JPH0737370Y2 - 信号発生器における広帯域ｒｆスイッチ回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、信号発生器における広帯域RFスイッチ回路、
特に信号発生器の最終段で広帯域電力増幅を行うに当
り、高域用増幅器と低域用増幅器との２つの増幅器で増
幅を行った際、その出力に歪を与えることなく切替える
様にした信号発生器における広帯域RFスイッチ回路に関
するものである。

〔従来の技術〕

信号発生器では種々の電子機器に信号を与えるため、数
KHzの低周波から超高周波の数GHzまでの広帯域の信号を
発生させるようにしている。この広帯域の信号を増幅す
る場合、１つの増幅器で全帯域を増幅するのは、現状で
は困難であり、低域用と高域用との２つの増幅器を切替
えて全帯域を増幅するようにしている。

RF信号の切替えは、例えばPINダイオードを用いるのが
一般的であるが、信号発生器の最終段の様に信号レベル
が大きな増幅にあっては、数10KHzの低周波信号を歪ま
すことなくPINダイオードをオン状態にすることはむず
かしい。そこで従来は第２図に示された回路で信号切替
えが行われていた。

第２図において、広帯域信号源１から発生する数KHzの
低周波から超高周波の数GHzまでの広帯域の信号は、高
域用増幅器２及び低域用増幅器３にそれぞれ入力され
る。

一方、周波数制御部５には周波数設定信号が入力されて
おり、広帯域信号源１から出力する周波数が設定される
と同時に予め定められているしきい値周波数、例えば1.
28GHz以下の低域周波数のときには、周波数制御部５は
スイッチ４を低域用増幅器３側へ制御し、また1.28GHz
以上の高域周波数のときにはスイッチ４を高域用増幅器
２側へ制御し、広帯域信号源１から出力する信号の周波
数に対応して高域用増幅器２の出力又は低域用増幅器３
の出力を出力端子６に出力するようにしていた。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、第２図に示された従来の回路図におい
て、スイッチ４は機械式のスイッチを用いているため、
高域用増幅器２又は低域用増幅器３の出力に対し歪みが
生じる問題点はないが、機械式であるが故にその切替時
間に問題があり、例えば広帯域信号源１から掃引信号が
出力されている場合、前記しきい値周波数を超えている
のにまだスイッチ４は前の増幅器側の出力端子６に送出
している状態が生じ、スイッチ４の切替が良くない欠点
があった。

また機械的にオン・オフするため寿命が短い欠点もあっ
た。

本考案は、上記の欠点を解決することを目的としてお
り、高域用増幅器と低域用増幅器との選択を行う手段と
してPINダイオードによるRFスイッチを用い、しかも歪
みが生じなく切替応答も良好な信号発生器における広帯
域RFスイッチ回路を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本考案の信号発生器における広
帯域RFスイッチ回路は、高域用増幅器と低域用増幅器と
の２つの増幅器を備え、増幅すべき信号の周波数に応じ
前記２つの増幅器のいずれか一方を選んで広帯域信号源
の信号を増幅する信号発生器において、広帯域信号源の
信号を高域用増幅器側又は低域用増幅器側のいずれか一
方を選択させるアナログスイッチと、広帯域信号源の周
波数を設定すると同時に、当該広帯域信号源の信号に対
し予めしきい値周波数を定めておき、該しきい値周波数
でアナログスイッチの切替えを行わせる周波数制御部と
を備え、高域用増幅器出力又は低域用増幅器出力のいず
れかの選択を行う手段としてPINダイオードによるRFス
イッチと、低域周波数のうち低周波数の場合は低周波の
みをバイパスさせて、PINダイオードにより発生する歪
を防ぐコンデンサとを併用した広帯域RFスイッチ回路を
備えている。

〔作用〕

しきい値周波数以上の高域周波数の信号はPINダイオー
ドを介して出力端子へ出力される。しきい値周波数以下
の低域周波数の信号はPINダイオードを介して出力端子
へも出力されるが、低域周波数のうち低周波の信号は低
周波のみをバイパスさせるコンデンサを通して出力端子
へ出力される。しきい値周波数以下の低周波の信号は低
周波のみをバイパスさせるコンデンサを通して出力端子
へ出力される割合が多くなるので低周波における歪の発
生が防止される。

以下図面を参照しつつ本考案の一実施例を説明する。

〔実施例〕

第１図は本考案に係る信号発生器における広帯域RFスイ
ッチ回路の一実施例構成を示しており、１ないし3,5,6
は第２図のものに対応し、７はアナログスイッチ、8,9
はPINダイオード、10,11,13は高周波チョークコイル、1
2,14は低周波チョークコイル、15は低周波バイパスコン
デンサ、16は直流電源、17,18はカップリングコンデン
サ、19,20は対グランドバイパスコンデンサ、21はPINダ
イオード電流制御抵抗である。

