JP2000031744A - Modulator - Google Patents

Modulator

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JP2000031744A
JP2000031744A JP10197497A JP19749798A JP2000031744A JP 2000031744 A JP2000031744 A JP 2000031744A JP 10197497 A JP10197497 A JP 10197497A JP 19749798 A JP19749798 A JP 19749798A JP 2000031744 A JP2000031744 A JP 2000031744A
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modulated wave
carrier
modulated
modulation
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Withdrawn
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JP10197497A
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Inventor
Fumi Kobayashi
文 小林
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the modulation index of a modulator that is easily made into an integrated circuit. SOLUTION: A modulation wave S2 is applied to a drain of a field effect transistor(FET) 12 via a modulation wave input means 13 and fed to a drain of a FET 22 via a modulator wave input means 23. A carrier S1 is fed to a gate of the FET 12 via a carrier input means 11. The FET 12 amplifies the carrier S1 and outputs it to its drain. In the case that a voltage of the modulation wave S2 is low, the component of the carrier S1 in the amplified signal is sufficiently lowered. The result of amplification is linearly amplifier by the FET 22 and the amplified output of the FET 22 is outputted to the drain of the FET 22 as a modulated wave Vout and it is outputted via a modulated wave output terminal Out.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、新産業分野と
して注目される車等の交通道具と道路との間の知能化に
関する高速道路交通システム(以下、「ITS」とい
う)の核となるノンストップ自動料金収受システム(以
下、「ETC」という)で、車載無線通信器等に設けら
れるMMIC(Monolithic Microwave Integrated Circ
uit )化された変調器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is at the core of an expressway traffic system (hereinafter referred to as "ITS") related to intelligence between a road and a traffic tool such as a car which is attracting attention as a new industrial field. In a non-stop automatic toll collection system (hereinafter referred to as "ETC"), an MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circ)
uit).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献;トランジスタ技術編集部「実用電子回路ハンドブ
ック」(1997)CQ出版社、P.228 図2は、前記文献に記載された従来の変調器を示す概略
の回路図である。この変調器は、搬送波S1を入力する
分離型の変成器からなる搬送波入力部1と、増幅用バイ
ポーラトランジスタ2と、変調波S2を入力する分離型
の変成器からなる変調波入力部3と、被変調波Vout を
出力する分離型の変成器からなる被変調波出力部4と
で、構成されている。このような構成の変調器では、搬
送波S1が搬送波入力部1から入力されてバイポーラト
ランジスタ2のベースに与えられて該バイポーラトラン
ジスタ2によって増幅される。一方、変調波S2は、変
調波入力部3から入力され、バイポーラトランジスタ2
のコレクタに印加され、この変調波S2により、該バイ
ポーラトランジスタ2で増幅された搬送波S1のレベル
が制御される。これにより、搬送波S1が変調波S2で
変調されて被変調波Vout が生成される。この生成され
た被変調波Vout が、被変調波出力部4から出力され
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques in such a field include:
For example, there is one described in the following literature. Reference: Transistor Technology Editor "Practical Electronic Circuit Handbook" (1997) CQ Publishing Company, p. 228 FIG. 2 is a schematic circuit diagram showing a conventional modulator described in the above-mentioned reference. The modulator includes a carrier input section 1 composed of a split transformer for inputting a carrier S1, a bipolar transistor 2 for amplification, and a modulated wave input section 3 formed of a split transformer for inputting a modulated wave S2. And a modulated wave output section 4 comprising a separate type transformer for outputting the modulated wave Vout. In the modulator having such a configuration, the carrier wave S1 is input from the carrier wave input unit 1 and is provided to the base of the bipolar transistor 2 to be amplified by the bipolar transistor 2. On the other hand, the modulated wave S2 is input from the modulated wave input unit 3, and is output from the bipolar transistor 2
The level of the carrier wave S1 amplified by the bipolar transistor 2 is controlled by the modulated wave S2. As a result, the carrier wave S1 is modulated by the modulation wave S2, and a modulated wave Vout is generated. The generated modulated wave Vout is output from the modulated wave output unit 4.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
図2の変調器では、次のような課題があった。図2の変
調器では、分離型の変成器で構成された搬送波入力部1
と、分離型のバイポーラトランジスタ2と、分離型の変
成器で構成された変調波入力部3と、分離型の変成器で
構成された被変調波出力部4とを有するので、MMIC
化が困難であり、回路の寸法が大きくなるばかりでな
く、生産コストも上昇するという課題があった。このよ
うな課題を克服しようとすると、例えば、搬送波S1を
直接ゲートに入力し、該搬送波S1を増幅してドレイン
から出力する電界効果トランジスタ(以下、FETとい
う)を用い、変調波S2をFETのドレインに直接印加
して該FETのドレイン電圧を制御することにより、被
変調波Vout を生成して出力する変調器が考えられる。
However, the conventional modulator shown in FIG. 2 has the following problems. In the modulator of FIG. 2, a carrier input unit 1 composed of a separate type transformer is used.
And a separated bipolar transistor 2, a modulated wave input unit 3 formed of a separated transformer, and a modulated wave output unit 4 formed of a separated transformer.
Therefore, there is a problem that not only the size of the circuit is increased but also the production cost is increased. In order to overcome such a problem, for example, a carrier wave S1 is directly input to a gate, the carrier wave S1 is amplified, and a field effect transistor (hereinafter referred to as an FET) is output from a drain. A modulator that generates and outputs a modulated wave Vout by directly applying the voltage to the drain to control the drain voltage of the FET may be considered.

