JPH0818348A - 可変利得増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車用電話，携帯電話等の送信電力を可変
するときに用いる可変利得増幅器において、送信電力を
低減したとき、可変利得増幅器の消費電力をこれに比例
して低減することにより、自動車用電話，携帯電話等の
機器の消費電力低減化に寄与できる可変利得増幅器を提
供することを目的とする。 【構成】 多段増幅器を形成する複数個の固定利得増幅
器20，24，28を設け、これら増幅器の最終段の固定利得
増幅器28に出力切換スイッチ30を接続し、更に前記各固
定利得増幅器の入力側に設けられ、次段の固定利得増幅
器の入力と前記出力切換スイッチ30とに入力信号を切り
換える利得切換スイッチ18，22，26と、前記各固定利得
増幅器20，24，28それぞれに設けられた電源スイッチ1
9，23，27を備え、前記利得切換スイッチ18，22，26及
び電源スイッチ19，23，27を制御回路17，21，25により
制御するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用電話，携帯電
話等において、その送信電力を制御するために用いられ
る可変利得増幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な可変利得増幅器としては、多段
固定利得増幅器の内の一つ又は複数の固定利得増幅器を
休止させて、全体としての増幅器の利得を可変させるも
のがあり、図５は従来のこの種の可変利得増幅器の一例
を示す回路構成図である。図中、１は可変利得増幅器の
入力端子、２は初段の利得切換スイッチ、３は前記利得
切換スイッチ２と連動して動作する切換スイッチ、４は
初段の固定利得増幅器、５は２段目の利得切換スイッ
チ、６は前記利得切換スイッチ５と連動して動作する切
換スイッチ、７は２段目の固定利得増幅器、８は３段目
の利得切換スイッチ、９は前記利得切換スイッチ８と連
動して動作する切換スイッチ、10は３段目の固定利得増
幅器、11は終段の切換スイッチ、12は可変利得増幅器の
出力端子、13は負論理入力ＡＮＤ回路、14は第１利得制
御信号の入力端子、15は第２利得制御信号の入力端子、
16は第３利得制御信号の入力端子である。

【０００３】今、入力端子14から入力される第１利得制
御信号がＨであるとき、利得切換スイッチ２が図５に示
す状態にあるとすると、入力端子１に入力された信号は
初段の固定利得増幅器４に入力される。同様に入力端子
15から入力される第２利得制御信号がＨであるとき、利
得切換スイッチ５は図５に示す状態となり、前記固定利
得増幅器４の出力は利得切換スイッチ５を介して固定利
得増幅器７に入力される。ここで入力端子16から入力さ
れる第３利得制御信号がＬであるとき、利得切換スイッ
チ８は図５に示す状態となり、固定利得増幅器７の出力
は切換スイッチ８及び９を介して出力端子12に導かれ
る。この場合、第１，第２，第３利得制御信号が、それ
ぞれＨ，Ｈ，Ｌであるから、負論理入力ＡＮＤ回路13の
出力はＬとなり、切換スイッチ11は図５に示すように開
状態となる。このとき３段目の固定利得増幅器10は休止
状態にあり、入力端子１からの信号を増幅する動作をし
ていないが、前記第３利得制御信号がＬからＨとなった
場合、切換スイッチ８，９，11が図５に示す位置とは逆
の位置に切り換えられ、その結果、この休止状態が解か
れて、動作状態に切り換えられるため、この場合を想定
して固定利得増幅器10は待機状態にしておく必要があ
る。言い換えれば、この固定利得増幅器10には、休止状
態，動作状態の如何にかかわらず常時電流を流しておく
必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の通り、従来の可
変利得増幅器では、休止状態にある固定利得増幅器にも
常時電流を流しておく必要性から、無駄な電力を消費す
ることになり、折角可変利得増幅器の利得可変により送
信電力を低減させても、装置全体としての消費電力の低
減に十分寄与できないという課題があった。

【０００５】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、可変利得増幅器の利得減少に伴って消費
電力を低減することができ、自動車用電話，携帯電話等
の機器の消費電力低減化に寄与できる可変利得増幅器を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、可変利得増幅器の利得切換と連動して固定利
得増幅器の電源を制御する制御回路を設けたものであ
り、その切り換えのタイミングその他可変利得増幅器全
体としての整合を図りつつ、これを実現させたものであ
る。なお、実際の回路としては増幅器，スイッチ，論理
回路から構成し、ＩＣ化を容易にしている。

