JP2006014241A - Amplification apparatus - Google Patents

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哲 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an amplification apparatus capable of avoiding a state where a reception quality is deteriorated or reception is disabled if a high frequency amplifier or a receiver is affected by an interference wave caused by a distortion. <P>SOLUTION: An amplification apparatus comprises a first amplifier 39a to which a first branch transmission line branching an AC signal transmission line for transmitting an AC signal is connected and in which the AC signal inputted from the first branch transmission line is outputted with an amplification value corresponding to a first control signal; a second amplifier 39b to which a second branch transmission line branching the AC signal transmission line is connected and in which the AC signal inputted from the second branch transmission line is outputted with an amplification value corresponding to a second control signal; and an output synthesizing section 310 for outputting the sum of the amplification value of the first amplifier and the amplification value of the second amplifier. The first control signal and the second control signal control an amplification value of any one of the first amplifier and the second amplifier to be reduced so as not to affect the other amplification value. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、無線通信網における携帯端末等で使用される高周波増幅器または受信機が歪みによる干渉波の影響を受けたとき、受信品質劣化や受信できない状態を回避できる増幅装置に関するものである。   The present invention relates to an amplifying apparatus capable of avoiding reception quality deterioration and a state in which reception is not possible when a high-frequency amplifier or receiver used in a portable terminal or the like in a wireless communication network is affected by interference waves due to distortion.

携帯端末とは異なるが、第1の従来例として、特許文献1の「光受信器」において、光通信の受信装置において、広範囲な受信レベル変動に対応する目的で、低雑音増幅器と低歪み増幅器を備え、受信レベルを判別し信号レベルが低い場合は低雑音増幅器を、高い場合は低歪み増幅器に切替えて受信品質を確保する構成を示している。
また別の方法である第2の従来例としての特許文献2では、受信装置の低雑音増幅器の入力段に可変減衰器を挿入し、入力レベルの調整を行ない低雑音増幅器の歪みを低減し、受信品質劣化や受信できない状態を回避していた。
更に第3の従来例としての特許文献3「歪み特性制御方式」では、携帯端末において、無駄な電力を抑える目的で、所定の歪み特性を得るために、低雑音増幅器の電流値を、送信時と受信時とで切替える構成を示している。
特開平9−298514号公報(4−5頁、第1図) 特開2000−101461号公報(8−10頁 第1図) 特開2001−292037号公報
Although different from a portable terminal, as a first conventional example, in the “optical receiver” of Patent Document 1, a low noise amplifier and a low distortion amplifier are used in an optical communication receiving apparatus in order to cope with a wide range of reception level fluctuations. And a low noise amplifier when the signal level is low and a low distortion amplifier when the signal level is low, and a low distortion amplifier when the signal level is high.
In Patent Document 2 as a second conventional example which is another method, a variable attenuator is inserted in the input stage of the low-noise amplifier of the receiving apparatus, the input level is adjusted, and distortion of the low-noise amplifier is reduced. It was avoiding reception quality degradation and inability to receive.
Further, in Patent Document 3 “Distortion Characteristic Control Method” as a third conventional example, in order to obtain a predetermined distortion characteristic in a portable terminal for the purpose of suppressing useless power, the current value of a low noise amplifier is transmitted at the time of transmission. And a configuration for switching between reception and reception.
JP-A-9-298514 (page 4-5, FIG. 1) JP 2000-101461 A (page 8-10, FIG. 1) JP 2001-292037 A

従来の受信装置は以上のように構成されており、第1の従来例においては、低雑音増幅器と低歪み増幅器を切替える為には信号ラインにスイッチを挿入せねばならず、切換時にインピーダンスが異なるので、レベル変動が生じる課題がある。更にレベルのみで低雑音増幅器および低歪み増幅器の切換を判断しているが、この技術を無線通信において適用する為には、受信する信号が希望波だけではなく妨害波による増幅器の歪み特性により干渉波が生成されてしまうので、受信で重要となる他の特性である品質に対する考慮が織り込まれていないという課題がある。
また第2の従来例においては、低雑音増幅器の入力段に可変減衰器を挿入しており、この可変減衰器によるロスの影響で雑音係数(NF)が劣化し、受信感度が劣化するという課題がある。
更に第3の従来例においては、単に送信時の電力節約だけを目的としており、単純な電流設定しかできない、という課題がある。
The conventional receiving apparatus is configured as described above. In the first conventional example, in order to switch between the low noise amplifier and the low distortion amplifier, a switch must be inserted in the signal line, and the impedance differs at the time of switching. Therefore, there is a problem that level fluctuation occurs. Furthermore, switching between a low noise amplifier and a low distortion amplifier is determined only by level, but in order to apply this technology in wireless communications, the received signal is not only interfered by the distortion characteristics of the amplifier due to the interference wave but also the desired wave. Since waves are generated, there is a problem that consideration for quality, which is another characteristic important in reception, is not factored in.
In the second conventional example, a variable attenuator is inserted in the input stage of the low noise amplifier, and the noise coefficient (NF) deteriorates due to the loss caused by the variable attenuator, and the reception sensitivity deteriorates. There is.
Furthermore, in the third conventional example, there is a problem that only a simple current setting can be made only for the purpose of saving power during transmission.

