JPH09162662A - 可変利得回路 - Google Patents

可変利得回路

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JPH09162662A
JPH09162662A JP34509295A JP34509295A JPH09162662A JP H09162662 A JPH09162662 A JP H09162662A JP 34509295 A JP34509295 A JP 34509295A JP 34509295 A JP34509295 A JP 34509295A JP H09162662 A JPH09162662 A JP H09162662A
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JP
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line
signal
impedance
variable gain
switch
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JP34509295A
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Noboru Sasho
登 佐生
Tomoya Yamaura
智也 山浦
Masami Abe
雅美 阿部
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変利得回路において、入力信号が信号経路
選択のためのスイッチ回路を介することによる損失を解
消して受信感度の向上を図る。また、低コスト化及び消
費電力の低減を図る。 【解決手段】 増幅器20に対して、直列接続した1/
4波長伝送線路21、22を並列に設け、1/4波長伝
送線路21、22の接続端部とアース間にSPSTのス
イッチS2を挿入する。また、電源部24と増幅器20
間の電源ラインに対して、同様にSPSTのスイッチS
1を挿入する。スイッチ制御部23は、信号増幅が必要
な場合にはスイッチS1、S2について共にオンとし
て、入力信号が増幅器20に供給されて増幅出力される
経路を形成し、信号増幅が不要な場合には、スイッチS
1、S2について共にオフとして、入力信号が直列接続
された1/4波長伝送線路21、22のラインを通過し
て出力されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は可変利得回路に関
し、特に送信電力制御が行われる送信装置や、受信電力
レベルの変動する受信装置に備えられる可変利得回路に
適用して好適なものとされる。
【0002】
【従来の技術】例えば移動体通信においては、移動体通
信端末である移動局と基地局間の距離変化や、電送線路
中に受けるフェージングなどの影響によって、一般には
常時、受信/送信信号の信号強度が変動する。そこで、
例えば移動局側においては、受信信号の強度に応じて受
信信号の増幅あるいは減衰を行うことの出来る可変利得
回路をRF信号処理段やIF信号処理段に設け、これに
よって上述のような信号強度の変動を吸収して受信信号
についてほぼ一定のレベルとした後に後段の復調器に供
給することが行われている。
【0003】図9は、上記可変利得回路の構成例を示す
ブロック図とされる。なお、この場合には移動体通信端
末に備えられると共に、RF信号について利得調整を行
うものとして説明を行うこととする。この図に示す可変
利得回路は、スイッチS10、S11と、スイッチ制御部2
3と、増幅器20とにより形成されている。スイッチS
10及びS11はそれぞれ端子TM1が端子TM2又はTM
3に対して択一的に切り換わるものとされ、後述するス
イッチ制御部23から供給される制御信号によって、連
動するようにしてその切り換え制御が行われる。スイッ
チ部23は、ここでは図示しない移動体通信端末のベー
スバンド信号処理部から供給される受信信号のレベル情
報に基づいて、スイッチS10、S11に対して切り換え制
御信号を出力する。増幅器20は、例えばRF信号等の
高周波信号を増幅可能な増幅器により構成され、所定の
増幅率を有するものとされる。
【0004】入力端子T1より入力されたRF信号によ
る受信波は、スイッチS10の端子TM1に供給される。
スイッチS10の端子TM2は増幅器20の入力に対して
接続され、端子TM3はスイッチS11の端子TM3と短
絡されている。また、増幅器20の出力はスイッチS11
の端子TM2と接続され、スイッチS11の端子TM1は
出力端子T2と接続される。
【0005】このような構成による可変利得回路の動作
としては次のようになる。例えば受信波の受信電力が、
増幅が必要でない程度に大きいとされる場合には、スイ
ッチ部制御部23ではスイッチS10、S11において共に
端子TM1が端子TM3に対して切り換わるように制御
を行うようにされる。これにより、入力端子T1から入
