JPH0630429B2 - Limit amplifier - Google Patents
Limit amplifierInfo
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- JPH0630429B2 JPH0630429B2 JP24955584A JP24955584A JPH0630429B2 JP H0630429 B2 JPH0630429 B2 JP H0630429B2 JP 24955584 A JP24955584 A JP 24955584A JP 24955584 A JP24955584 A JP 24955584A JP H0630429 B2 JPH0630429 B2 JP H0630429B2
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- collector
- pair
- differential amplifier
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、デイジタル通信用中継器のタイミング抽出ク
ロツク信号の波形整形用リミツト増幅器に関するもので
ある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a limit amplifier for waveform shaping of a timing extraction clock signal of a digital communication repeater.
再生中継伝送するデイジタル伝送では、各中継器毎に主
記号よりクロツク信号を抽出し、この信号により主信号
の識別再生を行う。この場合クロツク信号の振幅は、主
信号のパターンによつて20〜30dB変化するため、
安定に主信号の識別再生を行うには、振幅一定で位相変
動の小さい矩形波状の信号に波形整形する必要がある。
一般にこの波形整形用回路としてリミツト増幅器が用い
られている。In digital transmission for regenerative repeat transmission, a clock signal is extracted from the main symbol for each repeater, and the main signal is identified and reproduced by this signal. In this case, the amplitude of the clock signal changes by 20 to 30 dB depending on the pattern of the main signal.
For stable identification and reproduction of the main signal, it is necessary to shape the waveform into a rectangular wave signal with a constant amplitude and a small phase fluctuation.
A limit amplifier is generally used as this waveform shaping circuit.
リミツト増幅器は、振幅が大幅に変動するクロツク信号
を振幅制限する際、トランジスタの接合容量が、入力信
号レベルによつて非線形に変動するため、振幅−位相変
換をひき起こし、クロツク出力信号には位相変動(ジツ
タ)が発生する。このジツタ低域には、トランジスタの
接合容量を小さくすることが必要であり、リミツト増幅
器の広帯域化が有効である。第1図に従来の増幅器(フ
エアチヤイルド社リニアICデータブツク,7−40頁
μA733)の回路構成を示す。動作を簡単に説明する
と、まず端子VIN INより信号が入力され、この信号に
応じてトランジスタQ1,Q2を流れる電流分配率が変
わる。この変化は負荷抵抗RL1,RL2の両端に電圧変化
としてあらわれる。この回路は抵抗RFによる負帰還構
成にすることによつて広帯域化を実現している。しか
し、大入力振幅時でVINとINの電位差が最大になる時
トランジスタQ1,Q2のコレクタ電位V1,V2は夫
々V1VCC,V2=VCC−RL2I2となり、トランジ
スタQ3及びQ4が飽和する。この飽和によりQ3及び
Q4の充放電のバランスがくずれ、ジツタ特性が劣化す
る欠点があつた。When limiting the amplitude of a clock signal whose amplitude fluctuates significantly, the limit amplifier causes the amplitude-phase conversion because the junction capacitance of the transistor varies nonlinearly depending on the input signal level, and the clock output signal has a phase difference. Fluctuation (jitter) occurs. In the low frequency range of the jitter, it is necessary to reduce the junction capacitance of the transistor, and it is effective to widen the band of the limit amplifier. FIG. 1 shows the circuit configuration of a conventional amplifier (Linear IC data book, manufactured by Fairchild, page 7-40 μA733). The operation will be briefly described. First, a signal is input from the terminal V IN IN , and the current distribution rate flowing through the transistors Q 1 and Q 2 changes according to this signal. This change appears as a voltage change across the load resistors R L1 and R L2 . This circuit realizes a wide band by adopting a negative feedback configuration with a resistor R F. However, the transistor Q 1, the collector potential V 1 of the Q 2, V 2 are each V 1 V CC when the potential difference between V IN and IN is maximized at the time of large input amplitude, V 2 = V CC -R L2 2 becomes , The transistors Q 3 and Q 4 are saturated. Due to this saturation, the balance of charge and discharge of Q 3 and Q 4 is disturbed, and there is a drawback that the jitter characteristic is deteriorated.
