JPH07193455A - 可変減衰器 - Google Patents
可変減衰器Info
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- JPH07193455A JPH07193455A JP32928093A JP32928093A JPH07193455A JP H07193455 A JPH07193455 A JP H07193455A JP 32928093 A JP32928093 A JP 32928093A JP 32928093 A JP32928093 A JP 32928093A JP H07193455 A JPH07193455 A JP H07193455A
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- variable attenuator
- control signal
- signal
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- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダイナミックレンジが広く減衰量を微妙に制
御可能で歪率の低い可変減衰器を実現する。 【構成】 PINダイオードD1〜D4を直列接続し、
信号入出力径路に対して順方向に挿入する。ダイオード
D1〜D4に順方向直流電流IFを供給する。この電流
IFは、定電流回路10によって定電流化し、更に制御
電圧Vcによって制御する。電流IFの値はマルチプレ
クサ12の制御によっても切り換える。トランジスタT
R1の制御によりコンデンサC2を負荷と並列に挿入す
る。
御可能で歪率の低い可変減衰器を実現する。 【構成】 PINダイオードD1〜D4を直列接続し、
信号入出力径路に対して順方向に挿入する。ダイオード
D1〜D4に順方向直流電流IFを供給する。この電流
IFは、定電流回路10によって定電流化し、更に制御
電圧Vcによって制御する。電流IFの値はマルチプレ
クサ12の制御によっても切り換える。トランジスタT
R1の制御によりコンデンサC2を負荷と並列に挿入す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線機の送信出力を制
御するAPC(自動電力制御)回路に関し、特にこの回
路に適する可変減衰器に関する。
御するAPC(自動電力制御)回路に関し、特にこの回
路に適する可変減衰器に関する。
【0002】
【従来の技術】無線機の送信出力を制御し、また送信系
を構成する各回路の利得のばらつきを補う手法として、
APCが知られている。また、一般に、ディジタル自動
車電話等、ディジタルセルラシステムにおいては、その
無線電話装置に対し、低歪率特性が要求されている。低
歪率特性が求められるのは、この種のシステムにおいて
採用されているディジタル変復調方式がπ/4DQPS
K等の振幅変動を伴う方式であるためである。従って、
APC回路に対しても、低歪率特性が求められている。
更に、APCに対しては、広いダイナミックレンジが要
求されている。これらの要請は、従来のアナログ通信に
おいて使用されていたAPCによっては充足することが
できない。そのため、ディジタルセルラにおいては、図
12に示されるような可変減衰器を用いたAPCが採用
されていた。
を構成する各回路の利得のばらつきを補う手法として、
APCが知られている。また、一般に、ディジタル自動
車電話等、ディジタルセルラシステムにおいては、その
無線電話装置に対し、低歪率特性が要求されている。低
歪率特性が求められるのは、この種のシステムにおいて
採用されているディジタル変復調方式がπ/4DQPS
K等の振幅変動を伴う方式であるためである。従って、
APC回路に対しても、低歪率特性が求められている。
更に、APCに対しては、広いダイナミックレンジが要
求されている。これらの要請は、従来のアナログ通信に
おいて使用されていたAPCによっては充足することが
できない。そのため、ディジタルセルラにおいては、図
12に示されるような可変減衰器を用いたAPCが採用
されていた。
【0003】図12に示される可変減衰器は、4個の減
衰器ATT〜ATT4を有している。ATT1〜ATT
4はいずれもπ型固定減衰器であり、そのうちATT1
は4dBの、ATT2及びATT3は8dBの、ATT
4は16dBの減衰器である。またATTA1〜ATT
4には、それぞれ、アナログスイッチSW1〜SW4が
並列接続されている。これらのスイッチSW1〜SW4
は、外部から供給される制御信号CONT1〜CONT
4によって制御される。その結果、次の表に示されるよ
うに、0dB〜32dBの範囲で4dB刻みの減衰量が
得られる。
衰器ATT〜ATT4を有している。ATT1〜ATT
4はいずれもπ型固定減衰器であり、そのうちATT1
は4dBの、ATT2及びATT3は8dBの、ATT
4は16dBの減衰器である。またATTA1〜ATT
4には、それぞれ、アナログスイッチSW1〜SW4が
並列接続されている。これらのスイッチSW1〜SW4
は、外部から供給される制御信号CONT1〜CONT
4によって制御される。その結果、次の表に示されるよ
うに、0dB〜32dBの範囲で4dB刻みの減衰量が
得られる。
【0004】
【表1】 このような構成は、北米で実施されているディジタルセ
ルラシステムの仕様IS−54B,IS−55Aに適し
ている。すなわち、これらのシステムにおいては、端末
局側の送信出力を4dBステップで0dB〜32dBの
範囲に亘って制御する必要がある。
ルラシステムの仕様IS−54B,IS−55Aに適し
ている。すなわち、これらのシステムにおいては、端末
局側の送信出力を4dBステップで0dB〜32dBの
範囲に亘って制御する必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成においては、例えば4dBステップでしか減衰
量を切り換えることができないため、送信出力を微妙に
