周波数特性を維持
する限り、前述の立上り/立下り時間等の特性は
出力パルス信号の振幅変化及びオフセツト電圧変
化に影響されることはない。 Moreover, since the waveform, amplitude, and offset voltage of the pulse signal output from the differential logic circuit 12 are always constant, the amplitude of the circuit after the variable attenuator 14,
As long as the transmission characteristics such as phase maintain substantially flat frequency characteristics, the aforementioned characteristics such as rise/fall time are not affected by amplitude changes and offset voltage changes of the output pulse signal.
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、第3図のように構成されたパル
ス出力装置においても、まだ解消しなければなら
ない次のような問題があつた。すなわち差動論理
回路12から出力された出力パルスを減衰させる
ための可変減衰器14は周波数特性等を考慮して
減衰度を段階的に変化させる構造になつているの
で、減衰度を連続的に変化させることは困難であ
つた。なお、減衰度の変化段階数を多く設定すれ
ば上記問題は解消されるが、今度は可変減衰器1
4の設備費が上昇する。[Problems to be Solved by the Invention] However, even in the pulse output device configured as shown in FIG. 3, the following problems still need to be solved. In other words, the variable attenuator 14 for attenuating the output pulse output from the differential logic circuit 12 has a structure that changes the degree of attenuation in stages in consideration of frequency characteristics, etc., so the degree of attenuation can be changed continuously. It was difficult to make changes. The above problem can be solved by setting a large number of attenuation change steps, but this time, variable attenuator 1
4 equipment costs will rise.
また、可変減衰器14から出力されるパルス信
号の直流成分を分離するインダクタンス17a及
びオフセツト制御回路18の出力信号を交流成分
に合成するためのインダクタンス17bは低域通
過周波数に限度があり、低域周波数成分を含んだ
信号が完全に伝送できないために、出力端子16
の出力パルス信号波形にサグが発生する懸念があ
る。 Furthermore, the inductance 17a for separating the DC component of the pulse signal output from the variable attenuator 14 and the inductance 17b for combining the output signal of the offset control circuit 18 into the AC component have a limit on the low-pass frequency; Since the signal containing frequency components cannot be completely transmitted, the output terminal 16
There is a concern that sag may occur in the output pulse signal waveform.
本発明はこのような事情に基づいてなされたも
のであり、その目的とするところは、直流から高
周波数領域までの広周波数帯域に亘つて出力パル
ス信号の振幅およびオフセツト電圧をパルス波形
を劣化させずに大幅に可変できるパルス出力装置
を提供することにある。 The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to reduce the amplitude and offset voltage of the output pulse signal over a wide frequency band from direct current to high frequency range, thereby deteriorating the pulse waveform. The object of the present invention is to provide a pulse output device that can be varied to a large extent without any problems.
[問題点を解決するための手段]
本発明は、外部から入力されたオフセツト制御
信号でもつて差動論理回路から出力されるパルス
信号のオフセツト電圧を可変し、また外部から入
力された振幅制御信号でもつて前記パルス信号の
振幅を可変するようにしたパルス出力装置におい
て、外部から入力されるパルス信号に応動してパ
ルス信号を出力するとともにその出力パルス信号
の振幅が前記振幅制御信号によつて制御されるパ
ルス出力回路と、このパルス出力回路の出力パル
ス信号を交流信号と直流信号とに分離する分離回
路と、この分離回路からの直流信号と振幅制御信
号の反転信号と前記オフセツト制御信号とを加算
して出力するバイアス制御回路とを設け、バイア
ス制御回路から出力されるバイアス制御信号と前
記分離回路からの前記交流信号とを重畳して差動
論理回路へ入力するようにしたものである。[Means for Solving the Problems] The present invention varies the offset voltage of a pulse signal output from a differential logic circuit using an externally inputted offset control signal, and also varies the offset voltage of a pulse signal output from an externally inputted amplitude control signal. In the pulse output device which is configured to vary the amplitude of the pulse signal, the pulse signal is output in response to an externally input pulse signal, and the amplitude of the output pulse signal is controlled by the amplitude control signal. a separation circuit that separates the output pulse signal of the pulse output circuit into an AC signal and a DC signal; a DC signal from the separation circuit, an inverted signal of the amplitude control signal, and the offset control signal. A bias control circuit that adds and outputs the sum is provided, and the bias control signal output from the bias control circuit and the AC signal from the separation circuit are superimposed and input to the differential logic circuit.
