JP3562977B2

JP3562977B2 - 減衰回路

Info

Publication number: JP3562977B2
Application number: JP30091698A
Authority: JP
Inventors: 徹也鈴木
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2018-10-22
Also published as: JP2000134063A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度変化に対して減衰量を変化し難くした減数回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の減衰回路を図３に従って説明する。トランジスタ３１のコレクタには電圧供給抵抗（図示せず）が接続され、また、ベースにはバイアス抵抗（図示せず）によってバイアス電圧が印加されている。そして、ベースに入力された高周波信号を増幅してコレクタから出力する。コレクタには第一の可変減衰回路３２と第二の可変減衰回路３３とが縦続接続される。
【０００３】
第一の可変減衰回路３２は第一のピンダイオード３２ａ、第二のピンダイオード３２ｂ、第三のピンダイオード３２ｃを有している。第一のピンダイオード３２ａのアノードは直流阻止コンデンサ３４を介してトランジスタ３１のコレクタに接続され、第二のピンダイオード３２ｂのアノードは直流阻止コンデンサ３５を介して第一のピンダイオード３２ａのアノードに接続される。また、第三のピンダイオード３２ｃのカソードは第一のピンダイオード３２ａのカソードに接続される。そして、第二のピンダイオード３２ｂのカソードと第三のピンダイオード３２ｃのアノードとが互いに接続されるとともに直流コンデンサ３６を介して高周波的にグランドに接続される。この結果、第一の可変減衰回路３２は第一乃至第三のピンダイオード３２ａ、３２ｂ、３２ｃによってπ型に構成される。
【０００４】
第一のピンダイオード３２ａのカソードと第三のピンダイオード３２ｃのカソード同士が抵抗３７によってグランドに接続され、第二のピンダイオード３２ｂのアノードには抵抗３８を介して固定電圧Ｂが供給される。そして、高周波阻止用のチョークインダクタ３９を介して、例えば、ＡＧＣ電圧Ｖが第一のピンダイオード３２ａのアノードに印加される。
【０００５】
同様に、第二の可変減衰回路３３は第四のピンダイオード３３ａ、第五のピンダイオード３３ｂ、第六のピンダイオード３３ｃを有している。第四のピンダイオード３３ａのアノードは直流阻止コンデンサ４０を介して第一のピンダイオード３２ａのカソードに接続され、第五のピンダイオード３３ｂのアノードは直流阻止コンデンサ４１を介して第四のピンダイオード３３ａのアノードに接続される。また、第六のピンダイオード３３ｃのカソードは第四のピンダイオード３３ａのカソードに接続される。そして、第五のピンダイオード３３ｂのカソードと第六のピンダイオード３３ｃのアノードとが互いに接続されるとともに直流コンデンサ４２を介して高周波的にグランドに接続される。この結果、第二の可変減衰回路３３は第四乃至第六のピンダイオード３３ａ、３３ｂ、３３ｃによってπ型に構成される。
【０００６】
第四のピンダイオード３３ａのカソードと第六のピンダイオード３３ｃのカソード同士が抵抗４３によってグランドに接続され、第二のピンダイオード３３ｂのアノードには抵抗４４を介して固定電圧Ｂが供給される。そして、高周波阻止用のチョークインダクタ４５を介して、例えば、ＡＧＣ電圧Ｖが第四のピンダイオード３３ａのアノードに印加される。
【０００７】
ここで、固定電圧Ｂは、例えば、１２Ｖ（ボルト）に設定され、ＡＧＣ電圧Ｖはそれよりも低く且つ５Ｖから１０Ｖの範囲で変化する。また、抵抗３７、４３の抵抗値はそれぞれおよそ３．３ＫΩ（キロオーム）に設定され、抵抗３８、４４の抵抗値はそれぞれおよそ３３ＫΩに設定されている。
【０００８】