【0004】このような構成の変調器では、FETが搬
送波S1を増幅してドレインから出力し、これが変調波
S2によって変調され、被変調波Vout として負荷に出
力される。ここで、変調波S1が最大のときには、負荷
及びバイアス等の設定により、FETは飽和状態とな
る。変調波S1が小さくなると、FETの出力特性から
みると、動作点が原点に近づき、FETのドレインId
sとドレイン・ソース間電圧Vdsが小さくなる。その
ため、やはり、飽和状態で変調波S2の大きさと比例す
る出力で変調された被変調波Vout が得られる。被変調
波Vout の大きさと変調波S2との関係は、大範囲及び
大信号で線形の特性が得られる。そして、MMIC化が
容易な変調器を実現できる。ところが、このMMIC化
が容易な変調器には、まだ、次のような解決すべき課題
が残っている。
In the modulator having such a configuration, the FET amplifies the carrier wave S1 and outputs the amplified signal from the drain, which is modulated by the modulated wave S2 and output to the load as the modulated wave Vout. Here, when the modulation wave S1 is at the maximum, the FET is saturated due to the settings of the load and the bias. When the modulated wave S1 becomes small, the operating point approaches the origin, and the FET drain Id
s and the drain-source voltage Vds decrease. Therefore, the modulated wave Vout modulated in the saturated state with an output proportional to the magnitude of the modulated wave S2 is obtained. Regarding the relationship between the magnitude of the modulated wave Vout and the modulated wave S2, a linear characteristic is obtained in a large range and a large signal. And the modulator which can be easily made into MMIC can be realized. However, the modulator which can be easily converted to the MMIC still has the following problems to be solved.

【0005】図3は、MMIC化が容易な従来の変調器
における変調特性及び変調指数のシミュレーションデー
タを示す図であり、横軸は変調波S2の電圧を示し、縦
軸は被変調波Vout の包絡線電圧を示している。MMI
C化が容易な従来の変調器においては、変調波S2が小
さいとき或いはゼロのときに、被変調波Vout における
振幅は小さくなるが、それでも、ある程度は残っしま
う。そのため、被変調波Vout の最大振幅と最小振幅と
の比が、例えば図3のように、825/45=18倍と
なる。この場合には、(最大振幅−最小振幅)/(最大
振幅+最小振幅)で定義される変調指数Kが0.896
となり、ETCシステム等で要求される実測値で0.9
以上の変調指数Kが得られない場合がある。本発明は、
以上のような従来技術の課題を解決し、変調指数Kが十
分に得られ、かつ、MMIC化に適した変調器を提供す
ることを目的とする。
FIG. 3 is a diagram showing simulation data of a modulation characteristic and a modulation index in a conventional modulator which can be easily converted to an MMIC. The horizontal axis represents the voltage of the modulated wave S2, and the vertical axis represents the modulated wave Vout. 2 shows an envelope voltage. MMI
In the conventional modulator which can be easily converted to C, when the modulated wave S2 is small or zero, the amplitude of the modulated wave Vout becomes small, but still remains to some extent. Therefore, the ratio between the maximum amplitude and the minimum amplitude of the modulated wave Vout becomes 825/45 = 18 times, for example, as shown in FIG. In this case, the modulation index K defined by (maximum amplitude−minimum amplitude) / (maximum amplitude + minimum amplitude) is 0.896.
And the actual measured value required by the ETC system etc. is 0.9
The above modulation index K may not be obtained. The present invention
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the related art and to provide a modulator that can sufficiently obtain a modulation index K and is suitable for MMIC.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のうちの第1の発明は、変調器において、次
のような構成にしている。即ち、搬送波を変調波で変調
する第1の変調回路と、前記第1の変調回路によって前
記変調された搬送波をさらに前記変調波で変調して被変
調波を生成する第2の変調回路とで構成している。この
ような構成を採用したことにより、変調波によって搬送
波が2段階に変調されて被変調波が生成されるので、変
調波のレベルが低いときの被変調波の振幅が十分小さく
なる。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a first invention of the present invention has the following configuration in a modulator. That is, a first modulation circuit that modulates a carrier with a modulation wave, and a second modulation circuit that further modulates the carrier modulated by the first modulation circuit with the modulation wave to generate a modulated wave. Make up. By employing such a configuration, the modulated wave modulates the carrier wave in two stages to generate the modulated wave, so that the amplitude of the modulated wave when the level of the modulated wave is low is sufficiently small.

