(57)【要約】【課題】  高速にオフセットを補正することが可能な利得可変増幅回路を提供することを目的とする。  【解決手段】  ３段目の利得可変差動増幅部１１−３の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号と、１段目の利得可変差動増幅部１１−１の出力信号から取り出した基準信号とをそれぞれ比較し、プラス成分信号及びマイナス成分信号のそれぞれの信号に対応する２つのＣｏｍｍｏｎＭｏｄｅ電位を取り出し、取り出された２つのＣｏｍｍｏｎＭｏｄｅ電位の電位差をオペアンプ１７及び１８により検出し、その電位差がなくなるように、３段目の利得可変差動増幅部１１−３の出力信号のＣｏｍｍｏｎＭｏｄｅ電位に基づくフィードバック信号を１段目の利得可変差動増幅部１１−１にフィードバックする。【選択図】      図１
2005110108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の増幅器を含む増幅部と、
前記複数の増幅器の中の第１の増幅器の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて前記第１の増幅器の出力信号の中心電圧を示す基準信号を出力する基準信号出力部と、
前記基準信号と前記複数の増幅器の中の第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部と、
を備え、
前記複数の増幅器の中の任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記プラス成分オフセット信号及び前記マイナス成分オフセット信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項２】
直列に接続された複数の増幅器を含む増幅部と、
前記複数の増幅器の中の第１の増幅器の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて前記第１の増幅器の出力信号の中心電圧を示す基準信号を出力する基準信号出力部と、
前記基準信号と前記複数の増幅器の中の第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部と、
前記プラス成分オフセット信号と前記マイナス成分オフセット信号との差分に応じた差信号を出力する差信号出力部と、
を備え、
前記複数の増幅器の中の任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記差信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項３】
直列に接続された複数の増幅器を含む増幅部と、
基準信号を出力する基準信号出力部と、
前記基準信号と前記複数の増幅器の中の第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部と、
を備え、
前記複数の増幅器の中の任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記プラス成分オフセット信号及び前記マイナス成分オフセット信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項４】
直列に接続された複数の増幅器を含む増幅部と、
基準信号を出力する基準信号出力部と、
前記基準信号と前記複数の増幅器の中の第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部と、
前記プラス成分オフセット信号と前記マイナス成分オフセット信号との差分に応じた差信号を出力する差信号出力部と、
を備え、
前記複数の増幅器の中の任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記差信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項５】
請求項２または４に記載の利得可変増幅回路であって、
前記差信号出力部は、前記プラス成分オフセット信号がプラスの入力端子に入力されると共に、前記マイナス成分オフセット信号がマイナスの入力端子に入力される第１のオペアンプと、
前記プラス成分オフセット信号がマイナスの入力端子に入力されると共に、前記マイナス成分オフセット信号がプラスの入力端子に入力される第２のオペアンプと、
を備え、
前記任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記第１及び第２のオペアンプのそれぞれの出力信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の利得可変増幅回路であって、
前記任意の増幅器は、前記複数の増幅器の中の第３の増幅器であることを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の利得可変増幅回路であって、
前記比較部は、前記第２の増幅器の出力信号が差動増幅された信号のプラス成分信号と前記基準信号とに基づいて前記プラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記第２の増幅器の出力信号が差動増幅された信号のマイナス成分信号と前記基準信号とに基づいて前記マイナス成分オフセット信号を出力することを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の利得可変増幅回路であって、