この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、高周波増幅器または受信機が歪みによる干渉波の影響を受けた時、受信品質劣化や受信できない状態を回避できる増幅器、受信装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. An amplifier and a receiving apparatus that can avoid reception quality deterioration and a state in which reception cannot be performed when a high-frequency amplifier or receiver is affected by interference waves due to distortion. The purpose is to obtain.

この発明に係る増幅装置は、交流信号を伝送する交流信号伝送路が分岐した第1分岐伝送路が接続され、この第1分岐伝送路から入力される上記交流信号を、第1制御信号に応じた増幅値で出力する第1増幅器と、
上記交流信号伝送路が分岐した第2分岐伝送路が接続され、この第2分岐伝送路から入力された上記交流信号を、第2制御信号に応じた増幅値で出力する第2増幅器と、
上記第1増幅器の増幅値と上記第2増幅器の増幅値との和を出力する出力合成部と、を備え、
上記第1制御信号及び上記第2制御信号は、上記第1増幅器または上記第2増幅器のいずれか一方の増幅値を、いずれか他方の増幅値に影響が無い程度に小さくするよう制御する信号とした。
The amplifying apparatus according to the present invention is connected to a first branch transmission line branched from an AC signal transmission line for transmitting an AC signal, and the AC signal input from the first branch transmission line is changed according to the first control signal. A first amplifier that outputs an amplified value;
A second amplifier that is connected to a second branch transmission line branched from the AC signal transmission line, and that outputs the AC signal input from the second branch transmission line with an amplification value corresponding to a second control signal;
An output synthesizer that outputs the sum of the amplified value of the first amplifier and the amplified value of the second amplifier;
The first control signal and the second control signal are a signal for controlling the amplification value of one of the first amplifier and the second amplifier so as not to affect the amplification value of the other. did.

この発明によれば、特性の異なる二つの増幅器を備えて、指定により切換えて動作するようにし、その際に受信信号を、特性の異なる二つの増幅器、例えば低雑音増幅器と低歪み増幅器とで共通化した入力点に加えるので、増幅器の切替のために受信信号ライン中にスイッチがなくロスが発生せず、感度劣化が生じないという効果がある。また切替時にインピーダンス変動が少ないので、信号損失は更に小さくなるという効果がある。   According to the present invention, two amplifiers having different characteristics are provided so as to operate by switching according to designation, and at that time, a received signal is shared by two amplifiers having different characteristics, for example, a low noise amplifier and a low distortion amplifier. Therefore, there is no switch in the received signal line for switching the amplifier, no loss occurs, and sensitivity is not deteriorated. Further, since there is little impedance variation at the time of switching, there is an effect that the signal loss is further reduced.

実施の形態1.
この発明に係る高周波増幅器または受信装置は、CDMA、PDC等の携帯電話の受信装置に利用できる。本発明の主旨の一つは、低雑音増幅器と低歪み増幅器のベースとコレクタをAC(交流)的に共通化して接続しそれぞれのトランジスタのバイアスを制御することで増幅器を切替える。このため、信号ラインにスイッチや可変減衰器を挿入する必要がなくロスが発生しないため感度劣化が生じない。また最初から信号入力を2つの増幅器に接続をしておき、増幅器を切替えるので切替時にインピーダンス変動が少なく、信号の位相連続性が必要となる用途に有効である。
更にまた受信品質に応じて、増幅器の電流をステップ的に可変して増大させることで入力インピーダンスを下げたり整合をずらすことができるため、増幅器の電圧利得の値を連続調整して下げることができる。このことにより増幅器の歪み特性が改善するので歪みによる干渉波の発生が抑えられ、干渉波の影響による受信品質の劣化や受信できない状態を回避できる受信装置を得ることが出来る。
Embodiment 1 FIG.
The high-frequency amplifier or receiving device according to the present invention can be used for a receiving device of a mobile phone such as CDMA or PDC. One of the gist of the present invention is to switch the amplifier by controlling the bias of each transistor by connecting the base and the collector of the low noise amplifier and the low distortion amplifier in common (AC). For this reason, it is not necessary to insert a switch or a variable attenuator in the signal line, and no loss occurs, so that sensitivity deterioration does not occur. In addition, since the signal input is connected to the two amplifiers from the beginning and the amplifiers are switched, there is little impedance fluctuation at the time of switching, which is effective for applications that require signal phase continuity.
Furthermore, since the input impedance can be lowered or the matching can be shifted by stepping up and increasing the amplifier current in accordance with the reception quality, the voltage gain value of the amplifier can be continuously reduced. . As a result, the distortion characteristics of the amplifier are improved, so that the generation of interference waves due to the distortion can be suppressed, and a receiving apparatus can be obtained that can avoid reception quality deterioration or reception failure due to the influence of interference waves.

