Exponential Current Source Using PNP Array アナログ電子楽器の回路を読む/ウェブリブログ

Exponential Current Source Using PNP Array

<< 作成日時： 2011/07/14 23:22 >>

【トランジェント解析をすると発振します。ブレッドボードなどで確認してください。ゴメンナサイ。】

温度補償抵抗を使わない温度補償指数変換回路の新作です。単電源で動作します。あまり売っていないPNPトランジスタアレイ（MPQ3906など）を使わなければならないのですが、エミッタコモンでいいので、少し入手しやすいはずです。

OPアンプはRail-to-Railです。4つのトランジスタは、Vcc（5V）を基準とした指数変換回路になっています。

CVの加算は抵抗で行います。U1の負入力の電圧に比例した電流がR4に流れ、それと同じ電流がQ3のコレクタに
流れるようなベース電圧をU1が作ります。

Q3はU1の帰還回路に入っているので、そのベース電圧は、Vccに対して対数変換された値になります。
Q3で電流の向きが反転してしまうので、負帰還にするためにOPアンプU1の正入力端子にQ3のコレクタが入っています。

Q3のベース電圧にR7,R8,R6,R11で約26mVの微妙なバイアスを加えて、Q4で指数変換します。全体としては対数変換してから指数変換しているだけですが、この微妙なバイアスのおかげで、3300ppm/degの温度特性を持つ減衰器になります。

Q1,Q2とU2で指数変換回路になっています。Q2が指数変換回路で、その温度による平行移動分をQ1で補償しています。U2は温度ドリフトの少ないものが望ましいです。

シミュレーションでは10度Cから35度Cの間で1%以下の変動になりました。R7,R11を試行錯誤すると76.3オームが最適だったのですが、75オームにしても、1.6%位です。これでも十分だと思います。

この回路は指数変換された電流がQ2から吐き出されているので、初歩のラジオに掲載された山下春生さんのVCOなどに使えるはずです。

ここでは電源電圧Vccを5Vとしていますが、電源電圧を変えた場合には、定数の変更が必要です。（念のための注意）

温度特性を決めているのはQ3とQ4のベース間電圧なので、電源電圧にR7＝R11を反比例させればかなりいい特性になるはずです。たとえばVcc＝15Vなら、約25オームになります。あるいはR6=R8を電源電圧に比例させます。たとえばVcc=15Vなら、45kオームになります。

おわり