JP2001313583A - 極性反転回路を他の回路と共用する無線モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路規模を削減し、これにより省スペース化
及び省消費電力を図ることができる極性反転回路を他の
回路と共用する無線モジュールを提供する。 【解決手段】 極性反転回路を他の回路と共用する無線
モジュールであって、極性反転回路１０内で必要となる
交流信号発振回路を位相同期回路１１の基準分周回路１
１Ａから出力される発振回路と共用し、所要スペース及
び消費電力を低減することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、極性反転回路に係
り、特に、極性反転回路内で必要となる交流信号発振回
路を他回路で使用される発振回路と共用し、省スペース
化及び省電力化を図った極性反転回路を他の回路と共用
する無線モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】今日の携帯電話などの普及により、無線
送受信回路などの高周波回路を利用する機会が増加し、
それに伴い高周波回路の省スペース化、省電力化が求め
られている。このような高周波回路の中では、省電力で
高出力を得ることのできる化合物半導体を含む電界効果
型トランジスタ（ＦＥＴ）が用いられる機会が増加して
いる。

【０００３】図５は多くの無線送受信機で用いられる基
本回路のブロック構成のうち、高周波回路に係わる部分
を示す図である。

【０００４】この図において、１はアンテナ、２，７は
分波器、３，５は高周波信号増幅回路、４は変調器、６
は混合器、８は局部発振器、９は基準周波数発生器であ
る。

【０００５】図５の中でＦＥＴが使用される部分の例と
しては、高周波信号増幅回路３や５、変調器４などがあ
げられる。また、多くの無線送受信回路では、高周波信
号発生のための局部発振器８を有し、これに用いる基準
周波数発生器９として、例えば水晶振動子やセラミック
振動子などの発振子がある。この基準周波数発生器９は
無線送受信回路と同一基板上に配置されるか、もしくは
外部に配置されたものから信号のみ供給される。

【０００６】従来のＦＥＴを用いた高周波増幅回路で
は、ＦＥＴのバイアスとして負バイアスが必要となるた
め、例えばソース接地増幅回路などではＦＥＴのソース
端子とグランド間に抵抗を挿入することで電位差を生じ
させ、ＦＥＴのゲート端子電圧がソース端子電圧よりも
低くなるようにすることにより、負バイアスがかかるよ
うにしている。

【０００７】または、ソース端子をグランドに直接接地
し、ゲート端子には負電圧発生回路を用いて負電圧を発
生させ、負バイアスがかかるようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たＦＥＴを用いた増幅回路において、ソース端子とグラ
ンド間に抵抗を挿入し、電位差を生じさせることで、ゲ
ート端子に負バイアスがかかるようにする回路を用いた
場合、使用周波数が高くなると寄生容量等による影響が
大きくなり、増幅回路が発振しやすくなるという問題が
ある。これにより半導体の性能を最大限に使うことがで
きなくなる可能性がある。

【０００９】また、ソース端子をグランドに直接接地
し、ゲート端子には負バイアスをかける回路の場合、負
電圧発生用の極性反転回路が必要となる。現在一般的に
使われている極性反転回路では、回路内部に独立した発
振回路をもち、これにより発生した交流信号により極性
反転を行っている。よって、極性反転回路からは内部発
振器の交流信号の漏れがあり、この漏れ成分により高周
波増幅回路が異常発振を起こす場合がある。このノイズ
対策を行うと、部品点数の増加によるコストの増加、占
有スペースの増加などが問題となる。

【００１０】ＦＥＴのゲート端子にはその構造から電流
はほとんど流れないため、極性反転回路の出力電流も微
少なものでよい。しかし、多くの極性反転回路では、例
えば論理増幅器の駆動等、電流を必要とするものを対象
にして設計されているため、ＦＥＴのゲート端子にかけ
る負バイアスのような、ほとんど電流を必要としない回
路に対しての性能が過剰であり、コスト的にも不利とな
る。

【００１１】本発明は、上記問題点を除去し、回路規模
を削減し、これにより省スペース化及び省消費電力化を
図ることができる極性反転回路を他の回路と共用する無
線モジュールを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕極性反転回路を他の回路と共用する無線モジュー
ルであって、極性反転回路内で必要となる交流信号発振
回路を他回路で使用される発振回路と共用し、所要スペ
ース及び消費電力を低減することを特徴とする。

【００１３】〔２〕上記〔１〕記載の極性反転回路を他
の回路と共用する無線モジュールにおいて、他の回路は
位相同期回路の基準分周回路であることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１５】図１は本発明の実施例を示す極性反転回路
を他の回路と共用する無線モジュールの構成図、図２は
その第１実施例の極性反転回路図である。

