JP2001044775A - 利得制御回路 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 利得制御回路の低出力電力時に消費電力を少
なくする。 【解決手段】 一定の制御幅を有する可変利得回路２，
３，４を、第１段から第ｎ段まで縦続接続する。外部か
ら与えられる利得制御電圧Ｖgcを、制御電圧供給回路１
で制御電圧Ｖgchに変換し、第１段から第ｎ段までの各
可変利得回路に供給して、利得を制御する。電流制御回
路５，６で、前段の可変利得回路の出力レベルに応じ
て、次段の可変利得回路に流れる電流を変化させる。前
段の可変利得回路の出力レベルが大きい時には、入力ダ
イナミックレンジを拡大し、入力レベルが小さい時に
は、入力ダイナミックレンジを縮小する。次段の可変利
得回路への入力振幅レベルが最小のとき、次段の可変利
得回路に流れる電流はほぼ零である。このようにして、
低利得時の消費電力を低減できる。
なくする。 【解決手段】 一定の制御幅を有する可変利得回路２，
３，４を、第１段から第ｎ段まで縦続接続する。外部か
ら与えられる利得制御電圧Ｖgcを、制御電圧供給回路１
で制御電圧Ｖgchに変換し、第１段から第ｎ段までの各
可変利得回路に供給して、利得を制御する。電流制御回
路５，６で、前段の可変利得回路の出力レベルに応じ
て、次段の可変利得回路に流れる電流を変化させる。前
段の可変利得回路の出力レベルが大きい時には、入力ダ
イナミックレンジを拡大し、入力レベルが小さい時に
は、入力ダイナミックレンジを縮小する。次段の可変利
得回路への入力振幅レベルが最小のとき、次段の可変利
得回路に流れる電流はほぼ零である。このようにして、
低利得時の消費電力を低減できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、利得制御回路に関
し、特に、携帯電話などの移動体通信システムにおい
て、携帯端末等の出力電力を制御するための自動利得制
御装置に適用される利得制御回路に関する。
し、特に、携帯電話などの移動体通信システムにおい
て、携帯端末等の出力電力を制御するための自動利得制
御装置に適用される利得制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】スペクトラム拡散方式を用いたＣＤＭＡ
（Code Division Multiple Access：符号分割多元接
続）方式の移動体通信システムでは、加入者容量増大の
目的で、同一周波数帯に拡散符号の異なる複数の移動局
を割り当てて送信を行い、受信機側では、送信時と同一
の拡散符号を重畳して信号を復元する。この様な移動体
通信システムでは、基地局へ到達する各移動局からの出
力の電界強度が同一になるように、各移動局の出力電力
を、送信系の無線部で制御する必要がある。また、移動
局のベースバンド信号処理部に入力する信号振幅が、移
動局が受ける電界強度の強弱によらず一定となる様に、
受信系の無線部で電力制御する必要がある。一般に、Ｃ
ＤＭＡ方式の携帯電話機では、送信系と受信系の各無線
部で、それぞれ80ｄＢ程度の利得制御幅が要求される。
（Code Division Multiple Access：符号分割多元接
続）方式の移動体通信システムでは、加入者容量増大の
目的で、同一周波数帯に拡散符号の異なる複数の移動局
を割り当てて送信を行い、受信機側では、送信時と同一
の拡散符号を重畳して信号を復元する。この様な移動体
通信システムでは、基地局へ到達する各移動局からの出
力の電界強度が同一になるように、各移動局の出力電力
を、送信系の無線部で制御する必要がある。また、移動
局のベースバンド信号処理部に入力する信号振幅が、移
動局が受ける電界強度の強弱によらず一定となる様に、
受信系の無線部で電力制御する必要がある。一般に、Ｃ
ＤＭＡ方式の携帯電話機では、送信系と受信系の各無線
部で、それぞれ80ｄＢ程度の利得制御幅が要求される。
【０００３】近年、移動機においては、小型化、軽量
化、低コスト化に加え、低消費電力化が強く要望されて
いる。特に、ＣＤＭＡ方式の携帯電話機では、前述のよ
うに、送信信号や受信信号の電力制御を頻繁に行うた
め、利得制御回路の高効率化が、通話及び待ち受け時間
を延ばす大きな要となる。
化、低コスト化に加え、低消費電力化が強く要望されて
いる。特に、ＣＤＭＡ方式の携帯電話機では、前述のよ
うに、送信信号や受信信号の電力制御を頻繁に行うた
め、利得制御回路の高効率化が、通話及び待ち受け時間
を延ばす大きな要となる。
【０００４】図３は、従来の利得制御回路の一例を示す