[作用]
このように構成されたパルス出力装置であれ
ば、パルス出力回路から出力されたパルス信号は
分離回路で交流信号と直流信号とに分離される。
そして、直流信号は、バイアス制御回路にてオフ
セツト制御信号と振幅制御信号の反転信号とが加
算されてバイアス制御信号になり、分離された前
記交流信号に重畳されて差動論理回路へ入力され
る。したがつて、振幅制御信号の値を変化させる
と、差動論理回路およびパルス出力回路双方の電
流源制御回路が同一方向に動作するとともにバイ
アス制御回路のバイアス制御信号が逆方向に動作
する。その結果、この差動論理回路へ入力される
パルス信号の振幅および直流バイアス電圧も同時
に変化するので、出力パルス信号の振幅を連続可
変できるとともに差動論理回路を常に最適条件で
動作させることが可能である。[Operation] With the pulse output device configured in this way, the pulse signal output from the pulse output circuit is separated into an AC signal and a DC signal by the separation circuit.
Then, the bias control circuit adds the offset control signal and the inverted amplitude control signal to the DC signal to obtain a bias control signal, which is superimposed on the separated AC signal and input to the differential logic circuit. . Therefore, when the value of the amplitude control signal is changed, the current source control circuits of both the differential logic circuit and the pulse output circuit operate in the same direction, and the bias control signal of the bias control circuit operates in the opposite direction. As a result, the amplitude of the pulse signal input to this differential logic circuit and the DC bias voltage change simultaneously, making it possible to continuously vary the amplitude of the output pulse signal and to always operate the differential logic circuit under optimal conditions. It is.
また、オフセツト制御信号はオフセツト制御回
路へ入力するとともにバイアス制御回路へも入力
しているので、オフセツト制御信号が変化すると
バイアス制御信号も同一方向に変化する。しだか
つて、出力パルス信号の振幅を一定にしてオフセ
ツト電圧のみを変化させたとしても差動論理回路
のFETのゲート・ドレイン間の相対的な電位差
は変化しないので、FETを常に一定の最適条件
で動作させることが可能である。 Furthermore, since the offset control signal is input to the offset control circuit and also to the bias control circuit, when the offset control signal changes, the bias control signal also changes in the same direction. However, even if the amplitude of the output pulse signal is kept constant and only the offset voltage is changed, the relative potential difference between the gate and drain of the FET in a differential logic circuit will not change. It is possible to operate with
このように出力パルス信号の振幅およびオフセ
ツト電圧を変化させてもパルス波形に悪影響を及
ぼすことはない。 Even if the amplitude and offset voltage of the output pulse signal are changed in this way, the pulse waveform is not adversely affected.
[実施例]
以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。[Example] An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は実施例のパルス出力装置を示す回路図
である。このパルス出力装置は大きく分けて、外
部から入力されるパルス信号に応動してパルス信
号を出力するパルス出力回路21と、このパルス
出力回路21の電流源を制御する電流源制御回路
22と、パルス出力回路21から出力される一対
のパルス信号をそれぞれ直流信号と交流信号とに
分離する分離回路23と、この分離回路23で分
離された各直流信号が入力されるバイアス制御回
路24と、このバイアス制御回路24から出力さ
れた各バイアス制御信号が前記分離回路23から
出力される各交流信号にそれぞれ重畳されて入力
されるとともに出力パルス信号を出力する差動論
理回路25と、この差動論理回路25の電流源を
制御する電流源制御回路26と、前記差動論理回
路25へオフセツト電圧を印加するオフセツト制
御回路27とで構成されている。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a pulse output device according to an embodiment. This pulse output device is roughly divided into a pulse output circuit 21 that outputs a pulse signal in response to a pulse signal input from the outside, a current source control circuit 22 that controls the current source of this pulse output circuit 21, and a pulse output circuit 21 that outputs a pulse signal in response to a pulse signal input from the outside. A separation circuit 23 that separates a pair of pulse signals output from the output circuit 21 into a DC signal and an AC signal, a bias control circuit 24 to which each DC signal separated by this separation circuit 23 is input, and this bias A differential logic circuit 25 into which each bias control signal outputted from the control circuit 24 is superimposed on each AC signal outputted from the separation circuit 23 and outputs an output pulse signal, and this differential logic circuit 25, and an offset control circuit 27 that applies an offset voltage to the differential logic circuit 25.
