JP2006066961A - 可変減衰回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 回路構成が簡単で、減衰対象とする信号周波数領域の上限周波数が数ギガヘルツ（ＧＨｚ）程度であっても信号減衰量の最大値を大きくすることが可能な可変減衰回路１を提供する。
【解決手段】 ベース接地接続されたトランジスタ２と、トランジスタ２のコレクタと交流接地点間に接続された数オーム程度の微小抵抗値のコレクタ負荷抵抗３と、信号減衰度を調整するベースに接続されたバイアス調整抵抗６とを有し、トランジスタ２のエミッタに入力信号が供給され、コレクタから減衰された出力信号が導出される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ベース接地接続したトランジスタを用いた可変減衰回路に係り、特に、ベース接地接続したトランジスタのコレクタ負荷抵抗値を通常用いられる抵抗値に比べて大幅に低くすることにより信号減衰特性を得るようにした可変減衰回路に関する。

従来、高周波信号領域まで使用可能な可変減衰回路としては、半導体素子を用いたもの、特に、半導体素子にＰＩＮダイオードを用いたものが実用化されている。ＰＩＮダイオードを用いた可変減衰回路は、１個のＰＩＮダイオードを用いて回路を構成した場合、信号減衰量を大幅に変動させることが困難であるため、通常、３個程度のＰＩＮダイオードを用いてそれらのＰＩＮダイオードを組み合わせることにより、信号減衰量の変動範囲が比較的大きくなるようにしている。なお、この種の可変減衰回路の一例としては、改訂 高周波回路設定ノウハウ、６、１〔８〕電子アッテネータ、ｐ．２１９、ＣＱ出版、１９９２に開示されている。

このような可変減衰回路は、減衰対象となる信号周波数領域がキロヘルツ（ＫＨｚ）の範囲またはそれより高い数１０メガヘルツ（ＭＨｚ）程度であれば、減衰対象となる信号周波数領域に適用可能な応じたＰＩＮダイオードを選択することにより、減衰対象となる全信号周波数領域に対して良好な信号減衰特性を得ることが可能になり、信号減衰量の最大値として６０ｄＢ程度またはそれ以上の値を達成させることが可能である。

しかしながら、減衰対象とする信号周波数領域の上限周波数がもっと高くなり、特に、減衰対象とする信号周波数領域が１００メガヘルツ（ＭＨｚ）程度またはそれよりも高い周波数になった場合、高周波特性の良好なＰＩＮダイオードを選択して用いたとしても、信号周波数が高くなるに従って信号減衰量が順次低下するようになり、減衰対象となる信号周波数領域の上限周波数が１ギガヘルツ（ＧＨｚ）程度になると、同じ回路構成を有する可変減衰回路であっても、その信号減衰量の最大値が前述の６０ｄＢ程度またはそれ以上の値から２０〜３０ｄＢ程度の値にまで低下するようになる。

この種の既知の可変減衰回路において、減衰対象となる信号周波数領域の上限周波数が高くなった場合、その信号減衰量が低下する理由は、主にＰＩＮダイオード自体の構造に依存することが判っている。すなわち、ＰＩＮダイオードは、減衰対象となる信号周波数領域の上限周波数が高くなると、ＰＩＮダイオードにおける接合部の接合容量や引き出し線部分の寄生容量等のインピーダンスがその内部抵抗に比べて無視できない大きさになるので、ＰＩＮダイオードの内部抵抗を変化させたとしても、その内部抵抗の変化をこれらのインピーダンスが打ち消すように働いているためである。

これらの理由から、減衰対象とする信号周波数領域の上限周波数が高い場合であっても、信号減衰量の最大値を大きくすることができる可変減衰回路を得る場合には、使用するＰＩＮダイオードの個数をさらに増やすとともに、可変減衰回路の入出力回路間に形成される電磁的結合や静電的結合をより一層厳密に防ぐ手段を講ずる必要があり、その結果、可変減衰回路の回路構成が複雑になったり、可変減衰回路の回路規模が大きなものになったりし、その結果、可変減衰回路の製造コストが高価にならざるを得ないものであった。
改訂 高周波回路設定ノウハウ、６、１〔８〕電子アッテネータ、ｐ．２１９、ＣＱ出版、１９９２

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、その目的は、可変減衰回路の回路構成が複雑になることがなく、減衰対象とする信号周波数領域の上限周波数が数ギガヘルツ（ＧＨｚ）程度であっても信号減衰量の最大値を大きくすることが可能な可変減衰回路を提供することにある。