ブロック図である。この利得制御回路では、所望の利得
制御幅と制御直線性を得るために、制御幅が数十ｄＢの
可変利得回路をｎ段縦続に接続している。また、各制御
電圧Ｖgchにオフセットをもたせることにより、各段の
可変利得回路の動作範囲をずらし、全体として広い制御
範囲と高い直線性を得ている。
ブロック図である。この利得制御回路では、所望の利得
制御幅と制御直線性を得るために、制御幅が数十ｄＢの
可変利得回路をｎ段縦続に接続している。また、各制御
電圧Ｖgchにオフセットをもたせることにより、各段の
可変利得回路の動作範囲をずらし、全体として広い制御
範囲と高い直線性を得ている。
【０００５】第１の可変利得回路２の出力端子ＯＵＴ、
ＯＵＴＸは、第２の可変利得回路３の入力端子ＩＮ、Ｉ
ＮＸに接続され、同様にして、第ｎの可変利得回路４ま
でが接続されている。また、第１の可変利得回路２の入
力端子ＩＮ、ＩＮＸには、利得制御回路の入力信号ｖin
が入力され、第ｎの可変利得回路４の出力端子ＯＵＴ、
ＯＵＴＸは、利得制御回路の出力信号ｖoutを出力す
る。制御電圧供給回路１は、利得制御電圧Ｖcを、制御
感度等に応じた制御電圧Ｖgchnに変換し、第１の可変利
得回路１から第ｎの可変利得回路４の各制御端子ＶCに
供給する。
ＯＵＴＸは、第２の可変利得回路３の入力端子ＩＮ、Ｉ
ＮＸに接続され、同様にして、第ｎの可変利得回路４ま
でが接続されている。また、第１の可変利得回路２の入
力端子ＩＮ、ＩＮＸには、利得制御回路の入力信号ｖin
が入力され、第ｎの可変利得回路４の出力端子ＯＵＴ、
ＯＵＴＸは、利得制御回路の出力信号ｖoutを出力す
る。制御電圧供給回路１は、利得制御電圧Ｖcを、制御
感度等に応じた制御電圧Ｖgchnに変換し、第１の可変利
得回路１から第ｎの可変利得回路４の各制御端子ＶCに
供給する。
【０００６】図４に、上記利得制御回路を構成する可変
利得回路の一例を示す。図４に示す可変利得回路は、第
１の差動対10と第２の差動対11と電流切り換え回路12と
を備えている。第１の差動対10は、エミッタ間をエミッ
タ抵抗ＲＥ５で結合されたトランジスタＱ27とＱ28とか
らなる。第２の差動対11は、エミッタ間をエミッタ抵抗
ＲＥ６で結合されたトランジスタＱ29とＱ30とからな
る。電流切り換え回路12は、各コレクタがそれぞれトラ
ンジスタＱ27とＱ28のエミッタに接続され、ベースとエ
ミッタがそれぞれ共通接続されたトランジスタＱ31とＱ
32と、各コレクタがそれぞれトランジスタＱ29とＱ30の
エミッタに接続され、ベースとエミッタがそれぞれ共通
接続されたトランジスタＱ33とＱ34とからなる。
利得回路の一例を示す。図４に示す可変利得回路は、第
１の差動対10と第２の差動対11と電流切り換え回路12と
を備えている。第１の差動対10は、エミッタ間をエミッ
タ抵抗ＲＥ５で結合されたトランジスタＱ27とＱ28とか
らなる。第２の差動対11は、エミッタ間をエミッタ抵抗
ＲＥ６で結合されたトランジスタＱ29とＱ30とからな
る。電流切り換え回路12は、各コレクタがそれぞれトラ
ンジスタＱ27とＱ28のエミッタに接続され、ベースとエ
ミッタがそれぞれ共通接続されたトランジスタＱ31とＱ
32と、各コレクタがそれぞれトランジスタＱ29とＱ30の
エミッタに接続され、ベースとエミッタがそれぞれ共通
接続されたトランジスタＱ33とＱ34とからなる。
【０００７】トランジスタＱ27とＱ29のベースは共通接
続されて、正相信号の入力端子ＩＮとなっている。トラ
ンジスタＱ28とＱ30のベースは共通接続されて、逆相信
号の入力端子ＩＮＸとなっている。トランジスタＱ31と
Ｑ32のベースは共通されて、制御電圧の入力端子ＶＣと
なっている。トランジスタＱ33とＱ34のベースは共通接
続されて、制御電圧の入力端子ＶＣＸとなっている。
続されて、正相信号の入力端子ＩＮとなっている。トラ
ンジスタＱ28とＱ30のベースは共通接続されて、逆相信
号の入力端子ＩＮＸとなっている。トランジスタＱ31と
Ｑ32のベースは共通されて、制御電圧の入力端子ＶＣと
なっている。トランジスタＱ33とＱ34のベースは共通接
続されて、制御電圧の入力端子ＶＣＸとなっている。
【０００８】また、トランジスタＱ31、Ｑ32、Ｑ33、Ｑ
34のエミッタは共通接続されて、定電流源ＣＳ３を介し
て接地されている。トランジスタＱ28、Ｑ30のコレクタ
は共通接続されて、負荷抵抗ＲＬ６を介して電源ＶCCと
接続されていると同時に、正相信号の出力端子ＯＵＴと
なっている。トランジスタＱ27、Ｑ29のコレクタは共通
接続されて、負荷抵抗ＲＬ５を介して電源と接続されて
いると同時に、逆相信号の出力端子ＯＵＴＸとなってい
