DE102007007806A1

DE102007007806A1 - Dämpfungsglied

Info

Publication number: DE102007007806A1
Application number: DE102007007806A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Yamamoto; Miyo Miyashita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2007-11-22
Also published as: US7474169B2; US20070268096A1; JP2007312003A

Abstract

Ein Dämpfungsglied der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Diode (D1), einen ersten Steuerspannungsanschluss (Vc1), eine zweite Diode (D2), einen ersten Widerstand (R01), einen zweiten Widerstand (R02), eine dritte Diode (D3), eine vierte Diode (D4), einen fünften Kondensator (C5), einen zweiten Steuerspannungsanschluss (Vc2), einen dritten Steuerspannungsanschluss (Vc3), einen vierten Steuerspannungsanschluss (Vc4) und einen Linearisierer (L), der zwischen einen Eingangsanschluss und die Anode der ersten Diode geschaltet ist. Der Linearisierer linearisiert ein dem Eingangsanschluss eingegebenes Signal nur dann, wenn Spannungen mit niedrigem Pegel an den ersten und vierten Steuerspannungsanschluss angelegt sind und gleichzeitig Spannungen mit hohem Pegel an den zweiten und dritten Steuerspannungsanschluss angelegt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein AC-gekoppeltes BC-Diodendämpfungsglied vom DC-Stapeltyp und insbesondere auf ein Dämpfungsglied, das daran angepasst ist, sowohl in dem dämpfenden als auch in dem nichtdämpfenden Zustand bis zu einem bestimmten (hohen) Übertragungsleistungspegel im Wesentlichen konstante Verzerrungseigenschaften zu haben.
In den letzten Jahren wurden GaAs-HBT(Hetero Junction Bipolar Transistor)-Leistungsverstärker weit verwendet als Mobiltelefonleistungsverstärker für CDMA (Code Division Multiple Access) usw. und als Leistungsverstärker für Wireless LAN.
GaAs-HBTs erfordern keine negative Gatevorspannung, was es ihnen ermöglicht, mit einer einzelnen Leistungsversorgung zu arbeiten. Weiter schwanken ihre Vorrichtungseigenschaften nicht so sehr wie diejenige von GaAs-FETs. Daher wurden GaAs-HBTs in letzter Zeit zunehmend in GaAs-Leistungsverstärkern für Mobiltelefone und Wireless LAN verwendet.
Ein GaAs-HBT-Prozess kann jedoch für gewöhnlich nicht eine HF(Hochfrequenz)-Schaltvorrichtung schaffen, deren Kanal durch Anlegen einer Gatespannung allein eingeschaltet werden kann. Daher ist eine solche Schaltvorrichtung aufgebaut aus einer Basis-Kollektor-Übergangsdiode (oder BC-Diode), die Eigenschaften ähnlich denen eines pin-Übergangs (oder einer pin-Diode) aufweist. (s. z.B. JP 2003-347870).
14 ist ein Schaltbild eines bekannten Schalters, der eine BC-Diode verwendet. Insbesondere enthält dieser Schalter: eine Diode D1 mit einer Anode und einer Kathode, die jeweils mit einem Eingangsanschluss IN bzw. einem Ausgangsanschluss OUT verbunden sind; einen Steuerspannungsanschluss Vc1, der über eine HF-Blockinduktivität L1 mit der Anode der Diode D1 verbunden ist; und einen Widerstand R1 und eine Blockinduktivität L2, die in Reihe zwischen die Kathode der Diode D1 und einen Massepunkt geschaltet sind.
Wenn bei dem in 14 gezeigten Schalter eine höhere Spannung als die Einschaltspannung der Diode D1 (d.h. ungefähr 1,25 V) an den Steuerspannungsanschluss Vc1 angelegt wird, schaltet die Diode D1 aus einem Sperrzustand in einen Durchlasszustand, was bewirkt, dass ein Strom Idc, der durch den Widerstand R1 bestimmt wird, durch die Diode D1 fließt. Da die Diode D1 somit den Durchlasszustand annimmt, wird das dem Eingangsanschluss IN eingegebene HF-Signal an den Ausgangsanschluss OUT übergeben. Wenn dagegen eine Spannung kleiner als die Einschaltspannung der Diode D1 (einschließlich einer negativen Vorspannung) an den Steuerspannungsanschluss Vc1 angelegt wird, nimmt die Diode D1 einen Sperrzustand an, was verhindert, dass das HF-Signal hindurchtritt.
15 ist ein Schaltbild eines bekannten Dämpfungsglied, das eine BC-Diode verwendet. Zusätzlich zu den in 14 gezeigten Komponenten enthält das Dämpfungsglied: einen Widerstand R01, der an einem Ende mit der Anode der Diode D1 verbunden ist; einen Widerstand R02, der an einem Ende mit der Kathode der Diode D1 verbunden ist, eine Diode D2 mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Anode über einen Kondensator C2 mit Masse verbunden ist und die Kathode mit dem anderen Ende des Widerstands R2 verbunden ist und über einen Kondensator C1 mit dem anderen Ende des Widerstands R01 verbunden ist; und einen Steuerspannungsanschluss Vc2, der über eine HF-Blockinduktivität L2 und einen Widerstand R4 mit der Anode der Diode D2 verbunden ist.
