JP3821786B2 - 高周波増幅器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波増幅器に関し、特に複数の増幅段が縦続接続されているものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高周波増幅器には、例えば特許文献１に示すようなものがあった。
【０００３】
【特許文献１】
実公平５−２６８１５号公報
【０００４】
特許文献１の高周波増幅器では、１つの増幅段に含まれるトランジスタに供給されるバイアス電流が、可変抵抗器によって変更可能に構成されている。さらに、この可変抵抗器を操作することによって、トランジスタの入力側に設けられたＰＩＮダイオードの高周波抵抗値が変化して、トランジスタに入力される高周波信号のレベルが調整されるように構成されている。このバイアス電流の調整と入力信号レベルの調整とは、ＰＩＮダイオードの高周波抵抗値が最小であるとき、トランジスタの雑音指数特性が良好となるバイアス電流がトランジスタに与えられるように行われ、ＰＩＮダイオードの高周波抵抗値が最大であるとき、トランジスタの歪み特性が良好となるバイアス電流がトランジスタに与えられるように、行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
高周波増幅器は、例えばテレビジョン受信機用ブースタ等に使用されることがある。この場合、特許文献１に示されている高周波増幅器のように１段構成のものによって得られる利得には限界がある。そこで、実際には、高周波増幅器を縦続接続して、所望の利得を得ている。この場合、前段の高周波増幅器は、特許文献１の高周波増幅器とし、後段の高周波増幅器はバイアス電流を固定したものがある。この場合、入力高周波信号の関係に基づいて前段の高周波増幅器のバイアス電流を雑音指数特性が良好になるように調整したとしても、後段の高周波増幅器のバイアスが固定されており、特に高出力型のバイアス電流に設定されている場合には、常に一定電流が後段の高周波増幅器において消費され、非効率的なものとなっていた。
【０００６】
本発明は、縦続接続された複数段の高周波増幅手段を有する高周波増幅器において、各段のバイアス電流と入力信号レベルとを、様々な状況に応じて調整可能とした高周波増幅器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の１態様の高周波増幅器は、縦続接続された第１及び第２の増幅手段を有している。第１の増幅手段は、第１のトランジスタを有している。第１のトランジスタは、第１の出力電極、第１の制御電極及び第１の共通電極を備えている。第１の共通電極は第１基準電位点に直接にまたは第１の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第１の出力電極と第１動作電位点との間に第１の負荷が接続されている。第１のバイアス抵抗器の一端が第１の基準電位点に接続され、第１のバイアス抵抗器の他端が第１のトランジスタの第１の制御電極に接続されている。第１の動作電位点に第２のバイアス抵抗器の一端が接続され、他端に高周波信号が供給される。減衰器が設けられている。第１及び第２のバイアス抵抗器に接続されたとき、第１のトランジスタに対するバイアスをバイアス調整手段が与える。第２のバイアス抵抗器の他端を前記減衰器を介して第１の制御電極に接続する第１の状態と、第２のバイアス抵抗器の他端を前記バイアス調整手段を介して第１の制御電極に接続する第２の状態とのいずれかを、選択手段が選択する。第１の状態では、歪み特性を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように第１及び第２のバイアス抵抗器の抵抗値が選択され、第２の状態では、第１及び第２のバイアス抵抗器と共同して雑音指数を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように前記バイアス調整手段が構成されている。第２の増幅手段は、第２のトランジスタを有している。第２のトランジスタは、第２の出力電極、第２の制御電極及び第２の共通電極を備えている。第２の共通電極は第２の基準電位点に直接にまたは第２の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第２の出力電極と第２の動作電位点との間に第２の負荷が接続されている。第３のバイアス抵抗器の一端が第２の基準電位点に接続されている。第３のバイアス抵抗器の他端と第２の動作電位点との間に直列に直列バイアス回路が接続されている。この直列バイアス回路は、可変抵抗器と第４のバイアス抵抗器とを含み、前記可変抵抗器の腕が第２の制御電極に接続されている。第１の増幅手段からの高周波信号が第３のバイアス抵抗器と前記直列バイアス回路との接続点に供給される。第１の基準電位点と第２の動作電位点とが接続されている。
【０００８】
この態様によれば、第１の増幅手段では、選択手段の操作によって、第１のトランジスタに供給される信号レベルと、バイアスとが調整され、第２の増幅手段では、可変抵抗器の抵抗値の変化によって、第２のトランジスタに供給される信号レベルと、バイアスとが調整される。従って、第１及び第２の増幅手段それぞれを、高周波信号のレベルに応じて、トランジスタに入力される信号レベルとバイアスとを最良の状態に調整することができる。しかも、第１の基準電位点と第２の動作電位点とを接続することによって、第１の動作電位点と第２基準電位点との間に第１及び第２のトランジスタの出力電極と共通電極とが直列に接続されている。従って、第１のトランジスタの歪み特性が良好になるように多くの出力電流を第１のトランジスタに流している状態において、第１のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧が低下し、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧が上昇する。その結果、第２のトランジスタの出力電流が増加し、第２のトランジスタにおける歪み特性も自動的に良好になる。また、第２のトランジスタの歪み特性が良好になるように多くの出力電流を第２のトランジスタに流している状態では、第２のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧が低下し、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間の電圧が上昇する。その結果、第１のトランジスタの出力電流が増加し、第１のトランジスタにおける歪み特性も自動的に良好になる。
