JPH0478207B2 - - Google Patents
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- JPH0478207B2 JPH0478207B2 JP61122856A JP12285686A JPH0478207B2 JP H0478207 B2 JPH0478207 B2 JP H0478207B2 JP 61122856 A JP61122856 A JP 61122856A JP 12285686 A JP12285686 A JP 12285686A JP H0478207 B2 JPH0478207 B2 JP H0478207B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- phase shifter
- resistor
- equation
- phase
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/18—Networks for phase shifting
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は移相器に関するものである。
［発明の概要］
本発明は、２つの入力端子のそれぞれと２つの
出力端子のそれぞれとの間に、それぞれ第１及び
第２の抵抗の直列回路を挿入し、これらの直列回
路の中点と２つの出力端子のそれぞれとの間にコ
ンデンサを挿入し、かつ第１の抵抗の値をRg／
２、第２の抵抗の値をＲ、２つの出力端子間の出
力インピーダンスをRlとした時、RgRl＝R2を満
たすように構成した移相器に特徴がある。
出力端子のそれぞれとの間に、それぞれ第１及び
第２の抵抗の直列回路を挿入し、これらの直列回
路の中点と２つの出力端子のそれぞれとの間にコ
ンデンサを挿入し、かつ第１の抵抗の値をRg／
２、第２の抵抗の値をＲ、２つの出力端子間の出
力インピーダンスをRlとした時、RgRl＝R2を満
たすように構成した移相器に特徴がある。
［従来の技術］
従来、移相器として第６図ａ及びｂに示すもの
が知られている。この内、第６図ａは入力電圧
Vinの電源１と出力電圧Voutを取り出す出力抵
抗２との間に、抵抗３，４、コンデンサ５，６及
びコイル７，８を接続した受動型移相器であり、
第６図ｂは入力電圧Vinの電源１の端子と出力電
圧Voutの取り出し端子９との間に抵抗１０，１
１，１２、コンデンサ１３、演算増幅器１４を接
続した能動型移相器である。これらの回路は、例
えば、マクグロウヒル（Mc Graw Hill）社発行
の「電子フイルタ設計ハンドブツク（Electronic
Filter Design Handbook）」に示されている。
が知られている。この内、第６図ａは入力電圧
Vinの電源１と出力電圧Voutを取り出す出力抵
抗２との間に、抵抗３，４、コンデンサ５，６及
びコイル７，８を接続した受動型移相器であり、
第６図ｂは入力電圧Vinの電源１の端子と出力電
圧Voutの取り出し端子９との間に抵抗１０，１
１，１２、コンデンサ１３、演算増幅器１４を接
続した能動型移相器である。これらの回路は、例
えば、マクグロウヒル（Mc Graw Hill）社発行
の「電子フイルタ設計ハンドブツク（Electronic
Filter Design Handbook）」に示されている。
第６図ａの場合、抵抗２の値をＲ、抵抗３，４
の値をＲ／２、コンデンサ５，６の容量をＣ、コ
イル７，８のインダクタンスをＬとした時、 Ｌ＝2R／α0 …(1) Ｃ＝２／α0Ｒ …(2) となるように定数を選ぶと、その周波数特性にお
いては、第７図に示すように、振幅が一定であ
り、位相θ（ω）は、 θ（ω）＝−2tan-1ω／α0 …(3) となる。
の値をＲ／２、コンデンサ５，６の容量をＣ、コ
イル７，８のインダクタンスをＬとした時、 Ｌ＝2R／α0 …(1) Ｃ＝２／α0Ｒ …(2) となるように定数を選ぶと、その周波数特性にお
いては、第７図に示すように、振幅が一定であ
り、位相θ（ω）は、 θ（ω）＝−2tan-1ω／α0 …(3) となる。
第６図ｂの場合、抵抗１１の値をＲ、コンデン
サ１３の容量をＣとした時、 α0＝１／RC …(4) とすると、同様に振幅が一定であり、位相θ（ω）
は(3)式と同じになる。
サ１３の容量をＣとした時、 α0＝１／RC …(4) とすると、同様に振幅が一定であり、位相θ（ω）
は(3)式と同じになる。
［発明が解決しようとする問題点］
近年、高周波回路を集積回路（IC）化しよう
とする動きが高まつているが、第６図に示す回路
はその点不適である。なぜなら、第６図ａの場合
はコイルが必要であり、IC内に高周波で使用可
能なコイルあるいはコイルと等価な回路を構成す
