JP2003037445A - 多段増幅器および集積回路 - Google Patents
多段増幅器および集積回路Info
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- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/34—Dc amplifiers in which all stages are dc-coupled
- H03F3/343—Dc amplifiers in which all stages are dc-coupled with semiconductor devices only
- H03F3/347—Dc amplifiers in which all stages are dc-coupled with semiconductor devices only in integrated circuits
Abstract
を安定して動作させることができるようにする。 【解決手段】 多段増幅器を構成する複数の増幅器1〜
4に対して共通に接続されている電源制御ライン5上で
各増幅器1〜4の入力側にバッファ回路11〜14を設
けることにより、複数の増幅器1〜4が共通の電源制御
ライン5を介して結合することを防止できるようにし
て、後段の増幅器から前段の増幅器に向けて信号が帰還
することによって増幅信号と帰還信号とが干渉してしま
う不都合を回避するとともに、後段の大きな信号が微小
信号を扱う初段まで帰還して発振してしまう不都合も回
避できるようにする。
Description
積回路に関し、特に、縦続接続された複数段の増幅部に
て信号のゲインを順次増幅する多段増幅器に用いて好適
なものである。
AMラジオ受信機のIF(Intermediate Frequency)ア
ンプなどには、微小入力信号を増幅して大きなゲインを
得るために、複数の増幅器を多段縦続接続して高利得を
得るようにした多段増幅器が用いられている。
図である。図4に示すように、多段増幅器は、入力側か
ら出力側へとn個(この例では4個)の増幅器1,2,
3,4が縦続接続されて構成されている。各増幅器1〜
4は、それぞれ同じ電源VDDに共通に接続されてお
り、この電源VDDを利用して増幅動作を行う。
御ライン5を介して与えられるデジタル制御信号(パワ
ーイネーブル(PE)信号、パワーディセーブル(P
D)信号)に基づいて、電源VDDのオン/オフが制御
される。どの増幅器にPE信号あるいはPD信号を送る
かは、デコーダ6によって制御される。
て、1段目の増幅器1に入力された微小信号は、当該増
幅器1により所定レベルだけ増幅されて出力される。こ
こで増幅されて出力された信号は、2段目の増幅器2に
入力され、当該増幅器2にて更に増幅されて出力され
る。
幅器3,4によって信号が順次増幅されていく。これに
より、1段目の増幅器1への微小入力信号は、後段にな
るに従って振幅が徐々に大きくなり、最終的に所定レベ
ルまで増幅された信号が4段目の増幅器4から出力され
る。
や、AMラジオ受信機のIFアンプなどでは80dB程
度の高利得が要求されており、この多段増幅器を通過す
ることによって、μV(マイクロボルト)オーダーの微
小入力信号がmV(ミリボルト)オーダーの信号まで増
幅される。
に、従来の多段増幅器では、1つの電源制御ライン5を
各段の増幅器1〜4に対して共通に接続している。その
ため、最終段の増幅器4からmVオーダーの信号が共通
の電源制御ライン5を通して帰還し、全ての増幅器1〜
4が電源制御ライン5によって物理的に結合してしま
う。
源制御ライン5とにより信号の帰還ループが形成され、
後段の増幅器から前段の増幅器に向けて信号が帰還して
しまう。これにより、通常の増幅信号と帰還信号とが干
渉して増幅動作が不安定になり、多段増幅器の能力が低
下してしまう問題があった。また、終段の増幅器4にお
けるmVオーダーの信号が、μVオーダーの微小信号を
扱う初段の増幅器1まで帰還すると、発振を起こしてし
まう問題もあった。
に成されたものであり、各増幅器の回路間の結合を防
ぎ、多段増幅器を安定して動作させることができるよう
にすることを目的とする。
前段からの入力信号を増幅して次段に出力する複数の増
幅器と、上記複数の増幅器に対して共通に接続された信
号線と、上記信号線上において上記複数の増幅器の少な
くとも1つの入力側に設けられたバッファ回路とを備え
たことを特徴とする。
記複数の増幅器に対する電源のオン/オフを制御する制
御信号を上記複数の増幅器に供給するための電源制御線
であることを特徴とする。本発明のその他の態様では、
上記バッファ回路は、上記信号線上において上記複数の
増幅器の全ての入力側に設けられることを特徴とする。