前記任意の増幅器は、前記複数の増幅器の中の初段以外に設けられていることを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項９】
利得を可変して入力信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて前記増幅部の出力信号の中心電圧を示す基準信号を出力する基準信号出力部と、
前記基準信号と前記プラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記マイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部と、
を備え、
前記増幅部は、前記プラス成分信号の中心電圧と前記マイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記プラス成分オフセット信号及び前記マイナス成分オフセット信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項１０】
利得を可変して入力信号を増幅する増幅部と、
基準信号を出力する基準信号出力部と、
前記基準信号と前記プラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記マイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部と、
を備え、
前記増幅部は、前記プラス成分信号の中心電圧と前記マイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記プラス成分オフセット信号及び前記マイナス成分オフセット信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の利得可変増幅回路は、
ハイパスフィルタの周波数特性を有することを特徴とする利得可変増幅回路。
【請求項１２】
ハイパスフィルタの周波数特性を有する利得可変増幅回路で構成されるフィルタであって、
前記利得可変増幅回路の出力信号に基づく補正信号を前記利得可変増幅回路にフィードバックして前記利得可変増幅回路の出力信号のプラス成分信号の中心電圧とマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットをキャンセルする機能をもったフィルタ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のフィルタであって、
前記利得可変増幅回路は、直列に接続された複数の増幅器を含む増幅部と、
前記複数の増幅器の中の第１の増幅器の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて前記第１の増幅器の出力信号の中心電圧を示す基準信号を出力する基準信号出力部と、
前記基準信号と前記複数の増幅器の中の第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部と、
を備え、
当該フィルタは、前記プラス成分オフセット信号と前記マイナス成分オフセット信号との差分を示す前記補正信号を出力し、
前記複数の増幅器の中の任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記補正信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とするフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利得が可変される増幅部より出力される信号のオフセットを補正する利得可変増幅回路に関し、特には、複数の増幅器が直列に接続される利得可変増幅回路の出力信号のオフセット補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の増幅器が直列に接続される利得可変増幅回路において、ある増幅器の出力信号にオフセットが発生すると、例えば、以下のような問題が発生する。
（１）利得可変増幅回路の出力信号のプラス成分信号とマイナス成分信号のそれぞれの中心電圧がずれるおそれがある。
【０００３】
（２）（１）のように、利得可変増幅回路の出力信号のプラス成分信号とマイナス成分信号とのそれぞれの中心電圧がずれることにより、利得可変増幅回路の出力信号が飽和するおそれがある。
（３）利得可変増幅回路は、直流増幅回路であるため、低周波雑音、例えば、１／ｆノイズなどの影響を受けるおそれがある。
【０００４】
（４）利得可変増幅回路の利得の変化により更にオフセットが変化するおそれがある。
そこで、このようなオフセットを補正する既存の方法として、例えば、後段の増幅器の出力信号から直流成分信号を抵抗とコンデンサからなるローパスフィルタで取り出し、その直流成分信号を前段の増幅器にフィードバックして利得可変増幅回路の出力信号のオフセットを補正する方法がある。（例えば、特許文献１〜５参照）
【特許文献１】特開２００１−２７４６４０号  （第３〜５頁、第１〜４図）
