JP2011109641A - Variable gain amplification device - Google Patents

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Hirokazu Oyabu
弘和 大薮
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable gain amplification device which can suppress deterioration of a noise characteristic generated according to attenuation amount, by fixing the attenuation amount while changing a gain by the variable gain amplification section. <P>SOLUTION: The variable gain amplification device has a variable attenuator 20 which attenuates an input signal. The device also has a variable gain amplifier 30 which changes and amplifies a gain of the attenuated input signal output from the variable attenuator 20. The device further has a controller 10 which fixes an attenuation of the variable attenuator 20 while the gain is changed by the variable gain amplifier 30. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は可変利得増幅装置に関し、特に入力信号の減衰を伴う可変利得増幅装置に関する。   The present invention relates to a variable gain amplifying device, and more particularly to a variable gain amplifying device accompanied by attenuation of an input signal.

通信機やTVなどの受信機においては、多様な受信電波状態が想定される。このようなシステムにおいては、広範囲な信号強度の信号が入力される。そのため、可変利得増幅装置を用いて最適な信号強度に調整した後に復調などの信号処理が行われる。これより、可変利得増幅装置には広い範囲の可変利得が必要となる。また、強い妨害電波の中に弱い所望電波が存在する場合も想定される。この場合の受信性能を確保するため、低雑音、低歪みであることも必要となる。   In a receiver such as a communication device or a TV, various received radio wave states are assumed. In such a system, a signal having a wide range of signal strengths is input. For this reason, signal processing such as demodulation is performed after adjustment to an optimum signal intensity using a variable gain amplifier. Thus, the variable gain amplifying device requires a wide range of variable gain. Moreover, the case where a weak desired radio wave exists in a strong jamming radio wave is also assumed. In order to ensure reception performance in this case, low noise and low distortion are also required.

図16を用いて、一般的に用いられている増幅器の構成を示す。入力信号は、可変ゲインアンプ102と、固定減衰器104を縦続接続した可変ゲインアンプ103とに入力される。加算部105は、可変ゲインアンプ102及び103から出力される出力電流を加算し、電流電圧変換回路106へ出力する。電流電圧変換回路106は、出力信号(出力電圧)を生成し、出力する。図17に、可変ゲインアンプ102及び103の構成例を示す。可変ゲインアンプ102及び103は、トランジスタ107と108とを有している。トランジスタ107及び108に接続される電流源の電流をIc_a又はIc_bとする。可変ゲインアンプ102及び103は、差動対の電流Ic_a又はIc_bを制御することで、ゲインを変化させることができる。また、ゲインアンプの最大出力電流は、Ic_a又はIc_bに比例する。本図は差動アンプの例を示しているが、シングルアンプでも同様である。   FIG. 16 shows a configuration of a commonly used amplifier. The input signal is input to the variable gain amplifier 102 and the variable gain amplifier 103 in which the fixed attenuator 104 is connected in cascade. Adder 105 adds the output currents output from variable gain amplifiers 102 and 103 and outputs the result to current-voltage conversion circuit 106. The current-voltage conversion circuit 106 generates and outputs an output signal (output voltage). FIG. 17 shows a configuration example of the variable gain amplifiers 102 and 103. The variable gain amplifiers 102 and 103 have transistors 107 and 108. The current of the current source connected to the transistors 107 and 108 is Ic_a or Ic_b. The variable gain amplifiers 102 and 103 can change the gain by controlling the current Ic_a or Ic_b of the differential pair. The maximum output current of the gain amplifier is proportional to Ic_a or Ic_b. This figure shows an example of a differential amplifier, but the same applies to a single amplifier.

次に、図18を用いて、可変ゲインアンプ102及び103の制御方式と特性について説明する。図18の(A)は、可変ゲインアンプ102及び103の制御方式を示している。制御回路101は、可変ゲインアンプ102及び103に対する制御電流Ic_a及びIc_bを制御信号100に応じて連続的に切り替える。制御信号に応じて制御電流Ic_aが減少すると可変ゲインアンプ102のゲインが減少する。また、制御電流Ic_bが増加すると、可変ゲインアンプ103のゲインが増加する。可変ゲインアンプ103には固定減衰器104が縦続接続されているため、加算された出力電流の利得は、固定減衰器104において減衰された分だけ減少する。その制御信号に対する利得変化を図18の(B)に示す。利得の可変範囲は、固定減衰器104の減衰量により決定される。   Next, control methods and characteristics of the variable gain amplifiers 102 and 103 will be described with reference to FIG. FIG. 18A shows a control method for the variable gain amplifiers 102 and 103. The control circuit 101 continuously switches the control currents Ic_a and Ic_b for the variable gain amplifiers 102 and 103 according to the control signal 100. When the control current Ic_a decreases according to the control signal, the gain of the variable gain amplifier 102 decreases. Further, when the control current Ic_b increases, the gain of the variable gain amplifier 103 increases. Since the fixed attenuator 104 is cascade-connected to the variable gain amplifier 103, the gain of the added output current is reduced by the amount attenuated in the fixed attenuator 104. The gain change with respect to the control signal is shown in FIG. The variable range of the gain is determined by the attenuation amount of the fixed attenuator 104.

続いて、図20を用いて、特許文献1の可変利得増幅装置の構成について説明する。可変利得増幅装置は、減衰器制御信号によって信号の減衰量が制御される可変減衰器111と、増幅器制御信号によって利得が制御される可変利得増幅器112とを備え、これらを縦続接続する。また、可変利得増幅装置は、外部から与えられる制御信号に応じて減衰器制御信号及び増幅器制御信号を生成する制御回路110をさらに有する。この制御回路110による制御を図21に示す。図21の(A)が可変利得増幅器112の利得変化であり、(B)が可変減衰器111の減衰量変化である。制御回路110に入力される制御信号に応じて、可変利得増幅器112の利得を変化させると同時に、可変減衰器111の減衰量を変化させることにより、図21の(C)に示すように、制御回路に入力される制御信号に応じて可変利得増幅装置の利得を変化させる。   Next, the configuration of the variable gain amplifying apparatus disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG. The variable gain amplifying apparatus includes a variable attenuator 111 whose signal attenuation is controlled by an attenuator control signal and a variable gain amplifier 112 whose gain is controlled by an amplifier control signal, which are connected in cascade. The variable gain amplifying apparatus further includes a control circuit 110 that generates an attenuator control signal and an amplifier control signal in accordance with a control signal given from the outside. The control by the control circuit 110 is shown in FIG. 21A shows the gain change of the variable gain amplifier 112, and FIG. 21B shows the change of the attenuation amount of the variable attenuator 111. FIG. As shown in FIG. 21 (C), the gain of the variable attenuator 111 is changed at the same time as the gain of the variable gain amplifier 112 is changed in accordance with the control signal input to the control circuit 110. The gain of the variable gain amplifying device is changed in accordance with a control signal input to the circuit.

特開2004−328425号公報JP 2004-328425 A

図16において説明した増幅器は、図18の(A)の制御方式により制御を行った場合に、図18の(C)に示すように歪み特性が劣化するという問題がある。具体的には、1dBコンプレッションポイントが変動するという問題がある。ここで、1dBコンプレッションポイントの変動について図19を用いて説明する。図19の(A)は、最大利得状態及び最小利得状態での入出力特性を示す。最大利得状態と最少利得状態における入出力の特性は、固定減衰器104の減衰量だけ平行移動した特性となる。図19の(A)に示されるように、最大利得状態及び最小利得状態での1dBコンプレッションポイントは、同一の値(dBm)を示している。次に、図18の(C)で示されるように、歪み特性が劣化する状態での入出力特性を図19の(B)に示す。ここで、説明のため可変ゲインアンプ102及び103それぞれ単体の特性も示している。可変ゲインアンプ102は、利得が小さく、さらに制御電流Ic_aも小さい。そのため、出力は最大利得状態と比べて低い出力で飽和する。一方、可変ゲインアンプ103は、制御電流Ic_bが制御電流Ic_aと比較して大きく、可変ゲインアンプ103の利得も大きい。そのため、可変ゲインアンプ102と比較して高い出力で飽和する。この2つのアンプの出力を、縦軸が対数であることに注意して加算すると、図21の(B)の特性となる。本図より、中間利得状態では、出力特性の中間に変極点が存在することが分かる。この出力特性から1dBコンプレッションポイントを求めると、最大利得状態と比べ中間利得状態では、1dBコンプレッションポイントは低くなる。可変利得装置として広い利得可変範囲を得るためには、固定減衰器の減衰量を大きくする必要があるが、一般的に歪み特性の劣化は固定減衰器の減衰量に比例する。固定減衰器を用い、ゲインアンプの制御電流を切り替える方式では、このような問題が発生することが知られており、このような構成の増幅器においては、広い利得範囲と低歪み特性を両立することはできない。   The amplifier described in FIG. 16 has a problem that distortion characteristics deteriorate as shown in FIG. 18C when control is performed by the control method of FIG. Specifically, there is a problem that the 1 dB compression point varies. Here, the fluctuation of the 1 dB compression point will be described with reference to FIG. FIG. 19A shows input / output characteristics in the maximum gain state and the minimum gain state. The input / output characteristics in the maximum gain state and the minimum gain state are characteristics that are translated by the attenuation amount of the fixed attenuator 104. As shown in FIG. 19A, the 1 dB compression point in the maximum gain state and the minimum gain state shows the same value (dBm). Next, as shown in FIG. 18C, the input / output characteristics in a state where the distortion characteristics deteriorate are shown in FIG. Here, for the sake of explanation, individual characteristics of the variable gain amplifiers 102 and 103 are also shown. The variable gain amplifier 102 has a small gain and a small control current Ic_a. Therefore, the output saturates at a lower output compared to the maximum gain state. On the other hand, in the variable gain amplifier 103, the control current Ic_b is larger than the control current Ic_a, and the gain of the variable gain amplifier 103 is also large. Therefore, it saturates at a higher output than the variable gain amplifier 102. If the outputs of these two amplifiers are added with the vertical axis being a logarithm, the characteristic shown in FIG. 21B is obtained. From this figure, it can be seen that an inflection point exists in the middle of the output characteristics in the intermediate gain state. When the 1 dB compression point is obtained from this output characteristic, the 1 dB compression point is lower in the intermediate gain state than in the maximum gain state. In order to obtain a wide gain variable range as a variable gain device, it is necessary to increase the amount of attenuation of the fixed attenuator. In general, the deterioration of the distortion characteristic is proportional to the amount of attenuation of the fixed attenuator. It is known that such a problem occurs in a system that uses a fixed attenuator and switches the control current of the gain amplifier. In such an amplifier, a wide gain range and low distortion characteristics must be compatible. I can't.