る。
34のエミッタは共通接続されて、定電流源ＣＳ３を介し
て接地されている。トランジスタＱ28、Ｑ30のコレクタ
は共通接続されて、負荷抵抗ＲＬ６を介して電源ＶCCと
接続されていると同時に、正相信号の出力端子ＯＵＴと
なっている。トランジスタＱ27、Ｑ29のコレクタは共通
接続されて、負荷抵抗ＲＬ５を介して電源と接続されて
いると同時に、逆相信号の出力端子ＯＵＴＸとなってい
る。
【０００９】ここで、第１の差動対10の利得Ａvhと、第
２の差動対11の利得Ａvlを、Ａvh＞Ａvlとなる関係にす
るために、それぞれの差動対を構成するエミッタ抵抗を
ＲＥ５＜ＲＥ６に設定する。例えば、利得制御幅を20ｄ
Ｂ程度にするためには、ＲＥ１：ＲＥ２を１：10に設定
すればよい。
２の差動対11の利得Ａvlを、Ａvh＞Ａvlとなる関係にす
るために、それぞれの差動対を構成するエミッタ抵抗を
ＲＥ５＜ＲＥ６に設定する。例えば、利得制御幅を20ｄ
Ｂ程度にするためには、ＲＥ１：ＲＥ２を１：10に設定
すればよい。
【００１０】制御電圧の入力端子ＶＣ、ＶＣＸに入力す
る制御電圧Ｖc、Ｖcxを、Ｖc＞＞Ｖcxに設定することに
より、定電流源ＣＳ３に流れる電流Ｉcs3は、第１の差
動対10に流れる。よって、この時に最大利得が得られ、
出力端子ＯＵＴ、ＯＵＴＸには最大出力振幅が出力され
る。最大利得時の利得Ａvhは、次式に示す如くである。 Ａvh＝ＲＬ５／（Ｖt／（Ｉsc3／２）+ＲＥ５／２） 但し、Ｖt＝ｋＴ／ｑであり、ｑは電子電荷、ｋはボル
ツマン定数、Ｔは絶対温度である。
る制御電圧Ｖc、Ｖcxを、Ｖc＞＞Ｖcxに設定することに
より、定電流源ＣＳ３に流れる電流Ｉcs3は、第１の差
動対10に流れる。よって、この時に最大利得が得られ、
出力端子ＯＵＴ、ＯＵＴＸには最大出力振幅が出力され
る。最大利得時の利得Ａvhは、次式に示す如くである。 Ａvh＝ＲＬ５／（Ｖt／（Ｉsc3／２）+ＲＥ５／２） 但し、Ｖt＝ｋＴ／ｑであり、ｑは電子電荷、ｋはボル
ツマン定数、Ｔは絶対温度である。
【００１１】また、制御電圧の入力端子ＶＣ、ＶＣＸに
入力する制御電圧Ｖc、Ｖcxを、Ｖc＜＜Ｖcxに設定する
ことにより、定電流源ＣＳ３に流れる電流Ｉcs3は、第
２の差動対11に流れる。よって、この時に最小利得が得
られ、出力端子ＯＵＴ、ＯＵＴＸには、最小出力振幅が
出力される。最小利得時の利得Ａvlは、次式に示す如く
である。 Ａvl＝ＲＬ５／（Ｖt／（Ｉsc3／２）+ＲＥ６／２）
入力する制御電圧Ｖc、Ｖcxを、Ｖc＜＜Ｖcxに設定する
ことにより、定電流源ＣＳ３に流れる電流Ｉcs3は、第
２の差動対11に流れる。よって、この時に最小利得が得
られ、出力端子ＯＵＴ、ＯＵＴＸには、最小出力振幅が
出力される。最小利得時の利得Ａvlは、次式に示す如く
である。 Ａvl＝ＲＬ５／（Ｖt／（Ｉsc3／２）+ＲＥ６／２）
【００１２】よって、可変利得回路の利得を変化させる
ためには、制御電圧の入力端子ＶＣ、ＶＣＸに掛かる制
御電圧Ｖc、Ｖcxの電位差Ｖdを変化させれば良く、最大
出力振幅を得るためには、Ｖd＞＞０に設定し、最小出
力振幅を得るためには、Ｖd＜＜０に設定する。
ためには、制御電圧の入力端子ＶＣ、ＶＣＸに掛かる制
御電圧Ｖc、Ｖcxの電位差Ｖdを変化させれば良く、最大
出力振幅を得るためには、Ｖd＞＞０に設定し、最小出
力振幅を得るためには、Ｖd＜＜０に設定する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の利
得制御回路を用いた移動体通信システム移動機では、出
力電力によらず、利得制御回路の消費電力が一定である
ために、低出力電力時に効率が劣化してしまうという問
題があった。
得制御回路を用いた移動体通信システム移動機では、出
力電力によらず、利得制御回路の消費電力が一定である
ために、低出力電力時に効率が劣化してしまうという問
題があった。
【００１４】本発明は、上記従来の問題を解決し、利得
制御回路の低利得時における消費電流を低減させ、低出
力電力時にも高効率を実現することを目的とする。
制御回路の低利得時における消費電流を低減させ、低出
力電力時にも高効率を実現することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、利得制御回路を、縦続接続された複
数段の可変利得回路と、外部から与えられる利得制御電
圧を変換して各可変利得回路に制御電圧を供給する制御
電圧供給回路と、前段の可変利得回路の出力レベルに応
じて次段の可変利得回路に流れる電流を変化させる複数
の電流制御回路とを備えた構成とした。