【特許文献２】特開２００１−２２３５４６号  （第３〜８頁、第１〜４図）
【特許文献３】特開２００２−１７１１４７号  （第３〜４頁、第１〜２図）
【特許文献４】ＵＳ００５４７１６６５        （第７〜９欄、第１１図）
【特許文献５】特開平２００２−２１７７６２号（段落番号００３８〜００４７、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のオフセット補正方法では、後段の増幅器の出力信号から直流成分信号を取り出すためにローパスフィルタを用いているため、前段の増幅器にフィードバックされるまでに多少時間がかかる。そのため、いくら増幅器の利得を高速に制御してもオフセットの調整がその利得の制御速度に追いつかない場合が生じ、目標の出力信号が出力されないなどの問題が発生する。
【０００６】
そこで、本発明では、高速にオフセットを補正することが可能な利得可変増幅回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の利得可変増幅回路は、直列に接続された複数の増幅器を含む増幅部と、前記複数の増幅器の中の第１の増幅器の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて前記第１の増幅器の出力信号の中心電圧を示す基準信号を出力する基準信号出力部と、前記基準信号と前記複数の増幅器の中の第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部とを備え、前記複数の増幅器の中の任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記プラス成分オフセット信号及び前記マイナス成分オフセット信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする。
【０００８】
上記第１の増幅器の出力信号の中心電圧は、第１の増幅器の出力信号の振幅の中心電位のことを示す。そして、上記利得可変増幅回路によれば、ローパスフィルタを用いることなくオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
【０００９】
また、本発明の利得可変増幅回路は、直列に接続された複数の増幅器を含む増幅部と、
前記複数の増幅器の中の第１の増幅器の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて前記第１の増幅器の出力信号の中心電圧を示す基準信号を出力する基準信号出力部と、前記基準信号と前記複数の増幅器の中の第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部と、前記プラス成分オフセット信号と前記マイナス成分オフセット信号との差分に応じた差信号を出力する差信号出力部とを備え、前記複数の増幅器の中の任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記差信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
このように構成しても、ローパスフィルタを用いることなくオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、本発明の利得可変増幅回路は、直列に接続された複数の増幅器を含む増幅部と、基準信号を出力する基準信号出力部と、前記基準信号と前記複数の増幅器の中の第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部とを備え、前記複数の増幅器の中の任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記プラス成分オフセット信号及び前記マイナス成分オフセット信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする。
【００１１】
このように構成しても、ローパスフィルタを用いることなくオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、本発明の利得可変増幅回路は、直列に接続された複数の増幅器を含む増幅部と、基準信号を出力する基準信号出力部と、前記基準信号と前記複数の増幅器の中の第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部と、前記プラス成分オフセット信号と前記マイナス成分オフセット信号との差分に応じた差信号を出力する差信号出力部とを備え、前記複数の増幅器の中の任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記差信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする。
【００１２】