制御することが不可能である。送信出力を微妙に制御し
ようとする場合、各固定減衰器の減衰量を小さくする必
要があるが、このような構成とすると全体の回路規模が
大きくなってしまう。更に、図12に示される構成にお
いては制御信号CONT1〜CONT4を伝送するため
の4本の信号線が必要であり、この信号線の本数は、固
定減衰器の個数を多くするほど多くなってしまう。
うな構成においては、例えば4dBステップでしか減衰
量を切り換えることができないため、送信出力を微妙に
制御することが不可能である。送信出力を微妙に制御し
ようとする場合、各固定減衰器の減衰量を小さくする必
要があるが、このような構成とすると全体の回路規模が
大きくなってしまう。更に、図12に示される構成にお
いては制御信号CONT1〜CONT4を伝送するため
の4本の信号線が必要であり、この信号線の本数は、固
定減衰器の個数を多くするほど多くなってしまう。
【0006】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、回路規模を大きく
することなく、また制御信号線の本数を多くすることな
く、送信出力を微妙に制御することが可能なAPC回路
及びこれに適する可変減衰器を提供することを目的とす
る。また、本発明は、広いダイナミックレンジに亘って
直線性に勝れた(低歪率特性の)可変減衰器を提供する
ことを目的とする。更に、本発明は、この可変減衰器を
より小さな回路でかつより小さな消費電流で実現するこ
とを目的とする。そして、CPU等によるディジタル処
理及び制御が簡単な可変減衰器を提供することを目的と
する。
とを課題としてなされたものであり、回路規模を大きく
することなく、また制御信号線の本数を多くすることな
く、送信出力を微妙に制御することが可能なAPC回路
及びこれに適する可変減衰器を提供することを目的とす
る。また、本発明は、広いダイナミックレンジに亘って
直線性に勝れた(低歪率特性の)可変減衰器を提供する
ことを目的とする。更に、本発明は、この可変減衰器を
より小さな回路でかつより小さな消費電流で実現するこ
とを目的とする。そして、CPU等によるディジタル処
理及び制御が簡単な可変減衰器を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題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、本発明に係る可変減衰器は、その内部抵抗が
電流特性を有する減衰用素子と、外部から供給される制
御信号に応じ、この素子に流れる電流の値を可変制御す
る電流制御手段と、を備え、減衰させるべき信号が、減
衰用素子を介して負荷インピーダンスに供給されること
を特徴とする。
るために、本発明に係る可変減衰器は、その内部抵抗が
電流特性を有する減衰用素子と、外部から供給される制
御信号に応じ、この素子に流れる電流の値を可変制御す
る電流制御手段と、を備え、減衰させるべき信号が、減
衰用素子を介して負荷インピーダンスに供給されること
を特徴とする。
【0008】また、本発明は、この減衰用素子を複数個
備えかつこれらを直列接続したことを特徴とする。本発
明は、更に、減衰用素子がPINダイオードであること
を特徴とする。
備えかつこれらを直列接続したことを特徴とする。本発
明は、更に、減衰用素子がPINダイオードであること
を特徴とする。
【0009】本発明は、また、電流制御手段が、制御信
号に応じた値の電流を減衰用素子から引き込む定電流回
路を含むことを特徴とする。本発明は、更に、定電流回
路が、減衰用素子から電流を引き込む経路上に設けられ
た抵抗と、制御信号として供給される電圧に応じた値の
電圧を抵抗に印加する手段と、を含むことを特徴とす
る。本発明は、この抵抗が、互いにその抵抗値が異なる
よう複数個設けられ、定電流回路が、制御信号に応じ複
数個の抵抗を選択的に上記経路上に挿入する手段を含む
ことを特徴とする。
号に応じた値の電流を減衰用素子から引き込む定電流回
路を含むことを特徴とする。本発明は、更に、定電流回
路が、減衰用素子から電流を引き込む経路上に設けられ
た抵抗と、制御信号として供給される電圧に応じた値の
電圧を抵抗に印加する手段と、を含むことを特徴とす
る。本発明は、この抵抗が、互いにその抵抗値が異なる
よう複数個設けられ、定電流回路が、制御信号に応じ複
数個の抵抗を選択的に上記経路上に挿入する手段を含む
ことを特徴とする。
【0010】本発明は、更に、制御信号に応じ、負荷イ
ンピーダンスと並列にインピーダンスを挿入する並列イ
ンピーダンス挿入手段を備えることを特徴とする。本発
明は、並列インピーダンス挿入手段が、制御信号に応じ
オン/オフするトランジスタと、トランジスタがオンし
た場合に負荷インピーダンスと並列に挿入される素子
と、を含むことを特徴とする。
ンピーダンスと並列にインピーダンスを挿入する並列イ
ンピーダンス挿入手段を備えることを特徴とする。本発
明は、並列インピーダンス挿入手段が、制御信号に応じ
オン/オフするトランジスタと、トランジスタがオンし
た場合に負荷インピーダンスと並列に挿入される素子
と、を含むことを特徴とする。
【0011】本発明は、減衰させるべき信号から電源及
び/又は電流制御手段を遮断する素子を有することを特
徴とする。
び/又は電流制御手段を遮断する素子を有することを特
徴とする。
【0012】本発明に係るAPC回路は、中間周波数信
号(IF信号)を周波数変換することにより無線周波数
信号(RF信号)を生成する周波数変換部と、生成され
たRF信号を電力増幅しアンテナに出力する電力増幅部
と、を備える無線機に搭載され、アンテナへの出力電力
を自動制御するAPC回路において、アンテナへの出力
電力を検出する手段と、検出した出力電力に基づき制御
信号を発生させる手段と、周波数変換部と電力増幅部の
間に挿入され、発生させた制御信号に応じてRF信号を
減衰させる本発明に係る可変減衰器と、を備えることを
特徴とする。
号(IF信号)を周波数変換することにより無線周波数
信号(RF信号)を生成する周波数変換部と、生成され