Wenn bei dem in 15 gezeigten Dämpfungsglied eine Spannung größer als die Einschaltspannung der Diode D1 an den Steuerspannungsanschluss Vc1 angelegt ist und gleichzeitig eine Spannung kleiner als die Einschaltspannung der Diode D2 (einschließlich einer negativen Vorspannung) an den Steuerspannungsanschluss Vc2 angelegt ist, nimmt das Dämpfungsglied einen nichtdämpfenden Zustand an, und daher wird das dem Eingangsanschluss IN eingegebene HF-Signal ohne Dämpfung an den Ausgangsanschluss OUT übergeben. Wenn andererseits eine Spannung kleiner als die Einschaltspannung der Diode D1 an den Steuerspannungsanschluss Vc1 angelegt ist und gleichzeitig eine Spannung größer als die Einschaltspannung der Diode D2 an den Steuerspannungsanschluss Vc2 angelegt ist, nimmt das Dämpfungsglied einen Dämpfungszustand an, der durch die Widerstände R01 und R02 und den Durchlasswiderstand der Diode D2 bestimmt ist. Es sei jedoch angemerkt, dass, wenn die Kondensatoren C1 und C2 auf dem GaAs-Chip gebildet und daher klein sind, die Impedanzwerte dieser Kondensatoren bei den Betriebsfrequenzen ebenfalls Faktoren beim Bestimmen der Größe der Dämpfung sind.
16 ist ein Diagramm, das das dem Eingangsanschluss IN eingegebene HF-Signal zeigt. In der Figur stellt I(t) das HF-Signal dar, d.h. den durch die Diode D1 fließenden Strom; Imax stellt den Maximalwert der Amplitude des Stroms dar; und T stellt die Periodendauer dar. Die maximal erlaubte Eingangs leistung des Dämpfungsglieds ist so eingestellt, dass die Einfügedämpfung annehmbar gering ist. Insbesondere ist der durch die Diode D1 fließende Strom I(t) so begrenzt, dass das Zeitintegral des Stroms für eine halbe Periode (gleich der Gesamtmenge der während dieser Periode fließenden Ladung) kleiner ist als das Produkt aus dem Vorstrom Idc und einer Zeitkonstanten r, wie es durch die Gleichung (1) unten dargestellt ist. Es sei angemerkt, dass die Zeitkonstante τ durch das Verbindungsmaterial und die Verbindungsbedingungen der Diode bestimmt wird, d.h. die Fremdstoffkonzentration und die Dicke der I-Schicht oder die Hochwiderstandsschicht, usw.
Je kleiner die Frequenz ist, um so geringer ist also die (unter der Annahme desselben Vorstroms Idc) durch das Dämpfungsglied gelieferte Leistung. Insbesondere da die BC-Schicht einer durch einen GaAs-HBT-Prozess gebildeten BC-Diode durch die HF-Eigenschaften des HBT festgelegt ist, gibt es keine Freiheit beim Entwurf der Struktur der BC-Schicht. Weiter ist die Zeitkonstante τ einer GaAs-pin-Diode ungefähr zwei Größenordnungen kleiner als diejenige einer Si-pin-Diode, was zu einer beträchtlich verringerten maximal erlaubten Eingangsleistung führt. Daher fordert ein Schalter oder ein Dämpfungsglied, das eine BC-Diode verwendet, einen großen Vorstrom, um die gewünschte maximal erlaubte Übertragungsleistung zu erzielen.
Um die obigen Probleme zu lösen, hat der Erfinder den Schalter und das Dämpfungsglied entworfen, die jeweils in 17 bzw. 18 dargestellt sind.
Der in 17 gezeigte Schalter enthält: eine Diode D1 mit einer Anode oder einer Kathode, die jeweils mit einem Eingangsan schluss IN bzw. einem Ausgangsanschluss OUT verbunden sind; einen Steuerspannungsanschluss Vc1, der über eine HF-Blockinduktivität L1 mit der Anode der Diode D1 verbunden ist; eine Diode D2, bei der eine Anode mit der Kathode der Diode D1 verbunden ist und eine Kathode über einen Kondensator C1 mit der Anode der Diode D1 verbunden ist; und einen Widerstand R1 und eine HF-Blockinduktivität L2, die in Reihe zwischen die Kathode der Diode D2 und einen Massepunkt geschaltet sind.
Das in 18 gezeigte Dämpfungsglied ist so aufgebaut, dass: die Anode und die Kathode einer Diode D1 jeweils mit einem Eingangsanschluss IN und einem Ausgangsanschluss OUT verbunden sind; ein Steuerspannungsanschluss Vc1 über eine HF-Blockinduktivität L1 mit der Anode der Diode D1 verbunden ist; die Anode einer Diode D2 mit der Kathode D1 verbunden ist und die Kathode der Diode D2 über einen Kondensator C1 mit der Anode der Diode D1 verbunden ist.
