JP2020156026A - Log amplifier circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中継器や移動体等で用いられるログアンプ回路に係り、特に、入力レベルが広範囲で機能するログアンプ回路に関する。 The present invention relates to a log amplifier circuit used in a repeater, a mobile body, or the like, and more particularly to a log amplifier circuit in which an input level functions in a wide range.
[従来の技術]
ログアンプ回路は、増幅器の一種で、出力電圧が入力電圧に対する対数関数(log)となるような回路である。
ログアンプ回路を実現するには、ダイオードやトランジスタの対数特性を利用する。
[Conventional technology]
A log amplifier circuit is a kind of amplifier, and is a circuit in which an output voltage is a logarithmic function (log) with respect to an input voltage.
To realize a log amplifier circuit, the logarithmic characteristics of diodes and transistors are used.
[従来のログアンプ回路:図3]
従来のログアンプ回路について図3を参照しながら説明する。図3は、従来のログアンプ回路の構成ブロック図である。
従来のログアンプ回路は、図3に示すように、ログアンプ(LOG AMP)10を有するものである。
[Conventional log amplifier circuit: Fig. 3]
A conventional log amplifier circuit will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram of a conventional log amplifier circuit.
As shown in FIG. 3, the conventional log amplifier circuit has a log amplifier (LOG AMP) 10.
ここで、従来のログアンプ回路では、ログアンプ10が入力レベル−50dBm以下で動作するものがないため、入力レベルが−50dBm以下だと機能せず、出力電圧が一定になってしまう。
Here, in the conventional log amplifier circuit, since the
[従来のログアンプ回路の動作状態:図4]
次に、従来のログアンプ回路の動作状態について図4を参照しながら説明する。図4は、従来のログアンプ回路の動作状態を示す図である。図4では、横軸がログアンプ10への入力レベル(dBm)を示し、縦軸がログアンプ10からの出力電圧を示している。尚、横軸は、電力を対数表示して、dBmの単位を用いている。
[Operating state of the conventional log amplifier circuit: Fig. 4]
Next, the operating state of the conventional log amplifier circuit will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing an operating state of a conventional log amplifier circuit. In FIG. 4, the horizontal axis shows the input level (dBm) to the
従来のログアンプ回路の動作状態は、図4に示すように、入力レベルが−50dBm〜0dBm(−50dBm以上0dBm以下)の範囲では、入力レベルに応じて出力電圧が変化するが、入力レベルが−100dBm〜−50dBm(−100dBm以上−50dBm未満)の範囲であると、出力電圧は1.5Vの一定となり、ログアンプとして機能していない。 In the operating state of the conventional log amplifier circuit, as shown in FIG. 4, when the input level is in the range of -50 dBm to 0 dBm (-50 dBm or more and 0 dBm or less), the output voltage changes according to the input level, but the input level is In the range of -100 dBm to -50 dBm (-100 dBm or more and less than -50 dBm), the output voltage becomes constant at 1.5 V and does not function as a log amplifier.
[関連技術]
尚、関連する先行技術として、特開2003−017957号公報「高周波増幅装置及びそれを用いた受信機」(特許文献1)
特許文献1には、雑音指数が小さい低雑音増幅器と、線形性が高い高線形性増幅器とを並列に接続し、入力信号のレベルに応じて切替装置で切り替えて入力信号をいずれかの増幅器に入力し、増幅信号を出力させる構成が示されている。
[Related technology]
As a related prior art, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-017957 “High Frequency Amplifier and Receiver Using It” (Patent Document 1).
In
しかしながら、従来のログアンプ回路では、入力レベルが−100dBm〜−50dBmの範囲であると、出力電圧は1.5Vの一定となり、ログアンプとして機能せず、入力レベル−100dBm〜0dBmの広範囲での利用ができないという問題点があった。 However, in the conventional log amplifier circuit, when the input level is in the range of -100 dBm to -50 dBm, the output voltage becomes constant at 1.5 V and does not function as a log amplifier, and the input level is in a wide range of -100 dBm to 0 dBm. There was a problem that it could not be used.
