JP2014093720A - 高周波増幅器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パルス信号を増幅してアンテナに供給し、無線信号として送信する無線端末の高周波増幅器において、パルス信号を差動化して出力する単相−差動変換回路と、差動化されたパルス信号および反転パルス信号に応じて、電源電圧とソースフォロワ回路の出力電圧を分岐して入力するフィードバック電圧を加算した電圧と、接地電圧と当該フィードバック電圧を加算した電圧を交互に生成してソースフォロワ回路に入力する電圧加算回路を備える。
【選択図】 図1
Description
図7おいて、無線端末は、パルス生成器71でオンオフキーイング変調したパルス信号を高周波増幅器72で増幅してアンテナ73に供給し、アンテナ帯域内のスペクトル成分のみを無線信号(RFパルス信号)として空中線へ送信する構成である。この高周波増幅器72の効率は、無線端末全体のエネルギー効率に大きく影響するので、ここではインバータ型増幅器を用いてパルス信号を増幅してアンテナ73を駆動している。これにより、不要なバイアス電流を流す必要がなく、高周波増幅器72の消費電力の低減が可能になっている。
図8において、補償型ソースフォロワ増幅器は、ソースフォロワ回路81の出力電圧を電圧加算回路82を介してソースフォロワ回路81にフィードバックし、ソースフォロワ回路81のトランジスタのゲート−ソース間電圧Vgsを補償する構成である。この動作原理は、高速スイッチングを要する図7の高周波増幅器72に適用する場合、デバイスの高性能化により対応することができる。
図3において、電圧加算回路12は、単相−差動変換回路11から出力される差動化された一方のパルス信号で相補的にオンオフするスイッチ21,23と、他方の反転パルス信号で相補的にオンオフするスイッチ22,24とを備える。すなわち、スイッチ21,24がオンのときにスイッチ22,23がオフになるように、相補的に同時にオンオフする構成である。このようなスイッチ構成は、図3(2) に示すように、スイッチ21,22をPMOSトランジスタ、スイッチ23,24をNMOSトランジスタで構成することにより実現することができる。
図4において、パルス生成器71および単相−差動変換回路11は実施例1と同様である。実施例2では、差動アンテナ(ダイポールアンテナ)74を駆動するために、差動ソースフォロワ回路14および2つの電圧加算回路12−1,12−2を用いた構成である。
本実施例は、実施例2における差動ソースフォロワ回路14の出力からハイパスフィルタ(HPF)15−1,15−2を介して3次以上の高調波を抽出し、電圧加算回路12−1,12−2にネガティブフィードバックしてパルス出力から減算する構成である。これにより、差動ソースフォロワ回路14の出力から偶数時の高調波に加えて奇数時の高調波も抑圧することができ、他の通信機器に対する妨害を抑えることができる。なお、電圧加算回路12−1,12−2は、図3に示すように、容量素子25,26と抵抗素子27によるハイパスフィルタを形成しており、フィードバック経路のハイパスフィルタ15−1,15−2に対する要求条件を緩和することができる。
12 電圧加算回路
13 ソースフォロワ回路
14 差動ソースフォロワ回路
15 ハイパスフィルタ(HPF)
21,22,23,24 スイッチ
25,26 容量素子
27 抵抗素子
28 電源端子
29 接地端子
30 フィードバック電圧入力端子
31 電圧出力端子
71 パルス生成器
72 高周波増幅器
73 アンテナ
81 ソースフォロワ回路
82 電圧加算器
Claims (4)
- パルス信号を増幅してアンテナに供給し、無線信号として送信する無線端末の高周波増幅器において、
前記パルス信号を増幅するソースフォロワ回路と、
前記パルス信号と前記ソースフォロワ回路の出力信号を加算し、正負双方の電圧を生成して前記ソースフォロワ回路に入力する電圧加算回路と
を備えたことを特徴とする高周波増幅器。 - 請求項1に記載の高周波増幅器において、
前記パルス信号を差動化して出力する単相−差動変換回路を備え、
前記電圧加算回路は、前記差動化されたパルス信号および反転パルス信号に応じて、電源電圧と前記ソースフォロワ回路の出力電圧を分岐して入力するフィードバック電圧を加算した電圧と、接地電圧と当該フィードバック電圧を加算した電圧を交互に生成して前記ソースフォロワ回路に入力する構成である
ことを特徴とする高周波増幅器。 - 請求項2に記載の高周波増幅器において、
前記電圧加算回路は、
前記パルス信号で相補的にオンオフする第1のスイッチおよび第3のスイッチと、前記反転パルス信号で相補的にオンオフする第2のスイッチおよび第4のスイッチとを備え、かつ前記第1のスイッチおよび前記第4のスイッチと、前記第2のスイッチおよび前記第3のスイッチが相補的にオンオフする構成であり、
電源端子、前記第1のスイッチ、前記第2のスイッチ、前記ソースフォロワ回路の入力に接続される電圧出力端子が直列に接続され、
接地端子、前記第3のスイッチ、前記第4のスイッチ、前記電圧出力端子が直列に接続され、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチの接続点と、前記第3のスイッチおよび前記第4のスイッチの接続点との間に2つの容量素子を直列に接続し、その容量素子の接続点を抵抗素子を介して接地するとともに、前記ソースフォロワ回路の出力に接続されるフィードバック電圧入力端子を接続する
ことを特徴とする高周波増幅器。 - 請求項2に記載の高周波増幅器において、
前記ソースフォロワ回路は、差動アンテナに前記パルス信号を供給する差動ソースフォロワ回路であり、
前記電圧加算回路は、前記差動ソースフォロワ回路の出力電圧を、前記差動化されたパルス信号および反転パルス信号に応じて、それぞれ電源電圧および接地電圧に加算して前記差動ソースフォロワ回路に入力する構成である
ことを特徴とする高周波増幅器。
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