ることは困難である。また、(1)，(2)，(3)式からわ
かるように、位相を可変とするには、Ｌ，Ｃ両方
の値を可変とする必要があり、実現が難しい。
とする動きが高まつているが、第６図に示す回路
はその点不適である。なぜなら、第６図ａの場合
はコイルが必要であり、IC内に高周波で使用可
能なコイルあるいはコイルと等価な回路を構成す
ることは困難である。また、(1)，(2)，(3)式からわ
かるように、位相を可変とするには、Ｌ，Ｃ両方
の値を可変とする必要があり、実現が難しい。
一方、第６図ｂの場合は、演算増幅器が必要で
あるが、演算増幅器の必要条件である高入力イン
ピーダンス、低出力インピーダンス、高利得など
を、高周波において実現するのは難しい。
あるが、演算増幅器の必要条件である高入力イン
ピーダンス、低出力インピーダンス、高利得など
を、高周波において実現するのは難しい。
第６図以外にも移相器として知られているもの
があるが、いずれにしても、コイルが必要であつ
たり、高入力インピーダンスが条件であつたりし
て、高周波ICを実現するのは困難であつた。
があるが、いずれにしても、コイルが必要であつ
たり、高入力インピーダンスが条件であつたりし
て、高周波ICを実現するのは困難であつた。
本発明の目的は、振幅一定で位相のみ変化する
周波数特性を有し、かつ位相が容易に変えられ、
かつ、高周波ICに適した移相器を提供すること
にある。
周波数特性を有し、かつ位相が容易に変えられ、
かつ、高周波ICに適した移相器を提供すること
にある。
［問題点を解決するための手段］
このような目的を達成するために、本発明で
は、入力信号を印加する第１及び第２の入力端子
のそれぞれと、出力信号を切り出す第１及び第２
の出力端子のそれぞれとの間に、第１，第２の抵
抗の直列回路を接続し、この直列回路の接続点と
第１及び第２の出力端子との間にそれぞれコンデ
ンサを接続してなり、かつ、第１及び第２の抵抗
の値Rg／２及びＲと第１，第２の出力端子間の
出力抵抗Rlが、 RgRl＝R2 の関係を満足するように構成したことに特徴があ
る。
は、入力信号を印加する第１及び第２の入力端子
のそれぞれと、出力信号を切り出す第１及び第２
の出力端子のそれぞれとの間に、第１，第２の抵
抗の直列回路を接続し、この直列回路の接続点と
第１及び第２の出力端子との間にそれぞれコンデ
ンサを接続してなり、かつ、第１及び第２の抵抗
の値Rg／２及びＲと第１，第２の出力端子間の
出力抵抗Rlが、 RgRl＝R2 の関係を満足するように構成したことに特徴があ
る。
［作用］
本発明では、抵抗素子とコンデンサのみで移相
器を構成しているので、位相が容易に変化でき、
高周波IC化に適した移相器を実現できる。
器を構成しているので、位相が容易に変化でき、
高周波IC化に適した移相器を実現できる。
［発明の実施例］
第１図は本発明による移相器の原理を示す図
で、入力電圧Vinを発生する電源１の両端と出力
電圧Voutを取り出す出力抵抗２の両端との間に、
抵抗２１，２２の直列回路と、抵抗２３，２４の
直列回路を接続し、これらの直列回路の接続点と
出力抵抗２の両端との間にコンデンサ２５，２６
を接続した構成になつている。
で、入力電圧Vinを発生する電源１の両端と出力
電圧Voutを取り出す出力抵抗２の両端との間に、
抵抗２１，２２の直列回路と、抵抗２３，２４の
直列回路を接続し、これらの直列回路の接続点と
出力抵抗２の両端との間にコンデンサ２５，２６
を接続した構成になつている。
このような構成において、抵抗２１，２３の抵
抗値をRg／２、抵抗２２，２４の抵抗値をＲ、
出力抵抗２の値をRl、コンデンサ２５，２６の
容量をＣとした場合、 RgRl＝R2 …(5) α0＝１／RC …(6) とすることにより、周波数特性において、振幅一
定で、(3)式で表わされる位相特性を有する移相器
が実現できる。
抗値をRg／２、抵抗２２，２４の抵抗値をＲ、
出力抵抗２の値をRl、コンデンサ２５，２６の
容量をＣとした場合、 RgRl＝R2 …(5) α0＝１／RC …(6) とすることにより、周波数特性において、振幅一
定で、(3)式で表わされる位相特性を有する移相器
が実現できる。
第１図の伝達関数Ｈ（ω）を求めるために、Ｆ
行列（４端子行列）を用いる。このＦ行列とは、
第２図において、次の(7)式のように入出力関係を
記述するものである。
行列（４端子行列）を用いる。このＦ行列とは、
第２図において、次の(7)式のように入出力関係を
記述するものである。
［E1
I1］＝［Ａ Ｂ
Ｃ Ｄ］［E2
I2］ …(7)
第１図において、Vin＝E1，Vout＝E2とする
と、Ｆ行列の各パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは次の
(8)〜(11)式で与えられる。
