JP2744355B2 - 定振幅移相回路 - Google Patents

定振幅移相回路

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JP2744355B2
JP2744355B2 JP3038006A JP3800691A JP2744355B2 JP 2744355 B2 JP2744355 B2 JP 2744355B2 JP 3038006 A JP3038006 A JP 3038006A JP 3800691 A JP3800691 A JP 3800691A JP 2744355 B2 JP2744355 B2 JP 2744355B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は定振幅移相回路に係わ
り、特に、数百MHz〜数GHzのような非常に高い周
波数帯において使用される定振幅移相回路を構成する場
合に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、入力信号の周波数が変化して
も振幅が一定の信号を出力する定振幅移相回路が種々の
分野で用いられている。上記定振幅移相回路は、2個の
係数回路をもつ加算器と、上記係数回路に未処理信号と
移相処理信号を加える手段とを組み合わせることにより
構成される。また、それを実現するための具体的回路例
としては、図3の回路図に示すように位相反転入力と非
反転入力をもつ演算増幅器24を利用した定振幅移相回
路が知られている。
【0003】図3の回路を機能ブロック図で表すと、図
2に示すように、2つの乗算回路21,22と、加算回
路23と、抵抗器R1 と、コンデンサC1 とからなる低
域通過フィルタ回路25等により構成される。このブロ
ック図での出力信号をEO とすると、EO の値は数式
(1)に示す如くなる。
【0004】
【数1】 また、振幅の絶対値をEABS とすると、これは数式
(2)に示す如くなる。
【数2】 更に、出力位相をθとした場合、この出力位相θの大き
さは数式(3)に表されるようになる。
【数3】
【0005】これらの数式(1),(2),(3)よ
り、角周波数ωの変化により振幅は一定で位相は0から
πラジアン変化することが分かる。また、図3の入力端
子100を入力として抵抗器Rおよび演算増幅器24の
反転入力を通じての利得は−1倍となり、低域通過フィ
ルタ回路25の出力端子101を通じての利得は2倍と
なることが周知であり、よって図3の構成は、図2の構
成と同一特性となることが理解できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の定振幅移相回路においては、演算増幅器24の周波
数帯域を十分に広くとることができない。したがって、
周波数が数百MHzを越えるような高い周波数帯におい
て使用される定振幅移相回路を図3に示した回路で構成
すると、演算増幅器24の位相回転が大きく、且つ十分
な周波数特性を得ることができない。このため、十分な
帰還がかけられないので、図3の回路を用いて周波数が
数百MHzを越える周波数帯域で使用される定振幅移相
回路を実現するのは、現在のところ困難であった。
【0007】本発明は、以上述べた数百MHzを越える
周波数でも動作する定振幅移相回路を提供できるように
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の定振幅移相回路
は、特性が揃った2個のFETトランジスタを差動接続
して構成されていて、入力された信号の位相を反転させ
た第1の信号、および上記第1の信号と逆相であって上
記入力信号と同相である第2の信号を出力する差動増幅
回路と、特性が揃った2個のFETトランジスタの各ド
レイン電極を共通に接続してなり、上記差動増幅回路を
構成する各トランジスタから与えられる第1の信号およ
第2の信号を同相で加算する同相加算回路と、上記差
動増幅回路から出力される第1の信号を上記同相加算回
路を構成する一方のFETトランジスタのゲート電極に
供給するために設けられていて、リアクタンス素子が付
加されることにより上記第1の信号の位相を移相させて
上記ゲート電極に伝送する第1の信号供給線、および上
記差動増幅回路から出力される第2の信号を同相のまま
で上記同相加算回路を構成する他方のFETトランジス
タのゲート電極に供給する第2の信号供給線よりなる信
号伝送回路と、上記同相加算回路を構成する一方のFE
Tトランジスタのソース電極に接続された第1の抵抗負
荷回路と、上記同相加算回路を構成する他方のFETト
ランジスタのソース電極に接続された第2の抵抗負荷回
路とからなり、上記同相加算回路を構成する一方のFE
Tトランジスタと他方のFETトランジスタの利得が2
対1になるように設定する抵抗負荷回路とを具備してい
る。
【0009】
【作用】本発明は上述した技術手段よりなるので、入力
された信号に対して位相が反転している信号および位相
が反転していない信号、すなわち位相反転信号および位
相非反転信号を差動増幅回路により生成するとともに、
これらの位相反転信号および位相非反転信号を同相加算
回路に供給して同相で加算する。この際、上記位相反転
信号および位相非反転信号のうちのいずれか一方の信号