めに、本発明では、利得制御回路を、縦続接続された複
数段の可変利得回路と、外部から与えられる利得制御電
圧を変換して各可変利得回路に制御電圧を供給する制御
電圧供給回路と、前段の可変利得回路の出力レベルに応
じて次段の可変利得回路に流れる電流を変化させる複数
の電流制御回路とを備えた構成とした。
【００１６】このように構成したことにより、低利得時
における消費電流を低減させることができ、移動体通信
システムの移動機を、低消費電力化して、小型化、軽量
化、低コスト化できる。特に、ＣＤＭＡ方式の携帯電話
機の利得制御回路を高効率化して、送信信号や受信信号
の電力制御を頻繁に行っても、通話及び待ち受け時間を
延ばすことができる。
における消費電流を低減させることができ、移動体通信
システムの移動機を、低消費電力化して、小型化、軽量
化、低コスト化できる。特に、ＣＤＭＡ方式の携帯電話
機の利得制御回路を高効率化して、送信信号や受信信号
の電力制御を頻繁に行っても、通話及び待ち受け時間を
延ばすことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１と図２を参照しながら詳細に説明する。
て、図１と図２を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】（実施の形態）本発明の実施の形態は、縦
続接続されたｎ段の可変利得回路に、外部から与えられ
る利得制御電圧を変換した制御電圧を供給して利得を制
御し、前段の可変利得回路の出力レベルが大きい時、入
力ダイナミックレンジを拡大し、入力レベルが小さい時
には、入力ダイナミックレンジを縮小するように次段の
可変利得回路に流れる電流を変化させる利得制御回路で
ある。
続接続されたｎ段の可変利得回路に、外部から与えられ
る利得制御電圧を変換した制御電圧を供給して利得を制
御し、前段の可変利得回路の出力レベルが大きい時、入
力ダイナミックレンジを拡大し、入力レベルが小さい時
には、入力ダイナミックレンジを縮小するように次段の
可変利得回路に流れる電流を変化させる利得制御回路で
ある。
【００１９】図１は、本発明の実施の形態における利得
制御回路のブロック図である。図1において、制御電圧
供給回路１は、利得制御電圧を変換して可変利得回路の
制御端子に供給する回路である。第１の可変利得回路
２、第２の可変利得回路３、第ｎの可変利得回路４は、
制御電圧に応じて利得を変化させる増幅回路である。第
１の電流制御回路５、第ｎ−１の電流制御回路６は、入
力ダイナミックレンジを制御する制御電流を生成する回
路である。
制御回路のブロック図である。図1において、制御電圧
供給回路１は、利得制御電圧を変換して可変利得回路の
制御端子に供給する回路である。第１の可変利得回路
２、第２の可変利得回路３、第ｎの可変利得回路４は、
制御電圧に応じて利得を変化させる増幅回路である。第
１の電流制御回路５、第ｎ−１の電流制御回路６は、入
力ダイナミックレンジを制御する制御電流を生成する回
路である。
【００２０】図２は、本発明の実施の形態における利得
制御回路の回路図である。図２において、第１の差動対
７、第２の差動対８は、エミッタ間を抵抗で結合した差
動増幅回路である。電流切り換え回路９は、差動対７、
８に流れる電流を切り換える回路である。
制御回路の回路図である。図２において、第１の差動対
７、第２の差動対８は、エミッタ間を抵抗で結合した差
動増幅回路である。電流切り換え回路９は、差動対７、
８に流れる電流を切り換える回路である。
【００２１】上記のように構成された本発明の実施の形
態における利得制御回路の動作を説明する。図１に示す
利得制御回路では、所望の利得制御幅と制御直線性を得
るために、制御幅が数十ｄＢの可変利得回路をｎ段縦続
に接続している。また、各制御電圧Ｖｇｃｈにオフセッ
トをもたせることにより、各段の可変利得回路の動作範
囲をずらし、全体として広い制御範囲と高い直線性を得
ている。
態における利得制御回路の動作を説明する。図１に示す
利得制御回路では、所望の利得制御幅と制御直線性を得
るために、制御幅が数十ｄＢの可変利得回路をｎ段縦続
に接続している。また、各制御電圧Ｖｇｃｈにオフセッ
トをもたせることにより、各段の可変利得回路の動作範
囲をずらし、全体として広い制御範囲と高い直線性を得
ている。
【００２２】第１の可変利得回路２の出力端子ＯＵＴ、
ＯＵＴＸは、第２の可変利得回路３の入力端子ＩＮ、Ｉ
ＮＸに接続され、同様にして、第ｎの可変利得回路４ま
でが接続されている。また、第１の可変利得回路２の入
力端子ＩＮ、ＩＮＸには、利得制御回路の入力信号ｖin
が入力され、第ｎの可変利得回路４の出力端子ＯＵＴ、