Weiter ist ein Ende eines Widerstands R01 mit der Kathode der Diode D2 verbunden, und ein Ende eines Widerstands R02 ist über einen Kondensator C2 mit der Kathode der Diode D1 verbunden. Die Anode einer Diode D3 ist über einen Kondensator C3 mit den anderen Enden der Widerstände R01 und R02 verbunden, und die Kathode einer Diode D4 ist über einen Kondensator C4 mit den anderen Enden der widerstände RO1 und R02 verbunden. Ein Ende eines Kondensators C5 ist mit der Kathode der Diode D3 und mit der Anode der Diode D4 verbunden, und das andere Ende des Kondensators C5 ist mit Masse verbunden.
Weiter ist ein Steuerspannungsanschluss Vc2 über eine HF-Blockinduktivität L2 und einen Widerstand R2 mit der Kathode der Diode D2 verbunden; ein Steuerspannungsanschluss Vc3 ist über eine HF-Blockinduktivität L3 und einen Widerstand R3 mit der Anode der Diode D3 verbunden; und ein Steuerspannungsan schluss Vc4 ist über eine HF-Blockinduktivität L4 und einen Widerstand R4 mit der Kathode der Diode D4 verbunden.
Wenn bei dem in 18 gezeigten Dämpfungsglied eine größere Spannung als die Einschaltspannungen der Dioden D1 und D4 (d.h. hohe Spannungswinkel) jeweils an die Steuerspannungsanschlüsse Vc1 und Vc4 angelegt sind und gleichzeitig kleinere Spannungen als die Einschaltspannungen der Dioden D2 und D3 (d.h. niedrige Spannungspegel) jeweils an die Steuerspannungsanschlüsse Vc2 und Vc3 angelegt sind, nimmt das Dämpfungsglied einen nichtdämpfenden Zustand an, und daher wird das dem Eingangsanschluss IN eingegebene HF-Signal ohne Dämpfung an den Ausgangsanschluss OUT übergeben. Wenn andererseits kleinere Spannungen als die Einschaltspannungen der Dioden D1 und D4 (d.h. niedrige Spannungspegel) jeweils an die Steuerspannungsanschlüsse Vc1 und Vc4 angelegt sind und gleichzeitig größere Spannungen als die Einschaltspannungen der Dioden D2 und D3 (d.h. hohe Spannungspegel) jeweils an die Steuerspannungsanschlüsse Vc2 und Vc3 angelegt sind, nimmt das Dämpfungsglied einen Dämpfungszustand ein. Es sei angemerkt, dass die Größe der Dämpfung bestimmt wird durch die Widerstände R01 und R02, die Werte der Kondensatoren C1-C6, den Vorstrom Idc und die Vorspannung.
Weiter sind die Dioden D1 und D2 für DC in Reihe geschaltet und für AC über den Kondensator C1 in Serie geschaltet. Das ermöglicht es dem DC-Vorstrom Idc, durch beide Dioden D1 und D2 zu fließen, wenn eine Spannung mit hohem Pegel an den Steuerspannungsanschluss Vc1 angelegt ist. Wenn die Dämpfungsgliedschaltung als AC-Schaltung angesehen wird (im Hinblick auf AC angesehen wird), fließt ein DC-Strom, der doppelt so groß ist wie der Vorstrom Idc. Das bedeutet, dass der Wert Imax in Gleichung (1) um einen Faktor von etwa 2 erhöht wird. Da die maximal erlaubte Übertragungsleistung Ro·(Imax)²/2 ist (wobei Ro die charakteristische Impedanz ist), kann das in 18 gezeigte Dämpfungsglied eine etwa viermal so große Übertragungsleistung liefern wie die maximal erlaubte Übertragungsleistung des in 15 gezeigten Dämpfungsglieds.
19 zeigt Leistungsübertragungskennlinien der in 15 und 18 gezeigten Dämpfungsglieder. Wie in 19 gezeigt ist der maximal erlaubte Übertragungsleistungspegel des Dämpfungsglieds in 18 etwa 6–8 dB größer als derjenige des in 15 gezeigten Dämpfungsglieds (unter der Annahme desselben Vorstroms).
20 zeigt Graphen, die die Ausgangskennlinien des Dämpfungsglieds von 18 veranschaulichen, wenn es sich in dem dämpfenden bzw. nichtdämpfenden Zustand befindet (diese Graphen wurden experimentell gewonnen). Es sei angemerkt, dass die vertikale Achse die Signalverzerrung darstellt, d.h. die Intermodulationsverzerrung dritter Ordnung Pim3 (zwei Eingangssignale). Wie aus der Figur ersichtlich, zeigt das Dämpfungsglied ein starkes Ansteigen der Signalverzerrung bei hoher Eingangsleistung, wenn es 20 dB Dämpfung lieferte. Dieser starke Anstieg der Signalverzerrung wurde bei dem nichtdämpfenden Zustand nicht beobachtet. wenn das Dämpfungsglied in einem System verwendet wird, das ein Modulationssignal verwendet, führt ein solcher Anstieg der Signalverzerrung zu der Verschlechterung der Signalqualität des Systems, was nicht erwünscht ist.
