JPH04269005A - 負帰還増幅器 - Google Patents
負帰還増幅器Info
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- JPH04269005A JPH04269005A JP3049891A JP3049891A JPH04269005A JP H04269005 A JPH04269005 A JP H04269005A JP 3049891 A JP3049891 A JP 3049891A JP 3049891 A JP3049891 A JP 3049891A JP H04269005 A JPH04269005 A JP H04269005A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
とともに、歪を低減して線形性を向上させた負帰還増幅
器に関する。
示すブロック図である。図において、帰還増幅器は、増
幅器10とその入出力間を接続する帰還回路21とによ
り構成される。ここで、入力電圧をVi 、出力電圧を
Vo、増幅器10の電圧増幅度をA、帰還回路21の伝
達関数をB1 とすると、帰還増幅器の電圧利得Gは、
G=A/(1−AB1) となる。負帰還の場合は、│1−AB1 │>1である
。
還増幅器とした場合には、増幅器10が入力電圧Vi
と出力電圧Vo との間に Vo =AVi+DVi2 なる2次の非線形性を有していれば、歪出力電圧VH
は、 VH=DVi2+AB1VH (1−AB1)VH =DVi2 であり、ゆえに VH =DVi2 /(1−AB1) となるので、負帰還により歪は、 1/(1−AB1) に抑圧されたことになる。すなわち、負帰還による利得
低下分だけ歪率が改善される。
増幅器では、歪率改善のために帰還量B1 を大きくす
ると利得が低下し、この負帰還増幅器を用いた装置にお
ける諸元が達成できなくなる。すなわち、利得と歪特性
とを独立に設計することができず、歪特性の改善効果は
所定の利得を満たす範囲に限られていた。
時に達成しようとすれば、主増幅器を構成するトランジ
スタのサイズを数倍程度大きくする必要があり、回路形
状の大型化と消費電力の大幅な増加が避けられなかった
。本発明は、トランジスタのサイズおよび利得を一定に
保持したままで3次混変調歪特性を大幅に改善し、利得
と歪特性とを独立に設計することができる負帰還増幅器
を提供することを目的とする。
から入力される信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手
段の出力端子の信号を前記増幅手段の入力端子に帰還す
る帰還手段とを備えた負帰還増幅器において、前記信号
入力端子と前記増幅手段の入力端子との間、および前記
帰還手段と前記増幅手段の入力端子との間に、入力信号
および帰還信号に線形の減衰を与える線形減衰手段を接
続したことを特徴とする。
力信号電圧Vi がnVi に変換されて増幅手段の入
力端子に印加され、増幅された一部の出力信号が帰還手
段を介して減衰手段に帰還される構成である。ここで、
本発明の負帰還増幅器の利得は、従来の負帰還増幅器に
おいて増幅手段の利得AをnAに変換した場合に等しい
ので、本発明における帰還手段による帰還量をB2 と
すれば、 nA/(1−nAB2 ) となる。この利得が、従来の負帰還増幅器の利得である
A/(1−AB1 ) を確保し、かつ歪出力電圧を小さくするには、減衰比n
を1より小さい値にすればよい。
信号電圧のn倍の小さい電圧が印加されるので、2次の
歪率をn倍に小さくできるとともに、負帰還の帰還量B
2 を少なくすることにより、負帰還増幅器としての利
得を確保することができる。また、3次混変調歪はその
歪率で2度の非線形効果を受けるので、さらにn2 倍
に小さくすることができる。
示すブロック図である。図において、本発明の負帰還増
幅器は、主増幅部を構成する増幅器10および減衰器3
0と、その入出力間を接続する帰還回路22とにより構
成される。ここで、入力電圧をVi 、出力電圧をVo
、増幅器10の電圧増幅度をA、帰還回路22の伝達
関数をB2 、減衰器30の減衰比をnとすると、Vo
=nAVi+nAB2Vo (1−nAB2)Vo=nAVi であるので、負帰還増幅器の電圧利得Gは、G=Vo/
Vi=nA/(1−nAB2) となる。ここで、主
増幅部(増幅器10および減衰器30)が入力電圧Vi
と出力電圧Vo との間にVo =AVi+DVi2 なる2次の非線形性を有していれば、歪出力電圧VH
は、 VH=D(nVi)2+nAB2VH (1−AB2)
VH =DVi2 であり、ゆえに VH =DVi2 n2/(1−nAB2)となるので
、負帰還により歪は、 n2/(1−nAB2) に抑圧されたことになる。すなわち、歪は、減衰器30
による抑圧分n2と、負帰還による抑圧分1/(1−n