前述のように、ＰＩＮダイオードを用いた可変減衰回路は、減衰対象となる信号周波数領域の上限周波数が高くなった場合、信号減衰量の最大値が低下する要因がＰＩＮダイオード自体の構造にあることから、ＰＩＮダイオードを用いる限り、信号減衰量の最大値の低下を避けることは難しい。

そこで、本発明は、可変減衰回路にＰＩＮダイオードを用いる代わりに、通常の接合形バイポーラトランジスタを用い、そのバイポーラトランジスタをベース接地接続で使用すればよいことに着目した。すなわち、バイポーラトランジスタをベース接地接続にした場合は、よく知られているように、そのコレクタ−ベース間（Ｃ−Ｂ間）の接合容量（通常、帰還容量とも呼ばれている）と、そのベース−エミッタ間（Ｂ−Ｅ間）の拡散容量とが存在し、さらに、そのコレクタ−エミッタ間の接合容量も存在しているが、コレクタ−エミッタ間の接合容量は、その中間部に接地接続したベースが存在しているため、ＰＩＮダイオードのように、コレクタ−エミッタ間の接合容量を考慮する必要が殆どない。

このように、可変減衰回路にベース接地接続のトランジスタを用いた場合は、減衰対象となる信号をそのエミッタ−ベース間に加えるようにし、そのコレクタ−ベース間から信号を取り出すようにすればよい。このとき、当該トランジスタのコレクタ−ベース間の接合容量は、出力ラインと基準電位点（アース点）間の静電容量を増加させ、当該トランジスタのエミッタ−ベース間の拡散容量は、入力ラインと基準電位点（アース）間の静電容量を増加させるので、増加したこれらの静電容量は、減衰対象となる信号周波数領域の上限周波数における周波数帯域を制限する高域カットオフ特性が低下するようになる。そこで、本発明においては、このような高域カットオフ特性の低下を受けない回路にするために、ベース接地接続のトランジスタの入出力インピーダンスを出来る限り低くなるような構成にし、増加した静電容量の影響を受けないようにしている。

一般に、ベース接地接続のトランジスタは、エミッタに入力された信号が増幅されてコレクタから取り出されるが、そのトランジスタのコレクタ負荷抵抗の値を通常用いている負荷抵抗の値よりも極めて低い抵抗値のもの、この場合、数オーム程度の極めて低い負荷抵抗を用いると、トランジスタの信号増幅度がその極めて低い負荷抵抗によってなくなり、むしろ信号減衰度が得られるようになって、トランジスタが信号減衰器として動作するようになる。この場合、トランジスタのベースバイアス電圧を調整可能な構成にし、そのベースバイアス電圧を変化させるようにようにすれば、トランジスタの動作点が変化し、信号減衰量の最大値が変化する可変減衰回路を得ることができる。

この場合、ベース接地接続のトランジスタは、その入力インピーダンスが極めて低く、数オーム程度のインピーダンスに相当するから、ベース接地接続のトランジスタの挿入損失を出来るだけ小さくするために、出来るだけ低い出力インピーダンス、可能であれば１オーム程度以下の超低出力インピーダンスを持った駆動回路によって駆動する必要がある。そして、このような超低出力インピーダンスを持った駆動回路を用いれば、ベース接地接続のトランジスタの増加した静電容量の影響を受けないようにし、信号周波数領域の上限周波数を高くできる点で好ましいことである。

そこで、前記目的を達成するために、本発明による可変減衰回路は、請求項１に記載したように、ベース接地接続されたトランジスタと、トランジスタのコレクタと交流接地点間に接続された数オーム程度の微小抵抗値のコレクタ負荷抵抗と、信号減衰度を調整するベースに接続されたバイアス調整抵抗とを有し、トランジスタのエミッタに入力信号が供給され、コレクタから減衰された出力信号が導出される構成を具備している。

この場合、前記構成を有する可変減衰回路の入力に接続される駆動回路は、請求項２に記載したように、エミッタフォロワ接続された前置トランジスタを有し、前置トランジスタのベースに入力信号が供給され、前置トランジスタのエミッタに得られた信号が可変減衰回路のトランジスタのエミッタに供給される第１の構成手段を具備している。