前記パルス出力回路21において、一対の
FET21a,21bのソースを互いに接続する
とともに電流源制御回路22の電流制御用のトラ
ンジスタ22aのコレクタに接続されている。ま
た、各FET21a,21bのドレインはそれぞ
れ負荷抵抗21c,21dを介して接地されてい
る。また各FET21a,21bの各ゲートはほ
ぼ同一スレツシヨールド電圧及び振幅を有し互い
に異なる極性の入力パルスが入力される入力端子
28a,28bに接続されている。そして、各
FET21a,21bの各ドレインから出力され
るパルス信号は分離回路23の各コンデンサ23
a,23bへ入力されるとともに各抵抗23c,
23dを介してそれぞれ積分回路からなる直流成
分検出回路29a,29bへ入力される。これら
各直流成分検出回路29a,29bは入力したパ
ルス信号波形を一定周期積分してこのパルス信号
波形の直流信号を取出すもので、このパルス信号
波形のマーク率、デユテイフアクター、信号レベ
ルにより直流出力信号レベルが変化する。 In the pulse output circuit 21, a pair of
The sources of the FETs 21a and 21b are connected to each other and to the collector of a current control transistor 22a of the current source control circuit 22. Further, the drains of the FETs 21a and 21b are grounded via load resistors 21c and 21d, respectively. The gates of the FETs 21a and 21b are connected to input terminals 28a and 28b to which input pulses having substantially the same threshold voltage and amplitude and different polarities are input. And each
The pulse signal output from each drain of FET21a, 21b is connected to each capacitor 23 of separation circuit 23.
a, 23b, and each resistor 23c,
23d, the signal is inputted to DC component detection circuits 29a and 29b each consisting of an integrating circuit. Each of these DC component detection circuits 29a and 29b integrates the input pulse signal waveform at a certain period and extracts a DC signal of this pulse signal waveform.The DC output is determined by the mark rate, duty factor, and signal level of this pulse signal waveform. The signal level changes.
各直流成分検出回路29a,29bから出力さ
れた各直流信号はバイアス制御回路24内の4つ
の入力端子を有する各アナログの加算器30a,
30bの第1の入力端子へ入力される。各加算器
30a,30bの第2の入力端子には固定バイア
ス電圧発生回路31から出力される固定バイアス
電圧が入力され、各加算器30a,30bの第3
の入力端子には入力端子32から入力される振幅
制御信号がアナログの反転回路33で極性が反転
されて反転信号として入力される。さらに、各加
算器30a,30bの第4の入力端子には入力端
子34から入力されたオフセツト制御信号が入力
される。 Each DC signal output from each DC component detection circuit 29a, 29b is input to each analog adder 30a having four input terminals in the bias control circuit 24,
It is input to the first input terminal of 30b. The fixed bias voltage output from the fixed bias voltage generation circuit 31 is input to the second input terminal of each adder 30a, 30b, and the third input terminal of each adder 30a, 30b
The amplitude control signal inputted from the input terminal 32 is inverted in polarity by an analog inverting circuit 33 and inputted as an inverted signal to the input terminal of the input terminal 32 . Furthermore, the offset control signal input from the input terminal 34 is input to the fourth input terminal of each adder 30a, 30b.
各加算器30a,30bの4つの入力端子から
入力された信号は加算されて各バイアス制御信号
しとて出力され、抵抗24a,24bを介して差
動論理回路25を構成する各FET25a,24
bのそれぞれのゲートへ印加される。なお、これ
ら各ゲートには分離回路23から各コンデンサ2
3a,23bを介して出力された各パルス信号の
各交流信号も重畳されて印加されている。 Signals inputted from the four input terminals of each adder 30a, 30b are added and output as each bias control signal, and each FET 25a, 25 forming the differential logic circuit 25 via resistors 24a, 24b.
b is applied to each gate. Note that each capacitor 2 is connected to each gate from a separation circuit 23.
Each AC signal of each pulse signal outputted via 3a and 23b is also applied in a superimposed manner.