を、リアクタンス素子が付加されている信号供給線を介
して上記同相加算回路に供給するようにしてその位相を
シフトするとともに、上記同相加算回路が上記位相反転
信号および位相非反転信号を増幅する利得が2対1にな
るように設定することにより、定振幅移相回路の動作を
行わせるようにする。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す定振幅移相
回路の回路図である。以下に図1を基にして本実施例の
定振幅移相回路について説明する。第1のFETトラン
ジスタQ1 と第2のFETトランジスタQ2 とで差動増
幅回路6が構成されている。そして、入力端子1を通じ
て第1のFETトランジスタQ1 のゲートに入力信号S
INが加えられる。
【0011】上記FETトランジスタQ1 は、そのソー
スが第2のFETトランジスタQ2のソースと共通に接
続されている。そして、ゲートとソースとが接続されい
て、電流源となるFETトランジスタQ3 を介してグラ
ンドGNDに接続されている。また、上記第1および第
2のFETトランジスタQ1 ,Q2 の各ドレインには、
負荷抵抗器R1 ,R2 がそれぞれ接続されていて、上記
共通接続されたドレインはこれらの負荷抵抗器R1 ,R
2 を介して電源VDDに接続されている。また、各FE
TトランジスタQ1 ,Q2 のゲートには、ブリーダ抵抗
器R3 ,R4 がそれぞれ接続されている。
【0012】上記第1および第2のFETトランジスタ
1 ,Q2 によって構成される差動増幅回路6は、上記
入力信号SINを増幅するとともに、上記入力信号SIN
位相反転信号S1 および位相非反転信号S2 を生成する
作用を行う。
【0013】上記第1のFETトランジスタQ1 のドレ
インから得られる位相反転信号S1は、リアクタンス素
子であるコンデンサC1 を介してグランドGNDに接続
されている第1の信号供給線3を通してFETトランジ
スタQ4 のゲートに供給される。したがって、位相反転
信号S1 はその位相が角周波数ωの位相に応じて0から
πラジアン変化することになる。また、第2のFETト
ランジスタQ2 のドレインから得られる位相非反転信号
2 は、リアクタンス素子が接続されていない第2の信
号供給線4を通してFETトランジスタQ5 のゲートに
与えられる。したがって、位相非反転信号S2 の場合は
その位相をシフトされることなくFETトランジスタQ
5 のゲートに与えられる。
【0014】上記FETトランジスタQ4 とQ5 とで同
相加算回路7が構成されていて、上記FETトランジス
タQ4 のソースは、抵抗器R7 、抵抗器R9 及びコンデ
ンサC3 よりなる直列回路を介してグランドGNDに接
続される。また、上記抵抗器R7 と抵抗器R9 との接続
点がコンデンサC4 を介してグランドGNDに接続され
ている。一方、上記FETトランジスタQ5 のソース
は、抵抗器R6 及び抵抗器R8 よりなる直列回路を介し
てグランドGNDに接続される。そして、上記抵抗器R
9とコンデンサC3 との接続点と、上記抵抗器R6 と抵
抗器R8 との接続点が共通に接続されている。
【0015】また、これらのFETトランジスタQ4
5 の各ドレインは互いに共通に接続されるとともに、
抵抗器R5 を通じて電源VDDに接続される。そして、
共通に接続されたFETトランジスタQ4 ,Q5 のドレ
インから取り出される信号が直流阻止コンデンサC5
通じ、出力信号SOUT として出力端子2に導出される。
本実施例においては、上記コンデンサC3 ,C4 のイン
ピーダンスは極力零に近い値になるようにしている。
【0016】このようにして構成することにより、上記
第1および第2のFETトランジスタQ1 ,Q2 のドレ
インからは、入力端子1より入力される信号SINの位相
を反転させた信号S1 、および上記位相反転信号S1
逆相であって上記入力信号SINと同相である位相非反転
信号S2 を生成する。そして、上記したように、これら
の位相反転信号S1 および位相非反転信号S2 を、同相
加算回路7を構成する一対のFETトランジスタQ4
5 の各ゲートに与えて同相加算する。
【0017】ここで、本実施例における定振幅移相回路
の回路定数を、抵抗器R1 =抵抗器R2 、抵抗器R6 ×
0.5=抵抗器R7 =抵抗器R9 とするとともに、FE
TトランジスタQ1 とQ2 、およびFETトランジスタ
4 とQ5 とを同一の特性にする。各回路定数をこのよ
うに設定すれば、上記FETトランジスタQ5 における
抵抗器R5 および抵抗器R6 を含む利得と、上記FET
トランジスタQ4 における抵抗器R5 および抵抗器R7
を含む利得は1対2となるので、図2に示した回路と同
様な定振幅移相動作を行わせることができる。
【0018】更に詳細に説明すると、図1の抵抗器R1
及びコンデンサC1 と、図2の抵抗器R1 及びコンデン
サC1 は等価であり、FETトランジスタQ1 とQ2
特性が揃っているので、それぞれのドレインからは振幅
が同一で位相が反転した信号が得られる。更に抵抗器R
6 は抵抗器R7 の2倍の抵抗値であるので、FETトラ
ンジスタQ4 のゲートを入力としFETトランジスタQ
4 のドレインを出力とする利得に対し、FETトランジ
スタQ5 のゲートを入力としFETトランジスタQ5