力されたRF信号は、スイッチS10の端子TM1→TM
3→スイッチS11の端子TM3→TM1を介するように
して、増幅されることなく、出力端子T2から出力され
ることになる。これに対して、受信波の受信電力が増幅
を必要とする程度に小さいとされる場合には、スイッチ
制御部23の制御によってスイッチS10、S11の端子T
M1は共に端子TM2に切り換わるようにされる。この
場合、入力端子T1より入力されたRF信号は、増幅器
20を介して増幅されて後、出力端子T2に供給される
ことになる。図9に示す可変利得回路では、上述のよう
にして受信波のレベルに応じてスイッチS10、S11の切
換が行われることで、増幅器20を介してゲインが与え
られる信号経路と、増幅器20をパスして増幅されずに
出力される信号経路が形成され、これによってRF信号
の利得を可変するように構成される。なお、このような
構成の場合、増幅器20を介さない信号経路による0dB
のゲインと、増幅器20に対して設定された所定の増幅
率に基づくゲインとの2種類のゲインを有する可変利得
回路が得られることとなる。
【0006】ここで、図9に示したスイッチS10及びS
11の具体的構成例を、図10の回路図に示す。スイッチ
S10、S11は、例えば4本の電解効果トランジスタ(以
下FETということにする)101、102、103、
104を図のように接続することにより、端子TM1に
入力された信号が端子TM2、TM3の何れかに対して
択一的に出力される、いわゆるSPDT(Single Pole
Double Throw)スイッチとして形成されている。この場
合には、例えばFET101がオン、FET102がオ
フとされるのに対して、FET103がオフ、FET1
04がオンとなるように制御されることによって、端子
TM1が端子TM2に対して切り換えられた状態を得る
ことが出来る。そして、上記各FETのオン/オフ状態
が逆となるように、FET101がオフ、FET102
がオン、FET103がオン、FET104がオフとな
るように制御されることによって、端子TM1が端子T
M3に切り換えられた状態が得られることになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな構成による可変利得回路の場合、受信されたRF信
号はスイッチS10、S11を必ず通過することになる。こ
れらスイッチS10、S11は上記図10にて説明したよう
にFETにより形成されているが、このFETを信号が
通過する際に損失が生じることが分かっている。図9に
示したような可変利得回路は、例えば移動体通信端末の
受信フロントエンド部に対して設けられることから、上
記のようにして電力損失により信号強度が減衰すること
は、受信感度に悪影響を及ぼすという問題がある。ま
た、図9に示すようなスイッチS10、S11は上述のよう
にSPDTスイッチとされているが、このタイプのスイ
ッチを形成するには、例えば図10に示したように少な
くとも4本以上の複数本のFETが必要とされることか
ら、それだけコスト的にも高くつくことになる。更に、
このような可変利得回路が備えられる送受信装置等にお
いては、バッテリーの寿命等の観点から、消費電力もで
きるだけ少なくされることが好ましい。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た問題を解決するため、入力信号を増幅する増幅手段
と、伝送信号に対するインピーダンス特性を反転させる
第1のインピーダンス反転線路と第2のインピーダンス
反転線路の直列接続により形成され、増幅手段をパスす
るように設けられる伝送線路と、オン/オフの切換えに
応じて第1のインピーダンス反転線路と第2のインピー
ダンス反転線路との接続部のアースに対する接続/非接
続が設定されるように設けられるスイッチ手段と、例え
ば、当該可変利得回路に入力されるべき信号の強度情報
に基づいて、スイッチ手段のオン/オフの制御を行うス
イッチ制御手段とを備えて可変利得回路を構成すること
とした。この際、増幅手段への電源供給ラインに対して
挿入され、スイッチ制御手段によりオン/オフの制御が
為されるスイッチ手段を設けることとした。
【0009】また、入力信号を増幅する増幅手段と、伝
送信号に対するインピーダンス特性を反転させる第1の
インピーダンス反転線路と第2のインピーダンス反転線
路を直列接続し、第1のインピーダンス反転線路側の端
部を増幅手段の入力側に接続し、前記第2のインピーダ
ンス反転線路側の端部を増幅手段の出力ライン及び電源
入力ラインと接続するようにして設けられる伝送線路
と、オン/オフの切換えに応じて、第1のインピーダン
ス反転線路と第2のインピーダンス反転線路との接続部
のアースに対する接続/非接続と、増幅手段に対する電
源の供給/停止が設定されるように設けられるスイッチ
手段とを備えて可変利得回路を構成することとした。
【0010】そして上記構成によれば、可変利得回路に
供給される高周波信号はFETにより形成されるスイッ