差動論理回路25の各FET25a,25bの
各ドレインには、差動増幅器27a、電流ブスー
タ27b等で構成されたオフセツト制御回路27
から出力されるオフセツト電圧がそれぞれ抵抗2
5c,25dを介して印加されている。また、
FET25bのドレインはこの装置の出力パルス
信号を出力する出力端子35に接続されている。 An offset control circuit 27 comprising a differential amplifier 27a, a current booster 27b, etc. is connected to each drain of each FET 25a, 25b of the differential logic circuit 25.
The offset voltage output from each resistor 2
5c and 25d. Also,
The drain of the FET 25b is connected to an output terminal 35 for outputting an output pulse signal of this device.
また、各FET25a,25bの各ソースは共
通接続されて電流源制御回路26内の電流制限用
のトランジスタ26aのコレクタに接続されてい
る。このトランジスタ26aのエミツタは抵抗2
6bを介して(−VE)の直流電源に接続されて
いる。また、トランジスタ26aのベースは図示
極性の2つのツエナーダイオード26c,26d
を介して差動増幅器26eの出力端子に接続され
ている。この差動増幅器26eの(+)側入力端
子は抵抗26fを介して振幅制御信号の入力端子
32に接続されるとともに抵抗26jを介して
(−VE)の直流電源に接続されている。(−)側
入力端子はトランジスタ26aのエミツタと接地
間に介挿された分割抵抗26g,26hの中間点
に接続されている。 Further, the sources of the FETs 25a and 25b are commonly connected to the collector of a current limiting transistor 26a in the current source control circuit 26. The emitter of this transistor 26a is resistor 2
It is connected to the DC power supply (-V E ) via 6b. The base of the transistor 26a is connected to two Zener diodes 26c and 26d of polarity shown in the figure.
The output terminal of the differential amplifier 26e is connected to the output terminal of the differential amplifier 26e. The (+) side input terminal of the differential amplifier 26e is connected to the amplitude control signal input terminal 32 via a resistor 26f, and to the (-V E ) DC power supply via a resistor 26j. The (-) side input terminal is connected to the midpoint between dividing resistors 26g and 26h inserted between the emitter of transistor 26a and ground.
また、直列接続された一対のツエナーダイオー
ド26c,26dの中間点はパルス出力回路21
の電流源制御回路22におけるトランジスタ22
aのベースへ接続されている。 Further, the midpoint between the pair of Zener diodes 26c and 26d connected in series is connected to the pulse output circuit 21.
The transistor 22 in the current source control circuit 22 of
connected to the base of a.
また、オフセツト制御信号が入力される入力端
子34はバイアス制御回路24の各加算器30
a,30bに接続されるとともに、抵抗27cを
介してオフセツト制御回路27の差動増幅器27
aの(+)側入力端子に接続されている。 Further, the input terminal 34 to which the offset control signal is input is connected to each adder 30 of the bias control circuit 24.
a, 30b, and the differential amplifier 27 of the offset control circuit 27 via a resistor 27c.
It is connected to the (+) side input terminal of a.
このように構成されたパルス出力装置におい
て、差動論理回路25から出力端子35を介して
出力される出力パルス信号の振幅は、入力端子3
2から入力される振幅制御信号にて制御される電
流源制御回路26によつて定まるソース電流ISと
負荷抵抗25dとの積になるので、入力端子32
に入力される振幅制御信号を変化させることによ
つて出力パルス信号の振幅を変化させることがで
きる。また、入力端子34から入力されるオフセ
ツト制御信号のレベルを変化するとオフセツト制
御回路27から出力されるオフセツト電圧が差動
論理回路25の各FET25a,25bの各ドレ
インに接続された抵抗25c,25dに印加され
るので、出力パルス信号のオフセツト電圧が変化
する。 In the pulse output device configured in this way, the amplitude of the output pulse signal output from the differential logic circuit 25 via the output terminal 35 is
2 is the product of the source current IS determined by the current source control circuit 26 controlled by the amplitude control signal input from input terminal 32
By changing the amplitude control signal input to the output pulse signal, the amplitude of the output pulse signal can be changed. Furthermore, when the level of the offset control signal inputted from the input terminal 34 is changed, the offset voltage outputted from the offset control circuit 27 is applied to the resistors 25c and 25d connected to the respective drains of the FETs 25a and 25b of the differential logic circuit 25. As a result, the offset voltage of the output pulse signal changes.