と、Ｆ行列の各パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは次の
(8)〜(11)式で与えられる。
Ａ＝Zc＋Ｒ＋2Rg／Zc−Ｒ
＋2RZc＋Rg（Zc＋Ｒ）／Zc−Ｒ・１／Rl (8)
Ｂ＝2RZc＋Rg（Zc＋Ｒ）／Zc−Ｒ …(9)
Ｃ＝２／Zc＋Ｒ＋Zc＋Ｒ／Zc−Ｒ・１／Rl …(10)
Ｄ＝Zc＋Ｒ／Zc−Ｒ …(11)
ここで、Zcは次の(12)式で表わされる。
Zc＝１／jωc …(12)
伝達関数Ｈ（ω）は
Ｈ（ω）＝E2／E1＝１／Ａ …(13)
で与えられるから、(8)式より、
Ｈ（ω）＝
（Zc−Ｒ）Rl／Rl（Zc＋Ｒ＋4Rg）＋2RZc＋Rg（Zc＋Ｒ
）…(14) が得られる。次に(5)式より、 Rl＝２／Rg …(15) が得られ、この(15)式を(14)式に代入すると、 Ｈ（ω）＝（Ｒ／Ｒ＋Rg）2・Zc−Ｒ／Zc＋Ｒ …(16) が得られる。さらに(12)式を(16)式に代入して Ｈ（ω）＝（Ｒ／Ｒ＋Rg）2・jω−１／Rc／jω＋１
／Rc…(17) が得られる。
（Zc−Ｒ）Rl／Rl（Zc＋Ｒ＋4Rg）＋2RZc＋Rg（Zc＋Ｒ
）…(14) が得られる。次に(5)式より、 Rl＝２／Rg …(15) が得られ、この(15)式を(14)式に代入すると、 Ｈ（ω）＝（Ｒ／Ｒ＋Rg）2・Zc−Ｒ／Zc＋Ｒ …(16) が得られる。さらに(12)式を(16)式に代入して Ｈ（ω）＝（Ｒ／Ｒ＋Rg）2・jω−１／Rc／jω＋１
／Rc…(17) が得られる。
Ｈ（ω）の位相θ（ω）は次の(18)式で表わされ
る。
る。
θ（ω）＝−2tan1ω／α0 …(18)
ここで、
α0＝１／RC …(19)
となり、(3)，(4)式と一致する。
また、振幅特性である、Ｈ（ω）の絶対値は、
｜Ｈ（ω）｜＝（Ｒ／Ｒ＋Rg）2 …(20)
となり、周波数によらず一定である。
従つて、(18)〜(20)式は移相器の必要条件を満
たしている。
たしている。
次に、電力利得Gpを次のように求める。
入力電圧Vinの有効電力Paは、
Pa＝Vin2／4Rg …(21)
で与えられ、出力抵抗２で消費される電力Plは、
（２０）式より、 Pl＝｛（Ｒ／Ｒ＋Rg）2Vin｝2／Rl …(22) で与えられる。(15)式を(22)式に代入して、 Rl＝R2RgVin2／（Ｒ＋Rg）4 …(23) が得られる。従つて、電力利得Gpは、 Gp＝Pl／Pa＝4R2Rg2／（Ｒ＋Rg）4 …(24) となる。Gp最大の条件は、 ∂Gp／∂Rg＝０ …(25) で与えられ、これを解くと、 Rg＝Ｒ …(26) となり、(26)式を(24)式を代入すると、電力利得
Gpの最大値Gpmaxは、 Gpmax＝１／４ …(27) で与えられる。これは−6dBに相当する。
（２０）式より、 Pl＝｛（Ｒ／Ｒ＋Rg）2Vin｝2／Rl …(22) で与えられる。(15)式を(22)式に代入して、 Rl＝R2RgVin2／（Ｒ＋Rg）4 …(23) が得られる。従つて、電力利得Gpは、 Gp＝Pl／Pa＝4R2Rg2／（Ｒ＋Rg）4 …(24) となる。Gp最大の条件は、 ∂Gp／∂Rg＝０ …(25) で与えられ、これを解くと、 Rg＝Ｒ …(26) となり、(26)式を(24)式を代入すると、電力利得
Gpの最大値Gpmaxは、 Gpmax＝１／４ …(27) で与えられる。これは−6dBに相当する。
第１図の原理に基づく、本発明の実施例を第３
図〜第５図により説明する。
図〜第５図により説明する。
第３図は、第１図の原理図が平衡型の回路であ
ることから、差動増幅器を使つて実現した例であ
る。
ることから、差動増幅器を使つて実現した例であ
る。
第３図において、３１は出力インピーダンスが
Rg／２の差動増幅器、３２は入力インピーダン
スがRl／２の差動増幅器である。
Rg／２の差動増幅器、３２は入力インピーダン
スがRl／２の差動増幅器である。
いま、中心周波数100MHzの移相器を実現する
には、Ｒ＝Rg＝Rl100Ωとし、100MHzで−90°の
位相とすると、Ｃ＝15.9pFとすれば良く、これら
の値はIC内で充分実現可能である。
には、Ｒ＝Rg＝Rl100Ωとし、100MHzで−90°の
位相とすると、Ｃ＝15.9pFとすれば良く、これら
の値はIC内で充分実現可能である。
第４図は可変移相器の例を示すもので、33〜36
はカツプリングコンデンサ、３７はバイアス印加
端子、３８，３９はバイアス印加用抵抗、４０，
４１は可変コンデンサとしての可変容量ダイオー
ドを示す。
はカツプリングコンデンサ、３７はバイアス印加
端子、３８，３９はバイアス印加用抵抗、４０，
４１は可変コンデンサとしての可変容量ダイオー
ドを示す。
本発明による回路は、(20)，(21)式からわかる
ように、振幅はコンデンサの値Ｃには依存しない
ので、可変コンデンサを用いることにより容易に