チ回路を介することなく出力されることになるため、こ
のスイッチ回路を通過することによる信号の電力損失は
解消されることになる。また、増幅器をパスする信号経
路が選択される際には、増幅器に対する電源供給が停止
されることになる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の可変利得回路の実
施の形態について、図1〜図8を参照して説明する。図
1は、本発明の実施の形態の可変利得回路を備える移動
体通信端末としての送受信装置の一構成例を示すブロッ
ク図とされる。先ず、この送受信装置の受信系の構成と
して、アンテナ1で受信された電波は送受分波器2によ
ってRF信号として受信増幅器3に供給される。この受
信増幅器3では、受信信号の電力に応じて利得が可変さ
れ、受信増幅器3から出力された高周波信号は、ミキサ
4でローカル発振器5からのローカル周波数と混合さ
れ、中間周波信号とされる。この中間周波信号は中間周
波利得可変増幅器6によって利得が可変制御され、その
出力は復調器7によって復調されてベースバンド信号に
変換されてベースバンド信号処理回路8に供給される。
【0012】また、送信系の構成として、ベースバンド
信号処理回路8から出力される送信ベースバンド信号は
変調器10で変調され、中間周波利得可変増幅器11で
所要の利得状態で増幅される。そしてミキサ12でロー
カル発振器5からのローカル周波数と混合されて高周波
信号(無線周波数信号)とされ、無線周波利得可変増幅
器13で増幅される。そしてさらに送信電力増幅器14
で増幅されて、送受分波器2からアンテナ1に供給さ
れ、送信出力される。
【0013】コントローラ10は、例えば、ベースバン
ド信号処理回路8から供給される受信信号強度の情報信
号に基づいて、受信系における受信増幅器3及び中間周
波利得可変増幅器6で設定される利得を可変するための
制御信号を出力する。また、送信系に対しては、上記と
同様の受信信号強度の情報信号もしくは基地局などの相
手局からの指示信号に基づいて制御信号を出力し、中間
周波利得可変増幅器11、無線周波利得可変増幅器1
3、及び送信電力増幅器14におけるゲインを可変設定
する。
【0014】なお、この図に示す送受信装置では、受信
系と送信系のそれぞれにおいて、RF信号段とIF信号
段の両者により受信信号若しくは送信信号の利得可変を
行うようにされているが、これは次のような理由によ
る。受信系を例に説明すると、アンテナで受信される信
号の電力変動が非常に大きくなるようなシステムでは、
これに対応して受信信号の可変利得幅を広く与える必要
があるが、構成素子のダイナミックレンジや入出力系の
アイソレーション等の制限によって、1つの可変利得回
路に対して上述のような広い可変利得幅を与えることは
困難とされ、また受信感度等の観点から見た場合にも好
ましくない。そこで、図1に示した送受信装置送受信装
置のように、例えば受信系であれば受信増幅器3(RF
信号段)と中間周波利得可変増幅器6(IF信号段)に
より分担して受信信号の利得の可変を行うようにして、
総合的に広い可変利得幅に対応するようにしている。具
体的には、例えば必要とされる総合可変利得幅が80d
B程度とされる場合、受信増幅器3に対して30dBの
可変利得幅を与え、中間周波利得可変増幅器6に対して
50dBの可変利得幅を与えるようにして対応する。
【0015】上記のようにして構成される送受信装置に
おいて、本発明の可変利得回路は、受信系においてRF
受信信号の増幅を行う受信増幅器3に対して適用されて
いるものとされる。そこで、以下図2〜図8を参照し
て、受信増幅器3とされる本実施の形態の可変利得回路
の構成例について説明する。
【0016】図2は、本実施の形態の可変利得回路の第
1例を示すブロック図とされ、先に従来例として示した
図9と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。こ
の図に示す可変利得回路においては、先ず入力端子T1
が増幅器20の入力と接続され、出力端子T2が増幅器
20の出力と接続される。この場合には、増幅器20に
対して電源部24から出力される直流電源がスイッチS
1を介して供給可能とされている。この場合、スイッチ
S1は、一方の接点が他方の接点に対して接続あるいは
非接続となるように動作する、いわゆるSPST(Sing
le PoleSingle Throw)スイッチが用いられている。ま
た、本実施の形態においては1/4波長伝送線路21と
1/4波長伝送線路22が直列に接続されており、この
直列接続が、図のように増幅器20に対して並列に設け
られる。そして、1/4波長伝送線路21と1/4波長
伝送線路22との接続部はSPSTのスイッチS2を介
してアースに接地されている。この1/4波長伝送線路
21及び1/4波長伝送線路22は、それぞれ、伝送信
号周波数に対応する波長に対して、その1/4波長の信
号周波数を通過させる特性を備えているものとされ、こ