【０００９】
本発明の他の態様の高周波増幅器は、縦続接続された第１及び第３の増幅手段を有している。第１の増幅手段は、第１のトランジスタを有している。第１のトランジスタは、第１の出力電極と、第１の制御電極と、第１の共通電極とを有するもので、ＮＰＮ型及びＰＮＰいずれも使用可能である。第１の共通電極は第１の基準電位点に直接にまたは第１の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第１の出力電極と第１の動作電位点との間に第１の負荷が接続されている。第１の負荷としては、抵抗器や高周波コイルを使用することができる。第１のバイアス抵抗器の一端が第１の基準電位点に接続され、第１のバイアス抵抗器の他端が第１のトランジスタの第１の制御電極に接続されている。第１の動作電位点に第２のバイアス抵抗器の一端が接続され、他端に高周波信号が供給される。減衰器も設けられている。減衰器は、例えばπ型とすることができる。第１及び第２のバイアス抵抗器に接続されたとき、第１のトランジスタへのバイアスをバイアス調整手段が調整する。第２のバイアス抵抗器の他端を前記減衰器を介して第１の制御電極に接続する第１の状態と、第２のバイアス抵抗器の他端を前記バイアス調整手段を介して第１の制御電極に接続する第２の状態とのいずれかを選択手段が選択する。第１の状態では、歪み特性を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように第１及び第２のバイアス抵抗器の抵抗値が選択され、第２の状態では、第１及び第２のバイアス抵抗器と共同して雑音指数を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように前記バイアス調整手段が構成されている。第３の増幅手段は、第１の増幅用能動素子を有している。この能動素子は、第３の出力電極、第３の制御電極及び第３の共通電極を有し、第３の制御電極に第１の増幅手段から高周波信号が供給されている。例えばトランジスタやＦＥＴを第１の増幅用能動素子として使用することができる。第３の出力電極と第３の共通電極との間の導電路と直列に、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間に第３の負荷が接続されている。第１の増幅用能動素子にバイアスをバイアス付与手段が付与する。さらに、第１基準電位点と第２動作電位点とが接続されている。
【００１０】
このように構成された高周波増幅器では、選択手段を第１の状態とすると、減衰器が高周波信号を減衰させた上に、バイアス電流が歪み特性を良好にするように流れる。第２の状態では、減衰器による減衰は行われず、バイアス電流が雑音指数特性を良好にするように流れる。しかも、第１の基準電位点と第２の動作電位点とが接続されているので、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧は、第１のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧によって変化する。選択手段が第１の状態では、第１のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧は低くなるので、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧が高くなり、第３の増幅手段が問題のない程度の低歪み特性となるように余り出力電流が第１の増幅用能動素子に流れない。逆に、選択手段が第２の状態では、第１のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧は高くなり、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧が低くなり、第３の増幅手段の歪み特性も良好にする。
【００１１】
更に、第４の増幅手段を設けることもできる。第４の増幅手段は、第３のトランジスタを有している。このトランジスタは、第４の出力電極、第４の制御電極及び第４の共通電極を有している。第４の共通電極は第２の基準電位点に直接にまたは第３の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第３の出力電極と第１の動作電位点との間に第４の負荷が接続されている。第５のバイアス抵抗器の一端が第２の基準電位点に接続されている。第５のバイアス抵抗器の他端と第１の動作電位点との間に直列バイアス回路が接続されている。この直列バイアス回路は、可変抵抗器と第６のバイアス抵抗器とを含み、前記可変抵抗器の腕が第４の制御電極に接続されている。第３の増幅手段からの増幅された高周波信号が第５のバイアス抵抗器と直列バイアス回路との接続点に供給される。
【００１２】
このように構成すると、第４の増幅手段の可変抵抗器を調整することによって、第１及び第３の増幅手段とは独立して、歪み特性優先または雑音指数優先時の問題のない歪み特性の状態に第４の増幅手段のバイアス状態を調整することができる。
【００１３】
本発明の別の態様の高周波増幅器は、縦続接続された第２及び第５の増幅手段を含んでいる。第５の増幅手段は、第２の増幅用能動素子を有している。第２の増幅用能動素子は、第５の出力電極、第５の制御電極及び第５の共通電極を含み、第５の制御電極に高周波信号が供給される。例えばトランジスタやＦＥＴを第２の増幅用能動素子として使用することができる。第５の出力電極と第５の共通電極との間の導電路と直列に、第５の負荷が、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間に接続されている。第２の増幅用能動素子にバイアス付与手段がバイアスを付与する。第２の増幅手段は、第２のトランジスタを含んでいる。第２のトランジスタは、第２の出力電極、第２の制御電極及び第２の共通電極を有している。第２の共通電極は第２の基準電位点に直接にまたは第２の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第２の出力電極と第２の動作電位点との間に第２の負荷が接続されている。第３のバイアス抵抗器の一端が第２の基準電位点に接続されている。第３のバイアス抵抗器の他端と第２の動作電位点との間に直列バイアス回路が接続されている。この直列バイアス回路は、可変抵抗器と第４のバイアス抵抗器とを含み、前記可変抵抗器の腕が第２の制御電極に接続されている。第５の増幅手段からの増幅された高周波信号が第３のバイアス抵抗器と前記直列バイアス回路との接続点に供給されている。第１の基準電位点と第２の動作電位点とが接続されている。
