JP2008300956A - Receiver input circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a receiver input circuit capable of obtaining an excellent SN ratio without executing impedance matching adjustment by arranging a semiconductor buffer circuit 3 between an antenna radiation circuit and a frequency selecting circuit 4. <P>SOLUTION: The receiver circuit is provided with an antenna input terminal 1 allowing an antenna power feeding line 7 to be connected thereto, an emitter follower transistor circuit 3 having an input end connected to the antenna input terminal 1 via a coupling capacitor 2, a frequency selecting circuit 4 connected to an output end of the emitter follower transistor circuit 3, and a high-frequency amplifier stage 5 receiving a frequency selecting output signal of the frequency selecting circuit 4. In the receiver input circuit, the antenna power feeding line 7 having a wavelength extremely shorter than the wavelength of a reception signal induced in the antenna 6 is connected to the antenna input terminal 1, and the semiconductor buffer circuit 3 separates electrical connection between the antenna radiation circuit and the frequency selecting circuit 4. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、受信機入力回路に係り、特に、受信機のアンテナ入力端子に接続されるアンテナ給電線の長さが受信信号波長に比べて著しく短い場合にアンテナ輻射回路と周波数選択回路との間に半導体バッファ回路を接続し、アンテナ輻射回路と周波数選択回路との電気的結合を隔離して受信機のSN比を改善させた受信機入力回路に関する。   The present invention relates to a receiver input circuit, and in particular, between an antenna radiation circuit and a frequency selection circuit when the length of an antenna feed line connected to an antenna input terminal of the receiver is remarkably shorter than a reception signal wavelength. The present invention relates to a receiver input circuit in which a semiconductor buffer circuit is connected to the antenna and the electrical coupling between the antenna radiation circuit and the frequency selection circuit is isolated to improve the SN ratio of the receiver.

一般に、受信機入力回路は、アンテナ入力端子と高周波入力段との間に配置接続されたインピーダンス整合回路と周波数選択回路とからなる回路によって構成されるもので、インピーダンス整合回路によってアンテナ輻射回路と周波数選択回路とのインピーダンス整合が行われ、周波数選択回路によって受信信号中の所望受信周波数信号の選択が行われている。この場合、通常、インピーダンス整合回路としては可変容量素子を含んだ回路によって構成され、周波数選択回路としては中間タップ付きインダクタ素子と可変容量素子とを並列接続した並列同調回路によって構成されることが多い。   Generally, a receiver input circuit is composed of a circuit comprising an impedance matching circuit and a frequency selection circuit arranged and connected between an antenna input terminal and a high-frequency input stage. Impedance matching with the selection circuit is performed, and a desired reception frequency signal in the reception signal is selected by the frequency selection circuit. In this case, the impedance matching circuit is usually composed of a circuit including a variable capacitance element, and the frequency selection circuit is often composed of a parallel tuning circuit in which an inductor element with an intermediate tap and a variable capacitance element are connected in parallel. .

図4は、かかる既知の受信機入力回路の代表的な構成例を示す回路図である。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a typical configuration example of such a known receiver input circuit.

図4に示すように、この受信機入力回路は、アンテナ入力端子11と、可変容量素子121 からなるインピーダンス整合回路12と、中間タップ付きインダクタ素子131 と可変容量素子132 とを並列接続した並列同調回路13とからなり、この受信機入力回路に次続するように、入力結合容量141 とベースバイアス抵抗142 と増幅用トランジスタ143 とを含んだ高周波増幅段14が接続され、アンテナ入力端子11には、アンテナ給電線16を通して受信アンテナ15が接続される。この場合、インピーダンス整合回路12を構成する可変容量素子121 は、アンテナ端子11とインダクタ素子131 の中間タップ間に接続される。並列同調回路13は、そのホット側(非接地側)回路端が高周波増幅段14の入力端に接続され、コールド側(接地側)回路端が接地点に接続される。 As shown in FIG. 4, the receiver input circuit, connected in parallel to the antenna input terminal 11, an impedance matching circuit 12 consisting of a variable capacitance element 12 1, 1 and with intermediate tap inductor element 13 and the variable capacitance element 13 2 A high-frequency amplifier stage 14 including an input coupling capacitor 14 1 , a base bias resistor 14 2, and an amplifying transistor 14 3 is connected to the receiver input circuit. A reception antenna 15 is connected to the antenna input terminal 11 through an antenna feed line 16. In this case, the variable capacitance element 12 1 constituting the impedance matching circuit 12 is connected between the antenna terminal 11 and the intermediate tap of the inductor element 13 1 . The parallel tuning circuit 13 has a hot-side (non-grounded) circuit end connected to the input end of the high-frequency amplification stage 14 and a cold-side (grounded) circuit end connected to the ground point.

前記構成による受信機入力回路は、次のように動作する。   The receiver input circuit configured as described above operates as follows.

