JP2001144568A - 信号減衰器 - Google Patents

信号減衰器

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JP2001144568A
JP2001144568A JP32303999A JP32303999A JP2001144568A JP 2001144568 A JP2001144568 A JP 2001144568A JP 32303999 A JP32303999 A JP 32303999A JP 32303999 A JP32303999 A JP 32303999A JP 2001144568 A JP2001144568 A JP 2001144568A
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resistor
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Yoshiki Nagata
芳樹 永田
Kazuji Yamazaki
和次 山崎
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Toyota Industries Corp
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Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/24Frequency- independent attenuators
    • H03H7/25Frequency- independent attenuators comprising an element controlled by an electric or magnetic variable
    • H03H7/251Frequency- independent attenuators comprising an element controlled by an electric or magnetic variable the element being a thermistor

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  • Attenuators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度可変形信号減衰器の温度変化による減衰
量の変化を設定目標値にすることができるようにするこ
と。 【解決手段】 第1の減衰器1tがπ形又はT形の温度
可変形でない抵抗減衰器であり、第1の減衰器1tの後
段として第1の減衰器1tに縦続接続された第2の減衰
器2tがπ形の温度可変形減衰器である。第2の減衰器
2tの抵抗のうち前段増幅回路の信号を後段増幅回路に
伝達する抵抗にサーミスタが並列に接続されている。更
に、第1の減衰器1tと同様の第3の減衰器を第3段と
して縦続接続することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は信号減衰器に関し、
特に高周波回路に適した温度補償形信号減衰器に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来から高周波回路の温度補償のために
温度可変形減衰器が使用されている。特開平8−125
451号公報はこの従来例を開示している。高周波増幅
回路の増幅度は通常温度が上がると低下するので、これ
に使用される温度可変形減衰器は温度が上昇すると信号
減衰度が低下するものである。図11はこの温度可変形
減衰器の従来例の回路を示す。図11において、π形温
度可変形減衰器が示されている。図12は50Ω系にお
ける図11に示す回路の特性を示す表であり、図13は
図12に示す回路の特性を示すグラフである。
【0003】図11にて、抵抗器R41、R42、R43及び
負温度特性サーミスタR44はπ形温度可変減衰器を構成
している。入力端1hと出力端2hとの間に抵抗器R42
と負温度特性サーミスタR44が並列に接続されている。
抵抗器R42と負温度特性サーミスタR44を並列に接続し
たものは図11の温度可変形減衰器の信号伝達用負温度
特性抵抗素子を構成している。図12は、R41、R43
Rpとし、R42をRsとし、R44をRthとして表して
おり、Rp、Rs及びRthの値がA乃至Dの各場合を
とるときに、図11の温度可変形減衰器のSパラメータ
のうちS21(出力端2hの電圧を入力端1hの電圧で割
った値、即ち図11の温度可変型減衰器の電圧減衰量を