【００１６】図２において、この回路は、基準周波数発
生回路９（図５の基準周波数発生器９と対応）と極性反
転回路１０からなり、基準周波数発生回路９において
は、電源１はコンデンサＣ１を介して接地され、そのコ
ンデンサＣ１の電源側には発振器Ｘ１が接続され、その
発振器Ｘ１の出力側はコンデンサＣ２を介して、交流電
圧出力端子９ａとなる。

【００１７】また、極性反転回路１０は、発振器Ｘ１の
出力側には更に抵抗Ｒ１が接続され、この抵抗Ｒ１の出
力側は抵抗Ｒ２を介して接地されるとともにＮＰＮトラ
ンジスタＱ１のベースに接続される。更に、ＮＰＮトラ
ンジスタＱ１のコレクタ側には電源１が抵抗Ｒ３を介し
て印加される。また、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッ
タ側はインダクタンスＬ１を介して接地され、そのイン
ダクタンスＬ１のＮＰＮトランジスタＱ１のベース側に
はダイオードＤ１とコンデンサＣ３の接地回路とを介し
て、抵抗Ｒ４とＲ５の直列回路と抵抗Ｒ６とＲ７の直列
回路とが並列に接続されて両者の端部は接地され、抵抗
Ｒ４とＲ５の接続点及び抵抗Ｒ６とＲ７の接続点からＦ
ＥＴ（図示なし）に接続される負電圧出力１及び負電圧
出力２を得るように構成されている。

【００１８】従来、極性反転回路とは交流信号を作り出
す発振部と交流信号から出力電圧の極性反転を行う極性
反転部に大きく分けることができる。

【００１９】本発明では交流信号発生部に相当するブロ
ックを、例えば、図１の無線送受信装置で使用されてい
る基準周波数発生回路９に置き換える。基準周波数発生
回路９の交流信号出力９ａは出力信号に直流成分を含む
ので、トランジスタＱ１のバイアス電圧設定用に抵抗Ｒ
1 及びＲ２により分圧する。トランジスタＱ１のベース
端子に入力された交流信号によってトランジスタＱ１は
スイッチング動作する。抵抗Ｒ３とコイルＬ１を用いる
ことでトランジスタＱ１のエミッタ端子電圧は直流成分
が０Ｖ、交流成分として主に電源１、抵抗Ｒ３、コイル
Ｌ１により決まる振幅を持つ交流電圧が出力される。こ
の交流信号をダイオードＤ１により整流する。

【００２０】これにより、ダイオードＤ１の出力からは
極性の反転した負電圧を取り出すことができる。出力電
圧の大きさは入力される交流信号の周波数と、トランジ
スタＱ１にかかる電源電圧に依存する。整流された信号
はコンデンサＣ３を用いて平滑化する。出力された負電
圧は抵抗Ｒ４及びＲ５を用いてＦＥＴのバイアス電源と
して必要な電圧に分圧する。

【００２１】なお、ＦＥＴへの負バイアスが複数必要な
場合、分圧抵抗をＲ６，Ｒ７のように並列に配置するこ
とで対応できる。ＦＥＴのゲート端子には電流がほとん
ど流れないため、負電圧出力１、負電圧出力２において
は負荷変動による電圧降下は微少なものとなる。

【００２２】図３は本発明の第２実施例を示す基準周波
数発生器を利用した極性反転回路図である。なお、図２
と同一構成部分には、同一符号を付し、その説明は省略
する。

【００２３】この実施例では、発振器Ｘ１に直列にコン
デンサＣ４を接続し、電源１が接続されるプルアップ抵
抗Ｒ１′を接続するように構成している。したがって、
基準周波数発生回路９の出力に直流成分を含まないよう
にすることができる。

【００２４】上記のように、第２実施例によれば、交流
信号発生回路を基準周波数発生回路等、外部回路と共用
することで小型化を実現できる。また、極性反転回路内
部に専用の発振器を持つ場合には基準周波数発生回路と
は別に交流信号の漏れに起因するノイズ対策部品を高周
波回路に追加する必要があるが、この極性反転回路によ
れば、基準周波数発生回路への対策を行うだけでよいた
め、必要とする回路全体の部品点数を削減することがで
きる。

【００２５】これより、従来の極性反転回路専用の交流
信号発生回路をもつ極性反転回路に比べ、省スペース
化、省電力化に貢献し、かつ装置全体を安価に提供する
ことが可能となる。

【００２６】以下、本発明の実施例を示す無線モジュー
ルについて図１を参照しながら説明する。

【００２７】図１において、Ａは上記した第１実施例の
基準周波数発生回路及び極性反転回路であり、本発明に
係る基準周波数から生成される比較周波数を利用した極
性反転回路の実施例に基づいて説明する。なお、上記し
た第１実施例と同じ部分については、同じ符合を付して
それらの説明は省略する。