ここで、入力端子32から入力される振幅制御
信号は差動論理回路25の電流源制御回路26に
入力されるとともに反転回路33にて反転されて
バイアス制御回路24の各加算器30a,30b
に入力される。したがつて、各FET25a,2
5bのゲート電圧は振幅制御信号の変化方向と逆
方向に変化する。その結果、出力パルス信号のオ
フセツト電圧を一定に保つたまま入力端子32の
振幅制御信号を変化させて振幅のみを例えばV1
からV2(V1<V2)へ変化させると、FET25a,
25bのゲート電圧は、振幅がV1のときの電圧
に比較して(V1−V2)だけ低い電圧になるよう
に動作する。すなわち、出力パルス信号の大きい
振幅に対してはドレイン・ゲート間電圧VDを大
きくし、反対に小さい振幅に対してはドレイン・
ゲート間電圧VDGを小さくするようにゲート電圧
が変化する。したがつて、FET25a,25b
の導通時のドレイン・ソース間電圧VDSの変化が
小さくなり、高周波数領域における利得および位
相特性(トランジシヨン周波数fT)の変化も少な
くなる。その結果、たとえ出力パルイ信号の振幅
が大幅に変化したとしても出力パルス信号の波形
の乱れは少ない。 Here, the amplitude control signal inputted from the input terminal 32 is inputted to the current source control circuit 26 of the differential logic circuit 25, and is inverted by the inverting circuit 33 to each adder 30a, 30b of the bias control circuit 24.
is input. Therefore, each FET25a, 2
The gate voltage of 5b changes in the opposite direction to the changing direction of the amplitude control signal. As a result, by changing the amplitude control signal at the input terminal 32 while keeping the offset voltage of the output pulse signal constant, only the amplitude can be changed to, for example, V 1 .
to V 2 (V 1 <V 2 ), FET25a,
The gate voltage of 25b operates to be a voltage lower by (V 1 −V 2 ) than the voltage when the amplitude is V 1 . In other words, the drain-gate voltage V D is increased for a large amplitude of the output pulse signal, and conversely, the drain-gate voltage V D is increased for a small amplitude of the output pulse signal.
The gate voltage changes to reduce the gate-to-gate voltage VDG . Therefore, FET25a, 25b
The change in the drain-source voltage V DS when conductive is reduced, and the change in the gain and phase characteristics (transition frequency f T ) in the high frequency region is also reduced. As a result, even if the amplitude of the output pulse signal changes significantly, there is little disturbance in the waveform of the output pulse signal.
一方、入力端子34から入力されるオフセツト
制御信号はオフセツト制御回路27に入力される
とともにバイアス制御回路24の各加算器30
a,30bに入力されているので、出力パルス信
号の振幅を一定にしてオフセツト電圧を変化する
場合は、各FET25a,25bのゲート電圧は
オフセツト電圧の変化と同期して周方向に変化す
る。したがつて差動論理回路25の各FET25
a,25bのドレイン・ゲート間電圧VDが出力
パルス信号のオフセツト電圧の変化に係わらずほ
ぼ一定値になる。したがつてFET25a,25
bの高周波数領域における利得および位相特性
(トランジシヨン周波数fT)が変化しないので、
出力パルス信号波形の立上り/立下り時間が変化
することはない。その結果たとえ振幅を変化させ
たとしても出力パルス信号波形が乱れることはな
い。 On the other hand, the offset control signal inputted from the input terminal 34 is inputted to the offset control circuit 27 as well as to each adder 30 of the bias control circuit 24.
Since it is input to FETs 25a and 30b, when the offset voltage is changed while keeping the amplitude of the output pulse signal constant, the gate voltage of each FET 25a and 25b changes in the circumferential direction in synchronization with the change in the offset voltage. Therefore, each FET 25 of the differential logic circuit 25
The drain-to-gate voltage V D of transistors a and 25b remains approximately constant regardless of changes in the offset voltage of the output pulse signal. Therefore, FET25a, 25
Since the gain and phase characteristics (transition frequency f T ) in the high frequency region of b do not change,
The rise/fall times of the output pulse signal waveform do not change. As a result, even if the amplitude is changed, the output pulse signal waveform will not be disturbed.