また、図20で示した可変利得増幅装置を図21の制御方式で動作させた場合には、可変ゲインアンプを制御電流により切り替える方式ではないため、歪み特性の劣化を抑止できる。しかし、このような場合においては、雑音特性が劣化するという問題がある。一般的に、増幅器の前段に減衰器を接続し、減衰量を変化させることにより利得を減少させると、減衰量に比例して雑音特性も劣化する。その劣化量は、増幅器内部の回路構成にて利得を変化させる場合よりも大きい。図16の増幅器においては、最大利得状態を得ている領域では、可変ゲインアンプ102のみから利得を得るため、固定減衰器104を接続することによって雑音特性が劣化することはない。しかし、図20の可変利得増幅装置においては、最大利得状態を得ている領域においても、入力信号は、可変減衰器111を介して、可変利得増幅器112に入力される。そのため、図20の可変利得増幅装置は、図16の増幅器と比較して、最大利得状態を得ている領域で大きく雑音特性が劣化する。   In addition, when the variable gain amplifying apparatus shown in FIG. 20 is operated by the control method of FIG. 21, since the variable gain amplifier is not a method of switching by the control current, it is possible to suppress deterioration of distortion characteristics. However, in such a case, there is a problem that noise characteristics deteriorate. In general, when an attenuator is connected in front of an amplifier and the gain is reduced by changing the attenuation, the noise characteristics are also deteriorated in proportion to the attenuation. The amount of deterioration is larger than when the gain is changed in the circuit configuration inside the amplifier. In the amplifier of FIG. 16, in the region where the maximum gain state is obtained, gain is obtained only from the variable gain amplifier 102, so that noise characteristics are not deteriorated by connecting the fixed attenuator 104. However, in the variable gain amplifying device of FIG. 20, the input signal is input to the variable gain amplifier 112 via the variable attenuator 111 even in the region where the maximum gain state is obtained. Therefore, in the variable gain amplifying device of FIG. 20, the noise characteristics are greatly deteriorated in the region where the maximum gain state is obtained as compared with the amplifier of FIG.

本発明の第1の態様にかかる可変利得増幅装置は、入力信号を減衰する可変減衰部と、前記可変減衰部から出力された減衰後の入力信号の利得を変化させて増幅する第1の可変利得増幅部と、前記第1の可変利得増幅部により利得を変化させている第1の制御領域は、前記可変減衰部の減衰量を固定するように制御する制御部と、を備えるものである。   A variable gain amplifying apparatus according to a first aspect of the present invention includes a variable attenuator that attenuates an input signal, and a first variable that amplifies the input signal after changing the gain output from the variable attenuator. The gain amplifying unit and the first control region in which the gain is changed by the first variable gain amplifying unit include a control unit that controls the amount of attenuation of the variable attenuating unit to be fixed. .

このような可変利得増幅装置を用いることにより、可変減衰部と可変利得増幅部を制御し、可変利得増幅装置全体の利得を制御することができる。   By using such a variable gain amplifying device, the variable attenuating unit and the variable gain amplifying unit can be controlled, and the gain of the entire variable gain amplifying device can be controlled.

本発明により、可変利得増幅部により利得を変化させている間は、減衰量を固定することにより、減衰量に応じて発生する雑音特性の劣化を抑制する可変利得増幅装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a variable gain amplifying device that suppresses deterioration of noise characteristics that occur according to the amount of attenuation by fixing the amount of attenuation while the gain is changed by the variable gain amplifying unit. .

実施の形態1にかかる可変利得増幅装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a variable gain amplifying device according to a first exemplary embodiment; 実施の形態1にかかる制御回路の制御内容を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating control contents of a control circuit according to the first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかる可変利得増幅装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a variable gain amplifying device according to a first exemplary embodiment; 実施の形態1にかかる雑音特性を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing noise characteristics according to the first exemplary embodiment. 実施の形態2にかかる可変利得増幅装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a variable gain amplifying device according to a second exemplary embodiment. 実施の形態2にかかる可変利得増幅装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a variable gain amplifying device according to a second exemplary embodiment. 実施の形態3にかかる制御回路の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a control circuit according to a third embodiment. 実施の形態3にかかる可変利得増幅装置の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a variable gain amplifying device according to a third exemplary embodiment. 実施の形態3にかかる制御回路の制御内容を示した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating control contents of a control circuit according to a third embodiment. その他の実施の形態にかかる可変減衰器の構成図である。It is a block diagram of the variable attenuator concerning other embodiment. その他の実施の形態にかかる可変減衰器の構成図である。It is a block diagram of the variable attenuator concerning other embodiment. その他の実施の形態にかかる可変減衰器の構成図である。It is a block diagram of the variable attenuator concerning other embodiment. その他の実施の形態にかかる可変利得増幅器の構成図である。It is a block diagram of the variable gain amplifier concerning other embodiment. その他の実施の形態にかかる可変利得増幅器の構成図である。It is a block diagram of the variable gain amplifier concerning other embodiment. その他の実施の形態にかかる可変利得増幅器の構成図である。It is a block diagram of the variable gain amplifier concerning other embodiment. 一般的に用いられる増幅器の構成図である。It is a block diagram of the amplifier used generally. 一般的に用いられる増幅器が有する可変ゲインアンプの構成図である。It is a block diagram of the variable gain amplifier which the amplifier generally used has. 一般的に用いられる増幅器の制御動作を示した図である。It is the figure which showed the control operation of the amplifier generally used. 一般的に用いられる増幅器の出力特性を示した図である。It is the figure which showed the output characteristic of the amplifier used generally. 特許文献1にかかる可変利得増幅装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a variable gain amplifying device according to Patent Document 1. FIG. 特許文献1にかかる可変利得増幅装置の制御動作を示した図である。10 is a diagram illustrating a control operation of a variable gain amplifying device according to Patent Document 1. FIG. 実施の形態4にかかる制御回路の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a control circuit according to a fourth embodiment. 実施の形態4にかかるコンダクタンスと制御電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the conductance concerning Embodiment 4, and a control voltage. 実施の形態4において、実施の形態3に用いられる制御回路を用いた場合の、コンダクタンスと制御電圧との関係を示すグラフである。In Embodiment 4, it is a graph which shows the relationship between conductance at the time of using the control circuit used for Embodiment 3, and a control voltage. 実施の形態5にかかる制御回路の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a control circuit according to a fifth embodiment; 実施の形態5にかかるコンダクタンスと制御電圧の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the conductance concerning Embodiment 5, and a control voltage.

(実施の形態1)
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。図1を用いて本発明の実施の形態1にかかる可変利得増幅装置の構成例について説明する。可変利得増幅装置は、制御回路10と、可変減衰器20と、可変利得増幅器30とを備えている。
(Embodiment 1)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A configuration example of the variable gain amplifying apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The variable gain amplifying apparatus includes a control circuit 10, a variable attenuator 20, and a variable gain amplifier 30.

制御回路10は、制御信号100を入力し、制御信号100に基づいて可変減衰器20へ出力する可変減衰器制御信号と、可変利得増幅器30へ出力する可変利得増幅器制御信号と、を生成する。制御信号とは、例えば電圧により構成される制御電圧であってもよい。可変減衰器20は、入力信号を入力し、当該入力信号を減衰させる。入力信号とは、減衰及び利得制御を行い、利得を得る対象の信号である。可変減衰器20は、減衰後の入力信号を、可変減衰器20と縦続接続されている可変利得増幅器30へ出力する。可変利得増幅器30は、可変減衰器20から受け取った入力信号を、可変利得増幅器制御信号に基づいて増幅し、出力信号を生成する。   The control circuit 10 receives the control signal 100 and generates a variable attenuator control signal output to the variable attenuator 20 based on the control signal 100 and a variable gain amplifier control signal output to the variable gain amplifier 30. The control signal may be a control voltage composed of a voltage, for example. The variable attenuator 20 receives an input signal and attenuates the input signal. An input signal is a signal for which gain and gain control are performed and gain is obtained. The variable attenuator 20 outputs the attenuated input signal to the variable gain amplifier 30 that is cascade-connected to the variable attenuator 20. The variable gain amplifier 30 amplifies the input signal received from the variable attenuator 20 based on the variable gain amplifier control signal, and generates an output signal.

続いて、図2を用いて本発明の実施の形態1にかかる制御回路10の制御動作について説明する。本図は、横軸を制御信号100の大きさとし、対数軸を用いる縦軸に利得を示している。制御信号100が大きくなるに従い、制御回路10は、大きな利得を得るよう可変減衰器20及び可変利得増幅器30を制御する。ここで、可変利得増幅装置が最大利得状態から、利得の値が一定の値だけ減少した領域を利得可変領域1とする。つまり、利得可変領域1は、可変利得増幅器30の利得を変化させている間に、可変利得増幅装置の利得を変化させている領域である。例えば、最大利得状態から4分の1だけ減衰させた領域を利得可変領域1とする。また、可変利得装置が最少利得状態から、利得の値が一定の値だけ増加した領域を利得可変領域3とする。つまり、利得可変領域3は、可変利得増幅器30の利得を固定にしている間に、可変利得増幅装置の利得を変化させている領域である。例えば、最少利得状態から4分の1だけ利得を増加させた領域を利得可変領域3とする。また、利得可変領域1と利得可変領域3の間の領域を利得可変領域2とする。つまり、利得可変領域2は、可変利得増幅器30の利得を利得可変領域3から利得可変領域1に移行する領域である。   Subsequently, the control operation of the control circuit 10 according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this figure, the horizontal axis represents the magnitude of the control signal 100, and the vertical axis using the logarithmic axis represents the gain. As the control signal 100 increases, the control circuit 10 controls the variable attenuator 20 and the variable gain amplifier 30 so as to obtain a large gain. Here, a region where the gain value is decreased by a certain value from the maximum gain state of the variable gain amplifying device is defined as a gain variable region 1. That is, the gain variable region 1 is a region where the gain of the variable gain amplifier is changed while the gain of the variable gain amplifier 30 is changed. For example, a region attenuated by a quarter from the maximum gain state is defined as a gain variable region 1. Further, a region where the gain value is increased by a certain value from the minimum gain state of the variable gain device is defined as a gain variable region 3. That is, the gain variable region 3 is a region in which the gain of the variable gain amplifier is changed while the gain of the variable gain amplifier 30 is fixed. For example, the gain variable region 3 is a region where the gain is increased by a quarter from the minimum gain state. A region between the gain variable region 1 and the gain variable region 3 is defined as a gain variable region 2. That is, the gain variable region 2 is a region where the gain of the variable gain amplifier 30 is transferred from the gain variable region 3 to the gain variable region 1.