この主旨による受信機の構成を説明する。
図1は、この発明の実施の形態1に関わる受信装置の構成を示す図であり、図2は受信装置の品質状態を示すものである。図3は歪み特性改善のための制御フロー図で、図4は図1中の高周波増幅器3の構成を示すものであり、図7は低雑音増幅器と低歪み増幅器の等価モデル図である。
以下図を参照してこの実施の形態における構成と動作について説明する。
The configuration of the receiver according to this gist will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 shows a quality state of the receiving apparatus. FIG. 3 is a control flow diagram for improving distortion characteristics, FIG. 4 shows the configuration of the high-frequency amplifier 3 in FIG. 1, and FIG. 7 is an equivalent model diagram of a low noise amplifier and a low distortion amplifier.
The configuration and operation in this embodiment will be described below with reference to the drawings.

図1において、アンテナ1により受信した信号は、デュプレクサ2を通ることで送信部10からの送信波や外来する受信帯域以外の不要波が除去されて、高周波増幅器3に入力される。そして高周波増幅器3で増幅され、その出力がバンドパスフィルタ4により、デュプレクサ2で十分減衰できなかった受信帯以外の不要波が除去されて、ミキサ5に入力される。ミキサ5と局発ローカル信号により、変調波信号に周波数変換されて、可変利得増幅器6に入力される。制御回路9は可変利得増幅器6の出力が一定となるように可変利得増幅器6利得を制御する。この可変利得増幅器6の出力は、ローパスフィルタ7により隣接チャネル波の信号が除去され、所望チャネルの信号のみが取りだされ、復調回路8に入力される。復調回路8は受信データの復調を行う。また復調回路8は受信した信号の信号レベルとデータ誤り率の情報を制御回路9に伝達し、制御回路9はこの得られた情報から高周波増幅器3に対し、高周波増幅器切替信号9bおよび電流制御信号9cにて、歪み改善の制御を行なう。   In FIG. 1, the signal received by the antenna 1 passes through the duplexer 2 to remove the transmission wave from the transmission unit 10 and unnecessary waves other than the external reception band, and is input to the high-frequency amplifier 3. Then, it is amplified by the high-frequency amplifier 3, and its output is removed by the band pass filter 4, and unnecessary waves other than the reception band that could not be sufficiently attenuated by the duplexer 2 are removed and input to the mixer 5. The signal is frequency-converted to a modulated wave signal by the mixer 5 and the local signal from the local station and input to the variable gain amplifier 6. The control circuit 9 controls the gain of the variable gain amplifier 6 so that the output of the variable gain amplifier 6 becomes constant. From the output of the variable gain amplifier 6, the signal of the adjacent channel wave is removed by the low-pass filter 7, and only the signal of the desired channel is taken out and input to the demodulation circuit 8. The demodulation circuit 8 demodulates received data. Further, the demodulating circuit 8 transmits the signal level and data error rate information of the received signal to the control circuit 9, and the control circuit 9 sends the high frequency amplifier switching signal 9b and the current control signal to the high frequency amplifier 3 from the obtained information. At 9c, distortion improvement is controlled.

次に高周波増幅器3の歪み改善の制御について説明する。図2に示すように受信装置の品質状態としてケース1のように受信信号レベル2bが低くて干渉波により受信品質2aが悪い状態と、またケース2のように受信信号レベル2bは高いが干渉波により受信品質2aが悪い状態とがあると考えらる。これらの状態を改善するために図3の制御フロー図を参照して高周波増幅器制御を説明する。   Next, the distortion improvement control of the high-frequency amplifier 3 will be described. As shown in FIG. 2, the received signal level 2b is low as in the case 1 and the reception quality 2a is poor due to the interference wave as in the case 1, and the received signal level 2b is high but the interference wave as in the case 2. Therefore, it can be considered that the reception quality 2a is in a bad state. In order to improve these conditions, high frequency amplifier control will be described with reference to the control flow diagram of FIG.