【0007】第2の発明では、第1の発明における第1
の変調回路及び第2の変調回路を次のように構成してい
る。即ち、前記第1の変調回路は、第1の入力端子から
入力された前記搬送波を変成することなく伝達する搬送
波入力手段と、第1の導通電極と第2の導通電極と前記
搬送波入力手段に接続され該第1及び第2の導通電極間
の導通状態を制御する第1の制御電極とを有し、前記搬
送波を増幅して該第1の導通電極に出力する第1のトラ
ンジスタと、第2の入力端子から入力された前記変調波
を変成することなく前記第1のトランジスタの第1の導
通電極に伝達し、該第1のトランジスタで増幅された前
記搬送波を該変調波で変調する第1の変調波入力手段と
で構成している。前記第2の変調回路は、第3の導通電
極と第4の導通電極と前記第1のトランジスタの第1の
導通電極に接続され該第3及び第4の導通電極間の導通
状態を制御する第2の制御電極とを有し、前記変調され
た搬送波を増幅して該第3の導通電極に出力する第2の
トランジスタと、前記第2の入力端子から入力された前
記変調波を変成することなく前記第2のトランジスタの
第3の導通電極に与えることにより、前記変調波で変調
された搬送波をさらに該変調波で変調して前記被変調波
を生成する第2の変調波入力手段と、前記被変調波を変
成することなく出力端子に伝達する被変調波出力手段と
で構成している。このような構成を採用したことによ
り、分離型トランス等のMMIC化に適さない変成器を
用いずに、直接的に搬送波及び変調波が、第1のトラン
ジスタの第1の制御電極と第1の導通電極、及び第2の
トランジスタの第3の導通電極に与えられる。第1及び
第2のトランジスタにより、変調波によって搬送波が2
段階に変調されて被変調波が生成され、変調波のレベル
が低いときの被変調波の振幅が十分小さくなる。
In a second aspect, the first aspect of the first aspect is provided.
And the second modulation circuit are configured as follows. That is, the first modulation circuit includes a carrier input unit that transmits the carrier input from the first input terminal without altering the carrier, a first conductive electrode, a second conductive electrode, and the carrier input. A first transistor connected to control a conduction state between the first and second conduction electrodes, and a first transistor for amplifying the carrier wave and outputting the amplified carrier wave to the first conduction electrode; And transmitting the modulated wave input from the second input terminal to the first conductive electrode of the first transistor without alteration, and modulating the carrier wave amplified by the first transistor with the modulated wave. And one modulated wave input means. The second modulation circuit is connected to a third conductive electrode, a fourth conductive electrode, and a first conductive electrode of the first transistor, and controls a conductive state between the third and fourth conductive electrodes. A second transistor having a second control electrode for amplifying the modulated carrier and outputting the amplified carrier to the third conductive electrode; and modulating the modulated wave input from the second input terminal. A second modulated wave input means for generating the modulated wave by further modulating the carrier wave modulated by the modulated wave by applying the modulated wave to the third conductive electrode of the second transistor without generating the modulated wave. And modulated wave output means for transmitting the modulated wave to an output terminal without altering the modulated wave. By adopting such a configuration, the carrier wave and the modulated wave are directly transmitted to the first control electrode of the first transistor and the first control electrode without using a transformer that is not suitable for MMIC such as a separation type transformer. A conductive electrode, and a third conductive electrode of the second transistor. The first and second transistors allow the carrier wave to be 2
A modulated wave is generated by being modulated in stages, and the amplitude of the modulated wave when the level of the modulated wave is low becomes sufficiently small.

【0008】第3の発明では、第2の発明の変調器にお
いて、次のような構成にしている。即ち、前記第1及び
第2のトランジスタは、共通のGaAs(ガリウムひ
素)基板に形成されたGaAsFETで構成し、前記搬
送波入力手段、前記第1の変調波入力手段、前記第2の
変調波入力手段及び前記被変調波出力手段は、前記共通
のガリウムひ素基板に形成された受動素子で構成してい
る。このような構成を採用したことにより、第1の変調
回路及び第2の変調回路が共通の高周波特性にすぐれた
GaAs基板に形成され、MMIC化される。第4の発
明では、第2または第3の発明の変調器において、次の
ような第3のトランジスタを設けている。この第3のト
ランジスタは、電源に接続された第5の導通電極と、前
記第1及び第2の変調波入力手段に接続された第6の導
通電極と、前記第2の入力端子に接続され該第5及び第
6の導通電極間の導通状態を制御する第3の制御電極と
を有し、該第3の制御電極に該第2の入力端子から前記
変調波が与えられ、該変調波を電源で駆動した信号を該
第1及び第2の変調波入力手段に与えるものである。こ
のような構成を採用したことにより、変調波の代わり
に、第1のトランジスタの第1の導通電極と第2のトラ
ンジスタの第3の導通電極とには、第1及び第2の変調
波入力手段を介し、第3のトランジスタで変調波を電源
で駆動した信号が与えられる。
According to a third aspect, in the modulator according to the second aspect, the following configuration is provided. That is, the first and second transistors are composed of GaAs FETs formed on a common GaAs (gallium arsenide) substrate, and the carrier wave input means, the first modulation wave input means, and the second modulation wave input means The means and the modulated wave output means are constituted by passive elements formed on the common gallium arsenide substrate. By employing such a configuration, the first modulation circuit and the second modulation circuit are formed on a GaAs substrate having excellent common high-frequency characteristics, and are formed into MMICs. According to a fourth aspect, in the modulator according to the second or third aspect, the following third transistor is provided. The third transistor is connected to a fifth conductive electrode connected to a power supply, a sixth conductive electrode connected to the first and second modulated wave input means, and to the second input terminal. A third control electrode for controlling a conductive state between the fifth and sixth conductive electrodes, wherein the modulated wave is supplied to the third control electrode from the second input terminal, Is supplied to the first and second modulated wave input means. By adopting such a configuration, the first and second modulated wave inputs are applied to the first conductive electrode of the first transistor and the third conductive electrode of the second transistor instead of the modulated wave. Through the means, a signal obtained by driving the modulated wave with the power supply by the third transistor is provided.