制御回路10は、利得可変領域1においては、可変利得増幅器30の利得を変化させることにより可変利得増幅装置の利得を可変にし、可変減衰器20の減衰量は最小として変化させない。利得可変領域3においては、可変減衰器20の減衰量を変化させることにより可変利得増幅装置の利得を可変にし、可変利得増幅器30の利得を最小として変化させない。また、利得可変領域2においては、可変利得増幅器30の利得可変範囲における一部の利得を変化させ、可変減衰器20の減衰量可変範囲の一部の減衰量を変化させることにより、可変利得増幅装置の利得を可変にする。   In the gain variable region 1, the control circuit 10 changes the gain of the variable gain amplifier 30 by changing the gain of the variable gain amplifier 30, and does not change the attenuation amount of the variable attenuator 20 as a minimum. In the gain variable region 3, the gain of the variable gain amplifying device is made variable by changing the attenuation amount of the variable attenuator 20, and the gain of the variable gain amplifier 30 is minimized and is not changed. In the gain variable region 2, variable gain amplification is performed by changing part of the gain in the variable gain range of the variable gain amplifier 30 and changing part of the attenuation in the variable amount of attenuation of the variable attenuator 20. Make the gain of the device variable.

続いて、図3を用いて本発明の実施の形態1にかかる可変減衰器20及び可変利得増幅器30の構成例について説明する。可変減衰器20は、抵抗21と、MOSトランジスタ22と、キャパシタ23とを備えている。抵抗21は、可変減衰器20の入力端子と接続される。また、MOSトランジスタ22のソース又はドレインのどちらか一方を抵抗21に接続し、他方をキャパシタ23に接続し、接地する。   Next, configuration examples of the variable attenuator 20 and the variable gain amplifier 30 according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The variable attenuator 20 includes a resistor 21, a MOS transistor 22, and a capacitor 23. The resistor 21 is connected to the input terminal of the variable attenuator 20. In addition, either the source or the drain of the MOS transistor 22 is connected to the resistor 21 and the other is connected to the capacitor 23 to be grounded.

可変利得増幅器30は、電流電圧変換回路31と、バイポーラトランジスタ32及び33と、抵抗34と、MOSトランジスタ35と、を備えている。バイポーラトランジスタ32のベースは、可変減衰器20のMOSトランジスタ22とキャパシタ23とに接続される。また、バイポーラトランジスタ33のベースは、可変減衰器20の抵抗21とMOSトランジスタ22とに接続される。抵抗34及びMOSトランジスタ35は、バイポーラトランジスタ32及び33のエミッタに接続される。   The variable gain amplifier 30 includes a current-voltage conversion circuit 31, bipolar transistors 32 and 33, a resistor 34, and a MOS transistor 35. The base of the bipolar transistor 32 is connected to the MOS transistor 22 and the capacitor 23 of the variable attenuator 20. The base of the bipolar transistor 33 is connected to the resistor 21 and the MOS transistor 22 of the variable attenuator 20. The resistor 34 and the MOS transistor 35 are connected to the emitters of the bipolar transistors 32 and 33.

次に、可変減衰器20及び可変利得増幅器30の動作について説明する。可変減衰器20のMOSトランジスタ22は、制御電圧220を入力する。制御電圧220は、制御回路10から入力する可変減衰器制御信号と同一である。MOSトランジスタ22は、入力する制御電圧220を変化させることで、抵抗21とMOSトランジスタ22とによる減衰量を変化させることができる。例えば、制御電圧220を大きくした場合、MOSトランジスタ22のソースドレイン間抵抗の抵抗値は小さくなるように制御される。これより、可変利得増幅器30のバイポーラトランジスタ33のベースに出力される信号は小さくなるため、可変減衰器20は減衰量を大きくする動作を実現している。また、バイポーラトランジスタ32のベースに出力される信号は、キャパシタ23により固定値に設定される。   Next, operations of the variable attenuator 20 and the variable gain amplifier 30 will be described. The control voltage 220 is input to the MOS transistor 22 of the variable attenuator 20. The control voltage 220 is the same as the variable attenuator control signal input from the control circuit 10. The MOS transistor 22 can change the attenuation by the resistor 21 and the MOS transistor 22 by changing the input control voltage 220. For example, when the control voltage 220 is increased, the resistance value of the resistance between the source and drain of the MOS transistor 22 is controlled to be decreased. Thus, since the signal output to the base of the bipolar transistor 33 of the variable gain amplifier 30 becomes small, the variable attenuator 20 realizes an operation for increasing the attenuation. The signal output to the base of the bipolar transistor 32 is set to a fixed value by the capacitor 23.

また、可変利得増幅器30のMOSトランジスタ35は、制御電圧350を入力する。制御電圧350は、制御回路10から入力する可変利得増幅器制御信号と同一である。MOSトランジスタ35は、入力する制御電圧350を変化させることで、バイポーラトランジスタ32及びバイポーラトランジスタ33のエミッタ抵抗であるMOSトランジスタ35のソースドレイン抵抗を変化させることができる。例えば、制御電圧350を大きくした場合、MOSトランジスタ35のソースドレイン間抵抗の抵抗値は小さくなるように制御される。これより、電流電圧変換回路31から出力される信号は大きくなり、増幅する動作を実現している。これにより、バイアス電流Ic1を変化させることなく、バイポーラトランジスタ32及びバイポーラトランジスタ33のコレクタ電流を変化させ、電流電圧変換回路31を介して差動電圧を出力する。   The control voltage 350 is input to the MOS transistor 35 of the variable gain amplifier 30. The control voltage 350 is the same as the variable gain amplifier control signal input from the control circuit 10. The MOS transistor 35 can change the source / drain resistance of the MOS transistor 35 which is the emitter resistance of the bipolar transistor 32 and the bipolar transistor 33 by changing the input control voltage 350. For example, when the control voltage 350 is increased, the resistance value of the resistance between the source and drain of the MOS transistor 35 is controlled to be decreased. As a result, the signal output from the current-voltage conversion circuit 31 becomes large, and an operation of amplifying is realized. As a result, the collector currents of the bipolar transistor 32 and the bipolar transistor 33 are changed without changing the bias current Ic1, and the differential voltage is output via the current-voltage conversion circuit 31.

以上説明したように、本発明の実施の形態1にかかる可変利得増幅装置を用いることにより、以下の効果を得られる。利得可変領域1においては、可変利得増幅器30の利得を変化させ、可変減衰器20の減衰量を最小に固定する。これにより、可変減衰器20の減衰量の増加に応じて生じる雑音特性の劣化を抑制することができる。図4は、利得可変領域1における雑音特性の劣化を抑制した状態を示した図であり、可変減衰器20の減衰量を変化させた場合を点線で示し、可変減衰器20の減衰量を固定にした場合を実線で示している。本図に示されているように、上記制御を行うことにより、利得可変領域1における雑音特性が改善される。   As described above, the following effects can be obtained by using the variable gain amplifying apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the variable gain region 1, the gain of the variable gain amplifier 30 is changed, and the attenuation amount of the variable attenuator 20 is fixed to the minimum. As a result, it is possible to suppress the deterioration of noise characteristics that occurs in response to an increase in the attenuation amount of the variable attenuator 20. FIG. 4 is a diagram showing a state in which the deterioration of noise characteristics in the variable gain region 1 is suppressed. The case where the attenuation of the variable attenuator 20 is changed is indicated by a dotted line, and the attenuation of the variable attenuator 20 is fixed. The case where it was made is shown by the solid line. As shown in this figure, the noise characteristics in the variable gain region 1 are improved by performing the above control.

また、利得可変領域2及び3にて可変減衰器20の減衰量を変化させることで、可変利得増幅装置の利得可変範囲を広くすることができる。さらに、可変増幅装置に要求される利得可変範囲を一定とすると、可変減衰器20の減衰量分だけ、可変利得増幅器30に必要な利得可変範囲を狭くすることができる。   Further, by changing the attenuation amount of the variable attenuator 20 in the gain variable regions 2 and 3, the variable gain range of the variable gain amplifying device can be widened. Furthermore, if the gain variable range required for the variable amplifying device is constant, the gain variable range required for the variable gain amplifier 30 can be narrowed by the amount of attenuation of the variable attenuator 20.

また、本発明の実施の形態1にかかる可変利得装置においては、複数のゲインアンプの制御電流を切り替えることによって利得を変化させる制御を行わないため、歪み特性の劣化は存在しない。   Further, in the variable gain device according to the first exemplary embodiment of the present invention, the control for changing the gain is not performed by switching the control currents of the plurality of gain amplifiers, and therefore there is no deterioration in distortion characteristics.

(実施の形態2)
続いて、図5を用いて本発明の実施の形態2にかかる可変利得増幅装置の構成例について説明する。本発明の実施の形態2にかかる可変利得増幅装置は、図1の構成に加え、可変利得増幅器40と加算部50とを備えている。
(Embodiment 2)
Next, a configuration example of the variable gain amplifying apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The variable gain amplifying apparatus according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a variable gain amplifier 40 and an adding unit 50 in addition to the configuration of FIG.

可変利得増幅器40は、入力信号を入力し、制御回路10から取得する第2の可変利得増幅器制御信号によって制御され、利得制御された入力信号を加算部50へ出力する。   The variable gain amplifier 40 receives an input signal, is controlled by a second variable gain amplifier control signal acquired from the control circuit 10, and outputs the gain-controlled input signal to the adder 50.

加算部50は、可変利得増幅器30及び可変利得増幅器40から取得した利得増幅後の出力信号を加算する。これにより、可変利得増幅装置の出力信号を生成する。   The adder 50 adds the output signals after gain amplification obtained from the variable gain amplifier 30 and the variable gain amplifier 40. Thereby, an output signal of the variable gain amplifying device is generated.

続いて、図6を用いて本発明の実施の形態2にかかる可変利得増幅装置の可変減衰器20、可変利得増幅器30及び40の構成例について説明する。本図における可変利得増幅装置は、図3の構成に加えて、可変利得増幅器40を構成するバイポーラトランジスタ41及び42と、抵抗43とをさらに備えている。また、電流電圧変換回路31は、加算部50に相当する。   Next, configuration examples of the variable attenuator 20 and the variable gain amplifiers 30 and 40 of the variable gain amplifying apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The variable gain amplifying apparatus in this figure further includes bipolar transistors 41 and 42 constituting a variable gain amplifier 40 and a resistor 43 in addition to the configuration of FIG. The current / voltage conversion circuit 31 corresponds to the adding unit 50.

バイポーラトランジスタ42は、可変減衰器20の抵抗21にて減衰される前の入力信号をベースに入力する。また、バイポーラトランジスタ41は、キャパシタ23によって固定値に設定された信号を入力する。このような構成において、バイポーラトランジスタ41及び42のエミッタに接続されたバイアス電流Ic2を変化させることにより、バイポーラトランジスタ41及び42のコレクタ電流を変化させる。バイアス電流Ic2は、制御回路10からの第2の可変利得増幅器制御信号により、制御される。これにより、可変利得増幅器40は、利得を変化させることができる。   The bipolar transistor 42 inputs the input signal before being attenuated by the resistor 21 of the variable attenuator 20 based on the base. In addition, the bipolar transistor 41 receives a signal set to a fixed value by the capacitor 23. In such a configuration, the collector current of the bipolar transistors 41 and 42 is changed by changing the bias current Ic2 connected to the emitters of the bipolar transistors 41 and 42. The bias current Ic2 is controlled by a second variable gain amplifier control signal from the control circuit 10. Thereby, the variable gain amplifier 40 can change the gain.