尚、特許文献1には、切替装置を用いることなく、広範囲の入力レベルに対応して対数関数の出力電圧を得ることができる構成については記載がない。
Note that
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、入力レベルが広範囲で機能させることができるログアンプ回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a log amplifier circuit capable of operating a wide range of input levels.
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、ログアンプ回路であって、入力信号を分配する分配器と、分配された一方の信号を入力して、特定の入力レベルの範囲で機能する第1のログアンプと、分配された他方の信号について特定の入力レベルの範囲以上に増幅する増幅器と、増幅された信号を入力して、特定の入力レベルの範囲で機能する第2のログアンプと、第1のログアンプからの出力電圧と第2のログアンプからの出力電圧とを加算して出力する加算器とを有することを特徴とする。 The present invention for solving the problems of the above-mentioned conventional example is a log amplifier circuit, which functions in a range of a specific input level by inputting a distributor that distributes an input signal and one of the distributed signals. A first log amplifier to output, an amplifier that amplifies the other distributed signal above a specific input level range, and a second log that inputs the amplified signal and functions in a specific input level range. It is characterized by having an amplifier and an adder that adds and outputs an output voltage from a first log amplifier and an output voltage from a second log amplifier.
本発明は、上記ログアンプ回路において、第1のログアンプを収納する第1のログアンプ回路部と、分配器、増幅器、第2のログアンプ及び加算器を収納する第2のログアンプ回路部とを有することを特徴とする。 In the log amplifier circuit, the present invention includes a first log amplifier circuit unit that houses a first log amplifier, and a second log amplifier circuit unit that houses a distributor, an amplifier, a second log amplifier, and an adder. It is characterized by having and.
本発明は、ログアンプ回路であって、入力信号を3つに分配する分配器と、分配された1番目の信号を入力して、第1の入力レベルの範囲で機能する第1のログアンプと、分配された2番目の信号について第1の入力レベルの範囲以上の第2の入力レベルの範囲に増幅する第1の増幅器と、第1の増幅器で増幅された信号を入力して、第1の入力レベルの範囲で機能する第2のログアンプと、分配された3番目の信号について第2の入力レベルの範囲以上の第3の入力レベルの範囲に増幅する第2の増幅器と、第2の増幅器で増幅された信号を入力して、第1の入力レベルの範囲で機能する第3のログアンプと、第1のログアンプからの出力電圧と、第2のログアンプからの出力電圧と、第3のログアンプからの出力電圧とを加算して出力する加算器とを有することを特徴とするログアンプ回路。 The present invention is a log amplifier circuit, a distributor that distributes an input signal into three, and a first log amplifier that inputs the distributed first signal and functions in the range of the first input level. Then, the first amplifier that amplifies the distributed second signal to the range of the second input level equal to or higher than the range of the first input level, and the signal amplified by the first amplifier are input to the first amplifier. A second log amplifier that functions in the range of one input level, a second amplifier that amplifies the distributed third signal to a range of a third input level above the range of the second input level, and a second amplifier. The output voltage from the third log amplifier, the first log amplifier, and the second log amplifier that function in the range of the first input level by inputting the signal amplified by the second amplifier. A log amplifier circuit characterized by having an adder that adds and outputs an output voltage from a third log amplifier.
