JP2007028459A - Amplifier circuit for radio transmission, radio transmitting/receiving circuit, semiconductor integrated circuit, and radio communication equipment - Google Patents

Amplifier circuit for radio transmission, radio transmitting/receiving circuit, semiconductor integrated circuit, and radio communication equipment Download PDF

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康一 津原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amplifier circuit for radio transmission for making it unnecessary to provide any RF switch. <P>SOLUTION: This radio communication equipment 1 includes an antenna 2, an RF filter 3, a matching circuit 4 for transmission/reception, a coupling capacitor 5 for transmission, a coupling capacitor 6 for reception and a radio transmission/reception circuit 7. The radio transmission/reception circuit 7 includes a transmission system circuit 8 and a reception system circuit 9. The transmission system circuit 8 includes a modulation circuit 11, a power amplifier 12 and an impedance conversion circuit 13 for transmission. The reception system circuit 9 includes an impedance conversion circuit 21 for reception, a low noise amplifier 22 and a demodulation circuit 23. When the power amplifier 12 is a low level, the power amplifier 12 receives the supply of a power, and outputs a transmission signal obtained by amplifying the output signal of the modulation circuit 11 to the impedance conversion circuit 13 for transmission, and when the transmission control signal is a high level, the power amplifier 12 does not perform any amplifying operation. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、無線送信用増幅回路、無線送受信回路、半導体集積回路、及び、無線通信装置に関する。   The present invention relates to a wireless transmission amplifier circuit, a wireless transmission / reception circuit, a semiconductor integrated circuit, and a wireless communication apparatus.

従来より、無線通信装置において、時分割複信（ＴＤＤ：time division duplex）方式が用いられている。このようなＴＤＤ方式を用いた従来の無線通信装置について、図面を参照しながら説明する。   Conventionally, a time division duplex (TDD) method has been used in wireless communication devices. A conventional wireless communication apparatus using such a TDD system will be described with reference to the drawings.

図３は、従来の無線通信装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、この無線通信装置３１は、アンテナ３２と、ＲＦ（radio frequency）フィルタ３３と、ＲＦスイッチ３４と、送信用整合回路３５と、受信用整合回路３６と、送信系回路３７と、受信系回路３８とを具備する。   FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional wireless communication apparatus. As shown in FIG. 3, the wireless communication device 31 includes an antenna 32, an RF (radio frequency) filter 33, an RF switch 34, a transmission matching circuit 35, a reception matching circuit 36, and a transmission system circuit 37. And a reception system circuit 38.

ＲＦフィルタ３３は、アンテナ３２に接続されており、ＲＦスイッチ３４は、送信時において、ＲＦフィルタ３３と送信用整合回路３５との間を接続し、受信時において、ＲＦフィルタ３３と受信用整合回路３６との間を接続する。送信用整合回路３５は、送信系回路３７にも接続されており、送信系回路３７とＲＦフィルタ３３との間のインピーダンス整合を行う。受信用整合回路３６は、受信系回路３８にも接続されており、受信系回路３８とＲＦフィルタ３３との間のインピーダンス整合を行う。   The RF filter 33 is connected to the antenna 32, and the RF switch 34 connects between the RF filter 33 and the transmission matching circuit 35 at the time of transmission, and RF filter 33 and the reception matching circuit at the time of reception. 36 is connected. The transmission matching circuit 35 is also connected to the transmission system circuit 37 and performs impedance matching between the transmission system circuit 37 and the RF filter 33. The reception matching circuit 36 is also connected to the reception system circuit 38 and performs impedance matching between the reception system circuit 38 and the RF filter 33.

送信系回路３２は、変調回路４１と、パワーアンプ４２とを具備する。変調回路４１は、外部から供給される送信データを変調してパワーアンプ４２に出力し、パワーアンプ４２は、変調回路４１の出力信号（ＲＦ信号）を増幅した送信信号を送信用整合回路３５に出力する。送信信号は、送信用整合回路３５〜ＲＦスイッチ３４〜ＲＦフィルタ３３を経由してアンテナ３２に伝達され、アンテナ３２から電波が送信される。   The transmission system circuit 32 includes a modulation circuit 41 and a power amplifier 42. The modulation circuit 41 modulates transmission data supplied from the outside and outputs it to the power amplifier 42. The power amplifier 42 sends the transmission signal obtained by amplifying the output signal (RF signal) of the modulation circuit 41 to the transmission matching circuit 35. Output. The transmission signal is transmitted to the antenna 32 via the transmission matching circuit 35 to the RF switch 34 to the RF filter 33, and radio waves are transmitted from the antenna 32.

