CN1082776C - 放大器及使用该放大器的便携式电话机 - Google Patents

Abstract

在对应不同频率分别构成谐振电路的同时以各自的频率最佳地转换晶体三极管的接地端子的旁路电容器。使连接放大用晶体三极管的输出端子的并联谐振电路用的串联连接的二个电容器作为对应于高频率的谐振电容器而用，对于低的频率将二个电容器中地面侧的电容器作为使晶体三极管的接地端子高频接地的旁路电容器而用，同时在该频率将二个电容器中残余的一个作为谐振电容器。

Description

放大器及使用该放大器的便携式电话机

本发明涉及振荡信号的放大器，更具体地是涉及放大接收部的本地振荡信号或发送部的载波信号的放大器和使用该放大器的便携式电话机。

便携式电话机所使用的通信频带是随通信方式不同而不同的，例如，PDC(专用数字蜂窝状)系统使用着800MHz频带和1600MHz频带。这些频带按区域分别使用，例如，800MHz频带的电话机携带者在离开的区域移动时，若在那里采用1600MHz频带的方式，则就不能使用。因此，迫切希望能对应双方方式的便携式电话机。

图3表示已有的便携式电话机的接收部结构的一部分。1是天线，2是接收信号的放大器，3是混合器，4、5是产生局部振荡信号的本地振荡(以下只称振荡器)，6是放大局部振荡信号的放大器。在上述结构中，由天线1接收的接收信号被放大器2放大后被引导到混合器3，在混合器3与通过放大器6而输入的本地振荡信号混合后，频率变换成中频信号。振荡器4、5是用来图示的PLL电路控制的电压控制振荡器，分别以不同的频率，例如800MHz、1600MHz振荡。放大器6有放大用晶体三极管7和并联谐振电路8。晶体三极管7具有构成输入端子的基极9、构成输出端子的集电极10和构成高频接端子的发射极11。12、13是基极偏置电阻，14是发射极偏置电阻，15是使发射极高频接地的旁路电容器，16是电源线17的去耦电容器。

集电极10分别与微波传输线18和电容器19的一端连接，另一端分别与电源线17和地连接，由微波传输线18和电容器19构成并联谐振电路8。这里，微波传输线18作为电感而起作用。在电源线17上通过电源端子20外加电压V_CC。电源线17和地对于高频信号而言是同电位。还有，21、22分别是放大器6的输入和输出的耦合电容，23是选择振荡器4、5中一个本地振荡信号的开关。

从振荡器4、5来的振荡输出，由开关23选择其中的任一个，然后用放大器6放大，接着在下面的混合器3和从放大器2来的接收信号混合，进行频率变换后向后面的检波电路等输出。

这里，放大器6有必要放大不同频率800MHz和1600MHz的双方振荡信号，但在从800MHz到1600MHz宽频带内放大由于是困难的，所以用调谐放大器构成。因此，由微波传输线18和电容器19构成的并联谐振电路8的谐振频率被设定在800MHz和1600MHz的大致中间，例如1200MHz。其结果是，该放大器6对于1200MHz能得到最大的放大率(增益)，但在实际使用的频率的800MHz或1600MHz时放大增益比1200MHz低。

图4表示第二个已有技术例。图4中，24、25分别是专用放大振荡器4、5的本地振荡信号的放大器，26是选择放大器24、25中任一个的输出信号的开关。在该已有技术例的场合，放大器24、放大器25分别具有与振荡器4的800MHz的频率、振荡器5的1600MHz的频率谐振的并联谐振电路，电路的结构基本上与图3的放大器6相同。通过这样的制作，就可能构成对各自的频率备有合适谐振电路的放大器。

在以上两个已有技术例中有以下问题。首先，在第一已有技术例中将放大器6作为频率不同的两个振荡器4、5的振荡信号的放大器而共用，所以并联谐振电路的谐振频率如上述设定在振荡器4、5的各自振荡频率几乎中间的频率1200MHz。为此，放大器6是在800MHz、1600MHz的放大率(增益)比最大放大率降低的状态下使用，所以有不能得到足够放大率的问题。