前記第１の構成手段において、請求項３に記載したように、可変減衰回路のベース接地接続されたトランジスタと駆動回路のエミッタフォロワ接続された前置トランジスタとは、互いに相補型のトランジスタが用いられ、ベース接地接続されたトランジスタのエミッタとエミッタフォロワ接続された前置トランジスタのエミッタとを直結した構成にすることができる。

また、前記構成を有する可変減衰回路の入力に接続される駆動回路は、請求項４に記載したように、入力端子側インピーダンスが有限値を示し、出力端子側インピーダンスが略０値を示すフィルタを有し、フィルタの入力端子に入力信号が供給され、フィルタの出力端子から導出された信号がベース接地接続トランジスタのエミッタに供給される第２の構成手段を具備している。

請求項１に記載した発明によれば、この可変減衰回路は、高周波特性が良好なベース接地接続のトランジスタを用い、そのトランジスタのコレクタ負荷抵抗の抵抗値を、通常用いられるコレクタ負荷抵抗の抵抗値に比べて極端に低い値、すなわち数オーム程度の低い抵抗値に選んだもので、その一例として、コレクタ負荷抵抗を５オームに選び、コレクタとアース点間の浮遊容量を３ｐＦとすれば、その等価低域通過特性を示すカットオフ周波数は、１／（２π×５×３×１０^-12）＝１０．６ギガヘルツ（ＧＨｚ）となり、そのカットオフ周波数から見て、減衰対象となる信号周波数領域の上限周波数として数ギガヘルツ（ＧＨｚ）程度まで使用できる可変減衰回路を簡単な回路構成のもので実現することができ、安価な製造コストで広周波数帯域の可変減衰回路が得られるという効果がある。

また、請求項２に記載した発明によれば、可変減衰回路の入力に接続される駆動回路は、エミッタフォロワ接続された前置トランジスタを有し、前置トランジスタのベースに入力信号が供給され、前置トランジスタのエミッタに得られた信号が可変減衰回路のトランジスタのエミッタに供給されるので、ベース接地接続されたトランジスタのエミッタ入力をエミッタフォロワによる十分に低い出力インピーダンスで駆動することが可能になり、その結果、ベース接地接続のトランジスタの増加した静電容量の影響を受けることが少なく、信号周波数領域の上限周波数を高くできるという効果がある。

さらに、請求項３に記載した発明によれば、可変減衰回路のベース接地接続されたトランジスタと駆動回路のエミッタフォロワ接続された前置トランジスタとは、互いに相補型のトランジスタが用いられ、ベース接地接続されたトランジスタのエミッタとエミッタフォロワ接続された前置トランジスタのエミッタとを直結しているので、ベース接地接続されたトランジスタのエミッタ入力をエミッタフォロワによる十分低いインピーダンスで駆動することが可能になり、ベース接地接続のトランジスタの増加した静電容量の影響を受けることが少なく、信号周波数領域の上限周波数を高くできるとともに、可変減衰回路と駆動回路との接続部分の構成を大幅に簡素化できるという効果がある。

また、請求項４に記載した発明によれば、可変減衰回路の入力に接続される駆動回路は、入力インピーダンスが有限値であるＲオームを示し、出力インピーダンスが略ゼロオームを示すフィルタを用いたもので、フィルタの入力端子に入力信号が供給され、フィルタの出力端子から導出された信号がベース接地接続トランジスタのエミッタに供給されるので、ベース接地接続されたトランジスタのエミッタ入力を略ゼロオームのフィルタの極めて低い出力インピーダンスで駆動することが可能になり、ベース接地接続のトランジスタの増加した静電容量の影響を受けることが少なく、信号周波数領域の上限周波数を高くできるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明による可変減衰回路の実施の形態に係わるもので、その駆動回路を含んだ要部構成を示す回路図である。

図１に示されるように、可変減衰回路１は、ベース接地接続のトランジスタ２と、コレクタ負荷抵抗３と、エミッタ抵抗４と、ベース抵抗５と、ベースバイアス電圧調整用ポテンショメータ６と、バイパスコンデンサ７と、入力結合コンデンサ８と、出力結合コンデンサ９と、第１直流電源１０と、信号結合端子１１と、信号出力端子１２とを有している。また、駆動回路１３は、エミッタフォロワ接続のトランジスタ１４と、エミッタ負荷抵抗１５と、ベースバイアス電圧分圧抵抗１６、１７と、入力結合コンデンサ１８と、第２直流電源１９と、信号入力端子２０とを有しており、信号結合端子１１を可変減衰回路１と共用している。