【０００７】

【作用】上記構成により、電源制御時の固定利得増幅器
の立ち上がり特性を保証した上で、利得を落したときの
可変利得増幅器全体としての消費電力を低減することが
できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の各実施例について、図面を参
照しながら説明する。図中、前記図５の従来例と同一の
部分は同一符号を付すものとする。図１は本発明の可変
利得増幅器の第１実施例を示す回路構成図である。図１
において、１は可変利得増幅器の入力端子、12は可変利
得増幅器の出力端子、14は第１利得制御信号の入力端
子、15は第２利得制御信号の入力端子、16は第３利得制
御信号の入力端子、17は前記第１利得制御信号に基づい
て初段の利得切換スイッチ18及び初段の電源スイッチ19
を制御する第１制御回路、20は第１固定利得増幅器、21
は前記第２利得制御信号に基づいて２段目の利得切換ス
イッチ22及び２段目の電源スイッチ23を制御する第２制
御回路、24は第２固定利得増幅器、25は前記第３利得制
御信号に基づいて３段目の利得切換スイッチ26及び３段
目の電源スイッチ27を制御する第３制御回路、28は第３
固定利得増幅器、29は固定利得増幅器20，24，28の電源
入力端子、30は各固定利得増幅器20，24，28の出力を前
記出力端子12へ導くための出力切換スイッチであり、入
力接点31，32，33，34、切換端子35を有し、それぞれ図
示されているように接続されている。

【０００９】次に本実施例の動作について説明する。
今、前記第１，第２，第３利得制御信号がそれぞれＨ，
Ｈ，Ｌであり、各切換スイッチが図１に示す状態にある
とすると、入力端子１に入力された信号は初段の利得切
換スイッチ18を介して第１固定利得増幅器20に入力され
る。このとき、初段の電源スイッチ19は閉状態であるか
ら、第１固定利得増幅器20は入力した信号を増幅し、２
段目の利得切換スイッチ22を介して第２固定利得増幅器
24へ送る。この２段目の電源スイッチ23も閉状態である
から、第２固定利得増幅器24は入力された信号をさらに
増幅し、３段目の利得切換スイッチ26へ送る。この３段
目の利得切換スイッチ26は、出力切換スイッチ30に切換
接続されているので、この増幅された信号は出力切換ス
イッチ30に導かれることになる。この場合、前記第３利
得制御信号がＬであるために、第３制御回路25は３段目
の電源スイッチ27を開状態に保持しており、第３固定利
得増幅器28には電源が供給されず電力を消費しない。同
様に前記第１，第２，第３利得制御信号をＨ，Ｌに適宜
選択制御することにより、第１，第２，第３の各固定利
得増幅器20，24，28の何れかが切り離され、切り離され
た各固定利得増幅器は電力を消費しないことになる。

【００１０】したがって、この可変利得増幅器の利得を
下げると消費電力も低減される結果となる。

【００１１】次に出力切換スイッチ30の動作を説明す
る。図２に示すものは、この出力切換スイッチ30の内部
構成の一例を示す回路構成図であり、図２において、14
は第１利得制御信号の入力端子、15は第２利得制御信号
の入力端子、16は第３利得制御信号の入力端子、31，3
2，33，34は出力切換スイッチ30の入力接点、35は同切
換端子で、出力端子12に接続されている。なお、これら
は前記図１に記載のものと同一の部分を示している。

【００１２】36は時間Ｔだけ信号を遅延させる第１遅延
回路、37は時間Ｔだけ信号を遅延させる第２遅延回路、
38は時間Ｔだけ信号を遅延させる第３遅延回路、39は第
１ＮＡＮＤ回路、40は第２ＮＡＮＤ回路、41は第１ＡＮ
Ｄ回路、42は第３ＮＡＮＤ回路、43は第２ＡＮＤ回路、
44は第３ＡＮＤ回路、45は第１出力開閉スイッチ、46は
第２出力開閉スイッチ、47は第３出力開閉スイッチ、48
は第４出力開閉スイッチである。