示す値となる。)及びS21の25℃での値とー20℃及
び60℃での値との差Δを表している。25℃にてS21
は約ー20dBに調節されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図12は、常温(25
℃)での電圧減衰量が20dBであり、入出力インピー
ダンス整合のとれている構成のA〜Dを示している。こ
の場合、サーミスタRthの抵抗値の種類が現実には限
られているので、減衰器構成の候補は、前記A〜Dに限
られる。なお、高温側(60℃)では電圧減衰量が小さ
くなり、低温側(−20℃)では電圧減衰量が大きくな
る。
【0005】このとき、−20℃及び60℃ではΔは図
12に示すような値になっており、図6に示すような設
定目標値になっていない。本発明はこのような点に鑑み
てなされたものであり、その課題は、温度変化による減
衰量の変化を設定目標値にすることができる温度可変形
減衰器を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の第1の発明の構成は、請求項1記載の通りで
ある。上記第1の発明の構成により、π形又はT形の複
数の抵抗器によって構成される第1の減衰器と温度補償
特性を有するπ形の複数の抵抗器及びサーミスタによっ
て構成される第2の減衰器とが縦続接続されており、前
記第2の減衰器を構成する複数の抵抗器のうち、前段増
幅回路と後段増幅回路を前記第1の減衰器を経由して接
続する抵抗器と前記サーミスタは並列に接続されている
ので、前記第1の信号減衰器の信号減衰量と前記第2の
信号減衰器の信号減衰量の温度による変化とを独立に設
定することができる。このため、第1の発明に係わる信
号減衰器の常温での信号減衰量を任意の値に設定して
も、信号減衰量の温度による変化を所定の目標値に設定
することができる。
【0007】更に、第2の発明の構成は、請求項2記載
の通りである。上記第2の発明の構成により、上記第1
の発明の構成による作用とともに、前記第1の減衰器、
前記第2の減衰器及びπ形又はT形の第3の減衰器が前
段から順に後段へと縦続接続されるので、第2の発明に
係わる信号減衰器の常温での信号減衰量を任意の値に設
定しても、信号減衰量の温度による変化を所定の目標値
に精度良く設定することができる。
【0008】更に、第3の発明の構成は、請求項3記載
の通りである。上記第3の発明の構成により、上記第1
又は第2の発明の構成による作用とともに、π形又はT
形の第1及び第3の減衰器を構成する抵抗器のうちの少
なくとも一つの抵抗器は可変抵抗器であるので、この可
変抵抗器の抵抗値を調整することにより、第3の発明に
係わる信号減衰器の常温での信号減衰量を調整すること
が容易になる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
を図面に基づいて説明する。図1は本願発明の第1の実
施の形態に係わる温度可変形減衰器を示している。図1
の温度可変形信号減衰器は、第1の減衰器1t及び第1
の減衰器1tの出力端に入力端が縦続接続された第2の
減衰器2tを備えている。
【0010】第1の減衰器1tはπ形抵抗減衰器であ
り、抵抗R1、R2、R3で構成されている。なお、抵抗
2は固定抵抗でも可変抵抗でもよい。第2の減衰器2
tはπ形抵抗減衰器であり、抵抗R4、R5、R6及び負
温度特性サーミスタR7で構成されている。負温度特性
サーミスタR7は、温度が上昇すると抵抗値が小さくな
り、温度が下降すると抵抗値が大きくなる抵抗であり、
抵抗R5と並列に接続されている。従って、負温度特性
サーミスタR7と抵抗R5とを並列に接続したものは、温
度が上昇すると抵抗値が小さくなり、温度が下降すると
抵抗値が大きくなる。第1の減衰器1t及び第2の減衰
器2tはそれぞれ入力端1a及び出力端2aを備えてお
り、それぞれ図示しない前段増幅回路及び後段増幅回路
に接続されている。
【0011】第2の減衰器2tのみでは、室温(25
℃)での電圧減衰量にあわせた回路定数を決定すると、
電圧減衰量の温度による変化の傾きが一義的に定まる。
このため、他の温度における所望の減衰量を得ることが
困難になる。即ち、減衰中心値とその温度による変動の
傾きを独立に設計することができない。このため、設計
の自由度が低くなる。更に、サーミスタR7の抵抗値の
種類が現実には少ないため、減衰量の細かい設定が困難
である。
【0012】これに対して、第1の減衰器1tの後に第
2の減衰器2tを縦続接続すると、第1の減衰器1tの
減衰量を第2の減衰器2tとは無関係に設定することが
できるので、第1の減衰器1tに第2の減衰器2tを縦