たRF信号を電力増幅しアンテナに出力する電力増幅部
と、を備える無線機に搭載され、アンテナへの出力電力
を自動制御するAPC回路において、アンテナへの出力
電力を検出する手段と、検出した出力電力に基づき制御
信号を発生させる手段と、周波数変換部と電力増幅部の
間に挿入され、発生させた制御信号に応じてRF信号を
減衰させる本発明に係る可変減衰器と、を備えることを
特徴とする。
【0013】そして、本発明に係るAPC回路は、可変
減衰器の制御に用いる制御信号の値の範囲を、可変減衰
器の減衰量の制御信号に対する変化が少ない範囲とする
ことを特徴とする。
減衰器の制御に用いる制御信号の値の範囲を、可変減衰
器の減衰量の制御信号に対する変化が少ない範囲とする
ことを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明に係る可変減衰器においては、電流制御
手段により、減衰用素子に流れる電流の値が可変制御さ
れる。減衰させるべき信号は、減衰用素子を介して負荷
インピーダンスに供給される。また、この素子に流れる
電流の値は、外部から供給される制御信号に応じて制御
される。従って、減衰用素子の内部抵抗と負荷インピー
ダンスの値によって定まる信号減衰量が、減衰用素子の
電流制御によって制御される。この結果、広いダイナミ
ックレンジに亘って減衰量を微妙に制御することが可能
になると共に、歪率特性が良好な可変減衰器が得られ
る。
手段により、減衰用素子に流れる電流の値が可変制御さ
れる。減衰させるべき信号は、減衰用素子を介して負荷
インピーダンスに供給される。また、この素子に流れる
電流の値は、外部から供給される制御信号に応じて制御
される。従って、減衰用素子の内部抵抗と負荷インピー
ダンスの値によって定まる信号減衰量が、減衰用素子の
電流制御によって制御される。この結果、広いダイナミ
ックレンジに亘って減衰量を微妙に制御することが可能
になると共に、歪率特性が良好な可変減衰器が得られ
る。
【0015】また、減衰用素子は、PINダイオード又
はその直列接続によって構成することができ、電流制御
手段は、定電流回路として構成することができる。更
に、この定電流回路は、減衰用素子から電流を引き込む
経路上に抵抗を設け、この抵抗に印加される電圧の値を
制御信号に係る電圧の値によって制御する構成とするこ
とができ、この構成は、更に、オペアンプやFETを用
いて構成することができる。従って、本発明に係る可変
減衰器は、例えばAGC回路のように直線性に優れては
いるものの大規模な回路構成となる従来の可変減衰器に
比べ、回路構成が簡単になると共に消費電力が低減され
る。
はその直列接続によって構成することができ、電流制御
手段は、定電流回路として構成することができる。更
に、この定電流回路は、減衰用素子から電流を引き込む
経路上に抵抗を設け、この抵抗に印加される電圧の値を
制御信号に係る電圧の値によって制御する構成とするこ
とができ、この構成は、更に、オペアンプやFETを用
いて構成することができる。従って、本発明に係る可変
減衰器は、例えばAGC回路のように直線性に優れては
いるものの大規模な回路構成となる従来の可変減衰器に
比べ、回路構成が簡単になると共に消費電力が低減され
る。
【0016】本発明においては、更に、上述した電流の
制御の他、定電流回路を構成する抵抗値の切換えや、負
荷インピーダンスへの並列インピーダンスの挿入によっ
て、減衰量の制御が行われる。すなわち、減衰用素子か
ら電流を引き込む経路上に複数個の抵抗を設け、マルチ
プレクサ等の手段によってこれらの抵抗を選択的に経路
上に挿入することにより、減衰用素子、例えばPINダ
イオードの直列接続体に流れる電流の値が切り換えら
れ、これによって信号の減衰量が切り換えられる。ま
た、外部から供給される制御信号に応じてトランジスタ
をオン/オフさせ、トランジスタがオンした場合にコン
デンサ等の素子が負荷インピーダンスと並列に挿入され
るよう、可変減衰器を挿入した場合、やはり、信号減衰
量を好適に切り換えることが可能になり、信号減衰量の
制御範囲が拡がる。
制御の他、定電流回路を構成する抵抗値の切換えや、負
荷インピーダンスへの並列インピーダンスの挿入によっ
て、減衰量の制御が行われる。すなわち、減衰用素子か
ら電流を引き込む経路上に複数個の抵抗を設け、マルチ
プレクサ等の手段によってこれらの抵抗を選択的に経路
上に挿入することにより、減衰用素子、例えばPINダ
イオードの直列接続体に流れる電流の値が切り換えら
れ、これによって信号の減衰量が切り換えられる。ま
た、外部から供給される制御信号に応じてトランジスタ
をオン/オフさせ、トランジスタがオンした場合にコン
デンサ等の素子が負荷インピーダンスと並列に挿入され
るよう、可変減衰器を挿入した場合、やはり、信号減衰
量を好適に切り換えることが可能になり、信号減衰量の
制御範囲が拡がる。
【0017】加えて、減衰させるべき信号の周波数帯域
において高インピーダンスとなるコイル等の素子を、減
衰用素子と電源及び/又は電流制御手段との間に配置す
ることにより、減衰させるべき信号から電源及び/又は
電流制御手段を信号的に(高周波的に)遮断することが
可能となり、より好適な減衰特性が得られる。
において高インピーダンスとなるコイル等の素子を、減
衰用素子と電源及び/又は電流制御手段との間に配置す
ることにより、減衰させるべき信号から電源及び/又は
電流制御手段を信号的に(高周波的に)遮断することが
可能となり、より好適な減衰特性が得られる。
【0018】更に、本発明に係るAPC回路において
は、電力増幅部からアンテナへの出力電力が検出され、
検出された出力電力に基づき制御信号が生成される。こ
の制御信号は、周波数変換部と電力変換部との間に挿入
された本発明に係る可変減衰器に供給され、この可変減
衰器により、周波数変換部の出力に係るRF信号が減衰
される。一般に、トランジスタ等の非線形性を利用して
周波数変換を行う周波数変換部においては、変換後の送
信信号の直線性を維持するために出力レベルを通常0d
Bm以下の低レベルに設定しており、従って、本発明に