ＯＵＴＸからは、利得制御回路の出力信号ｖoutが出力
される。制御電圧供給回路１は、利得制御電圧Ｖgcを、
制御感度等に応じた制御電圧Ｖgchnに変換し、第１の可
変利得回路２から第ｎの可変利得回路４までの各制御端
子ＶＣに供給する。ここまでの構成は、従来のものと同
じである。
ＯＵＴＸは、第２の可変利得回路３の入力端子ＩＮ、Ｉ
ＮＸに接続され、同様にして、第ｎの可変利得回路４ま
でが接続されている。また、第１の可変利得回路２の入
力端子ＩＮ、ＩＮＸには、利得制御回路の入力信号ｖin
が入力され、第ｎの可変利得回路４の出力端子ＯＵＴ、
ＯＵＴＸからは、利得制御回路の出力信号ｖoutが出力
される。制御電圧供給回路１は、利得制御電圧Ｖgcを、
制御感度等に応じた制御電圧Ｖgchnに変換し、第１の可
変利得回路２から第ｎの可変利得回路４までの各制御端
子ＶＣに供給する。ここまでの構成は、従来のものと同
じである。
【００２３】各可変利得回路２〜４のＣＣＯ端子から
は、各可変利得回路２〜４の出力レベルに応じた制御電
流が出力され、電流制御回路５〜６を介して、次段の可
変利得回路３〜４のＣＣＩ端子に制御電流として入力さ
れる。この制御電流は、前段の可変利得回路（例えば
２）の出力レベルが大きい時、即ち該可変利得回路２の
入力レベルが大きい時には、次段の可変利得回路（例え
ば３）の入力ダイナミックレンジを拡大し、入力レベル
が小さい時には、入力ダイナミックレンジを縮小するた
めに用いられる。
は、各可変利得回路２〜４の出力レベルに応じた制御電
流が出力され、電流制御回路５〜６を介して、次段の可
変利得回路３〜４のＣＣＩ端子に制御電流として入力さ
れる。この制御電流は、前段の可変利得回路（例えば
２）の出力レベルが大きい時、即ち該可変利得回路２の
入力レベルが大きい時には、次段の可変利得回路（例え
ば３）の入力ダイナミックレンジを拡大し、入力レベル
が小さい時には、入力ダイナミックレンジを縮小するた
めに用いられる。
【００２４】図２は、第１及び第２の可変利得回路２、
３と第1の電流制御回路５の具体的な回路構成を示す回
路図である。図２に示す可変利得回路は、第１の差動対
７と第２の差動対８と電流切り換え回路９とトランジス
タＱ９を備える。第１の差動対７は、エミッタ間をエミ
ッタ抵抗ＲＥ２で結合されたトランジスタＱ１、Ｑ２と
からなる。第２の差動対８は、エミッタ間をエミッタ抵
抗ＲＥ１で結合されたトランジスタＱ３、Ｑ４とからな
る。電流切り換え回路９は、各コレクタがそれぞれトラ
ンジスタＱ１、Ｑ２のエミッタと接続されてベースとエ
ミッタがそれぞれ共通接続されたトランジスタＱ５、Ｑ
６と、各コレクタがそれぞれトランジスタＱ３、Ｑ４の
エミッタと接続されてベースとエミッタがそれぞれ共通
接続されたトランジスタＱ７、Ｑ８とからなる。トラン
ジスタＱ９は、ベースおよびエミッタがトランジスタＱ
５、Ｑ６のベースおよびエミッタとそれぞれ共通接続さ
れている。第１の電流制御回路５は、トランジスタＱ1
0、Ｑ11、Ｑ12、Ｑ13とから構成されている。トランジ
スタＱ13とそのエミッタに接続された抵抗６からなる回
路は、第２の可変利得回路３の電流源として動作する。
３と第1の電流制御回路５の具体的な回路構成を示す回
路図である。図２に示す可変利得回路は、第１の差動対
７と第２の差動対８と電流切り換え回路９とトランジス
タＱ９を備える。第１の差動対７は、エミッタ間をエミ
ッタ抵抗ＲＥ２で結合されたトランジスタＱ１、Ｑ２と
からなる。第２の差動対８は、エミッタ間をエミッタ抵
抗ＲＥ１で結合されたトランジスタＱ３、Ｑ４とからな
る。電流切り換え回路９は、各コレクタがそれぞれトラ
ンジスタＱ１、Ｑ２のエミッタと接続されてベースとエ
ミッタがそれぞれ共通接続されたトランジスタＱ５、Ｑ
６と、各コレクタがそれぞれトランジスタＱ３、Ｑ４の
エミッタと接続されてベースとエミッタがそれぞれ共通
接続されたトランジスタＱ７、Ｑ８とからなる。トラン
ジスタＱ９は、ベースおよびエミッタがトランジスタＱ
５、Ｑ６のベースおよびエミッタとそれぞれ共通接続さ
れている。第１の電流制御回路５は、トランジスタＱ1
0、Ｑ11、Ｑ12、Ｑ13とから構成されている。トランジ
スタＱ13とそのエミッタに接続された抵抗６からなる回
路は、第２の可変利得回路３の電流源として動作する。
【００２５】トランジスタＱ１、Ｑ３のベースは共通接
続されて、正相信号の入力端子ＩＮとなっている。トラ
ンジスタＱ２、Ｑ４のベースは共通接続されて、逆相信
号の入力端子ＩＮＸとなっている。トランジスタＱ５、
Ｑ６、Ｑ９のベースは共通接続されて、制御電圧の入力