本発明によれば、入力信号を分配する分配器と、分配された一方の信号について特定の入力レベルの範囲で機能する第1のログアンプと、分配された他方の信号について特定の入力レベルの範囲以上に増幅する増幅器と、増幅された信号について特定の入力レベルの範囲で機能する第2のログアンプと、第1のログアンプからの出力電圧と第2のログアンプからの出力電圧とを加算して出力する加算器とを有するログアンプ回路としているので、特定の入力レベルの範囲とそれを超える入力レベルの範囲までの広範囲で機能させることができる効果がある。 According to the present invention, a distributor that distributes an input signal, a first log amplifier that functions in a range of a specific input level for one of the distributed signals, and a specific input level for the other distributed signal. An amplifier that amplifies beyond the range, a second log amplifier that functions in a specific input level range for the amplified signal, and an output voltage from the first log amplifier and an output voltage from the second log amplifier. Since it is a log amplifier circuit having an adder that adds and outputs, there is an effect that it can function in a wide range up to a specific input level range and an input level range beyond that.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係るログアンプ回路(本ログアンプ回路)は、入力信号を分配器で分配し、一方を特定の入力レベル(−50dBm〜0dBm)の範囲で機能する第1のログアンプに入力し、他方を特定の入力レベルの範囲以上にするゲイン(増幅率:50dB)のアンプに入力して増幅を行い、その増幅した信号を特定の入力レベル(−50dBm〜0dBm)の範囲で機能する第2のログアンプに入力し、第1のログアンプと第2のログアンプとの出力を加算器で加算して出力するものであり、特定の入力レベルの範囲とそれを超える入力レベルの範囲までの広範囲(入力レベル−100dBm〜0dBm)で機能させることができるものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of Embodiment]
The log amplifier circuit (the present log amplifier circuit) according to the embodiment of the present invention is a first log amplifier that distributes an input signal by a distributor and one of them functions in a specific input level (-50 dBm to 0 dBm). Is input to, and the other is input to an amplifier with a gain (amplification factor: 50 dB) that is equal to or higher than a specific input level range to perform amplification, and the amplified signal is input to a specific input level (-50 dBm to 0 dBm). It is input to a functioning second log amplifier, and the outputs of the first log amplifier and the second log amplifier are added by an adder and output. A specific input level range and an input level exceeding the specific input level range are added. It can function in a wide range (input level -100 dBm to 0 dBm) up to the range of.
[本ログアンプ回路の構成:図1]
本ログアンプ回路について図1を参照しながら説明する。図1は、本ログアンプ回路の構成ブロック図である。
本ログアンプ回路は、図1に示すように、第1のログアンプ回路部1と、第2のログアンプ回路部2とを備えている。
[Configuration of this log amplifier circuit: Fig. 1]
This log amplifier circuit will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of the configuration of this log amplifier circuit.
As shown in FIG. 1, this log amplifier circuit includes a first log
第1のログアンプ回路部1は、第1のログアンプ(LOG AMP)10を有している。
第2のログアンプ回路部2は、分配器(DIV)21と、増幅器(AMP)22と、第2のログアンプ(LOG AMP)23と、加算器24とを有している。
The first log
The second log
第1のログアンプ回路部1における第1のログアンプ10は、従来のログアンプ10と同様で、特定の入力レベル−50dBm〜0dBm(−50dBm以上0dBm以下)の範囲で機能するもので、入力レベルに応じた電圧(1.5V〜0.5V)を出力する。
従って、特定の入力レベルの範囲を超える入力レベルの範囲、例えば、入力レベル−100dBm〜50dBm(−100dBm以上50dBm未満)の信号が入力されると、第1のログアンプ10は、1.5Vの一定の電圧を出力する。
The
Therefore, when a signal having an input level range exceeding a specific input level range, for example, an input level of -100 dBm to 50 dBm (-100 dBm or more and less than 50 dBm) is input, the
第2のログアンプ回路部20の各構成について説明する。
分配器21は、入力端子から信号を入力し、第1のログアンプ10とAMP22に分配する。分配器21は、スイッチ等で切り替えを行うものではなく、同じ入力信号を分配して第1のログアンプ10とAMP22に出力している。
Each configuration of the second log amplifier circuit unit 20 will be described.
The
AMP22は、増幅率(GAIN)が50dBの増幅器である。
従って、AMP22は、入力レベル−100dBm〜50dBmの信号が入力されると、−50dBm〜0dBmの信号レベルを第2のログアンプ23に出力する。
尚、入力レベルが−50dBm〜0dBmの信号がAMP22に入力されると、0dBmに増幅される。つまり、入力レベルが−100dBm〜0dBm(−100dBm以上0dBm以下)の信号が入力されると、AMP22は、−50dBm〜0dBm(−50dBm以上0dBm以下)の信号レベルを第2のログアンプ23に出力することになる。
The
Therefore, when a signal with an input level of -100 dBm to 50 dBm is input, the
When a signal having an input level of −50 dBm to 0 dBm is input to the
第2のログアンプ23は、第1のログアンプ10と同様に、入力レベル−50dBm〜0dBmの範囲で機能するもので、入力レベルに応じた電圧(1.5V〜0.5V)を出力する。
Like the
加算器24は、第1のログアンプ10からの出力電圧(1.5V〜0.5V)と第2のログアンプ23からの出力電圧(1.5V〜0.5V)を加算(合計)して出力する。従って、出力電圧は、3V〜1Vとなる。
The
[具体的な入力レベル:−80dBm]
本ログアンプ回路の動作について具体的な入力レベルを用いて説明する。
入力レベルが−80dBmである場合に、分配器21は、その−80dBmの信号を第1のログアンプ10と第2のログアンプ23に出力する。
[Specific input level: -80 dBm]
The operation of this log amplifier circuit will be described using specific input levels.