并且，旁路电容器15按说在使用频率低的800MHz时，可以使用对于偏置电阻14的电阻值来说是电抗值充分小的容量值，但若使用那样的电容器，在高频率1600MHz情况电容器的电极所具有的电感而引起的电抗变大，旁路效果下降。因此，实际上旁路电容器15选择在1200MHz具有自己的谐振频率，从而得到中间的性能。

即，电容器因电极所具有的电感的影响，通常图5的电抗特性如图所示，大容量值的电容(C₁)的自己谐振频率低(例如800MHz)，小容量值电容(C₂)的自己谐振频率高(例如1600MHz)。因而，在该已有技术例和上述的并联谐振电路相同，将在1200MHz具有自己谐振频率的电容器(C₃)作为旁路电容器15而使用。因此，在800MHz或1600MHz因容量引起的电抗或电极的电感引起的电抗都不能忽视，在放大器有负反馈，因此有放大率进一步下降的问题。另外，不能在混合器3加以充分电平的本地振荡信号，所以还有混合器频率变换增益低下的问题。

而且，在第二已有技术例，放大器24、25由于对振荡器4、5是分别专用的，所以没有上述第一已有技术例问题，但放大器二个变成必要的，就有经济上不利的问题。进而，为了用二个放大器，也产生妨碍便携式电话机小型化、轻量化的问题。

为克服现有技术中的缺点，本发明的目的是提供一种放大器，在该放大器中，对于不同的频率，以相应的频率得到充分的放大率。

本发明的另一目的是提供一种使用上述放大器的便携式电话机，由于通信方式等的不同，即使使用的频率不同，也不必每个频率设置放大器。并且，即使频率不同，由于可得到高的放大率，因此可得到小型、轻量、非常经济的便携式电话机。另外，即使在通信方式不同且接收频率变化的情况下，也不需特别的附加操作就能接收，而且即使方式变化也不损坏频率变换性，得到非常便利的便携式电话机。

因此，为了解决上述问题，本发明提供的放大器是由放大用晶体管、连接在上述放大器用晶体管集电极和电源端子间的电感器、连接在上述放大器用晶体管集电极和发射极间的、并且串联的二个电容器、连接在上述晶体管发射极和接地间的旁路电容器、和使上述二个电容器连接点和地面在连接状态或非连接状态中的任一状态进行转换的开关手段构成；在上述电感器和上述串联的二个电容器上构成与第一频率或比第一频率高的第二频率共振的并联共振电路；所述电容器可以作为旁路电容。

上述放大器在用上述开关手段使上述二个电容器的连接点和地面处于连接状态时与输出上述第一频率信号的第一振荡器连接，而在非连接状态时与输出上述第二频率信号的第二振荡器连接。

上述旁路电容器和地面侧的上述电容器是调整型叠层电容器。

本发明还提供一种便携式电话机，其具有振荡器，该振荡器连接上述放大器。

上述便携式电话机具有切换产生上述第一频率和第二频率的不同频率的振荡信号的振荡器、放大上述振荡信号的放大器、以及混合上述放大器输出信号和接收信号并进行频率变换的混合器；上述放大器在振荡器输出第一频率时，放大第一频率，在振荡器输出第二频率时，放大第二频率。

上述便携式电话机具有上述第一振荡器、第二振荡器、切换输出第一振荡器的振荡信号和第二振荡器的振荡信号的任何一方的开关、放大上述振荡信号的放大器、以及混合上述放大器的输出信号和接收信号并进行频率变换的混合器；上述放大器，当开关输出第一频率时，放大第一频率，当开关输出第二频率时，放大第二频率。

本发明还提供一种放大器，是由放大用晶体管、连接在上述放大器用晶体管集电极和电源端子间的电感器、连接在上述放大器用晶体管集电极和接地间的、并且串联的二个电容器、连接在上述晶体管发射极和接地间的旁路电容器、和使上述二个电容器的连接点和发射极在连接状态或非连接状态中的任一状态进行转换的开关手段构成；在上述电感器和上述串联的二个电容器上构成与第一频率或比第一频率高的第二频率共振的并联共振电路；所述电容器可以作为旁路电容。