【００１４】
このように構成された高周波増幅器では、可変抵抗器を操作することによって、信号レベルを調整することができる上に、バイアス電流が、歪み特性を良好にする状態や、歪み特性が問題とならない状態に調整される。しかも、第２の動作電位点と第１の基準電位点とが接続されているので、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間の電圧は、第２のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧によって変化する。歪み特性を良好にするように可変抵抗器が調整されている状態では、第２のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧は低くなるので、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間の電圧が高くなり、歪み特性を良好にするように第２の増幅用能動素子に多くの出力電流が流れる。逆に、可変抵抗器が歪み特性に問題がないバイアスを与えるように調整されている状態では、第２のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧は高くなり、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間の電圧が低くなり、第２の増幅用能動素子に余り多くの電流が流れず、歪み特性に問題は生じない。
【００１５】
更に、第６の増幅手段を設けることもできる。第６の増幅手段は、第６のトランジスタを含んでいる。第６のトランジスタは、第６の出力電極と、第６の制御電極と、第６の共通電極とを有している。第６の共通電極は、第２の基準電位点に直接にまたは第４の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第６の出力電極と第１の動作電位点との間に第６の負荷が接続されている。第７のバイアス抵抗器の一端が第２の基準電位点に接続され、他端が第６のトランジスタの第６の制御電極に接続されている。第１の動作電位点に第８のバイアス抵抗器の一端が接続され、他端に高周波信号が供給される。減衰器が設けられている。第７及び第８のバイアス抵抗器に接続されたとき、バイアス調整手段が第６のトランジスタへのバイアスを調整する。第８のバイアス抵抗器の他端を減衰器を介して第６の制御電極に接続する第１の状態と、第８のバイアス抵抗器の他端を前記バイアス調整手段を介して第６の制御電極に接続する第２の状態とのいずれかを選択手段が選択する。第１の状態では、歪み特性を良好とする出力電流が第６のトランジスタを流れるように第７及び第８のバイアス抵抗器の抵抗値が選択され、第２の状態では、第７及び第８のバイアス抵抗器と共同して雑音指数を良好とする出力電流が第６のトランジスタを流れるように前記バイアス調整手段が構成されている。さらに、第６の増幅手段によって増幅された高周波信号が、前記第６の負荷から第５の増幅手段の第２の増幅用能動素子の第５の制御電極に供給されている。
【００１６】
このように構成すると、第６の増幅手段の選択手段を操作することによって、第２及び第５の増幅手段とは独立して、歪み特性優先または雑音指数優先の状態に第６の増幅手段のバイアス状態を調整し、かつ信号レベルを調整することができる。
【００１７】
上記の各態様において、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間または第２の動作電位点と第２の基準電位点との間に、電圧調整手段を設けることができる。電圧調整手段としては、例えば定電圧素子と抵抗器との直列回路または抵抗器のみを使用することができる。定電圧素子としては、例えば定電圧ダイオードを使用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態の高周波増幅器は、テレビジョン受信機用ブースタに使用されるものである。この高周波増幅器は、図１に示すように、複数段の増幅手段、例えば前段にある第１の増幅手段２及び後段にある第２の増幅手段４が縦続接続されている。
【００１９】
増幅手段２は、第１のトランジスタ、例えばトランジスタ６を有している。このトランジスタ６は、ＮＰＮ型のもので、第１の出力電極、例えばコレクタと、第１の制御電極、例えばベースと、第１の共通電極、例えばエミッタとを有している。このトランジスタ６のエミッタは、第１の共通電極用抵抗器、例えばエミッタ抵抗器８を介して第１の基準電位点１０に接続されている。さらに、エミッタは、バイパスコンデンサ１２を介して第２の基準電位点、例えば接地電位点に接続されている。トランジスタ６のコレクタは、第１の負荷、例えば高周波コイル１４を介して第１の動作電位点、例えば＋Ｖｃｃに接続されている。符号１６で示すのは、高周波コイル１４を高周波的に接地電位点に接続するためのバイパスコンデンサである。
【００２０】
トランジスタ６のベースは、第１のバイアス抵抗器、例えばバイアス抵抗器１８を介して第１の基準電位点１０に接続されている。
【００２１】
さらに、トランジスタ６のベースには、選択手段、例えば切換スイッチ２０が接続されている。切換スイッチ２０は、２回路３接点の機械式スイッチで、１回路側に接点２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有し、他の１回路側に接点２０ｄ、２０ｅ、２０ｆを有している。接点２０ａ、２０ｂを接触させる第１の状態と、接点２０ｂ、２０ｃを接触させる第２の状態とに切り換える接触子２０ｇが切換スイッチ２０には設けられている。同様に、接点２０ｄ、２０ｅを接触させる第１の状態と、接点２０ｅ、２０ｆを接触させる第２の状態とに切り換える接触子２０ｈも切換スイッチ２０には設けられている。接触子２０ｇ、２０ｈは連動しており、接点２０ａ乃至２０ｃにおいて第１の状態にあるとき、接点２０ｄ乃至２０ｆにおいても第１の状態にあり、接点２０ａ乃至２０ｃにおいて第２の状態にあるとき、接点２０ｄ乃至２０ｆにおいても第２の状態にある。