れにより、伝送信号周波数に対するインピーダンス特性
を反転させる作用を有する。スイッチ制御部23は、図
1に示したコントローラ10より出力される情報信号に
基づいて、スイッチS1、S2のオン/オフを行うため
の制御信号を出力する。
【0017】このようにして構成される本実施の形態の
可変利得回路において、例えば受信信号がRF信号段に
おける増幅を必要としない程度に信号強度を有する場合
には、コントローラ10からスイッチ制御部23に対し
て上記のような信号強度の状態に対応する情報信号が供
給される。この場合、スイッチ制御部23ではスイッチ
S1、S2について共にオフとなるように制御をおこな
う。これによると、先ずスイッチS1がオフとされるこ
とによって高周波増幅器20への電源供給は停止され、
増幅器20の動作も停止されることになる。また、スイ
ッチS2がオフとされて1/4波長伝送線路21、22
の接続点がアースと切り離されることで、1/4波長伝
送線路21、22の直列接続の伝送線路のインピーダン
スは無視することが出来る。従って、この場合には入力
端子T1から入力されたRF受信信号は、増幅器20を
介さずに1/4波長伝送線路21→1/4波長伝送線路
22のラインを介して、増幅が行われない状態で、出力
端子T2より出力されることになる。
【0018】これに対して、増幅が必要とされる程度に
受信RF信号の強度が弱くなっているものとされ、コン
トローラ10よりこの信号状態に対応する情報信号が出
力されている場合には、スイッチ制御部23は、スイッ
チS1,S2について共にオンとなるように制御する。
これにより、スイッチS1がオンとされて電源部24か
らの直流電源を増幅器20に供給するラインが形成さ
れ、増幅器20は動作が可能な状態となる。そして、ス
イッチS2がオンとされて、1/4波長伝送線路21,
22の接続点が接地されたことにより、入力端子T1か
らみた1/4波長伝送線路21のラインは、インピーダ
ンスが反転して無限大となる。また、出力端子T2から
みた1/4波長伝送線路22のラインも同様にしてイン
ピーダンスは無限大となる。従って、この場合には直列
接続された1/4波長伝送線路21→1/4波長伝送線
路22の信号経路は入力信号に対して無効となり、入力
端子T1より入力されたRF信号は全て増幅器20に供
給されて、増幅器20において設定された利得に基づい
て増幅される。そしいて、増幅器20より出力された信
号も出力端子T2より全て出力されることになる。
【0019】本実施の形態の可変利得回路では、上述の
ようにして入力信号に与えるべき利得を可変するように
構成される。そして、例えば従来例として図9に示した
可変利得回路の場合には、入力信号はFETよりなるス
イッチを通過して出力されていたのに対して、本実施の
形態では、このようなスイッチは信号経路に設けられな
いようにされている。これにより、本実施の形態では可
変利得回路に入力された信号がスイッチを通過すること
による損失を解消することが可能となる。また、図9に
示す可変利得回路ではスイッチS10、S11にそれぞれ4
本のFETを用いて形成されるSPDTスイッチを用い
ていたが、この図に示すSPSTのスイッチS1、S2
は、より少ない本数のFETにより形成することが可能
とされ、それだけコスト的にも有利となる。更に、本実
施の形態においてはスイッチS1により、増幅を行わな
い状態では増幅器20への電源供給を停止するようにし
ていることで、時間平均的にみた場合には消費電力の低
減が図られることになる。
【0020】図3は、本発明の第2の実施の形態とされ
る可変利得回路の構成を示すブロック図とされ、先の実
施の形態である図2と同一部分は同一符号を付して説明
を省略する。この図に示す可変利得回路においては、入
力端子T1と増幅器20の入力間のラインに対して1/
4波長伝送線路25が挿入されると共に、増幅器20の
入力は、SPSTのスイッチS3を介してアースに接続
される。また、増幅器20の出力ラインと出力端子T2
間には1/4波長伝送線路26が挿入されると共に、増
幅器20の出力とアース間に対してはSPSTのスイッ
チS4が挿入される。
【0021】この場合、スイッチ制御部23はスイッチ
S1、S2、S3、S4のオン/オフ制御を行うものと
される。そして、入力信号について増幅を行わない場合
(非増幅時)には、図2の場合と同様にスイッチS1、
S2については共にオフとし、スイッチS3、S4につ
いては、共にオンとなるように制御を行うようにされ
る。また、入力信号について増幅を行う場合(増幅時)
には、スイッチS1、S2については共にオンとし、ス
イッチS3、S4については、共にオフとなるように制
御を行う。
【0022】このような構成の可変利得回路では、入力
信号について増幅を行わない場合には、上述した非増幅
時に対応するスイッチS1、S2、S3、S4の切換え
状態とされることによって、図1の場合と同様に、増幅
器20は電源供給が停止されて非動作状態とされ、1/
