JP2007005877A

JP2007005877A - 電力分配器

Info

Publication number: JP2007005877A
Application number: JP2005180408A
Authority: JP
Inventors: Kosei Seki; 孝生関
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2007-01-11

Abstract

【課題】固定抵抗を使用しない回路構成で、単一信号または合成信号を出力する電力分配器の回路規模を小さくし、また単一信号出力モードでの損失を少なくすることである。
【解決手段】単一信号または合成信号を出力する電力分配器において、第１の高周波信号を受けて出力する第1のＰＩＮダイオードと、第２の高周波信号を受けて出力する第２のＰＩＮダイオードと、第1のＰＩＮダイオードの出力と第２のＰＩＮダイオードの出力とを受けて出力する第３のＰＩＮダイオードとを備え、第１のＰＩＮダイオードと第２のＰＩＮダイオードと、第３のＰＩＮダイオードとを順方向バイアスまたは逆方向バイアスして、単一信号または合成信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの信号源からの高周波信号を受けて、単一信号または合成信号を出力する電力分配器に関するものである。

従来の抵抗型電力分配器は、単一信号または合成信号の２状態をスイッチにより切換えて電力分配するものである。
しかし、従来の抵抗型電力分配器は、抵抗と、ＦＥＴスイッチまたはメカニカルスイッチを必要とするため回路規模が大きく、伝送信号経路のスイッチによる損失が生じてしまうという問題があった。
例えば、従来の抵抗型電力分配器は、図４と、図５に示す形態例があるので、それぞれについて説明する。
図４に示す抵抗型電力分配器は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と、スイッチＳＷ２１、ＳＷ２３とで構成している。
ここで、信号源ＳＧ１、ＳＧ２の信号源のインピーダンスと出力のＯＵＴに接続する負荷のインピーダンスをそれぞれ５０Ωとした場合、抵抗Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３の具体的な数値例は、それぞれ１６．７Ωである。
そして、２つの信号源ＳＧ１、ＳＧからの高周波信号の合成信号をＯＵＴから出力する場合、スイッチＳＷ２１とＳＷ２３をそれぞれｂ側に切換える。
また、信号源ＳＧ１からの高周波信号の単一信号を出力する場合、スイッチＳＷ２１とＳＷ２３をそれぞれａ側に切換える。
しかし、図４に示す抵抗型電力分配器は、信号経路にスイッチＳＷ２１、ＳＷ２２を含むため、回路規模が大きくなり、挿入損失が生じる。

次に、図５に示す抵抗型電力分配器は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、スイッチＳＷ２２とで構成している。
ここで、信号源ＳＧ１、ＳＧ２のインピーダンスと、出力のＯＵＴに接続する負荷のインピーダンスをそれぞれ５０Ωとした場合、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の具体的な抵抗値は、それぞれ１６．７Ωであり、抵抗Ｒ４は５０Ωである。
そして、２つの信号源ＳＧ１、ＳＧ２からの高周波信号の合成信号をＯＵＴから出力する場合、スイッチＳＷ２２をａ側に切換える。
次に、信号源ＳＧ１からの高周波の単一信号を出力する場合、スイッチＳＷ２２をｂ側に切換えて終端し、ＯＵＴから信号源ＳＧ１の信号を出力する。
なお、この抵抗型電力分配器は、信号源２自体にスイッチＳＷ２２の機能を有している場合もあるため実現は難しくない。
しかし、この抵抗型電力分配器は、単一信号を出力する場合にも信号経路に分配器が接続されているので挿入損失６ｄＢが常に生じる。
特許公開平６−１７７６９４

本発明が解決しようとする課題は、単一信号または合成信号を出力する電力分配器の回路規模を小さくし、また単一信号出力モードでの損失を少なくすることである。

本発明の第１は、
単一信号または合成信号を出力する電力分配器において、
第１の高周波信号を受けて出力する第1のＰＩＮダイオードと、
第２の高周波信号を受けて出力する第２のＰＩＮダイオードと、
第1のＰＩＮダイオードの出力と第２のＰＩＮダイオードの出力とを受けて出力する第３のＰＩＮダイオードとを備え、
第１のＰＩＮダイオードと第３のＰＩＮダイオードを順方向バイアスとし、第２のＰＩＮダイオードを逆方向バイアスしたとき、第１の高周波信号の単一信号を出力し、
第１のＰＩＮダイオードと第２のＰＩＮダイオードと、第３のＰＩＮダイオードとをそれぞれ所定の抵抗値となるように順方向バイアスしたとき、第１の高周波信号と第２の高周波信号との合成信号を出力することを特徴とする電力分配器。

本発明の第２は、
第１のＰＩＮダイオードと、第２のＰＩＮダイオードと、第３のＰＩＮダイオードの順方向電流をそれぞれ可変させて、出力信号レベルを可変できることを特徴とする本発明の第１に記載の電力分配器。

本発明の第３は、
第１のＰＩＮダイオードと、第２のＰＩＮダイオードと、第３のＰＩＮダイオードとをすべて逆方向バイアスさせて、出力信号をオフできることを特徴とする本発明の第１に記載の電力分配器。

本発明の電力分配器は、ＰＩＮダイオードで構成しているので、回路規模を小さくでき、また単一信号を出力する場合の損失も小さくできるという利点がある。

本発明の電力分配器は、固定抵抗の代わりに抵抗値可変デバイスを使用し、２つの信号源からの高周波信号を受けて、バイアス方向を切換えて単一信号または合成信号を出力する。