【0009】第5の発明では、第4の発明の変調器にお
いて、前記第3のトランジスタは、前記共通のGaAs
基板に形成されたGaAsFETで構成している。この
ような構成を採用したことにより、第3のトランジスタ
もGaAs基板に形成され、MMIC化される。また、
変調波を第1及び第2のトランジスタの第1の導通電極
及び第3の導通電極に与えるのではなく、該変調波を駆
動した信号を与えることになる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the modulator according to the fourth aspect, the third transistor is connected to the common GaAs.
It is composed of a GaAs FET formed on a substrate. By adopting such a configuration, the third transistor is also formed on the GaAs substrate and formed into an MMIC. Also,
Instead of providing the modulated wave to the first and third conductive electrodes of the first and second transistors, a signal for driving the modulated wave is provided.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】第1の実施形態 図1は、本発明の第1の実施形態を示す変調器の概略の
回路図である。この変調器は、共通のGaAs基板に形
成された初段の第1の変調回路10及び後段の第2の変
調回路20で構成され、MMIC化されている。変調回
路10は、搬送波S1を入力する第1の入力端子In1
に接続された搬送波入力手段11と、該搬送波入力手段
11を介した搬送波S1を第1の制御電極であるゲート
に入力するMES型のGaAsFET12と、変調波S
2を入力する第2の入力端子In2に接続された変調波
入力手段13と、該GaAsFET12の第2の導通電
極であるソースと接地との間に接続された該GaAsF
ET12の自己バイアス回路14とを備えている。搬送
波入力手段11は、搬送波S1を伝達する手段であり、
一方の電極が入力端子In1に接続され、他方の電極が
GaAsFET12のゲートに接続されたキャパシタ1
1aと、GaAsFET12のゲート及び該キャパシタ
11aの接続点と接地との間に接続された抵抗11bと
を有している。変調波入力手段13は、変調波S2を伝
達する手段であると共に、GaAsFET12の負荷を
構成するものであり、入力端子In2に一端が接続され
た抵抗13aと、該抵抗13aの他端とGaAsFET
12の第1の導通電極のドレインとの間に接続されたイ
ンダクタ13bとを有している。自己バイアス回路14
は、GaAsFET12のソースを接地に直流的に接続
する抵抗14aと、該GaAsFET12のソースを接
地に交流的に接続するキャパシタ14bとを有してい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a modulator showing a first embodiment of the present invention. This modulator includes a first modulation circuit 10 in a first stage and a second modulation circuit 20 in a subsequent stage formed on a common GaAs substrate, and is MMIC. The modulation circuit 10 has a first input terminal In1 for inputting the carrier S1.
, An MES-type GaAs FET 12 for inputting a carrier S1 via the carrier input 11 to a gate serving as a first control electrode, and a modulated wave S
2, a modulated wave input means 13 connected to a second input terminal In2 for inputting the second GaAs FET 12 and the GaAsF 12 connected between a source, which is a second conductive electrode of the GaAs FET 12, and ground.
And a self-biasing circuit 14 for the ET 12. The carrier input means 11 is a means for transmitting the carrier S1,
A capacitor 1 having one electrode connected to the input terminal In1 and the other electrode connected to the gate of the GaAs FET 12
1a and a resistor 11b connected between the gate of the GaAs FET 12 and the connection point of the capacitor 11a and the ground. The modulating wave input means 13 is a means for transmitting the modulating wave S2 and constitutes a load of the GaAs FET 12. The modulating wave input means 13 has a resistor 13a having one end connected to the input terminal In2, the other end of the resistor 13a and the GaAs FET
And an inductor 13b connected between the drain of the twelfth first conductive electrode. Self bias circuit 14
Has a resistor 14a for connecting the source of the GaAs FET 12 to the ground in a DC manner, and a capacitor 14b for connecting the source of the GaAs FET 12 to the ground in an AC manner.