When the input level is −80 dBm, the
第1のログアンプ10では、−50dBmを超えているので、加算器24への出力は一定の1.5Vとなる。
また、AMP22は、−80dBmの信号を50dBのゲインで増幅するので、−30dBmの信号レベルを第2のログアンプ23に出力する。
In the
Further, since the
第2のログアンプ23は、入力レベルが−30dBmであるので、入力レベルに応じた出力電圧である1.1Vを加算器24に出力する。
加算器24は、第1のログアンプ10からの1.5Vと第2のログアンプ23からの1.1Vを加算して、2.6Vの電圧を出力する。
Since the input level of the
The
[具体的な入力レベル:−30dBm]
また、入力レベルが−30dBmである場合に、分配器21は、その−30dBmの信号を第1のログアンプ10と第2のログアンプ23に出力する。
[Specific input level: -30 dBm]
Further, when the input level is −30 dBm, the
第1のログアンプ10では、入力レベルが−50dBm以上であるので、入力レベルに応じた電圧(1.1V)を加算器24に出力する。
また、AMP22は、−30dBmの信号を50dBのゲインで増幅するが、出力される信号レベルは0dBmとなり、その信号レベルを第2のログアンプ23に出力する。
Since the input level of the
Further, the
第2のログアンプ23は、入力レベルが0dBmであるので、出力電圧0.5Vを加算器24に出力する。
加算器24は、第1のログアンプ10からの1.1Vと第2のログアンプ23からの0.5Vを加算して、1.6Vの電圧を出力する。
Since the input level of the
The
[本ログアンプ回路の動作状態:図2]
次に、本ログアンプ回路の動作状態について図2を参照しながら説明する。図2は、本ログアンプ回路の動作状態を示す図である。図2では、横軸が本ログアンプ回路への入力レベル(dBm)を示し、縦軸が本ログアンプ回路からの出力電圧を示している。
[Operating state of this log amplifier circuit: Fig. 2]
Next, the operating state of the log amplifier circuit will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an operating state of the log amplifier circuit. In FIG. 2, the horizontal axis shows the input level (dBm) to the main log amplifier circuit, and the vertical axis shows the output voltage from the main log amplifier circuit.
本ログアンプ回路の動作状態は、図2に示すように、特定の入力レベルの範囲とそれを超える入力レベルの範囲までの広範囲(入力レベルが−100dBm〜0dBmの広範囲)で、入力レベルに応じた出力電圧となり、出力電圧は3.0V〜1.0Vとなる。 As shown in FIG. 2, the operating state of this log amplifier circuit is a wide range (a wide range of input levels from -100 dBm to 0 dBm) up to a specific input level range and an input level range beyond that, depending on the input level. The output voltage is 3.0V to 1.0V.