上述放大器在用上述开关手段使上述二个电容器的连接点和地面处于连接状态时与输出上述第一频率信号的第一振荡器连接，而在处于非连接状态时与输出上述第二频率信号的第二振荡器连接。

上述旁路电容器和地面侧的上述电容器是调整型叠层电容器。

本发明还提供一种便携式电话机，其其具有振荡器，该振荡器连接上述放大器。

上述便携式电话机具有切换产生上述第一频率和上述第二频率的不同频率的振荡信号的振荡器、放大上述振荡信号的放大器、以及混合上述放大器输出信号和接收信号并进行频率变换的混合器；上述放大器在上述振荡器输出的第一频率时，放大第一频率，在振荡器输出第二频率时，放大第二频率。

上述便携式电话机具有上述第一振荡器、上述第二振荡器、切换输出上述第一振荡器的振荡信号和上述第二振荡器的振荡信号的任何一方的开关、放大上述振荡信号的放大器、混合上述放大器的输出信号和接收信号并进行频率变换的混合器；上述放大器，当上述开关输出第一频率时，放大第一频率，当上述开关输出第二频率时，放大第二频率。

以下，结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

图1是表示本发明的放大器及便携式电话机的第一实施例的电路结构图；

图2是表示本发明放大器的第二实施例的电话结构图；

图3是表示已有技术的便携式电话机的接收部一部分的电路结构图；

图4是表示已有技术的本地振荡和放大器连接的电路结构图；

图5表示电容器的电抗特性的特性图。

图1是表示本发明的放大器适用于便携式电话机的第一实施例，和图3相同结构的部分标以同一符号，省略其说明。在图1中，30是本发明的放大器。31是微波传输线，32、33是电容器，34是晶体三极管7的接地端子即发射极11的旁路电容器，35是开关。微波传输线31被连接在晶体三极管7的输出端子即集电极10和电源线17之间，电容器32、33在串联连接的同时还被连接在集电极10和发射极11之间。开关35被连接在二个电容器32、33的连接点和地之间，上述开关35在打开(非连接)状态，串联连接的电容器32、33通过旁路电容器34与地连接，所以二个电容器32、33和微波传输线31一起构成例如在1600MHz调谐的并联谐振电路36。这时，旁路电容器34如图5的C₂那样选择其容量值，以便在上述频率发射极以充分低的电抗与地连接。在开关闭合(连接)状态，二个电容器的连接点与地连接，电容器32和微波传输线31一起构成在其它频率例如800MHz调谐的并联谐振电路37，这时电容器33连接在发射极11和地面之间。电容器33的容量值如图5的C₁那样选择，以便在800MHz变为充分小的电抗，因此，发射极11在800MHz被高频接地。即，这时，电容器33完成旁路电容器的任务。

这里，构成谐振电路的微波传输线31、二个电容器32、33和旁路电容器34的设定方法变成下述那样。首先，将在高频率1600MHz具有自己谐振频率的电容器(相当于图5的C₂)作为旁路电容器34而设定。然后，将在低频率800MHz具有自己谐振频率的电容器(相当于图5的C₁)作为串联连接的二个电容器中的接地侧的电容器33。另外的电容器32的容量值和微波传输线31的电感值由下面二个公式求出： $C_{32}=C_{33}\×(\frac{{\mathrm{Fn}}^2}{{F_1}^2}-1)----\left(1\right)$ $L=\frac{1}{4{\mathrm{\π}}^2{F_1}^2{C}_{32}}----\left(2\right)$