数KHzの低周波から数GNzの超音周波の信号を発生させる
広帯域信号源１の信号は高域用増幅器２と低域用増幅器
３に入力されるようになっている。高域用増幅器２及び
低域用増幅器３の出力側には直流分を阻止するカップリ
ングコンデンサ17,18を介してPINダイオード8,9のアノ
ードがそれぞれ接続され、かつ該PINダイオード8,9のカ
ソードが互に接続された接続点は出力端子６に接続され
ている。カップリングコンデンサ17とPINダイオード８
のアノードとの接続点には、高域周波数に対し高インピ
ーダンスとなる高周波チョークコイル10が接続され、そ
の他端はアナログスイッチ７の切替端子７−１に接続さ
れている。カップリングコンデンサ18とPINダイオード
９のアノードとの接続点には、低周波に対して低インピ
ーダンスとなる高周波チョークコイル11と高インピーダ
ンスとなる低周波チョークコイル12との第１の直列回路
が接続され、該低周波チョークコイル12の他端はアナロ
グスイッチ７の切替端子７−２に接続されている。PIN
ダイオード8,9のカソードが互に接続されたカソード接
続点には、高域周波数に対しては高インピーダンスとな
り低周波に対しては低インピーダンスとなる高周波チョ
ークコイル13と低周波に対して高インピーダンスとなる
低周波チョークコイル14との第２の直列回路が接続さ
れ、該低周波チョークコイル14の他端はアースに接続さ
れている。第１の直列回路の高周波チョークコイル11と
低周波チョークコイル12との接続点と、第２の直列回路
の高周波チョークコイル13と低周波チョークコイル14と
の接続点との間には、低周波の信号を通過させる低周波
バイパスコンデンサ15が接続され、PINダイオード９の
バイパス回路を構成するようになっている。アナログス
イッチ７の共通端子７−３にはPINダイオード電流制限
抵抗21を介して直流電源16が接続され、アナログスイッ
チ７の切替えによりPINダイオード８又は９をオン状態
にするようになっている。該アナログスイッチ７は周波
数制御部５によってその切替端子７−1,7−２が切替え
られるようになっており、該周波数制御部５は広帯域信
号源１に周波数を設定するとともに、設定した周波数が
しきい値周波数よりおおきいか小さいかの高域周波数と
低域周波数とによってアナログスイッチ７の切替制御を
行うようになっている。

この様に構成された本考案の信号発生器における広帯域
RFスイッチ回路の動作を次に説明する。

周波数制御部５に入力されている周波数設定信号により
設定された周波数が、予め定められているしきい値周波
数より高い場合、つまり高域周波数の信号を広帯域信号
源１が出力している場合、周波数制御部５はアナログス
イッチ７の共通端子７−３を切替端子７−１側へ接続す
る制御を行う。これにより直流電源16、PINダイオード
電流制限抵抗21、アナログスイッチ７の切替端子７−
１、高周波チョークコイル10、PINダイオード８、高周
波チョークコイル13及び低周波チョークコイル14の直流
回路により、PINダイオード８がオン状態となり、高域
用増幅器２で増幅された広帯域信号源１からの高域周波
数の信号が出力端子６へ出力される。

このときPINダイオード８を通過する信号は高周波であ
るためPINダイオード８によって歪を加えられることは
ない。

また高周波チョークコイル10,13はこの高域周波数に対
して十分高いインピーダンスとなっていることは言うま
でもない。

周波数制御部５に入力されている周波数設定信号により
設定された周波数が、予め定められているしきい値周波
数より低い場合、つまり低域周波数の信号を広帯域信号
源１が出力している場合、周波数制御部５はアナログス
イッチ７の共通端子７−３を切替端子７−２側へ接続す
る制御を行う。これにより直流電源16、PINダイオード
電流制限抵抗21、アナログスイッチ７の切替端子７−
２、低周波チョークコイル12、高周波チョークコイル1
1、PINダイオード９、高周波チョークコイル13及び低周
波チョークコイル14の直流回路により、PINダイオード
９がオン状態となり、低域用増幅器３で増幅された広帯
域信号源１からの低域周波数の信号がPINダイオード９
を通過すると共に、高周波チョークコイル11、低周波バ
イパスコンデンサ15及び高周波チョークコイル13のバイ
パス回路を通過し、出力端子６へ出力される。