初めに制御回路9はケース1を想定して、復調回路8からの受信レベルと受信データ誤り率から、ステップS21(以下、ステップの記述を省略)で、受信レベル2bがケース1の下限値である、一定値以上で、受信誤り率が悪い(受信品質2aが悪い)場合に制御を開始する。受信レベルがある一定以下の場合、受信誤り率は干渉波の影響ではなく、受信信号が微弱であり受信機の熱雑音による影響が大きいため制御は行なわない。
S21で受信レベル2bがある一定以上で、しかしS22で受信誤り率が悪い場合、先行技術文献(IEEE JOUNAL OF SOLID STATE CIRCUIT, VOL.33 NO.4APRIL 1998)に示されるように、3次歪みのレベルがトランジスタに流す電流の3乗に反比例するため、この低雑音増幅器39aに電流を多く流し込むことで歪み特性を向上させることができる。S23で制御回路9は高周波増幅器3に対して電流制御信号9cにより、低雑音増幅器39aの電流をあるステップで増加して歪み特性を向上させる。その効果をみるため、電流増加後の受信品質をモニタして、規定の受信品質が確保できたかを確認する。未達の場合はさらに低雑音増幅器の電流を増加させ、S25で所定の最大電流値であるかを確認しながら、以上のルーチンを実施する。
First, assuming the case 1, the control circuit 9 assumes that the reception level from the demodulation circuit 8 and the received data error rate are step S21 (hereinafter step description is omitted), and the reception level 2b is the lower limit of case 1. Control is started when the reception error rate is poor (reception quality 2a is poor) above a certain value. When the reception level is below a certain level, the reception error rate is not influenced by the interference wave, but the received signal is weak and is largely influenced by the thermal noise of the receiver, and thus control is not performed.
If the reception level 2b is above a certain level in S21 but the reception error rate is bad in S22, the third-order distortion is reduced as shown in the prior art document (IEEE JOURNAL OF SOLID STATE CIRCUIT, VOL.33 NO.4APRIL 1998). Since the level is inversely proportional to the third power of the current flowing through the transistor, the distortion characteristic can be improved by flowing a large amount of current into the low noise amplifier 39a. In S23, the control circuit 9 increases the current of the low noise amplifier 39a in a certain step by a current control signal 9c to the high frequency amplifier 3 to improve the distortion characteristics. In order to see the effect, the reception quality after the current increase is monitored to confirm whether the prescribed reception quality has been secured. If not, the current of the low noise amplifier is further increased, and the above routine is executed while confirming whether or not the current value is a predetermined maximum value in S25.

S23で電流を増加しても目標のレベルにまで改善が達せず、かつ低雑音増幅器39aの電流値が最大電流値に達した場合は、制御回路9は増幅器切替信号9bを用いて高周波増幅器3内の増幅器を低歪み増幅器39bに切替える。S26で電流を初期値に戻すよう指定して、受信品質を確保できたかどうかを確認する。品質が未達の場合は、上記で低雑音増幅器に対して制御したように、S27で印加電流をあるステップで増加させた後に、S28で受信品質を確保できたかどうかの確認を行なうという制御を行なわせる。これをS29で電流最大値になるまで繰返す。   If the current does not reach the target level even if the current is increased in S23, and the current value of the low noise amplifier 39a reaches the maximum current value, the control circuit 9 uses the amplifier switching signal 9b to control the high frequency amplifier 3 The internal amplifier is switched to the low distortion amplifier 39b. In S26, it is designated to return the current to the initial value, and it is confirmed whether or not the reception quality is secured. If the quality is not achieved, the control is performed to increase the applied current in a certain step in S27, and confirm whether or not the reception quality can be secured in S28, as controlled for the low noise amplifier. Let it be done. This is repeated until the current reaches the maximum value in S29.

次に高周波増幅器3の具体的な構成と動作を説明する。
先に述べたように、本実施の形態における構成の特徴は、発明の主旨である二つの異なる特性を持つ増幅器に対して常時接続した共通の入力を与えて、これらの増幅器の動作を切換えてどちらかを用いることにある。即ち切替スイッチ等の挿入が必要なく、二つの増幅器使用の切替に伴うインピーダンス変動が連続であり、かつ変動が小さい。図1ないし図4の場合には、二つの増幅器はそれぞれ低雑音増幅器39aと低歪み増幅器39bになっている。そしてその動作点は、カレントミラー回路34aまたは34bによるバイアス電圧が、低雑音増幅器39aと低歪み増幅器39bのいずれかのベースに印加されて動作点が定まる。当然動作点は異なるよう電圧設定されているが、動作しない方の増幅器は、ベースがスイッチ41aまたは41bによりグランド電位に固定される。図8は、これらの増幅器の入出力特性を示す図である。この図8に示されるように、ベースがグランド電位になった方の増幅器は、その電圧(入力)―電流(出力)特性が、原点(0,0)を通って、下に凸の特性曲線から、入力が小さい入力電圧1の場合は出力電流1で示されるように、ほとんど出力が無い。一方ベースにカレントミラー回路から電圧が印加される動作側の増幅器は、その設定されたバイアス電圧により動作点は傾斜が急な部分に移り、重畳するRFINからの入力交流電圧に対して出力電流2の大きな電流変化出力が得られる。従って図4の構成で、増幅器切替制御信号9bを印加するだけで、二種類の増幅器39aと39bは、事実上、いずれかがそれぞれ設定されたバイアス電圧点で動作することとなる。
上記説明から明らかなように、カレントミラー回路は二つの増幅器にそれぞれ設定バイアス電圧を与える構成であり、他のバイアス電圧付与回路を用いる構成としても、同様な効果が得られる。
Next, a specific configuration and operation of the high frequency amplifier 3 will be described.
As described above, the feature of the configuration in the present embodiment is that a common input that is always connected to two amplifiers having different characteristics, which is the gist of the invention, is given, and the operation of these amplifiers is switched. There is to use either. That is, it is not necessary to insert a change-over switch or the like, impedance fluctuations associated with switching between the use of two amplifiers are continuous, and fluctuations are small. In the case of FIGS. 1 to 4, the two amplifiers are a low noise amplifier 39a and a low distortion amplifier 39b, respectively. The operating point is determined by applying a bias voltage from the current mirror circuit 34a or 34b to the base of either the low noise amplifier 39a or the low distortion amplifier 39b. Naturally, the operating point is set to a different voltage, but the base of the amplifier that does not operate is fixed to the ground potential by the switch 41a or 41b. FIG. 8 is a diagram showing the input / output characteristics of these amplifiers. As shown in FIG. 8, the amplifier whose base is at the ground potential has a voltage (input) -current (output) characteristic that passes through the origin (0, 0) and has a downward convex characteristic curve. Therefore, when the input is a small input voltage 1, as shown by the output current 1, there is almost no output. On the other hand, in the amplifier on the operation side where a voltage is applied to the base from the current mirror circuit, the operating point shifts to a steep slope due to the set bias voltage, and the output current 2 with respect to the input AC voltage from the superimposed RFIN. A large current change output can be obtained. Therefore, in the configuration of FIG. 4, only by applying the amplifier switching control signal 9b, the two types of amplifiers 39a and 39b are practically operated at the bias voltage points set respectively.
As is clear from the above description, the current mirror circuit is configured to apply a set bias voltage to each of the two amplifiers, and the same effect can be obtained even when a configuration using another bias voltage applying circuit is used.