本発明の目的は、従来の欠点に鑑み、負帰還用差動増幅
器を構成するトランジスタの飽和を避け振幅−位相変換
によつて生じるジツタを低域するクロツク信号の振幅制
限用のリミツト増幅器を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the conventional drawbacks, an object of the present invention is to provide a limit amplifier for limiting the amplitude of a clock signal, which avoids the saturation of the transistors constituting the negative feedback differential amplifier and lowers the jitter generated by the amplitude-phase conversion. To do.
上記、本発明の目的は実現するため第一の方法としてR
L1とVCCの間にレベルシフト用ダイオードを設け、この
ダイオードの電圧降下により、トランジスタQ3,Q4
を非飽和状態で動作させる。第二の方法としてはV1,
V3のレベルは、VCCと0とV0の電位の抵抗比で決
まるために、0,V0のレベルを下げることにより飽
和を解消する。実際にはQ5及びQ6とエミツタとRF
の間にn段のレベルシフト用ダイオードを挿入すること
によつて実現する。As a first method for realizing the above object of the present invention, R
A level shift diode is provided between L1 and V CC , and due to the voltage drop of this diode, transistors Q 3 and Q 4
To operate in a non-saturated state. The second method is V 1 ,
Since the level of V 3 is determined by the resistance ratio between V CC and the potential of 0 and V 0 , saturation is eliminated by lowering the levels of 0 and V 0 . Actually Q 5 and Q 6 , Emitter and R F
It is realized by inserting an n-stage level shift diode between the two.
以下、実施例によつて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
第2図に第1の本発明の一実施例であるリミツト増幅器
の基本単位回路構成を示す。本実施例は、抵抗RL1,R
L2,RE1,RFと、トランジスタQ1,Q2,Q3,Q
4,Q5,Q6から成る第1図のリミツト増幅器に、ダ
イオードD1を付加した回路構成である。FIG. 2 shows the basic unit circuit configuration of the limit amplifier according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the resistors R L1 , R
L2 , R E1 , R F and transistors Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q
This is a circuit configuration in which a diode D 1 is added to the limit amplifier of FIG. 1 composed of 4 , Q 5 , and Q 6 .
第2図に示すリミツト増幅器2のV0,0は差動出力
で、非線形領域で振幅制限された波形が出力される。第
2図に示す回路において、Q3及びQ4が飽和に関して
最もきびしくなるのは、差動入力VINとINの電位差が
最も大きいときで、ダイオードD1の電圧降下vBEを考
慮すれば、この時のV3,V4は各々、 V3=VCC−vBE …(1) V4VCC−RL2・I2 …(2) となる。V 0 , 0 of the limit amplifier 2 shown in FIG. 2 is a differential output, and a waveform whose amplitude is limited in a non-linear region is output. In the circuit shown in FIG. 2, Q 3 and Q 4 are most severe in terms of saturation when the potential difference between the differential inputs V IN and IN is the largest, and considering the voltage drop v BE of the diode D 1 , V 3, V 4 at this time, respectively, it becomes V 3 = V CC -v bE ... (1) V 4 V CC -R L2 · I 2 ... (2).
例えば RL1=RL2=800Ω RE1=100Ω RF3kΩ I1=I2=I3=I4=1mA とすると、一般にトランジスタの飽和電流ISは、 で与えられるから、I0=10-16(A),β=26×10
-3(V)とすると、vBC=0.65V程度で、Is=0.07mA
となる。この値はI2=1mAの7%となるため、無視
できなくなる。第1図の構成ではコレクタ電流−ベース
・コレクタ間電圧特性よりvBE=0.85V(1mA)でV3
−V4=RL2・I2=0.8Vとなり飽和に対してきびし
くなるが、本発明によれば、(1),(2)式より、V3−V
4=RRL2・I2−vBE=0.8V−0.85V=−0.05Vと
なり、V3<V4を満足し飽和は起らない。For example, if R L1 = R L2 = 800Ω RE 1 = 100Ω R F 3 kΩ I 1 = I 2 = I 3 = I 4 = 1 mA, the saturation current I S of the transistor is generally Therefore , I 0 = 10 −16 (A), β = 26 × 10
When -3 (V), at about v BC = 0.65V, I s = 0.07mA
Becomes Since this value is 7% of I 2 = 1 mA, it cannot be ignored. In the configuration of FIG. 1, V BE = 0.85V (1mA) is V 3 from the collector current-base-collector voltage characteristic.