4波長伝送線路21、22の接続部はアースから切り離
されるために、入力信号は1/4波長伝送線路21、2
2の直列接続のラインを介して出力される。そして、本
実施の形態においては、この際にスイッチS3がオンと
されて1/4波長伝送線路25の端部が接地されること
によって、入力端子T1からみた1/4波長伝送線路2
5を介した増幅器20の入力までのインピーダンスは無
限大となる。また、同様にしてスイッチS4がオンとさ
れて1/4波長伝送線路26の端部が接地されること
で、出力端子からみた増幅器20への出力へのインピー
ダンスも無限大となる。即ち、この場合には25、26
によって入力端子T1及び出力端子T2に対して増幅器
20がアイソレートされることになる。これにより、例
えば図2の実施の形態と比較した場合には、入力信号に
対して増幅を行わずに増幅器20をパスする際の信号の
損失をより確実に減少させることが可能となる。
【0023】これに対して、入力信号について増幅を行
うものとして、スイッチS1、S2、S3、S4が上述
した増幅時に対応する切換え状態とされている場合に
は、増幅器20に電源が供給されると共に、1/4波長
伝送線路21,22の接続点が接地される。また、この
ときにはスイッチS3、S4は共にオフとされて、1/
4波長伝送線路25,26の端部が共にアースから切り
離されることにより、入力端子T1から入力されたRF
受信信号は、1/4波長伝送線路25→増幅器20→1
/4波長伝送線路26を介することによって、ゲインを
与えられて出力端子T2より出力されることになり、図
1の場合と等価の信号経路となる。
【0024】図4は、第3の実施の形態としての可変利
得回路の構成を示すブロック図とされ、図1と同一部分
は同一符号を付して説明を省略する。この図に示す可変
利得回路においては、入力端子T1に対してインピーダ
ンス整合を行う整合回路27が設けられ、その出力は直
流阻止用コンデンサC1を介して本実施の形態の増幅器
であるFET20Aのゲートと接続される。また、この
場合には増幅器20Aのゲートは抵抗R1を介してゲー
トバイアス電圧Vggと接続される。また、FET20
Aのドレインは直流阻止用コンデンサC2、整合回路2
8を介して出力端子T2に対して接続される。FET2
0Aのソースは接地されている。
【0025】本実施の形態の場合、FET20Aをバイ
パスするための経路としては、FET20Aのゲートと
ドレイン間に対して、図のように直流阻止用コンデンサ
C3→1/4波長伝送線路21→1/4波長伝送線路2
2が直列に接続されるようにして設けられる。そして、
上記1/4波長伝送線路21、22の接続点はスイッチ
S1を介して電源部24と接続されると共に、分岐して
直流阻止用コンデンサC4を介してアースに接続されて
いる。この場合、スイッチ制御部23はスイッチS1に
ついてのみオン/オフ動作の制御を行うことになる。
【0026】本実施の形態の可変利得回路においては、
例えば受信信号について増幅を行う必要があるとされる
場合には、コントローラ10からの情報信号に基づいて
スイッチ制御部23によりスイッチS1がオンとなるよ
うに制御される。この場合、電源部24から出力される
直流電源はスイッチS1から1/4波長伝送線路22を
介してFET20Aの動作電源としてドレインに供給さ
れる。また、1/4波長伝送線路21、22の接続点が
直流阻止用コンデンサC4を介してアースに接続される
ことによって、入力端子T1側からみた1/4波長伝送
線路21のラインのインピーダンスは無限大となり、ま
た、出力端子T2側からみた1/4波長伝送線路22の
ラインのインピーダンスも無限大となる。このため、入
力信号はFET20Aにより増幅されて直流阻止用コン
デンサC2、整合回路28を介して出力端子T2より出
力されることになる。
【0027】これに対して、受信信号について増幅を行
う必要がない場合にはスイッチ制御部23はスイッチS
1をオフとするように制御を行い、これにより、電源部
24からFET20Aへの電源供給は停止されて、FE
T20Aは動作不能となる。また、スイッチS1がオフ
とされたことによって1/4波長伝送線路21,22の
接続点はアースと切り離されるために、入力信号は直流
阻止用コンデンサC3から1/4波長伝送線路21→1
/4波長伝送線路22の直列接続を通過する経路を介す
るようにして出力され、FET20Aによる増幅は行わ
れないようにされる。
【0028】本実施の形態のように可変利得回路を構成
した場合には、先の各実施の形態と同様に入力信号は増
幅動作の有無に関わらずスイッチを通過しないようにさ
れるのに加えて、増幅器(FET20A)への電源供給
の切り換えと、入力信号の通過経路の切り換え機能を、
スイッチS1により兼用するようにされる。これによっ
て、本実施の形態では可変利得回路に設けるべきスイッ
チの数を削減することが可能となり、コスト的により有
利となる。
【0029】ところで、これまで説明してきた各実施の
形態においては、その接続形態として、増幅器20ある