このように構成しても、ローパスフィルタを用いることなくオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、上記利得可変増幅回路の差信号出力部は、前記プラス成分オフセット信号がプラスの入力端子に入力されると共に、前記マイナス成分オフセット信号がマイナスの入力端子に入力される第１のオペアンプと、前記プラス成分オフセット信号がマイナスの入力端子に入力されると共に、前記マイナス成分オフセット信号がプラスの入力端子に入力される第２のオペアンプとを備え、前記任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記第１及び第２のオペアンプのそれぞれの出力信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力するようにしてもよい。
【００１３】
これにより、増幅部から出力される出力信号に含まれる１／ｆノイズなどの低周波数ノイズをカットすることができる。
また、上記利得可変増幅回路の任意の増幅器は、前記複数の増幅器の中の第３の増幅器として構成してもよい。
【００１４】
このように構成しても、ローパスフィルタを用いることなくオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、上記利得可変増幅回路の比較部は、前記第２の増幅器の出力信号が差動増幅された信号のプラス成分信号と前記基準信号とに基づいて前記プラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記第２の増幅器の出力信号が差動増幅された信号のマイナス成分信号と前記基準信号とに基づいて前記マイナス成分オフセット信号を出力するようにしてもよい。
【００１５】
このように構成しても、ローパスフィルタを用いることなくオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、上記利得可変増幅回路の任意の増幅器は、前記複数の増幅器の中の初段以外に設けられるように構成してもよい。
【００１６】
これにより、例えば、初段の増幅器の出力信号のオフセットが大きい場合であっても、任意の増幅器で出力信号のオフセットをキャンセルすることができる。
また、本発明の利得可変増幅回路は、利得を可変して入力信号を増幅する増幅部と、前記増幅部の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて前記増幅部の出力信号の中心電圧を示す基準信号を出力する基準信号出力部と、前記基準信号と前記プラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記マイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部とを備え、前記増幅部は、前記プラス成分信号の中心電圧と前記マイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記プラス成分オフセット信号及び前記マイナス成分オフセット信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする。
【００１７】
これにより、ローパスフィルタを用いることなくオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、本発明の利得可変増幅回路は、利得を可変して入力信号を増幅する増幅部と、基準信号を出力する基準信号出力部と、前記基準信号と前記プラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記マイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部とを備え、前記増幅部は、前記プラス成分信号の中心電圧と前記マイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記プラス成分オフセット信号及び前記マイナス成分オフセット信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力することを特徴とする。
【００１８】
このように構成しても、ローパスフィルタを用いることなくオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、上記利得可変増幅回路は、ハイパスフィルタの周波数特性を有する構成としてもよい。
【００１９】
これにより、増幅部から出力される出力信号に含まれる１／ｆノイズなどの低周波数ノイズをカットすることができる。
また、本発明のフィルタは、ハイパスフィルタの周波数特性を有する利得可変増幅回路で構成されるフィルタであって、前記利得可変増幅回路の出力信号に基づく補正信号を前記利得可変増幅回路にフィードバックして前記利得可変増幅回路の出力信号のプラス成分信号の中心電圧とマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットをキャンセルする機能をもったフィルタであることを特徴とする。
【００２０】
