JP3670883B2 - 伝送径路切換器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、増幅素子を含む伝送径路と信号をバイパスする伝送径路との間で伝送径路を切り換える伝送径路切換器において、部品の削減により構成を簡易化した伝送径路切換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の伝送径路切換器について図2を参照して説明する。FET41は増幅素子である。FET41のドレインDは高周波阻止用のチョークコイル42の一端と接続しており、チョークコイル42の他端は抵抗44を介して電源端子S1と接続されている。また、FET41のドレインDは直流阻止用のコンデンサ43の一端と接続しており、コンデンサ43の他端はダイオード54のアノードと接続するとともに高周波阻止用のチョークコイル55を介して電源端子S1と接続されている。ダイオード54は例えばPINダイオードである。ダイオード54のカソードは抵抗56を介して接地されており、また、直流阻止用のコンデンサ57を介して出力端子S3とも接続されている。FET41のソースSは抵抗45及びコンデンサ46を介して接地されている。FET41のゲートGは抵抗47を介して電源端子S1と接続されており、また、抵抗48を介して接地されている。抵抗47と抵抗48はFET41のゲートGのバイアス電圧を決定するゲートバイアス抵抗である。また、FET41のゲートGは直流阻止用のコンデンサ49の一端と接続しており、コンデンサ49の他端はダイオード50のアノードと接続するとともに高周波阻止用のチョークコイル51を介して電源端子S1と接続されている。ダイオード50は例えばPINダイオードである。ダイオード50のカソードは抵抗52を介して接地されており、また、直流阻止用のコンデンサ53を介して入力端子S2とも接続されている。
【0003】
また、入力端子S2からの入力信号Aを出力端子S3にバイパスする信号バイパス回路65はFET58と抵抗61、63とコンデンサ59、60、64とダイオード62とで構成されている。FET58は例えばNチャンネルのデプレッション形のFETである。FET58のドレインDは直流阻止用のコンデンサ59を介して入力端子S2に接続されている。FET58のソースSは直流阻止用のコンデンサ60を介して出力端子S3と接続されており、また、抵抗61の一端と接続している。抵抗61の他端はコンデンサ64を介して接地されており、また、抵抗63の一端と電源端子S1とに接続している。FET58のゲートGはダイオード62を介して接地されており、また、抵抗63の他端と接続している。
【0004】
前記構成において、電源端子S1に電源電圧E(例えば5ボルト)が供給される時、ダイオード50にはチョークコイル51と抵抗52とによって順方向の電流が流れ、その時、ダイオード50自身の特性によりそのインピーダンスがほぼ0Ω(導通状態)となり、コンデンサ49とコンデンサ53の間がほぼショート状態となるので、この間で信号が導通するようになる。同様にダイオード54にはチョークコイル55と抵抗56とによって順方向の電流が流れ、その時、ダイオード54自身の特性によりインピーダンスがほぼ0Ω(導通状態)となり、コンデンサ43とコンデンサ57の間がほぼショート状態となるので、この間で信号が導通するようになる。そして、入力端子S2から入力される入力信号Aはコンデンサ53及びコンデンサ49により交流成分のみFET41のゲートGに印加されて、FET41のドレインDから入力信号Aの交流成分を増幅した信号の出力が行われ、この出力はコンデンサ43とコンデンサ57により交流成分のみ出力端子S3から出力信号Bとして出力される。
【0005】
この時、FET58のソースSには抵抗61を介して電源電圧E(上記5ボルト)が印加される。また、ダイオード62には抵抗63を介してバイアス電圧が印加されるので、FET58のゲートGにはダイオード62の順方向電圧である約0.7ボルトの電圧が印加される。この結果、FET58のソースSはゲートGに対して、負のバイアス電圧が印加されることとなる。この負のバイアス電圧は、FET58のソースSに印加されている電圧が5ボルトで、FET58のゲートGに印加されている電圧が約0.7ボルトであるため、約−4.3ボルトとなる。この負のバイアス電圧(約−4.3ボルト)がFET58のピンチオフ電圧(例えば−3ボルト)よりも低い電圧となるようにしているので、FET58のドレインDとソースSの間は非導通状態となり、信号バイパス回路65は遮断し、信号の伝送は行われない。上記説明のように電源電圧Eが供給される時、入力信号AはFET41により増幅して伝送され、信号バイパス回路65からは伝送されることがない。