このようにバイアス制御回路24は、パルス出
力回路21から入力されるパルス信号の直流信号
のレベル変動に追従すると共に、差動論理回路2
5から出力される出力パルス信号のオフセツト電
圧および振幅の変化に対して常に差動論理回路2
5が最適なバイアス条件を保てるように各FET
25a,25bへゲート電圧を供給する機能を有
している。 In this way, the bias control circuit 24 tracks the level fluctuation of the DC signal of the pulse signal inputted from the pulse output circuit 21, and the differential logic circuit 24
The differential logic circuit 2 always responds to changes in the offset voltage and amplitude of the output pulse signal output from the differential logic circuit 2.
5 to maintain optimal bias conditions for each FET.
It has a function of supplying gate voltage to 25a and 25b.
また、差動論理回路25へ入力される、分離回
路23からの交流信号とバイアス制御回路24か
らの直流のバイアス制御信号とを、インダクタン
スを用いずに合成し、しかもバイアス制御回路2
4の各加算器30a,30bの出力インピーダン
スを非常に高い値にしているので、差動論理回路
25の各FET25a,25bの各ゲート回路は
直流から高周波数領域まで広い範囲で動作する。 Further, the AC signal from the separation circuit 23 and the DC bias control signal from the bias control circuit 24, which are input to the differential logic circuit 25, are combined without using an inductance, and the bias control circuit 25
Since the output impedance of each adder 30a, 30b of 4 is set to a very high value, each gate circuit of each FET 25a, 25b of the differential logic circuit 25 operates in a wide range from direct current to a high frequency region.
また、一般に、差動論理回路25から大振幅の
出力パルス信号を得るためには、結果として得ら
れる出力パルス信号の振幅に相対して各FET2
5a,25bの各ゲートに入力されるパルス信号
の振幅が大きくなる必要がある。入力端子32か
ら入力される振幅制御信号は電流源制御回路26
内のツエナーダイオード26c,26dで分圧さ
れてパルス出力回路21の電流源制御回路22の
電流制御用のトランジスタ22aのベースに印加
されているので、パルス出力回路21から出力さ
れるパルス信号の振幅は振幅制御信号によつて制
御できるので上記条件を簡単に満足できる。しか
も、その変化割合いは、差動論理回路25の出力
パルス信号の変化割合いより低くしているので、
パルス出力回路21から出力されるパルス信号の
波形をトランジシヨン周波数fT変化に起因する立
上り/立下り、デユテイフアクター、リンギング
等の変化を最少限に抑制できる。 Generally, in order to obtain a large amplitude output pulse signal from the differential logic circuit 25, each FET 2 must be
The amplitude of the pulse signal input to each gate 5a and 25b needs to be large. The amplitude control signal input from the input terminal 32 is sent to the current source control circuit 26.
The amplitude of the pulse signal output from the pulse output circuit 21 is divided by the Zener diodes 26c and 26d and applied to the base of the current control transistor 22a of the current source control circuit 22 of the pulse output circuit 21. can be controlled by the amplitude control signal, so the above conditions can be easily satisfied. Moreover, since the rate of change is lower than the rate of change of the output pulse signal of the differential logic circuit 25,
Changes in the waveform of the pulse signal output from the pulse output circuit 21, such as rise/fall, duty factor, ringing, etc., caused by changes in the transition frequency fT can be suppressed to a minimum.
なお、本発明はパルス出力回路21から出力さ
れるパルス信号の直流成分を検出するために積分
回路からなる直流成分検出回路29a,29bを
設けたが、パルス出力回路21に入力されるパル
ス信号のマーク率およびデユテイフアクターが一
定している場合には、パルス出力回路21から出
力されるパルス信号の直流信号は一定値であるの
で、固定バイアス電圧発生回路31を利用するこ
とによつて直流成分検出回路29a,29bを除
去することも可能である。 Note that although the present invention provides the DC component detection circuits 29a and 29b consisting of an integrating circuit in order to detect the DC component of the pulse signal output from the pulse output circuit 21, When the mark rate and duty factor are constant, the DC signal of the pulse signal output from the pulse output circuit 21 is a constant value, so by using the fixed bias voltage generation circuit 31, the DC component is It is also possible to eliminate the detection circuits 29a, 29b.