Die vorliegende Erfindung wurde entworfen, um die obigen Probleme zu lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dämpfungsglied bereitzustellen, das daran angepasst ist, bis zu einem bestimmten (hohen) Übertragungsleistungspegel sowohl in dem dämpfenden als auch in dem nichtdämpfenden Zustand im Wesentlichen konstante Verzerrungseigenschaften aufzuweisen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Dämpfungsglied gemäß Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Dämpfungsglied der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Diode, einen ersten Steuerspannungsanschluss, eine zweite Diode, einen ersten Widerstand, einen zweiten Widerstand, eine dritte Diode, eine vierte Diode, einen fünften Kondensator, einen zweiten Steuerspannungsanschluss, einen dritten Steuerspannungsanschluss, einen vierten Steuerspannungsanschluss und einen Linearisierer, der zwischen einen Eingangsanschluss und die Anode der ersten Diode geschaltet ist. Der Linearisierer linearisiert ein dem Eingangsanschluss eingegebenes Signal nur dann, wenn Spannungen mit niedrigem Pegel an den ersten und vierten Steuerspannungsanschluss angelegt sind und gleichzeitig Spannungen mit hohem Pegel an den zweiten und dritten Steuerspannungsanschluss angelegt sind.
Die vorliegende Erfindung liefert ein Dämpfungsglied, das daran angepasst ist, sowohl in dem dämpfenden als auch in dem nichtdämpfenden Zustand bis zu einem bestimmten (hohen) Übertragungsleistungspegel im Wesentlichen konstante Verzerrungseigenschaften aufzuweisen.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
1 ist ein Schaltbild eines Dämpfungsglieds gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Schaltbild eines Linearisierers.
3 ist ein Schaltbild eines anderen Linearisierers.
4 zeigt Beziehungen zwischen der den in 2 und 3 gezeigten Linearisierern eingegebenen Eingangsleistung und ihren Verstärkungen.
5 zeigt die Eigenschaften des Dämpfungsglieds von 1, wenn es sich in dem dämpfenden Zustand befindet.
6 ist ein Schaltbild eines Dämpfungsglieds gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Schaltbild eines Durchgangszweigs eines Dämpfungsglieds gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Schaltbild eines Durchgangszweigs eines Dämpfungsglieds gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Schaltbild eines Durchgangszweigs eines Dämpfungsglieds gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Schaltbild eines Durchgangszweigs eines Dämpfungsglieds gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Schaltbild eines Durchgangszweigs eines Dämpfungsglieds gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Schaltbild eines Dämpfungsglieds gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist ein Schaltbild eines Dämpfungsglieds gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist ein Schaltbild eines bekannten Schalters, der eine BC-Diode verwendet.
15 ist ein Schaltbild eines bekannten Dämpfungsglieds, das eine BC-Diode verwendet.
16 ist ein Diagramm, das ein einem Eingangsanschluss eingegebenes HF-Signal veranschaulicht.
17 ist ein Schaltbild eines entworfenen Schalters.
18 ist ein Schaltbild eines entworfenen Dämpfungsglieds.
19 zeigt die Leistungsübertragungseigenschaften der in 15 und 18 gezeigten Dämpfungsglieder.
20 zeigt Graphen, die die Ausgangseigenschaften des Dämpfungsglieds von 18 veranschaulichen, wenn es sich in dem dämpfenden oder dem nichtdämpfenden Zustand beffindet.
1 ist ein Schaltbild eines Dämpfungsglieds gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf die Figur ist die Anode einer Diode D1 (einer ersten Diode) mit einem Eingangsanschluss IN verbunden, und die Kathode der Diode D1 ist mit einem Ausgangsanschluss OUT verbunden. Ein Steuerspannungsanschluss Vc1 (ein erster Steuerspannungsanschluss) ist über eine HF-Blockinduktivität L1 mit der Anode der Diode D1 verbunden. Die Anode einer Diode D2 (einer zweiten Diode) ist mit der Kathode der Diode D1 verbunden, und die Kathode der Diode D2 ist über einen Kondensator C1 (einen ersten Kondensator) mit der Anode der Diode D1 verbunden.
Weiter ist ein Ende eines Widerstands R01 (eines ersten Widerstands) mit der Kathode der Diode D2 verbunden, und ein Ende eines Widerstands R02 (eines zweiten Widerstands) ist über einen Kondensator C2 (einen zweiten Kondensator) mit der Kathode der Diode D1 verbunden. Die Anode einer Diode D3 (einer dritten Diode) ist über einen Kondensator C3 (einen dritten Kondensator) mit den anderen Enden der Widerstände R01 und R02 verbunden, und die Kathode einer Diode D4 (einer vierten Diode) ist über einen Kondensator C4 (einen vierten Kondensator) mit den anderen Enden der Widerstände R01 und R02 verbunden. Ein Ende eines Kondensators C5 (eines fünften Kondensators) ist mit der Kathode der Diode D3 und mit der Anode der Diode D4 verbunden, und das andere Ende des Kondensators C5 ist mit Masse verbunden.