回路は、上記増幅器から上記信号線を介して信号が伝搬
するのを遮断するためのインバータ回路により構成され
ることを特徴とする。
力信号を増幅して次段に出力する複数の増幅器と、上記
複数の増幅器に対して共通に接続され、上記複数の増幅
器に対する電源のオン/オフを制御する制御信号を上記
複数の増幅器に供給するための電源制御線と、上記電源
制御線上において上記複数の増幅器のそれぞれの入力側
に設けられ、上記複数の増幅器から上記電源制御線を介
して信号が伝搬するのを遮断するためのインバータ回路
とを備えたことを特徴とする。
力信号を処理して次段に出力する複数の処理回路と、上
記複数の処理回路に対して共通に接続された制御線と、
上記制御線上において上記複数の処理回路の少なくとも
1つの入力側に設けられたバッファ回路とを備えたこと
を特徴とする。
ジタル回路とが混載された集積回路において、上記アナ
ログ回路と上記デジタル回路とに共通に接続された制御
線と、上記制御線上において上記アナログ回路と上記デ
ジタル回路の少なくとも一方の入力側に設けられたバッ
ファ回路とを備えたことを特徴とする。
回路は、前段からの入力信号を増幅して次段に出力する
複数の増幅器から成る多段増幅器を含むことを特徴とす
る。本発明のその他の態様では、上記制御線は、上記デ
ジタル回路と上記複数の増幅器とに対して共通に接続さ
れており、上記バッファ回路は、上記制御線上において
上記デジタル回路の入力側と上記複数の増幅器のそれぞ
れの入力側とに設けられることを特徴とする。
増幅器を構成する複数の増幅器に対して共通に接続され
ている信号線上において各増幅器の入力側に設けられた
バッファ回路によって、反射などによって増幅器から信
号線に向けて帰還してくる信号がバッファ回路を通過す
ることができなくなり、回路間の結合を分離することが
可能となる。
グ回路とデジタル回路とを混載した集積回路において、
アナログ回路とデジタル回路とに対して共通に接続され
ている制御線上でアナログ回路あるいはデジタル回路の
少なくとも何れかの入力側に設けられたバッファ回路に
よって、デジタル回路からのデジタルノイズが制御線を
介してアナログ回路に混入することがなくなり、アナロ
グ−デジタル回路間の結合を分離することが可能とな
る。
に基づいて説明する。図1は、本実施形態による多段増
幅器の構成例を示す図である。図1に示すように、本実
施形態の多段増幅器においては、入力側から出力側へと
n個(この例では4個)の増幅器1,2,3,4が縦続
接続されている。各増幅器1〜4は、それぞれ同じ電源
VDDに共通に接続されており、この電源VDDを利用
して増幅動作を行う。
御ライン5を介して与えられるデジタル制御信号(PE
信号、PD信号)に基づいて、電源VDDのオン/オフ
が制御される。どの増幅器にPE信号あるいはPD信号
を送るかは、デコーダ6によって制御される。すなわ
ち、デコーダ6は、外部より供給されるアドレス信号を
デコードし、当該アドレス信号に基づき特定される増幅
器に対してPE信号あるいはPD信号を供給する。
いて、1段目の増幅器1に入力された微小信号は、当該
増幅器1により所定レベルだけ増幅されて出力される。
ここで増幅されて出力された信号は、2段目の増幅器2
に入力され、当該増幅器2にて更に増幅されて出力され
る。
幅器3,4によって信号が順次増幅されていく。これに
より、1段目の増幅器1への微小入力信号は、後段にな
るに従って振幅が徐々に大きくなり、最終的に所定レベ
ルまで増幅された信号が4段目の増幅器4から出力され
る。
幅器1,2,3,4に対して共通に接続されている電源
制御ライン5上において、当該複数の増幅器1,2,
3,4の全ての入力側に複数のバッファ回路11,1
2,13,14を設けている。これら複数のバッファ回
路11〜14は、複数の増幅器1〜4が電源制御ライン
5を介して結合するのを遮断するするための回路であ
る。
幅器1〜4から電源制御ライン5を介して信号が伝搬す
るのを遮断するために、図3に示すように2つのインバ
ータ51,52を縦続接続した回路(以下、ダブルイン
バータと称する)により構成する。
入するバッファ回路11〜14をダブルインバータで構
成することにより、デコーダ6から増幅器1〜4にPE
信号あるいはPD信号を供給するときは、そのPE信号
/PD信号がそのままバッファ回路11〜14を通過し
て電源VDDのオン/オフを制御することが可能とな
る。
電源制御ライン5に向けて帰還してくる信号は、バッフ
ァ回路11〜14を通過することができず、信号の戻り
を遮断することが可能となる。つまり、複数の増幅器1
〜4が電源制御ライン5を介して結合することを防止す
ることができる。
器に向けて信号が帰還しないようにすることができ、通