【００１３】この各出力開閉スイッチの状態は、図１に
示す状態と同一であり、出力端子12には第２固定利得増
幅器24の出力が導かれている。ここで、本発明の主眼点
である利得切換時の過度動作について説明する。 (1) 増幅度を上げる場合 この場合というのは、図１において第３固定利得増幅器
28を動作させて３段の増幅を行わせる場合である。これ
は、入力端子16から入力される第３利得制御信号がＬか
らＨに変化することを意味し、この変化は制御回路25に
加えられる。この制御回路25，21，17の内部回路は、図
３に示すような回路になっており、図中、49は利得制御
信号の入力端子、50は電源スイッチへの制御出力端子、
51は利得切換スイッチへの制御出力端子、52はＴ時間だ
け信号を遅延させる遅延回路、53は論理和回路である。

【００１４】入力端子49に入力されている前記第３利得
制御信号がＬからＨに変化すると同時に、前記電源スイ
ッチへの制御出力端子50の出力信号もＬからＨに変化す
る。これに伴い３段目の電源スイッチ27は閉状態にな
る。これに対して、利得切換スイッチへの制御出力端子
51の出力信号は論理和回路53が、入力端子49に入力され
ている前記第３利得制御信号がＨである場合、遅延回路
52の出力信号を選択するため、利得切換スイッチ26はＴ
時間だけ遅れて切り換えられ、第２固定利得増幅器24の
出力を第３固定利得増幅器28へ導く。この時間Ｔを第３
固定利得増幅器28の立ち上がり時間(電源を入れてから
定常状態になるまでの時間)と同等、若しくはそれ以上
に設定しておけば、この立ち上がり時間の影響を受けず
に可変利得増幅器全体の利得を上げることができる。

【００１５】なお、同時に出力切換スイッチ30において
も次のような動作が行われている。入力端子16からの前
記第３利得制御信号がＬからＨに変化すると、この変化
は第３遅延回路38で時間Ｔだけ遅延された状態でＬから
Ｈに変化する。このため第３ＮＡＮＤ回路42の出力も時
間Ｔだけ遅れてＬに変化し、第２ＡＮＤ回路43の出力を
Ｌにして第３出力開閉スイッチ47を開状態にする。同様
に第３ＡＮＤ回路44は時間Ｔだけ遅れてＨに変化し、第
４出力開閉スイッチ48を閉状態にする。このようにして
出力の切換が行われるのである。

【００１６】(2) 増幅度を下げる場合 例えば、図１において入力端子15からの前記第２利得制
御信号がＨからＬに変化するときについて考えてみる。
この第２利得制御信号がＬに変化すると、第２制御回路
21の入力信号がＬに変化し、図３の論理和回路53は、入
力端子49に入力されている前記第３利得制御信号がＬで
ある場合、入力端子49(制御回路21の入力端子)よりの直
接信号(遅延回路52を通らない方の信号)を選択するた
め、同時に電源スイッチ23への第２制御出力信号もＬに
変化して、この電源スイッチ23を開状態にする。また、
これと同時に利得切換スイッチ22への第２制御出力信号
もＬに変化して、この利得切換スイッチ22は出力切換ス
イッチ30側に切り換えられる。即ち、利得の切換と同時
に電源スイッチの制御が行われ、電力を無駄に消費する
ことがない。

【００１７】なお、同時に出力切換スイッチ30において
も次のような動作が行われている。入力端子15からの前
記第２利得制御信号がＨからＬに変化すると、この変化
は第２遅延回路37で時間Ｔだけ遅延された状態でＨから
Ｌに変化する。このため第２ＮＡＮＤ回路40の出力も時
間Ｔだけ遅れてＨに変化し、第１ＡＮＤ回路41の出力を
Ｈにして第２出力開閉スイッチ46を閉状態にする。同様
に第２ＡＮＤ回路43は時間Ｔだけ遅れてＬに変化し、第
３出力開閉スイッチ47を開状態にする。このようにして
出力の切換が行われるのである。

【００１８】このように固定利得増幅器の電源投入時の
立ち上がり時間を保証した上で、増幅度と電力消費を比
例関係にすることができ、効率的な電力消費を実現する
ことができる。

【００１９】次に、本発明の第２実施例について、図４
を参照し、また前記の図３を引用しながら説明する。図
中、前記従来例及び第１実施例と同一の部分は同一符号
を付すものとする。