可変減衰回路１において、トランジスタ２は、コレクタがコレクタ負荷抵抗３を通して第１直流電源１０の正電極に接続されるとともに出力結合コンデンサ９を通して信号出力端子１２に接続され、ベースがベース抵抗５を通してポテンショメータ６の中間端子に接続されるとともにバイパスコンデンサ７を通して接地接続され、エミッタがエミッタ抵抗４を通して接地接続されるとともに入力結合コンデンサ８を通して信号結合端子１１に接続されている。ポテンショメータ６は、一端が第１直流電源１０の正電極に接続され、他端が接地接続されている。第１直流電源１０は、負電極が接地接続される。また、駆動回路１３において、トランジスタ１４は、エミッタがエミッタ負荷抵抗１５を通して接地接続されるとともに直接信号結合端子１１に接続され、ベースが入力結合コンデンサ１８を通して信号入力端子２０に接続され、コレクタが直接第２直流電源１９の正電極に接続されている。ベースバイアス電圧分圧抵抗１６、１７は、一方の抵抗１６がトランジスタ１４のベースとコレクタ間に接続され、他方の抵抗１７がトランジスタ１４のベースと接地点間に接続されている。第２直流電源１９は、負電極が接地接続される。

この場合、可変減衰回路１におけるトランジスタ２のコレクタ負荷抵抗３は、通常用いられるコレクタ負荷抵抗の抵抗値に比べて極端に低い抵抗値、具体的には数オームの抵抗値を持ったものが用いられる。また、エミッタ抵抗４も通常用いられるエミッタ抵抗の抵抗値に比べてかなり低い抵抗値のもの、例えば数オーム乃至１０数オーム程度の抵抗値を持ったものが用いられる。同じように、ベース抵抗５及びポテンショメータ６も通常用いられるベース抵抗の抵抗値及び通常用いられるポテンショメータ６の抵抗値に比べてかなり低い抵抗値のものが用いられる。ただし、ポテンショメータ６は、その調整によってトランジスタ２の動作点を変えるものであるため、ベース抵抗５及びポテンショメータ６には、ポテンショメータ６の調整によってトランジスタ２の動作点を変更可能な抵抗値を有するものを用いる必要がある。

また、駆動回路１３におけるトランジスタ１４のエミッタ負荷抵抗１５は、その抵抗値として通常用いられるエミッタ負荷抵抗の抵抗値よりも低い抵抗値のものが用いられるが、その抵抗値は、可変減衰回路１におけるトランジスタ２のエミッタ入力インピーダンス値に見合った出力インピーダンス値を呈するようなものが選択される。

前記構成を備えた駆動回路１３を含む可変減衰回路１は次のように動作する。
駆動回路１３において、信号入力端子２０に信号が供給されると、その信号は、入力結合コンデンサ１８を通してエミッタフォロワ接続のトランジスタ１４のベースに供給される。トランジスタ１４は、ベースに供給された信号を電流増幅し、増幅された信号がエミッタから導出され、信号結合端子１１に供給される。次いで、可変減衰回路１は、信号結合端子１１に供給された信号を入力結合コンデンサ８を通してベース接地接続のトランジスタ２のエミッタに入力する。トランジスタ２は、本来であれば、エミッタに入力された信号を増幅してコレクタから増幅した信号を出力するが、コレクタ負荷抵抗３の抵抗値が数オーム程度と通常のコレクタ負荷抵抗の抵抗値に比べて極端に低く設定されているため、コレクタから出力された信号はその極端に低いコレクタ負荷抵抗３によって減衰を受け、減衰された信号がコレクタから出力結合コンデンサ９を通して信号出力端子１２に供給される。

この場合、可変減衰回路１は、トランジスタ２のベースにポテンショメータ６が接続されていて、そのポテンショメータ６を調整することにより、トランジスタ２のベースバイアス電圧が調整され、その動作点が変更される。そして、トランジスタ２の動作点が変更されると、その動作点の変更に応じてトランジスタ２の信号減衰量、すなわち可変減衰回路１の信号減衰量が変更され、ポテンショメータ６の中間端子と他端との間の抵抗値を最大抵抗値から最小抵抗値（ゼロオーム値）まで変化させると、トランジスタ２のベースバイアス電圧が最大値から最小値（ゼロ電圧値）まで変化し、可変減衰回路１の信号減衰量が調整可能な最小小減衰量から最大減衰量との間で変化し、可変減衰回路１が構成される。