[応用例1]
本ログアンプ回路の第2のログアンプ回路部2におけるアンプ22のゲインを50dBとしたが、対応できる入力レベルの範囲は狭くなるものの、ゲインを30dBなどの任意の増幅率としてもよい。
[Application Example 1]
The gain of the
[応用例2]
本ログアンプ回路は、第1,2のログアンプ回路1,2の2段構成としたが、第3のログアンプ回路部を設けて3段とし、−150dBm〜0dBmの更に広範囲で機能させるようにしてもよい。更に、ログアンプ回路部を3段以上の構成としてもよい。
[Application example 2]
This log amplifier circuit has a two-stage configuration of the first and second
[実施の形態の効果]
本ログアンプ回路によれば、入力信号を分配器21で分配し、一方を特定の入力レベル(−50dBm〜0dBm)の範囲で機能する第1のログアンプ10に入力し、他方を特定の入力レベルの範囲以上にするゲイン(50dB)のAMP22に入力して50dBの増幅を行い、その増幅した信号を特定の入力レベル(−50dBm〜0dBm)の範囲で機能する第2のログアンプ23に入力し、第1のログアンプ10と第2のログアンプ23との出力を加算器24で加算して出力するものとしているので、特定の入力レベルの範囲とそれを超える入力レベルの範囲までの広範囲(入力レベル−100dBm〜0dBm)で機能させることができる効果がある。
[Effect of Embodiment]
According to this log amplifier circuit, an input signal is distributed by a
本発明は、入力レベル−100dBm〜0dBmの広範囲で機能させることができるログアンプ回路に好適である。 The present invention is suitable for a log amplifier circuit capable of functioning in a wide range of input levels of -100 dBm to 0 dBm.
1…第1のログアンプ回路、 2…第2のログアンプ回路、 10…ログアンプ、 21…分配器、 22…アンプ、 23…ログアンプ、 24…加算器 1 ... 1st log amplifier circuit, 2 ... 2nd log amplifier circuit, 10 ... Log amplifier, 21 ... Distributor, 22 ... Amplifier, 23 ... Log amplifier, 24 ... Adder
Claims (3)
入力信号を分配する分配器と、
前記分配された一方の信号を入力して、特定の入力レベルの範囲で機能する第1のログアンプと、
前記分配された他方の信号について前記特定の入力レベルの範囲以上に増幅する増幅器と、
前記増幅された信号を入力して、前記特定の入力レベルの範囲で機能する第2のログアンプと、
前記第1のログアンプからの出力電圧と前記第2のログアンプからの出力電圧とを加算して出力する加算器とを有することを特徴とするログアンプ回路。 It is a log amplifier circuit
A distributor that distributes the input signal and
A first log amplifier that inputs one of the distributed signals and functions in a specific input level range, and
An amplifier that amplifies the other distributed signal above the specific input level range.
A second log amplifier that inputs the amplified signal and functions in the specific input level range.
A log amplifier circuit characterized by having an adder that adds and outputs an output voltage from the first log amplifier and an output voltage from the second log amplifier.
分配器、増幅器、第2のログアンプ及び加算器を収納する第2のログアンプ回路部とを有することを特徴とする請求項1記載のログアンプ回路。 The first log amplifier circuit unit that houses the first log amplifier, and
The log amplifier circuit according to claim 1, further comprising a distributor, an amplifier, a second log amplifier, and a second log amplifier circuit unit for accommodating an adder.
入力信号を3つに分配する分配器と、
前記分配された1番目の信号を入力して、第1の入力レベルの範囲で機能する第1のログアンプと、
前記分配された2番目の信号について前記第1の入力レベルの範囲以上の第2の入力レベルの範囲に増幅する第1の増幅器と、
前記第1の増幅器で増幅された信号を入力して、前記第1の入力レベルの範囲で機能する第2のログアンプと、
前記分配された3番目の信号について前記第2の入力レベルの範囲以上の第3の入力レベルの範囲に増幅する第2の増幅器と、
前記第2の増幅器で増幅された信号を入力して、前記第1の入力レベルの範囲で機能する第3のログアンプと、
前記第1のログアンプからの出力電圧と、前記第2のログアンプからの出力電圧と、前記第3のログアンプからの出力電圧とを加算して出力する加算器とを有することを特徴とするログアンプ回路。 It is a log amplifier circuit
A distributor that distributes the input signal into three,
A first log amplifier that inputs the distributed first signal and functions in the range of the first input level, and
A first amplifier that amplifies the distributed second signal into a second input level range that is equal to or higher than the first input level range.
A second log amplifier that inputs the signal amplified by the first amplifier and functions in the range of the first input level, and
A second amplifier that amplifies the distributed third signal to a third input level range that is equal to or higher than the second input level range.
A third log amplifier that inputs the signal amplified by the second amplifier and functions in the range of the first input level, and
It is characterized by having an adder that adds and outputs an output voltage from the first log amplifier, an output voltage from the second log amplifier, and an output voltage from the third log amplifier. Log amplifier circuit to do.
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