受信系回路３８は、ローノイズアンプ５１と、復調回路５２とを具備する。ローノイズアンプ５１には、アンテナ３２によって受信された電波に基づく受信信号がＲＦフィルタ３３〜ＲＦスイッチ３４〜受信用整合回路３６を経由して供給される。ローノイズアンプ５１は、受信信号を増幅して、復調回路５２に出力する。復調回路５２は、ローノイズアンプ５１の出力信号を復調した受信データを外部回路に出力する。   The reception system circuit 38 includes a low noise amplifier 51 and a demodulation circuit 52. A reception signal based on the radio wave received by the antenna 32 is supplied to the low noise amplifier 51 via the RF filter 33 to the RF switch 34 to the reception matching circuit 36. The low noise amplifier 51 amplifies the received signal and outputs it to the demodulation circuit 52. The demodulation circuit 52 outputs the reception data obtained by demodulating the output signal of the low noise amplifier 51 to an external circuit.

図４は、パワーアンプ４２の回路構成を示す図である。図４に示すように、パワーアンプ４２は、一端が高電位側の電源電位（ここでは、ＶＤＤ）に接続されたコイルＬ１１と、ドレイン〜ソース経路がコイルＬ１１の他端と低電位側の電源電位（ここでは、接地電位ＶＳＳ）との間に接続されたＮチャネルトランジスタＱＮ１１とを具備する。 FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of the power amplifier 42. As shown in FIG. 4, the power amplifier 42 includes a coil L11 having one end connected to a power supply potential on the high potential side (here, V DD ), and a drain-source path on the other end of the coil L11 and the low potential side. An N-channel transistor QN11 connected between a power supply potential (here, ground potential V SS ).

トランジスタＱＮ１１のゲートには、変調回路４１の出力信号（ＲＦ信号）が供給される。変調回路４１の出力信号（ＲＦ信号）を増幅した送信信号が、コイルＬ１１とトランジスタＱＮ１１の接続点から送信用整合回路３５に出力される。   The output signal (RF signal) of the modulation circuit 41 is supplied to the gate of the transistor QN11. A transmission signal obtained by amplifying the output signal (RF signal) of the modulation circuit 41 is output to the transmission matching circuit 35 from the connection point between the coil L11 and the transistor QN11.

このように、無線通信装置３１においては、アンテナ３２を送信時及び受信時の両時に使用するため、ＲＦスイッチ３４を必要とする。また、送信用整合回路３５及び受信用整合回路３６の２個の整合回路を必要とする。そのため、部品数が多くなり、消費電力の増加、コストの増大を招いていた。   As described above, the wireless communication device 31 requires the RF switch 34 in order to use the antenna 32 both at the time of transmission and at the time of reception. Further, two matching circuits, that is, a transmission matching circuit 35 and a reception matching circuit 36 are required. For this reason, the number of parts is increased, resulting in an increase in power consumption and cost.

関連する技術として、下記の特許文献１には、入力された送信信号を増幅して出力する送信用増幅器と、入力された受信信号を増幅して出力する受信用増幅器と、送信信号を所定の特性インピーダンスを有する配線を介してアンテナに出力すると共に受信信号をアンテナから配線を介して入力するためのアンテナ側入出力端子を有し、送信用増幅器から出力された送信信号が整合回路を介することなく入力され、入力された送信信号をアンテナ側入出力端子に出力する第１の接続状態とアンテナ側入出力端子から入力された受信信号を受信用増幅器に出力する第２の接続状態との切替えを行なう切替えスイッチと、切替えスイッチと受信用増幅器との間に接続され、受信用増幅器の入力インピーダンスと送信用増幅器の出力インピーダンスとの整合をとる受信側整合回路と、配線と切替えスイッチとの間に接続され、配線の特性インピーダンスと送信用増幅器の出力インピーダンスとの整合をとるアンテナ側整合回路とを備えていることを特徴とする通信用無線機の送受信回路が掲載されている。   As a related technique, the following Patent Document 1 discloses a transmission amplifier that amplifies and outputs an input transmission signal, a reception amplifier that amplifies and outputs an input reception signal, It has an antenna side input / output terminal for outputting to the antenna via the wiring having the characteristic impedance and inputting the reception signal from the antenna via the wiring, and the transmission signal output from the transmission amplifier passes through the matching circuit. Switching between a first connection state in which the input transmission signal is input and the input transmission signal is output to the antenna side input / output terminal and a second connection state in which the reception signal input from the antenna side input / output terminal is output to the reception amplifier A changeover switch that is connected between the changeover switch and the reception amplifier, and an input impedance of the reception amplifier and an output impedance of the transmission amplifier. A receiving-side matching circuit that performs matching, and an antenna-side matching circuit that is connected between the wiring and the changeover switch and that matches the characteristic impedance of the wiring and the output impedance of the transmission amplifier are provided. The transceiver circuit of the communication radio is listed.

この通信用無線機の送受信回路によれば、送信用増幅器と切替えスイッチとの間の整合回路は不要となり、整合回路を１個で済ませることができる。しかしながら、切替えスイッチは依然として必要である。   According to the transmission / reception circuit of this communication radio, a matching circuit between the transmission amplifier and the changeover switch is not required, and only one matching circuit can be used. However, a changeover switch is still needed.