端子ＶＣとなっている。トランジスタＱ７、Ｑ８のベー
スは共通接続されて、制御電圧の入力端子ＶＣＸとなっ
ている。
続されて、正相信号の入力端子ＩＮとなっている。トラ
ンジスタＱ２、Ｑ４のベースは共通接続されて、逆相信
号の入力端子ＩＮＸとなっている。トランジスタＱ５、
Ｑ６、Ｑ９のベースは共通接続されて、制御電圧の入力
端子ＶＣとなっている。トランジスタＱ７、Ｑ８のベー
スは共通接続されて、制御電圧の入力端子ＶＣＸとなっ
ている。
【００２６】また、トランジスタＱ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ
８、Ｑ９のエミッタは共通接続されて、定電流源ＣＳ１
を介して接地されている。トランジスタＱ２、Ｑ４のコ
レクタは共通接続されて、負荷抵抗ＲＬ２を介して電源
と接続されており、逆相信号の出力端子ＯＵＴとなって
いる。トランジスタＱ１、Ｑ３のコレクタは共通接続さ
れて、負荷抵抗ＲL１を介して電源と接続されており、
逆相信号の出力端子ＯＵＴＸとなっている。
８、Ｑ９のエミッタは共通接続されて、定電流源ＣＳ１
を介して接地されている。トランジスタＱ２、Ｑ４のコ
レクタは共通接続されて、負荷抵抗ＲＬ２を介して電源
と接続されており、逆相信号の出力端子ＯＵＴとなって
いる。トランジスタＱ１、Ｑ３のコレクタは共通接続さ
れて、負荷抵抗ＲL１を介して電源と接続されており、
逆相信号の出力端子ＯＵＴＸとなっている。
【００２７】ここで、第１の差動対７の利得Ａvhと第２
の差動対８の利得Ａvlを、Ａvh＞Ａvlとなる関係にする
ために、それぞれの差動対を構成するエミッタ抵抗を、
ＲＥ１＜ＲＥ２に設定する。例えば、利得制御幅を20ｄ
Ｂ程度にするためには、ＲＥ１：ＲＥ２を１：10に設定
すればよい。
の差動対８の利得Ａvlを、Ａvh＞Ａvlとなる関係にする
ために、それぞれの差動対を構成するエミッタ抵抗を、
ＲＥ１＜ＲＥ２に設定する。例えば、利得制御幅を20ｄ
Ｂ程度にするためには、ＲＥ１：ＲＥ２を１：10に設定
すればよい。
【００２８】制御電圧の入力端子ＶＣ、ＶＣＸに入力す
る制御電圧Ｖc、Ｖcxを、Ｖc＞＞Ｖcxに設定することに
より、定電流源ＣＳ１に流れる電流Ｉcs1を、第１の差
動対７及び第１の電流制御回路５を構成するトランジス
タＱ９、Ｑ10に流すことができる。よって、この時に最
大利得が得られ、出力端子ＯＵＴ、ＯＵＴＸには最大出
力振幅が出力される。トランジスタＱ９、Ｑ10に流れる
電流をＩcco1とすると、最大利得時の利得Ａvhは次式に
示す如くである。 Ａvh＝ＲＬ１／（Ｖt／（Ｉcs1／２−Ｉcco1）+ＲＥ２
／２） 但し、Ｖt＝ｋＴ／ｑであり、ｑは電子電荷、ｋはボル
ツマン定数、Ｔは絶対温度である。この時、Ｉcco1は最
大であり、該電流と任意のカレントミラー比を有するＩ
cci1も最大である。
る制御電圧Ｖc、Ｖcxを、Ｖc＞＞Ｖcxに設定することに
より、定電流源ＣＳ１に流れる電流Ｉcs1を、第１の差
動対７及び第１の電流制御回路５を構成するトランジス
タＱ９、Ｑ10に流すことができる。よって、この時に最
大利得が得られ、出力端子ＯＵＴ、ＯＵＴＸには最大出
力振幅が出力される。トランジスタＱ９、Ｑ10に流れる
電流をＩcco1とすると、最大利得時の利得Ａvhは次式に
示す如くである。 Ａvh＝ＲＬ１／（Ｖt／（Ｉcs1／２−Ｉcco1）+ＲＥ２
／２） 但し、Ｖt＝ｋＴ／ｑであり、ｑは電子電荷、ｋはボル
ツマン定数、Ｔは絶対温度である。この時、Ｉcco1は最
大であり、該電流と任意のカレントミラー比を有するＩ
cci1も最大である。
【００２９】また、制御電圧の入力端子ＶＣ、ＶＣＸに
入力する制御電圧Ｖc、Ｖcxを、Ｖc＜＜Ｖcxに設定する
ことにより、定電流源ＣＳ１に流れる電流Ｉcs1を、第
２の差動対８に流すことができる。よって、この時に最
小利得が得られ、出力端子ＯＵＴ、ＯＵＴＸには最小出
力振幅が出力される。最小利得時の利得Ａvlは次式に示
す如くである。 Ａvl＝ＲＬ１／（Ｖt／（Ｉcs1／２）+ＲＥ１／２） この時Ｉcco1はほぼ零であり、該電流とミラー関係にあ
るＩcci1もほぼ零である。
入力する制御電圧Ｖc、Ｖcxを、Ｖc＜＜Ｖcxに設定する
ことにより、定電流源ＣＳ１に流れる電流Ｉcs1を、第
２の差動対８に流すことができる。よって、この時に最
小利得が得られ、出力端子ＯＵＴ、ＯＵＴＸには最小出
力振幅が出力される。最小利得時の利得Ａvlは次式に示
す如くである。 Ａvl＝ＲＬ１／（Ｖt／（Ｉcs1／２）+ＲＥ１／２） この時Ｉcco1はほぼ零であり、該電流とミラー関係にあ
るＩcci1もほぼ零である。