係る可変減衰器をこの周波数変換部の出力側に設けるこ
とにより、直線性が良好なAPCが実現される。
は、電力増幅部からアンテナへの出力電力が検出され、
検出された出力電力に基づき制御信号が生成される。こ
の制御信号は、周波数変換部と電力変換部との間に挿入
された本発明に係る可変減衰器に供給され、この可変減
衰器により、周波数変換部の出力に係るRF信号が減衰
される。一般に、トランジスタ等の非線形性を利用して
周波数変換を行う周波数変換部においては、変換後の送
信信号の直線性を維持するために出力レベルを通常0d
Bm以下の低レベルに設定しており、従って、本発明に
係る可変減衰器をこの周波数変換部の出力側に設けるこ
とにより、直線性が良好なAPCが実現される。
【0019】そして、本発明に係るAPC回路において
は、可変減衰器の制御に用いる制御信号の値の範囲が、
可変減衰器の減衰量の制御信号に対する変化が少ない値
に設定される。これにより、要求される減衰量を正確に
実現することが可能になる。
は、可変減衰器の制御に用いる制御信号の値の範囲が、
可変減衰器の減衰量の制御信号に対する変化が少ない値
に設定される。これにより、要求される減衰量を正確に
実現することが可能になる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
基づき説明する。
【0021】図1には、本発明の第1実施例に係る可変
減衰器の構成が示されている。
減衰器の構成が示されている。
【0022】この実施例においては、4個のPINダイ
オードD1〜D4が、信号入出力方向に沿って順方向に
直列接続されている。すなわち、ダイオードD1のアノ
ードはコンデンサC1を介して信号入力端子に接続され
ており、また、ダイオードD4のカソードはコンデンサ
C4を介して信号出力端子に接続されている。信号入力
端子には、前段の回路、例えばIFからRFへの周波数
変換部からRF信号が供給され、また、信号出力端子に
は、RF信号を電力増幅する電力増幅部等が接続され
る。従って、周波数変換部等から入力される信号は、こ
れらのダイオードD1〜D4を介して電力増幅部等に出
力されることとなる。なお、コンデンサC1およびC4
は、信号入力端子又は信号出力端子に係るカップリング
コンデンサであり、直流電流をカットする。
オードD1〜D4が、信号入出力方向に沿って順方向に
直列接続されている。すなわち、ダイオードD1のアノ
ードはコンデンサC1を介して信号入力端子に接続され
ており、また、ダイオードD4のカソードはコンデンサ
C4を介して信号出力端子に接続されている。信号入力
端子には、前段の回路、例えばIFからRFへの周波数
変換部からRF信号が供給され、また、信号出力端子に
は、RF信号を電力増幅する電力増幅部等が接続され
る。従って、周波数変換部等から入力される信号は、こ
れらのダイオードD1〜D4を介して電力増幅部等に出
力されることとなる。なお、コンデンサC1およびC4
は、信号入力端子又は信号出力端子に係るカップリング
コンデンサであり、直流電流をカットする。
【0023】また、ダイオードD1〜D4に対しては、
直流電源VccからコイルL1を介して順方向直流電流
IFが供給されている。直流電源VccはコンデンサC
2によって安定化されており、更にコイルL1によって
信号入出力経路から高周波的に遮断されている。一方
で、この順方向直流電流IFは、定電流回路10によっ
て接地側に引き込まれている。すなわち、ダイオードD
4のカソードはコイルL2を介して定電流回路10に接
続されている。このコイルL2は、上述のコイルL1と
同様高周波において高インピーダンスとなり、信号入出
力経路から定電流回路10を高周波的に遮断している。
直流電源VccからコイルL1を介して順方向直流電流
IFが供給されている。直流電源VccはコンデンサC
2によって安定化されており、更にコイルL1によって
信号入出力経路から高周波的に遮断されている。一方
で、この順方向直流電流IFは、定電流回路10によっ
て接地側に引き込まれている。すなわち、ダイオードD
4のカソードはコイルL2を介して定電流回路10に接
続されている。このコイルL2は、上述のコイルL1と
同様高周波において高インピーダンスとなり、信号入出
力経路から定電流回路10を高周波的に遮断している。
【0024】コイルL2の一端には、コンデンサC5及
び定電流回路10が接続されている。このコンデンサC
5は、定電流回路10に印加される直流電圧VDを安定
化すると共に、交流成分を接地側に流すためのコンデン
サである。また、定電流回路10は、抵抗R3を有して
いる。この抵抗R3の一端は接地されており、他端はオ
ペアンプA1の反転入力端子に接続されている。オペア
ンプA1の非反転入力端子には外部から制御電圧Vcが
印加されており、またこのオペアンプA1の出力端はF
ETのゲートに接続されている。FET1のドレイン及
びソースは、コイルL2の一端と抵抗R3の一端の間に
接続されている。
び定電流回路10が接続されている。このコンデンサC
5は、定電流回路10に印加される直流電圧VDを安定
化すると共に、交流成分を接地側に流すためのコンデン
サである。また、定電流回路10は、抵抗R3を有して
いる。この抵抗R3の一端は接地されており、他端はオ
ペアンプA1の反転入力端子に接続されている。オペア
ンプA1の非反転入力端子には外部から制御電圧Vcが
印加されており、またこのオペアンプA1の出力端はF
ETのゲートに接続されている。FET1のドレイン及
びソースは、コイルL2の一端と抵抗R3の一端の間に
接続されている。
【0025】このような回路構成においては、オペアン
プA1の反転入力端子に制御電圧Vcと同じ値の電圧が
現れる。その結果、抵抗R3に流れる電流の値はVc/
R3となる。一方、ダイオードD1〜D4の順方向電圧
Vfは図2に示されるように順方向直流電流IFが増加
すると変化する。従って、ダイオードD4のカソードの
電圧VDはn×VF(nはPINダイオードの個数。図
中4)となるので、Vcによって電圧VDが変化するこ
とがわかる。言い換えれば、FET1のドレインソース