可変移相器を構成できる。第４図ではこの可変コ
ンデンサとして可変容量ダイオードが用いられて
いる。
ように、振幅はコンデンサの値Ｃには依存しない
ので、可変コンデンサを用いることにより容易に
可変移相器を構成できる。第４図ではこの可変コ
ンデンサとして可変容量ダイオードが用いられて
いる。
第５図は、差動増幅器の代わりにトランスを用
いた例で、４２及び４３は２次側に中点タツプを
有する変成器１：１のトランス、４４はバイアス
印加端子を示す。
いた例で、４２及び４３は２次側に中点タツプを
有する変成器１：１のトランス、４４はバイアス
印加端子を示す。
このようなトランスの使用は、IC化には適さ
ないが、移相器を単独で構成する場合は、駆動電
力が不要であり、また、中点タツプを使用してい
るために、バイアスが容易に印加できる長所があ
る。
ないが、移相器を単独で構成する場合は、駆動電
力が不要であり、また、中点タツプを使用してい
るために、バイアスが容易に印加できる長所があ
る。
以上述べたように、本発明によれば、抵抗とコ
ンデンサだけで移相器を構成できるので、インダ
クタンス、演算増幅器等が不要で、位相が容易に
可変でき高周波IC化が容易にできる。
ンデンサだけで移相器を構成できるので、インダ
クタンス、演算増幅器等が不要で、位相が容易に
可変でき高周波IC化が容易にできる。
第１図は本発明の移相器の原理図、第２図はＦ
行列の電圧、電流を示す図、第３図〜第５図はそ
れぞれ本発明による移相器の一実施例の構成図、
第６図は従来の移相器の構成図、第７図は移相器
の周波数特性図である。 ２１〜２４……抵抗、２５，２６……コンデン
サ。
行列の電圧、電流を示す図、第３図〜第５図はそ
れぞれ本発明による移相器の一実施例の構成図、
第６図は従来の移相器の構成図、第７図は移相器
の周波数特性図である。 ２１〜２４……抵抗、２５，２６……コンデン
サ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入力信号を印加する第１及び第２の入力端子
のそれぞれと、出力信号を取り出す第１及び第２
の出力端子のそれぞれとの間に、第１及び第２の
抵抗の直列回路を接続し、該直列回路の接続点と
前記第１及び第２の出力端子との間にそれぞれコ
ンデンサを接続してなり、かつ、前記第１の抵抗
の抵抗値Rg／２、前記第２の抵抗の抵抗値Ｒと
前記第１，第２の出力端子間の出力抵抗Rlが RgRl＝R2 の関係を満足するように構成したことを特徴とす
る移相器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61122856A JPS62278813A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 移相器 |
| US07/052,313 US4725767A (en) | 1986-05-27 | 1987-05-19 | Phase shifter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61122856A JPS62278813A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 移相器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278813A JPS62278813A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH0478207B2 true JPH0478207B2 (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=14846333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61122856A Granted JPS62278813A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 移相器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4725767A (ja) |
| JP (1) | JPS62278813A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2647984B1 (fr) * | 1989-06-06 | 1991-09-13 | Labo Electronique Physique | Circuit dephaseur ameliore |
| JP3410776B2 (ja) * | 1993-09-09 | 2003-05-26 | 株式会社東芝 | 直交信号発生回路 |