【００２０】図４は本発明の可変利得増幅器の第２実施
例を示す回路構成図である。図中、１は可変利得増幅器
の入力端子、12はこの可変利得増幅器の出力端子、14は
第１利得制御信号の入力端子、15は第２利得制御信号の
入力端子、16は第３利得制御信号の入力端子、17は前記
第１利得制御信号14に基づいて初段の利得切換スイッチ
18及び初段の電源スイッチ19を制御する第１制御回路、
54は前記利得切換スイッチ18と連動して動作する初段の
切換スイッチ、55は初段の終端器、20は第１固定利得増
幅器、21は前記第２利得制御信号15に基づいて２段目の
利得切換スイッチ22及び２段目の電源スイッチ23を制御
する第２制御回路、56は前記利得切換スイッチ22と連動
して動作する２段目の切換スイッチ、57は２段目の終端
器、24は第２固定利得増幅器、25は前記第３利得制御信
号16に基づいて３段目の利得切換スイッチ26及び３段目
の電源スイッチ27を制御する第３制御回路、58は前記利
得切換スイッチ26と連動して動作する３段目の切換スイ
ッチ、59は３段目の終端器、28は第３固定利得増幅器、
29は固定利得増幅器20，24，28の電源入力端子、60は各
固定利得増幅器20，24，28の出力を前記出力端子12へ導
くための合波器であり、それぞれ図示されているように
接続されている。

【００２１】次に本実施例の動作について説明する。
今、前記第１，第２，第３利得制御信号が、それぞれ
Ｈ，Ｈ，Ｌであり、各切換スイッチが図４に示す状態に
あるとすると、入力端子１に入力された信号は初段の利
得切換スイッチ18を介して第１固定利得増幅器20に入力
される。このとき、初段の電源スイッチ19は閉状態であ
るから、第１固定利得増幅器20は入力した信号を増幅
し、２段目の利得切換スイッチ22を介して第２固定利得
増幅器24へ送る。この２段目の電源スイッチ23も閉状態
であるから、第２固定利得増幅器24は入力された信号を
さらに増幅し、３段目の利得切換スイッチ26へ送る。こ
の３段目の利得切換スイッチ26と、これと連動する３段
目の切換スイッチ58は、合波器60に切換接続されている
ので、この増幅された信号は合波器60に導かれることに
なる。なお、この合波器60は、入力された信号をスイッ
チによる切り換えにより選択し出力するものではなく、
入力された信号を加算(合波)して出力するので、最終段
の固定利得増幅器(この場合、第３固定利得増幅器28)の
出力電力が大きく、スイッチ切換が行えない場合に効果
的である。

【００２２】この状態においては、前記第３利得制御信
号がＬであるために、第３制御回路25は３段目の電源ス
イッチ27を開状態に保持しており、第３固定利得増幅器
28には電源が供給されず電力を消費しない。同様に前記
第１，第２，第３利得制御信号をＨ，Ｌに適宜選択制御
することにより、第１，第２，第３の各固定利得増幅器
20，24，28の何れかが切り離され、切り離された各固定
利得増幅器は電力を消費しないことになる。したがっ
て、この可変利得増幅器の利得を下げると消費電力も低
減される結果となる。なお、各段の利得切換スイッチ
と、これに連動する各段の切換スイッチの連動関係は、
図４の利得切換スイッチ18及び切換スイッチ54の切換位
置と、同図の利得切換スイッチ26及び切換スイッチ58の
切換位置との２つの位置の間で互いに連動して切り換え
られるものである。

【００２３】ここで、本発明の主眼点である利得切換時
の過度動作について説明する。 (1) 増幅度を上げる場合 この場合というのは、図４において第３固定利得増幅器
28を動作させて３段の増幅を行わせる場合である。これ
は、入力端子16から入力される第３利得制御信号がＬか
らＨに変化することを意味し、この変化は第３制御回路
25に加えられる。第３，第２，第１制御回路25，21，19
の内部回路は、図３に示すような回路になっており、図
中、49は前記利得制御信号の入力端子、50は前記電源ス
イッチへの制御出力端子、51は前記利得切換スイッチへ
の制御出力端子、52はＴ時間だけ信号を遅延させる遅延
回路、53は論理和回路である。