Weiter ist ein Steuerspannungsanschluss Vc2 (ein zweiter Steuerspannungsanschluss) über eine HF-Blockinduktivität L2 und einen Widerstand R2 mit der Kathode der Diode D2 verbunden, ein Steuerspannungsanschluss Vc3 (ein dritter Steuerspannungsanschluss) ist über eine HF-Blockinduktivität L3 und einen Widerstand R3 mit der Anode der Diode D3 verbunden, und ein Steuerspannungsanschluss Vc4 (ein vierter Steuerspannungsanschluss) ist über eine HF-Blockinduktivität L4 und einen Widerstand R4 mit der Kathode der Diode D4 verbunden.
Weiter ist ein Linearisierer L zwischen dem Eingangsanschluss IN und der Anode der Diode D1 bereitgestellt. Der Linearisierer L enthält: eine Diode DL1 (eine fünfte Diode), deren Anode mit Masse verbunden ist und deren Kathode mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Eingangsanschluss IN und der Anode der Diode D1 verbunden ist, und einen Widerstand RL1 (einen dritten Widerstand), der zwischen einen Steuerspannungsanschluss VcL (einen fünften Steuerspannungsanschluss) und den Verbindungspunkt zwischen dem Eingangsanschluss IN und der Anode der Diode D1 verbunden ist. Es sei angemerkt, dass ein Widerstand RL2 (ein vierter Widerstand) zwischen der Diode DL1 und dem Verbindungspunkt zwischen dem Eingangsanschluss IN und der Anode der Diode D1 vorgesehen sein kann, wie es in 2 gezeigt ist. Weiter kann eine Diode DL2 (eine sechste Diode) wie in 3 gezeigt bereitgestellt sein, deren Anode mit Masse verbunden ist und deren Kathode mit der Anode der Diode D1 verbunden ist.
4 zeigt die Beziehungen zwischen der den in 2 und 3 gezeigten Linearisierern eingegebenen Eingangsleistung Pin und ihren Verstärkungen Gp.
Wenn eine Spannung mit hohem Pegel (z.B. 5 V) an den Steuerspannungsanschluss VcL angelegt ist, ist die Diode DL1 einer hohen Rückwärtsvorspannung ausgesetzt, und daher arbeitet der Linearisierer L nicht. Andererseits bewirkt das Anlegen einer Spannung mit niedrigem Pegel (z.B. 0 V) an den Steuerspannungsanschluss VcL, dass der Linearisierer arbeitet. Wenn dabei die Eingangsleistung Pin hoch ist, sinkt die Verstärkung Gp des Linearisierers L wie in 4 gezeigt, was bedeutet, dass, wenn das Dämpfungsglied eine hohe Leistung empfängt, seine Verstärkung steigt.
Daher wird nur dann eine Spannung mit niedrigem Pegel an den Steuerspannungsanschluss VcL angelegt, wenn das Dämpfungsglied in seinem dämpfenden Zustand ist. Mit dieser Anordnung arbeitet der Linearisierer L nur dann, um das dem Eingangsanschluss In eingegebene Signal zu linearisieren, wenn das Dämpfungsglied in dem dämpfenden Zustand ist. Wenn das Dämpfungsglied in seinem nichtdämpfenden Zustand ist, arbeitet der Linearisierer L nicht, und daher liefert das Dämpfungsglied die in 20 gezeigten nichtdämpfenden Eigenschaften.
5 zeigt die Eigenschaften des Dämpfungsglieds von 1, wenn es sich in seinem dämpfenden Zustand befindet. Wie in der Figur gezeigt hat dieses Dämpfungsglied verbesserte Verstärkungseigenschaften und daher verbesserte Eigenschaften der Verzerrung dritter Ordnung (Pim3). Die gestrichelte horizontale Linie in 5 stellt den flachen Abschnitt der verbesserten Verstärkungskurve Gp dar. Somit zeigt das Dämpfungsglied der vorliegenden Ausführungsform in seinem dämpfenden Zustand im Vergleich zu den bekannten Dämpfungsgliedern verbesserte Signalverzerrungseigenschaften bei einer hohen Eingangsleistung. Demzufolge hat das Dämpfungsglied bis zu einem bestimmten (hohen) Übertragungsleistungspegel sowohl in dem dämpfenden als auch in dem nichtdämpfenden Zustand im Wesentlichen konstante Verzerrungseigenschaften. Weiter ist der maximal zulässige Übertragungsleistungspegel dieses Dämpfungsglieds wie in dem Fall des in 18 gezeigten Dämpfungsglieds etwa 6 dB oder mehr größer als derjenige des in 15 gezeigten Dämpfungsglieds (unter Annahme desselben Vorstroms).
6 ist ein Schaltbild eines Dämpfungsglieds gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses Dämpfungsglied ist ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform, außer dass es zusätzlich einen Kondensator C6 (einen sechsten Kondensator) enthält, der zwischen die Anode der Diode D1 und den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C1 und dem Einganganschluss IN geschaltet ist. Der Durchgangszweig T des Dämpfungsglieds der vorliegenden Ausführungsform enthält also zwei Kondensatoren, den Kondensator C1 und den Kondensator C6 (s. 6).