いはFET20Aなどの増幅器に対して、直列接続され
た1/4波長伝送線路21,22の伝送線路による帰還
路が形成されているものとみなすことが出来る。このた
め、実際の使用形態によっては、増幅用信号経路と非増
幅用信号経路とのアイソレーションが確実に為されない
ような場合、特に増幅時においては増幅器の出力が1/
4波長伝送線路21,22のラインを介して帰還され
て、ループ内発振を引き起こす可能性が考えられる。ま
た、受信周波数以外の周波数に対しては本実施の形態の
1/4波長伝送線路が実際には1/4波長とならないた
め、受信周波数以外の成分により発振する可能性があ
る。そこで以降、本発明の実施の形態として、上記のよ
うな発振を防止するための構成が付加された可変利得回
路の構成を示す。
【0030】図5は上記発振防止の構成を備える、第4
の実施の形態としての可変利得回路の構成を示すブロッ
ク図とされる。この図に示す可変利得回路の基本的構成
は図1に示した実施の形態による可変利得回路と同様で
あり、従って、図1と同一部分は同一符号を付して説明
を省略する。この場合には、コンデンサCrとインダク
タLrを並列接続した並列共振回路によるいわゆるタン
ク共振回路が形成され、その共振周波数は受信周波数に
対してインピーダンスが無限大となるように設定され
る。この並列共振回路は、図のようにその並列接続の一
端が1/4波長伝送線路21、22の接続部に対して接
続され、他端が接地されるようにして設けられる。この
ような構成により、1/4波長伝送線路21、22より
成る伝送線路を通過しようとする受信周波数以外の成分
は、上記並列共振回路を介してアースに落ちるようにさ
れることになり、例えば受信周波数以外の信号成分によ
る発振を防止することが可能となる。
【0031】また、第5の実施の形態として図6に示す
可変利得回路においては、受信周波数以外の信号成分に
対してインピーダンスが大きくなるように選定されたコ
ンデンサCrとインダクタLrにより直列共振回路が形
成されて、図のように1/4波長伝送線路21,22の
接続部間に挿入されるが、このように構成しても、上記
図5の可変利得回路と同様の作用によって受信周波数以
外の信号成分による発振を防止することが可能とされ
る。なお、この図において上記図5と同一部分には同一
符号を付して説明を省略する。
【0032】図7は、第6の実施の形態としての可変利
得回路の構成を示すブロック図とされ、図1と同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。この図に示す可
変利得回路においては、直列接続された1/4波長伝送
線路21、22の信号ラインの接続部間に対してアイソ
レータISが挿入され、この場合にはアイソレータIS
内の矢印に示すように、1/4波長伝送線路21側から
1/4波長伝送線路22側に対して信号が伝送される伝
送方向により設けられている。また、この場合にはスイ
ッチS2の代わりに、上記アイソレータISの両端とア
ース間に対してそれぞれSPSTのスイッチS5、S6
が設けられる。
【0033】そして、この構成の可変利得回路において
は入力信号に対して増幅を行う場合には、スイッチ制御
部23によってスイッチS1、S5、S6はすべてオン
となるように制御される。これにより、増幅器20には
電源が供給されて動作可能な状態となる。また、スイッ
チS5がオンとされて1/4波長伝送線路21の端部が
接地されることにより入力端子T1からみた1/4波長
伝送線路21のインピーダンスは無限大となり、同様に
スイッチS6を介して1/4波長伝送線路22の端部が
接地されることで、出力端子T2からみた1/4波長伝
送線路22のインピーダンスも無限大となる。これによ
り、入力信号は増幅器20に供給されて増幅されて後、
出力端子T2より出力される。この際、増幅器20から
出力されて1/4波長伝送線路21を介して増幅器の入
力側に帰還しようとする信号成分は、アイソレータIS
により阻止されるためループ内発振は発生しないように
される。
【0034】また、入力信号に対して増幅する必要のな
い場合には、スイッチ制御部23によりスイッチS1、
S5、S6がすべてオフとなるように制御される。この
場合には、増幅器20は電源が供給されずにその動作が
停止され、1/4波長伝送線路21、22の各端部はア
ースから分離されるために、入力信号は1/4波長伝送
線路21→アイソレータIS→1/4波長伝送線路22
を通過して、増幅されずに出力端子T2に供給される。
また、この場合にはアイソレータISを通過する信号に
ついては損失がないものと見なされることから、通過信
号に対する電力損失も生じないことになる。
【0035】図8は、第7の実施の形態としての可変利
得回路の構成を示すブロック図とされ、図7と同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。この図に示す可
変利得回路は、先に図7に示す実施の形態において設け
られたアイソレータISが、スイッチS7に置き換えら