【0006】
電源端子S1に電源電圧Eが供給されない時、ダイオード50にはチョークコイル51と抵抗52とによって順方向の電流が流れず、その時、ダイオード50自身の特性によりインピーダンスが非常に高くなる(非導通状態)こととなり、コンデンサ49とコンデンサ53の間はオープン状態となり、この間で信号が遮断する。また、FET41のドレインDには電圧が印加されていないので、FET41のゲートGに信号が入力されても信号が増幅されて出力することはない。したがって、入力端子S2から入力される入力信号AはFET41を介して伝送されない。
【0007】
また、FET58のソースS及びゲートGには電圧が印加されないので同じ電圧となるが、FET58は前記したようにデプレッション形のため、FET58のドレインDとソースSの間は導通状態となり、コンデンサ59を通して交流成分のみ伝送される入力信号AはFET58のドレインDとソースSとを通過し、コンデンサ60を通して交流成分のみ出力端子S3に伝送され、入力信号Aの交流成分と同じ信号が出力信号Bとして出力される。上記説明のように、電源電圧Eが供給されていない時、入力信号Aは信号バイパス回路65を通過し伝送される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の伝送径路切換器はFET41のゲートGとドレインDとにそれぞれダイオード50、54を備えているが、ダイオード50、54に順方向の直流電圧を印加するために、FET41とダイオード50、54の間に直流阻止用のコンデンサ43、49と、ダイオードと電源端子S1との間に高周波阻止用のチョークコイル51、55とを備えていた。このコンデンサ43、49により、FET41の動作点(ゲート電圧とドレイン電圧)がダイオード50、54に印加する直流電圧で変わることはないようになっていた。また、このチョークコイル51、55により、伝送されてきた信号が減衰しないようにしていた。このようにしていたため、部品点数が多くなり、複雑な構成となっていた。
【0009】
そこで本発明は、部品点数を低減することで簡易な構成として、かつ、コストメリットも生じる伝送径路切換器を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するためのもので、請求項1記載の伝送径路切換器の特徴は、入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子との間に設けられた増幅素子と、前記入力端子と前記出力端子との間に接続された信号バイパス回路とを備え、前記増幅素子の出力端と電源端子との間に負荷を接続すると共に前記増幅素子の入力端と前記電源端子との間にバイアス用の抵抗を接続し、前記バイパス回路はドレインが前記入力端子に結合され、ソースが前記出力端子に結合されたFETで構成され、アノードが前記増幅素子の入力端に直接接続され、カソードが前記入力端子に結合されると共に抵抗を介して接地された入力側ダイオードと、アノードが前記増幅素子の出力端に直接接続され、カソードが前記出力端子に結合されると共に抵抗を介して接地された出力側ダイオードとを設け、前記電源端子に電源電圧を印加したときに前記FETのゲート電圧をソース電圧よりも低くし、前記電源端子に前記電源電圧を印加しないときにゲート電圧とソース電圧とを同電位にしたことである。
また、請求項2記載の伝送径路切換器の特徴は、アノードが前記FETのゲートに接続され、カソードが接地されたダイオードを設け、前記電源端子と前記FETのゲートとの間及び前記電源端子と前記FETのソースとの間にそれぞれ抵抗を接続したことである。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の伝送径路切換器について図1を参照して説明する。FET1は増幅素子である。増幅素子の出力端であるFET1のドレインDは高周波阻止用のチョークコイル2の一端に接続しており、チョークコイル2の他端は抵抗4を介して電源端子S1と接続されている。また、FET1のドレインDは出力側ダイオードであるダイオード3のアノードと接続している。