受信アンテナ15により受信された受信信号がアンテナ入力端子11を通してインピーダンス整合回路12に供給されると、その受信信号は、可変容量素子121 及びインダクタ素子131 の中間タップを通して並列同調回路13に供給され、並列同調回路13において受信信号の中の所要周波数の受信信号が選択され、選択された受信信号が高周波増幅段14に供給される。このとき、可変容量素子121 の容量値を適宜調整することによりアンテナ端子11に接続されるアンテナ輻射回路と並列同調回路13とのインピーダンス整合を達成させ、また、並列同調回路13の可変容量素子132 の容量値を適宜調整することにより並列同調回路13において所要周波数の受信信号の選択が行われ、選択された所要周波数の受信信号が高周波増幅段14に供給される。 When the reception signal received by the reception antenna 15 is supplied to the impedance matching circuit 12 through the antenna input terminal 11, the reception signal is supplied to the parallel tuning circuit 13 through the intermediate taps of the variable capacitance element 12 1 and the inductor element 13 1. Then, the parallel tuning circuit 13 selects a reception signal having a required frequency from among the reception signals, and the selected reception signal is supplied to the high frequency amplification stage 14. At this time, to achieve the impedance matching with the antenna radiation circuit connected to the antenna terminal 11 and the parallel tuning circuit 13 by appropriately adjusting the capacitance of the variable capacitor 12 1, also the variable capacitance element of the parallel tuning circuit 13 By appropriately adjusting the capacitance value of 13 2, the parallel tuning circuit 13 selects a received signal having a required frequency, and the selected received signal having the required frequency is supplied to the high frequency amplification stage 14.

ところで、この種の受信機入力回路を有する受信機は、受信機の雑音指数Fとして、「電子情報通信ハンドブック」、電子情報通信学会編、オーム社発行、1998、第2398頁等の記載によれば、

Figure 2008300956
By the way, a receiver having this type of receiver input circuit has a noise figure F of the receiver as described in “Electronic Information Communication Handbook”, edited by the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, published by Ohmsha, 1998, page 2398, etc. If
Figure 2008300956

で表わされる。 It is represented by

この式(1)において、Roは受信機入力回路の終端インピーダンスを表わすもので、受信機入力回路が並列同調回路13によって終端される場合、その終端インピーダンスは並列同調回路13の共振インピーダンスと高周波増幅段14の入力インピーダンスとの並列接続インピーダンスによって表わされる。また、Rsは高周波増幅段14の入力端からアンテナ入力端子11の方向を見たときの終端インピーダンスRoを除いたインピーダンス、すなわちアンテナ回路の輻射インピーダンスを表わしている。さらに、Rnは高周波増幅段14を含めて高周波増幅段14に後続接続される全ての段の雑音を高周波増幅段14の入力端に換算して表わした等価雑音抵抗を表わしている。   In this equation (1), Ro represents the termination impedance of the receiver input circuit. When the receiver input circuit is terminated by the parallel tuning circuit 13, the termination impedance is the resonance impedance of the parallel tuning circuit 13 and the high frequency amplification. It is represented by the parallel connection impedance with the input impedance of stage 14. Rs represents the impedance excluding the termination impedance Ro when viewing the direction of the antenna input terminal 11 from the input end of the high frequency amplification stage 14, that is, the radiation impedance of the antenna circuit. Further, Rn represents an equivalent noise resistance expressed by converting the noise of all stages connected to the high frequency amplification stage 14 including the high frequency amplification stage 14 into the input terminal of the high frequency amplification stage 14.

式(1)で示される受信機入力回路の雑音指数Fをできるだけ小さな値にするためには、高周波増幅段14を構成する増幅用トランジスタ143 等に等価雑音抵抗の低いトランジスタを用いるとともに、その増幅用トランジスタ143 等を含む高周波増幅器の増幅度を大きくすることによって等価雑音抵抗Rnを低下させ、それと同時に、並列同調回路14の共振インピーダンスを表わす終端インピーダンスRoを大きな値にすればよい。この理由は、以下の説明から明らかである。すなわち、この受信機入力回路において、アンテナ輻射回路等の輻射インピーダンスRsと並列同調回路14の共振インピーダンスRoとがインピーダンス整合状態にあれば、Rs=Roの条件が満たされ、式(1)は、

Figure 2008300956
In order to make the noise figure F of the receiver input circuit represented by the equation (1) as small as possible, a transistor having a low equivalent noise resistance is used as the amplifying transistor 14 3 constituting the high-frequency amplifier stage 14, and the like. The equivalent noise resistance Rn is lowered by increasing the amplification factor of the high-frequency amplifier including the amplifying transistor 14 3 and the like, and at the same time, the termination impedance Ro representing the resonance impedance of the parallel tuning circuit 14 may be increased. The reason for this is clear from the following description. That is, in this receiver input circuit, if the radiation impedance Rs of the antenna radiation circuit or the like and the resonance impedance Ro of the parallel tuning circuit 14 are in an impedance matching state, the condition of Rs = Ro is satisfied, and the expression (1) is
Figure 2008300956

で表わされる。 It is represented by

この式(2)において、等価雑音抵抗Rnが小さくなるようにし、かつ、入力インピーダンスRsが大きな値になるようにすれば、雑音指数Fを小さな値にすることができるもので、入力インピーダンスRsと等価雑音抵抗Rnとの間で、Rs≫Rnの条件が満たされれば、雑音指数Fは2に漸近した値になる。   In this equation (2), if the equivalent noise resistance Rn is made small and the input impedance Rs is made large, the noise figure F can be made small, and the input impedance Rs and If the condition of Rs >> Rn is satisfied with the equivalent noise resistance Rn, the noise figure F becomes a value asymptotic to 2.