れた構成とされている。そして、この実施の形態の可変
利得回路において信号の増幅を行う場合には、スイッチ
S1、S5、S6はオンとされ、スイッチS7はオフと
なるようにスイッチ制御部23により制御される。これ
により、回路的には図7にて説明した場合と等価となっ
て、入力信号は増幅器20によって増幅されると共に、
信号の損失を受けることなく出力される。また、この場
合には、スイッチS7がオフ状態にあることによって、
1/4波長伝送線路21、22の接続部同志が回路的に
アイソレートされた状態となることから、図7の場合と
同様にしてループ内発振が防止されることになる。ま
た、入力信号の増幅を行わない場合には、スイッチ制御
部23はスイッチS1、S5、S6はオフとし、スイッ
チS7はオンとなるように制御する。これにより、入力
信号は1/4波長伝送線路21→スイッチS7→1/4
波長伝送線路22を介して増幅されることなく出力端子
T2から出力される。本実施の形態の場合、この非増幅
時においては、信号がSPSTのスイッチS1を通過す
ることなるが、例えば従来例として図9に示したよう
に、信号がSPDTのスイッチS10、S11を通過するの
と比較した場合には、信号の損失の程度は改善されてい
る。
【0036】なお、上記各実施の形態として図2〜図8
に示した可変利得回路は、前述のように図1に示した送
受信装置における受信増幅器3に対して適用したものと
して説明したが、他の受信信号若しくは送信信号の利得
を可変する回路ブロックである、中間周波利得可変増幅
器6、11、無線周波利得可変増幅器13、さらに送信
電力増幅器14に対しても適用が可能とされる。また、
図5〜図8に示したループ内発振を抑制する構成を採る
各実施の形態は、図示しないが図3及び図4に示したよ
うな構成の可変利得回路に対しても適用が可能とされ
る。更に、可変利得回路の細部の構成及び本発明の可変
利得回路を備える送受信装置の構成等は、これまで説明
してきた構成に限定されるものではなく、実際の使用条
件等に応じて変更が可能とされる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明の可変利得回
路は、増幅器に対して直列接続した2つのインピーダン
ス反転線路を並列に設けると共に、この直列接続された
インピーダンス反転線路の接続点とアース間に、オン/
オフ動作によって導通/非導通が切換えられるSPST
スイッチを備え、このスイッチのオン/オフ制御によっ
て、入力信号が増幅器により増幅される信号経路と、上
記直列接続されたインピーダンス反転線路を通過して増
幅されずに出力される信号経路との切換えを行うように
構成したことにより、入力信号は例えばFETにより形
成されるスイッチ回路を介さずに出力することが可能と
なる。これにより、本発明の可変利得回路に入力された
信号はスイッチ回路による損失を受けることなく出力さ
れることになって、例えば、信号の損失分を考慮して可
変利得回路自体のダイナミックレンジの拡大を図るよう
なことをしなくとも、受信感度の向上を実現することが
できる。また、本発明では増幅時と非増幅時の信号経路
の切換え制御にSPSTによるスイッチを用いるように
されていることから、従来のようにSPDTのスイッチ
回路を用いていた場合に比べて、スイッチの形成に必要
とされるFETの本数を削減して、低コスト化を図るこ
とが可能となる。更に、本発明においては、非増幅ため
の信号経路が選択されている場合には、増幅器に対する
電源供給を停止するように構成しており、これによって
例えば本発明の可変利得回路を備える送受信機器の消費
電力を低減させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の可変利得回路が備えられ
る送受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図2】本実施の形態としての可変利得回路の構成を示
すブロック図である。
【図3】本実施の形態としての可変利得回路の構成を示
すブロック図である。
【図4】本実施の形態としての可変利得回路の構成を示
すブロック図である。
【図5】本実施の形態としての可変利得回路の構成を示
すブロック図である。
【図6】本実施の形態としての可変利得回路の構成を示
すブロック図である。
【図7】本実施の形態としての可変利得回路の構成を示
すブロック図である。
【図8】本実施の形態としての可変利得回路の構成を示
すブロック図である。
【図9】従来例としての可変利得回路の構成例を示すブ
ロック図である。
【図10】従来の可変利得回路に用いられるスイッチの
構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