間電圧が、順方向直流電流IFがVc/R3となるよう
に変化するため、制御電圧Vcに応じた値の順方向直流
電流IFがダイオードD1〜D4から定電流回路10に
引き込まれることになる。
プA1の反転入力端子に制御電圧Vcと同じ値の電圧が
現れる。その結果、抵抗R3に流れる電流の値はVc/
R3となる。一方、ダイオードD1〜D4の順方向電圧
Vfは図2に示されるように順方向直流電流IFが増加
すると変化する。従って、ダイオードD4のカソードの
電圧VDはn×VF(nはPINダイオードの個数。図
中4)となるので、Vcによって電圧VDが変化するこ
とがわかる。言い換えれば、FET1のドレインソース
間電圧が、順方向直流電流IFがVc/R3となるよう
に変化するため、制御電圧Vcに応じた値の順方向直流
電流IFがダイオードD1〜D4から定電流回路10に
引き込まれることになる。
【0026】また、PINダイオードD1〜D4の高周
波内部抵抗rsは、順方向直流電流IFに対して図3に
示されるような特性を有している。すなわち、順方向直
流電流IFが増加すると高周波内部抵抗rsが減少す
る。信号出力端子に負荷インピーダンスZoが接続され
ているとすると、図1に示される可変減衰器の減衰量
は、次の式で表される値となる。
波内部抵抗rsは、順方向直流電流IFに対して図3に
示されるような特性を有している。すなわち、順方向直
流電流IFが増加すると高周波内部抵抗rsが減少す
る。信号出力端子に負荷インピーダンスZoが接続され
ているとすると、図1に示される可変減衰器の減衰量
は、次の式で表される値となる。
【0027】
【数1】 ATT=20log[(rs×4)/|Zo|] (dB) なお、PINダイオードの個数が一般にn個である場合
には、
には、
【数2】 ATT=20log[(rs×n)/|Zo|] (dB)となる。
【0028】従って、この実施例における制御電圧Vc
対減衰量ATTの特性は(後述するトランジスタTR1
がオフしている場合)、図4中Aで示されるような特性
となる。
対減衰量ATTの特性は(後述するトランジスタTR1
がオフしている場合)、図4中Aで示されるような特性
となる。
【0029】図1に示される回路においては、更に、T
R1の制御信号によってオン/オフ制御されるトランジ
スタTR1が設けられている。このトランジスタTR1
のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗1を介し
て電源Vccの供給を受けると共にコンデンサC3を介
してダイオードD4のカソードに接続されている。な
お、トランジスタTR1のベースには抵抗R2が挿入さ
れている。
R1の制御信号によってオン/オフ制御されるトランジ
スタTR1が設けられている。このトランジスタTR1
のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗1を介し
て電源Vccの供給を受けると共にコンデンサC3を介
してダイオードD4のカソードに接続されている。な
お、トランジスタTR1のベースには抵抗R2が挿入さ
れている。
【0030】トランジスタTR1は、そのベースに供給
されるTR1制御信号に応じてオン/オフする。このト
ランジスタTR1がオフしている状態では、図1に示さ
れる可変減衰器の減衰量は前述のように図中Aで示され
る特性となる。これに対し、トランジスタTR1がオン
すると、コンデンサC3が信号出力端に接続された負荷
インピーダンスZ0と並列に挿入されることとなり、そ
の結果、減衰量ATTは次の式で表される内容となる。
されるTR1制御信号に応じてオン/オフする。このト
ランジスタTR1がオフしている状態では、図1に示さ
れる可変減衰器の減衰量は前述のように図中Aで示され
る特性となる。これに対し、トランジスタTR1がオン
すると、コンデンサC3が信号出力端に接続された負荷
インピーダンスZ0と並列に挿入されることとなり、そ
の結果、減衰量ATTは次の式で表される内容となる。
【0031】
【数3】 但し、Zc3はコンデンサc3及びトランジスタTR1
の信号インピーダンスである。従って、トランジスタT
R1がオンしている状態では、制御電圧Vc対減衰量A
TTの特性は図4中Bで示されるような特性となる。
の信号インピーダンスである。従って、トランジスタT
R1がオンしている状態では、制御電圧Vc対減衰量A
TTの特性は図4中Bで示されるような特性となる。
【0032】このように、本実施例においては、制御電
圧Vcによって減衰量ATTを可変数制御することがで
きると共に、トランジスタTR1のオン/オフ制御によ
ってこれを2段階で切り換えることができ、減衰量AT
Tを微妙に制御することが可能でかつその制御範囲が広
い可変減衰器が得られる。
圧Vcによって減衰量ATTを可変数制御することがで
きると共に、トランジスタTR1のオン/オフ制御によ
ってこれを2段階で切り換えることができ、減衰量AT
Tを微妙に制御することが可能でかつその制御範囲が広
い可変減衰器が得られる。
【0033】図5には、本発明の第2実施例に係る可変
減衰器の構成が示されている。この実施例における定電
流回路10は、前述の抵抗R3、オペアンプA1及びF
ET1のほかマルチプレクサ12及び抵抗R4を有して
いる。マルチプレクサ12は、外部から供給されるマル
チプレクサ制御信号に応じ、抵抗R3とR4のうち一方
を、順方向直流電流IFの引込み経路上に選択的に挿入
する。また、抵抗R4の値は抵抗R3の値より大きく設
定されている。
減衰器の構成が示されている。この実施例における定電
流回路10は、前述の抵抗R3、オペアンプA1及びF
ET1のほかマルチプレクサ12及び抵抗R4を有して
いる。マルチプレクサ12は、外部から供給されるマル
チプレクサ制御信号に応じ、抵抗R3とR4のうち一方
を、順方向直流電流IFの引込み経路上に選択的に挿入
する。また、抵抗R4の値は抵抗R3の値より大きく設
定されている。
【0034】図6には、この実施例における制御電圧V
c対減衰量ATTの特性が示されている。この図に示さ