ところで、実際の受信機入力回路においては、このようなRs≫Rnとなる条件を満たす構成を得ることは必ずしも容易なことではない。その理由は、受信機が受信信号の中の特定周波数信号を受信したとき、受信機の雑音指数Fを2に近似した値に設定することができたとしても、受信機の受信信号をその特定周波数信号から他の周波数信号に選択変更した場合、選択変更する度ごとに、アンテナ輻射回路と並列同調回路14との間のインピーダンス整合の調整と、並列同調回路の同調周波数の調整とをそれぞれ独立に行うことができないものであり、その結果として、インピーダンス整合の調整と同調周波数の調整とを交互に行うことによって、雑音指数Fを順次2に近づける調整作業が必要になるためである。   By the way, in an actual receiver input circuit, it is not always easy to obtain a configuration that satisfies such a condition that Rs >> Rn. The reason is that when the receiver receives the specific frequency signal in the received signal, the receiver's noise figure F can be set to a value approximate to 2, even if the receiver's received signal is specified. When the frequency signal is selected and changed to another frequency signal, the impedance matching adjustment between the antenna radiation circuit and the parallel tuning circuit 14 and the tuning frequency adjustment of the parallel tuning circuit are independent each time the selection is changed. This is because, as a result, adjustment work for sequentially bringing the noise figure F closer to 2 is necessary by alternately adjusting the impedance matching and the tuning frequency.

このように、既知の受信機入力回路は、受信機の雑音指数Fを小さな値にするために、並列同調回路の同調周波数を選択変更する度ごとに、インピーダンス整合の調整と同調周波数の調整とを交互に行う必要があり、現実的なこれらの調整を簡易な調整作業によって行うことができないものである。
使用する特許文献はなし
In this way, the known receiver input circuit can adjust the impedance matching and the tuning frequency each time the tuning frequency of the parallel tuning circuit is changed to reduce the noise figure F of the receiver. Must be performed alternately, and these realistic adjustments cannot be performed by simple adjustment work.
No patent literature to use

本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、アンテナ輻射回路と周波数選択回路との間に半導体バッファ回路を配置することにより、インピーダンス整合調整を行わずに良好なSN比を得ることができる受信機入力回路を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a technical background. The object of the present invention is to provide a semiconductor buffer circuit between the antenna radiation circuit and the frequency selection circuit, so that the impedance matching adjustment is not performed. It is an object of the present invention to provide a receiver input circuit capable of obtaining a high S / N ratio.

前記目的を達成するために、本発明による受信機入力回路は、アンテナ給電線が接続されるアンテナ入力端子と、アンテナ入力端子に結合コンデンサを通して入力端が接続される半導体バッファ回路と、半導体バッファ回路の出力端に結合される周波数選択回路と、周波数選択回路の周波数選択出力信号が供給される高周波増幅段とを備え、アンテナ入力端子にアンテナに誘起された受信信号波長に比べて極めて短いアンテナ給電線が接続され、半導体バッファ回路によりアンテナ輻射回路部と周波数選択回路部との電気的結合を隔離した構成手段を具備する。   To achieve the above object, a receiver input circuit according to the present invention includes an antenna input terminal to which an antenna feed line is connected, a semiconductor buffer circuit having an input terminal connected to the antenna input terminal through a coupling capacitor, and a semiconductor buffer circuit A frequency selection circuit coupled to the output terminal of the antenna and a high-frequency amplifier stage to which a frequency selection output signal of the frequency selection circuit is supplied, and the antenna input terminal has an extremely short antenna supply compared to the reception signal wavelength induced in the antenna. An electric wire is connected, and a configuration means is provided in which the electrical coupling between the antenna radiation circuit section and the frequency selection circuit section is isolated by a semiconductor buffer circuit.

この場合、前記構成手段における半導体バッファ回路の一つの具体的回路は、エミッタフォロワトランジスタ回路であって、その入力端がトランジスタのベースであり、その出力端がトランジスタのエミッタである。   In this case, one specific circuit of the semiconductor buffer circuit in the configuration means is an emitter-follower transistor circuit, whose input terminal is the base of the transistor and whose output terminal is the emitter of the transistor.

また、前記構成手段における半導体バッファ回路の他の一つの具体的回路は、ソースフォロワトランジスタ回路であって、その入力端がトランジスタのゲートであり、その出力端がトランジスタのソースである。   Another specific circuit of the semiconductor buffer circuit in the configuration means is a source follower transistor circuit, the input terminal of which is the gate of the transistor and the output terminal of which is the source of the transistor.