以上の構成において、ＡＧＣ電圧Ｖが高い電圧（例えば１０Ｖ）から低い電圧（例えば５Ｖ）に変化する場合を考えると、第一のピンダイオード３２ａと第四のピンダイオード３３ａに流れる電流は漸次減少してそれらのピンダイオード３２ａ、３３ａの等価的な抵抗が増加する。すると、抵抗３７、４３の電圧降下が小さくなって、第二のピンダイオード３２ｂ、第三のピンダイオード３２ｃ、第五のピンダイオード３３ｂ、第六のピンダイオード３３ｃに流れる電流が増加してそれらのピンダイオード３２ｂ、３２ｃ、３３ｂ、３３ｃの等価的な抵抗が減少する。この結果、第一の可変減衰回路３２の減衰量と第二の可変減衰回路３３の減衰量とがともに増加するようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、ピンダイオードの直流特性（電圧／電流特性）は温度によって変化し、同一電流が流れていても温度が高くなるとアノードとカソードとの間の接合電圧は低くなる。このことから、温度が高くなるとピンダイオードの等価的な抵抗値は低くなる。そして、抵抗３７の抵抗値よりも抵抗３８の抵抗値が大きく、同様に、抵抗４３の抵抗値よりも抵抗４４の抵抗値が大きいので、減衰量の増加開始後は第一のピンダイオード３２ａに流れる電流が第二および第三のピンダイオード３２ｂ、３２ｃに流れる電流よりも大きく、同様に、第四のピンダイオード３３ａに流れる電流が第五および第六のピンダイオード３３ｂ、３３ｃに流れる電流よりも大きくなっている。
【００１０】
従って、第一のピンダイオード３２ａおよび第四のピンダイオード３３ａは電圧／電流特性が急峻となる電流の大きな動作点にバイアスされているので、温度による電流の変化の割合が第二、第三、第五、第六のピンダイオード３２ｂ、３２ｃ，３３ｂ、３３ｃの電流の変化の割合よりも大きくなる。そのため、温度が高くなると減衰量が減少する方向に変化するという問題が生じる。
【００１１】
そこで、本発明の減衰回路は、減衰量が温度変化によって変化しないようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の減衰回路は、高周波信号が入力される増幅素子と、前記増幅素子の入力端と出力端との間に結合されると共に前記増幅素子を負帰還動作させるインピーダンス素子と、前記増幅素子と出力端子との間に介挿された可変減衰回路とを備え、前記インピーダンス素子と前記可変減衰回路とにＡＧＣ電圧を印加すると共に、前記インピーダンス素子のインピーダンスと前記可変減衰回路の減衰量とを前記ＡＧＣ電圧の変化によって互いに逆方向に増減させ、前記インピーダンス素子のインピーダンスと前記可変減衰回路の減衰量とを温度変化によって互いに同一方向に増減させた。
【００１３】
また、本発明の減衰回路は、前記インピーダンス素子を第一のピンダイオードで構成すると共に、そのカソードを直流的に接地し、前記可変減衰回路には前記増幅器と前記出力端子との間に直列に介挿された第二のピンダイオードと、カソードが前記第二のピンダイオードのカソードに接続されると共にアノードが高周波的に接地された第三のピンダイオードとを少なくとも設け、前記第二及び第三のピンダイオードのカソード同士を第一の抵抗を介してグランドに接続し、前記第一のピンダイオードのアノードに反転増幅器を介して前記ＡＧＣ電圧を印加し、前記第二のピンダイオードのアノードに前記ＡＧＣ電圧を印加すると共に、前記第三のピンダイオードのアノードに電圧値が一定の固定電圧を印加した。
【００１４】
また、本発明の減衰回路は、前記第三のピンダイオードには前記第一の抵抗の抵抗値よりも大きな抵抗値を有する第二の抵抗を介して前記固定電圧を印加した。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の減衰回路を図１に従って説明する。増幅素子であるトランジスタ１は入力端となるベースと出力端となるコレクタを有し、ベースにはバイアス抵抗（図示せず）によってバイアス電圧が印加され、コレクタには給電抵抗（図示せず）を介して電源電圧が供給されている。そして、ベースに入力された高周波信号を増幅してコレクタから出力する。
【００１８】
トランジスタ１のコレクタとベースとの間には、インピーダンス素子としての第一のピンダイオード２が設けられる。従って、第一のピンダイオード２によってトランジスタ１のコレクタからベースに負帰還がかかることになる。第一のピンダイオード２のアノードは直流阻止コンデンサ３を介してコレクタに、カソードは直流阻止コンデンサ４を介してベースにそれぞれ接続される。そして、第一のピンダイオード２のカソードは抵抗５によってグランドに接続される。
【００１９】