ダイオード3は例えばPINダイオードである。ダイオード3のカソードは抵抗11を介して接地されており、また、直流阻止用のコンデンサ12を介して出力端子S3と接続されている。抵抗4と抵抗11はFET1のドレインDのドレイン電圧を決定する抵抗である。FET1のソースSは抵抗5及びコンデンサ6を介して接地されている。増幅素子の入力端であるFET1のゲートGは抵抗7を介して電源端子S1と接続されており、また、入力側ダイオードであるダイオード8のアノードと接続している。ダイオード8は例えばPINダイオードである。ダイオード8のカソードは抵抗9を介して接地されており、また、直流阻止用のコンデンサ10を介して入力端子S2とも接続されている。抵抗7と抵抗9はFET1のゲートGのバイアス電圧を決定するゲートバイアス抵抗である。
【0012】
また、入力端子S2からの入力信号Aを出力端子S3にバイパスする信号バイパス回路20はFET13とコンデンサ14とコンデンサ15と抵抗16とダイオード17と抵抗18とコンデンサ19とで構成されている。FET13は例えばNチャンネルのデプレッション形のFETである。FET13のドレインDは直流阻止用のコンデンサ14を介して入力端子S2と接続されている。FET13のソースSは直流阻止用のコンデンサ15を介して出力端子S3と接続されており、また、抵抗16の一端と接続している。抵抗16の他端はコンデンサ19を介して接地されており、また、抵抗18の一端と電源端子S1とに接続している。FET13のゲートGはダイオード17を介して接地されており、また、抵抗18の他端と接続している。
【0013】
前記構成において、電源端子S1に電源電圧E(例えば5ボルト)が供給される時、ダイオード8には抵抗7と抵抗9とによって順方向の電流が流れ、その時、ダイオード8自身の特性によりインピーダンスがほぼ0Ω(導通状態)となり、コンデンサ10とFET1のゲートGの間はほぼショート状態となり、この間で信号が導通するようになる。また、抵抗7は入力されてきた信号が減衰しないような抵抗値(例えば1.2kΩ)が選ばれる。また、抵抗7の抵抗値(前記1.2kΩ)と抵抗9の抵抗値(例えば820Ω)とでダイオード8に十分な順方向電流(前記5ボルトより約2.5ミリアンペア)を流し、且つFET1のゲートGに適宜の電圧(電源端子S1に印加される電圧の約半分の電圧、前記5ボルトより約2.5ボルト)が印加されて、FET1のゲートGのゲート電圧は変動しない安定した電圧となるようになっている。
【0014】
また、ダイオード3には抵抗4と抵抗11とによって順方向の電流が流れ、その時、ダイオード3自身の特性によりインピーダンスがほぼ0Ω(導通状態)となり、FET1のドレインDとコンデンサ12の間がほぼショート状態となり、この間で信号が導通するようになる。また、抵抗4の抵抗値(例えば10Ω)と抵抗11の抵抗値(例えば2kΩ)とでダイオード3に十分な順方向電流(前記5ボルトより約2.5ミリアンペア)を流し、且つFET1のドレインDのドレイン電圧が十分に高い電圧(前記5ボルトより約5ボルト)となり、変動しない安定した電圧が印加されるようになっている。そして、入力端子S2から入力される入力信号Aはコンデンサ10により交流成分のみFET1のゲートGに印加されて、FET1のドレインDから入力信号Aの交流成分を増幅した信号の出力が行われ、この出力はコンデンサ12により交流成分のみ出力端子S3から出力信号Bとして出力される。
【0015】
この時、FET13のソースSには抵抗16を介して電源電圧E(上記5ボルト)が印加される。また、ダイオード17には抵抗18を介してバイアス電圧が印加されるので、FET13のゲートGにはダイオードの順方向電圧である約0.7ボルトの電圧が印加される。この結果、FET13のソースSはゲートGに対して負のバイアス電圧が印加されることとなる。この負のバイアス電圧は、FET13のソースSに印加されている電圧が5ボルトで、FET13のゲートGに印加されている電圧が約0.7ボルトであるため、約−4.3ボルトとなる。この負のバイアス電圧(約−4.3ボルト)がFET13のピンチオフ電圧(例えば−3ボルト)よりも低い電圧となるようにしているので、FET13のドレインDとソースSの間は非導通状態となり、信号バイパス回路20は遮断し、信号の伝送は行われない。上記説明のように電源電圧Eが供給される時、入力信号AはFET1により増幅して伝送され、信号バイパス回路20からは伝送されない。