Die vorliegende Ausführungsform hat dieselbe Wirkung wie die erste Ausführungsform. Weiterhin hat die vorliegende Ausführungsform durch den oben beschriebenen Durchgangszweig T im Vergleich zu der ersten Ausführungsform die Wirkung des Ausgleichens der Leistung, die durch die Dioden D1 und D2 geführt wird, woraus sich verbesserte Signalverzerrungseigenschaften ergeben, wenn das Dämpfungsglied in seinem nichtdämpfenden Zustand ist. Es sei jedoch angemerkt, dass der Einfügungsverlust leicht steigt, da die Kondensatoren C1 und C6 (ihre Impedanzen) symmetrisch angeordnet sind.
7 ist ein Schaltbild des Durchgangszweigs eines Dämpfungsglieds gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses Dämpfungsglied ist ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform, außer dass der Kondensator C1 ein veränderlicher Kondensator ist. Insbesondere ist der Kondensator C1 aus zwei Dioden aufgebaut, die in umgekehrter Polung in Reihe geschaltet sind. Über einen Steuerspannungsanschluss Vcv1 (s. 7) wird an jede der in Reihe geschalteten Dioden eine Rückwärtsvorspannung angelegt.
Bei dieser Anordnung kann die an den Steuerspannungsanschluss Vcv1 angelegte Spannung in dem dämpfenden Zustand höher eingestellt sein als in dem nichtdämpfenden Zustand. Das verringert den Wert der Kapazität C1 und verbessert dadurch die Isolation des Durchgangszweigs T in den dämpfenden Zustand. Daher ist es möglich, die Vorströme des Nebenschlussarms A und die Werte der Kapazitäten C3 bis C5 im Vergleich zu der ersten Ausführungsform zu verringern (unter Annahme desselben Betrags der Dämpfung). Somit ermöglicht es die vorliegende Ausführungsform zusätzlich dazu, dass sie dieselbe Wirkung wie die erste Ausführungsform hat, die Schaltungsgröße zu verringern.
Weiter können in dem Aufbau der zweiten Ausführungsform die Kondensatoren C1 und C2 veränderliche Kondensatoren sein. Auch diese Veränderung ermöglicht es, die Schaltungsgröße zu verringern, sowie dieselbe Wirkung hervorzubringen wie die zweite Ausführungsform.
8 ist ein Schaltbild des Durchgangszweigs eines Dämpfungsglieds gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses Dämpfungsglied ist ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform, außer dass es zusätzlich eine Induktivität Ls1 enthält, die in Reihe zu dem Kondensator C1 zwischen die Kathode der Diode D2 und die Anode der Diode D1 geschaltet ist.
Die Induktivität Ls1 hat mit dem Kondensator C1 bei einer gewünschten Frequenz einer Serienresonanz.
Diese Anordnung erlaubt es, im Vergleich zu der ersten Ausführungsform die Impedanz des Durchgangszweigs zu verringern, woraus sich ein verringerter HF-Leistungsverlust in der Schaltung auf der Seite der Diode D2 ergibt. Daher ermöglicht es die vorliegende Ausführungsform zusätzlich dazu, dass sie dieselbe Wirkung wie die erste Ausführungsform hat, dass der Einfügeverlust des Dämpfungsglieds verringert wird, wenn das Dämpfungsglied in seinem nichtdämpfenden Zustand ist.
9 ist ein Schaltbild des Durchgangszweigs eines Dämpfungsglieds gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses Dämpfungsglied ist ähnlich demjenigen der vierten Ausführungsform, außer dass der Kondensator C1 ein variabler Kondensator ist. Auch wenn die Induktivität Ls1 arbeitet zum Verringern der Trennung (sowohl in dem dämpfenden als auch in dem nichtdämpfenden Zustand), kann der Wert der Kapazität C1 in dem dämpfenden Zustand niedriger eingestellt werden als in dem nichtdämpfenden Zustand, um die Trennung des Durchgangszweigs T in dem dämpfenden Zustand zu verbessern und somit den Einfügeverlust des Dämpfungsglieds zu verringern. Demzufolge ist es möglich, im Vergleich zu der vierten Ausführungsform die Vorströme des Nebenschlusszweigs A und die Werte der Kondensatoren C3–C5 zu verringern (unter Annahme derselben Größe der Dämpfung). Somit ermöglicht es die vorliegende Ausführungsform zusätzlich dazu, dass sie dieselbe Wirkung wie die vierte Ausführungsform hat, dass die Schaltungsgröße verringert wird.
10 ist ein Schaltbild des Durchgangszweigs eines Dämpfungsgliedes gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses Dämpfungsglied ist ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform, außer dass es zusätzlich einen Kondensator Cp1 und eine Induktivität Lp1 enthält, die in Reihe zwischen die Anode und die Kathode der Diode D1 geschaltet sind. Die Induktivität Lp1 ist also parallel zu den Dioden D1 und D2 geschaltet. Es sei angemerkt, dass die Impedanz des Kondensator Cp1 bei einer gewünschten Frequenz hinreichend niedrig ist. Weiter ist der Induktivitätswert der Induktivität Lp1 so eingestellt, dass mit den Übergangskapazitäten der Dioden D1 und D2 und der Kapazität C1 bei der gewünschten Frequenz eine Parallelresonanz auftritt, wenn das Dämpfungsglied in seinem dämpfenden Zustand ist.