トランジスタ１のコレクタには可変減衰回路６が接続される。可変減衰回路６は第二のピンダイオード６ａ、第三のピンダイオード６ｂ、第四のピンダイオード６ｃを有している。第一のピンダイオード６ａのアノードは直流阻止コンデンサ７を介してトランジスタ１のコレクタに接続され、カソードは出力端子８に接続される。第三のピンダイオード６ｂは、そのカソードが第二のピンダイオード６ａのカソードに接続され、アノードが直流阻止コンデンサ９によってグランドに接続される。また、第四のピンダイオード６ｃは、そのアノードが直流阻止コンデンサ１０によって第二のピンダイオード６ａのアノードに接続され、カソードが第二のピンダイオード６ｂのアノードに接続される。
【００２０】
この結果、第二のピンダイオード６ａは信号伝送ラインに直列に設けられ、第三のピンダイオード６ｂと第四のピンダイオード６ｃとは共に信号伝送ラインとグランドとの間に設けられ、可変減衰回路６は第二乃至第四のピンダイオード６ａ、６ｂ、６ｃによってπ型に構成される。
【００２１】
そして、第二のピンダイオード６ａのカソードと第三のピンダイオード６ｂとのカソードとが抵抗１１によってグランドに接続され、第四のピンダイオード６ｂのアノードには抵抗１２を介して固定電圧Ｂが供給される。また、高周波阻止用のチョークインダクタ１３を介して、例えば、ＡＧＣ電圧Ｖが第二のピンダイオード６ａのアノードに印加される。
【００２２】
第一のピンダイオード２にはオペアンプ１５から電流が流れる。オペアンプ１５は差動増幅器１５ａと帰還抵抗１５ｂと入力抵抗１５ｃを有し、オペアンプ１５ａの反転入力端（−）と出力端との間に帰還抵抗１５ｂが接続され、非反転入力端（＋）が接地され、入力抵抗１５ｂを介してＡＧＣ電圧Ｖが反転入力端に入力される。この結果、オペアンプ１５の出力端の電圧の増減方向はＡＧＣ電圧Ｖの増減方向とは逆となる。よって、オペアンプ１５は反転増幅器となる。そして、オペアンプ１５の出力端がチョークインダクタ１６を介して第一のピンダイオード２のアノードに接続される。
【００２３】
ここで、固定電圧Ｂは、例えば、１２Ｖ（ボルト）に設定され、ＡＧＣ電圧Ｖはそれよりも低く且つ５Ｖから１０Ｖの範囲で変化する。また、抵抗１１抵抗値はおよそ３．３ＫΩ（キロオーム）に設定され、抵抗１２抵抗値はおよそ３３ＫΩに設定されている。
【００２４】
以上の構成において、ＡＧＣ電圧Ｖが高い電圧（例えば１０Ｖ）から低い電圧（例えば５Ｖ）に変化する場合を考えると、第二のピンダイオード６ａに流れる電流は漸次減少してその等価的な抵抗が増加する。すると、抵抗１１の両端の電圧降下が小さくなって、第三のピンダイオード６ｂ、第四のピンダイオード６ｃに流れる電流が増加してそれらの等価的な抵抗が減少する。この結果、可変減衰回路６の減衰量が増加するようになる。
【００２５】
一方、ＡＧＣ電圧Ｖが高い電圧（例えば１０Ｖ）から低い電圧（例えば５Ｖ）に変化すると、オペアンプ１５の出力端は低い電圧から高い電圧に変化していく。すると、第一のピンダイオード１に流れる電流が増加し、その等価的な抵抗が減少する。従ってトランジスタ１における負帰還量が増加し、その増幅度（利得）は減少する。そして、トランジスタ１の増幅度の減少と可変減衰回路６の減衰量の増加とが重なって出力端子８における信号レベルが下がる。
【００２６】
ここで、可変減衰回路６における第二のピンダイオード６ａに流れる電流は、抵抗１１の抵抗値よりも抵抗１２の抵抗値が大きいので、第三および第四のピンダイオード６ｂ、６ｃに流れる電流よりも大きく、従って、可変減衰回路６の減衰量は第二のピンダイオード６ａが支配的となって変わる。
【００２７】
一方、第一乃至第四のピンダイオード２、６ａ、６ｂ、６ｃに流れる電流は温度が高くなると増加し、それらの等価的な抵抗は減少する。すると、可変減衰回路６においては、第二のピンダイオード６ａの等価的な抵抗の減少によって減衰量が減少する。しかし、トランジスタ１の増幅度は第一のピンダイオード２の等価的な抵抗が減少することによって負帰還量が増加して減少する。この結果、トランジスタ１の増幅度の減少と可変減衰回路６の減衰量の減少とが相殺する形となり、出力端子８における信号のレベルの変化は無くなる。
【００２８】
なお、図１に示した可変減衰回路６における第三のピンダイオード６ｃと直流阻止コンデンサ１０とを削除して、図２に示すように、可変減衰回路６を第二のピンダイオード６ａと第二のピンダイオード６ｂとによってＬ型に構成してもよい。この場合、抵抗１２から第二のピンダイオード６ｂのアノードに固定電圧Ｂを印加する。
【００２９】