【００３０】よって、可変利得回路の利得を変化させる
ためには、制御電圧の入力端子ＶＣ、ＶＣＸに掛かる制
御電圧Ｖc、Ｖcxの電位差Ｖdを変化させればよく、最大
出力振幅を得るためには、Ｖd＞＞０に設定し、最小出
力振幅を得るためには、Ｖd＜＜０に設定する。最大出
力振幅が得られる時、即ち、第２の可変利得回路への入
力振幅レベルが最大のとき、Ｉcci1も最大であるので、
次段の可変利得回路の入力ダイナミックレンジを拡大
し、大振幅入力時の歪劣化を抑制できる。また、最小出
力振幅が得られる時、即ち、次段の可変利得回路への入
力振幅レベルが最小のとき、Ｉcci1はほぼ零であるの
で、次段の可変利得回路の入力ダイナミックレンジを縮
小し、低利得時の消費電力の低減が実現できる。第ｎ段
までの可変利得回路でも、同様に実現できる。
ためには、制御電圧の入力端子ＶＣ、ＶＣＸに掛かる制
御電圧Ｖc、Ｖcxの電位差Ｖdを変化させればよく、最大
出力振幅を得るためには、Ｖd＞＞０に設定し、最小出
力振幅を得るためには、Ｖd＜＜０に設定する。最大出
力振幅が得られる時、即ち、第２の可変利得回路への入
力振幅レベルが最大のとき、Ｉcci1も最大であるので、
次段の可変利得回路の入力ダイナミックレンジを拡大
し、大振幅入力時の歪劣化を抑制できる。また、最小出
力振幅が得られる時、即ち、次段の可変利得回路への入
力振幅レベルが最小のとき、Ｉcci1はほぼ零であるの
で、次段の可変利得回路の入力ダイナミックレンジを縮
小し、低利得時の消費電力の低減が実現できる。第ｎ段
までの可変利得回路でも、同様に実現できる。
【００３１】上記のように、本発明の実施の形態では、
利得制御回路を、縦続接続されたｎ段の可変利得回路
に、外部から与えられる利得制御電圧を変換した制御電
圧を供給して利得を制御し、前段の可変利得回路の出力
レベルが大きい時、入力ダイナミックレンジを拡大し、
入力レベルが小さい時には、入力ダイナミックレンジを
縮小するように次段の可変利得回路に流れる電流を変化
させる構成としたので、低利得時における消費電流を低
減させることができる。
利得制御回路を、縦続接続されたｎ段の可変利得回路
に、外部から与えられる利得制御電圧を変換した制御電
圧を供給して利得を制御し、前段の可変利得回路の出力
レベルが大きい時、入力ダイナミックレンジを拡大し、
入力レベルが小さい時には、入力ダイナミックレンジを
縮小するように次段の可変利得回路に流れる電流を変化
させる構成としたので、低利得時における消費電流を低
減させることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、利得制御回路を、縦続接続された複数段の可変利
得回路と、外部から与えられる利得制御電圧を変換して
各可変利得回路に制御電圧を供給する制御電圧供給回路
と、前段の可変利得回路の出力レベルに応じて次段の可
変利得回路に流れる電流を変化させる複数の電流制御回
路とを備えた構成としたので、低利得時における消費電
流を低減させることができ、移動体通信システムの移動
機を低消費電力化して、小型化、軽量化、低コスト化で
きる。特に、ＣＤＭＡ方式の携帯電話機の利得制御回路
を高効率化して、送信信号や受信信号の電力制御を頻繁
に行っても、通話及び待ち受け時間を延ばすことができ
るという効果が得られる。
では、利得制御回路を、縦続接続された複数段の可変利
得回路と、外部から与えられる利得制御電圧を変換して
各可変利得回路に制御電圧を供給する制御電圧供給回路
と、前段の可変利得回路の出力レベルに応じて次段の可
変利得回路に流れる電流を変化させる複数の電流制御回
路とを備えた構成としたので、低利得時における消費電
流を低減させることができ、移動体通信システムの移動
機を低消費電力化して、小型化、軽量化、低コスト化で
きる。特に、ＣＤＭＡ方式の携帯電話機の利得制御回路
を高効率化して、送信信号や受信信号の電力制御を頻繁
に行っても、通話及び待ち受け時間を延ばすことができ
るという効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態における利得制御回路の機
能ブロック図、
能ブロック図、
【図２】本発明の実施の形態における利得制御回路の回
路図、
路図、
【図３】従来の利得制御回路の機能ブロック図、
【図４】従来の利得制御回路の回路図である。
１ 制御電圧供給回路 ２ 第１の可変利得回路 ３ 第２の可変利得回路 ４ 第ｎの可変利得回路 ５ 第１の電流制御回路 ６ 第ｎ−１の電流制御回路 ７ 第１の差動対 ８ 第２の差動対 ９ 電流切り換え回路 10 第１の差動対 11 第２の差動対 12 電流切り換え回路