常の増幅信号と帰還信号とが干渉して増幅の利得を制限
してしまう不都合を回避することができる。また、mV
オーダーの大きな信号がμVオーダーの微小信号を扱う
初段まで帰還して発振してしまう不都合も回避すること
ができ、多段増幅器を安定して動作させることができ
る。
1〜14をダブルインバータにより構成する例について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
すなわち、電源制御ライン5から増幅器1〜4に対する
PE信号やPD信号のみを通過させ、逆に増幅器1〜4
から電源制御ライン5に対する信号を遮断できる構成で
あれば何でも良い。
〜4の入力側にバッファ回路11〜14を挿入している
が、必ずしも全段に挿入する必要はない。例えば、最終
段で増幅されたmVオーダーの大きな信号がμVオーダ
ーの信号を扱う初段に帰還するのを特に遮断するため
に、何れかの増幅器の入力段に対してのみバッファ回路
を挿入するようにしても良い。
に共通に接続される信号線の例として電源制御ライン5
を挙げたが、これに限定されない。これ以外にも各増幅
器1〜4に共通に接続される制御線などがあれば、その
制御線を介して帰還ループが形成される可能性がある。
したがって、その制御線上の各増幅器1〜4の入力側に
もバッファ回路を設けることが有効である。
て説明したが、微小信号のゲインを増幅させる回路には
任意に適用することが可能である。また、信号のゲイン
を増幅させる回路に限らず、前段からの入力信号を処理
して次段に出力する処理回路を複数搭載した集積回路な
どであって、それら複数の処理回路に対して共通に接続
されている制御線があれば、そのような集積回路に対し
ても同様に本発明を適用することが可能である。この場
合は、各処理回路の入力側に上述したバッファ回路を設
ける。
例を示す図である。なお、図2において、図1に示した
符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するも
のであるので、ここでは重複する説明を省略する。
〜4が縦続接続された多段増幅器を含むアナログ回路2
0の他に、デジタル回路30も同じ半導体チップ上に集
積している。本実施形態においてデコーダ6から出力さ
れる電源制御ライン5は、アナログ回路20の各増幅器
1〜4とデジタル回路30の内部回路とに共通に接続さ
れている。
4の入力側には、図1の例と同様に複数のバッファ回路
11〜14が備えられている。さらに、図2の例では、
電源制御ライン5上におけるデジタル回路30の入力側
にもバッファ回路31が備えられている。
混載された集積回路において、アナログ回路20とデジ
タル回路30とを共通の電源制御ライン5を用いて制御
すると、デジタル回路30で発生した大きなデジタルノ
イズがアナログ回路20に入り込み、アナログ特性を大
きく劣化させてしまうことがある。
入力段にもバッファ回路31を設けることにより、アナ
ログ回路20とデジタル回路30とが電源制御ライン5
を介して結合することを防止でき、デジタル回路30の
デジタルノイズがアナログ回路20に回り込んで悪影響
を与える不都合を回避することができる。
結合ノイズを防ぐために、アナログ系電源とデジタル系
電源とを完全に独立させることも考えられるが、その場
合には電源回路や電源制御ライン等が複数必要になる。
これに対して、本実施形態によれば、単にバッファ回路
31を設けるだけで良いので、チップ面積の増大も防ぐ
ことができる。
ログ回路20内の各増幅器1〜4の入力側とデジタル回
路30の入力側の全てにバッファ回路11〜14,31
を挿入しているが、必ずしも全てに挿入する必要はな
い。例えば、デジタル回路30からのデジタルノイズが
アナログ回路20に混入することを防ぐことのみを目的
とするのであれば、デジタル回路30の入力段に対して
のみバッファ回路31を設ければ良い。
回路20の例として複数の増幅器1〜4から成る多段増
幅器を示したが、アナログ回路20の内部構成はこれに
限定されるものではない。また、図2の例においても、
アナログ回路20とデジタル回路30とに共通に接続さ
れる信号線は電源制御ライン5に限定されるものではな
く、これ以外にもアナログ回路20とデジタル回路30
とに共通に接続される制御線などがあれば、その制御線
上にバッファ回路を設けることが有効である。
び集積回路は、AMあるいはFMのラジオ受信機、テレ
ビジョン受信機、携帯電話機、コードレス電話機、近距
離無線データ通信技術のブルートゥース、無線LAN、
カーナビゲーションシステム、通信機能を備えたゲーム
機などのように、高周波信号(RF信号)を受信して処
理する機能を備えた各種電子機器に適用することが可能
である。
れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示し
たものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が
限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、
本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱する
ことなく、様々な形で実施することができる。
構成する複数の増幅器に対して共通に接続されている信
号線上で増幅器の入力側にバッファ回路を設けたので、
複数の増幅器が共通の信号線を介して結合することを防
止することができる。これにより、後段の増幅器から前
段の増幅器に向けて信号が帰還しないようにすることが
でき、増幅信号と帰還信号とが干渉して増幅の利得を制
限してしまう不都合を回避することができる。また、後
段の大きな信号が微小信号を扱う初段まで帰還して発振
してしまう不都合も回避することができ、多段増幅器を
安定して動作させることができる。
グ回路とデジタル回路とを混載した集積回路において、
アナログ回路とデジタル回路とに共通に接続されている
制御線上でアナログ回路あるいはデジタル回路の少なく
とも何れかの入力側にバッファ回路を設けたので、アナ
ログ回路とデジタル回路とが共通の制御線を介して結合
することを防止することができ、デジタル回路からのデ
ジタルノイズが制御線を介してアナログ回路に混入しな
いようにすることができる。
である。
ある。
図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 前段からの入力信号を増幅して次段に出
力する複数の増幅器と、 上記複数の増幅器に対して共通に接続された信号線と、 上記信号線上において上記複数の増幅器の少なくとも1
つの入力側に設けられたバッファ回路とを備えたことを
特徴とする多段増幅器。 - 【請求項2】 上記信号線は、上記複数の増幅器に対す
る電源のオン/オフを制御する制御信号を上記複数の増
幅器に供給するための電源制御線であることを特徴とす
る請求項1に記載の多段増幅器。 - 【請求項3】 上記バッファ回路は、上記信号線上にお
いて上記複数の増幅器の全ての入力側に設けられること
を特徴とする請求項1または2に記載の多段増幅器。 - 【請求項4】 上記バッファ回路は、上記増幅器から上
記信号線を介して信号が伝搬するのを遮断するためのイ
ンバータ回路により構成されることを特徴とする請求項
1〜3の何れか1項に記載の多段増幅器。 - 【請求項5】 前段からの入力信号を増幅して次段に出
力する複数の増幅器と、 上記複数の増幅器に対して共通に接続され、上記複数の
増幅器に対する電源のオン/オフを制御する制御信号を
上記複数の増幅器に供給するための電源制御線と、 上記電源制御線上において上記複数の増幅器のそれぞれ
の入力側に設けられ、上記複数の増幅器から上記電源制
御線を介して信号が伝搬するのを遮断するためのインバ
ータ回路とを備えたことを特徴とする多段増幅器。 - 【請求項6】 前段からの入力信号を処理して次段に出
力する複数の処理回路と、 上記複数の処理回路に対して共通に接続された制御線
と、 上記制御線上において上記複数の処理回路の少なくとも
1つの入力側に設けられたバッファ回路とを備えたこと
を特徴とする集積回路。 - 【請求項7】 アナログ回路とデジタル回路とが混載さ
れた集積回路において、 上記アナログ回路と上記デジタル回路とに共通に接続さ
れた制御線と、 上記制御線上において上記アナログ回路と上記デジタル
回路の少なくとも一方の入力側に設けられたバッファ回
路とを備えたことを特徴とする集積回路。 - 【請求項8】 上記アナログ回路は、前段からの入力信
号を増幅して次段に出力する複数の増幅器から成る多段
増幅器を含むことを特徴とする請求項7に記載の集積回
路。 - 【請求項9】 上記制御線は、上記デジタル回路と上記
複数の増幅器とに対して共通に接続されており、 上記バッファ回路は、上記制御線上において上記デジタ
ル回路の入力側と上記複数の増幅器のそれぞれの入力側
とに設けられることを特徴とする請求項8に記載の集積
回路。
Priority Applications (3)
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JP2001220876A JP2003037445A (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | 多段増幅器および集積回路 |
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