【0011】一方、変調回路20は、前記GaAsFE
T12のドレインから与えられた信号を入力する入力回
路21と、該入力回路21にゲートが接続された第2の
トランジスタであるGaAsFET22と、入力端子I
n2に接続された第2の変調波入力手段23と、自己バ
イアス回路24と、被変調波出力手段25とを備えてい
る。入力回路21は、第1の変調回路10中のGaAs
FET12のドレインに一方の電極が接続されると共に
他方の電極がGaAsFET22の第2の制御電極であ
るゲートに接続されたキャパシタ21aと、該キャパシ
タ21aの他方の電極及びGaAsFET22のゲート
の接続点と接地との間に接続された抵抗21bとを有し
ている。変調波入力手段23は、GaAsFET22に
変調波S2を伝達する手段であり、入力端子In2に一
方の電極が接続されると共に他方の電極が接地されたキ
ャパシタ23aと、入力端子In2に一端が接続され、
他端がGaAsFET22の第3の導通電極であるドレ
インに接続されたインダクタ23bとを有している。自
己バイアス回路24は、GaAsFET22の第4の導
通電極であるソースを接地に直流的に接続する抵抗24
aと、このGaAsFET22のソースを接地に交流的
に接続するキャパシタ24bとを有している。被0調波
出力手段25は、GaAsFET22のドレインと出力
端子Outとの間に接続されたキャパシタ25aを有し
ている。
On the other hand, the modulation circuit 20 includes the GaAsFE
An input circuit 21 for inputting a signal supplied from the drain of T12, a GaAs FET 22 having a gate connected to the input circuit 21, and an input terminal I
A second modulated wave input means 23 connected to n2, a self-bias circuit 24, and a modulated wave output means 25 are provided. The input circuit 21 is composed of GaAs in the first modulation circuit 10.
A capacitor 21a having one electrode connected to the drain of the FET 12 and the other electrode connected to the gate, which is the second control electrode of the GaAs FET 22, and a connection point between the other electrode of the capacitor 21a and the gate of the GaAs FET 22; And a resistor 21b connected between the two. The modulation wave input means 23 is a means for transmitting the modulation wave S2 to the GaAs FET 22, and has one end connected to the input terminal In2 and a capacitor 23a having one electrode connected to the input terminal In2 and the other electrode grounded. ,
The other end has an inductor 23 b connected to the drain, which is the third conductive electrode of the GaAs FET 22. The self-bias circuit 24 includes a resistor 24 for connecting the source, which is the fourth conductive electrode of the GaAs FET 22, to the ground in a DC manner.
a, and a capacitor 24b for connecting the source of the GaAs FET 22 to the ground in an AC manner. The zero-harmonic output means 25 has a capacitor 25a connected between the drain of the GaAs FET 22 and the output terminal Out.

【0012】次に、図1の変調器の動作を説明する。変
調波S2は、変調波入力手段13を介してGaAsFE
T12のドレインに印加されると共に、変調波入力手段
23を介してGaAsFET22のドレインに印加され
る。搬送波S1は、搬送波入力手段11を介してGaA
sFET12のゲートに印加される。GaAsFET1
2は、印加された変調波S1に基づき搬送波S1の増幅
を行いドレインに出力する。図4は、図1中のGaAs
FET12の直流特性と負荷線を示す特性図である。図
4は、MDS(Microwave Design System )を用いたシ
ミュレーション結果であり、搬送波S1を5.8KHzと
したものである。変調波S2のレベルが低いとき、仮に
搬送波S1が同じであっても、変調波S2のレベルの低
下に伴ってドレイン電圧が移動することにより、図4の
ように負荷線も原点側に移動し、GaAsFET12の
増幅結果における搬送波S1の成分も小さくなる。即
ち、変調回路10では、小信号の変調波S2でかなり振
幅の小さい被変調波が得られることになる。変調回路1
0から出力された増幅結果は、入力回路21を介して変
調回路20中のGaAsFET22のゲートに与えられ
る。GaAsFET22は、インダクタ23b及びキャ
パシタ25aの負荷やバイアスの設定により、飽和状態
になり、入力回路21を介して与えられた変調回路10
の増幅結果を大範囲で増幅して、被変調波Voutを生
成してドレインに出力する。ここの増幅では、変調波S
2に比例する増幅となり、線形変調された被変調波Vo
utが得られる。
Next, the operation of the modulator shown in FIG. 1 will be described. The modulated wave S2 is supplied to the GaAsFE through the modulated wave input means 13.
The voltage is applied to the drain of T12 and to the drain of the GaAs FET 22 via the modulated wave input means 23. The carrier S1 is GaAs via the carrier input means 11.
Applied to the gate of sFET12. GaAs FET1
2 amplifies the carrier wave S1 based on the applied modulated wave S1 and outputs it to the drain. FIG. 4 shows the GaAs in FIG.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a DC characteristic and a load line of the FET 12. FIG. 4 is a simulation result using MDS (Microwave Design System), in which the carrier S1 is 5.8 KHz. When the level of the modulated wave S2 is low, even if the carrier wave S1 is the same, the load line also moves to the origin side as shown in FIG. 4 because the drain voltage moves as the level of the modulated wave S2 decreases. , The component of the carrier wave S1 in the amplification result of the GaAs FET 12 is also reduced. That is, in the modulation circuit 10, a modulated wave having a considerably small amplitude can be obtained from the small signal modulated wave S2. Modulation circuit 1
The amplification result output from 0 is applied to the gate of the GaAs FET 22 in the modulation circuit 20 via the input circuit 21. The GaAs FET 22 is brought into a saturated state by the setting of the load and bias of the inductor 23b and the capacitor 25a, and the modulation circuit 10 provided through the input circuit 21
Is amplified over a large range to generate a modulated wave Vout and output it to the drain. In the amplification here, the modulated wave S
2 and becomes a modulated wave Vo that is linearly modulated.
ut is obtained.