また、上記フィルタにおける利得可変増幅回路は、直列に接続された複数の増幅器を含む増幅部と、前記複数の増幅器の中の第１の増幅器の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて前記第１の増幅器の出力信号の中心電圧を示す基準信号を出力する基準信号出力部と、前記基準信号と前記複数の増幅器の中の第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号との差分に応じたプラス成分オフセット信号を出力すると共に、前記基準信号と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号との差分に応じたマイナス成分オフセット信号を出力する比較部とを備え、上記フィルタが前記プラス成分オフセット信号と前記マイナス成分オフセット信号との差分を示す前記補正信号を出力し、前記複数の増幅器の中の任意の増幅器は、前記第２の増幅器の出力信号のプラス成分信号の中心電圧と前記第２の増幅器の出力信号のマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、前記補正信号に基づいてプラス成分信号及びマイナス成分信号を出力するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ローパスフィルタを用いることなくオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
＜第１実施例＞
図１は、本発明の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。
図１に示すように、利得可変増幅回路１０は、利得可変差動増幅部１１（１１−１（第１の増幅器）、１１−２、１１−３（第２の増幅器）、及び１１−４）（増幅部）と、１段目の利得可変差動増幅部１１−１の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて利得可変差動増幅部１１−１の出力信号の中心電圧（利得可変差動増幅部１１の差動出力を構成する各信号の電位の平均値）を示す基準信号（参照電圧Ｖｒｅｆ）を出力する基準信号出力部１２と、差動増幅回路１３において基準信号と３段目の利得可変差動増幅部１１−３の出力信号のプラス成分信号とを差動増幅し基準信号と３段目の利得可変差動増幅部１１−３の出力信号のプラス成分信号との差分を示すプラス成分オフセット信号を出力すると共に、差動増幅回路１４において基準信号と３段目の利得可変差動増幅部１１−３の出力信号のマイナス成分信号とを差動増幅し基準信号と３段目の利得可変差動増幅部１１−３の出力信号のマイナス成分信号との差分を示すマイナス成分オフセット信号を出力する比較部１５と、差動増幅回路１３の出力信号と差動増幅回路１４の出力信号との差分を示す差信号（Ｐ）及び差信号（Ｎ）（補正信号）を出力する差信号出力部１６とを備えて構成される。
【００２３】
なお、上記基準信号出力部１２は、例えば、図１に示すように、差動増幅回路で構成されてもよく、この差動増幅回路のプラスの入力端子には１段目の利得可変差動増幅部１１−１の出力信号のプラス成分信号が入力され、マイナスの入力端子には１段目の利得可変差動増幅部１１−１の出力信号のマイナス成分信号が入力される。
【００２４】
また、上記比較部１５は、差動増幅回路１３のプラス端子に３段目の利得可変増幅部１１−３の出力信号のプラス成分信号が入力されると共に、マイナス端子に基準信号が入力され、プラス成分オフセット信号を出力し、差動増幅回路１４のプラス端子に３段目の利得可変増幅部１１−３の出力信号のマイナス成分信号が入力されると共に、マイナス端子に基準信号が入力され、マイナス成分オフセット信号を出力する構成であるが、比較部１５は、差動増幅回路１３及び１４以外の素子または回路で構成されてもよい。
【００２５】
また、上記差信号出力部１６は、例えば、図１に示すように、２つのオペアンプ１７（第１のオペアンプ）及び１８（第２のオペアンプ）で構成されてもよく、オペアンプ１７のプラスの入力端子には差動増幅回路１３の出力信号が入力され、マイナスの入力端子には差動増幅回路１４の出力信号が入力される。また、オペアンプ１８のプラスの入力端子には差動増幅回路１４の出力信号が入力され、マイナスの入力端子には差動増幅回路１３の出力信号が入力される。そして、オペアンプ１７の出力信号が上記差信号（Ｐ）として１段目の利得可変差動増幅部１１−１に入力され、オペアンプ１８の出力信号が上記差信号（Ｎ）として１段目の利得可変差動増幅部１１−１に入力される。そして、１段目の利得可変差動増幅部１１−１は、３段目の利得可変差動増幅部１１−３のプラス成分信号の中心電圧とマイナス成分信号の中心電圧との差分を示すオフセットがキャンセルされるように、差信号（Ｐ）及び差信号（Ｎ）に基づいて１段目の利得可変差動増幅部１１−１の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号を制御する。
【００２６】
また、上記基準信号出力部１２、上記比較部１５、及び差信号出力部１６は、オフセット補正回路１９を構成させる。
また、上記利得可変増幅回路１０は、利得可変差動増幅部１１が１つ又は２つ以上で構成されてもよく、この場合、基準信号出力部１２は、その１つ又は２つ以上の利得可変差動増幅部１１のうち任意の利得可変差動増幅部１１の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて基準信号を出力し、比較部１５は、任意の利得可変差動増幅部１１の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいてプラス成分オフセット信号及びマイナス成分オフセット信号を出力し、差信号出力部１６は、その１つ又は２つ以上の利得可変差動増幅部１１のうち任意の利得可変差動増幅部１１に差信号を出力する。