ところで、図１に図示した駆動回路１３は、可変減衰回路１におけるベース接地接続のトランジスタ２の低入力インピーダンス特性にインピーダンス整合させるため、低出力インピーダンス特性を有する１個のエミッタフォロワ接続のトランジスタ１４を用いて構成している。しかるに、１個のエミッタフォロワ接続のトランジスタ１４を用いたとき、その低出力インピーダンス特性によっても可変減衰回路１の低入力インピーダンス特性とのインピーダンス整合が難しいとき、同一回路構成のエミッタフォロワ接続のトランジスタを２個または３個並列接続して用い、駆動回路１３の低出力インピーダンス特性を所望のインピーダンス値にすることができる。

ここで、図２は、図１に図示した可変減衰回路１における信号周波数対信号減衰量との関係の一例を示す特性図であって、横軸方向はヘルツ（Ｈｚ）で表した信号周波数であり、縦軸方向はデシベル（ｄＢ）で表した信号減衰量である。

図２に図示の特性が得られた可変減衰回路１は、トランジスタ２のコレクタ負荷抵抗３として３．３オームの抵抗値のものが用いられ、トランジスタ２のエミッタと基準電位点（アース点）間及びコレクタと基準電位点（アース点）間にそれぞれ３ｐＦの浮遊容量が存在するものでであって、図中に示される曲線Ａ、Ｂ、Ｃは、トランジスタ２のベース電流値を３種類に変化させた場合の特性を示すものである。そして、曲線Ａ、Ｂ、Ｃは、ともに、エミッタ−コレクタ間に存在する結合容量の影響を除いたときの特性であるが、曲線Ｃに示すベース電流の設定時に、エミッタ−コレクタ間に０．０１ｐＦの結合容量を見込むと、曲線Ｃの特性が曲線Ｄに示すような特性になる。

図２に示すように、この実施の形態による可変減衰回路１は、それぞれの曲線Ａ、Ｂ、Ｃともに、１０メガヘルツ（ＭＨｚ）から数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の信号周波数範囲内でほぼ平坦な信号減衰量が得られ、また、高域周波数において若干の信号減衰量の低下が許容されるものであれば、１０ギガヘルツ（ＧＨｚ）までの信号周波数範囲内で所要の信号減衰量が得られるもので、１個のベース接地接続のトランジスタ２を用いるいう簡単な構成手段により、減衰対象として広い周波数帯域の信号を適用可能な可変減衰回路が得られる。

次に、図３は、本発明による可変減衰回路の他の実施の形態に係わるもので、その駆動回路を含んだ要部構成を示す回路図であり、全体の回路構成を簡素化した例を示すものである。

図３に示されるように、この可変減衰回路１’は、ベース接地接続のトランジスタ２と、コレクタ負荷抵抗３と、ベース抵抗５と、ベースバイアス電圧調整用ポテンショメータ６と、バイパスコンデンサ７と、出力結合コンデンサ９と、第１直流電源１０と、信号結合端子１１と、信号出力端子１２とを有する点で、図１に図示の可変減衰回路１と同じであるが、トランジスタ２の導電型をｐｎｐ型（ちなみに可変減衰回路１のトランジスタ２は導電型がｎｐｎ型）に変更するとともに、エミッタ抵抗４と入力結合コンデンサ８とを省略し、第１直流電源１０をポテンショメータ６の他端と基準電位点（接地点）との間に接続するようにした点で、可変減衰回路１と異なっている。また、この駆動回路１３’は、エミッタフォロワ接続のトランジスタ１４と、ベースバイアス電圧分圧抵抗１６、１７と、入力結合コンデンサ１８と、第２直流電源１９と、信号入力端子２０とを有しており、信号結合端子１１を可変減衰回路１と共用している点で図１に図示の駆動回路１３と同じであるが、エミッタ負荷抵抗１５が省略されている点で駆動回路１３と異なっている。すなわち、可変減衰回路１’は、トランジスタ２のエミッタが信号結合端子１１に直結され、ポテンショメータ６の一端が基準電位点（接地点）に直接接続される。また、駆動回路１３’は、トランジスタ１４のエミッタが信号結合端子１１に直結される。

かかる構成を有する可変減衰回路１’及び駆動回路１３’の動作は、図１に図示された可変減衰回路１及び駆動回路１３の動作と殆ど同じであるので、可変減衰回路１’及び駆動回路１３’の動作の説明は省略する。可変減衰回路１’及び駆動回路１３’を用いれば、トランジスタ２のエミッタとトランジスタ１４のエミッタとは信号結合端子１１を通して直接接続され、その間に何等の構成部品も存在しないことから、可変減衰回路１に比べて構成部品点数が低減され、回路構成を簡単にすることができる。