れるように、比較的小さな抵抗R3を順方向直流電流I
Fの経路上に挿入した場合、比較的大きな抵抗R4を挿
入した場合に比べ減衰量ATTが小さくなる。これは、
順方向直流電流IFの引込み経路上に挿入される抵抗値
が小さいと順方向直流電流IFの値が大きくなり、その
結果ダイオードD1〜D4の高周波内部抵抗rsが小さ
くなることによるものである。また、この図に示される
ように抵抗をR3とした場合であってもR4とした場合
であっても、制御電圧Vcが0である場合には同一の減
衰量となる。これは、制御電圧Vcが0の場合、抵抗値
の如何に因らず順方向直流電流IFが0となり、高周波
内部抵抗rsの値が図3に示されるrs0となるためで
ある。
c対減衰量ATTの特性が示されている。この図に示さ
れるように、比較的小さな抵抗R3を順方向直流電流I
Fの経路上に挿入した場合、比較的大きな抵抗R4を挿
入した場合に比べ減衰量ATTが小さくなる。これは、
順方向直流電流IFの引込み経路上に挿入される抵抗値
が小さいと順方向直流電流IFの値が大きくなり、その
結果ダイオードD1〜D4の高周波内部抵抗rsが小さ
くなることによるものである。また、この図に示される
ように抵抗をR3とした場合であってもR4とした場合
であっても、制御電圧Vcが0である場合には同一の減
衰量となる。これは、制御電圧Vcが0の場合、抵抗値
の如何に因らず順方向直流電流IFが0となり、高周波
内部抵抗rsの値が図3に示されるrs0となるためで
ある。
【0035】図7には、本発明の第3実施例に係る可変
減衰器の構成が示されている。この図に示される可変減
衰器は、第1実施例と第2実施例を組み合わせた構成で
ある。従って、制御電圧Vcによる減衰量の連続可変制
御、トランジスタTR1制御信号による減衰量の切換
え、マルチプレクサ12による減衰量の切換えといった
操作を、いずれも実行することが可能である。
減衰器の構成が示されている。この図に示される可変減
衰器は、第1実施例と第2実施例を組み合わせた構成で
ある。従って、制御電圧Vcによる減衰量の連続可変制
御、トランジスタTR1制御信号による減衰量の切換
え、マルチプレクサ12による減衰量の切換えといった
操作を、いずれも実行することが可能である。
【0036】図8には、この実施例における制御電圧V
c対減衰量ATTの特性が示されている。この図におい
て、R3Aで示されるのは、マルチプレクサ12の制御
によって抵抗をR3とすると共に、TR1制御信号によ
ってトランジスタTR1をオフさせた場合の特性を示し
ている。同様に、R4Aは、抵抗=R4、TR1=オフ
の場合の特性を、R3Bは抵抗=R3、TR1=オンの
場合の特性を、R4Bは抵抗=R4、TR1=オンの場
合の特性を、それぞれ示している。
c対減衰量ATTの特性が示されている。この図におい
て、R3Aで示されるのは、マルチプレクサ12の制御
によって抵抗をR3とすると共に、TR1制御信号によ
ってトランジスタTR1をオフさせた場合の特性を示し
ている。同様に、R4Aは、抵抗=R4、TR1=オフ
の場合の特性を、R3Bは抵抗=R3、TR1=オンの
場合の特性を、R4Bは抵抗=R4、TR1=オンの場
合の特性を、それぞれ示している。
【0037】また、図中、PL0〜PL10は北米ディ
ジタルセルラ規格IS−54B,IS−55Aによって
規定されている送信出力レベルであり、これに対応して
記載されているのは規定されている減衰量ATTを単位
dBWで表した値である。図7に示される可変減衰器を
使用する場合、この図に示されるように、制御電圧のV
cが低く、減衰量ATTが急激に変化する領域をさける
のが好ましい。このようにすると、制御電圧Vcによる
減衰量の制御を比較的正確に行うことができる。
ジタルセルラ規格IS−54B,IS−55Aによって
規定されている送信出力レベルであり、これに対応して
記載されているのは規定されている減衰量ATTを単位
dBWで表した値である。図7に示される可変減衰器を
使用する場合、この図に示されるように、制御電圧のV
cが低く、減衰量ATTが急激に変化する領域をさける
のが好ましい。このようにすると、制御電圧Vcによる
減衰量の制御を比較的正確に行うことができる。
【0038】図9には、本発明に係る可変減衰器の応用
例が示されている。この図に示されるのはディジタルセ
ルラ無線部のAPC回路であり、また、可変減衰器とし
て使用されているのは第3実施例に係る構成である。
例が示されている。この図に示されるのはディジタルセ
ルラ無線部のAPC回路であり、また、可変減衰器とし
て使用されているのは第3実施例に係る構成である。
【0039】この図に示される可変減衰器14は、周波
数変換部16によってIFからRFに変換された送信信
号を入力し、減衰させた信号を電力増幅部18に出力し
ている。電力増幅部18は、可変減衰器14を介して供
給されるRF信号を電力増幅した上で図示しないアンテ
ナに供給する。電力増幅部18の送信出力は、検波器2
0によって検波される。検波器20の出力は電力増幅部
18の送信出力レベルを表しており、この信号はA/D
変換器22によってディジタルデータに変換された上
で、演算処理及び制御部24に供給される。演算処理及
び制御部24は、供給されるデータに応じ、制御電圧V
cに係るデータのほか、TR1制御信号や、マルチプレ
クサ制御信号を発生させる。制御電圧Vcに係るデータ
はD/A変換器26によってアナログの電圧に変換され
た上で、可変減衰器14に供給され、またTR1制御信
号及びマルチプレクサ制御信号は、トランジスタTR1
又はマルチプレクサ12の制御のため演算処理及び制御
部24から可変減衰器14に供給される。その際、演算
処理及び制御部24は、前述した図8に示される特性を
示すデータテーブルを使用し、制御電圧Vcの変化に対
し減衰量ATTが急激に変化する領域を避けつつ、減衰
量ATTの制御を実行する。
数変換部16によってIFからRFに変換された送信信
号を入力し、減衰させた信号を電力増幅部18に出力し
ている。電力増幅部18は、可変減衰器14を介して供
給されるRF信号を電力増幅した上で図示しないアンテ