【００２２】
切換スイッチ２０の接点２０ｂにトランジスタ６のベースが接続されている。また、接点２０ｅは、第２のバイアス抵抗器、例えばバイアス抵抗器１９を介して動作電位点＋Ｖｃｃに接続されている。
【００２３】
切換スイッチ２０の接点２０ａ、２０ｄには、減衰手段、例えば減衰器、具体的にはπ型減衰器２２が接続されている。π型減衰器２２の入力側の抵抗器２２ａの一端が接点２０ｄに接続され、この抵抗器２２ａの他端がコンデンサ２４ａを介して接地電位点に接続され、高周波的に接地されている。π型減衰器２２の出力側の抵抗器２２ｂの一端が接点２０ａに接続され、この抵抗器２２ｂの他端がコンデンサ２４ｂを介して接地電位点に接続され、高周波的に接地されている。接点２２ａ、２２ｄ間に抵抗器２２ｃが接続されている。
【００２４】
切換スイッチ２０の接点２０ｃ、２０ｆ間には、高周波信号経路としてコンデンサ２６が接続されている。接点２０ｃ、２０ｆ間には、バイアス調整手段の一部をなす抵抗器２８も接続され、接点２０ｃと第１の基準電位点１０との間にも、バイアス調整手段をなす抵抗器３０が接続されている。
【００２５】
従って、切換スイッチ２０が第１の状態にあって、接点２０ａ、２０ｂが接続され、かつ接点２０ｄ、２０ｅが接続された状態では、バイアス抵抗器１９、抵抗器２２ｃ、バイアス抵抗器１８によって、トランジスタ６にバイアスが与えられる。また、切換スイッチ２０が第２の状態にあって、接点２０ｂ、２０ｃが接続され、かつ接点２０ｅ、２０ｆが接続された状態では、バイアス抵抗器１９、抵抗器２８、３０、バイアス抵抗器１８によって、トランジスタ６にバイアスが与えられる。
【００２６】
一般にトランジスタは、出力電流、例えばコレクタ電流が少ない場合には雑音指数特性が良好となり、コレクタ電流が多い場合には歪み特性が良好となる性質がある。そこで、切換スイッチ２０が第１の状態では、歪み特性が良好となるように、バイアス抵抗器１９、抵抗器２２ｃ、バイアス抵抗器１８の抵抗値が選択されている。なお、抵抗器２２ｃは、減衰器２２の一部を構成している関係上、その値が小さく、バイアスは、実質的にはバイアス抵抗器１８、１９の値によって決まる。また、切換スイッチ２０が第２の状態では、雑音指数特性が良好となるように、バイアス抵抗器１９、抵抗器２８、３０、バイアス抵抗器１８の抵抗値が設定されている。
【００２７】
また、接点２０ｅは、直流阻止コンデンサ３２を介して入力端子３４に接続されている。この入力端子３４には、図示していない入力側フィルタを介して高周波信号、例えばＵＨＦ帯及びＶＨＦ帯のテレビジョン放送信号が供給されている。従って、切換スイッチ２０が第１の状態にあるときには、減衰器２２によってテレビジョン放送信号が減衰されて、トランジスタ６のベースに供給される。しかし、切換スイッチ２０が第２の状態にあるときには、テレビジョン放送信号はコンデンサ２６を介してトランジスタ６のベースに入力されるので、減衰器２２による減衰は行われない。切換スイッチ２０の操作によって、テレビジョン放送信号の減衰状態を変化させると、これに伴いトランジスタ６のバイアスも変化する。
【００２８】
第１の基準電位点１０は、バイパスコンデンサ３６を介して接地電位点に高周波的に接続されている。
【００２９】
第２の増幅手段４も、第２のトランジスタ、例えばＮＰＮトランジスタ３８を有している。このトランジスタ３８の第２の共通電極、例えばエミッタは、共通電極用抵抗器、例えばエミッタ用抵抗器４０を介して第２の基準電位点である接地電位点に接続されている。このエミッタは、バイパスコンデンサ４２を介して接地電位点に高周波的にも接地されている。このトランジスタ３８の第２の出力電極、例えば、コレクタと第２の動作電位点４４との間には、第２の負荷、例えば高周波コイル４６が接続され、その中間タップが直流阻止コンデンサ４８を介して出力端子５０に接続されている。出力端子５０は、図示しない出力側フィルタに接続されている。この出力側フィルタの出力が例えばテレビジョン受像機に接続される。なお、高周波コイル４６の第２の動作電位点側の端部は、バイパスコンデンサ５１を介して接地電位点に接続されている。
【００３０】
トランジスタ３８の第２の制御電極、例えばベースは、可変抵抗器５２の摺動子に接続されている。この可変抵抗器５２の一端ａと可変抵抗器５２の摺動子との間に、抵抗器５４とコンデンサ５６とが直列に接続されている。この可変抵抗器５２の他端ｂは、直列に接続された減衰器用抵抗器５８、第４のバイアス抵抗器、例えばバイアス抵抗器６０の直列回路を介して第２の動作電位点４４に接続されている。また、減衰器用抵抗器５８とバイアス抵抗器６０の接続点は、バイパスコンデンサ６２を介して接地電位点に高周波的に接続されている。さらに、可変抵抗器５２の一端ａは、第３のバイアス抵抗器、例えばバイアス抵抗器６４を介して接地電位点に接続されている。これらバイアス抵抗器６０、６４、可変抵抗器５２が、直列バイアス回路を構成している。
【００３１】
また、バイアス抵抗器６４と可変抵抗器５２の接続点は、直流阻止コンデンサ６６を介して高周波コイル１４の中間タップに接続されている。バイパスコンデンサ６２をバイアス抵抗器６０と抵抗器５８との接続点に設けたことにより、前段の増幅手段２によって増幅された高周波信号は、可変抵抗器５２、抵抗器５８、抵抗器５４及びコンデンサ５６からなるＬ型減衰器を介してトランジスタ３８のベースに供給される。
【００３２】
そして、可変抵抗器５２の摺動子がそれの一端ａ側に摺動している状態において、この減衰器による減衰は最も少なく、また、可変抵抗器５２、バイアス抵抗器６０の直列回路の合成抵抗値と、バイアス抵抗器６４の抵抗値とによってトランジスタ３８にバイアスが与えられ、そのバイアスは、歪み特性が問題とならない程度に、これらの値が設定されている。また、可変抵抗器５２の摺動子がそれの他端ｂ側に摺動している状態において、Ｌ型減衰器の減衰量は、最も大きく、その値は、可変抵抗器５２、抵抗器５４、抵抗器５８によって決定される。さらに、このとき、トランジスタ３８のバイアスは、バイアス抵抗器６４、可変抵抗器５２の合成抵抗値と、バイアス抵抗器６０の抵抗値とによって決定され、そのバイアスは、最も歪み特性が良好となるように設定されている。即ち、可変抵抗器５２を含む利得調整回路によって利得を調整すると、この調整に伴ってバイアスが調整される。
【００３３】