【００２４】入力端子49に入力されている前記第３利得
制御信号がＬからＨに変化すると同時に、前記電源スイ
ッチへの制御出力端子50の出力信号もＬからＨに変化す
る。これに伴い３段目の電源スイッチ27は閉状態にな
る。これに対して、利得切換スイッチへの制御出力端子
51の出力信号は論理和回路53が、入力端子49に入力され
ている前記第３利得制御信号がＨである場合、遅延回路
52の出力信号を選択するため、利得切換スイッチ26はＴ
時間だけ遅れて切り換えられ、第２固定利得増幅器24の
出力は合波器60から切り換えられて第３固定利得増幅器
28へ導かれる。この時間Ｔを第３固定利得増幅器28の立
ち上がり時間(電源を入れてから定常状態になるまでの
時間)と同等、若しくはそれ以上に設定しておけば、こ
の立ち上がり時間の影響を受けずに可変利得増幅器全体
の利得を上げることができる。

【００２５】(2) 増幅度を下げる場合 例えば、図１において入力端子15からの前記第２利得制
御信号がＨからＬに変化するときについて考えてみる。
この第２利得制御信号がＬに変化すると、第２制御回路
21の入力信号がＬに変化し、図３の論理和回路53は、入
力端子49に入力されている前記第３利得制御信号がＬで
ある場合、入力端子49(制御回路21の入力端子)よりの直
接信号(遅延回路52を通らない方の信号)を選択するた
め、同時に電源スイッチ23への制御出力信号もＬに変化
して、この電源スイッチ23を開状態にする。また、これ
と同時に利得切換スイッチ22への制御出力信号もＬに変
化して、この利得切換スイッチ22と、これと連動する切
換スイッチ56は合波器60側に切り換えられる。即ち、利
得の切換と同時に電源スイッチの制御が行われ、電力を
無駄に消費することがない。

【００２６】このように固定利得増幅器の電源投入時の
立ち上がり時間を保証した上で、増幅度と電力消費を比
例関係にすることができ、効率的な電力消費を実現する
ことができる。また、回路を、増幅器，スイッチ，論理
回路から構成できるので、ＩＣ化も容易になる。

【００２７】なお、上記実施例においては、可変利得増
幅器の増幅段数を３段として説明したが、これ以上、ま
たは、これ以下の増幅段数でも何等支障なく実現できる
ことは言うまでもない。更に、上記各遅延回路は、遅延
線や時定数回路とコンパレーター等によっても実現する
ことができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、増幅度に応じた消費電力の可変利得増幅器を提供す
ることができ、その実用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可変利得増幅器の第１実施例を示す回
路構成図である。

【図２】本発明の可変利得増幅器の第１実施例における
出力切換スイッチの内部構成の一例を示す回路構成図で
ある。

【図３】本発明の可変利得増幅器の第１実施例及び第２
実施例における制御回路の一例を示す回路構成図であ
る。

【図４】本発明の可変利得増幅器の第２実施例を示す回
路構成図である。

【図５】従来の可変利得増幅器の一例を示す回路構成図
である。

【符号の説明】

１…入力端子、 12…出力端子、 14，15，16…制御信
号入力端子、 17，21，25…制御回路、 18，22，26…
利得切換スイッチ、 20，24，28…固定利得増幅器、
30…出力切換スイッチ、 36，37，38，52…遅延回路、
39，40，42…ＮＡＮＤ回路、 41，43，44…ＡＮＤ回
路、 45，46，47…出力開閉スイッチ、53…論理和回
路、 55，57，59…終端器、 60…合波器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多段増幅器を形成する複数個の増幅器
   と、これら増幅器の最終段増幅器に接続した出力切換手
   段と、前記各増幅器の入力側に設けられ、次段の増幅器
   の入力と前記出力切換手段とに入力信号を切り換える利
   得切換手段と、前記各増幅器それぞれに設けられた電源
   制御手段と、前記利得切換手段及び電源制御手段を制御
   する制御回路とよりなることを特徴とする可変利得増幅
   器。
2. 【請求項２】 多段増幅器を形成する複数個の増幅器
   と、これら増幅器の最終段増幅器に接続した合波器と、
   前記各増幅器の入力側に設けられ、次段の増幅器の入力
   と前記合波器とに入力信号を切り換える利得切換手段
   と、前記各増幅器それぞれに設けられた電源制御手段
   と、前記利得切換手段及び電源制御手段を制御する制御
   回路とよりなることを特徴とする可変利得増幅器。
3. 【請求項３】 制御回路は、増幅度を上げる際に、電源
   制御手段に電源投入の制御信号を供給した後、所定時間
   遅れて利得切換手段に制御信号を供給するための遅延回
   路を備えている請求項１または２記載の可変利得増幅
   器。