なお、本図においては、バイポーラトランジスタ41及び42のコレクタ電流とバイポーラトランジスタ32及び33のコレクタ電流とを加算して電流電圧変換回路に入力する例を示しているが、バイポーラトランジスタ41及び42のコレクタ電流を電圧に変換後、可変利得増幅器30から出力される電圧に加算してもよい。   In this figure, the collector current of the bipolar transistors 41 and 42 and the collector current of the bipolar transistors 32 and 33 are added and input to the current-voltage conversion circuit. After the current is converted into a voltage, it may be added to the voltage output from the variable gain amplifier 30.

ここで、制御回路10は、実施の形態1での制御に加え、可変利得増幅器30の利得が最大となる状態から、可変利得増幅器30の利得を小さくし、可変利得増幅器40の利得を大きくして、増幅動作を可変利得増幅器30から可変利得増幅器40に切り替えるように制御を行う。つまり、図6の制御電圧220と制御電圧350を、可変利得増幅器30の利得が最大となり、可変減衰器20の減衰量が最小となるように設定し、更に、バイアス電流Ic2の電流を大きくし、バイアス電流Ic1の電流を小さくするように制御を行う。バイアス電流Ic1及びIc2の制御は、制御回路10から出力される第1の可変利得増幅器制御信号及び第2の可変利得増幅器制御信号に基づいて行われてもよく、もしくは、バイアス電流Ic1及びIc2を制御するためにのみ用いられる制御信号を新たに設けてもよい。   Here, in addition to the control in the first embodiment, the control circuit 10 reduces the gain of the variable gain amplifier 30 and increases the gain of the variable gain amplifier 40 from the state where the gain of the variable gain amplifier 30 is maximized. Thus, control is performed so that the amplification operation is switched from the variable gain amplifier 30 to the variable gain amplifier 40. That is, the control voltage 220 and the control voltage 350 in FIG. 6 are set so that the gain of the variable gain amplifier 30 is maximized and the attenuation amount of the variable attenuator 20 is minimized, and the bias current Ic2 is increased. Then, control is performed so as to reduce the current of the bias current Ic1. The bias currents Ic1 and Ic2 may be controlled based on the first variable gain amplifier control signal and the second variable gain amplifier control signal output from the control circuit 10, or the bias currents Ic1 and Ic2 may be controlled. A control signal used only for controlling may be newly provided.

図1の構成においては、最大利得状態であっても、可変利得増幅器30の前段に可変減衰器20が接続されているため、可変減衰器20の減衰効果による雑音特性の劣化を避けることはできない。しかし、最大利得状態において、前段に何も接続されていない可変利得増幅器40に動作を切り替えることにより、雑音特性の劣化をさらに抑制することができる。また、制御回路10により可変利得増幅器30及び可変利得増幅器40を切り替えて制御する方式であるため、歪み特性の劣化が懸念される。しかし、本発明の実施の形態2における可変利得増幅器30及び40は、最大利得状態において切り替えが行われるため、可変減衰器20の減衰量は最小に固定されている。そのため、減衰量に比例して生じる歪み特性の劣化は抑制される。   In the configuration of FIG. 1, even in the maximum gain state, since the variable attenuator 20 is connected in front of the variable gain amplifier 30, it is impossible to avoid deterioration of noise characteristics due to the attenuation effect of the variable attenuator 20. . However, it is possible to further suppress the deterioration of noise characteristics by switching the operation to the variable gain amplifier 40 that has nothing connected to the previous stage in the maximum gain state. In addition, since the control circuit 10 switches and controls the variable gain amplifier 30 and the variable gain amplifier 40, there is a concern about deterioration of distortion characteristics. However, since the variable gain amplifiers 30 and 40 according to the second embodiment of the present invention are switched in the maximum gain state, the attenuation amount of the variable attenuator 20 is fixed to the minimum. For this reason, the deterioration of the distortion characteristic that occurs in proportion to the amount of attenuation is suppressed.

(実施の形態3)
続いて、図7を用いて本発明の実施の形態3にかかる制御回路10の構成例について説明する。制御回路10は、電源部11と、電流電圧変換回路12と、オペアンプ13と、MOSトランジスタ14と、バイアス電源15と、MOSトランジスタ16と、を備えている。電流電圧変換回路12、MOSトランジスタ14及びバイアス電源15は、電源部11とGND電源との間に直列に接続される。また、オペアンプ13は、MOSトランジスタ14及び電流電圧変換回路12の接点における電圧と、可変制御される制御電圧130を入力し、MOSトランジスタ14及びMOSトランジスタ16に対してゲート電圧を出力する。本構成においては、MOSトランジスタ16を制御対象とし、MOSトランジスタ14はMOSトランジスタ16のレプリカとして動作する。MOSトランジスタ16は、可変減衰器20のMOSトランジスタ22又は可変利得増幅器30のMOSトランジスタ35に用いられる。以下に、制御回路10の動作について説明する。
(Embodiment 3)
Next, a configuration example of the control circuit 10 according to the third exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The control circuit 10 includes a power supply unit 11, a current-voltage conversion circuit 12, an operational amplifier 13, a MOS transistor 14, a bias power supply 15, and a MOS transistor 16. The current-voltage conversion circuit 12, the MOS transistor 14, and the bias power supply 15 are connected in series between the power supply unit 11 and the GND power supply. The operational amplifier 13 receives the voltage at the contact between the MOS transistor 14 and the current-voltage conversion circuit 12 and the control voltage 130 that is variably controlled, and outputs a gate voltage to the MOS transistor 14 and the MOS transistor 16. In this configuration, the MOS transistor 16 is controlled, and the MOS transistor 14 operates as a replica of the MOS transistor 16. The MOS transistor 16 is used as the MOS transistor 22 of the variable attenuator 20 or the MOS transistor 35 of the variable gain amplifier 30. Hereinafter, the operation of the control circuit 10 will be described.

オペアンプ13は、可変制御される制御電圧130を入力することにより、MOSトランジスタ14に対して可変制御されたゲート電圧を出力する。MOSトランジスタ14は、可変制御されたゲート電圧を入力することにより、大きさが変化するソースドレイン間電流を生じる。ソースドレイン間電流は、電流電圧変換回路12によって電圧に変換される。電流電圧変換回路12により変換された電圧は、オペアンプ13の帰還制御によって、制御電圧130と等しくなるように制御される。このようにして、オペアンプ13のプラス端子及びマイナス端子に入力する電圧の変化により生じる出力電圧がMOSトランジスタ14及び16のゲートに出力され、MOSトランジスタ14及びMOSトランジスタ16のソースドレイン間抵抗が可変制御される。このようにしてレプリカであるMOSトランジスタ14を用いて制御対象であるMOSトランジスタ16のソースドレイン間抵抗を制御するため、MOSトランジスタ16のソースドレイン間抵抗は、環境変動やプロセスばらつきの影響を受けずに、正確に制御される。また、MOSトランジスタ16のソース電圧と同一の値を供給するバイアス電源15をMOSトランジスタ14に接続することにより、MOSトランジスタ14及び16の制御誤差を抑制できる。   The operational amplifier 13 inputs a variably controlled gate voltage to the MOS transistor 14 by inputting the variably controlled control voltage 130. The MOS transistor 14 receives a variably controlled gate voltage to generate a source-drain current whose size changes. The source-drain current is converted into a voltage by the current-voltage conversion circuit 12. The voltage converted by the current-voltage conversion circuit 12 is controlled to be equal to the control voltage 130 by feedback control of the operational amplifier 13. In this way, the output voltage generated by the change in the voltage input to the positive terminal and the negative terminal of the operational amplifier 13 is output to the gates of the MOS transistors 14 and 16, and the resistance between the source and drain of the MOS transistors 14 and 16 is variably controlled. Is done. Since the source-drain resistance of the MOS transistor 16 to be controlled is controlled using the replica MOS transistor 14 in this way, the resistance between the source and drain of the MOS transistor 16 is not affected by environmental variations or process variations. To be accurately controlled. Further, by connecting the bias power supply 15 that supplies the same value as the source voltage of the MOS transistor 16 to the MOS transistor 14, the control error of the MOS transistors 14 and 16 can be suppressed.

続いて、図8を用いて図7の制御回路を図3の構成に適用した場合の可変利得増幅装置の構成例について説明する。可変減衰器20及び可変利得増幅器30の構成例については、図3と同様であるため説明を省略する。制御回路10_1は、可変利得増幅器30のMOSトランジスタ35のゲートと接続され、制御回路10_2は、可変減衰器20のMOSトランジスタ22のゲートと接続される。制御回路10_1及び制御回路10_2は、同一の構成となるため、以下制御回路10_1の構成例について説明する。   Next, a configuration example of the variable gain amplifying apparatus when the control circuit of FIG. 7 is applied to the configuration of FIG. 3 will be described with reference to FIG. The configuration examples of the variable attenuator 20 and the variable gain amplifier 30 are the same as those in FIG. The control circuit 10_1 is connected to the gate of the MOS transistor 35 of the variable gain amplifier 30, and the control circuit 10_2 is connected to the gate of the MOS transistor 22 of the variable attenuator 20. Since the control circuit 10_1 and the control circuit 10_2 have the same configuration, a configuration example of the control circuit 10_1 will be described below.

制御回路10_1は、図7の構成に加え、バイアス電源62、68と、抵抗63、64、66、67と、オペアンプ65と、を備えている。また、抵抗61は、電流電圧変換回路12に相当する。オペアンプ13のマイナス端子は、オペアンプ65から出力される信号を入力する。制御回路10_1は、制御信号100を取得し、バイアス電源62、抵抗63及び66にて定まる信号を、オペアンプ65のプラス端子に入力する。また、オペアンプ65のマイナス端子に接続されている抵抗64及び67により増幅される出力電圧を、オペアンプ13のマイナス端子に出力する。同様の制御を、制御回路10_2でも実施する。制御回路10_2においては、取得した制御信号100を、オペアンプ65に相当するオペアンプのマイナス端子に入力する。これにより、制御信号100が大きくなるに伴い、オペアンプ65に相当するオペアンプから出力される信号は小さくなる。   The control circuit 10_1 includes bias power supplies 62 and 68, resistors 63, 64, 66, and 67, and an operational amplifier 65 in addition to the configuration of FIG. The resistor 61 corresponds to the current / voltage conversion circuit 12. The signal output from the operational amplifier 65 is input to the negative terminal of the operational amplifier 13. The control circuit 10_1 acquires the control signal 100 and inputs a signal determined by the bias power source 62 and the resistors 63 and 66 to the plus terminal of the operational amplifier 65. The output voltage amplified by the resistors 64 and 67 connected to the negative terminal of the operational amplifier 65 is output to the negative terminal of the operational amplifier 13. Similar control is also performed in the control circuit 10_2. In the control circuit 10_2, the acquired control signal 100 is input to the negative terminal of the operational amplifier corresponding to the operational amplifier 65. Thereby, as the control signal 100 increases, the signal output from the operational amplifier corresponding to the operational amplifier 65 decreases.