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J066 AA01 AA12 CA36 CA87 CA92 FA15 HA08 HA25 HA29 KA02 KA05 KA09 MA21 ND01 ND11 ND22 ND23 ND25 PD02 SA14 TA01 5J100 JA01 KA05 LA00 QA01 QA03 SA01 5K060 BB00 CC12 HH05 HH06 JJ08 LL01 LL11 LL14
Claims (5)
- 【請求項１】 縦続接続された複数段の可変利得回路
と、外部から与えられる利得制御電圧を変換して前記各
可変利得回路に制御電圧を供給する制御電圧供給回路
と、前段の可変利得回路の出力レベルに応じて次段の可
変利得回路に流れる電流を変化させる複数の電流制御回
路とを備えたことを特徴とする利得制御回路。 - 【請求項２】 前記可変利得回路は、一方のベースを正
相入力端子とし他方のベースを逆相入力端子とし各エミ
ッタを抵抗を介して接続した第１と第２のトランジスタ
からなる第１の差動対と、一方のベースを正相入力端子
とし他方のベースを逆相入力端子とし各エミッタを抵抗
を介して接続した第３と第４のトランジスタからなる第
２の差動対と、共通接続されたベースを第１の制御電圧
入力端子とし各コレクタが前記第１と第２のトランジス
タのエミッタに接続された第５と第６のトランジスタお
よび共通接続されたベースを第２の制御電圧入力端子と
し各コレクタが前記第３と第４のトランジスタのエミッ
タに接続された第７と第８のトランジスタとからなる電
流切り換え回路と、前記第５と第６のトランジスタとベ
ースが共通接続された第９のトランジスタのコレクタ電
流をカレントミラー回路により次段の可変利得回路の電
流源とする電流制御回路と、共通接続された前記第５、
第６、第７、第８、第９のトランジスタのエミッタを定
電流源及び前段の可変利得回路の電流制御回路に接続す
る手段と、電源に接続された第１の負荷抵抗に共通接続
された前記第１と第３のトランジスタのコレクタから逆
相信号を出力する逆相出力端子と、電源に接続された第
２の負荷抵抗に共通接続された前記第２と第４のトラン
ジスタのコレクタから正相信号を出力する正相出力端子
とを備えた回路であることを特徴とする請求項１記載の
利得制御回路。 - 【請求項３】 縦続接続された複数段の可変利得手段を
有する利得制御回路の制御方法であって、前段の可変利
得手段の出力レベルが大きい時、入力ダイナミックレン
ジを拡大し、入力レベルが小さい時には、入力ダイナミ
ックレンジを縮小するように次段の可変利得手段を制御
することを特徴とする利得制御方法。 - 【請求項４】 請求項１、２記載の利得制御回路を用い
たことを特徴とする移動端末。 - 【請求項５】 請求項４記載の移動端末と、前記移動端
末と接続する基地局とからなることを特徴とする移動通
信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11215520A JP2001044775A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 利得制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11215520A JP2001044775A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 利得制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044775A true JP2001044775A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16673787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11215520A Pending JP2001044775A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 利得制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001044775A (ja) |
-
1999
- 1999-07-29 JP JP11215520A patent/JP2001044775A/ja active Pending
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