第２の動作電位点４４は、高周波阻止コイル６８を介して第２の基準電位点１０に接続され、この相互接続点は、電圧調整手段、例えば定電圧ダイオード７０と抵抗器７２との直列回路を介して第１の基準電位点である＋Ｖｃｃに接続されている。
【００３４】
このように構成された高周波増幅器では、例えば前段の増幅手段２に入力されるテレビジョン放送信号のレベルが低い場合、即ち弱電界の場合、切換スイッチ２０を第２の状態、即ち接触子２０ｇで接点２０ｂ、２０ｃが接続され、接触子２０ｈで接点２０ｅ、２０ｆが接続された状態に切り換える。これによって、トランジスタ６には、バイアス抵抗器１８、１９、抵抗器２８、３０によって、雑音指数特性が良好となるバイアスが与えられる。また、テレビジョン放送信号は、入力端子３４、直流阻止コンデンサ３２、接点２０ｅ、接触子２０ｈ、接点２０ｆ、コンデンサ２６、接点２０ｃ、接触子２０ｇ、接点２０ｇを介してトランジスタ６のベースに供給され、雑音指数特性が良好な状態で増幅される。
【００３５】
このとき、後段の増幅手段４において、可変抵抗器５２は、一端ａ側に摺動される。これによって、可変抵抗器５２、バイアス抵抗器６０の直列回路と、バイアス抵抗器６４とによって、歪み特性が問題とならない程度のバイアスがトランジスタ３８に与えられる。このとき、トランジスタ６で増幅されたテレビジョン放送信号は、可変抵抗器５２によって減衰されることなく、トランジスタ３８のベースに供給されて増幅される。
【００３６】
このように、弱電界の場合には、前後段の増幅手段２、４のトランジスタ６、３８に、雑音指数特性が良好となり、かつ信号レベルに対して歪み特性が問題とならない程度にバイアスを与え、かつ減衰器２２による減衰及び可変抵抗器５２、抵抗器５８等によるＬ型減衰器による信号レベルの減衰をそれぞれ行っていない。
【００３７】
前段の増幅手段２に入力されるテレビジョン放送信号のレベルが高い場合、即ち、強電界の場合には、切換スイッチ２０を第１の状態、即ち接触子２０ｇにより接点２０ａ、２０ｂが接続され、かつ接触子２０ｈにより接点２０ｄ、２０ｅが接続された状態に切り換える。これによって、バイアス抵抗器１８、１９によってトランジスタ６に、歪み特性が良好となるバイアスが与えられる。このとき、接点２０ａ、２０ｄを経て、減衰器２２が直流阻止コンデンサ３２とトランジスタ６のベースとの間に接続されているので、テレビジョン放送信号は減衰器２２によって減衰されて、トランジスタ６のベースに供給され、低歪み特性で増幅される。
【００３８】
ところで、高周波阻止コイル６８を通じて第１の基準電位点１０と第２の動作電位点４４とが接続されているので、高周波コイル１４とトランジスタ６のコレクタ・エミッタとの直列回路と、高周波コイル４６とトランジスタ３８のコレクタ・エミッタとの直列回路とは、＋Ｖｃｃと第２の基準電位点である接地電位点との間に直列に接続されている。従って、トランジスタ６が低歪み特性となるようにバイアスが設定されると、トランジスタ６のコレクタ・エミッタ両端間の電圧が低くなり、定電圧ダイオード７０及び抵抗器７２の直列回路によって第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧が高くなる。その結果、トランジスタ３８のコレクタ電流が増加し、歪み特性が自動的に良好となる。
【００３９】
後段の増幅手段４において、可変抵抗器５２の摺動子を他端ｂ側に摺動させると、バイアス抵抗器６４、可変抵抗器５２の合成抵抗値と、バイアス抵抗器６０の抵抗値とによって決まるバイアスが、トランジスタ３８に与えられる。このバイアスは、さらに、低歪み特性となるバイアスである。そして、高周波コイル１４から直流阻止コンデンサ６６を介して取り出されたテレビジョン放送信号は、可変抵抗器５２、抵抗器５４及び抵抗器５８によって構成される減衰器によって大きく減衰され、トランジスタ３８のベースに供給され、低歪み特性で増幅される。
【００４０】
この状態では、トランジスタ３８のコレクタ・エミッタの両端間の電圧が低下するので、ダイオード７０と抵抗器７２の直列回路によって第１の動作電位点と第１の基準電位点との間の電圧が増加し、トランジスタ６を流れる電流が増加し、トランジスタ６の低歪み特性が更に改善される。
【００４１】
このようにトランジスタ６のコレクタ・エミッタと高周波コイル１４の直列回路と、トランジスタ３８のコレクタ・エミッタと高周波コイル４６の直列回路とが、直列に接続されていることにより、トランジスタ６、３８のバイアスが自動的に低歪み特性のバイアスとなる。但し、前段の増幅手段２、後段の増幅手段４への電圧配分及びトランジスタ６、３８のコレクタ電流の配分の調整は、定電圧ダイオード７０と抵抗器７２とによる定電圧特性の程度によって決定される。
【００４２】
逆に、雑音指数特性を良好にするように、切換スイッチ２０を第２の状態に切り換えた場合には、トランジスタ６のコレクタ・エミッタの両端間の電圧が高くなり、ダイオード７０と抵抗器７２との直列回路により第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧が低くなり、増幅手段４でも、歪み特性が問題とならない程度に抑えられたバイアスが可変抵抗器５２を操作しなくても、トランジスタ３８に与えられる。
【００４３】
なお、強電界及び弱電界の中間の場合には、切換スイッチ２０を第１または第２の状態に切り換え、可変抵抗器５２の摺動子を適切な位置に摺動させることによって、バイアスと利得との適切な調整が行われる。
【００４４】
以上のように、この高周波増幅器では、高周波増幅器には使用されることが多い入力側可変減衰器及び利得調整回路を使用して、トランジスタ６、３８のバイアスを適切な値に設定することができる。また、切換スイッチ２０では、第１及び第２の状態のいずれであっても、接触子２０ｇ、２０ｈには常に電流が流れているので、接触子２０ｇ、２０ｈがいずれかの接点に錆び付くことがなく、接点劣化の防止の効果がある。
【００４５】
第２の実施の形態の高周波増幅器を図２に示す。この実施の形態では、第２の増幅手段４に代えて、第３の増幅手段、例えば増幅手段４ａが使用されている。この増幅手段４ａは増幅手段４と比較すると、レベル調整とバイアスの調整とを行わないもので、増幅手段４に設けられていた可変抵抗器５２、抵抗器５４、コンデンサ５６、抵抗器５８、コンデンサ６２が除去されている。他の構成は、増幅手段４と同一である。同等部分には、同一符号の末尾に符号ａを付して、その説明を省略する。但し、増幅手段４ａにおけるトランジスタ３８ａが第１の増幅用能動素子に該当し、それのコレクタ、ベース及びエミッタが、第３の出力電極、第３の制御電極及び第３の共通電極に該当し、高周波コイル４６ａが第３の負荷に該当し、エミッタ抵抗器４０ａ、バイアス抵抗器６０ａ、６２ａがバイアス付与手段に該当する。