3 受信増幅器 6、11 中間周波利得可変増幅器 9 コントローラ 13 無線周波利得可変増幅器 14 送信電力増幅器 20 増幅器 20A FET(可変利得回路) 21、22、25、26 1/4波長伝送線路 23 スイッチ制御部 24 電源部 T1 入力端子 T2 出力端子 S1〜S7 スイッチ(SPST)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を増幅する増幅手段と、 伝送信号に対するインピーダンス特性を反転させる第1
    のインピーダンス反転線路と第2のインピーダンス反転
    線路の直列接続により形成され、前記増幅手段をパスす
    るように設けられる伝送線路と、 オン/オフの切換えに応じて、前記第1のインピーダン
    ス反転線路と第2のインピーダンス反転線路との接続部
    のアースに対する接続/非接続が設定されるように設け
    られるスイッチ手段と、 上記スイッチ手段のオン/オフ制御を行うことによって
    入力信号に対する利得の可変を行うことのできるスイッ
    チ制御手段と、 を備えて構成されていることを特徴とする可変利得回
    路。
  2. 【請求項2】 前記増幅手段への電源供給ラインに対し
    て挿入され、前記スイッチ制御手段によりオン/オフの
    制御が為されるスイッチ手段を備えていることを特徴と
    する請求項1に記載の可変利得回路。
  3. 【請求項3】 前記増幅手段の信号入力ラインに挿入さ
    れ、伝送信号のインピーダンスを反転させる第3のイン
    ピーダンス反転線路と、 前記第3のインピーダンス反転線路の出力端とアース間
    に対して挿入され、上記スイッチ制御手段によりオン/
    オフが制御されるスイッチ手段と、 前記増幅手段の信号出力ラインに挿入され、伝送信号の
    インピーダンスを反転させる第4のインピーダンス反転
    線路と、 前記第4のインピーダンス反転線路の入力端とアース間
    に対して挿入され、上記スイッチ制御手段によりオン/
    オフが制御されるスイッチ手段と、 を備えて構成されていることを特徴とする請求項1に記
    載の可変利得回路。
  4. 【請求項4】 前記伝送線路に対して設けられ、当該可
    変利得回路に供給されるべき信号の周波数成分について
    のみ前記伝送線路を通過するようにされる信号周波数選
    択手段が備えられることを特徴とする請求項1に記載の
    可変利得回路。
  5. 【請求項5】 前記伝送線路における第1のインピーダ
    ンス反転線路と第2のインピーダンス反転線路との接続
    部に対して挿入されるアイソレータを備えていることを
    特徴とする請求項1に記載の可変利得回路。
  6. 【請求項6】 入力信号を増幅する増幅手段と、 伝送信号のインピーダンスを反転させる第1のインピー
    ダンス反転線路と第2のインピーダンス反転線路を直列
    接続し、前記第1のインピーダンス反転線路側の端部を
    増幅手段の入力側に接続し、前記第2のインピーダンス
    反転線路側の端部を増幅手段の出力ライン及び電源入力
    ラインと接続するようにして設けられる伝送線路と、 オン/オフの切換えに応じて、前記第1のインピーダン
    ス反転線路と第2のインピーダンス反転線路との接続部
    のアースに対する接続/非接続と、前記増幅手段に対す
    る電源の供給/停止が設定されるように設けられるスイ
    ッチ手段と、 前記スイッチ手段のオン/オフ制御を行うことによって
    入力信号に対する利得の可変を行うことのできるスイッ
    チ制御手段と、 を備えて構成されていることを特徴とする可変利得回
    路。
  7. 【請求項7】 前記増幅手段の信号入力ラインに挿入さ
    れ、伝送信号に対するインピーダンス特性を反転させる
    第3のインピーダンス反転線路と、 前記第3のインピーダンス反転線路の出力端とアース間
    に対して挿入され、前記スイッチ制御手段によりオン/
    オフが制御されるスイッチ手段と、 前記増幅手段の信号出力ラインに挿入され、伝送信号に
    対するインピーダンス特性を反転させる第4のインピー
    ダンス反転線路と、 前記第4のインピーダンス反転線路の入力端とアース間
    に対して挿入され、前記スイッチ制御手段によりオン/
    オフが制御されるスイッチ手段と、 を備えて構成されていることを特徴とする請求項6に記
    載の可変利得回路。
  8. 【請求項8】 前記伝送線路に対して設けられ、当該可
    変利得回路に供給されるべき信号の周波数成分について
    のみ前記伝送線路を通過するようにされる信号周波数選
    択手段が備えられることを特徴とする請求項6に記載の
    可変利得回路。
  9. 【請求項9】 前記伝送線路における第1のインピーダ
    ンス反転線路と第2のインピーダンス反転線路との接続
    部に対して挿入されるアイソレータを備えていることを
    特徴とする請求項6に記載の可変利得回路。
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