制御回路10_1のオペアンプ13及び10_2のオペアンプ(オペアンプ13に相当)から出力される制御電圧220及び350により、可変減衰器20及び可変利得増幅器30の減衰量及び利得を制御する。この場合の可変利得増幅装置の利得変化を、図9を用いて説明する。   The attenuation amounts and gains of the variable attenuator 20 and the variable gain amplifier 30 are controlled by the control voltages 220 and 350 output from the operational amplifiers 13 and 10_2 (corresponding to the operational amplifier 13) of the control circuit 10_1. The gain change of the variable gain amplifying apparatus in this case will be described with reference to FIG.

制御回路10は、利得可変領域2において、可変利得増幅器30の対数軸における可変利得範囲の4分の1の利得変化と、可変減衰器20の対数軸における減衰量可変範囲の4分の1の減衰量変化を、同時に行う。可変減衰器20の減衰量はMOSトランジスタ22のソースドレイン間抵抗に基づいて変化し、可変利得増幅器30の利得はMOSトランジスタ35のソースドレイン間抵抗に基づいて変化する。このように、利得可能領域2においては、可変減衰器20及び可変利得増幅器30が減衰量及び利得を相補的に制御することにより、可変利得増幅装置の利得変化の線形性を向上することができる。   In the variable gain region 2, the control circuit 10 changes the gain of a quarter of the variable gain range on the logarithmic axis of the variable gain amplifier 30 and a quarter of the attenuation variable range on the logarithmic axis of the variable attenuator 20. Attenuation is changed simultaneously. The attenuation amount of the variable attenuator 20 changes based on the source-drain resistance of the MOS transistor 22, and the gain of the variable gain amplifier 30 changes based on the source-drain resistance of the MOS transistor 35. As described above, in the gain possible region 2, the variable attenuator 20 and the variable gain amplifier 30 complementarily control the attenuation amount and the gain, thereby improving the linearity of the gain change of the variable gain amplifying apparatus. .

(実施の形態4)
図22を用いて本発明の実施の形態4にかかる制御回路501の構成例について説明する。制御回路501は、電源(VCC)510と、電源(GND)511と、バイアス電源512及び513と、抵抗521と、MOSトランジスタ531及び532と、オペアンプ541と、入力端子551と、出力端子552と、ノード561とを備えている。MOSトランジスタは、例えば、NMOSトランジスタとして説明する。
(Embodiment 4)
A configuration example of the control circuit 501 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The control circuit 501 includes a power supply (VCC) 510, a power supply (GND) 511, bias power supplies 512 and 513, a resistor 521, MOS transistors 531 and 532, an operational amplifier 541, an input terminal 551, and an output terminal 552. Node 561. The MOS transistor will be described as an NMOS transistor, for example.

抵抗521、MOSトランジスタ531及びMOSトランジスタ532は、電源(VCC)510と電源(GND)511との間に直列に接続されており、抵抗521は、電源(VCC)510に接続されている。また、MOSトランジスタ532と電源(GND)511との間に、バイアス電源513が接続されている。さらに、抵抗521とMOSトランジスタ532との間に、MOSトランジスタ531が接続されている。   The resistor 521, the MOS transistor 531, and the MOS transistor 532 are connected in series between a power supply (VCC) 510 and a power supply (GND) 511, and the resistor 521 is connected to the power supply (VCC) 510. A bias power supply 513 is connected between the MOS transistor 532 and the power supply (GND) 511. Further, a MOS transistor 531 is connected between the resistor 521 and the MOS transistor 532.

また、出力端子552は、一方をオペアンプ541とMOSトランジスタ532とに接続され、他方を可変減衰器20のMOSトランジスタ22又は可変利得増幅器30のMOSトランジスタ35のゲートと接続されている。   One of the output terminals 552 is connected to the operational amplifier 541 and the MOS transistor 532, and the other is connected to the gate of the MOS transistor 22 of the variable attenuator 20 or the MOS transistor 35 of the variable gain amplifier 30.

ノード561は、抵抗521とMOSトランジスタ531との節点における電圧をオペアンプ541のプラス端子側に出力する。また、オペアンプ541は、マイナス端子側には入力端子551から制御電圧を入力する。制御電圧は、可変に設定することが可能である。さらにオペアンプ541は、プラス端子とマイナス端子とに入力する電圧に基づいて、MOSトランジスタ532に対して電圧を出力する。ここで、オペアンプ541は、MOSトランジスタ532に電圧を出力するとともに、出力端子552に対しても同一の電圧を出力する。   The node 561 outputs the voltage at the node between the resistor 521 and the MOS transistor 531 to the plus terminal side of the operational amplifier 541. The operational amplifier 541 receives a control voltage from the input terminal 551 on the negative terminal side. The control voltage can be set variably. Further, the operational amplifier 541 outputs a voltage to the MOS transistor 532 based on the voltage input to the plus terminal and the minus terminal. Here, the operational amplifier 541 outputs a voltage to the MOS transistor 532 and also outputs the same voltage to the output terminal 552.

バイアス電源512は、MOSトランジスタ531を飽和領域で動作させるように、MOSトランジスタ531のゲートに対して電圧を出力する。一例としては、MOSトランジスタ531のソースドレイン間電圧Vdsと、ゲートソース間電圧Vgsと、閾値電圧Vthが、Vds>2(Vgs−Vth)の関係を満たすよう、バイアス電源512は、MOSトランジスタ531のゲートに電圧を出力する。MOSトランジスタ531が飽和領域で動作することにより、MOSトランジスタ531のソース、つまりMOSトランジスタ532のドレイン側の電位がほぼ固定される。   The bias power supply 512 outputs a voltage to the gate of the MOS transistor 531 so that the MOS transistor 531 operates in the saturation region. As an example, the bias power supply 512 is connected to the MOS transistor 531 so that the source-drain voltage Vds, the gate-source voltage Vgs, and the threshold voltage Vth of the MOS transistor 531 satisfy the relationship Vds> 2 (Vgs−Vth). A voltage is output to the gate. When the MOS transistor 531 operates in the saturation region, the potential of the source of the MOS transistor 531, that is, the drain side of the MOS transistor 532 is substantially fixed.

さらに、バイアス電源512は、MOSトランジスタ532を線形領域で動作させるように、MOSトランジスタ532のソースと接続される。一例としては、Vdsの小さな、Vds<<2(Vgs−Vth)の条件を満たすバイアス設定とする。さらに、MOSトランジスタ532のソースと、可変減衰器20のMOSトランジスタ22のソース又は可変利得増幅器30のMOSトランジスタ35のソースとが同一電位になるように、バイアス電源513を接続する。MOSトランジスタ533は、MOSトランジスタ532をレプリカとして動作させ、抵抗値を可変に制御する対象のトランジスタである。MOSトランジスタ533は、出力端子552から出力される電圧をゲートに入力する。   Further, the bias power supply 512 is connected to the source of the MOS transistor 532 so that the MOS transistor 532 operates in the linear region. As an example, a bias setting that satisfies the condition of Vds << 2 (Vgs−Vth) with a small Vds is used. Further, the bias power supply 513 is connected so that the source of the MOS transistor 532 and the source of the MOS transistor 22 of the variable attenuator 20 or the source of the MOS transistor 35 of the variable gain amplifier 30 have the same potential. The MOS transistor 533 operates as a replica of the MOS transistor 532 and is a target transistor whose resistance value is variably controlled. The MOS transistor 533 inputs the voltage output from the output terminal 552 to the gate.

次に、制御回路501の動作について説明する。制御回路501は、MOSトランジスタ532をオペアンプ541による帰還を用いて制御する。入力端子551に入力する制御電圧Vcntを可変にした場合、ノード561は、制御電圧Vcntと等しい電圧が発生するように帰還制御される。また、抵抗521の抵抗値をR521とし、抵抗521に発生する電流をIc521とすると、Ic521は以下の式1で求めることができる。   Next, the operation of the control circuit 501 will be described. The control circuit 501 controls the MOS transistor 532 using feedback from the operational amplifier 541. When the control voltage Vcnt input to the input terminal 551 is variable, the node 561 is feedback-controlled so that a voltage equal to the control voltage Vcnt is generated. Further, assuming that the resistance value of the resistor 521 is R521 and the current generated in the resistor 521 is Ic521, Ic521 can be obtained by the following Expression 1.

Ic521=(VCC−Vcnt)/R521・・・(式1)   Ic521 = (VCC−Vcnt) / R521 (Formula 1)

また、MOSトランジスタ531が飽和領域で動作していることにより、Ic521が変化しても、MOSトランジスタ532のソースドレイン間電圧Vdsは、一定である。そのため、MOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスg(MOSトランジスタ532のソースドレイン間抵抗の逆数)は、以下の式2で求めることができる。   Further, since the MOS transistor 531 operates in the saturation region, the source-drain voltage Vds of the MOS transistor 532 is constant even if the Ic 521 changes. Therefore, the source-drain conductance g of the MOS transistor 532 (the reciprocal of the resistance between the source and drain of the MOS transistor 532) can be obtained by the following equation 2.

g=Ic521/Vds・・・(式2)   g = Ic521 / Vds (Formula 2)

MOSトランジスタ532のソースドレイン間電圧Vdsは一定であるため、MOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスgは、Ic521に比例して変化する。また、式1及び式2より、MOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスgは、以下の式3で示される。   Since the source-drain voltage Vds of the MOS transistor 532 is constant, the source-drain conductance g of the MOS transistor 532 changes in proportion to Ic521. Further, from the equations 1 and 2, the source-drain conductance g of the MOS transistor 532 is expressed by the following equation 3.

g=(VCC−Vcnt)/(R521×Vds)・・・(式3)   g = (VCC−Vcnt) / (R521 × Vds) (Equation 3)

これより、MOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスgは、入力端子551に入力する制御電圧Vcntの値に応じて可変に制御される。さらに、MOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスgの変化の傾きは、1/R521に比例して一定に定まる。MOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスgと、制御電圧Vcntの関係を図23に示す。図23は、MOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスgが、制御電圧Vcntに応じて線形的に変化する状態を示している。   Thus, the source-drain conductance g of the MOS transistor 532 is variably controlled according to the value of the control voltage Vcnt input to the input terminal 551. Furthermore, the slope of the change in the conductance g between the source and drain of the MOS transistor 532 is fixed in proportion to 1 / R521. FIG. 23 shows the relationship between the source-drain conductance g of the MOS transistor 532 and the control voltage Vcnt. FIG. 23 shows a state in which the source-drain conductance g of the MOS transistor 532 changes linearly according to the control voltage Vcnt.