以上、詳細に説明したように、ホイップアンテナ等のアンテナを用いて受信した受信信号を直接取り込む場合や、受信信号波長に比べてアンテナ給電線の長さが非常に短いような場合に、本発明による受信機入力回路を用いられるもので、受信機入力回路の調整は、並列同調回路の同調周波数を設定変更を行うだけであって、その設定変更を行う都度、インピーダンス整合調整を行う必要がなくなって、受信機入力回路の調整作業を簡素化することができ、また、半導体バッファ回路の使用によってアンテナ輻射回路の終端インピーダンスの必要がないので、受信機入力回路における受信信号電圧の減衰を大幅に低減することができ、受信機における信号/雑音比(S/N)を少なくとも5dB程度改善することができる。   As described above in detail, the present invention is used when directly receiving a received signal using an antenna such as a whip antenna or when the length of the antenna feed line is very short compared to the received signal wavelength. In order to adjust the receiver input circuit, it is only necessary to change the tuning frequency of the parallel tuning circuit, and there is no need to perform impedance matching adjustment each time the setting is changed. Therefore, the adjustment of the receiver input circuit can be simplified, and the use of the semiconductor buffer circuit eliminates the need for the termination impedance of the antenna radiation circuit, greatly reducing the attenuation of the received signal voltage in the receiver input circuit. The signal / noise ratio (S / N) at the receiver can be improved by at least about 5 dB.

さらに、本発明による受信機入力回路を用いることにより、付随的な効果として、周波数変換器からアンテナ回路方向を見たとき、途中に半導体バッファ回路が接続されており、当該半導体バッファ回路の出力インピーダンスが数オーム程度の低出力インピーダンス特性を示すので、周波数変換器からアンテナ回路方向に漏洩する局部発信信号をこの低出力インピーダンスによって十分に抑え、それよりアンテナ回路方向への漏洩成分を十分減衰させることができ、結果的に、アンテナから外部に放射伝播するのを十分に抑圧することができる。   Furthermore, by using the receiver input circuit according to the present invention, as an incidental effect, when the antenna circuit direction is viewed from the frequency converter, a semiconductor buffer circuit is connected in the middle, and the output impedance of the semiconductor buffer circuit Shows a low output impedance characteristic of about several ohms, so that the local output signal leaking from the frequency converter in the direction of the antenna circuit is sufficiently suppressed by this low output impedance, and the leakage component in the direction of the antenna circuit is sufficiently attenuated. As a result, radiation propagation from the antenna to the outside can be sufficiently suppressed.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明による受信機入力回路の一つの実施の形態を示す回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a receiver input circuit according to the present invention.

図1に示されるように、1はアンテナ入力端子、2は結合用容量素子、3は半導体バッファ回路、この例ではエミッタフォロワトランジスタ回路、4は同調回路であって、これらの構成要素によって受信機入力回路が構成される。その他に、5は受信機入力回路に次続する高周波増幅段、6、7はアンテナ入力端子1に外部接続される受信アンテナ、アンテナ給電線である。この場合、エミッタフォロワトランジスタ回路3は、ベースバイアス抵抗31 とエミッタフォロワ接続トランジスタ32 とエミッタ負荷抵抗33 とからなり、同調回路4は、同調用インダクタ素子41 と同調用可変容量素子42 とからなっている。高周波増幅段5は、結合用容量素子51 とベースバイアス抵抗52 と増幅用トランジスタ53 とを含むものである。アンテナ6は、ホイップアンテナであって、その信号出力端がアンテナ給電線7を通してアンテナ入力端子1に接続される。この場合、アンテナ給電線7は、アンテナ6に誘起された受信信号波長に比べて極めて短い長さのものが用いられる。 As shown in FIG. 1, 1 is an antenna input terminal, 2 is a capacitive element for coupling, 3 is a semiconductor buffer circuit, and in this example, an emitter follower transistor circuit, 4 is a tuning circuit, and these components constitute a receiver. An input circuit is configured. In addition, 5 is a high-frequency amplification stage following the receiver input circuit, and 6 and 7 are a reception antenna and an antenna feed line externally connected to the antenna input terminal 1. In this case, the emitter follower transistor circuit 3 includes a base bias resistor 3 1 , an emitter follower connection transistor 3 2, and an emitter load resistor 3 3 , and the tuning circuit 4 includes a tuning inductor element 4 1 and a tuning variable capacitance element 4. It consists of two . High-frequency amplifier stage 5 includes a coupling capacitance element 5 1 and the base bias resistor 5 2 and the amplifying transistor 5 3. The antenna 6 is a whip antenna, and its signal output end is connected to the antenna input terminal 1 through the antenna feed line 7. In this case, the antenna feed line 7 has a length that is extremely shorter than the reception signal wavelength induced in the antenna 6.