【００２７】
次に、利得可変増幅回路１０の動作を説明する。
まず、利得可変増幅回路１０は、３段目の利得可変差動増幅部１１−３の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号と、１段目の利得可変差動増幅部１１−１の出力信号から取り出した基準信号とをそれぞれ比較し、プラス成分信号及びマイナス成分信号のそれぞれの信号に対応する２つのＣｏｍｍｏｎＭｏｄｅ電位を取り出す。なお、この２つのＣｏｍｍｏｎＭｏｄｅ電位は、上記プラス成分オフセット信号及び上記マイナス成分オフセット信号に相当する。
【００２８】
次に、利得可変増幅回路１０は、取り出した２つのＣｏｍｍｏｎＭｏｄｅ電位の電位差をオペアンプ１７及び１８により検出し、その電位差がなくなるように２つのＣｏｍｍｏｎＭｏｄｅ電位に基づくフィードバック信号Ｐ及びＮを１段目の利得可変差動増幅部１１−１にフィードバックする。なお、このフィードバック信号Ｐ及びＮは、上記差信号（Ｐ）及び上記差信号（Ｎ）に相当する。
【００２９】
これにより、３段目の利得可変差動増幅部１１−３の出力信号のプラス成分信号とマイナス成分信号のそれぞれの中心電圧が等しくなり、１段目〜３段目の利得可変増幅部１１−１〜１１−３の出力信号のオフセットが補正（キャンセル）される。
図２は、１段目の利得可変差動増幅部１１−１の回路例を示す図である。
【００３０】
図２に示すように、１段目の利得可変差動増幅部１１−１は、２つのＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）（以下、ＭＯＳＦＥＴとする）２０が互いにソース同士が接続される（２つの抵抗２１を介してもよい）と共に、一方のＭＯＳＦＥＴ２０のドレインに定電流源２２が接続される差動増幅回路が２組で構成されるギルバートセル型の減算回路２３と、２つのＭＯＳＦＥＴ２４のソース同士が接続されると共に、その２つのＭＯＳＦＥＴ２４の共通のソースに定電流源２５が接続され、その２つのＭＯＳＦＥＴ２４のそれぞれのドレインが減算回路２３の２つの出力とそれぞれ接続されるオフセット制御回路２６と、レベル調整回路２７とを備えて構成される。
【００３１】
まず、減算回路２３では、制御回路２８により２組の差動増幅回路にそれぞれ流れる電流のバランスが制御され、その電流のバランスに応じて、ゲート同士が接続される２つのＭＯＳＦＥＴ２０のそれぞれのゲートに入力される信号、及びその他のＭＯＳＦＥＴ２０のそれぞれのゲートに入力される信号が増幅される。
【００３２】
次に、オフセット制御回路２６は、それぞれのＭＯＳＦＥＴ２４のゲートに入力される（その際、抵抗２９を介してもよい）フィードバック信号Ｐ（差信号（Ｐ））及びフィードバック信号Ｎ（差信号（Ｎ））に基づいて、２つのＭＯＳＦＥＴ２４に流れる電流のバランスが調整され、そのバランスに応じて、減算回路２３で増幅された信号のプラス成分信号（Ｐ）及びマイナス成分信号（Ｎ）のそれぞれの中心電圧が可変される。
【００３３】
そして、レベル調整回路２７は、後段の利得可変差動増幅部１１の減算回路２３に入力することが可能なようにオフセット制御回路２６から出力されるプラス成分信号（Ｐ）及びマイナス成分信号（Ｎ）のそれぞれの振幅ＤＣレベルを調整する。
なお、上記差信号出力部１６は、省略することが可能であり、この場合、差動増幅回路１３及び１４の出力であるプラス成分オフセット信号及びマイナス成分オフセット信号（補正信号）はオフセット制御回路２６に入力してもよい。
【００３４】
また、オフセット制御回路２６における定電流源２５の電流値を調整することにより、最大のオフセットキャンセル量を決めることができる。
図３は、２段目以降の利得可変差動増幅部１１（１１−２、１１−３、または１１−４）の回路例を示す図である。なお、図２の１段目の利得可変差動増幅部１１（１１−１）と同一の構成には同一の符号をつける。
【００３５】
図３に示すように、２段目以降の利得可変差動増幅部１１（１１−２、１１−３、または１１−４）は、減算回路２３と、レベル調整回路２７とを備えて構成される。
すなわち、２段目以降の利得可変差動増幅部１１（１１−２、１１−３、または１１−４）は、１段目の利得可変差動増幅部１１−１においてオフセット制御回路２６を設けないものと同じ構成であり、減算回路２３の出力信号は、直接レベル調整回路２７に入力される。
【００３６】
図４は、利得可変増幅回路１０の周波数特性の一例を示す図である。なお、図４に示すグラフの縦軸は利得可変増幅回路１０の利得を、横軸は利得可変増幅回路１０の出力信号の周波数を示す。
図４に示すように、例えば、利得可変増幅回路１０の周波数特性をハイパスフィルタの周波数特性のように低周波数帯域の信号をカットさせるように設定することにより、利得可変差動増幅部１１の出力信号に含まれる１／ｆノイズなどの低周波数ノイズをカットすることができる。
【００３７】
このように、利得可変増幅回路１０では、ローパスフィルタを用いることなく１段目〜３段目の利得可変差動増幅部１１−１〜１１−３の出力信号のオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、オペアンプ１７及び１８の周波数特性を調整することにより、１段目〜３段目の利得可変差動増幅部１１−１〜１１−３の出力信号のオフセット補償帯域を制限することができる。