特開平８−３０７３０５号公報（第１頁、図２）JP-A-8-307305 (first page, FIG. 2)

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、ＲＦスイッチを不要とすることができる無線送信用増幅回路を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、そのような無線送信用増幅回路を具備する無線送受信回路を提供することを第２の目的とする。また、本発明は、そのような無線送受信回路を具備する半導体集積回路を提供することを第３の目的とする。また、本発明は、そのような半導体集積回路を具備する無線通信装置を提供することを第４の目的とする。   Therefore, in view of the above points, a first object of the present invention is to provide a wireless transmission amplifier circuit that can eliminate the need for an RF switch. A second object of the present invention is to provide a wireless transmission / reception circuit having such a wireless transmission amplifier circuit. A third object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit including such a wireless transmission / reception circuit. In addition, a fourth object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus including such a semiconductor integrated circuit.

以上の課題を解決するため、本発明に係る無線送信用増幅回路は、無線送信に用いられる無線送信用増幅回路であって、送信時において、入力信号を増幅し、増幅して得られた送信信号を出力し、非送信時において、増幅を行わないことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a wireless transmission amplifier circuit according to the present invention is a wireless transmission amplifier circuit used for wireless transmission, and a transmission obtained by amplifying and amplifying an input signal at the time of transmission A signal is output, and amplification is not performed at the time of non-transmission.

この無線送信用増幅回路が、パワーアンプであることとしても良い。   The wireless transmission amplifier circuit may be a power amplifier.

また、送信時において活性化され非送信時において非活性化される送信制御信号に応じて動作し、送信制御信号が活性化されている場合に、電力の供給を受け、送信制御信号が非活性化されている場合に、電力の供給が遮断されるようにしても良い。   Also, it operates in response to a transmission control signal that is activated at the time of transmission and deactivated at the time of non-transmission. When the transmission control signal is activated, power is supplied and the transmission control signal is deactivated. If the power supply is turned on, the power supply may be cut off.

また、ドレイン又はソースが高電位側の電源電位に接続され、ゲートに送信制御信号が入力される第１のトランジスタと、一端が第１のトランジスタのソース又はドレインに接続されたインダクタと、ドレイン又はソースがインダクタの他端に接続され、ソース又はドレインが低電位側の電源電位に接続され、ゲートに入力信号が入力される第２のトランジスタと、を具備し、インダクタと第２のトランジスタの接続点から送信信号を出力するようにしても良い。   In addition, a drain or source is connected to a power supply potential on the high potential side, a transmission control signal is input to the gate, an inductor having one end connected to the source or drain of the first transistor, a drain or A second transistor in which a source is connected to the other end of the inductor, a source or drain is connected to a power supply potential on the low potential side, and an input signal is input to the gate, and the connection between the inductor and the second transistor A transmission signal may be output from a point.

また、非送信時において、入力信号のバイアス成分がカットされ、インダクタと第２のトランジスタの接続点がハイインピーダンス状態になるようにしても良い。   Further, at the time of non-transmission, the bias component of the input signal may be cut, and the connection point between the inductor and the second transistor may be in a high impedance state.

また、本発明に係る無線送受信回路は、送信信号を外部に出力する本発明に係る無線送信用増幅回路と、外部から入力される受信信号を増幅する無線受信用増幅回路とを具備する。   In addition, a wireless transmission / reception circuit according to the present invention includes a wireless transmission amplification circuit according to the present invention that outputs a transmission signal to the outside, and a wireless reception amplification circuit that amplifies a reception signal input from the outside.

この無線送受信回路において、無線受信用増幅回路がローノイズアンプであることとしても良い。   In this wireless transmission / reception circuit, the wireless reception amplifier circuit may be a low noise amplifier.

また、本発明に係る半導体集積回路は、本発明に係る無線送受信回路を具備する。   The semiconductor integrated circuit according to the present invention includes the wireless transmission / reception circuit according to the present invention.

この半導体集積回路において、無線送信用増幅回路の出力端子に接続され、無線送信用増幅回路の出力インピーダンスの値を所定の値に変換するための送信用インピーダンス変換回路と、無線受信用増幅回路の入力端子に接続され、無線受信用増幅回路の入力インピーダンスの値を値に変換するための受信用インピーダンス変換回路とを更に具備するようにしても良い。   In this semiconductor integrated circuit, a transmission impedance conversion circuit connected to the output terminal of the wireless transmission amplifier circuit for converting the output impedance value of the wireless transmission amplifier circuit into a predetermined value, and a wireless reception amplifier circuit A reception impedance conversion circuit connected to the input terminal for converting the input impedance value of the wireless reception amplification circuit into a value may be further provided.

また、送信用インピーダンス変換回路及び／又は受信用インピーダンス変換回路が、パッド、リード、及び／又は、ワイヤを用いて構成されているようにしても良い。   Further, the transmission impedance conversion circuit and / or the reception impedance conversion circuit may be configured using pads, leads, and / or wires.