そして、結合用容量素子2は、入力端がアンテナ入力端子1に接続され、出力端がエミッタフォロワ接続トランジスタ32 のベースに接続される。エミッタフォロワ接続トランジスタ32 は、ベースがベースバイアス抵抗52 を通して電源供給端子Vccに接続され、コレクタが直接電源供給端子Vccに接続され、エミッタがエミッタ負荷抵抗33 を通して接地点に接続される。同調用インダクタ素子41 は、一端がエミッタフォロワ接続トランジスタ32 のエミッタに接続され、他端が高周波増幅段5の入力端に接続される。同調用可変容量素子42 は、一端が高周波増幅段5の入力端に接続され、他端が接地点に接続される。結合用容量素子51 は、一端が高周波増幅段5の入力端に接続され、他端が増幅用トランジスタ53 のベースに接続される。増幅用トランジスタ53 は、ベースがベースバイアス抵抗52 に接続される。 The coupling capacitive element 2 has an input terminal connected to the antenna input terminal 1 and an output terminal connected to the base of the emitter follower connection transistor 3 2 . Emitter-follower connected transistors 3 2, the base is connected to the power supply terminal Vcc through the base bias resistor 5 2, a collector connected directly to the power supply terminal Vcc, an emitter is connected to ground through an emitter load resistor 3 3. The tuning inductor element 4 1 has one end connected to the emitter of emitter-follower connected transistors 3 2, and the other end is connected to the input terminals of the high frequency amplifier stage 5. Tuning variable capacitive element 4 2 has one end connected to the input terminals of the high frequency amplifier stage 5 and the other end connected to ground. Coupling capacitance element 5 1 has one end connected to the input terminals of the high frequency amplifier stage 5 and the other end connected to the base of the amplifying transistor 5 3. Amplifying transistor 5 3, and a base connected to the base bias resistor 5 2.

前記構成によるこの実施の形態による受信機入力回路は、次のように動作する。   The receiver input circuit according to this embodiment configured as described above operates as follows.

受信アンテナ6により受信された受信信号がアンテナ入力端子1に印加されると、その受信信号は結合容量素子2を通してエミッタフォロワトランジスタ回路3に供給される。エミッタフォロワトランジスタ回路3は、供給された受信信号を高入力インピーダンス状態で受け、エミッタフォロワ接続トランジスタ33 のエミッタから低出力インピーダンス状態で同調回路4に出力する。同調回路4は、同調用可変容量素子42 の調整によって所要周波数の受信信号が選択されるもので、同調回路4で選択された受信信号は次続の高周波増幅段5に供給される。 When a reception signal received by the reception antenna 6 is applied to the antenna input terminal 1, the reception signal is supplied to the emitter follower transistor circuit 3 through the coupling capacitive element 2. The emitter follower transistor circuit 3 is supplied with the received signal at a high input impedance, output from the emitter of the emitter-follower connected transistors 3 3 to the tuning circuit 4 in the low output impedance state. Tuning circuit 4, those selected received signal of the required frequency by adjustment of the tuning variable capacitive element 4 2, the received signal selected by the tuned circuit 4 is supplied to a succeeding radio frequency amplifier stage 5.

この場合、エミッタフォロワトランジスタ回路3におけるエミッタフォロワ接続トランジスタ32 は、半導体バッファ回路として動作するもので、その入力インピーダンスがアンテナ輻射回路のインピーダンスに比べて極めて高いインピーダンスを有しているので、半導体バッファ回路におけるアンテナ入力側を無終端(開放)状態で動作させることが可能になる。このとき、受信アンテナ6に誘起された受信信号電圧は、アンテナ入力端子1及び結合用容量素子2を通してそのままインピーダンス整合負荷によって終端されないエミッタフォロワ接続トランジスタ32 のベースに直接供給されるので、その受信信号電圧がインピーダンス整合負荷の接続によって1/2の大きさに減少することはなく、そのままの電圧を維持した状態でエミッタフォロワ接続トランジスタ32 のエミッタから導出され、同調回路4に印加される。 In this case, the emitter follower connection transistor 3 2 in the emitter follower transistor circuit 3 operates as a semiconductor buffer circuit, and its input impedance has an extremely high impedance compared to the impedance of the antenna radiation circuit. It becomes possible to operate the antenna input side in the circuit in an endless (open) state. At this time, the reception signal voltage induced in the reception antenna 6 is directly supplied to the base of the emitter follower connection transistor 3 2 that is not terminated by the impedance matching load through the antenna input terminal 1 and the coupling capacitive element 2. not the signal voltage is reduced by connecting the impedance matching load to the size of 1/2, it is derived from the emitter-follower connected transistors 3 second emitter while maintaining intact the voltage is applied to the tuning circuit 4.