以上説明したように、本発明の実施の形態4にかかる制御回路501を用いることにより、MOSトランジスタ532のソースドレイン間電圧をほぼ一定値に固定することができる。そのため、MOSトランジスタ532は、抵抗521に発生する電流Ic521の変化にかかわらず、線形領域による動作を継続することができる。そのため、制御電圧Vcntに対するMOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスの変化の傾きを一定にするができる。つまり、MOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスを線形的に制御することができる。これに伴いオペアンプ541に接続されているMOSトランジスタ533のソースドレイン間コンダクタンスの変化についても同様に線形的に制御することが可能となる。これに対して、図7の制御回路10を用いた場合、MOSトランジスタ14のソースドレイン間抵抗が低い場合には、MOSトランジスタ14のソースドレイン間電圧は小さく、MOSトランジスタ14は線形領域で動作する。但し、MOSトランジスタ14のソースドレイン間電圧は、MOSトランジスタ14に流れ込む電流の変化によって変動する。そのため、MOSトランジスタ14のソースドレイン間コンダクタンスは、制御電圧に対して一定の傾きで変化しない。さらに、MOSトランジスタ14のソースドレイン間抵抗が高い場合には、MOSトランジスタ14は飽和領域で動作する。そのため、制御電圧に対するMOSトランジスタ14のソースドレイン間抵抗の変化の傾きは大きく変化する。これに伴い、オペアンプ13に接続されているMOSトランジスタ16も同様の特性となる。図24に、MOSトランジスタ104のソースドレイン間コンダクタンスと制御電圧の関係を示す。これより、制御回路501を用いた場合、制御回路10を用いた場合と比較して、広い抵抗値可変範囲を持ち、制御電圧に対しコンダクタンスが線形的に変化する、すなわち高い抵抗値制御性を持つMOSトランジスタを用いた可変抵抗器を実現することができる。そのため、制御回路501を用いることにより、可変利得及び可変減衰量の変化幅を広くすることができる。   As described above, by using the control circuit 501 according to the fourth embodiment of the present invention, the source-drain voltage of the MOS transistor 532 can be fixed to a substantially constant value. Therefore, the MOS transistor 532 can continue the operation in the linear region regardless of the change in the current Ic521 generated in the resistor 521. Therefore, the slope of change in the conductance between the source and drain of the MOS transistor 532 with respect to the control voltage Vcnt can be made constant. That is, the source-drain conductance of the MOS transistor 532 can be controlled linearly. Accordingly, the change in conductance between the source and drain of the MOS transistor 533 connected to the operational amplifier 541 can be similarly controlled linearly. On the other hand, when the control circuit 10 of FIG. 7 is used, when the source-drain resistance of the MOS transistor 14 is low, the source-drain voltage of the MOS transistor 14 is small, and the MOS transistor 14 operates in a linear region. . However, the source-drain voltage of the MOS transistor 14 fluctuates due to a change in current flowing into the MOS transistor 14. Therefore, the source-drain conductance of the MOS transistor 14 does not change with a constant slope with respect to the control voltage. Further, when the source-drain resistance of the MOS transistor 14 is high, the MOS transistor 14 operates in a saturation region. Therefore, the slope of the change in resistance between the source and drain of the MOS transistor 14 with respect to the control voltage changes greatly. Accordingly, the MOS transistor 16 connected to the operational amplifier 13 has the same characteristics. FIG. 24 shows the relationship between the source-drain conductance of the MOS transistor 104 and the control voltage. Thus, when the control circuit 501 is used, compared to the case where the control circuit 10 is used, the resistance value has a wide variable range, and the conductance changes linearly with respect to the control voltage, that is, high resistance value controllability. A variable resistor using a MOS transistor can be realized. Therefore, by using the control circuit 501, the variable gain and the variable attenuation can be widened.

また、制御回路501は、上述したように、可変利得増幅装置の制御回路として用いてもよく、もしくは、可変抵抗器として単独で用いられてもよい。つまり、制御回路501は、可変利得増幅装置以外の装置に組み込まれて用いられてもよい。   Further, as described above, the control circuit 501 may be used as a control circuit of the variable gain amplifying device, or may be used alone as a variable resistor. That is, the control circuit 501 may be used by being incorporated in a device other than the variable gain amplifying device.

(実施の形態5)
続いて、図25を用いて本発明の実施の形態2にかかる制御回路502について説明する。図25にかかる制御回路502は、22の構成に加え、電源(VCC)514と、抵抗522〜527と、MOSトランジスタ534と、入力端子553と、電圧バッファ571及び572と、を備えている。
(Embodiment 5)
Next, the control circuit 502 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The control circuit 502 according to FIG. 25 includes a power supply (VCC) 514, resistors 522 to 527, a MOS transistor 534, an input terminal 553, and voltage buffers 571 and 572 in addition to the configuration of 22.

抵抗522、抵抗523及びMOSトランジスタ534は、電源(VCC)514とMOSトランジスタ532のソースとの間に直列に接続されている。抵抗522は、一方が電源(VCC)514と接続され、他方がMOSトランジスタ534と接続されている。抵抗523は、一方がMOSトランジスタ532のソース及びバイアス電源512と接続され、他方がMOSトランジスタ534と接続されている。MOSトランジスタ534は、抵抗522及び523の間に接続されている。   The resistor 522, the resistor 523, and the MOS transistor 534 are connected in series between the power supply (VCC) 514 and the source of the MOS transistor 532. One of the resistors 522 is connected to the power supply (VCC) 514 and the other is connected to the MOS transistor 534. One of the resistors 523 is connected to the source of the MOS transistor 532 and the bias power supply 512, and the other is connected to the MOS transistor 534. The MOS transistor 534 is connected between the resistors 522 and 523.

ノード562は、抵抗522とMOSトランジスタ534との節点における電圧をオペアンプ541のマイナス端子側に出力する。オペアンプ541は、ノード562からの出力電圧と入力端子551に入力される制御電圧Vcntとに基づいてオペアンプ541のマイナス端子に電圧を入力する。この時、ノード562から出力される電圧は、電圧バッファ572及び抵抗526を介してノード563へ出力される。また、入力端子551に入力される制御電圧Vcntは、抵抗527を介してノード563へ出力される。ノード563は、ノード562から出力される電圧と、制御電圧Vcntに基づいて定められる電圧を抵抗526及び527により分圧し、当該分圧された電圧をオペアンプ541のマイナス端子へ出力する。   The node 562 outputs the voltage at the node between the resistor 522 and the MOS transistor 534 to the negative terminal side of the operational amplifier 541. The operational amplifier 541 inputs a voltage to the negative terminal of the operational amplifier 541 based on the output voltage from the node 562 and the control voltage Vcnt input to the input terminal 551. At this time, the voltage output from the node 562 is output to the node 563 through the voltage buffer 572 and the resistor 526. Further, the control voltage Vcnt input to the input terminal 551 is output to the node 563 via the resistor 527. The node 563 divides the voltage output from the node 562 and the voltage determined based on the control voltage Vcnt by the resistors 526 and 527, and outputs the divided voltage to the negative terminal of the operational amplifier 541.

ノード561は、抵抗521とMOSトランジスタ531との節点における電圧をオペアンプ541のプラス端子側に出力する。オペアンプ541は、ノード561からの出力電圧と入力端子553に入力する制御電圧Vcentとに基づいてオペアンプ541のプラス端子に電圧を入力する。この時、ノード561から出力される電圧は、電圧バッファ571及び抵抗524を介してノード564へ出力される。また、入力端子553に入力される制御電圧Vcentは、抵抗525を介してノード564へ出力される。ノード564は、ノード561から出力される電圧と、制御電圧Vcentに基づいて定められる電圧を抵抗524及び525により分圧し、当該分圧された電圧をオペアンプ541のプラス端子へ出力する。   The node 561 outputs the voltage at the node between the resistor 521 and the MOS transistor 531 to the plus terminal side of the operational amplifier 541. The operational amplifier 541 inputs a voltage to the plus terminal of the operational amplifier 541 based on the output voltage from the node 561 and the control voltage Vcent input to the input terminal 553. At this time, the voltage output from the node 561 is output to the node 564 via the voltage buffer 571 and the resistor 524. Further, the control voltage Vcent input to the input terminal 553 is output to the node 564 via the resistor 525. The node 564 divides the voltage output from the node 561 and the voltage determined based on the control voltage Vcent by the resistors 524 and 525, and outputs the divided voltage to the plus terminal of the operational amplifier 541.

また、抵抗521及び522、抵抗524及び526、抵抗525及び527は、それぞれ実質的に同一の抵抗値を有するように構成される。これは1つの例であり、これらの抵抗値は様々な設定が可能である。   The resistors 521 and 522, the resistors 524 and 526, and the resistors 525 and 527 are configured to have substantially the same resistance value. This is one example, and various resistance values can be set.

次に、図25の制御回路502の動作について説明する。オペアンプ541と、抵抗524と525の抵抗値の比と、抵抗526と527の抵抗値の比と、で定まる帰還ループによって、制御電圧Vcntに対するMOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスの変化の傾きは、R525/(R521×R524)に比例して一定に定まる。ここで、R521は、抵抗521の抵抗値を示し、R524は、抵抗524の抵抗値を示し、R525は、抵抗525の抵抗値を示す。また、制御電圧Vcnt=制御電圧Vcentを入力端子551及び553に入力した場合、帰還によって、抵抗521及び522に発生する電流は同じ値となるように動作する。MOSトランジスタ531及び534は、飽和領域で動作するように、ゲートにバイアス電源512が接続されている。そのため、MOSトランジスタ531及び534のソースの電位はほぼ一定値に定められる。これより、MOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスは、抵抗523の抵抗値R523により一定値に定められる。これは、抵抗523とMOSトランジスタ534とバイアス電圧512によって定まる抵抗523に流れる電流を、MOSトランジスタ532にも流れるようにミラーする回路動作ということができ、抵抗523に対応するMOSトランジスタ532の抵抗値及びコンダクタンスは、R523により一定値に定められる。   Next, the operation of the control circuit 502 in FIG. 25 will be described. The slope of the change in the conductance between the source and drain of the MOS transistor 532 with respect to the control voltage Vcnt is determined by the feedback loop determined by the operational amplifier 541, the ratio of the resistance values of the resistors 524 and 525, and the ratio of the resistance values of the resistors 526 and 527. It is fixed in proportion to R525 / (R521 × R524). Here, R521 indicates the resistance value of the resistor 521, R524 indicates the resistance value of the resistor 524, and R525 indicates the resistance value of the resistor 525. Further, when the control voltage Vcnt = the control voltage Vcent is input to the input terminals 551 and 553, the current generated in the resistors 521 and 522 is operated to have the same value by feedback. The bias power supply 512 is connected to the gates of the MOS transistors 531 and 534 so as to operate in the saturation region. Therefore, the potentials of the sources of the MOS transistors 531 and 534 are set to a substantially constant value. Thus, the source-drain conductance of the MOS transistor 532 is set to a constant value by the resistance value R523 of the resistor 523. This can be said to be a circuit operation in which the current flowing through the resistor 523 determined by the resistor 523, the MOS transistor 534, and the bias voltage 512 is mirrored so as to also flow through the MOS transistor 532, and the resistance value of the MOS transistor 532 corresponding to the resistor 523 The conductance is set to a constant value by R523.