次に、図４は、本発明による可変減衰回路のさらに他の実施の形態に係わるもので、その駆動回路を含んだ要部構成を示す回路図であり、駆動回路の出力インピーダンスを極低出力インピーダンス化するとともに、可変減衰回路と駆動回路との組を２つ並列的に配置し、使用時に２つの組のいずれか一方の組を切替使用する例を示すものである。

図４に示されるように、可変減衰回路１Ａ、１Ｃと駆動回路１３Ａとの組み合わせが第１組を構成し、可変減衰回路１Ｂ、１Ｃと駆動回路１３Ｂとの組み合わせが第２組を構成しており、可変減衰回路１Ｃは、第１組と第２組とで共用される回路部分である。また、第１組の駆動回路１３Ａ及び第２組の駆動回路１３Ｂは、いずれも、入力インピーダンス値が有限値Ｒオームで、出力インピーダンス値がゼロオームになるように設計された通過周波数帯域を異にするバンドパスフィルタ、すなわちＲ−０型と呼ばれているバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）からなっている。

可変減衰回路１Ａは、ベース接地接続のトランジスタ２Ａと、エミッタ抵抗４Ａと、ベース抵抗５Ａと、ベースバイアス電圧調整用ポテンショメータ６Ａと、バイパスコンデンサ７Ａと、信号結合端子１１Ａとを備えており、可変減衰回路１Ｂは、ベース接地接続のトランジスタ２Ｂと、エミッタ抵抗４Ｂと、ベース抵抗５Ｂと、ベースバイアス電圧調整用ポテンショメータ６Ｂと、バイパスコンデンサ７Ｂと、信号結合端子１１Ｂとを備えている。可変減衰回路１Ｃは、コレクタ負荷抵抗３と、出力結合コンデンサ９と、第１直流電源１０と、信号出力端子１２と、切替スイッチ２１とを備えている。

可変減衰回路１Ａにおいて、トランジスタ２Ａは、ベースがベース抵抗５Ａを通してポテンショメータ６Ａの中間端子に接続されるとともにバイパスコンデンサ７Ａを通してポテンショメータ６Ａの他端とともに接地接続され、エミッタがエミッタ抵抗４Ａを通して接地接続されるとともに信号結合端子１１Ａに直接接続される。トランジスタ２Ａのコレクタは、可変減衰回路１Ｃのコレクタ負荷抵抗３を通して第１直流電源１０の正電極に接続されるとともに出力結合コンデンサ９を通して信号出力端子１２に接続される。ポテンショメータ６Ａは、一端が可変減衰回路１Ｃの切替スイッチ２１の一方の切替接点に接続される。

同様に、可変減衰回路１Ｂにおいて、トランジスタ２Ｂは、ベースがベース抵抗５Ｂを通してポテンショメータ６Ｂの中間端子に接続されるとともにバイパスコンデンサ７Ｂを通してポテンショメータ６Ｂの他端とともに接地接続され、エミッタがエミッタ抵抗４Ｂを通して接地接続されるとともに信号結合端子１１Ｂに直接接続される。トランジスタ２Ｂのコレクタは、可変減衰回路１Ｃのコレクタ負荷抵抗３を通して第１直流電源１０の正電極に接続されるとともに出力結合コンデンサ９を通して信号出力端子１２に接続される。ポテンショメータ６Ｂは、一端が可変減衰回路１Ｃの切替スイッチ２１の他方の切替接点に接続される。