【００３８】
また、例えば、利得可変増幅回路１０が無線ＬＡＮの受信機における復調部の後段などに設ける場合は、受信機が必要最小限の電力で動作するドーズ（Ｄｏｓｅ）状態から、受信機に完全に電力が供給されるアウェイク（Ａｗａｋｅ）状態に切り替わって受信機の状態が安定するまでの時間を早くすることができる。
【００３９】
また、例えば、一般には、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などＤＣ付近の周波数帯域を処理する受信機では、そのＤＣ付近のＡＣ成分をカットするために大きな値のコンデンサ及び抵抗が必要であるが、利得可変増幅回路１０を採用することにより、コンデンサ及び抵抗を必要とすることなく低周波数の信号をカットすることができるので、受信機を小型化することができる、
＜第２実施例＞
図５は、本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。なお、図１に示す利得可変増幅回路１０と同一の構成については同一の符号をつける。
【００４０】
図５に示す利得可変増幅回路５０は、基本的には、図１に示す利得可変増幅回路１０と構成は同じであるが、差信号出力部１６が、１つのオペアンプ５１で構成されている点が異なる。このオペアンプ５１のマイナスの入力端子には差動増幅回路１３の出力信号が入力され、プラスの入力端子には差動増幅回路１４の出力信号が入力される。そして、オペアンプ５１の出力信号が上記差信号（Ｐ）又は（Ｎ）として１段目の利得可変差動増幅部１１−１に入力される。
【００４１】
このように構成される利得可変増幅回路５０においても、ローパスフィルタを用いることなく１段目〜３段目の利得可変差動増幅部１１−１〜１１−３の出力信号のオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、差信号出力部１６を１つのオペアンプ５１で構成しているので、図１に示す利得可変増幅回路１０に比べて、オペアンプを１つ省略することができる分回路規模を小さくすることができる。
【００４２】
＜第３実施例＞
図６は、本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。なお、図１に示す利得可変増幅回路１０と同一の構成については同一の符号をつける。
図６に示す利得可変増幅回路６０は、基本的には、図１に示す利得可変増幅回路１０と構成は同じであるが、基準信号出力部１２において２段目の利得可変差動増幅部１１−２（第３の増幅器）の出力信号から基準信号を取り出している点が異なる。
【００４３】
なお、基準信号出力部１２において取り出される基準信号は、３段目以降の利得可変差動増幅部１１（１１−３または１１−４）でもよく、３段目に限らず、利得可変増幅回路６０に入力される入力信号や１段目以降の利得可変差動増幅部１１や利得可変増幅回路６０から出力される出力信号でもよい。
【００４４】
このように構成される利得可変増幅回路６０においても、ローパスフィルタを用いることなく１段目〜３段目の利得可変差動増幅部１１−１〜１１−３の出力信号のオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
＜第４実施例＞
図７は、本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。なお、図５に示す利得可変増幅回路５０と同一の構成については同一の符号をつける。
【００４５】
図７に示す利得可変増幅回路７０は、基本的には、図５に示す利得可変増幅回路５０と構成は同じであるが、基準信号出力部１２において２段目の利得可変差動増幅部１１−２の出力信号から基準信号を取り出している点が異なる。
なお、基準信号出力部１２において取り出される基準信号は、３段目以降の利得可変差動増幅部１１（１１−３または１１−４）でもよく、３段目に限らず、利得可変増幅回路７０に入力される入力信号や１段目以降の利得可変差動増幅部１１や利得可変増幅回路７０から出力される出力信号でもよい。
【００４６】
このように構成される利得可変増幅回路７０においても、ローパスフィルタを用いることなく１段目〜３段目の利得可変差動増幅部１１−１〜１１−３の出力信号のオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、差信号出力部１６を１つのオペアンプ５１で構成しているので、図６に示す利得可変増幅回路６０に比べて、オペアンプを１つ省略することができる分回路規模を小さくすることができる。
【００４７】
＜第５実施例＞
図８は、本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。なお、図１に示す利得可変増幅回路１０と同一の構成については同一の符号をつける。
図８に示す利得可変増幅回路８０は、基本的には、図１に示す利得可変増幅回路１０と構成は同じであるが、利得可変差動増幅部１１が５段またはそれ以上の段数で構成されている点が異なる。そして、利得可変増幅回路８０における基準信号出力部１２では、最終段の利得可変差動増幅部１１の２つ前の利得可変差動増幅部１１の出力信号から基準信号を取り出している。また、利得可変増幅回路８０における比較部１５では、最終段の利得可変差動増幅部１１の１つ前の利得可変差動増幅部１１の出力信号に基づいてプラス成分オフセット信号及びマイナス成分オフセット信号を取り出している。