ナに供給する。電力増幅部18の送信出力は、検波器2
0によって検波される。検波器20の出力は電力増幅部
18の送信出力レベルを表しており、この信号はA/D
変換器22によってディジタルデータに変換された上
で、演算処理及び制御部24に供給される。演算処理及
び制御部24は、供給されるデータに応じ、制御電圧V
cに係るデータのほか、TR1制御信号や、マルチプレ
クサ制御信号を発生させる。制御電圧Vcに係るデータ
はD/A変換器26によってアナログの電圧に変換され
た上で、可変減衰器14に供給され、またTR1制御信
号及びマルチプレクサ制御信号は、トランジスタTR1
又はマルチプレクサ12の制御のため演算処理及び制御
部24から可変減衰器14に供給される。その際、演算
処理及び制御部24は、前述した図8に示される特性を
示すデータテーブルを使用し、制御電圧Vcの変化に対
し減衰量ATTが急激に変化する領域を避けつつ、減衰
量ATTの制御を実行する。
【0040】図10には、発明者によって測定された相
互変調特性(IMD3)が示されている。この図に示さ
れる特性は、図11に示されるような条件下で測定され
たものである。すなわち、本発明の第3実施例に係る可
変減衰器14に対し、836MHz及び836.03M
Hzの信号を3dB減衰器28を介して供給し、可変減
衰器14の出力をスペクトルアナライザ30によって測
定した。この測定結果によれば、入力が0dBm以下の
場合、IMD3が60dB以下となる。可変減衰器14
に前置される周波数変換部16においては、その出力信
号の直線性を維持するために、0dBm以下の低出力レ
ベルで信号出力しているから、図10に示されるような
特性は、例えばπ/4DQPSKディジタル変復調に適
した直線性(低歪率特性)を実現するものであるといえ
る。
互変調特性(IMD3)が示されている。この図に示さ
れる特性は、図11に示されるような条件下で測定され
たものである。すなわち、本発明の第3実施例に係る可
変減衰器14に対し、836MHz及び836.03M
Hzの信号を3dB減衰器28を介して供給し、可変減
衰器14の出力をスペクトルアナライザ30によって測
定した。この測定結果によれば、入力が0dBm以下の
場合、IMD3が60dB以下となる。可変減衰器14
に前置される周波数変換部16においては、その出力信
号の直線性を維持するために、0dBm以下の低出力レ
ベルで信号出力しているから、図10に示されるような
特性は、例えばπ/4DQPSKディジタル変復調に適
した直線性(低歪率特性)を実現するものであるといえ
る。
【0041】また、以上の各実施例においては、RF帯
においてレベル検出を行い制御を行っているため、回路
構成や基板設計が容易となる。
においてレベル検出を行い制御を行っているため、回路
構成や基板設計が容易となる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る可変
減衰器によれば、減衰用素子に流れる電流の値を外部か
ら供給される制御信号に応じて可変制御し、減衰用特性
の内部抵抗の電流特性を利用して減衰量を可変とするよ
うにしたため、広いダイナミックレンジに亘って、減衰
量を微妙に制御することが可能になる。また、この可変
減衰器は、PINダイオード、抵抗、コンデンサ等を用
いて、簡素に構成することができ、また消費電力も低減
できる。加えて、電流制御に係る定電流回路の抵抗をマ
ルチプレクサ等を用いて切り換え、あるいは負荷インピ
ーダンスと並列にコンデンサ等のインピーダンスを挿入
するように構成することができるため、ダイナミックレ
ンジを更に広くすることができる。加えて、本発明に係
る可変減衰器は、CPU等によって制御することが簡単
であり、その歪率特性も良好となる。
減衰器によれば、減衰用素子に流れる電流の値を外部か
ら供給される制御信号に応じて可変制御し、減衰用特性
の内部抵抗の電流特性を利用して減衰量を可変とするよ
うにしたため、広いダイナミックレンジに亘って、減衰
量を微妙に制御することが可能になる。また、この可変
減衰器は、PINダイオード、抵抗、コンデンサ等を用
いて、簡素に構成することができ、また消費電力も低減
できる。加えて、電流制御に係る定電流回路の抵抗をマ
ルチプレクサ等を用いて切り換え、あるいは負荷インピ
ーダンスと並列にコンデンサ等のインピーダンスを挿入
するように構成することができるため、ダイナミックレ
ンジを更に広くすることができる。加えて、本発明に係
る可変減衰器は、CPU等によって制御することが簡単
であり、その歪率特性も良好となる。
【図1】本発明の第1実施例に係る可変減衰器の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図2】PINダイオードのIF対VF特性を示す図で
ある。
ある。
【図3】PINダイオードのIF対rs特性を示す図で
ある。
ある。
【図4】第1実施例におけるVc対減衰量ATT特性を
示す図である。
示す図である。
【図5】本発明の第2実施例に係る可変減衰器の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図6】第2実施例におけるVc対減衰量ATT特性を
示す図である。
示す図である。
【図7】本発明の第3実施例に係る可変減衰器の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図8】第3実施例におけるVc対減衰量ATT特性を
示す図である。
示す図である。
【図9】本発明の応用例を示すブロック図である。
【図10】本発明における相互変調特性の改善効果を示
す図である。
す図である。
【図11】図10の特性の測定環境を示す図である。
【図12】一従来例に係る可変減衰器の構成を示す回路
図である。
図である。
D1〜D4 PINダイオード L1,L2 コイル C1〜C5 コンデンサ R1〜R4 抵抗 A1 オペアンプ 10 定電流回路 12 マルチプレクサ 14 可変減衰器 16 周波数変換部 18 電力増幅部 20 検波器 22 A/D変換器 24 演算処理及び制御部 26 D/A変換器 Vc 制御電圧