また、本発明に係る無線通信装置は、本発明に係る半導体集積回路と、一端が送信用インピーダンス変換回路に接続された送信用結合キャパシタと、一端が受信用インピーダンス変換回路に接続された受信用結合キャパシタと、送信用及び受信用結合キャパシタの他端に接続されたアンテナとを具備する。   The wireless communication apparatus according to the present invention includes a semiconductor integrated circuit according to the present invention, a transmission coupling capacitor having one end connected to the transmission impedance conversion circuit, and a reception end having one end connected to the reception impedance conversion circuit. A coupling capacitor; and an antenna connected to the other end of the transmitting and receiving coupling capacitors.

この無線通信装置において、アンテナと送信用及び受信用結合キャパシタの他端との間に接続されたフィルタ回路を更に具備するようにしても良い。   The wireless communication apparatus may further include a filter circuit connected between the antenna and the other end of the transmission and reception coupling capacitors.

また、フィルタ回路と送信用及び受信用結合キャパシタの他端との間に接続されたインピーダンス整合回路を更に具備するようにしても良い。   Moreover, you may make it further comprise the impedance matching circuit connected between the filter circuit and the other end of the coupling capacitor for transmission and reception.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the same component and description is abbreviate | omitted.

図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、この無線通信装置１は、アンテナ２と、ＲＦ（radio frequency）フィルタ３と、送受信用整合回路４と、送信用結合コンデンサ５と、受信用結合コンデンサ６と、無線送受信回路７とを具備する。無線送受信回路７は、送信系回路８と、受信系回路９とを具備する。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this wireless communication device 1 includes an antenna 2, an RF (radio frequency) filter 3, a transmission / reception matching circuit 4, a transmission coupling capacitor 5, a reception coupling capacitor 6, and a wireless transmission / reception. Circuit 7. The wireless transmission / reception circuit 7 includes a transmission system circuit 8 and a reception system circuit 9.

ＲＦフィルタ３の一端は、アンテナ２に接続されている。ＲＦフィルタ３としては、一般に、バンドパスフィルタが用いられる。   One end of the RF filter 3 is connected to the antenna 2. As the RF filter 3, a band pass filter is generally used.

送受信用整合回路４の一端は、ＲＦフィルタ３の他端に接続されている。送受信用整合回路４は、送信時及び受信時の両時に用いられるインピーダンス整合回路であり、送信時においては、ＲＦフィルタ３と送信系回路８との間のインピーダンス整合を行い、受信時においては、ＲＦフィルタ３と受信系回路９との間のインピーダンス整合を行う。送受信用整合回路４としては、例えば、コイルとコンデンサを用いて構成されるＬＣ回路等を利用することができる。   One end of the transmission / reception matching circuit 4 is connected to the other end of the RF filter 3. The transmission / reception matching circuit 4 is an impedance matching circuit used at both the time of transmission and at the time of transmission, and performs impedance matching between the RF filter 3 and the transmission system circuit 8 at the time of transmission, and at the time of reception, Impedance matching is performed between the RF filter 3 and the reception system circuit 9. As the transmission / reception matching circuit 4, for example, an LC circuit configured using a coil and a capacitor can be used.

送信用結合コンデンサ５は、送信系回路８と送受信用整合回路４との間に接続されており、送信系回路８と送受信用整合回路４との間の信号の交流成分のみを通過させ、直流成分（バイアス成分）をカットする。   The transmission coupling capacitor 5 is connected between the transmission system circuit 8 and the transmission / reception matching circuit 4 and allows only the AC component of the signal between the transmission system circuit 8 and the transmission / reception matching circuit 4 to pass through. Cut the component (bias component).

受信用結合コンデンサ６は、受信系回路９と送受信用整合回路４との間に接続されており、受信系回路９と送受信用整合回路４との間の信号の交流成分のみを通過させ、直流成分（バイアス成分）をカットする。   The reception coupling capacitor 6 is connected between the reception system circuit 9 and the transmission / reception matching circuit 4, and passes only the AC component of the signal between the reception system circuit 9 and the transmission / reception matching circuit 4. Cut the component (bias component).

送信系回路８は、変調回路１１と、パワーアンプ１２と、送信用インピーダンス変換回路１３とを具備する。変調回路１１は、外部から供給される送信データを変調してパワーアンプ１２に出力する。パワーアンプ１２は、外部から供給される送信制御信号に従って動作し、変調回路１１の出力信号（ＲＦ信号）を増幅した送信信号を送信用インピーダンス変換回路１３に出力する。   The transmission system circuit 8 includes a modulation circuit 11, a power amplifier 12, and a transmission impedance conversion circuit 13. The modulation circuit 11 modulates transmission data supplied from the outside and outputs it to the power amplifier 12. The power amplifier 12 operates in accordance with a transmission control signal supplied from the outside, and outputs a transmission signal obtained by amplifying the output signal (RF signal) of the modulation circuit 11 to the transmission impedance conversion circuit 13.