図3のS21で高周波増幅器3において低雑音増幅器39aを選択する場合は、制御回路9からの増幅器切替信号9bにて低雑音増幅器切替用スイッチ32aをオンにし、そのベース側スイッチ41aをオフにして低雑音増幅器39aを動作させ、またそれと逆動作をする低歪み増幅器39bのベース側のスイッチ41bをオンにし、低歪み増幅器切替用スイッチ32bをオフにして、低歪み増幅器39bの動作を止める。
また制御回路9からの電流制御信号9cにより、図3のS23で、あるステップ毎に電流切替ができる低雑音増幅器用電流源31aを制御する。この低雑音増幅器用電流源31aは、カレントミラー部34a、35a、36a、37aを通じて電流値を調整してから、電流を低雑音増幅器39aに流し込む。こうして連続的に電流制御するので、出力信号の変化も滑らかになる。
デュプレクサ2出力の受信信号は、DC(直流)カットのコンデンサ38aを通じて低雑音増幅器39aのベースに入力される。この接続は増幅器切換に関係無く固定なので、インピーダンスは切換により変化しない。この受信信号は、バイアス33aにより電位固定されたカスコード増幅器310の、出力負荷311との接続点から出力される。
When the low noise amplifier 39a is selected in the high frequency amplifier 3 in S21 of FIG. 3, the low noise amplifier switching switch 32a is turned on by the amplifier switching signal 9b from the control circuit 9, and the base side switch 41a is turned off. The low-noise amplifier 39a is operated, and the switch 41b on the base side of the low-distortion amplifier 39b that performs the reverse operation is turned on, and the low-distortion amplifier switching switch 32b is turned off to stop the operation of the low-distortion amplifier 39b.
Also, the current control signal 9c from the control circuit 9 controls the current source 31a for the low noise amplifier that can switch the current at every step in S23 of FIG. The current source 31a for the low noise amplifier adjusts the current value through the current mirror units 34a, 35a, 36a, and 37a, and then flows the current into the low noise amplifier 39a. Since the current is continuously controlled in this way, the change in the output signal becomes smooth.
The duplexer 2 output received signal is input to the base of the low noise amplifier 39a through a DC (direct current) cut capacitor 38a. Since this connection is fixed regardless of amplifier switching, the impedance does not change by switching. This received signal is output from the connection point of the cascode amplifier 310 whose potential is fixed by the bias 33a and the output load 311.