Das ermöglicht es, die Trennung des Durchgangszweigs T zu verbessern, wenn das Dämpfungsglied in seinem dämpfenden Zustand ist. Demzufolge ist es möglich, den Einfügungsverlust des Dämpfungsglieds zu verringern und daher die Vorströme des Nebenschlussarms A und die Werte der Kondensatoren C3–C5 im Vergleich zu der ersten Ausführungsform zu verringern (unter Annahme desselben Dämpfungsbetrages). Somit ermöglicht es die vorliegende Ausführungsform zusätzlich dazu, dass sie dieselbe Wirkung wie die erste Ausführungsform hat, die Schaltungsgröße zu verringern.
11 ist ein Schaltbild des Durchgangszweigs eines Dämpfungsglieds gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses Dämpfungsglied ist ähnlich demjenigen der zweiten Ausführungsform, außer dass es zusätzlich eine Blockinduktivität L3 enthält, die zwischen die Kathode der Diode D1 und den Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren C1 und C6 geschaltet ist. Die Blockinduktivität L3 ist also parallel zu den Dioden D1 und D2 geschaltet. Es sei angemerkt, dass der Induktivitätswert der Blockinduktivität L3 so eingestellt ist, dass eine Serienresonanz mit den Übergangskapazitäten der Dioden D1 und D2 und dem Kondensator C1 auftritt.
Das ermöglicht es, die Trennung des Durchgangszweigs T zu verbessern, wenn das Dämpfungsglied sich in seinem dämpfenden Zustand befindet. Demzufolge ist es möglich, im Vergleich zu der ersten Ausführungsform den Einfügungsverlust des Dämpfungsglieds zu verringern und daher die Vorströme des Nebenschlussarms A und die Werte der Kondensatoren C3–C5 zu verringern (unter Annahme desselben Dämpfungsbetrags). Somit ermöglicht es die vorliegende Ausführungsform zusätzlich dazu, dass sie dieselbe Wirkung wie die erste Ausführungsform hat, die Schaltungsgröße zu verringern.
Gemäß einer Abwandlung der vorliegenden Ausführungsform kann eine Induktivität parallel zu den Dioden D3 und D4 geschaltet werden. Das ermöglicht es, die Trennung des Nebenschlussarms A zu verbessern, woraus sich ein verringerter HF-Leistungsverlust ergibt, wenn das Dämpfungsglied sich in seinem nichtdämpfenden Zustand befindet.
12 ist ein Schaltbild eines Dämpfungsglieds gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses Dämpfungsglied ist ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform. Nach der achten Ausführungsform ist der Steuerspannungsanschluss Vc2 jedoch direkt mit der Kathode der Diode D2 verbunden anstatt über den Widerstand R01. Weiter ist ein Ende des Widerstands R01 über einen Kondensator C7 (einen siebten Kondensator) mit der Kathode der Diode D2 verbunden.
Da der Steuerspannungsanschluss Vc2 wie oben beschrieben direkt mit der Kathode der Diode D2 verbunden ist anstatt über den Widerstand R01, wird dieser Schaltungsabschnitt nicht durch den Spannungsabfall über den Widerstand R01 beeinträchtigt, was es ermöglicht, im Vergleich zu der ersten Ausführungsform den Vorstrom zu erhöhen (unter Annahme derselben Steuerspannung). Weiter sind die Widerstände R01 und R02 und die Kondensatoren C7 und C2 von dem Nebenschlussarm A aus gesehen symmetrisch angeordnet, was es ermöglicht, die Signalverzerrungseigenschaften zu verbessern, wenn das Dämpfungsglied sich in seinem dämpfen den Zustand befindet. Weiter hat die vorliegende Ausführungsform zusätzlich zu diesen Wirkungen dieselbe Wirkung wie die erste Ausführungsform.
13 ist ein Schaltbild eines Dämpfungsglieds gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses Dämpfungsglied ist ähnlich demjenigen der achten Ausführungsform, außer dass es zusätzlich einen Kondensator C6 enthält, der zwischen die Anode der Diode D1 und den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C1 und dem Eingangsanschluss IN geschaltet ist. Der Durchgangszweig T des Dämpfungsglieds enthält also zwei Kondensatoren: den Kondensator C1 und den Kondensator C6. Daher hat die vorliegende Ausführungsform dieselben Wirkungen wie die zweite und die achte Ausführungsform.
Im Licht der obigen Lehren sind natürlich viele Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es ist daher klar, dass die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche anders ausgeführt werden kann, als es spezifisch beschrieben ist.