AB2) の積だけ抑圧される。
帰還増幅器の利得および歪を比較して表したものである
。
帰還増幅器の利得が同一である条件は、
発明の負帰還増幅器により改善される条件は、
5】
す減衰比nの条件は、 n<1 となる。すなわち、増幅器10の前段に減衰比n(n<
1)の減衰器30を挿入することにより、利得を一定に
したまま歪出力電圧を低減することができる。このとき
、利得を一定に保持する条件は、(1) 式から
17】
ら、 B2−B1<0 となる。すなわち、帰還回路22の伝達関数(帰還量)
B2 が小さくなって利得を一定に保持できることがわ
かる。ここで、利得が同一になるときの2次歪の総合の
抑圧比は、図6に示す従来構成の帰還回路伝達関数B1
を用いて n/(1−AB1) と表すことができる。すなわち、従来構成と利得同一と
した場合には、2次の歪率をn倍(n<1)に小さくす
ることができる。したがって、複数のキャリアを同時に
増幅する際に発生する3次混変調歪については、2次の
歪率の改善効果を2度受けることになるので、従来構成
に比べてn2 倍(n<1)に小さくすることができる
。
例の構成を示すブロック図である。図において、本実施
例では、キャパシタ31,32を用いた分圧回路により
減衰器30aを構成することを特徴とする。ここで、各
キャパシタ31,32の容量をC1 ,C2 とする。 したがって、増幅器10への入力電圧nVi は減衰器
30aにより、
) 式を満たすように B2−B1=C2/AC1 に基づいて帰還回路22の伝達関数B2 を設定すれば
、従来の負帰還増幅器と同一利得でかつ3次混変調歪を
n2 倍(n<1)に抑圧することができる。図3は、
本発明の負帰還増幅器の第二実施例の構成を示すブロッ
ク図である。
34を用いた分圧回路により減衰器30bを構成するこ
とを特徴とする。ここで、各抵抗器33,34の抵抗値
をR1 ,R2 とする。したがって、増幅器10への
入力電圧nVi は減衰器30bにより、
) 式を満たすように B2−B1=R1/AR2 に基づいて帰還回路22の伝達関数B2 を設定すれば
、従来の負帰還増幅器と同一利得でかつ3次混変調歪を
n2 倍(n<1)に抑圧することができる。なお、第
一実施例および第二実施例では、減衰器30a,30b
での位相回りがないので、従来の負帰還増幅器における
安定性を維持することができる。また、帰還回路22と
減衰器30による位相回りがあっても安定な場合には、
キャパシタと抵抗器とを組み合わせて減衰器を構成して
もよい。
例の構成を示すブロック図である。図において、本実施
例では、減衰量αdBのアッテネータ35により減衰器
30cを構成することを特徴とする。したがって、増幅
器10への入力電圧nVi は減衰器30cにより、
0026】
) 式を満たすように
を設定すれば、従来の負帰還増幅器と同一利得でかつ3
次混変調歪をn2 倍(n<1)に抑圧することができ
る。 図5は、本発明の負帰還増幅器の第四実施例の構成を示
すブロック図である。図において、本実施例では、増幅
器10を構成するトランジスタその他の増幅素子11の
入力寄生キャパシタ12を利用して減衰器を構成するこ
とを特徴とする。すなわち、増幅器10の入力段に直列
にキャパシタ36を接続し、このキャパシタ36と入力
寄生キャパシタ12とにより、第一実施例と同様の減衰
器30aを実現する。ここで、入力寄生キャパシタ12
およびキャパシタ36の容量をCP ,C3 とする。 なお、整合回路(インピーダンス変換器)37,38が
本実施例の負帰還増幅器の入力段および出力段に挿入さ
れる。
路22の伝達関数B2 を B2−B1=CP/AC3 に基づいて設定すれば、従来の負帰還増幅器と同一利得
で、かつ3次混変調歪をn2 倍(n<1)に抑圧する
ことができる。本実施例構成の利点は、キャパシタを用
いた分圧回路により減衰器30を形成する場合に、増幅
素子11の入力寄生キャパシタを利用しているので、付
加するキャパシタが1つあればよく、構成を簡単にでき
るとともに、寄生容量のバラツキの影響を直列容量(C
3 )によって抑圧できる点にある。
ャパシタあるいは抵抗器によって減衰器を構成した例を
示したが、トランスあるいは伝送線路その他の線形素子
を構成要素する減衰器を用いても、同様の特性を得るこ
とができる。また、増幅器10としては、電子管あるい
はトンネルダイオードを用いることもできる。
に入力される信号電圧を減衰手段を介して低下させ、か
つこれによる利得低下を負帰還の帰還量を少なくして補
償しているので、従来の負帰還増幅器に比べて利得を損
なうことなく3次混変調歪特性を大幅に改善することが
できる。
ート幅を実効的に数倍程度大きくした場合と同等の効果
をあげることができ、回路規模の小型化および低消費電
力化を容易に実現することができる。また、キャパシタ
によって減衰手段を実現した場合には、雑音指数を劣化
させないので低雑音増幅器にも適用することができる。