【００４６】
この構成においても、第１の基準電位点１０と第２の動作電位点４４ａとが高周波阻止コイル６８を介して接続されているので、高周波コイル１４とトランジスタ６と高周波コイル４６ａとトランジスタ３８ａとが、直列に第１の動作電位点である＋Ｖｃｃと第２の基準電位点である接地電位点との間に接続されている。従って、トランジスタ６が低歪み特性となるようにバイアスが設定されると、トランジスタ６のコレクタ・エミッタの両端間の電圧が低くなり、定電圧ダイオード７０と抵抗器７２との直列回路により、第２の動作電位点４４ａと第２の基準電位点（接地電位点）との間の電圧が高くなる。その結果、トランジスタ３８ａのコレクタ電流が増加し、トランジスタ３８ａの歪み特性が自動的に良好となる。逆に、雑音指数特性が良好になるように切換スイッチ２０を第２の状態に切り換えた場合には、トランジスタ６のコレクタ・エミッタ間電圧が高くなり、第２の動作電位点４４ａと第２の基準電位点との間の電圧が低くなるので、トランジスタ３８ａのコレクタ電流が小さくなり、増幅手段４ａに歪み特性が問題とならない程度のバイアスが与えられる。
【００４７】
第３の実施の形態の高周波増幅器を図３に示す。図３の高周波増幅器は、図２の高周波増幅器の後段に、第４の増幅手段、例えば増幅手段４ｂを設けたものである。この増幅手段４ｂでは、バイアス抵抗器６０、高周波コイル４６が高周波阻止コイル６８を介して第１の動作電位点＋Ｖｃｃに接続されている以外、増幅手段４と同一の構成である。同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。但し、トランジスタ３８が第４のトランジスタに該当し、それらのエミッタ、コレクタ、ベースが第４の共通電極、第４の出力電極、第４の制御電極に該当する。エミッタ抵抗器４０が第３の共通電極用抵抗器に該当し、高周波コイル４６が第４の負荷に該当し、バイアス抵抗器６４が第５のバイアス抵抗器に該当し、バイアス抵抗器６０が第６のバイアス抵抗器に該当する。
【００４８】
この実施の形態では、増幅手段４ｂにおいても、可変抵抗器５２の操作によって、レベル調整とバイアスの調整とが行われ、減衰量を大きくするときには、バイアスは低歪み特性となるように行われ、減衰量を小さくするときには、バイアスは歪み特性が問題にならない程度に与えられる。しかも、第２の動作電位点が高周波阻止コイル６８を介して第１の動作電位点＋Ｖｃｃに接続されているので、この調整は、増幅手段２における切換スイッチ２０の操作によるバイアスの変化の影響を受けない。
【００４９】
第４の実施の形態の高周波増幅器を図４に示す。この高周波増幅器は、図１の増幅手段２に代えて、第５の増幅手段、例えば増幅手段４ｃを設けたものである。この増幅手段４ｃは、バイアス及びレベルを可変するための回路を備えていない以外、増幅手段４とほぼ同一の構成である。同等部分には同一符号の末尾に添え字ｂを付して、その説明を省略する。但し、エミッタ抵抗器４０ｂ、バイアス抵抗器６４ｂは第１の基準電位点１０ｂに接続され、かつバイパスコンデンサ３６ｂによって接地電位点に高周波的に接続されている。また、高周波コイル４６ｂ、バイアス抵抗器６０ｂは第１の動作電位点＋Ｖｃｃに接続されている。また、高周波コイル４６ｂの＋Ｖｃｃ側の端部が接地電位点にバイパスコンデンサ１６ｂによって高周波的に接続されている。トランジスタ３８ｂが第２の増幅用能動素子に該当し、それのコレクタ、エミッタ及びベースが、第５の出力電極、第５の共通電極及び第５の制御電極に該当する。高周波コイル４６ｂが第５の負荷に該当し、バイアス抵抗器６０ｂ、６４ｂ、エミッタ抵抗器４０ｂがバイアス付与手段に該当する。
【００５０】
この高周波増幅器においても、増幅手段４で可変抵抗器５２を操作すると、トランジスタ３８へのバイアスが変化し、それと共に利得の調整が行われる。また、第１の基準電位点１０ｂと第２の動作電位点４４とが高周波阻止コイル６８を介して接続されているので、トランジスタ３８ｂにおけるバイアスが、トランジスタ３８のバイアス変化に従って変化する。即ち、低歪み特性となるようにトランジスタ３８のバイアスを増加させたことにより、トランジスタ３８のコレクタ・エミッタの両端間電圧が低下した場合には、ダイオード７０、抵抗器７２により、第１の基準電位点と第１の動作電位点との間の電圧が高くなり、トランジスタ３８ｂのコレクタ電流を多く流すことができ、増幅手段４ｃも低歪み特性とすることができる。逆に、歪み特性が問題とならない程度にトランジスタ３８のバイアスを変化させた場合には、トランジスタ３８のコレクタ・エミッタ間電圧が高くなり、第１の基準電位点と第１の動作電位点との間の電圧が低くなる。その結果、トランジスタ３８ｂのコレクタ電流も小さくなり、雑音指数特性が良好となるバイアスがトランジスタ３８ｂに与えられる。
【００５１】
第５の実施の形態の高周波増幅器を図５に示す。この高周波増幅器は、図４の高周波増幅器の前段に、第６の増幅手段、例えば増幅手段２ａを設けたものである。増幅手段２ａは、エミッタ抵抗器８、バイアス抵抗器１８、コンデンサ３６が、第１の基準電位点ではなく、第２の基準電位点である接地電位点に接続されている以外、増幅手段２と同様に構成されている。同等部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。但し、トランジスタ６が第６のトランジスタに該当し、それのコレクタ、ベース及びエミッタが第６の出力電極、第６の制御電極及び第６の共通電極に該当する。エミッタ抵抗器８が第４の共通電極に該当し、高周波コイル１４が第６の負荷に該当し、バイアス抵抗器１８が第７のバイアス抵抗器に該当し、バイアス抵抗器１９が第８のバイアス抵抗器に該当し、抵抗器２８、抵抗器３０がバイアス調整手段に該当する。この増幅手段２ａでは、増幅手段４における可変抵抗器５２の操作とは独立して、切換スイッチ２０の操作によって、バイアスとレベルとを調整することができる。
【００５２】