広帯域信号源１から出力される信号が前記しきい値周波
数より低く、かつPINダイオード９で信号が歪まない周
波数帯では、低域用増幅器３で増幅された広帯域信号源
１からの信号は当該PINダイオード９を通る低域通過ル
ートを経て出力端子６へ出力される。

このとき、この周波数帯では高周波チョークコイル11,1
3が高インピーダンスとなっていることは言うまでもな
い。

広帯域信号源１から出力される信号が前記しきい値周波
数より低く、かつPINダイオード９で信号が歪む低周波
の周波数帯、すなわちPINダイオード９による整流特性
が現われ信号に歪を与える低い周波数帯では、低域用増
幅器３で増幅された広帯域信号源１からの信号は、主に
高周波チョークコイル11、低周波バイパスコンデンサ15
及び高周波チョークコイル13のバイパス回路を通過す
る。

このとき、この周波数帯では、バイパス回路を構成する
高周波チョークコイル11、低周波バイパスコンデンサ15
及び高周波チョークコイル13は十分低インピーダンスと
なっており、かつ低周波チョークコイル12,14は十分高
インピーダンスとなっていることは言うまでもない。

低域用増幅器３で増幅された広帯域信号源１からの信号
は、この場合PINダイオード９を介して出力端子６へ出
力されるが、上記説明の通り低周波バイパスコンデンサ
15等で構成されるバイパス回路のインピーダンスが十分
低いので、このバイパス回路を通って出力端子６へ出力
される成分が多く、従って信号に歪が加えられない。

〔考案の効果〕

以上説明した如く、本考案によれば、信号発生器の最終
段で比較的大きなレベルの広帯域の信号を歪ませること
なく出力端子に出力させることだでき、またアナログス
イッチで切替える様にしているので、切替応答が速く、
そしてその寿命も長い利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る信号発生器における広帯域RFスイ
ッチ回路の一実施例構成、第２図は従来の回路構成図で
ある。 図中、１は広帯域信号源、２は高域用増幅器、３は低域
用増幅器、４はスイッチ、５は周波数制御部、６は出力
端子、７はアナログスイッチ、8,9はPINダイオード、1
0,11,13は高周波チョークコイル、12,14は低周波チョー
クコイル、15は低周波バイパスコンデンサ、16は直流電
源である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高域用増幅器（２）と低域用増幅器（３）
   との２つの増幅器を備え、増幅すべき信号の周波数に応
   じ前記２つの増幅器のいずれか一方を選んで広帯域信号
   源（１）の信号を増幅する信号発生器において、 広帯域信号源（１）の信号を高域用増幅器（２）側又は
   低域用増幅器（３）側のいずれか一方を選定させるアナ
   ログスイッチ（７）と、 広帯域信号源（１）の信号に対し予めしきい値周波数を
   定めておき、該しきい値周波数でアナログスイッチ
   （７）の切替えを行わせる周波数制御部（５）と、 高域用増幅器（２）及び低域用増幅器（３）の各出力側
   にアノードがそれぞれ接続され、かつ、そのカソードが
   互に接続されると共にこのカソード接続点が出力端子
   （６）に接続された２つのPINダイオード（８），
   （９）と、 高域用増幅器（２）の出力側とPINダイオード（８）の
   アノードとの接続点とアナログスイッチ（７）の切替端
   子（７−１）との間に接続され、高域周波数に対し高イ
   ンピーダンスとなる高周波チョークコイル（10）と、 低域用増幅器（３）の出力側とPINダイオード（９）の
   アノードとの接続点とアナログスイッチ（７）の他の切
   替端子（７−２）との間に直列接続された低周波数に対
   し低インピーダンスとなる高周波チョークコイル（11）
   及び高インピーダンスとなる低周波チョークコイル（1
   2）との第１の直列回路と、 PINダイオード（８），（９）のカソードが互に接続さ
   れたカソード接続点とアースとの間に直列接続された高
   域周波数に対しては高インピーダンスとなり低周波数に
   対しては低インピーダンスとなる高周波チョークコイル
   （13）及び低周波数に対して高インピーダンスとなる低
   周波チョークコイル（14）との第２の直列回路と、 第１の直列回路の高周波チョークコイル（11）と低周波
   チョークコイル（12）との接続点と、第２の直列回路の
   高周波チョークコイル（13）と低周波チョークコイル
   （14）との接続点との間に接続された低周波バイパスコ
   ンデンサ（15）と、 前記アナログスイッチ（７）を介しPINダイオード
   （８）又は（９）をオン状態にする直流電源（16） とを備えたことを特徴とする信号発生器における広帯域
   RFスイッチ回路。