可変減衰回路１Ｃにおいて、第１直流電源１０は負電極が接地接続され、切替スイッチ２１の可動接点は第１直流電源１０は正電極に接続される。

また、駆動回路１３Ａとなるバンドパスフィルタは、インダクタ２２ＡＬとコンデンサ２２ＡＣとが並列接続された第１ＬＣ並列回路２２Ａと、インダクタ２３ＡＬとコンデンサ２３ＡＣとが直列接続された第１ＬＣ直列回路２３Ａと、インダクタ２４ＡＬとコンデンサ２４ＡＣとが並列接続された第２ＬＣ並列回路２４Ａと、インダクタ２５ＡＬとコンデンサ２５ＡＣとが直列接続された第２ＬＣ直列回路２５Ａとを備えている。同じように、駆動回路１３Ｂとなるバンドパスフィルタは、インダクタ２２ＢＬとコンデンサ２２ＢＣとが並列接続された第１ＬＣ並列回路２２Ｂと、インダクタ２３ＢＬとコンデンサ２３ＢＣとが直列接続された第１ＬＣ直列回路２３Ｂと、インダクタ２４ＢＬとコンデンサ２４ＢＣとが並列接続された第２ＬＣ並列回路２４Ｂと、インダクタ２５ＢＬとコンデンサ２５ＢＣとが直列接続された第２ＬＣ直列回路２５Ｂとを備えている。

駆動回路１３Ａにおいて、第１ＬＣ並列回路２２Ａは、一端が信号入力端子２０Ａに接続され、他端が接地点に接続される。第１ＬＣ直列回路２３Ａは、一端が信号入力端子２０Ａに接続され、他端が共通接続点Ｃに接続される。第２ＬＣ直列回路２５Ａは、一端が共通接続点Ｃに接続され、他端が接地点に接続される。第２ＬＣ並列回路２４Ａは、一端が共通接続点Ｃに接続され、他端が信号結合端子１１Ａに接続される。同じように、駆動回路１３Ｂにおいて、第１ＬＣ並列回路２２Ｂは、一端が信号入力端子２０Ｂに接続され、他端が接地点に接続される。第１ＬＣ直列回路２３Ｂは、一端が信号入力端子２０Ｂに接続され、他端が共通接続点Ｃに接続される。第２ＬＣ並列回路２４Ｂは、一端が共通接続点Ｃに接続され、他端が接地点に接続される。第２ＬＣ直列回路２５Ｂは、一端が共通接続点Ｃに接続され、他端が信号結合端子１１Ｂに接続される。

前記構成による可変減衰回路は、次のように動作する。

いま、切替スイッチ２１の可動接点を一方の切替接点側に切替接続すると、第１直流電源１０の出力電圧がコレクタ負荷抵抗３を通してトランジスタ２Ａ、トランジスタ２Ｂの各コレクタに供給され、それと同時に、切替接続された切替スイッチ２１を通して出力電圧がトランジスタ２Ａのベースに供給されるので、可変減衰回路１Ａのトランジスタ２Ａだけが動作状態になる。このとき、駆動回路１３Ａの信号入力端子２０Ａに信号が供給されると、その信号は駆動回路１３Ａを構成するバンドパスフィルタによって第１の周波数帯域の信号が抽出され、抽出された信号が結合端子１１Ａを通して可変減衰回路１Ａに伝送供給される。可変減衰回路１Ａは、信号結合端子１１Ａを通してトランジスタ２Ａのエミッタに信号が供給されると、前述のように、コレクタ負荷抵抗３が極めて低い抵抗値に設定されているので、トランジスタ２Ａのコレクタから出力された信号はコレクタ負荷抵抗３により減衰され、減衰された信号が出力結合コンデンサ９を通して信号出力端子１２に供給される。

一方、切替スイッチ２１の可動接点を他方の切替接点側に切替接続すると、第１直流電源１０の出力電圧がコレクタ負荷抵抗３を通してトランジスタ２Ａ、トランジスタ２Ｂの各コレクタに供給されるのは前述のとおりであるが、切替接続された切替スイッチ２１を通して出力電圧がトランジスタ２Ｂのベースに供給されるので、可変減衰回路１Ｂのトランジスタ２Ｂだけが動作状態になる。このとき、駆動回路１３Ｂの信号入力端子２０Ｂに信号が供給されると、その信号は駆動回路１３Ｂを構成するバンドパスフィルタによって第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域の信号が抽出され、抽出された信号が結合端子１１Ｂを通して可変減衰回路１Ｂに伝送供給される。可変減衰回路１Ｂは、信号結合端子１１Ｂを通してトランジスタ２Ｂのエミッタに信号が供給されると、同じようにコレクタ負荷抵抗３が極めて低い抵抗値に設定されているので、トランジスタ２Ｂのコレクタから出力された信号はこのコレクタ負荷抵抗３により減衰され、減衰された信号が出力結合コンデンサ９を通して信号出力端子１２に供給される。