このような構成にすれば、受信アンテナ6に誘起された受信信号電圧をそのままの電圧値で同調回路4から取り出すことができるのに対し、従来の受信機入力回路のように、アンテナ輻射回路のインピーダンスに等しいインピーダンスによって終端した場合、その終端部分の受信信号電圧は無終端の場合に比べて誘起された受信信号電圧の1/2になる。この場合、その終端部分の雑音電圧は、合成インピーダンス値(抵抗値)が1/2になっているので、電力で1/2になり、電圧で1/√2になる。したがって、信号対雑音電圧比は、本発明の受信機入力回路における無終端のものが従来の受信機入力回路における終端型のものに比べて3dBだけ良好になる。また、受信機全体の信号対雑音電圧比は、後述するように、Rnが大きくなるにしたがって6dBに漸近するようになる。   With such a configuration, the received signal voltage induced in the receiving antenna 6 can be taken out of the tuning circuit 4 with the voltage value as it is, whereas the antenna radiation circuit of the conventional receiver input circuit is used. When terminated with an impedance equal to the impedance, the received signal voltage at the terminal end is ½ of the induced received signal voltage compared to the case of no termination. In this case, since the combined impedance value (resistance value) is ½, the noise voltage at the end portion is ½ in power and 1 / √2 in voltage. Therefore, the signal-to-noise voltage ratio of the non-terminated receiver input circuit of the present invention is 3 dB better than the terminated type of the conventional receiver input circuit. In addition, as will be described later, the signal-to-noise voltage ratio of the entire receiver gradually approaches 6 dB as Rn increases.

なお、本発明の受信機入力回路は、前記説明からも明らかなように、雑音電力を考えることができないので、信号対雑音比を比較する場合の常套パラメータである雑音指数を使用することができず、信号対雑音電圧比を用いている。   As is clear from the above description, the receiver input circuit of the present invention cannot use the noise power, and therefore can use a noise figure that is a conventional parameter when comparing the signal-to-noise ratio. Instead, the signal-to-noise voltage ratio is used.

次に、図2(a)、(b)は、図1に図示された受信機入力回路の等価回路を示す回路図である。   Next, FIGS. 2A and 2B are circuit diagrams showing an equivalent circuit of the receiver input circuit shown in FIG.

図2(a)において、e0 はアンテナ誘起電圧、Rsはアンテナ回路の輻射インピーダンス、点線枠EFによって示された回路部はエミッタフォロワ回路、n・eaはエミッタフォロワ回路EFの出力駆動電圧、Roは並列同調回路4の共振インピーダンス、Rnは高周波増幅段4を含む全ての後続段から発生する雑音が全て高周波増幅段4のこの抵抗Rnから発生しているとしたときの等価雑音抵抗である。この場合、並列同調回路4は、入力された駆動電圧n・eaをQ倍に昇圧して出力するもので、このときの昇圧比を一般的にnで表わされる。そして、この電圧利得をエミッタフォロワ回路EFに繰り込んだ形で表現すると、エミッタフォロワ回路EFの出力駆動電圧はn・eaになる。 In FIG. 2A, e 0 is the antenna induced voltage, Rs is the radiation impedance of the antenna circuit, the circuit portion indicated by the dotted frame EF is the emitter follower circuit, n · ea is the output drive voltage of the emitter follower circuit EF, Ro Is the resonance impedance of the parallel tuning circuit 4, and Rn is an equivalent noise resistance when all the noise generated from all subsequent stages including the high frequency amplification stage 4 is generated from this resistor Rn of the high frequency amplification stage 4. In this case, the parallel tuning circuit 4 boosts and outputs the input drive voltage n · ea by Q times, and the boost ratio at this time is generally represented by n. When this voltage gain is expressed in the form of being transferred to the emitter follower circuit EF, the output drive voltage of the emitter follower circuit EF is n · ea.

また、図2(a)の等価回路をより簡略化して表わした場合、図2(b)に示すようになるもので、エミッタフォロワ回路EF及びその前段回路をまとめて出力駆動電圧n・eaとして表わしたものである。   Further, when the equivalent circuit of FIG. 2A is expressed in a simplified form, it becomes as shown in FIG. 2B, and the emitter follower circuit EF and its pre-stage circuit are collectively expressed as an output drive voltage n · ea. It is a representation.

ここで、図5(a)、(b)は、図2(a)、(b)と比較のためのものであって、従来の受信機入力回路の等価回路を示す回路図である。   Here, FIGS. 5A and 5B are circuit diagrams for comparison with FIGS. 2A and 2B and showing an equivalent circuit of a conventional receiver input circuit.

図5(a)に示されるように、同調回路単体の共振インピーダンスはRoであり、このインピーダンスRoとアンテナ回路の輻射インピーダンスRsとは1:nの巻線比を有する理想変成器によりインピーダンス整合しているとすれば、n2 Rs=Roの関係を有している。 As shown in FIG. 5A, the resonance impedance of the tuning circuit alone is Ro, and the impedance Ro and the radiation impedance Rs of the antenna circuit are impedance matched by an ideal transformer having a winding ratio of 1: n. if that have a relation of n 2 Rs = Ro.

また、図5(b)に示されるように、アンテナ誘起電圧eaは同調回路の2次側に換算されたときにn・eaで表わされ、輻射インピーダンスRsは同じく同調回路の2次側に換算されたときにn・Rsとして表わされる。   Further, as shown in FIG. 5B, the antenna induced voltage ea is expressed by n · ea when converted to the secondary side of the tuning circuit, and the radiation impedance Rs is also applied to the secondary side of the tuning circuit. When converted, it is expressed as n · Rs.