【0013】以上のように、この第1の実施形態では、
次のような利点を有している。 (1) 搬送波入力手段11、変調波入力手段13,2
3、被変調波出力手段25は変成を行わずに、GaAs
FET12,22に搬送波S1及び変調波S2を直接与
えるようにしたので、トランス等が不要となってMMI
C化が容易になり、コストを低減できる。 (2) 変調をGaAs基板に形成したGaAsFET
12,22で行うので、高周波に適した変調が可能にな
る。 (3) 図5は、図1の変調特性及び変調指数を示す図
である。変調回路10と変調回路20の2段階で搬送波
S1を変調波S2で変調する構成とし、変調回路10で
の変調で、搬送波S1の成分の振幅が小さい被変調波を
生成し、変調回路20では、それを飽和状態で大範囲で
の変調をするようにしたので、大範囲及び大信号での線
形の変調特性が得られるばかりでなく、被変調波Vout
の最大振幅と最小振幅との比が、例えば図5のように、
大きくなり、(最大振幅−最小振幅)/(最大振幅+最
小振幅)で定義される変調指数Kが0.975となり、
ETCシステム等で要求される実測値で0.9以上の変
調指数Kが十分得られる。
As described above, in the first embodiment,
It has the following advantages. (1) Carrier wave input means 11, modulated wave input means 13, 2
3. The modulated wave output means 25 is GaAs
Since the carrier wave S1 and the modulated wave S2 are directly applied to the FETs 12 and 22, a transformer or the like is not required, and the MMI is not required.
C conversion is facilitated and cost can be reduced. (2) GaAs FET with modulation formed on GaAs substrate
Since modulation is performed in steps 12 and 22, modulation suitable for high frequencies can be performed. (3) FIG. 5 is a diagram showing the modulation characteristics and the modulation index of FIG. The carrier wave S1 is modulated by the modulation wave S2 in two stages of the modulation circuit 10 and the modulation circuit 20, and the modulation circuit 10 generates a modulated wave having a small amplitude of the component of the carrier wave S1. , It is modulated in a large range in a saturated state, so that not only a linear modulation characteristic in a large range and a large signal can be obtained, but also the modulated wave Vout
The ratio of the maximum amplitude to the minimum amplitude is, for example, as shown in FIG.
The modulation index K defined by (maximum amplitude−minimum amplitude) / (maximum amplitude + minimum amplitude) becomes 0.975,
A modulation index K of 0.9 or more can be sufficiently obtained by an actual measurement value required by an ETC system or the like.

【0014】第2の実施形態 図6は、本発明の第2の実施形態を示す変調器の概略の
回路図であり、第1の実施形態を示す図1中の要素と共
通の要素には共通の符号が付されている。第1の実施形
態では、入力端子In2から入力された変調波S2を変
調波入力手段13,23を介してGaAsFET12,
22のドレインに与えるようにしていたが、この第2の
実施形態では、変調波S2をGaAsFET12,22
のドレインに与えるのではなく、該変調波S2に対応す
る駆動信号S3を生成し、該駆動信号S3をGaAsF
ET12,22のドレインに与えるようにしたもので
り、入力端子In2に接続された入力回路30と、第3
のトランジスタであるGaAsFET31を設けてい
る。
Second Embodiment FIG. 6 is a schematic circuit diagram of a modulator according to a second embodiment of the present invention. The elements common to the elements in FIG. 1 according to the first embodiment are shown in FIG. Common symbols are assigned. In the first embodiment, the modulated wave S2 input from the input terminal In2 is transmitted through the modulated wave input means 13 and 23 to the GaAs FET 12,
In the second embodiment, the modulated wave S2 is supplied to the drains of the GaAs FETs 12 and 22.
, A driving signal S3 corresponding to the modulated wave S2 is generated, and the driving signal S3 is
ET12 and ET22, the input circuit 30 connected to the input terminal In2 and the third
GaAs FET 31 is provided.

【0015】入力回路30は、入力端子In2と接地と
の間に接された抵抗30aを有し、GaAsFET31
の第3の制御電極であるゲートに、該入力回路30を介
して変調波S2が入力される接続になっている。GaA
sFET31の第5の導通電極であるドレインは、電源
32に接続され、該GaAsFET31の第6の導通電
極であるソースは、インダクタ33を介して第1の実施
形態における変調波入力手段S13の抵抗13aの一端
に接続されている。抵抗13aとインダクタ33との接
続点がキャパシタ34を介して接地されている。GaA
sFET31のソースは、また、変調回路20中の変調
波入力手段23のキャパシタ23aとインダクタ23b
との接続点に接続されている。変調回路10及び20の
他の構成は、第1の実施形態の図1と同様になってい
る。
The input circuit 30 has a resistor 30a connected between the input terminal In2 and the ground.
The modulation wave S2 is input to the gate as the third control electrode through the input circuit 30. GaAs
The drain, which is the fifth conductive electrode of the sFET 31, is connected to the power supply 32, and the source, which is the sixth conductive electrode of the GaAs FET 31, is connected via the inductor 33 to the resistor 13a of the modulated wave input means S13 in the first embodiment. Is connected to one end. The connection point between the resistor 13a and the inductor 33 is grounded via the capacitor 34. GaAs
The source of the sFET 31 is connected to the capacitor 23a and the inductor 23b of the modulation wave input means 23 in the modulation circuit 20.
Is connected to the connection point. Other configurations of the modulation circuits 10 and 20 are the same as those in FIG. 1 of the first embodiment.