式中，Fn是高次方的频率，F₁是低次方的频率，C₃₂是电容器32的容量值，C₃₃是电容器33的容量值，L是微波传输线31电感值。实际上有必要考虑印刷电路底板上的配线导体长度来决定容量值，用该计算式求出电容器的容量值，通过实验修正的结果是，电容器32、33、34的值分别为47Pf、18Pf、10Pf。还有，这里使用的是叫做所谓超小型电容器的调整型叠层电容器。其理由是因为这种电容器是以与容量值的大小无关的一定外形尺寸制造的，因而，电极的尺寸也一定，因此电极所具有的电感几乎恒定，容量值和自己谐振频率有一样的关系(若容量值变大，则自己谐振频率变低)，特别是在与发射极连接的旁路用电容器(C₃₃和C₃₄)用的场合易于设定容量值。

图2表示本发明的放大器的第二实施例，和图1结构的不同点是电容器33和开关35的设置位置反过来。即，微波传输线31连接在集电极10和电源线17之间，串联连接的二个电容器32、33连接在集电极10和地之间。而且，两个电容器32、33的连接点通过开关35与发射极11连接。在该实施例的开关35打开的状态，电容器32、33和微波传输线31一起构成高频谐振电路36。在开关35关闭的状态，发射极11通过电容器33与地连接，仅有电容器32和微波传输线31一起构成低频谐振电路37。

在以上两个实施例的任一个，对应于开关35的开关，通过开关23择一地选择振荡器4或5中任一个，所以都能以最大放大率放大频率不同的本地振荡信号。这时，使开关35和开关23连动，能同时进行振荡器的选择和放大器的谐振电路的转换以及在发射极11和地之间连接的旁路用的电容器的转换。还有，到现在的实施例能说明具有4、5二个振荡器的结构，但仅用一个振荡器通过PLL电路的控制仅转换振荡频率，使该转换与开关23连动，这可能很容易。

这样，在本发明中，使串联连接的二个电容器的连接点在频率不同的场合高频地接地的同时将二个电容器中接地侧的电容器在低频作为晶体三极管的发射极旁路用的电容器，设定成充分小的电抗，所以即使对于不同频率用一个放大器就能得到足够的放大率。

还有，在上述二个实施例中对接收信号的频率变换用的本地振荡信号进行了说明，但该发明的放大器可以用于便携式电话机的另外部分。例如，若作为载波振荡器的放大器而用，由于方式的不同，即使载波的频率不同，用一个放大器也能对应。并且，即使作为接收信号的放大器而用，同样地用一个放大器可以对应。

若如上述那样采用本发明，放大器由放大用的晶体三极管、一端与上述放大用晶体三极管的输出端子连接并包含至少二个串联连接的电容器的并联谐振电路、连接在上述晶体三极管的接地端子和地面之间的旁路电容器、和使上述二个电容器的连接点和地面或上述接地端子在连接状态或非连接状态中的任一状态进行转换的开关手段构成，设上述二个电容器中地面侧的电容器对于频率低的第一频率有充分小的电抗，设上述旁路电容器对于频率高的第二频率有充分小的电抗，所以在一个放大器中连接放大用晶体三极管的输出端子的并联谐振电路和连接接地端子的旁路电容器对应不同的二个频率进行转换，就能在各自的频率得到足够的放大率。

并且，若采用本发明，上述放大器在上述开关手段接合状态时输出不同频率振荡信号的二个振荡器中与输出上述第一频率信号的第一振荡器连接，而在上述开关手段非接合状态时择一地与输出上述第二频率信号的第二振荡器连接，所以能连动地放大必要方的振荡信号。

由于将旁路电容器和二个串联连接的电容器中的地面侧的电容器作为调整型叠层电容器，所以发射极的旁路电容器的容量值的设定变为容易。

若用本发明的放大器构成便携式电话机，即使因通信方式等的不同而引起使用频率的不同，也不需每个频率设置放大器，而且，即使频率不同也能得到高的放大率，所以能得到小型轻量、经济、优越的便携式电话机。

又，本发明的便携式电话机是使作为本地振荡器放大用而使用的放大器仅一个并在不同频率都有足够放大率那样地转换内部的电路来构成，而且同时连动地进行放大器的转换和本地振荡器的频率转换，所以即使在因通信方式不同而接收频率变化的场合，也不要特别的附加操作就能接收，而且即使方式变化也不损坏频率变换等特性，放大性优良。