続接続した減衰器の減衰量を第2の減衰器2tの減衰量
の温度による変化の傾きと独立に設定することができ、
設計の自由度が大きくなる。例えば、第1の減衰器1t
の電圧減衰量は10dBであり、第2の減衰器2tの電
圧減衰量は10dB±3dBである。このとき、第1の
減衰器1t及び第2の減衰器2t全体の電圧減衰量は2
0dB±3dBとなる。更に、抵抗R2及び抵抗R5を可
変抵抗にすると、減衰量の中央値(常温での値)を可変
にして調節することができる。
【0013】図4は、50Ω系において、図1の回路の
各抵抗R1〜R7の具体的抵抗値例を決めた場合の特性を
示している。このとき、抵抗R1、R3、R4、R6は10
0Ωであり、抵抗R2は75Ωであり、抵抗R5は150
Ωである。また、負温度特性サーミスタR7は負温度特
性であり、常温(25℃)で130Ωである。このと
き、図1の温度可変形減衰器を2端子対回路としたとき
のSパラメータを算出すると、図4のようになる。な
お、S21は上述の従来例において説明したSパラメータ
である。また、ΔはS21の25℃の値とー20℃の値及
び60℃の値との差である。
【0014】図4により、S21は25℃にてー19.7
dBであり、−20℃にてー22.9dBであるので、
Δは−22.9ー(−19.7)=−3.2dBとな
る。同様に60℃ではΔは2.7dBとなる。この結果
は、図6に示す設計目標値をほぼ満足している。
【0015】図5は図4の表の内容をグラフで示したも
のである。図5において、グラフaは図4の表のS21
温度特性を示し、グラフbは図6の表の内容(S21の設
計目標値)を示している。
【0016】図2は本願発明の第2の実施の形態に係わ
る温度可変形信号減衰器を示している。該第2の実施の
形態に係わる温度可変形減衰器は、第1の減衰器1uと
第2の減衰器2uとを備え、図1に示す第1の実施の形
態の変形例である。図2においては抵抗R8の抵抗値は
図1の抵抗R3と抵抗R4を並列に接続した抵抗の抵抗値
と同じである。また、図2の信号減衰器は入力端子1b
及び出力端子2bを備えている。その他は、図1と同じ
である。このため、図2の温度可変形減衰器は図1の温
度可変形減衰器と実質的に同じである。
【0017】図3は本願発明の第3の実施の形態に係わ
る温度可変形信号減衰器を示している。該第3の実施の
形態は前記第1の実施の形態の変形例である。図3にお
いて、温度可変形減衰器の第1の減衰器1vはT形抵抗
減衰器であり、抵抗R11、R 12、R13で構成されてい
る。なお、抵抗R12は固定抵抗でも可変抵抗でもよい。
第1の減衰器1vのT形抵抗減衰器は、その回路のY−
Δ変換により、図1の第1の減衰器1tのπ形抵抗減衰
器に変換することができる。図3の温度可変形信号減衰
器の第2の減衰器2vはπ形抵抗減衰器であり、抵抗R
14、R15、R16及び負温度特性サーミスタR17で構成さ
れている。なお、第2の減衰器2vは図1の第2の減衰
器2tと同様のものである。また、図3の温度可変形減
衰器は入力端1c及び出力端2cを備えている。このた
め、図3の温度可変形減衰器は、図1の温度可変形減衰
器と同じ特性を有することができる。なお、第1から第
3の実施の形態において、第1の減衰器1t、1u、1
vと第2の減衰器2t、2u、2vとの接続関係をそれ
ぞれ逆にした場合も、同様の作用効果を奏する。
【0018】図7乃至図10は前記図1乃至図3に示し
た実施の形態の応用例を示している。図7の信号減衰器
は、第1の減衰器1w、第2の減衰器2w及び第3の減
衰器3wを順に縦続接続したものである。第1の減衰器
1wは図1の第1の減衰器1tと同じであり、第2の減
衰器2wは図1の第2の減衰器2tと同じである。第3
の減衰器3wはπ形抵抗減衰器である。図7の回路は、
入力端1d及び出力端2dを備えている。
【0019】図8の信号減衰器は、第1の減衰器1x、
第2の減衰器2x及び第3の減衰器3xを順に縦続接続
したものである。第1の減衰器1xは図3の第1の減衰
器1vと同じであり、第2の減衰器2xは図3の第2の
減衰器2vと同じである。第3の減衰器3xはT形抵抗
減衰器である。図8の回路は、入力端1e及び出力端2
eを備えている。
【0020】図9の信号減衰器は、第1の減衰器1y、
第2の減衰器2y及び第3の減衰器3yを順に縦続接続
したものである。第1の減衰器1yは図3の第1の減衰
器1vと同じであり、第2の減衰器2yは図3の第2の
減衰器2vと同じである。第3の減衰器3yはπ形抵抗
減衰器である。図9の回路は入力端1f及び出力端2f
を備えている。
【0021】図10の信号減衰器は、第1の減衰器1
z、第2の減衰器2z及び第3の減衰器3zを順に縦続