図２は、パワーアンプ１２の回路構成を示す図である。図２に示すように、パワーアンプ１２は、ソースが高電位側の電源電位（ここでは、ＶＤＤ）に接続されたＰチャネルトランジスタＱＰ１と、一端がトランジスタＱＰ１のドレインに接続されたコイルＬ１と、ドレイン〜ソース経路がコイルＬ１の他端と低電位側の電源電位（ここでは、接地電位ＶＳＳ）との間に接続されたＮチャネルトランジスタＱＮ１とを具備する。トランジスタＱＰ１のゲートには、送信時に活性化され（ここでは、ローレベルにされ）、非送信時に非活性化され（ここでは、ハイレベルにされ）る送信制御信号が供給される。また、トランジスタＱＮ１のゲートには、変調回路１１の出力信号（ＲＦ信号）が供給される。 FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the power amplifier 12. As shown in FIG. 2, the power amplifier 12 includes a P-channel transistor QP1 whose source is connected to a power supply potential (here, V DD ) on the high potential side, and a coil L1 whose one end is connected to the drain of the transistor QP1. The drain-source path includes an N-channel transistor QN1 connected between the other end of the coil L1 and a power supply potential on the low potential side (here, the ground potential V SS ). A transmission control signal that is activated at the time of transmission (here, is set to a low level) and deactivated at the time of non-transmission (here, is set to a high level) is supplied to the gate of the transistor QP1. Further, the output signal (RF signal) of the modulation circuit 11 is supplied to the gate of the transistor QN1.

パワーアンプ１２と先に説明した従来のパワーアンプ４２（図４参照）とを比較すると、パワーアンプ１２内のトランジスタＱＮ１及びコイルＬ１は、パワーアンプ４２内のトランジスタＱＮ１１及びコイルＬ１１にそれぞれ対応する。そして、パワーアンプ１２は、トランジスタＱＰ１を更に具備している点で、パワーアンプ４２と異なっている。   When comparing the power amplifier 12 with the conventional power amplifier 42 (see FIG. 4) described above, the transistor QN1 and the coil L1 in the power amplifier 12 correspond to the transistor QN11 and the coil L11 in the power amplifier 42, respectively. The power amplifier 12 is different from the power amplifier 42 in that it further includes a transistor QP1.

図２において、送信制御信号が活性化されている場合、トランジスタＱＰ１はオン状態となり、パワーアンプ１２は、パワーアンプ４２と同様に動作する。すなわち、この場合、パワーアンプ１２は、変調回路１１の出力信号（ＲＦ信号）を増幅した送信信号が、コイルＬ１とトランジスタＱＮ１の接続点から送信用インピーダンス変換回路１３に出力される。   In FIG. 2, when the transmission control signal is activated, the transistor QP1 is turned on, and the power amplifier 12 operates in the same manner as the power amplifier 42. That is, in this case, the power amplifier 12 outputs a transmission signal obtained by amplifying the output signal (RF signal) of the modulation circuit 11 from the connection point of the coil L1 and the transistor QN1 to the transmission impedance conversion circuit 13.

一方、送信制御信号が非活性化されている場合、トランジスタＱＰ１はオフ状態となり、パワーアンプ１２への電力の供給が遮断され、パワーアンプ１２は、増幅動作を行うことができない。また、このとき、変調回路１１の出力信号（ＲＦ信号）のバイアス成分がカットされる（ここでは、ローレベルにされる）ようにすれば、トランジスタＱＮ１もオフ状態となり、パワーアンプ１２の出力端子をハイインピーダンス状態にすることができる。   On the other hand, when the transmission control signal is inactivated, the transistor QP1 is turned off, the supply of power to the power amplifier 12 is cut off, and the power amplifier 12 cannot perform an amplification operation. At this time, if the bias component of the output signal (RF signal) of the modulation circuit 11 is cut (in this case, it is set to a low level), the transistor QN1 is also turned off, and the output terminal of the power amplifier 12 Can be brought into a high impedance state.

再び図１を参照すると、送信用インピーダンス変換回路１３は、パワーアンプ１２と送信用結合コンデンサ５との間に接続されており、送信系回路８の出力インピーダンスを所定の値（ここでは、Ｚｔｘとする）に変換するための回路である。パワーアンプ１２から出力された送信信号は、送信用インピーダンス変換回路１３〜送信用結合コンデンサ５〜送受信用整合回路４〜ＲＦフィルタ３を経由してアンテナ２に伝達され、アンテナ２から電波が送信される。 Referring to FIG. 1 again, the transmission impedance conversion circuit 13 is connected between the power amplifier 12 and the transmission coupling capacitor 5, and the output impedance of the transmission system circuit 8 is set to a predetermined value (here, Z tx It is a circuit for converting into The transmission signal output from the power amplifier 12 is transmitted to the antenna 2 via the transmission impedance conversion circuit 13, the transmission coupling capacitor 5, the transmission / reception matching circuit 4, and the RF filter 3, and radio waves are transmitted from the antenna 2. The