一方、低歪み増幅器を選択する場合は、図3のS25で低雑音増幅器39aに電流を流し込むことでは歪み特性を満足できない場合に切替える、もしくは低雑音がそれほど要求されずに電流を抑えたい場合に低歪み増幅器39bを用いることになる。
動作としては制御回路9からの増幅器切替信号により、低歪み増幅器切替用スイッチ32bをオンにし、対になっている、低雑音増幅器切替用スイッチ32aをオフにする。そして制御回路9からの電流制御信号により、あるステップ毎に電流切替ができる定電流回路31bは、カレントミラー部34b、35b、36b、37b、313を通じて電流値を調整してから、電流を低歪み増幅器39bに流し込む。
デュプレクサ2の出力である受信信号は、DCカットのコンデンサ38bを通じて低歪み増幅器39bのベースに入力される。この受信信号は、バイアス電源33aにより電位固定されたカスコード増幅器310の、出力負荷311との接続点から出力される。
抵抗器312は、入力ダイナミックレンジを確保するための帰還抵抗器であり、この抵抗に発生する電圧分だけ入力ダイナミックレンジが広がり、低歪み増幅器を構成することになる。
On the other hand, when the low distortion amplifier is selected, the switching is performed when the distortion characteristic cannot be satisfied by supplying the current to the low noise amplifier 39a in S25 of FIG. 3, or the current is suppressed without requiring low noise so much. A low distortion amplifier 39b is used.
In operation, an amplifier switching signal from the control circuit 9 turns on the low distortion amplifier switching switch 32b and turns off the paired low noise amplifier switching switch 32a. Then, the constant current circuit 31b that can switch the current at every step by the current control signal from the control circuit 9 adjusts the current value through the current mirror units 34b, 35b, 36b, 37b, and 313, and then reduces the current distortion. It flows into the amplifier 39b.
The received signal which is the output of the duplexer 2 is input to the base of the low distortion amplifier 39b through the DC cut capacitor 38b. This received signal is output from the connection point of the cascode amplifier 310, the potential of which is fixed by the bias power supply 33a, with the output load 311.
The resistor 312 is a feedback resistor for securing an input dynamic range, and the input dynamic range is expanded by the amount of voltage generated in the resistor, thereby constituting a low distortion amplifier.

上記の高周波増幅器3の構成として、低雑音増幅器39aと低歪み増幅器39bのベースとコレクタをそれぞれAC(交流)的に共通化したことを特長としている。このため制御部からの制御により用途に応じた増幅器を切換選択する構成において、受信信号ライン中にスイッチを必要とせず、受信信号にロスが発生しないため、良好な受信特性を得ることが出来る。
また増幅器の電流を制御回路9からの電流制御信号を用いてステップ状に選択的に変えることにより、受信信号の歪み改善が可能となる。また高周波増幅器3の入力インピーダンスは、受信端が低雑音増幅器39aと低歪み増幅器39bが信号ラインに固定的に接続されているため、増幅器を切替える時のインピーダンスの整合変化が少ない。このことは受信信号の位相の連続性が求められるような用途において有効である。
The configuration of the high-frequency amplifier 3 is characterized in that the base and collector of the low noise amplifier 39a and the low distortion amplifier 39b are respectively AC (alternating current) common. For this reason, in the configuration in which an amplifier corresponding to the application is switched and selected by control from the control unit, no switch is required in the reception signal line, and no loss occurs in the reception signal, so that good reception characteristics can be obtained.
In addition, by selectively changing the current of the amplifier stepwise using the current control signal from the control circuit 9, it is possible to improve the distortion of the received signal. Further, the input impedance of the high-frequency amplifier 3 is such that there is little change in impedance matching when the amplifier is switched because the low noise amplifier 39a and the low distortion amplifier 39b are fixedly connected to the signal line at the receiving end. This is effective in applications where the continuity of the phase of the received signal is required.

また図7に示すように、低雑音増幅器のベース抵抗Riaがrπ=vi/ib=vi・β0/ic、低歪み増幅器のベース抵抗RibがRib=rπ+RE(β0+1)≒rπ(1+gm・R312)で表されるため、電流を増加することで増幅器の入力インピーダンスが下がり、電圧利得が下がるため増幅器の歪み特性が改善する。
以上の様に構成されているため、電流のトレードオフにより増幅器の歪み特性を選択的に改善し、受信品質を確保することができる。
この電流選択は、図3と図4においては、ステップ状に変更するとしたが、構成を代えて指令ボタンを決めて、制御信号を出す時間を指令ボタンの押下時間に比例するようにして、電流は指令ボタンの押下時間で連続的に増えるようにしてもよい。
また受信レベルは復調回路8から得る構成として説明したが、他の回路から得る様にしてもよい。
Further, as shown in FIG. 7, the base resistance Ria of the low noise amplifier is rπ = vi / ib = vi · β0 / ic, and the base resistance Rib of the low distortion amplifier is Rib = rπ + RE (β0 + 1) ≈rπ (1 + gm · R312). Therefore, increasing the current decreases the input impedance of the amplifier and decreases the voltage gain, thereby improving the distortion characteristics of the amplifier.
Since it is configured as described above, the distortion characteristics of the amplifier can be selectively improved by current trade-off, and the reception quality can be ensured.
The current selection is changed in steps in FIGS. 3 and 4, but the command button is determined instead of the configuration, and the time for issuing the control signal is proportional to the time of pressing the command button. May be continuously increased as the command button is pressed.
The reception level has been described as being obtained from the demodulation circuit 8, but it may be obtained from another circuit.