Claims (11)
- 【請求項1】 その内部抵抗が電流特性を有する減衰用
素子と、 外部から供給される制御信号に応じ、この素子に流れる
電流の値を可変制御する電流制御手段と、 を備え、 減衰させるべき信号が、減衰用素子を介して負荷インピ
ーダンスに供給されることを特徴とする可変減衰器。 - 【請求項2】 請求項1記載の可変減衰器において、 上記減衰用素子を複数個備えかつこれらを直列接続した
ことを特徴とする可変減衰器。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の可変減衰器におい
て、 上記減衰用素子がPINダイオードであることを特徴と
する可変減衰器。 - 【請求項4】 請求項1記載の可変減衰器において、 電流制御手段が、制御信号に応じた値の電流を減衰用素
子から引き込む定電流回路を含むことを特徴とする可変
減衰器。 - 【請求項5】 請求項4記載の可変減衰器において、 定電流回路が、減衰用素子から電流を引き込む経路上に
設けられた抵抗と、制御信号として供給される電圧に応
じた値の電圧を抵抗に印加する手段と、を含むことを特
徴とする可変減衰器。 - 【請求項6】 請求項5記載の可変減衰器において、 上記抵抗が、互いにその抵抗値が異なるよう複数個設け
られ、 定電流回路が、制御信号に応じ複数個の抵抗を選択的に
上記経路上に挿入する手段を含むことを特徴とする可変
減衰器。 - 【請求項7】 請求項1記載の可変減衰器において、 制御信号に応じ、負荷インピーダンスと並列にインピー
ダンスを挿入する並列インピーダンス挿入手段を備える
ことを特徴とする可変減衰器。 - 【請求項8】 請求項7記載の可変減衰器において、 並列インピーダンス挿入手段が、制御信号に応じオン/
オフするトランジスタと、トランジスタがオンした場合
に負荷インピーダンスと並列に挿入される素子と、を含
むことを特徴とする可変減衰器。 - 【請求項9】 請求項1記載の可変減衰器において、 減衰させるべき信号から電源及び/又は電流制御手段を
遮断する素子を有することを特徴とする可変減衰器。 - 【請求項10】 中間周波数信号を周波数変換すること
により無線周波数信号を生成する周波数変換部と、生成
された無線周波数信号を電力増幅しアンテナに出力する
電力増幅部と、を備える無線機に搭載され、アンテナへ
の出力電力を自動制御するAPC回路において、 アンテナへの出力電力を検出する手段と、 検出した出力電力に基づき制御信号を発生させる手段
と、 周波数変換部と電力増幅部の間に挿入され、発生させた
制御信号に応じて無線周波数信号を減衰させる請求項1
乃至9記載の可変減衰器と、 を備えることを特徴とするAPC回路。 - 【請求項11】 請求項10記載のAPC回路におい
て、 可変減衰器の制御に用いる制御信号の値の範囲を、可変
減衰器の減衰量の制御信号に対する変化が少ない範囲と
することを特徴とするAPC回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32928093A JPH07193455A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 可変減衰器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32928093A JPH07193455A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 可変減衰器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193455A true JPH07193455A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18219695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32928093A Pending JPH07193455A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 可変減衰器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07193455A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007519265A (ja) * | 2003-08-04 | 2007-07-12 | インディアン・スペース・リサーチ・オーガニゼイション | ダイオードベースのrf回路のための制御回路 |
| JP2007235596A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Nec Corp | 可変減衰器の制御回路及び可変減衰器の制御方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP32928093A patent/JPH07193455A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007519265A (ja) * | 2003-08-04 | 2007-07-12 | インディアン・スペース・リサーチ・オーガニゼイション | ダイオードベースのrf回路のための制御回路 |
| JP4851792B2 (ja) * | 2003-08-04 | 2012-01-11 | インディアン・スペース・リサーチ・オーガニゼイション | ダイオードベースのrf回路のための制御回路 |
| JP2007235596A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Nec Corp | 可変減衰器の制御回路及び可変減衰器の制御方法 |
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