JPH0630429B2 - リミツト増幅器 - Google Patents
リミツト増幅器Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplifier
- emitter
- collector
- pair
- differential amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
以下、実施例によつて本発明を詳細に説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
-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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (2)
- 【請求項１】それぞれのコレクタに負荷抵抗を有し、エ
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。 - 【請求項２】それぞれのコレクタに負荷抵抗を有し、エ
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24955584A JPH0630429B2 (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | リミツト増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24955584A JPH0630429B2 (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | リミツト増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128617A JPS61128617A (ja) | 1986-06-16 |
| JPH0630429B2 true JPH0630429B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=17194736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24955584A Expired - Lifetime JPH0630429B2 (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | リミツト増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630429B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009069814A1 (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Nec Corporation | 光受信回路および信号処理方法 |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP24955584A patent/JPH0630429B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61128617A (ja) | 1986-06-16 |
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