実施の形態2.
低歪み増幅器のダイナミック特性を改善し、対雑音性を高めた構成を説明する。
図5は、この目的のために図1中の高周波増幅器3として別の要素を用いた構成を示す図である。即ち、一方の増幅器としての、低歪み増幅器39bのエミッタに接続する帰還回路として抵抗ではなく、インダクタ314を用いる構成としている。
エミッタに抵抗を接続した場合には、低歪み増幅器39bのベース抵抗が帰還抵抗抵抗312の無い場合に比べて(1+gm・フィドバック抵抗312)倍と大きくなるので、雑音特性が問題となる可能性がある。しかしこの図5の構成によれば、帰還素子としてインダクタ314を用いているので上記ベース抵抗相当分が無くなり、この問題を解決することができる。
Embodiment 2. FIG.
A configuration in which the dynamic characteristics of the low distortion amplifier are improved and noise resistance is improved will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration in which another element is used as the high-frequency amplifier 3 in FIG. 1 for this purpose. That is, instead of a resistor, an inductor 314 is used as a feedback circuit connected to the emitter of the low distortion amplifier 39b as one amplifier.
When the resistor is connected to the emitter, the base resistance of the low distortion amplifier 39b is (1 + gm · feedback resistor 312) times as large as that without the feedback resistor 312. Therefore, there is a possibility that the noise characteristic becomes a problem. is there. However, according to the configuration of FIG. 5, since the inductor 314 is used as the feedback element, the amount corresponding to the base resistance is eliminated, and this problem can be solved.

同様主旨で他の構成として、図6は図1中の高周波増幅器3として別の要素を用いた構成を示す図である。即ち、図5における一方の増幅器、低歪み増幅器39bをバイポーラ・トランジスタではなく、MOS(モス)型トランジスタ39cを用いた構成である。MOS(モス)型トランジスタ39cの電流特性は2次のIC=β/2(Vgs−Vth)2で表されて、原理的に3次歪みの出方が少ない。
この構成によっても、実施の形態1の構成と同様の効果を得ることが出来る。
Similarly, FIG. 6 is a diagram showing a configuration using another element as the high-frequency amplifier 3 in FIG. That is, one amplifier in FIG. 5, the low distortion amplifier 39b, is not a bipolar transistor but a MOS (Moss) type transistor 39c. The current characteristic of the MOS transistor 39c is expressed by second order IC = β / 2 (Vgs−Vth) 2, and in principle there is little third order distortion.
Also with this configuration, the same effect as the configuration of the first embodiment can be obtained.

この発明の実施の形態1における受信装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the receiver in Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1における受信装置の受信品質と受信レベルに基づく制御の方法を示す図である。6 is a diagram illustrating a control method based on reception quality and reception level of the reception device in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における受信装置中の制御回路が行う制御フローを示す図である。6 is a diagram illustrating a control flow performed by a control circuit in the receiving apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における受信装置中の高周波増幅器の詳細な構成を示す図である。3 is a diagram illustrating a detailed configuration of a high-frequency amplifier in the receiving apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2における受信装置中の高周波増幅器の詳細な構成を示す図である。6 is a diagram illustrating a detailed configuration of a high-frequency amplifier in a receiving apparatus according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における他の受信装置中の、高周波増幅器の詳細な構成を示す図である。10 is a diagram illustrating a detailed configuration of a high-frequency amplifier in another receiving device according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態1における受信装置中の高周波増幅器の等価回路を示す図である。3 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a high-frequency amplifier in the receiving apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における受信装置中の増幅器の入出力特性を示す図である。6 is a diagram illustrating input / output characteristics of an amplifier in the receiving apparatus according to Embodiment 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 アンテナ、2 デュプレクサ、3 高周波増幅器、4 バンドパスフィルタ、5 ミキサ、6 可変利得増幅器、7 ローパスフィルタ、8 復調回路、9 制御回路、10 送信部、31a 低雑音増幅器用電流源、31b 低歪み増幅器用電流源、32a 低雑音増幅器切替用スイッチ、32b 低歪み増幅器切替用スイッチ、33a バイアス電源、34a 低雑音増幅器用カレントミラー電流補償トランジスタ、34b 低歪み増幅器用カレントミラー電流補償トランジスタ、35a 低雑音用増幅器カレントミラー・トランジスタ、35b 低歪み増幅器用カレントミラー・トランジスタ、36a 低雑音増幅器用カレントミラー抵抗、36b 低歪み増幅器用カレントミラー抵抗、37a 低雑音増幅器用カレントミラー抵抗、37b 低歪み増幅器用カレントミラー抵抗、38a 低雑音増幅器用DCカット・コンデンサ、38b 低歪み増幅器用DCカット・コンデンサ、39a 低雑音増幅器、39b 低歪み増幅器、39c 低歪み増幅器(MOSトランジスタ)、41a,41b 切替スイッチ、42a,42b インバータ、310 カスコード増幅器、311 出力負荷、312 帰還抵抗、313a フィードバック・ミラー抵抗、313b インダクタンスのミラー等価抵抗、314 インダクタ、S21 受信レベル検出ステップ、S22 受信品質検出ステップ、S23 低雑音増幅器に電流を増加するステップ、S24 受信品質検出ステップ、S25 電流値が最大かを検出するステップ、S26 低歪み増幅器に切替えて初期値設定するステップ、S27 低歪み増幅器に電流を増加させるステップ、S28 受信品質検出ステップ、S29 電流値が最大かを検出するステップ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna, 2 Duplexer, 3 High frequency amplifier, 4 Band pass filter, 5 Mixer, 6 Variable gain amplifier, 7 Low pass filter, 8 Demodulator circuit, 9 Control circuit, 10 Transmitter, 31a Current source for low noise amplifier, 31b Low distortion Amplifier current source, 32a Low noise amplifier switching switch, 32b Low distortion amplifier switching switch, 33a Bias power supply, 34a Current mirror current compensation transistor for low noise amplifier, 34b Current mirror current compensation transistor for low distortion amplifier, 35a Low noise Amplifier current mirror transistor, 35b Current mirror transistor for low distortion amplifier, 36a Current mirror resistance for low noise amplifier, 36b Current mirror resistance for low distortion amplifier, 37a Current mirror resistance for low noise amplifier, 37b Low distortion Current mirror resistor for amplifier only, 38a DC cut capacitor for low noise amplifier, 38b DC cut capacitor for low distortion amplifier, 39a Low noise amplifier, 39b Low distortion amplifier, 39c Low distortion amplifier (MOS transistor), 41a, 41b switching Switch, 42a, 42b inverter, 310 cascode amplifier, 311 output load, 312 feedback resistance, 313a feedback mirror resistance, 313b inductance mirror equivalent resistance, 314 inductor, S21 reception level detection step, S22 reception quality detection step, S23 low noise Step of increasing current to the amplifier, S24 reception quality detection step, S25 step of detecting whether the current value is maximum, S26 step of switching to the low distortion amplifier and setting the initial value, S27 increase of low distortion A step of increasing the current in the width device, a step of detecting S28 reception quality, and a step of detecting whether the current value is maximum.