上記の各実施の形態では、２段若しくは３段に増幅手段を縦続接続したが、さらに多くの増幅段を縦続接続することもできる。上記の各実施の形態では、トランジスタを使用したが、これに限ったものではなく、例えば増幅手段２ａ、４ａ、４ｂ、４ｃには、ＦＥＴを使用することもできる。上記の各実施の形態では、定電圧ダイオード７０と抵抗器７２の直列回路からなる定電圧調整手段を設けたが、定電圧調整手段として抵抗器のみを使用することもできる。また、定電圧調整手段は、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間に接続したが、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間に接続することもできる。上記の各実施の形態では、各トランジスタのエミッタは、エミッタ抵抗器を介して第１の基準電位点または第２の基準電位点に接続したが、エミッタを直接に第１の基準電位点または第２の基準電位点に接続することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、縦続接続された複数の増幅手段それぞれに適切なバイアスを個別に与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の高周波増幅器の回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の高周波増幅器の回路図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の高周波増幅器の回路図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の高周波増幅器の回路図である。
【図５】本発明の第５の実施形態の高周波増幅器の回路図である。
【符号の説明】
２ 第１の増幅手段
２ａ 第６の増幅手段
４ 第２の増幅手段
４ａ 第３の増幅手段
４ｂ 第４の増幅手段
４ｃ 第５の増幅手段
６ （第１の）トランジスタ
８ ４０ エミッタ抵抗器
１０ 第１の基準電位点
１４ ４６ 高周波コイル（負荷）
１８ バイアス抵抗器
１９ バイアス抵抗器
２０ 切換スイッチ（選択手段）
２２ 減衰器
２８ ３０ 抵抗器（バイアス調整手段）
３８ （第２の）トランジスタ
５２ 可変抵抗器
５８ ６０ バイアス抵抗器
６４ バイアス抵抗器
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波増幅器に関し、特に複数の増幅段が縦続接続されているものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高周波増幅器には、例えば特許文献１に示すようなものがあった。
【０００３】
【特許文献１】
実公平５−２６８１５号公報
【０００４】
特許文献１の高周波増幅器では、１つの増幅段に含まれるトランジスタに供給されるバイアス電流が、可変抵抗器によって変更可能に構成されている。さらに、この可変抵抗器を操作することによって、トランジスタの入力側に設けられたＰＩＮダイオードの高周波抵抗値が変化して、トランジスタに入力される高周波信号のレベルが調整されるように構成されている。このバイアス電流の調整と入力信号レベルの調整とは、ＰＩＮダイオードの高周波抵抗値が最小であるとき、トランジスタの雑音指数特性が良好となるバイアス電流がトランジスタに与えられるように行われ、ＰＩＮダイオードの高周波抵抗値が最大であるとき、トランジスタの歪み特性が良好となるバイアス電流がトランジスタに与えられるように、行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
高周波増幅器は、例えばテレビジョン受信機用ブースタ等に使用されることがある。この場合、特許文献１に示されている高周波増幅器のように１段構成のものによって得られる利得には限界がある。そこで、実際には、高周波増幅器を縦続接続して、所望の利得を得ている。この場合、前段の高周波増幅器は、特許文献１の高周波増幅器とし、後段の高周波増幅器はバイアス電流を固定したものがある。この場合、入力高周波信号の関係に基づいて前段の高周波増幅器のバイアス電流を雑音指数特性が良好になるように調整したとしても、後段の高周波増幅器のバイアスが固定されており、特に高出力型のバイアス電流に設定されている場合には、常に一定電流が後段の高周波増幅器において消費され、非効率的なものとなっていた。
【０００６】
本発明は、縦続接続された複数段の高周波増幅手段を有する高周波増幅器において、各段のバイアス電流と入力信号レベルとを、様々な状況に応じて調整可能とした高周波増幅器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の１態様の高周波増幅器は、縦続接続された第１及び第２の増幅手段を有している。第１の増幅手段は、第１のトランジスタを有している。第１のトランジスタは、第１の出力電極、第１の制御電極及び第１の共通電極を備えている。第１の共通電極は第１基準電位点に直接にまたは第１の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第１の出力電極と第１動作電位点との間に第１の負荷が接続されている。第１のバイアス抵抗器の一端が第１の基準電位点に接続され、第１のバイアス抵抗器の他端が第１のトランジスタの第１の制御電極に接続されている。第１の動作電位点に第２のバイアス抵抗器の一端が接続され、他端に高周波信号が供給される。減衰器が設けられている。第１及び第２のバイアス抵抗器に接続されたとき、第１のトランジスタに対するバイアスをバイアス調整手段が与える。第２のバイアス抵抗器の他端を前記減衰器を介して第１の制御電極に接続する第１の状態と、第２のバイアス抵抗器の他端を前記バイアス調整手段を介して第１の制御電極に接続する第２の状態とのいずれかを、選択手段が選択する。第１の状態では、歪み特性を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように第１及び第２のバイアス抵抗器の抵抗値が選択され、第２の状態では、第１及び第２のバイアス抵抗器と共同して雑音指数を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように前記バイアス調整手段が構成されている。第２の増幅手段は、第２のトランジスタを有している。第２のトランジスタは、第２の出力電極、第２の制御電極及び第２の共通電極を備えている。第２の共通電極は第２の基準電位点に直接にまたは第２の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第２の出力電極と第２の動作電位点との間に第２の負荷が接続されている。第３のバイアス抵抗器の一端が第２の基準電位点に接続されている。第３のバイアス抵抗器の他端と第２の動作電位点との間に直列に直列バイアス回路が接続されている。この直列バイアス回路は、可変抵抗器と第４のバイアス抵抗器とを含み、前記可変抵抗器の腕が第２の制御電極に接続されている。第１の増幅手段からの高周波信号が第３のバイアス抵抗器と前記直列バイアス回路との接続点に供給される。第１の基準電位点と第２の動作電位点とが接続されている。