以上説明したように、本発明の実施の形態5にかかる制御回路502を用いることにより、制御電圧Vcntに対するMOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスの変化の傾きはR525/(R521×R524)に比例して一定に定められるため、実施の形態4と同様に、MOSトランジスタ532のソースドレイン間コンダクタンスを、線形的に制御することができる。さらに、制御電圧Vcnt=制御電圧VcentのときのMOSトランジスタ532のソースドレイン間抵抗をR523によって定めることができる。これにより、図26に示されるグラフ1やグラフ2のように、環境変動やプロセス変動により変動される可能性のあるコンダクタンスとVcntの関係を、制御電圧Vcnt=制御電圧Vcentのときに、コンダクタンスが1/R523を有するグラフ3に一意に設定することができる。これに伴いオペアンプ541に接続されているMOSトランジスタ533のソースドレイン間コンダクタンスの変化についても同様に線形的に一意に制御することが可能となる。   As described above, by using the control circuit 502 according to the fifth embodiment of the present invention, the slope of the change in the conductance between the source and drain of the MOS transistor 532 with respect to the control voltage Vcnt is proportional to R525 / (R521 × R524). Therefore, as in the fourth embodiment, the source-drain conductance of the MOS transistor 532 can be controlled linearly. Further, the resistance between the source and drain of the MOS transistor 532 when the control voltage Vcnt = the control voltage Vcent can be determined by R523. As a result, as shown in graphs 1 and 2 shown in FIG. 26, the relationship between conductance and Vcnt that may be changed due to environmental fluctuations and process fluctuations is calculated when the control voltage Vcnt = the control voltage Vcent. It can be uniquely set in the graph 3 having 1 / R523. Accordingly, the change in conductance between the source and drain of the MOS transistor 533 connected to the operational amplifier 541 can be controlled linearly and uniquely.

(その他の実施の形態)
続いて、図10を用いて、可変減衰器20の構成例について説明する。本図における可変減衰器20は、図3の可変減衰器20の抵抗21をMOSトランジスタ81に置き換えた構成としている。MOSトランジスタ81のソースもしくはドレインの一方を入力端子と接続し、他方をMOSトランジスタ22のソースもしくはドレインの一方と、可変利得増幅器30への出力端子とを接続する。これにより、例えば、MOSトランジスタ22の制御電圧220を上げることによりMOSトランジスタ22のソースドレイン間抵抗を下げると同時に、MOSトランジスタ81の制御電圧810を下げることによりMOSトランジスタ81のソースドレイン間抵抗を上げるというように、2つの制御電圧を相補的に制御することで、減衰量を変化させることができる。
(Other embodiments)
Next, a configuration example of the variable attenuator 20 will be described with reference to FIG. The variable attenuator 20 in this figure has a configuration in which the resistor 21 of the variable attenuator 20 in FIG. One of the source and drain of the MOS transistor 81 is connected to the input terminal, and the other is connected to one of the source and drain of the MOS transistor 22 and the output terminal to the variable gain amplifier 30. Thereby, for example, the source-drain resistance of the MOS transistor 22 is lowered by increasing the control voltage 220 of the MOS transistor 22, and at the same time, the resistance between the source and drain of the MOS transistor 81 is raised by lowering the control voltage 810 of the MOS transistor 81. As described above, the amount of attenuation can be changed by controlling the two control voltages in a complementary manner.

続いて、図11を用いて可変減衰器20を差動入力とした場合の構成例について説明する。本図における可変減衰器20は、図3の可変減衰器20の構成に、抵抗82を加えた構成としている。抵抗82は、MOSトランジスタ22のソースもしくはドレインの一方と接続されている抵抗21と異なる方に接続される。動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。   Next, a configuration example when the variable attenuator 20 is a differential input will be described with reference to FIG. The variable attenuator 20 in this figure has a configuration in which a resistor 82 is added to the configuration of the variable attenuator 20 in FIG. The resistor 82 is connected to a different side from the resistor 21 connected to one of the source and drain of the MOS transistor 22. Since the operation is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

続いて、図12を用いて、可変減衰器20を差動入力とした場合の他の構成例について説明する。本図における可変減衰器20は、図11の抵抗21及び82を、MOSトランジスタ83、84に置き換えた構成としている。MOSトランジスタ83、84は、制御電圧830によりソースドレイン間抵抗を可変制御する。動作は、図10の可変減衰器20と同様であるため説明を省略する。   Next, another configuration example when the variable attenuator 20 is a differential input will be described with reference to FIG. The variable attenuator 20 in this figure has a configuration in which the resistors 21 and 82 in FIG. 11 are replaced with MOS transistors 83 and 84. The MOS transistors 83 and 84 variably control the source-drain resistance by the control voltage 830. The operation is the same as that of the variable attenuator 20 of FIG.

続いて、図13を用いて、可変利得増幅器30の構成例について説明する。可変利得増幅器30は、電流電圧変換回路90と、バイポーラトランジスタ91と、MOSトランジスタ92とを備えている。可変減衰器20から出力される信号をバイポーラトランジスタ91のベースに接続する。また、バイポーラトランジスタ91のコレクタに電流電圧変換回路90を接続し、エミッタにMOSトランジスタ92のドレインを接続する。MOSトランジスタ92のソースは、接地される。バイポーラトランジスタ91のエミッタ抵抗であるMOSトランジスタ92のソースドレイン間抵抗を、制御電圧920によって変化させることで、可変利得増幅器30が得られる利得を変化させることができる。また、バイポーラトランジスタ91のバイアス電流を一定とし、電流電圧変換回路90の変換利得を一定とすれば、一定の1dBコンプレッションポイント特性が得られる。   Next, a configuration example of the variable gain amplifier 30 will be described with reference to FIG. The variable gain amplifier 30 includes a current-voltage conversion circuit 90, a bipolar transistor 91, and a MOS transistor 92. A signal output from the variable attenuator 20 is connected to the base of the bipolar transistor 91. Further, the current-voltage conversion circuit 90 is connected to the collector of the bipolar transistor 91, and the drain of the MOS transistor 92 is connected to the emitter. The source of the MOS transistor 92 is grounded. The gain obtained by the variable gain amplifier 30 can be changed by changing the resistance between the source and drain of the MOS transistor 92, which is the emitter resistance of the bipolar transistor 91, by the control voltage 920. Further, if the bias current of the bipolar transistor 91 is made constant and the conversion gain of the current-voltage conversion circuit 90 is made constant, a constant 1 dB compression point characteristic can be obtained.

続いて、図14を用いて、可変利得増幅器30の他の構成例について説明する。図14における可変利得増幅器30は、図13のバイポーラトランジスタ91を、MOSトランジスタ93に置き換えた構成としている。動作は図14の可変利得増幅器30と同様であるため説明を省略する。   Next, another configuration example of the variable gain amplifier 30 will be described with reference to FIG. The variable gain amplifier 30 in FIG. 14 has a configuration in which the bipolar transistor 91 in FIG. 13 is replaced with a MOS transistor 93. The operation is the same as that of the variable gain amplifier 30 of FIG.

続いて、図15を用いて、可変利得増幅器30の他の構成例について説明する。図15における可変利得増幅器30は、図3の可変利得増幅器30のバイポーラトランジスタ32及び33を、MOSトランジスタ94、95に置き換えた構成としている。動作は、図3の可変利得増幅器30と同様であるため説明を省略する。   Next, another configuration example of the variable gain amplifier 30 will be described with reference to FIG. The variable gain amplifier 30 in FIG. 15 has a configuration in which the bipolar transistors 32 and 33 of the variable gain amplifier 30 in FIG. 3 are replaced with MOS transistors 94 and 95. The operation is the same as that of the variable gain amplifier 30 of FIG.

以上説明したように、可変減衰器20及び可変利得増幅器30は、目的とする特性に応じて様々な回路構成を組み合わせることが可能である。   As described above, the variable attenuator 20 and the variable gain amplifier 30 can be combined with various circuit configurations according to the target characteristics.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

10、10_1、10_2 制御回路
11 電源部
12 電流電圧変換回路
13 オペアンプ
14 MOSトランジスタ
15 バイアス電源
16 MOSトランジスタ
20 可変減衰器
21 抵抗
22 MOSトランジスタ
23 キャパシタ
30 可変利得増幅器
31 電流電圧変換回路
32、33 バイポーラトランジスタ
34 抵抗
35 MOSトランジスタ
40 可変利得増幅器
41、42 バイポーラトランジスタ
43 抵抗
50 加算部
61 抵抗
62、68 バイアス電源
63、64、66、67 抵抗
65 オペアンプ
81 MOSトランジスタ
83、84 MOSトランジスタ
90 電流電圧変換回路
91 バイポーラトランジスタ
92、93 MOSトランジスタ
94、95 MOSトランジスタ
101 制御回路
102、103 可変ゲインアンプ
104 固定減衰器
105 加算部
106 電流電圧変換回路
107、108 トランジスタ
110 制御回路
111 可変減衰器
112 可変利得増幅器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10_1, 10_2 Control circuit 11 Power supply part 12 Current voltage conversion circuit 13 Operational amplifier 14 MOS transistor 15 Bias power supply 16 MOS transistor 20 Variable attenuator 21 Resistance 22 MOS transistor 23 Capacitor 30 Variable gain amplifier 31 Current voltage conversion circuit 32, 33 Bipolar Transistor 34 Resistor 35 MOS transistor 40 Variable gain amplifier 41, 42 Bipolar transistor 43 Resistor 50 Adder 61 Resistor 62, 68 Bias power supply 63, 64, 66, 67 Resistor 65 Operational amplifier 81 MOS transistor 83, 84 MOS transistor 90 Current voltage converter circuit 91 Bipolar transistor 92, 93 MOS transistor 94, 95 MOS transistor 101 Control circuit 102, 103 Variable gain array Flop 104 fixed attenuator 105 addition unit 106 current-voltage conversion circuit 107 and the transistor 110 control circuit 111 variable attenuator 112 a variable gain amplifier

Claims (15)