ドレインを出力とする利得は1/2となり、互いに加算
されるので、同相加算回路7の加算出力SOUT は図2の
加算出力E0 と等価となることが理解できる。
【0019】図2及び図4を用いて更に説明すると、図
2の入力端子100に電圧eiを加えると、乗算回路2
1の出力として信号e1が得られる。これをベクトル表
示すると、図4のベクトルei,e1の関係となる。ま
た、抵抗器R1 とコンデンサC1 からなる低域通過フィ
ルタ回路25の出力端子101には、信号e2が得られ
る。この信号e2は、図4に示すように、抵抗器R1
コンデンサC1 の大きさにより、破線aの軌跡を示すベ
クトルe2となる。係数2の乗算器22の出力信号e3
は、信号e2に対して2倍され、図4に示す軌跡bをと
るベクトルe3となる。
【0020】これにより、加算出力E0 は、ベクトルe
1とベクトルe3を合成したベクトルE0 となる。そし
て、その軌跡は、コンデンサC1 のインピーダンスの大
きさにより、結果として軌跡cをとる。この軌跡cか
ら、定振幅で位相が0からπラジアン移相することが理
解できる。したがって、図3に示したようなオペレーシ
ョナルアンプを用いなくても済むので、発振したりする
不都合なく高周波数の定振幅移相回路を実現することが
でき、高周波特性を大幅に向上させることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明は上述したように、特性が揃った
FETトランジスタを用いて差動増幅回路および同相加
算回路を構成し、入力された信号に対して位相が反転し
ている信号および位相が反転していない信号、すなわち
位相反転信号および位相非反転信号を上記差動増幅回路
で生成するとともに、これらの位相反転信号および位相
非反転信号を同相加算回路を構成する各FETトランジ
スタのゲート電極にそれぞれ供給して同相で加算するよ
うになし、この際、上記位相反転信号および位相非反転
信号のうちのいずれか一方の信号を、リアクタンス素子
が付加されている信号供給線を介して上記同相加算回路
に供給するようにしてその位相をシフトするとととも
に、上記同相加算回路が上記位相反転信号および位相非
反転信号を増幅する利得が2対1となるようにしたの
で、従来のように、発振の恐れがあり、しかも高周波化
が困難なオペレーショナルアンプを用いて帰還をかける
ことにより、2対1で2つの信号の差を得る回路を用い
ることなく定振幅移相回路を構成することができ、高周
波特性の優れた全域通過定振幅移相動作を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の定振幅移相回路の一実施例を示す回路
図である。
【図2】従来の定振幅移相回路の機能ブロック図であ
る。
【図3】図2の定振幅移相回路の具体的な回路例を示す
構成図である。
【図4】原理説明のためのベクトル図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 出力端子 3 第1の信号供給線 4 第2の信号供給線 6 差動増幅回路 7 同相加算回路 SIN 入力信号 SOUT 出力信号 S1 位相反転信号 S2 位相非反転信号 GND グランド

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特性が揃った2個のFETトランジスタ
    を差動接続して構成されていて、入力された信号の位相
    を反転させた第1の信号、および上記第1の信号と逆相
    であって上記入力信号と同相である第2の信号を出力す
    る差動増幅回路と、 特性が揃った2個のFETトランジスタの各ドレイン電
    極を共通に接続してなり、上記差動増幅回路を構成する
    各トランジスタから与えられる第1の信号および第2の
    信号を同相で加算する同相加算回路と、 上記差動増幅回路から出力される第1の信号を上記同相
    加算回路を構成する一方のFETトランジスタのゲート
    電極に供給するために設けられていて、リアクタンス素
    子が付加されることにより上記第1の信号の位相を移相
    させて上記ゲート電極に伝送する第1の信号供給線、お
    よび上記差動増幅回路から出力される第2の信号を同相
    のままで上記同相加算回路を構成する他方のFETトラ
    ンジスタのゲート電極に供給する第2の信号供給線より
    なる信号伝送回路と、 上記同相加算回路を構成する一方のFETトランジスタ
    のソース電極に接続された第1の抵抗負荷回路と、上記
    同相加算回路を構成する他方のFETトランジスタのソ
    ース電極に接続された第2の抵抗負荷回路とからなり、
    上記同相加算回路を構成する一方のFETトランジスタ
    と他方のFETトランジスタの利得が2対1になるよう
    に設定する抵抗負荷回路とを具備することを特徴とする
    定振幅移相回路。
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JPS6272217A (ja) * 1985-09-26 1987-04-02 Mitsubishi Electric Corp 移相回路

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