【００４８】
このように構成される利得可変増幅回路８０では、ローパスフィルタを用いることなく１段目〜４段目以降の利得可変差動増幅部１１（１１−１〜１１−５）の出力信号のオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
＜第６実施例＞
図９は、本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。なお、図１に示す利得可変増幅回路１０と同一の構成については同一の符号をつける。
【００４９】
図９に示す利得可変増幅回路９０は、基本的には、図１に示す利得可変増幅回路１０と構成は同じであるが、基準信号出力部１２が３段目の利得可変差動増幅部１１−３の出力信号から基準信号を取り出している点と、比較部１５が差動増幅器９１により４段目の利得可変差動増幅部１１−４の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号を差動増幅し、その差動増幅された信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号のそれぞれと基準信号とに基づいてプラス成分オフセット信号及びマイナス成分オフセット信号を取り出している点が異なる。
【００５０】
このように構成される利得可変増幅回路９０では、ローパスフィルタを用いることなく１段目〜４段目の利得可変差動増幅部１１−１〜１１−４の出力信号のオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
また、最終段の利得可変差動増幅部１１−４の出力信号が差動増幅された信号に基づいてプラス成分オフセット信号及びマイナス成分オフセット信号を取り出しているのでオフセット量が増幅され、プラス成分オフセット信号及びマイナス成分オフセット信号が取り出しやすくなる。これにより、オフセット補正の精度をあげることができる。
【００５１】
また、上記利得可変増幅回路９０は、利得可変差動増幅部１１が４つに限らず、１つ又は２つ以上で構成されてもよい、基準信号出力部１２が基準信号を取り出す利得可変差動増幅部１１も３段目に限らず、差動増幅器９１が信号を取り出す利得可変差動増幅部１１も４段目に限らない。
【００５２】
＜第７実施例＞
図１０は、本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。なお、図１に示す利得可変増幅回路１０と同一の構成については同一の符号をつける。
図１０に示す利得可変増幅回路１００は、基本的には、図１に示す利得可変増幅回路１０と構成は同じであるが、差信号出力部１６の出力信号の出力先を初段以外の利得可変差動増幅部１１の何れかとする点である。
【００５３】
このように構成される利得可変増幅回路１００においても、ローパスフィルタを用いることなく初段以外の利得可変差動増幅部１１の出力信号のオフセットを補正することができるので、高速にオフセットを補正することができる。
＜第８実施例＞
上記実施形態において、基準信号出力部１２は、利得可変差動増幅部１１の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて基準信号を出力する構成としているが、基準信号出力部１２は、利得可変差動増幅部１１の出力信号のプラス成分信号及びマイナス成分信号に基づいて基準信号を出力するのではなく、単にある値を示す基準信号を出力する構成としてもよい。この場合、基準信号は利得可変差動増幅部１１の出力信号の目的とする中心電圧に応じた値にするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。
【図２】１段目の利得可変差動増幅部の回路例を示す図である。
【図３】２段目以降の利得可変増幅部の回路例を示す図である。
【図４】利得可変差動増幅回路の周波数特性を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態の利得可変増幅回路を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０      利得可変増幅回路
１１      利得可変差動増幅部
１２      基準信号出力部
１３      差動増幅回路
１４      差動増幅回路
１５      比較部
１６      差信号出力部
１７      オペアンプ
１８      オペアンプ
１９      オフセット補正回路
【図１】
2005110108.tif 000003
【図２】
2005110108.tif 000004
【図３】
2005110108.tif 000005
【図４】
2005110108.tif 000006
【図５】
2005110108.tif 000007
【図６】
2005110108.tif 000008
【図７】
2005110108.tif 000009
【図８】
2005110108.tif 000010
【図９】
2005110108.tif 000011
【図１０】
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