入力信号を減衰する可変減衰部と、
前記可変減衰部から出力された減衰後の入力信号の利得を変化させて増幅する第1の可変利得増幅部と、
前記第1の可変利得増幅部により利得を変化させている第1の制御領域は、前記可変減衰部の減衰量を固定するように制御する制御部と、を備える可変利得増幅装置。
A variable attenuation unit for attenuating the input signal;
A first variable gain amplifying unit for changing and amplifying the gain of the attenuated input signal output from the variable attenuating unit;
A variable gain amplifying apparatus comprising: a control unit configured to control a first control region in which a gain is changed by the first variable gain amplifying unit so as to fix an attenuation amount of the variable attenuating unit.
前記制御部はさらに、
前記第1の可変利得増幅部による利得を固定にする第2の制御領域は、前記可変減衰部の減衰量を変化するように制御し、
前記第1の可変利得部による利得を前記第2の制御領域から前記第1の制御領域へ移行させる第3の制御領域は、前記可変減衰部の減衰量を変化させるように制御する請求項1記載の可変利得増幅装置。
The control unit further includes:
The second control region for fixing the gain by the first variable gain amplifying unit is controlled to change the attenuation amount of the variable attenuating unit,
The third control region that shifts the gain of the first variable gain unit from the second control region to the first control region is controlled so as to change the attenuation amount of the variable attenuation unit. The variable gain amplifying device described.
前記第1の制御領域は、前記第1の可変利得部からの出力信号の利得が第1の閾値よりも大きい期間であり、
前記第2の制御領域は、前記第1の可変利得部からの出力信号の利得が前記第1の閾値よりも小さい利得を示す第2の閾値よりも小さい期間であり、
前記第3の制御領域は、前記第1の可変利得部からの出力信号の利得が前記第1の閾値よりも小さく前記第2の閾値よりも大きい期間である請求項2記載の可変利得増幅装置。
The first control region is a period in which the gain of the output signal from the first variable gain unit is greater than a first threshold,
The second control region is a period in which a gain of an output signal from the first variable gain unit is smaller than a second threshold indicating a gain smaller than the first threshold,
3. The variable gain amplifying apparatus according to claim 2, wherein the third control region is a period in which a gain of an output signal from the first variable gain section is smaller than the first threshold and larger than the second threshold. .
前記可変減衰部及び前記第1の可変利得増幅部は、MOSトランジスタを有し、
前記制御部は、前記可変減衰部及び前記第1の可変利得増幅部が有するMOSトランジスタに対して制御電圧を出力することにより、前記可変減衰部の減衰量及び前記第1の可変利得増幅部の利得の変化量を制御する請求項3記載の可変利得増幅装置。
The variable attenuation unit and the first variable gain amplification unit include a MOS transistor,
The control unit outputs a control voltage to a MOS transistor included in the variable attenuation unit and the first variable gain amplification unit, so that the attenuation amount of the variable attenuation unit and the first variable gain amplification unit 4. The variable gain amplifying apparatus according to claim 3, wherein the amount of gain change is controlled.
前記制御部は、
前記第1の制御領域の場合、前記第1の可変利得増幅部に対して可変制御電圧を出力し、前記可変減衰部に対して固定制御電圧を出力し、
前記第2の制御領域の場合、前記第1の可変利得増幅部に対して固定制御電圧を出力し、前記第1の可変減衰部に対して可変制御電圧を出力し、
前記第3の制御領域の場合、前記第1の可変利得増幅部及び前記可変減衰部に対して可変制御電圧を出力する請求項4記載の可変利得増幅装置。
The controller is
In the case of the first control region, a variable control voltage is output to the first variable gain amplification unit, and a fixed control voltage is output to the variable attenuation unit.
In the case of the second control region, a fixed control voltage is output to the first variable gain amplification unit, and a variable control voltage is output to the first variable attenuation unit.
5. The variable gain amplifying apparatus according to claim 4, wherein in the third control region, a variable control voltage is output to the first variable gain amplifying unit and the variable attenuating unit.
前記可変減衰部と並列に接続され、取得した前記入力信号の利得を増幅する第2の可変利得増幅部と、
前記第1の可変利得増幅部と前記第2の可変利得増幅部とから出力される利得増幅後の信号に基づいて出力信号を生成する出力信号生成部と、を備える請求項1記載の可変利得増幅装置。
A second variable gain amplifying unit connected in parallel with the variable attenuating unit and amplifying the gain of the acquired input signal;
The variable gain according to claim 1, further comprising: an output signal generation unit configured to generate an output signal based on a signal after gain amplification output from the first variable gain amplification unit and the second variable gain amplification unit. Amplification equipment.
前記制御部は、
前記第1の制御領域の場合、前記第1の可変利得増幅部の利得を減少させ、前記第2の可変利得増幅部の利得を増幅させる、請求項6記載の可変利得増幅装置。
The controller is
The variable gain amplifying apparatus according to claim 6, wherein, in the case of the first control region, the gain of the first variable gain amplifying unit is decreased and the gain of the second variable gain amplifying unit is amplified.
前記制御部は、
第1の電源と、当該第1の電源よりも低い電位を有する第2の電源との間に設けられ、当該第1の電源と接続される第1の抵抗部と、
前記第1の電源と前記第2の電源との間に設けられ、前記第1の抵抗部と直列に接続される第1のMOSトランジスタと、
前記第1のMOSトランジスタと前記第2の電源との間に設けられ、前記第1のMOSトランジスタと直列に接続される第2のMOSトランジスタと、
前記第1の抵抗部と前記第1のMOSトランジスタとの節点における電圧と、第1の制御電圧とに基づいて、前記第2のMOSトランジスタにゲート電圧を出力するオペアンプとを備え、
前記オペアンプは、前記ゲート電圧に基づいて抵抗値が制御される外部の可変抵抗に対して当該ゲート電圧を出力する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の可変利得増幅装置。
The controller is
A first resistance unit provided between the first power source and a second power source having a lower potential than the first power source and connected to the first power source;
A first MOS transistor provided between the first power supply and the second power supply and connected in series with the first resistor;
A second MOS transistor provided between the first MOS transistor and the second power supply and connected in series with the first MOS transistor;
An operational amplifier that outputs a gate voltage to the second MOS transistor based on a voltage at a node between the first resistor section and the first MOS transistor and a first control voltage;
8. The variable gain amplifying apparatus according to claim 1, wherein the operational amplifier outputs the gate voltage to an external variable resistor whose resistance value is controlled based on the gate voltage.
前記第1のMOSトランジスタは、飽和領域で動作し、前記第2のMOSトランジスタは、線形領域で動作する、請求項8記載の可変利得増幅装置。   9. The variable gain amplifying apparatus according to claim 8, wherein the first MOS transistor operates in a saturation region, and the second MOS transistor operates in a linear region. 前記第1のMOSトランジスタを飽和領域で動作させ、前記第2のMOSトランジスタを線形領域で動作させるように、当該第1のMOSトランジスタ及び当該第2のMOSトランジスタにバイアス電圧を供給する第1のバイアス電源をさらに備える請求項9記載の可変利得増幅装置。   First bias voltage is supplied to the first MOS transistor and the second MOS transistor so that the first MOS transistor operates in a saturation region and the second MOS transistor operates in a linear region. The variable gain amplifying apparatus according to claim 9, further comprising a bias power supply. 前記オペアンプは、前記ゲート電圧に基づいて抵抗値が制御される外部の第3のMOSトランジスタを用いた可変抵抗に対して当該ゲート電圧を出力する請求項8乃至10のいずれか1項に記載の可変利得増幅装置。   11. The operational amplifier according to claim 8, wherein the operational amplifier outputs the gate voltage to a variable resistor using an external third MOS transistor whose resistance value is controlled based on the gate voltage. Variable gain amplifier. 前記第2のMOSトランジスタと前記第3のMOSトランジスタとのそれぞれ一方の電位を実質的に同電位となるように、当該第2のMOSトランジスタに接続される第2のバイアス電源をさらに備える請求項8乃至11のいずれか1項に記載の可変利得増幅装置。   And a second bias power source connected to the second MOS transistor so that one of the second MOS transistor and the third MOS transistor has substantially the same potential. The variable gain amplifying device according to any one of 8 to 11. 第3の電源と前記第2の電源との間に設けられ、当該第3の電源と接続される第2の抵抗部と、
前記第3の電源と前記第2の電源との間に設けられ、前記第2の抵抗部と直列に接続される第4のMOSトランジスタと、
前記第4のMOSトランジスタと前記第2のMOSトランジスタ及び当該第2の電源の節点と直列に接続される第3の抵抗部とを備え、
前記オペアンプは、前記第2の抵抗部及び前記第4のMOSトランジスタの節点における電圧と前記第1の制御電圧とに基づいて定められる第1の入力電圧と、前記第1の抵抗部及び前記第1のMOSトランジスタの節点における電圧と第2の制御電圧とに基づいて定められる第2の入力電圧とが入力される、請求項8乃至12のいずれか1項に記載の可変利得増幅装置。
A second resistor provided between a third power source and the second power source and connected to the third power source;
A fourth MOS transistor provided between the third power source and the second power source and connected in series with the second resistance unit;
A third resistor connected in series with a node of the fourth MOS transistor, the second MOS transistor, and the second power supply;
The operational amplifier includes a first input voltage determined based on a voltage at a node of the second resistor unit and the fourth MOS transistor and the first control voltage, the first resistor unit, and the first resistor unit. 13. The variable gain amplifying device according to claim 8, wherein a voltage at a node of one MOS transistor and a second input voltage determined based on the second control voltage are input.
前記第1の制御電圧及び前記第2の制御電圧が同一の場合、前記第2のMOSトランジスタの抵抗値は、前記第3の抵抗部の抵抗値によって定まる請求項13記載の可変利得増幅装置。   14. The variable gain amplifying apparatus according to claim 13, wherein when the first control voltage and the second control voltage are the same, a resistance value of the second MOS transistor is determined by a resistance value of the third resistance unit. 前記第1の入力電圧は、前記第2の抵抗部及び前記第4のMOSトランジスタの節点と前記第1の制御電圧を入力する入力端子との間に直列に接続された第4の抵抗部及び第5の抵抗部に基づいて分圧され、前記第2の入力電圧は、前記第1の抵抗部及び前記第1のMOSトランジスタの節点と前記第2の制御電圧を入力する入力端子との間に直列に接続される第6の抵抗部及び第7の抵抗部に基づいて分圧される請求項13又は14記載の可変利得増幅装置。   The first input voltage includes a fourth resistor unit connected in series between a node of the second resistor unit and the fourth MOS transistor and an input terminal for inputting the first control voltage, and The second input voltage is divided between a node of the first resistor and the first MOS transistor and an input terminal for inputting the second control voltage. 15. The variable gain amplifying device according to claim 13 or 14, wherein the voltage is divided based on a sixth resistor and a seventh resistor connected in series.
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