接続したものである。第1の減衰器1zは図2の第1の
減衰器1uと同じであり、第2の減衰器2zは図2の第
2の減衰器2uと同じである。第3の減衰器3zは実質
的にπ形抵抗減衰器である。図10の回路は、入力端1
g及び出力端2gを備えている。
【0022】上記図7乃至図10の回路では、第1の減
衰器1w〜1z、第2の減衰器2w〜2z及び第3の減
衰器3w〜3zを順に縦続接続することにより、信号減
衰器の常温での信号減衰量を任意の値に設定しても、信
号減衰量の温度による変化を所定の目標値に精度良く設
定することができる。
【0023】
【発明の効果】本願の第1の発明に係わる信号減衰器に
よれば、信号減衰器の常温での減衰量とこの減衰量の温
度による変化を独立に設定することができるので、常温
での任意の信号減衰量において信号減衰量の温度変化を
所定の設定目標値にすることができる。更に、第1の発
明に係わる信号減衰器は、抵抗とチップ形サーミスタの
組合わせにより構成可能であるので、周波数により減衰
特性が変化しないため、高周波増幅回路の温度補償に適
したものになる。
【0024】更に、第2の発明に係わる信号減衰器によ
れば、上記第1の発明の効果とともに、第2の発明に係
わる信号減衰器の常温での信号減衰量を任意の値に設定
しても、信号減衰量の温度による変化を所定の目標値に
精度良く設定することができる。
【0025】更に、第3の発明に係わる信号減衰器によ
れば、上記第1又は第2の発明の効果とともに、可変抵
抗器の抵抗値を調整することにより、第3の発明に係わ
る信号減衰器の常温での信号減衰量を調整することが容
易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の第1の実施の形態に係わる温度可変
形減衰器を示す回路図である。
【図2】本願発明の第2の実施の形態に係わる温度可変
形減衰器を示す回路図である。
【図3】本願発明の第3の実施の形態に係わる温度可変
形減衰器を示す回路図である。
【図4】前記図1に示す温度可変形減衰器の特性例を示
す表である。
【図5】前記図4に示す温度可変形減衰器の特性例を示
すグラフである。
【図6】前記図1に示す温度可変形減衰器の設計目標値
を示す表である。
【図7】本願発明の第1応用例を示す回路図である。
【図8】本願発明の第2応用例を示す回路図である。
【図9】本願発明の第3応用例を示す回路図である。
【図10】本願発明の第4応用例を示す回路図である。
【図11】従来例に係わる温度可変形減衰器を示す回路
図である。
【図12】前記従来例に係わる温度可変形減衰器の特性
例を示す表である。
【図13】前記従来例に係わる温度可変形減衰器の特性
例を示すグラフである。
【符号の説明】
1t〜1v 第1の減衰器 2t〜2v 第2の減衰器 3w〜3z 第3の減衰器 R1〜R6 抵抗器 R7 負温度特性サーミスタ R8 抵抗器 R11〜R16 抵抗器 R17 負温度特性サーミスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J026 AA01 AA03 AA08 5J090 AA01 CA02 CN04 FA08 FA20 FN14 HA25 HA26 HA43 HN14 HN20 KA23 TA01 TA04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前段増幅回路と後段増幅回路の間に設け
    られている信号減衰器において、 π形又はT形の複数の抵抗器によって構成される第1の
    減衰器と、温度補償特性を有するπ形の複数の抵抗器及
    びサーミスタによって構成される第2の減衰器とによっ
    て構成されるとともに、前記第1の減衰器と前記第2の
    減衰器が縦続接続されており、前記第2の減衰器を構成
    する複数の抵抗器のうち、前記前段増幅回路と前記後段
    増幅回路を前記第1の減衰器を経由して接続する抵抗器
    と前記サーミスタは並列に接続されていることを特徴と
    する信号減衰器。
  2. 【請求項2】 前記第1の減衰器は前記第2の減衰器の
    前段に設けられるとともに、前記第2の減衰器の後段に
    はπ形又はT形の第3の減衰器が縦続接続されるように
    設けられていることを特徴とする請求項1に記載の信号
    減衰器。
  3. 【請求項3】 π形又はT形の第1及び第3の減衰器を
    構成する抵抗器のうちの少なくとも一つの抵抗器は可変
    抵抗器であることを特徴とする請求項1又は請求項2に
    記載の信号減衰器。
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