-V 4 = R L2 · I 2 = severely made, but relative to the 0.8V becomes saturated, according to the present invention, (1), (2) from equation, V 3 -V
4 = RR L2 · I 2 −v BE = 0.8V−0.85V = −0.05V, satisfying V 3 <V 4 and no saturation occurs.
第3図に本発明ろ他の一実施例を示す。本実施例は第1
図のリミツト増幅器にn段のレベルシフト用ダイオード
Q1〜Qnを付加した回路である。第3図に示す回路に
おいてトランジスタQ3が飽和に関して最もきびしくな
るのは、差動入力VINとINの電位差が最も大きいとき
で、この時、 V7=VCC−RL2・I2 …(3) V6は、VCCとV0の抵抗比になるために、 となる。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. This embodiment is the first
This is a circuit in which n stages of level shifting diodes Q 1 to Q n are added to the limit amplifier shown in the figure. The transistor Q 3 is the most severe with respect to saturation in the circuit shown in Figure 3, when the largest potential difference of the differential input V IN and IN, this time, V 7 = V CC -R L2 · I 2 ... ( 3) Since V 6 becomes the resistance ratio of V CC and V 0 , Becomes
Q3が飽和を起こさないためには、V6<V7の関係を
持たせばよい。第一の実施例と同様の回路定数を用いれ
ば、上記(3),(4)式より、n=4でV6<V7となり、
第一の実施例と同様の効果を得ることができる。In order to prevent Q 3 from being saturated, the relationship of V 6 <V 7 should be established. If the same circuit constants as in the first embodiment are used, from the above equations (3) and (4), V 6 <V 7 at n = 4,
The same effect as that of the first embodiment can be obtained.
第4図に基本単位回路を4段縦続接続した従来のリミツ
ト増幅器と本発明によるリミツト増幅器における入力振
幅ジツタ特性のシミユレーシヨン効果を示す。クロツク
周波数150MHz、トランジスタのT=4GHz、ベー
ス抵抗600Ω、ベース・コレクタ間容量0.082pF、
ベース・エミツタ間容量0.063pF、コレクタ基板間容
量0.21pFとした。入力は、通常用いられる0.8V
p−p基準として、ジツタはマーク率変動1/15に相当す
る50mVp−pまで測定した。第4図に示すように、
本発明のリミツト増幅器によれば、従来のリミツト増幅
器に比べベジツタ特性を約1/6に改善することができ
る。FIG. 4 shows the simulation effect of the input amplitude jitter characteristic in the conventional limit amplifier in which four basic unit circuits are connected in cascade and in the limit amplifier according to the present invention. Clock frequency 150 MHz, transistor T = 4 GHz, base resistance 600 Ω, base-collector capacitance 0.082 pF,
The base-emitter capacitance was 0.063 pF and the collector-substrate capacitance was 0.21 pF. Input is normally used 0.8V
As a pp reference, the jitter was measured up to 50 mV pp, which corresponds to a mark rate fluctuation of 1/15. As shown in FIG.
According to the limit amplifier of the present invention, the vegeta characteristic can be improved to about 1/6 as compared with the conventional limit amplifier.
本発明によれば、レベルシフト用ダイオードあるいはn
段の縦続接続されたダイオードを付加することにより、
負帰還用差動増幅器を構成するトランジスタの飽和を避
けることができるためジツタを低域でき、広帯域リミツ
ト増幅器を実現できる。According to the invention, a level shifting diode or n
By adding cascaded diodes in stages,
Since it is possible to avoid saturation of the transistors forming the differential amplifier for negative feedback, the jitter can be lowered and a wideband limit amplifier can be realized.