【0016】
電源端子S1に電源電圧Eが供給されない時、ダイオード8には抵抗7と抵抗9とによって順方向の電流が流れず、その時、ダイオード8自身の特性によりインピーダンスが非常に高くなる(非導通状態)こととなり、コンデンサ10とFET1のゲートGの間はオープン状態となり、この間で信号が遮断する。また、FET41のドレインDには電圧が印加されていないので、FET1のゲートGに信号が入力されても信号が増幅されて出力することはない。したがって、入力端子S2から入力される入力信号AはFET1を介して伝送されない。
【0017】
また、FET13のソースS及びゲートGには電圧が印加されないので同じ電圧となるが、FET13は前記したようにデプレッション形のため、FET13のドレインDとソースSの間はは導通状態となり、コンデンサ14を通して交流成分のみ伝送される入力信号AはFET13のドレインDとソースSとを通過し、コンデンサ15を通して交流成分のみ出力端子S3に伝送され、入力信号Aの交流成分と同じ信号が出力信号Bとして出力される。上記説明のように、電源電圧Eが供給されていない時、入力信号Aは信号バイパス回路20を通過し伝送される。
【0018】
上記発明の実施の形態の説明において、増幅素子はFETであることとして説明してきたが、この増幅素子はトランジスタであってもよく、本発明の効果を奏することは言うまでもない。
【0019】
【発明の効果】
本発明の伝送径路切換器によれば、以下の効果を奏する。
【0020】
請求項1記載の伝送経路切換器によれば、電源端子に電源電圧を供給して増幅素子を動作させ、入力側ダイオードと出力側ダイオードとを導通させる際に、増幅素子の出力端と入力端に印加する動作電圧、バイアス電圧によって入力側ダイオードと出力側ダイオードとを導通させることができる。従って、入力側ダイオードと出力側ダイオードとを導通させるための部品を必要とせず、簡単な構成とすることができる。
また、請求項1記載の伝送経路切換器によれば、ソース電圧とゲート電圧との関係を変えることで、電源電圧の供給の有無によってバイパス回路のFETをオフ又はオンさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の伝送径路切換器の実施の形態の回路図である。
【図2】従来の伝送径路切換器の回路図である。
【符号の説明】
1 FET
2 チョークコイル
3 ダイオード
4 抵抗
5 抵抗
6 コンデンサ
7 抵抗
8 ダイオード
9 抵抗
10 コンデンサ
11 抵抗
12 コンデンサ
13 FET
14 コンデンサ
15 コンデンサ
16 抵抗
17 ダイオード
18 抵抗
19 コンデンサ
20 信号バイパス回路
S1 電源端子
S2 入力端子
S3 出力端子
D ドレイン
S ソース
G ゲート
Claims (2)
- 入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子との間に設けられた増幅素子と、前記入力端子と前記出力端子との間に接続された信号バイパス回路とを備え、前記増幅素子の出力端と電源端子との間に負荷を接続すると共に前記増幅素子の入力端と前記電源端子との間にバイアス用の抵抗を接続し、前記バイパス回路はドレインが前記入力端子に結合され、ソースが前記出力端子に結合されたFETで構成され、アノードが前記増幅素子の入力端に直接接続され、カソードが前記入力端子に結合されると共に抵抗を介して接地された入力側ダイオードと、アノードが前記増幅素子の出力端に直接接続され、カソードが前記出力端子に結合されると共に抵抗を介して接地された出力側ダイオードとを設け、前記電源端子に電源電圧を印加したときに前記FETのゲート電圧をソース電圧よりも低くし、前記電源端子に前記電源電圧を印加しないときにゲート電圧とソース電圧とを同電位にしたことを特徴とする伝送径路切換器。
- アノードが前記FETのゲートに接続され、カソードが接地されたダイオードを設け、前記電源端子と前記FETのゲートとの間及び前記電源端子と前記FETのソースとの間にそれぞれ抵抗を接続したことを特徴とする請求項1記載の伝送径路切換器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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