【0016】この図6の変調器では、入力回路30を介
して変調波S2がGaAsFET31のゲートに入力さ
れる。GaAsFET31は、電源32により、変調波
S2に対応する駆動信号S3を生成してソースに出力す
る。この駆動信号S3が、変調波S2の代わりに、変調
波入力手段13,23に入力される。変調波S2の代わ
りに、駆動信号S3が変調波入力手段13,23に入力
された変調回路10,20は、第1の実施形態と同様に
動作し、出力端子Outから被変調波Voutが出力さ
れる。以上のように、この第2の実施形態では、GaA
sFET31を設け、駆動信号S3を生成し、駆動信号
S3を変調波S2の代わりに、変調波入力手段13,2
3に入力するようにしたので、変調波S2を小さい電流
値にすることが可能になり、安定なMMIC化された変
調器を実現できる。
In the modulator shown in FIG. 6, a modulated wave S2 is input to the gate of the GaAs FET 31 via the input circuit 30. The GaAs FET 31 generates a drive signal S3 corresponding to the modulated wave S2 by the power supply 32 and outputs the drive signal S3 to the source. This drive signal S3 is input to the modulated wave input means 13 and 23 instead of the modulated wave S2. The modulation circuits 10 and 20 in which the drive signal S3 is input to the modulation wave input means 13 and 23 instead of the modulation wave S2 operate in the same manner as in the first embodiment, and the modulated wave Vout is output from the output terminal Out. Is done. As described above, in the second embodiment, the GaAs
An sFET 31 is provided to generate a drive signal S3, and the drive signal S3 is replaced with the modulated wave input means 13, 2 instead of the modulated wave S2.
3, the modulated wave S2 can have a small current value, and a stable MMIC-based modulator can be realized.

【0017】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ず種々の変形が可能である。その変形例としては、例え
ば次のようなものがある。 (i) FET12,22,31はMES型のFETを
用いたが、他のHMETやMOS型等のFETを用いる
ことも可能であり、さらにバイポーラトランジスタを用
いることも可能である。 (ii) 変調波入力手段13,23、搬送波入力手段1
1、被変調波出力手段25等は、キャパシタを用いた簡
単な構成にしているが、インダクタ及びキャパシタを組
み合せて複雑に接続した構成或いは分布型の伝送線で構
成してもよい。
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, there are the following modifications. (I) Although the FETs 12, 22, and 31 are MES-type FETs, other HMET or MOS-type FETs can be used, and bipolar transistors can also be used. (Ii) Modulated wave input means 13 and 23, carrier wave input means 1
1. The modulated wave output means 25 and the like have a simple configuration using a capacitor, but may have a configuration in which an inductor and a capacitor are combined and connected in a complicated manner or a distributed transmission line.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、変調器を2段の第1の変調回路と第2の変調
回路とで構成したので、変調波のレベルが低いときの被
変調波の振幅を十分小さくでき、変調指数を向上でき
る。第2及び第3の発明によれば、搬送波を変成するこ
となく伝達する搬送波入力手段と、変調波を変成するこ
となく伝達する第1及び第2の変調波入力手段と、第1
及び第2のトランジスタと、被変調波を変成することな
く出力端子に伝達する被変調波出力手段とで、第1の発
明の変調器を構成したので、MMIC化に適した変調器
を実現でき、コストが低減できる。第4及び第5の発明
によれば、第2または第3の発明の変調器において、第
3のトランジスタを設け、第1のトランジスタの第1の
導通電極と第2のトランジスタの第3の導通電極とに
は、第1及び第2の変調波入力手段を介して、第3のト
ランジスタで変調波を電源で駆動した信号が与えられる
ようにしたので、例えば外部から入力する変調波の電流
を小さくすることが可能になり、安定した変調器が実現
できる。
As described above in detail, according to the first aspect, the modulator is composed of the two stages of the first modulation circuit and the second modulation circuit, so that the level of the modulated wave is low. The amplitude of the modulated wave at that time can be made sufficiently small, and the modulation index can be improved. According to the second and third aspects, the carrier wave input means for transmitting the carrier wave without alteration, the first and second modulated wave input means for transmitting the modulated wave without alteration,
And the second transistor, and the modulated wave output means for transmitting the modulated wave to the output terminal without altering the modulator, so that the modulator of the first invention can be realized. The cost can be reduced. According to the fourth and fifth aspects, in the modulator according to the second or third aspect, the third transistor is provided, and the first conduction electrode of the first transistor and the third conduction state of the second transistor are provided. The electrode is supplied with a signal obtained by driving the modulated wave by the power supply by the third transistor via the first and second modulated wave input means. For example, the current of the modulated wave input from the outside is supplied to the electrode. The size can be reduced, and a stable modulator can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態を示す変調器の概略の
回路図である。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a modulator showing a first embodiment of the present invention.

【図2】従来の変調器を示す概略の回路図である。FIG. 2 is a schematic circuit diagram showing a conventional modulator.

【図3】MMIC化が容易な従来の変調器における変調
特性及び変調指数のシミュレーションデータを示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing simulation data of a modulation characteristic and a modulation index in a conventional modulator that can be easily converted to an MMIC.

【図4】図1中のGaAsFET12の直流特性と負荷
線を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a DC characteristic and a load line of the GaAsFET 12 in FIG.