[発明の効果]
以上説明したように本発明のパルス出力装置に
よれば、直流から高周波数領域までの広周波数帯
域に亘つて出力パルス信号の振幅およびオフセツ
ト電圧をパルス波形を劣化させずに大幅に可変で
きる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the pulse output device of the present invention, the amplitude and offset voltage of the output pulse signal can be significantly increased over a wide frequency band from direct current to high frequency range without deteriorating the pulse waveform. It can be changed to
第1図は本発明の一実施例に係わるパルス出力
装置を示す回路図、第2図および第3図はそれぞ
れ従来のパルス出力装置を示す回路図である。
21……パルス出力回路、21a,21b,2
5a,25b……FET、22,26……電流源
制御回路、23……分離回路、23a,23b…
…コンデンサ、24……バイアス制御回路、25
……差動論理回路、27……オフセツト制御回
路、29a,29b……直流成分検出回路、30
a,30b……加算器、31……固定バイアス電
圧発生回路、33……反転回路。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a pulse output device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are circuit diagrams showing conventional pulse output devices, respectively. 21...Pulse output circuit, 21a, 21b, 2
5a, 25b...FET, 22, 26...Current source control circuit, 23...Separation circuit, 23a, 23b...
... Capacitor, 24 ... Bias control circuit, 25
... Differential logic circuit, 27 ... Offset control circuit, 29a, 29b ... DC component detection circuit, 30
a, 30b...adder, 31...fixed bias voltage generation circuit, 33...inverting circuit.
Claims (1)
フセツト制御信号に応動して前記差動論理回路の
出力するパルス信号のオフセツト電圧を可変制御
するオフセツト制御回路27と;外部から入力さ
れた振幅制御信号に応動して前記差動論理回路の
電流源を制御することによつて前記差動論理回路
の出力するパルス信号の振幅を可変制御する電流
源制御回路26とを備え、前記差動論理回路に入
力されるパルス信号を所望のオフセツト電圧及び
振幅で出力するパルス出力装置において: 外部から入力されるパルス信号に応動してパル
ス信号を出力するとともにその出力パルス信号の
振幅が前記振幅制御信号によつて制御されるパル
ス出力回路21と; 該パルス出力回路の出力パルス信号を交流信号
と直流信号とに分離する分離回路23と; 該分離回路からの前記直流信号と前記振幅制御
信号の反転信号と前記オフセツト制御信号とを加
算して出力するバイアス制御回路24とを備え: 前記バイアス制御回路から出力されるバイアス
制御信号と前記分離回路からの前記交流信号とを
重畳して前記差動論理回路へ入力するようにした
ことを特徴とするパルス出力装置。[Scope of Claims] 1. A differential logic circuit 25; an offset control circuit 27 that variably controls the offset voltage of a pulse signal output from the differential logic circuit in response to an offset control signal input from the outside; and a current source control circuit 26 that variably controls the amplitude of the pulse signal output from the differential logic circuit by controlling the current source of the differential logic circuit in response to an amplitude control signal input from the differential logic circuit. , in a pulse output device that outputs a pulse signal input to the differential logic circuit with a desired offset voltage and amplitude: outputs a pulse signal in response to a pulse signal input from the outside, and adjusts the amplitude of the output pulse signal. is controlled by the amplitude control signal; a separation circuit 23 that separates the output pulse signal of the pulse output circuit into an AC signal and a DC signal; the DC signal from the separation circuit and the DC signal; a bias control circuit 24 that adds and outputs an inverted signal of the amplitude control signal and the offset control signal; A pulse output device characterized in that the pulse output device is configured to input the pulse to the differential logic circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60194247A JPS6253512A (en) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | Pulse output device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60194247A JPS6253512A (en) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | Pulse output device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6253512A JPS6253512A (en) | 1987-03-09 |
| JPH027209B2 true JPH027209B2 (en) | 1990-02-16 |
Family
ID=16321430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60194247A Granted JPS6253512A (en) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | Pulse output device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS6253512A (en) |
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- 1985-09-03 JP JP60194247A patent/JPS6253512A/en active Granted
Also Published As
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