要求されるディジタルマイクロ波装置の受信用低雑音増
幅器、利得可変増幅器、送信用高出力増幅器、あるいは
低消費電力かつ低歪特性が要求される自動車電話や携帯
電話その他の移動通信機器の送受信用増幅器に適用した
場合に、低価格で性能向上を実現することができる。
ク図である。
すブロック図である。
すブロック図である。
すブロック図である。
すブロック図である。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 信号入力端子から入力される信号を増
幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力端子の信号を前
記増幅手段の入力端子に帰還する帰還手段とを備えた負
帰還増幅器において、前記信号入力端子と前記増幅手段
の入力端子との間、および前記帰還手段と前記増幅手段
の入力端子との間に、入力信号および帰還信号に線形の
減衰を与える線形減衰手段を接続したことを特徴とする
負帰還増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03030498A JP3117229B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 負帰還増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03030498A JP3117229B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 負帰還増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04269005A true JPH04269005A (ja) | 1992-09-25 |
| JP3117229B2 JP3117229B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=12305488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03030498A Expired - Lifetime JP3117229B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 負帰還増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3117229B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7123073B2 (en) | 2002-03-28 | 2006-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifier and frequency converter |
| JP2015523006A (ja) * | 2012-06-01 | 2015-08-06 | クアルコム,インコーポレイテッド | 一定の入力容量を有するステップ減衰器 |
| JP2015220582A (ja) * | 2014-05-16 | 2015-12-07 | Necエンジニアリング株式会社 | 送信機および送信方法 |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP03030498A patent/JP3117229B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7123073B2 (en) | 2002-03-28 | 2006-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifier and frequency converter |
| JP2015523006A (ja) * | 2012-06-01 | 2015-08-06 | クアルコム,インコーポレイテッド | 一定の入力容量を有するステップ減衰器 |
| US9985601B2 (en) | 2012-06-01 | 2018-05-29 | Qualcomm Incorporated | Step attenuator with constant input capacitance |
| JP2015220582A (ja) * | 2014-05-16 | 2015-12-07 | Necエンジニアリング株式会社 | 送信機および送信方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3117229B2 (ja) | 2000-12-11 |
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