Claims (5)

交流信号を伝送する交流信号伝送路が分岐した第1分岐伝送路が接続され、該第1分岐伝送路から入力される上記交流信号を、第1制御信号に応じた増幅値で出力する第1増幅器と、
上記交流信号伝送路が分岐した第2分岐伝送路が接続され、該第2分岐伝送路から入力された上記交流信号を、第2制御信号に応じた増幅値で出力する第2増幅器と、
上記第1増幅器の増幅値と上記第2増幅器の増幅値との和を出力する出力合成部と、を備え、
上記第1制御信号及び上記第2制御信号は、上記第1増幅器または上記第2増幅器のいずれか一方の増幅値を、いずれか他方の増幅値に影響が無い程度に小さくするよう制御する信号であることを特徴とする増幅装置。
A first branch transmission line branched from an AC signal transmission line for transmitting an AC signal is connected, and the AC signal input from the first branch transmission line is output with an amplification value corresponding to the first control signal. An amplifier;
A second amplifier that is connected to a second branch transmission line branched from the AC signal transmission line, and that outputs the AC signal input from the second branch transmission line with an amplification value corresponding to a second control signal;
An output synthesizer that outputs the sum of the amplified value of the first amplifier and the amplified value of the second amplifier;
The first control signal and the second control signal are signals for controlling the amplification value of one of the first amplifier and the second amplifier to be small enough not to affect the other amplification value. An amplifying device characterized by being.
第1制御信号または第2制御信号は、第1増幅器または第2増幅器から出力される増幅値を多段階に切替可能としたことを特徴とする請求項1記載の増幅装置。   2. The amplifying apparatus according to claim 1, wherein the first control signal or the second control signal can switch the amplification value output from the first amplifier or the second amplifier in multiple stages. 第1増幅器は低雑音増幅器であり、第2増幅器は低歪み増幅器であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の増幅装置。   3. The amplifying apparatus according to claim 1, wherein the first amplifier is a low noise amplifier, and the second amplifier is a low distortion amplifier. 受信信号の受信レベルを検出する受信レベル検出手段及び上記受信信号の受信品質を検出する受信品質検出手段を備えて、
上記受信レベル検出手段及び上記受信品質検出手段の検出結果に応じて第1増幅器及び第2増幅器を制御することを特徴とする請求項1記載の増幅装置。
A reception level detection means for detecting the reception level of the reception signal and a reception quality detection means for detecting the reception quality of the reception signal;
The amplifying apparatus according to claim 1, wherein the first amplifier and the second amplifier are controlled in accordance with detection results of the reception level detection means and the reception quality detection means.
第1増幅器または第2増幅器は、接地側端子にインダクタを接続したことを特徴とする請求項1記載の増幅装置。   The amplifying apparatus according to claim 1, wherein the first amplifier or the second amplifier has an inductor connected to a ground side terminal.
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