以上の操作を行うことによって、本願発明の受信機入力回路と従来の受信機入力回路との信号対雑音電圧比(SN電圧比)は、図2(b)と図4(b)との比較によって決まり、それぞれの受信機入力回路の信号対雑音電圧比(SN電圧比)は以下のようになる。   By performing the above operation, the signal-to-noise voltage ratio (SN voltage ratio) between the receiver input circuit of the present invention and the conventional receiver input circuit is compared between FIG. 2 (b) and FIG. 4 (b). The signal-to-noise voltage ratio (SN voltage ratio) of each receiver input circuit is as follows.

図2(b)に図示された本願発明の受信機入力回路のSN電圧比

Figure 2008300956
The SN voltage ratio of the receiver input circuit of the present invention shown in FIG.
Figure 2008300956

図5(b)に図示された従来の受信機入力回路のSN電圧比

Figure 2008300956
The SN voltage ratio of the conventional receiver input circuit shown in FIG.
Figure 2008300956

したがって、式(3)の結果と式(4)の結果との比を求め、その比が本願発明におけるSN改善度とすれば、SN改善度は、

Figure 2008300956
Therefore, if the ratio of the result of Formula (3) and the result of Formula (4) is obtained and the ratio is the SN improvement degree in the present invention, the SN improvement degree is
Figure 2008300956

となる。 It becomes.

ここで、アンテナ回路の輻射インピーダンスRsを(75/2)オームとし、昇圧比nの値を3通りに、等価雑音抵抗Rnの大きさを5通りにそれぞれ変化させたときのSN改善度を求めると、表1に示すような値を得ることができた。

Figure 2008300956
Here, the SN improvement is obtained when the radiation impedance Rs of the antenna circuit is (75/2) ohms, the value of the step-up ratio n is changed in three ways, and the equivalent noise resistance Rn is changed in five ways. The values shown in Table 1 could be obtained.
Figure 2008300956

この場合、等価雑音抵抗Rnは、通常、数100オーム乃至数10キロオームの範囲内の値であるから、表1に示すように、等価雑音抵抗Rnを100オームから30キロオームの範囲内の全ての場合にSN改善を図ることができ、特に、昇圧比nが1、すなわち同調回路を用いない(集中定数型バンドパスフィルタの場合も含まれる)場合であっても、5dB以上のSN改善を見ることができ、総括的に見ても5dB程度のSN改善度を見込むことができるものである。   In this case, the equivalent noise resistance Rn is usually a value in the range of several hundred ohms to several tens of kilohms. In particular, the SN improvement can be achieved. In particular, even when the boost ratio n is 1, that is, when the tuning circuit is not used (including the case of the lumped band-pass filter), the SN improvement of 5 dB or more is observed. In general, the SN improvement degree of about 5 dB can be expected even when viewed comprehensively.

ところで、前述の実施の形態は、半導体バッファ回路としてエミッタフォロワトランジスタ回路3を用いた例を示したものであるが、半導体バッファ回路としてソースフォロワトランジスタ回路8を用いたときであっても、エミッタフォロワトランジスタ回路3を用いたときの機能と同様の機能を発揮させることができる。   The above-described embodiment shows an example in which the emitter follower transistor circuit 3 is used as a semiconductor buffer circuit. However, even when the source follower transistor circuit 8 is used as a semiconductor buffer circuit, the emitter follower transistor circuit 3 is used. A function similar to that when the transistor circuit 3 is used can be exhibited.

図3は、本発明による受信機入力回路の他の実施の形態を示す回路図であって、半導体バッファ回路としてソースフォロワトランジスタ回路8を用いた例を示すものである。   FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of a receiver input circuit according to the present invention, and shows an example in which a source follower transistor circuit 8 is used as a semiconductor buffer circuit.

図3に示されるように、8は半導体バッファ回路、この例ではソースフォロワトランジスタ回路を用いた例であって、このソースフォロワトランジスタ回路8は、ゲートバイアス抵抗81 、82 とソースフォロワ接続トランジスタ83 とソース負荷抵抗84 とからなり、それらの相互接続状態は、エミッタフォロワトランジスタ回路3における相互接続状態に準じたものになっている。 As shown in FIG. 3, 8 is an example using a semiconductor buffer circuit, in this example, a source follower transistor circuit. This source follower transistor circuit 8 includes gate bias resistors 8 1 and 8 2 and a source follower connection transistor. 8 3 and the source load resistor 8 4, and their interconnection state is in accordance with the interconnection state in the emitter follower transistor circuit 3.

また、半導体バッファ回路8の構成以外の各回路の構成は、図1に図示された受信機入力回路の対応する回路の構成と同じであり、図3においては、図1に図示された受信機入力回路の構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付し、それらの構成要素についての説明は省略する。   The configuration of each circuit other than the configuration of the semiconductor buffer circuit 8 is the same as the configuration of the corresponding circuit of the receiver input circuit illustrated in FIG. 1, and in FIG. 3, the receiver illustrated in FIG. The same components as those of the input circuit are denoted by the same reference numerals, and description of those components is omitted.