第1図は従矛の帰還型リミツト増幅器回路図、 第2図は本発明の第一のリミツト増幅器回路図、 第3図は本発明の第二のリミツト増幅器回路図、 第4図は従来型リミツト増幅器及び本発明のリミツト増
幅器のジツタ特性図である。 2……第一の非飽和リミツト増幅器基本単位回路、 3……第二の非飽和リミツト増幅器基本単位回路。FIG. 1 is a contradictive feedback type limit amplifier circuit diagram, FIG. 2 is a first limit amplifier circuit diagram of the present invention, FIG. 3 is a second limit amplifier circuit diagram of the present invention, and FIG. 4 is a conventional type. FIG. 6 is a jitter characteristic diagram of the limit amplifier and the limit amplifier of the present invention. 2 ... 1st non-saturation limit amplifier basic unit circuit, 3 ... 2nd non-saturation limit amplifier basic unit circuit.
Claims (2)
ミッタがそれぞれ抵抗素子を介して第1の定電流源に接
続された1対のトランジスタからなる第1の差動増幅器
と、 それぞれのコレクタに負荷抵抗を有し、エミッタが第2
の定電流源に共通接続され、それぞれのベースが上記第
1の差動増幅器のコレクタ出力と接続された1対のトラ
ンジスタからなる第2の差動増幅器と、 それぞれのベースが上記第2の差動増幅器のコレクタ出
力と接続され、エミッタが帰還抵抗素子を介して上記第
2の差動増幅器のベースに接続された1対のエミッタホ
ロワ回路とからなり、 上記第1の差動増幅器の負荷抵抗の他端が共通接続さ
れ、ダイオードを介して電源端子に接続されたことを特
徴とするリミット増幅器。1. A first differential amplifier comprising a pair of transistors, each collector having a load resistance, and each emitter connected to a first constant current source through a resistance element, and each collector. Has a load resistance and the emitter is the second
Second differential amplifier comprising a pair of transistors commonly connected to the constant current source, each base connected to the collector output of the first differential amplifier, and each base having the second difference. A pair of emitter follower circuits connected to the collector output of the dynamic amplifier and having their emitters connected to the base of the second differential amplifier via a feedback resistance element. A limit amplifier characterized in that the other end is commonly connected and is connected to a power supply terminal via a diode.
ミッタがそれぞれ抵抗素子を介して第1の定電流源に接
続された1対のトランジスタからなる第1の差動増幅器
と、 それぞれのコレクタに負荷抵抗を有し、エミッタが第2
の定電流源に共通接続され、それぞれのベースが上記第
1の差動増幅器のコレクタ出力と接続された1対のトラ
ンジスタからなる第2の差動増幅器と、 それぞれのベースが上記第2の差動増幅器のコレクタ出
力と接続され、エミッタが帰還抵抗素子を介して上記第
2の差動増幅器のベースに接続された1対のエミッタホ
ロワ回路とからなり、 上記各エミッタホロワ回路が、エミッタと上記帰還抵抗
との間に、縦続接続された複数個のダイオードを有する
ことを特徴とするとするリミット増幅器。2. A first differential amplifier comprising a pair of transistors, each collector having a load resistance, and each emitter connected to a first constant current source via a resistance element, and each collector. Has a load resistance and the emitter is the second
Second differential amplifier comprising a pair of transistors commonly connected to the constant current source, each base connected to the collector output of the first differential amplifier, and each base having the second difference. A pair of emitter follower circuits connected to the collector output of the dynamic amplifier and having emitters connected to the bases of the second differential amplifiers via feedback resistance elements, wherein each of the emitter follower circuits comprises an emitter and a feedback resistor. A limit amplifier characterized in that it has a plurality of diodes connected in series between and.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24955584A JPH0630429B2 (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Limit amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24955584A JPH0630429B2 (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Limit amplifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128617A JPS61128617A (en) | 1986-06-16 |
| JPH0630429B2 true JPH0630429B2 (en) | 1994-04-20 |
Family
ID=17194736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24955584A Expired - Lifetime JPH0630429B2 (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Limit amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630429B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009069814A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Nec Corporation | Light receiving circuit and signal processing method |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP24955584A patent/JPH0630429B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61128617A (en) | 1986-06-16 |
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