受信系回路９は、受信用インピーダンス変換回路２１と、ローノイズアンプ２２と、復調回路２３とを具備する。受信用インピーダンス変換回路２１は、受信用結合コンデンサ６とローノイズアンプ２２との間に接続されており、受信系回路９の入力インピーダンスを所定の値（ここでは、Ｚｒｘ（≒Ｚｔｘ）とする）に変換するための回路である。ローノイズアンプ２２には、アンテナ２によって受信された電波に基づく受信信号がＲＦフィルタ３〜送受信用整合回路４〜受信用結合コンデンサ６〜受信用インピーダンス変換回路２１を経由して供給される。ローノイズアンプ２２は、受信信号を増幅して、復調回路２３に出力する。復調回路２３は、ローノイズアンプ２２の出力信号を復調した受信データを外部回路に出力する。 The reception system circuit 9 includes a reception impedance conversion circuit 21, a low noise amplifier 22, and a demodulation circuit 23. The reception impedance conversion circuit 21 is connected between the reception coupling capacitor 6 and the low noise amplifier 22, and the input impedance of the reception system circuit 9 is set to a predetermined value (here, Z rx (≈Z tx )). ) Is a circuit for conversion into (). A reception signal based on the radio wave received by the antenna 2 is supplied to the low noise amplifier 22 via the RF filter 3, the transmission / reception matching circuit 4, the reception coupling capacitor 6, and the reception impedance conversion circuit 21. The low noise amplifier 22 amplifies the received signal and outputs it to the demodulation circuit 23. The demodulation circuit 23 outputs received data obtained by demodulating the output signal of the low noise amplifier 22 to an external circuit.

なお、無線送受信回路７を半導体集積回路としてチップ上に形成するようにしても良い。   The wireless transmission / reception circuit 7 may be formed on a chip as a semiconductor integrated circuit.

次に、無線通信装置１の動作について説明する。送信時において、送信制御信号が活性化されると、パワーアンプ１２には電力が供給される。そして、変調回路１１が、送信データを変調した出力信号（ＲＦ信号）をパワーアンプ１２に出力し、パワーアンプ１２が、変調回路１１の出力信号（ＲＦ信号）を増幅した送信信号を出力する。この送信信号は、送信用インピーダンス変換回路１３〜送信用結合コンデンサ５〜送受信用整合回路４〜ＲＦフィルタ３を経由してアンテナ２に伝達され、アンテナ２から電波が送信される。   Next, the operation of the wireless communication device 1 will be described. When the transmission control signal is activated during transmission, power is supplied to the power amplifier 12. Then, the modulation circuit 11 outputs an output signal (RF signal) obtained by modulating the transmission data to the power amplifier 12, and the power amplifier 12 outputs a transmission signal obtained by amplifying the output signal (RF signal) of the modulation circuit 11. This transmission signal is transmitted to the antenna 2 via the transmission impedance conversion circuit 13, the transmission coupling capacitor 5, the transmission / reception matching circuit 4, and the RF filter 3, and a radio wave is transmitted from the antenna 2.

一方、受信時において、送信制御信号が非活性化されると、パワーアンプ１２への電力の供給が遮断される。さらに、変調回路１１の出力信号（ＲＦ信号）のバイアス成分がカットされ、パワーアンプ１２の出力端子は、ハイインピーダンス状態となる。そして、ローノイズアンプ２２には、アンテナ２によって受信された電波に基づく受信信号がＲＦフィルタ３〜送受信用整合回路４〜受信用結合コンデンサ６〜受信用インピーダンス変換回路２１を経由して供給される。ローノイズアンプ２２は、受信信号を増幅して、復調回路２３に出力する。復調回路２３は、ローノイズアンプ２２の出力信号を復調した受信データを外部回路に出力する。   On the other hand, when the transmission control signal is deactivated during reception, the supply of power to the power amplifier 12 is interrupted. Further, the bias component of the output signal (RF signal) of the modulation circuit 11 is cut, and the output terminal of the power amplifier 12 is in a high impedance state. The low noise amplifier 22 is supplied with a reception signal based on the radio wave received by the antenna 2 via the RF filter 3, the transmission / reception matching circuit 4, the reception coupling capacitor 6, and the reception impedance conversion circuit 21. The low noise amplifier 22 amplifies the received signal and outputs it to the demodulation circuit 23. The demodulation circuit 23 outputs received data obtained by demodulating the output signal of the low noise amplifier 22 to an external circuit.

以上説明したように、無線通信装置１によれば、送信制御信号が非活性化されている場合に、パワーアンプ１２の出力端子がハイインピーダンス状態となるため、ＲＦスイッチ（図３参照）を不要とすることができる。ＲＦ信号が通るＲＦスイッチを低損失にすることは技術的に困難である。一方、パワーアンプ１２においては、図２に示すように、ＲＦ信号が通らない経路にＤＣ的なスイッチであるトランジスタＱＰ１を配置することにより、容易に実現可能である。   As described above, according to the wireless communication device 1, when the transmission control signal is inactivated, the output terminal of the power amplifier 12 is in a high impedance state, so that an RF switch (see FIG. 3) is unnecessary. It can be. It is technically difficult to reduce the loss of the RF switch through which the RF signal passes. On the other hand, as shown in FIG. 2, the power amplifier 12 can be easily realized by disposing a transistor QP1 that is a DC switch in a path through which an RF signal does not pass.