Claims (14)

1.一种放大器，其特征在于，是由放大用晶体管、连接在上述放大器用晶体管集电极和电源端子间的电感器、连接在上述放大器用晶体管集电极和发射极间的、并且串联的二个电容器、连接在上述晶体管发射极和接地间的旁路电容器、和使上述二个电容器连接点和地面在连接状态或非连接状态中的任一状态进行转换的开关手段构成；在上述电感器和上述串联的二个电容器上构成与第一频率或比第一频率高的第二频率共振的并联共振电路；所述电容器可以作为旁路电容。

2.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，上述放大器在用上述开关手段使上述二个电容器的连接点和地面处于连接状态时与输出上述第一频率信号的第一振荡器连接，而在非连接状态时与输出上述第二频率信号的第二振荡器连接。

3.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，上述旁路电容器和地面侧的上述电容器是调整型叠层电容器。

4.一种便携式电话机，其特征在于，其具有振荡器，该振荡器连接权利要求1所述的放大器。

5.如权利要求4所述的便携式电话机，其特征在于，具有切换产生上述第一频率和第二频率的不同频率的振荡信号的振荡器、放大上述振荡信号的放大器、以及混合上述放大器输出信号和接收信号并进行频率变换的混合器；上述放大器在振荡器输出第一频率时，放大第一频率，在振荡器输出第二频率时，放大第二频率。

6.一种便携式电话机，其特征在于，其具有振荡器，该振荡器连接权利要求2所述的放大器。

7.如权利要求6所述的便携式电话机，其特征在于，具有上述第一振荡器、第二振荡器、切换输出第一振荡器的振荡信号和第二振荡器的振荡信号的任何一方的开关、放大上述振荡信号的放大器、以及混合上述放大器的输出信号和接收信号并进行频率变换的混合器；上述放大器，当开关输出第一频率时，放大第一频率，当开关输出第二频率时，放大第二频率。

8.一种放大器，其特征在于，是由放大用晶体管、连接在上述放大器用晶体管集电极和电源端子间的电感器、连接在上述放大器用晶体管集电极和接地间的、并且串联的二个电容器、连接在上述晶体管发射极和接地间的旁路电容器、和使上述二个电容器的连接点和发射极在连接状态或非连接状态中的任一状态进行转换的开关手段构成；在上述电感器和上述串联的二个电容器上构成与第一频率或比第一频率高的第二频率共振的并联共振电路；所述电容器可以作为旁路电容。

9.如权利要求8所述的放大器，其特征在于，上述放大器在用上述开关手段使上述二个电容器的连接点和地面处于连接状态时与输出上述第一频率信号的第一振荡器连接，而在处于非连接状态时与输出上述第二频率信号的第二振荡器连接。

10.如权利要求8所述的放大器，其特征在于，上述旁路电容器和地面侧的上述电容器是调整型叠层电容器。

11.一种便携式电话机，其特征在于，其具有振荡器，该振荡器连接权利要求8所述的放大器。

12.如权利要求11所述的便携式电话机，其特征在于，具有切换产生上述第一频率和上述第二频率的不同频率的振荡信号的振荡器、放大上述振荡信号的放大器、以及混合上述放大器输出信号和接收信号并进行频率变换的混合器；上述放大器在上述振荡器输出第一频率时，放大第一频率，在振荡器输出第二频率时，放大第二频率。

13.一种便携式电话机，其特征在于，其具有振荡器，该振荡器连接权利要求9所述的放大器。

14.如权利要求13所述的便携式电话机，其特征在于，具有上述第一振荡器、上述第二振荡器、切换输出上述第一振荡器的振荡信号和上述第二振荡器的振荡信号的任何一方的开关、放大上述振荡信号的放大器、混合上述放大器的输出信号和接收信号并进行频率变换的混合器；上述放大器，当上述开关输出第一频率时，放大第一频率，当上述开关输出第二频率时，放大第二频率。

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