そして、この他の実施の形態に係る受信機入力回路の動作及びそれによって得られる効果は、図1に図示された実施の形態に係る受信機入力回路の動作及びそれによって得られる効果と同じであって、ここではその動作及びそれによって得られる効果についての説明は省略する。   The operation of the receiver input circuit according to the other embodiment and the effect obtained thereby are the same as the operation of the receiver input circuit according to the embodiment illustrated in FIG. 1 and the effect obtained thereby. Therefore, the description of the operation and the effects obtained thereby will be omitted here.

本発明による受信機入力回路の1つの実施の形態を示すもので、その回路構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an embodiment of a receiver input circuit according to the present invention. 図1に図示された受信機入力回路の等価回路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of the receiver input circuit illustrated in FIG. 1. 本発明による受信機入力回路の他の実施の形態を示すもので、その回路構成を示す回路図である。The other embodiment of the receiver input circuit by this invention is shown, and it is a circuit diagram which shows the circuit structure. 既知の受信機入力回路の代表的な構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the typical structural example of a known receiver input circuit. 既知の受信機入力回路の等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit of a known receiver input circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 アンテナ入力端子
2 結合用容量素子
3 半導体バッファ回路で、エミッタフォロワトランジスタ回路を用いた例
1 ベースバイアス抵抗
2 エミッタフォロワ接続トランジスタ
3 エミッタ負荷抵抗
4 同調回路
5 高周波増幅段
6 受信アンテナ
7 アンテナ給電線
8 半導体バッファ回路で、ソースフォロワトランジスタ回路を用いた例
1 、82 ゲートバイアス抵抗
3 ソースフォロワ接続トランジスタ
4 ソース負荷抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna input terminal 2 Capacitance element 3 Coupling element 3 The example which used the emitter follower transistor circuit in the semiconductor buffer circuit 3 1 Base bias resistance 3 2 Emitter follower connection transistor 3 3 Emitter load resistance 4 Tuning circuit 5 High frequency amplification stage 6 Reception antenna 7 Antenna feed line 8 Example using source follower transistor circuit in semiconductor buffer circuit 8 1 , 8 2 Gate bias resistance 8 3 Source follower connection transistor 8 4 Source load resistance

Claims (4)

アンテナ給電線が接続されるアンテナ入力端子と、前記アンテナ入力端子に結合コンデンサを通して入力端が接続される半導体バッファ回路と、前記半導体バッファ回路の出力端に結合される周波数選択回路と、前記周波数選択回路の周波数選択出力信号が供給される高周波増幅段とを備え、前記アンテナ入力端子にアンテナに誘起された受信信号波長に比べて極めて短いアンテナ給電線が接続され、前記半導体バッファ回路によりアンテナ輻射回路部と周波数選択回路部との電気的結合を隔離したことを特徴とする受信機入力回路。 An antenna input terminal to which an antenna feed line is connected, a semiconductor buffer circuit having an input terminal connected to the antenna input terminal through a coupling capacitor, a frequency selection circuit coupled to an output terminal of the semiconductor buffer circuit, and the frequency selection A high-frequency amplification stage to which a frequency selection output signal of the circuit is supplied, an antenna feed line that is extremely shorter than a reception signal wavelength induced in the antenna is connected to the antenna input terminal, and an antenna radiation circuit is provided by the semiconductor buffer circuit A receiver input circuit characterized in that the electrical coupling between the circuit unit and the frequency selection circuit unit is isolated. 前記半導体バッファ回路は、エミッタフォロワトランジスタ回路であって、その入力端がトランジスタのベースであり、その出力端がトランジスタのエミッタであることを特徴とする請求項1に記載の受信機入力回路。 2. The receiver input circuit according to claim 1, wherein the semiconductor buffer circuit is an emitter follower transistor circuit, and an input terminal thereof is a base of a transistor and an output terminal thereof is an emitter of the transistor. 前記半導体バッファ回路は、ソースフォロワトランジスタ回路であって、その入力端がトランジスタのゲートであり、その出力端がトランジスタのソースであることを特徴とする請求項1に記載の受信機入力回路。 2. The receiver input circuit according to claim 1, wherein the semiconductor buffer circuit is a source follower transistor circuit, and an input terminal thereof is a gate of the transistor and an output terminal thereof is a source of the transistor. 前記アンテナ入力端子に接続されるアンテナは、ホイップアンテナであって、前記アンテナ入力端子の近傍に配置され、極めて短いアンテナ給電線を通して前記アンテナ入力端子に接続されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の受信機入力回路。 The antenna connected to the antenna input terminal is a whip antenna, and is disposed in the vicinity of the antenna input terminal and connected to the antenna input terminal through an extremely short antenna feed line. The receiver input circuit as described in any one of thru | or 3.
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