また、無線通信装置１によれば、送信用インピーダンス変換回路１３及び受信用インピーダンス変換回路２１により、送信系回路８の出力インピーダンスＺｔｘ及び受信系回路９の入力インピーダンスＺｒｘを所定の値にする、すなわち、Ｚｔｘ≒Ｚｒｘとすることができる。これにより、整合回路を１個（ここでは、送受信用整合回路４）にすることができる。また、無線送受信回路７を半導体集積回路としてチップ上に形成した場合に、送信用インピーダンス変換回路１３及び受信用インピーダンス変換回路２１を、パッド、リード、及び／又は、ワイヤを用いて構成することができる。パッドは、キャパシタンスを主成分とし、リード及びワイヤは、レジスタンス及びインダクタンスを主成分とする。従って、パッド、リード、及び／又は、ワイヤを用いて、所望のインピーダンス変換回路を構成することが可能である。 Further, according to the wireless communication apparatus 1, the output impedance Z tx of the transmission system circuit 8 and the input impedance Z rx of the reception system circuit 9 are set to predetermined values by the transmission impedance conversion circuit 13 and the reception impedance conversion circuit 21. That is, Z tx ≈Z rx . As a result, the number of matching circuits can be reduced to one (here, the transmission / reception matching circuit 4). Further, when the wireless transmission / reception circuit 7 is formed on a chip as a semiconductor integrated circuit, the transmission impedance conversion circuit 13 and the reception impedance conversion circuit 21 may be configured using pads, leads, and / or wires. it can. The pads are mainly composed of capacitance, and the leads and wires are mainly composed of resistance and inductance. Therefore, a desired impedance conversion circuit can be configured using pads, leads, and / or wires.

このように、無線通信装置１によれば、部品点数を減少することができ、実装面積、コスト、消費電力を低減することが可能となる。   Thus, according to the wireless communication device 1, the number of parts can be reduced, and the mounting area, cost, and power consumption can be reduced.

本発明は、無線送信用増幅回路、無線送受信回路、半導体集積回路、及び、無線通信装置において利用可能である。   The present invention can be used in a wireless transmission amplifier circuit, a wireless transmission / reception circuit, a semiconductor integrated circuit, and a wireless communication device.

本発明の一実施形態としての無線通信装置を示すブロック図。1 is a block diagram showing a wireless communication apparatus as an embodiment of the present invention. 図１のパワーアンプ１２の回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of the power amplifier 12 of FIG. 従来の無線通信装置を示すブロック図。The block diagram which shows the conventional radio | wireless communication apparatus. 図３のパワーアンプ４２の回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of the power amplifier 42 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１、３１ 無線通信装置、 ２、３２ アンテナ、 ３、３３ ＲＦフィルタ、 ４ 送受信用整合回路、 ５ 送信用結合コンデンサ、 ６ 受信用結合コンデンサ、 ７ 無線送受信回路、 ８、３７ 送信系回路、 ９、３８ 受信系回路、 １１、４１ 変調回路、 １２、４２ パワーアンプ、 １３ 送信用インピーダンス変換回路、 ２１ 受信用インピーダンス変換回路、 ２２、５１ ローノイズアンプ、 ２３、５２ 復調回路、 ３４ ＲＦスイッチ、 ３５ 送信用整合回路、 ３６ 受信用整合回路、 ＱＮ１、ＱＮ１１ Ｎチャネルトランジスタ、 ＱＰ１ Ｐチャネルトランジスタ、 Ｌ１、Ｌ１１ コイル   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,31 Wireless communication apparatus, 2, 32 Antenna, 3, 33 RF filter, 4 Transmission / reception matching circuit, 5 Transmission coupling capacitor, 6 Reception coupling capacitor, 7 Radio transmission / reception circuit, 8, 37 Transmission system circuit, 9, 38 reception system circuit, 11, 41 modulation circuit, 12, 42 power amplifier, 13 transmission impedance conversion circuit, 21 reception impedance conversion circuit, 22, 51 low noise amplifier, 23, 52 demodulation circuit, 34 RF switch, 35 transmission Matching circuit, 36 Matching circuit for reception, QN1, QN11 N-channel transistor, QP1 P-channel transistor, L1, L11 Coil

Claims (13)