| US5736840A (en) * | 1993-09-09 | 1998-04-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Phase shifter and communication system using the phase shifter |
| US5608311A (en) * | 1995-10-19 | 1997-03-04 | Eaton Corporation | AC input for digital processor with capacitively coupled immunity and surge withstand |
| US6137353A (en) * | 1998-06-29 | 2000-10-24 | Philips Electronics North America Corporation | Linearized integrated FM demodulator using a plurality of cascaded all-pass filters or a bessel filter |
| JP3510556B2 (ja) | 2000-03-30 | 2004-03-29 | Ｎｅｃ化合物デバイス株式会社 | イメージリジェクションミキサ及びそれを用いた受信機 |
| US7786863B2 (en) * | 2005-03-16 | 2010-08-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Information processing and wireless communication device wherein the resonant frequency of an antenna circuit is regularly corrected regardless of temperature |
| JP5732014B2 (ja) * | 2012-09-20 | 2015-06-10 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | ドハティ増幅器 |
| JP6303348B2 (ja) | 2013-09-11 | 2018-04-04 | 株式会社ソシオネクスト | 移相器、プリディストータ、及びフェーズドアレイアンテナ |
| EP4193421A1 (en) * | 2020-08-05 | 2023-06-14 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Rf phase shifter |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2828454A (en) * | 1950-02-11 | 1958-03-25 | Globe Union Inc | Ceramic capacitor |
| US2648773A (en) * | 1950-03-23 | 1953-08-11 | Bell Telephone Labor Inc | Polyphase oscillator |
| US3544886A (en) * | 1968-01-25 | 1970-12-01 | Corning Glass Works | Rc phase shift circuit having improved output amplitude stability |
| US3529233A (en) * | 1968-10-08 | 1970-09-15 | Adams Russel Co Inc | Lattice type phase shifting network |
| CH533380A (de) * | 1971-06-15 | 1973-01-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Schaltungsanordnung zur Phasendrehung |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP61122856A patent/JPS62278813A/ja active Granted
-
1987
- 1987-05-19 US US07/052,313 patent/US4725767A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62278813A (ja) | 1987-12-03 |
| US4725767A (en) | 1988-02-16 |
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