この実施に形態によれば、駆動回路１３Ａを構成するバンドパスフィルタ及び駆動回路１３Ｂを構成するバンドパスフィルタの出力インピーダンスがほぼセロオーム、入力インピーダンスが有限抵抗値のほぼＲオームに設定されているので、既知の駆動回路のように、同じ回路構成の２つまたは３つの回路を並列接続して駆動回路の出力インピーダンスを低下させなくても、駆動回路１３Ａ、１３Ｂの出力インピーダンスが可変減衰回路１Ａ、１Ｂの極めて低い入力インピーダンスにインピーダンス整合するようになり、既知の駆動回路に比べて、駆動回路１３Ａ、１３Ｂの構成を簡素化することができる。

以上のように、本発明による可変減衰回路は、ベース接地接続の１個のトランジスタ２、２Ａ、２Ｂと極めて低抵抗値を持つコレクタ負荷抵抗３とを用いて、メガヘルツ（ＭＨｚ）領域の高周波帯域から数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の超高周波帯域に至るまでの周波数の信号を有効に減衰させることが可能なもので、ＰＩＮダイオードを用いて構成したこの種の可変減衰回路に比べて、使用可能な信号周波数帯域を拡大させることができるとともに、使用される構成部品を低減した回路構成が簡単な可変減衰回路を得ることができる。

本発明による可変減衰回路の実施の形態に係わるもので、その駆動回路を含んだ要部構成を示す回路図である。 図１に図示した可変減衰回路における信号周波数対信号減衰量との関係の一例を示す特性図である。 本発明による可変減衰回路の他の実施の形態に係わるもので、その駆動回路を含んだ要部構成を示す回路図である。 本発明による可変減衰回路のさらに他の実施の形態に係わるもので、その駆動回路を含んだ要部構成を示す回路図である。

符号の説明

１、１’１Ａ、１Ｂ 可変減衰回路
２、２Ａ、２Ｂ ベース接地接続のトランジスタ
３ コレクタ負荷抵抗
４、４Ａ、４Ｂ エミッタ抵抗
５、５Ａ、５Ｂ ベース抵抗
６、６Ａ、６Ｂ ベースバイアス電圧調整用ポテンショメータ
７、７Ａ、７Ｂ バイパスコンデンサ
８ 入力結合コンデンサ
９ 出力結合コンデンサ
１０ 第１直流電源
１１ 共通結合端子
１２ 信号出力端子
１３、１３’、１３Ａ、１３Ｂ 駆動回路
１４ エミッタフォロワ接続のトランジスタ
１５ エミッタ負荷抵抗
１６、１７ ベースバイアス抵抗
１８ 入力結合コンデンサ
１９ 第２直流電源
２０、２０Ａ、２０Ｂ 信号入力端子
２１ 切替スイッチ
２２Ａ、２２Ｂ 第１ＬＣ並列回路
２３Ａ、２３Ｂ 第１ＬＣ直列回路
２４Ａ、２４Ｂ 第２ＬＣ並列回路
２５Ａ、２５Ｂ 第２ＬＣ直列回路

Claims (4)

1. ベース接地接続されたトランジスタと、前記トランジスタのコレクタと交流接地点間に接続された数オーム程度の微小抵抗値のコレクタ負荷抵抗と、信号減衰度を調整する前記ベースに接続されたバイアス調整抵抗とを有し、前記トランジスタのエミッタに入力信号が供給され、前記コレクタから減衰された出力信号が導出されることを特徴とする可変減衰回路。
2. 前記可変減衰回路の入力に接続される駆動回路であって、エミッタフォロワ接続された前置トランジスタを有し、前記前置トランジスタのベースに入力信号が供給され、前記前段トランジスタのエミッタに得られた信号が前記可変減衰回路のトランジスタのエミッタに供給されることを特徴とする請求項１に記載の可変減衰回路。
3. 前記可変減衰回路のベース接地接続されたトランジスタと前記駆動回路のエミッタフォロワ接続された前置トランジスタとは、互いに相補型のトランジスタが用いられ、前記ベース接地接続されたトランジスタのエミッタと前記エミッタフォロワ接続された前置トランジスタのエミッタとを直結したことを特徴とする請求項２に記載の可変減衰回路。
4. 前記可変減衰回路の入力に接続される駆動回路であって、入力端子側インピーダンスが有限値を示し、出力端子側インピーダンスが略０値を示すフィルタを有し、前記フィルタの入力端子に入力信号が供給され、前記フィルタの出力端子から導出された信号が前記ベース接地接続トランジスタのエミッタに供給されることを特徴とする請求項１に記載の可変減衰回路。

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