無線送信に用いられる無線送信用増幅回路であって、
送信時において、入力信号を増幅し、増幅して得られた送信信号を出力し、非送信時において、増幅を行わないこと
を特徴とする、無線送信用増幅回路。 A wireless transmission amplifier circuit used for wireless transmission,
An amplification circuit for wireless transmission, which amplifies an input signal during transmission, outputs a transmission signal obtained by amplification, and does not perform amplification during non-transmission. パワーアンプであることを特徴とする、請求項１記載の無線送信用増幅回路。   The wireless transmission amplifier circuit according to claim 1, wherein the amplifier is a power amplifier. 送信時において活性化され非送信時において非活性化される送信制御信号に応じて動作し、前記送信制御信号が活性化されている場合に、電力の供給を受け、前記送信制御信号が非活性化されている場合に、電力の供給が遮断される、請求項１又は２記載の無線送信用増幅回路。   Operates in response to a transmission control signal that is activated during transmission and deactivated during non-transmission. When the transmission control signal is activated, power is supplied and the transmission control signal is deactivated. The amplifier circuit for wireless transmission according to claim 1 or 2, wherein the supply of electric power is cut off when being configured. ドレイン又はソースが高電位側の電源電位に接続され、ゲートに前記送信制御信号が入力される第１のトランジスタと、
一端が前記第１のトランジスタのソース又はドレインに接続されたインダクタと、
ドレイン又はソースが前記インダクタの他端に接続され、ソース又はドレインが低電位側の電源電位に接続され、ゲートに前記入力信号が入力される第２のトランジスタと、
を具備し、
前記インダクタと前記第２のトランジスタの接続点から前記送信信号を出力する、請求項３記載の無線送信用増幅回路。 A first transistor having a drain or a source connected to a power supply potential on a high potential side and the transmission control signal being input to a gate;
An inductor having one end connected to the source or drain of the first transistor;
A second transistor in which a drain or a source is connected to the other end of the inductor, a source or a drain is connected to a power supply potential on a low potential side, and the input signal is input to a gate;
Comprising
The wireless transmission amplifier circuit according to claim 3, wherein the transmission signal is output from a connection point between the inductor and the second transistor. 非送信時において、前記入力信号のバイアス成分がカットされ、前記インダクタと前記第２のトランジスタの接続点がハイインピーダンス状態になることを特徴とする、請求項４記載の無線送信用増幅回路。   5. The wireless transmission amplifier circuit according to claim 4, wherein a bias component of the input signal is cut during non-transmission, and a connection point between the inductor and the second transistor is in a high impedance state. 前記送信信号を外部に出力する請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線送信用増幅回路と、
外部から入力される受信信号を増幅する無線受信用増幅回路と、
を具備する、無線送受信回路。 The amplification circuit for wireless transmission according to any one of claims 1 to 5, wherein the transmission signal is output to the outside.
An amplifying circuit for wireless reception for amplifying a reception signal input from the outside;
A wireless transmission / reception circuit comprising: 前記無線受信用増幅回路がローノイズアンプであることを特徴とする、請求項６記載の無線送受信回路。   The wireless transmission / reception circuit according to claim 6, wherein the wireless reception amplifier circuit is a low noise amplifier. 請求項６又は７記載の無線送受信回路を具備する、半導体集積回路。   A semiconductor integrated circuit comprising the wireless transmission / reception circuit according to claim 6. 前記無線送信用増幅回路の出力端子に接続され、前記無線送信用増幅回路の出力インピーダンスの値を所定の値に変換するための送信用インピーダンス変換回路と、
前記無線受信用増幅回路の入力端子に接続され、前記無線受信用増幅回路の入力インピーダンスの値を前記値に変換するための受信用インピーダンス変換回路と、
を更に具備する、請求項８記載の半導体集積回路。 An impedance conversion circuit for transmission connected to an output terminal of the amplifier circuit for wireless transmission, and for converting an output impedance value of the amplifier circuit for wireless transmission into a predetermined value;
A reception impedance conversion circuit connected to the input terminal of the wireless reception amplification circuit, for converting the value of the input impedance of the wireless reception amplification circuit into the value;
The semiconductor integrated circuit according to claim 8, further comprising: 前記送信用インピーダンス変換回路及び／又は前記受信用インピーダンス変換回路が、パッド、リード、及び／又は、ワイヤを用いて構成されている、請求項９記載の半導体集積回路。   The semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein the transmission impedance conversion circuit and / or the reception impedance conversion circuit is configured using pads, leads, and / or wires. 請求項８〜１０のいずれか１項に記載の半導体集積回路と、
一端が前記送信用インピーダンス変換回路に接続された送信用結合キャパシタと、
一端が前記受信用インピーダンス変換回路に接続された受信用結合キャパシタと、
前記送信用及び受信用結合キャパシタの他端に接続されたアンテナと、
を具備する、無線通信装置。 The semiconductor integrated circuit according to any one of claims 8 to 10,
A transmission coupling capacitor having one end connected to the transmission impedance conversion circuit;
A receiving coupling capacitor having one end connected to the receiving impedance conversion circuit;
An antenna connected to the other end of the transmitting and receiving coupling capacitors;
A wireless communication apparatus comprising: 前記アンテナと前記送信用及び受信用結合キャパシタの他端との間に接続されたフィルタ回路を更に具備する、請求項１１記載の無線通信装置。   The wireless communication apparatus according to claim 11, further comprising a filter circuit connected between the antenna and the other end of the transmission and reception coupling capacitors. 前記フィルタ回路と前記第１及び第２の結合キャパシタの他端との間に接続されたインピーダンス整合回路を更に具備する、請求項１２記載の無線通信装置。   The wireless communication apparatus according to claim 12, further comprising an impedance matching circuit connected between the filter circuit and the other ends of the first and second coupling capacitors.
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