Claims

Dämpfungsglied mit einer ersten Diode (D1) mit einer Anode und einer Kathode, die jeweils mit einem Eingangsanschluss (IN) bzw. mit einem Ausgangsanschluss (OUT) verbunden sind, einem ersten Steuerspannungsanschluss (Vc1), der mit der Anode der ersten Diode (D1) verbunden ist, einer zweiten Diode (D2) mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Anode der zweiten Diode (D2) mit der Kathode der ersten Diode (D1) verbunden ist und die Kathode der zweiten Diode (D2) über einen ersten Kondensator (C1) mit der Anode der ersten Diode (D1) verbunden ist, einem ersten Widerstand (R01), der an einem Ende mit der Kathode der zweiten Diode (D2) verbunden ist, einem zweiten Widerstand (R02), der an einem Ende über einen zweiten Kondensator (C2) mit der Kathode der ersten Diode (D1) verbunden ist, einer dritten Diode (D3) mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Anode der dritten Diode (D3) über einen dritten Kondensator (C3) mit den anderen Enden des ersten und zweiten Widerstands (R01, R02) verbunden ist, einer vierten Diode (D4) mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Kathode der vierten Diode (D4) über einen vierten Kondensator (C4) mit den anderen Enden des ersten und zweiten Widerstands (R01, R02) verbunden ist, einem fünften Kondensator (C5), der an einem Ende mit der Kathode der dritten Diode (D3) und der Anode der vierten Diode (D4) verbunden ist und dessen anderes Ende mit Masse verbunden ist, einem zweiten Steuerspannungsanschluss (Vc2), der mit der Kathode der zweiten Diode (D2) verbunden ist, einem dritten Steuerspannungsanschluss (Vc3), der mit der Anode der dritten Diode (D3) verbunden ist, einem vierten Steuerspannungsanschluss (Vc4), der mit der Kathode der vierten Diode (D4) verbunden ist, und einem Linearisierer (L), der zwischen den Eingangsanschluss (IN) und die Anode der ersten Diode (1) geschaltet ist; wobei der Linearisierer (L) ein dem Eingangsanschluss (IN) eingegebenen Signal nur dann linearisiert, wenn Spannungen mit niedrigem Pegel an den ersten und vierten Steuerspannungsanschluss (Vc1, Vc4) angelegt sind und gleichzeitig Spannungen mit hohem Pegel an den zweiten und dritten Steuerspannungsanschluss (Vc2, Vc3) angelegt sind.
Dämpfungsglied nach Anspruch 1, bei dem der Linearisierer (L) enthält: eine fünfte Diode (DL1) mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Anode der fünften Diode (DL1) mit Masse verbunden ist und die Kathode der fünften Diode (DL1) mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Eingangsanschluss (IN) und der Anode der ersten Diode (1) verbunden ist, und einen fünften Widerstand (RL1), der zwischen einen fünften Steuerspannungsanschluss (VcL) und den Verbindungspunkt zwischen dem Eingangsanschluss (IN) und der Anode der ersten Diode (1) geschaltet ist; wobei eine Spannung mit niedrigem Pegel nur dann an den fünften Steuerspannungsanschluss (VcL) angelegt wird, wenn Spannungen mit niedrigem Pegel an den ersten und vierten Steuerspannungsanschluss (Vc1, Vc4) angelegt sind und gleichzeitig Spannungen mit hohem Pegel an den zweiten und dritten Steuerspannungsanschluss (Vc2, Vc3) angelegt sind.
Dämpfungsglied nach Anspruch 2, bei dem der Linearisierer (L) weiter einen vierten Widerstand (RL2) enthält, der zwischen die fünfte Diode (DL1) und den Verbindungspunkt zwischen dem Eingangsanschluss (IN) und der Anode der ersten Diode (1) geschaltet ist.
Dämpfungsglied nach Anspruch 3, bei dem der Linearisierer (L) weiter eine sechste Diode (DL2) mit einer Anode und einer Kathode enthält, wobei die Anode der sechsten Diode (DL2) mit Masse verbunden ist und die Kathode der sechsten Diode (DL2) mit der Anode der der fünften Diode (DL1) verbunden ist.
Dämpfungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das weiter einen sechsten Kondensator (C6) enthält, der zwischen die Anode der ersten Diode (D1) und einen Verbindungspunkt zwischen dem ersten Kondensator (C1) und dem Eingangsanschluss (IN) geschaltet ist.
Dämpfungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der erste Kondensator (C1) ein veränderlicher Kondensator ist.
Dämpfungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das weiter eine Induktivität (Ls1) enthält, die in Reihe zu dem ersten Kondensator (C1) zwischen die Kathode der zweiten Diode (D2) und die Anode der ersten Diode (D1) geschaltet ist, wobei diese Induktivität (Ls1) mit dem ersten Kondensator (C1) eine Serienresonanz aufweist.
Dämpfungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das weiter eine Induktivität (Lp1, L3) enthält, die parallel zu der ersten und zweiten Diode (D1, D2) geschaltet ist, wobei diese Induktivität (Lp1, L3) mit den Übergangskapazitäten der ersten und zweiten Diode (D1, D2) und dem ersten Kondensator (C1) eine Parallelresonanz aufweist.
Dämpfungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem ein Ende des ersten Widerstands (R01) über einen siebten Kondensator (C7) mit der Kathode der zweiten Diode (D2) verbunden ist.