以上のように、本発明の減衰回路は、インピーダンス素子と可変減衰回路とにＡＧＣ電圧を印加すると共に、インピーダンス素子のインピーダンスと可変減衰回路の減衰量とをＡＧＣ電圧の変化によって互いに逆方向に増減させ、インピーダンス素子のインピーダンスと可変減衰回路の減衰量とを温度変化によって互いに同一方向に増減させたので、インピーダンス素子のインピーダンスを減少すれば増幅素子は負帰還量が増加して利得が下がり、一方、可変減衰回路の減衰量を増加させるので回路全体の減衰量の変化範囲が拡大すると共に、周囲温度の変化に対しては出力端子における信号レベルが変化しない。
【００３０】
また、本発明の減衰回路は、インピーダンス素子を第一のピンダイオードで構成すると共に、そのカソードを直流的に接地し、可変減衰回路には増幅器と出力端子との間に直列に介挿された第二のピンダイオードと、カソードが第二のピンダイオードのカソードに接続されると共にアノードが高周波的に接地された第三のピンダイオードとを少なくとも設け、第二及び第三のピンダイオードのカソード同士を第一の抵抗を介してグランドに接続し、第一のピンダイオードのアノードに反転増幅器を介してＡＧＣ電圧を印加し、第二のピンダイオードのアノードにＡＧＣ電圧を印加すると共に、第三のピンダイオードのアノードに電圧値が一定の固定電圧を印加したので、インピーダンス素子のインピーダンスを減少したときに可変減衰回路の減衰量を増加させることができる。
【００３１】
また、本発明の減衰回路は、第三のピンダイオードには第一の抵抗の抵抗値よりも大きな抵抗値を有する第二の抵抗を介して固定電圧を印加したので、第二のピンダイオードに流れる電流は第三のピンダイオードに流れる電流よりも大きくなって可変減衰回路の減衰量は第二のピンダイオードによって支配されることになり、第一のピンダイオードの等価的な抵抗値と第二のピンダイオードの等価的な抵抗値が温度によって同じ方向に増減することとなり、増幅素子の温度による増幅度の変化と可変減衰回路の減衰量の温度による変化とが自動的に相殺されて周囲温度の変化に対しては出力端子における信号レベルが変化しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減衰回路を示す回路図である。
【図２】本発明の減衰回路の変形例である。
【図３】従来の減衰回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１トランジスタ
２第一のピンダイオード
３、４、７、９、１０直流阻止コンデンサ
５抵抗
６可変減衰回路
６ａ第二のピンダイオード
６ｂ第三のピンダイオード
６ｃ第四のピンダイオード
８出力端子
１１第一の抵抗
１２第二の抵抗
１３、１６チョークインダクタ
１５オペアンプ（反転増幅器）
１５ａ差動増幅器
１５ｂ帰還抵抗
１５ｃ入力抵抗

Claims

高周波信号が入力される増幅素子と、前記増幅素子の入力端と出力端との間に結合されると共に前記増幅素子を負帰還動作させるインピーダンス素子と、前記増幅素子と出力端子との間に介挿された可変減衰回路とを備え、前記インピーダンス素子と前記可変減衰回路とにＡＧＣ電圧を印加すると共に、前記インピーダンス素子のインピーダンスと前記可変減衰回路の減衰量とを前記ＡＧＣ電圧の変化によって互いに逆方向に増減させ、前記インピーダンス素子のインピーダンスと前記可変減衰回路の減衰量とを温度変化によって互いに同一方向に増減させたことを特徴とする減衰回路。
前記インピーダンス素子を第一のピンダイオードで構成すると共に、そのカソードを直流的に接地し、前記可変減衰回路には前記増幅器と前記出力端子との間に直列に介挿された第二のピンダイオードと、カソードが前記第二のピンダイオードのカソードに接続されると共にアノードが高周波的に接地された第三のピンダイオードとを少なくとも設け、前記第二及び第三のピンダイオードのカソード同士を第一の抵抗を介してグランドに接続し、前記第一のピンダイオードのアノードに反転増幅器を介して前記ＡＧＣ電圧を印加し、前記第二のピンダイオードのアノードに前記ＡＧＣ電圧を印加すると共に、前記第三のピンダイオードのアノードに電圧値が一定の固定電圧を印加したことを特徴とする請求項１記載の減衰回路。
前記第三のピンダイオードには前記第一の抵抗の抵抗値よりも大きな抵抗値を有する第二の抵抗を介して前記固定電圧を印加したことを特徴とする請求項２記載の減衰回路。