【００２８】この図に示すように、位相同期回路１１が
基準周波数発生回路９と極性反転回路１０間に接続され
る。つまり、基準周波数発生回路９の交流電圧出力９ａ
が接続される位相同期回路１１中の基準分周回路１１Ａ
の出力である比較周波数信号出力１２が極性反転回路１
０に接続される構成となっている。

【００２９】なお、位相同期回路１１は、基準分周回路
１１Ａ、位相検波回路１１Ｂ、可変分周回路１１Ｃ、Ｌ
ＰＦ（低域通過フィルタ）１１Ｄ、ＶＣＯ（電圧制御発
振器）１１Ｅからなり、ＶＣＯ１１Ｅの出力は局部発振
器出力１３となる。

【００３０】この実施例では、交流信号発生部に相当す
るブロックを第１実施例で使用されている基準周波数発
生回路９から比較周波数を生成する基準分周回路に置き
換える。基準分周回路からの交流信号出力１２は、トラ
ンジスタＱ１に入力され、第１実施例と同様の効果が得
られる。

【００３１】また、基準周波数出力に直流成分を含まな
い場合（図３参照）も、第１実施例の変形例と同様に考
えることができる。

【００３２】このように、本発明によれば、図２及び図
３で使用した極性反転回路の基準周波数信号に比べ、低
い周波数に分周したものを利用することにより、極性反
転に用いるトランジスタに要求される電気的性能、例え
ば消費電流や利得帯域幅積を下げることができ、図２及
び図３で使用した極性反転回路に比べより低価格化・小
型化を図ることができる。

【００３３】図４は本発明の第３実施例を示す基準周波
数発生器を利用した極性反転回路図である。なお、図２
と同一構成部分には、同一符号を付し、その説明は省略
する。

【００３４】この実施例では、図２における基準周波数
発生回路９の出力に接続される抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２、及
び電源１に接続される抵抗Ｒ２とトランジスタＱ１に代
えて、コンデンサＣ４を用いるように構成した。つま
り、基準周波数発生回路９の出力をコンデンサＣ４で結
合することにより極性反転回路１０を構成することがで
きる。

【００３５】したがって、第３実施例によれば、第１実
施例に比べて、大幅な部品の低減、それに伴う省力スペ
ース化を図ることができる。

【００３６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【００３７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。

【００３８】（Ａ）交流信号発生回路を基準周波数発生
回路等、外部回路と共用することで省スペース化及び省
消費電力化を図り、小型化を実現することができる。ま
た、極性反転回路内部に専用の発振器を持つ場合には基
準周波数発生回路とは別に交流信号の漏れに起因するノ
イズ対策部品を高周波回路に追加する必要があるが、こ
の極性反転回路によれば、基準周波数発生回路への対策
を行うだけでよいため、必要とする回路全体の部品点数
を削減することができる。

【００３９】（Ｂ）通常の基準周波数信号に比べ、低い
周波数に分周したものを利用することにより、極性反転
に用いるトランジスタに要求される電気的性能、例えば
消費電流や利得帯域幅積を下げることができ、より低価
格化・小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す極性反転回路を他の回路
と共用する無線モジュールの構成図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す極性反転回路図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例を示す極性反転回路図であ
る。

【図４】本発明の第３実施例を示す基準周波数発生器を
利用した極性反転回路図である。

【図５】多くの無線送受信機で用いられる基本回路のブ
ロック構成のうち、高周波回路に係わる部分を示す図で
ある。

【符号の説明】

９ 基準周波数発生回路 ９ａ 交流電圧出力端子 １０ 極性反転回路 １１ 位相同期回路 １１Ａ 基準分周回路 １１Ｂ 位相検波回路 １１Ｃ 可変分周回路 １１Ｄ ＬＰＦ（低域通過フィルタ） １１Ｅ ＶＣＯ（電圧制御発振器） １２ 比較周波数信号出力 １３ 局部発振器出力 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ コンデンサ Ｘ１ 発振器 Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７ 抵抗 Ｑ１ ＮＰＮトランジスタ Ｌ１ インダクタンス Ｄ１ ダイオード Ｒ１′ プルアップ抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H730 AA15 BB15 BB57 DD02 EE65 5J092 AA01 AA04 CA36 FA14 GR00 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 HA33 KA32 KA42 KA47 MA21 SA13 TA01 5K011 DA29 JA01 KA03 KA18

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極性反転回路を他の回路と共用する無線
   モジュールであって、極性反転回路内で必要となる交流
   信号発振回路を他回路で使用される発振回路と共用し、
   所要スペース及び消費電力を低減することを特徴とする
   極性反転回路を他の回路と共用する無線モジュール。
2. 【請求項２】 請求項１記載の極性反転回路を他の回路
   と共用する無線モジュールにおいて、前記他の回路は位
   相同期回路の基準分周回路であることを特徴とする極性
   反転回路を他の回路と共用する無線モジュール。