最初に、本発明の電力分配器の構成と各構成要素について説明する。
図１に示すように、本発明の電力分配器は、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３と、高周波チョークコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とで構成している。
ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３は、順方向バイアスして順方向電流が流れているときは低いインピーダンス（オン）となり、逆方向バイアスしたときは小容量のコンデンサ（接合容量）となり高インピーダンス（オフ）となる。
また、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３は、順方向電流を変えることにより等価抵抗値を変えることができるので、所望の抵抗値の抵抗とすることができる。
なお、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３は、ＦＥＴスイッチに比較して、少ない制御電力で大きな高周波信号のオン／オフ制御ができる。
電源ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、ＰＳ４は、ＰＩＮダイオードを順方向または逆方向にバイアス電圧を印加し、順方向電流を供給する電源である。
高周波チョークコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、電源ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、ＰＳ４へ高周波信号が流れ込まないように阻止するコイルである。

次に、図１に示す電力分配器により合成信号を出力する場合の動作について説明する。
この場合、高周波の信号源ＳＧ１、ＳＧ２の電源インピーダンスと出力ＯＵＴに接続する負荷のインピーダンスをそれぞれ５０Ωとした場合、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３の抵抗値が、それぞれ１６．７Ωとなるように電源ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３から電源ＰＳ４への電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を決定する。
つまり、図１に示す電力分配器の等価回路は、図２に示すようにＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３がそれぞれ抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３として表示できる。
そして、高周波の信号源ＳＧ１と、ＳＧ２との合成信号がＯＵＴから出力される。

次に、図１に示す電力分配器により単一信号を出力する場合の動作について説明する。
この場合、高周波の信号源ＳＧ１、ＳＧ２の電源インピーダンスと出力ＯＵＴに接続する負荷のインピーダンスをそれぞれ５０Ωとした場合、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ３が、オンとなる順方向バイアスとし、ＰＩＮダイオードＤ２がオフとなる逆方向バイアスとなるように電源ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３と電源ＰＳ４を決定する。
つまり、図１に示す電力分配器の等価回路は、図２に示すようにＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ３がそれぞれ直結となり、ＰＩＮダイオードＤ２がスイッチＳＷ２のオフとして表示できる。

そして、図１に示す電力分配器において、高周波の信号源ＳＧ１の単一信号がＯＵＴから出力される。
なお、ＰＩＮダイオードのアノードとカソードの方向は、直流電圧に対しては方向性があるが、高周波信号に対しては双方向性があるので図１に示した以外の接続方向としてもよい。
以上説明したように、本発明の単一信号または合成信号を出力する電力分配器は、回路規模を小さくし、また単一信号出力モードでの損失を少なくすることができる。

実施例１においては、単一信号または合成信号を出力する電力分配器として説明したが、図１に示すＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３のバイアスを個別に制御することで、実施例１以外の動作をさせることもできる。
例えば、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３の順方向電流を変化させることで、それぞれの抵抗値を可変させて、信号源ＳＧ１と出力ＯＵＴ間、信号源ＳＧ２と出力ＯＵＴ間の減衰量をそれぞれ変化させて信号レベルを調節して出力できる。
具体例として、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３の図２に示す抵抗値Ｒ１１＝Ｒ１２＝Ｒ１３＝１６．７Ωから、抵抗値Ｒ１３＝１６．７Ωはそのままとし、Ｒ１１＝８Ω、Ｒ１２＝２３Ω、へ変化させたとする。
この場合、信号源ＳＧ１から出力ＯＵＴへの減衰量は６ｄＢから５ｄＢとなり、また信号源ＳＧ２から出力ＯＵＴへの減衰量は６ｄＢから７ｄＢとなり、信号レベルを調整して出力できる。
なお、ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３をすべて逆方向バイアスとしてオフとすることで、２つの信号源のどちらの信号もＯＵＴから出力しないようにすることもできる。

本発明の電力分配器は、２つの信号源から合成信号（２トーン）や単一信号を発生する試験装置やシステム等に利用できる。

本発明の実施方法を示した回路図である。本発明の合成信号を出力する場合の等価回路図である。本発明の単一信号を出力する場合の等価回路図である。従来の回路図例１である。従来の回路図例２である。

符号の説明

Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ＰＩＮダイオード
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４高周波チョークコイル
ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、ＰＳ４電源
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４抵抗
ＳＧ１、ＳＧ２信号源
ＳＷ２、ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３スイッチ

Claims

単一信号または合成信号を出力する電力分配器において、
第１の高周波信号を受けて出力する第1のＰＩＮダイオードと、
第２の高周波信号を受けて出力する第２のＰＩＮダイオードと、
第1のＰＩＮダイオードの出力と第２のＰＩＮダイオードの出力とを受けて出力する第３のＰＩＮダイオードとを備え、
第１のＰＩＮダイオードと第３のＰＩＮダイオードを順方向バイアスとし、第２のＰＩＮダイオードを逆方向バイアスしたとき、第１の高周波信号の単一信号を出力し、
第１のＰＩＮダイオードと第２のＰＩＮダイオードと、第３のＰＩＮダイオードとをそれぞれ所定の抵抗値となるように順方向バイアスしたとき、第１の高周波信号と第２の高周波信号との合成信号を出力することを特徴とする電力分配器。
第１のＰＩＮダイオードと、第２のＰＩＮダイオードと、第３のＰＩＮダイオードの順方向電流をそれぞれ可変させて、出力信号レベルを可変できることを特徴とする請求項１記載の電力分配器。
第１のＰＩＮダイオードと、第２のＰＩＮダイオードと、第３のＰＩＮダイオードとをすべて逆方向バイアスさせて、出力信号をオフできることを特徴とする請求項１記載の電力分配器。