【図5】図1の変調特性及び変調指数を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a modulation characteristic and a modulation index of FIG. 1;

【図6】本発明の第2の実施形態を示す変調器の概略の
回路図である。
FIG. 6 is a schematic circuit diagram of a modulator according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20 変調回路 11 搬送波入力手段 12,22,31 GaAsFET 13,23 変調波入力手段 14,24 自己バイアス回路 25 被変調波出力手段 S1 搬送波 S2 変調波 Vout 被変調波 10, 20 Modulation circuit 11 Carrier input means 12, 22, 31 GaAs FET 13, 23 Modulation wave input means 14, 24 Self-bias circuit 25 Modulated wave output means S1 Carrier S2 Modulated wave Vout Modulated wave

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 搬送波を変調波で変調する第1の変調回
路と、 前記第1の変調回路によって前記変調された搬送波をさ
らに前記変調波で変調して被変調波を生成する第2の変
調回路とを備えたことを特徴とする変調器。
A first modulation circuit for modulating a carrier with a modulation wave; and a second modulation for generating a modulated wave by further modulating the carrier modulated by the first modulation circuit with the modulation wave. A modulator comprising: a circuit.
【請求項2】 前記第1の変調回路は、 第1の入力端子から入力された前記搬送波を変成するこ
となく伝達する搬送波入力手段と、 第1の導通電極と第2の導通電極と前記搬送波入力手段
に接続され該第1及び第2の導通電極間の導通状態を制
御する第1の制御電極とを有し、前記搬送波を増幅して
該第1の導通電極に出力する第1のトランジスタと、 第2の入力端子から入力された前記変調波を変成するこ
となく前記第1のトランジスタの第1の導通電極に伝達
し、該第1のトランジスタで増幅された前記搬送波を該
変調波で変調する第1の変調波入力手段とで構成し、 前記第2の変調回路は、 第3の導通電極と第4の導通電極と前記第1のトランジ
スタの第1の導通電極に接続され該第3及び第4の導通
電極間の導通状態を制御する第2の制御電極とを有し、
前記変調された搬送波を増幅して該第3の導通電極に出
力する第2のトランジスタと、 前記第2の入力端子から入力された前記変調波を変成す
ることなく前記第2のトランジスタの第3の導通電極に
与えることにより、前記変調波で変調された搬送波をさ
らに該変調波で変調して前記被変調波を生成する第2の
変調波入力手段と、 前記被変調波を変成することなく出力端子に伝達する被
変調波出力手段とで構成したことを特徴とする請求項1
記載の変調器。
2. The first modulation circuit comprises: a carrier input means for transmitting the carrier input from a first input terminal without altering the carrier; a first conductive electrode, a second conductive electrode, and the carrier. A first control electrode connected to input means for controlling a conduction state between the first and second conduction electrodes, and a first transistor for amplifying the carrier wave and outputting the amplified carrier wave to the first conduction electrode Transmitting the modulated wave input from the second input terminal to the first conductive electrode of the first transistor without alteration, and converting the carrier wave amplified by the first transistor with the modulated wave. The second modulation circuit is connected to a third conduction electrode, a fourth conduction electrode, and a first conduction electrode of the first transistor. The third controlling the conductive state between the third and fourth conductive electrodes And a control electrode,
A second transistor that amplifies the modulated carrier wave and outputs the amplified carrier wave to the third conductive electrode; and a third transistor of the second transistor without modifying the modulated wave input from the second input terminal. The second modulated wave input means for generating the modulated wave by further modulating the carrier wave modulated by the modulated wave by applying the carrier wave modulated by the modulated wave, without modifying the modulated wave 2. A modulated wave output means for transmitting the modulated wave to an output terminal.
A modulator as described.
【請求項3】 前記第1及び第2のトランジスタは、共
通のGaAs基板に形成されたGaAs電界効果トラン
ジスタで構成し、 前記搬送波入力手段、前記第1の変調波入力手段、前記
第2の変調波入力手段及び前記被変調波出力手段は、前
記共通のGaAs基板に形成された受動素子で構成した
ことを特徴とする請求項2記載の変調器。
3. The first and second transistors are GaAs field-effect transistors formed on a common GaAs substrate, wherein the carrier input means, the first modulation wave input means, and the second modulation 3. The modulator according to claim 2, wherein the wave input means and the modulated wave output means are constituted by passive elements formed on the common GaAs substrate.
【請求項4】 電源に接続された第5の導通電極と、前
記第1及び第2の変調波入力手段に接続された第6の導
通電極と、前記第2の入力端子に接続され該第5及び第
6の導通電極間の導通状態を制御する第3の制御電極と
を有し、該第3の制御電極に該第2の入力端子から前記
変調波が与えられ、該変調波を駆動した信号を該第1及
び第2の変調波入力手段に与える第3のトランジスタ
を、設けたことを特徴とする請求項2または3記載の変
調器。
4. A fifth conductive electrode connected to a power supply, a sixth conductive electrode connected to the first and second modulated wave input means, and a fifth conductive electrode connected to the second input terminal. And a third control electrode for controlling a conductive state between the fifth and sixth conductive electrodes, wherein the modulated wave is supplied from the second input terminal to the third control electrode, and the modulated wave is driven. 4. The modulator according to claim 2, further comprising a third transistor for supplying the converted signal to the first and second modulated wave input means.
【請求項5】 前記第3のトランジスタは、前記共通の
GaAs基板に形成されたGaAs電界効果トランジス
タで構成したことを特徴とする請求項4記載の変調器。
5. The modulator according to claim 4, wherein said third transistor comprises a GaAs field effect transistor formed on said common GaAs substrate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008125127A (en) * 2002-03-04 2008-05-29 St Microelectronics Nv Resonant power converter for radio-frequency transmission and method

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