【０００８】
この態様によれば、第１の増幅手段では、選択手段の操作によって、第１のトランジスタに供給される信号レベルと、バイアスとが調整され、第２の増幅手段では、可変抵抗器の抵抗値の変化によって、第２のトランジスタに供給される信号レベルと、バイアスとが調整される。従って、第１及び第２の増幅手段それぞれを、高周波信号のレベルに応じて、トランジスタに入力される信号レベルとバイアスとを最良の状態に調整することができる。しかも、第１の基準電位点と第２の動作電位点とを接続することによって、第１の動作電位点と第２基準電位点との間に第１及び第２のトランジスタの出力電極と共通電極とが直列に接続されている。従って、第１のトランジスタの歪み特性が良好になるように多くの出力電流を第１のトランジスタに流している状態において、第１のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧が低下し、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧が上昇する。その結果、第２のトランジスタの出力電流が増加し、第２のトランジスタにおける歪み特性も自動的に良好になる。また、第２のトランジスタの歪み特性が良好になるように多くの出力電流を第２のトランジスタに流している状態では、第２のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧が低下し、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間の電圧が上昇する。その結果、第１のトランジスタの出力電流が増加し、第１のトランジスタにおける歪み特性も自動的に良好になる。
【０００９】
本発明の他の態様の高周波増幅器は、縦続接続された第１及び第３の増幅手段を有している。第１の増幅手段は、第１のトランジスタを有している。第１のトランジスタは、第１の出力電極と、第１の制御電極と、第１の共通電極とを有するもので、ＮＰＮ型及びＰＮＰいずれも使用可能である。第１の共通電極は第１の基準電位点に直接にまたは第１の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第１の出力電極と第１の動作電位点との間に第１の負荷が接続されている。第１の負荷としては、抵抗器や高周波コイルを使用することができる。第１のバイアス抵抗器の一端が第１の基準電位点に接続され、第１のバイアス抵抗器の他端が第１のトランジスタの第１の制御電極に接続されている。第１の動作電位点に第２のバイアス抵抗器の一端が接続され、他端に高周波信号が供給される。減衰器も設けられている。減衰器は、例えばπ型とすることができる。第１及び第２のバイアス抵抗器に接続されたとき、第１のトランジスタへのバイアスをバイアス調整手段が調整する。第２のバイアス抵抗器の他端を前記減衰器を介して第１の制御電極に接続する第１の状態と、第２のバイアス抵抗器の他端を前記バイアス調整手段を介して第１の制御電極に接続する第２の状態とのいずれかを選択手段が選択する。第１の状態では、歪み特性を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように第１及び第２のバイアス抵抗器の抵抗値が選択され、第２の状態では、第１及び第２のバイアス抵抗器と共同して雑音指数を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように前記バイアス調整手段が構成されている。第３の増幅手段は、第１の増幅用能動素子を有している。この能動素子は、第３の出力電極、第３の制御電極及び第３の共通電極を有し、第３の制御電極に第１の増幅手段から高周波信号が供給されている。例えばトランジスタやＦＥＴを第１の増幅用能動素子として使用することができる。第３の出力電極と第３の共通電極との間の導電路と直列に、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間に第３の負荷が接続されている。第１の増幅用能動素子にバイアスをバイアス付与手段が付与する。さらに、第１基準電位点と第２動作電位点とが接続されている。
【００１０】
このように構成された高周波増幅器では、選択手段を第１の状態とすると、減衰器が高周波信号を減衰させた上に、バイアス電流が歪み特性を良好にするように流れる。第２の状態では、減衰器による減衰は行われず、バイアス電流が雑音指数特性を良好にするように流れる。しかも、第１の基準電位点と第２の動作電位点とが接続されているので、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧は、第１のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧によって変化する。選択手段が第１の状態では、第１のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧は低くなるので、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧が高くなり、第３の増幅手段が問題のない程度の低歪み特性となるように余り出力電流が第１の増幅用能動素子に流れない。逆に、選択手段が第２の状態では、第１のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧は高くなり、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧が低くなり、第３の増幅手段の歪み特性も良好にする。
【００１１】
更に、第４の増幅手段を設けることもできる。第４の増幅手段は、第３のトランジスタを有している。このトランジスタは、第４の出力電極、第４の制御電極及び第４の共通電極を有している。第４の共通電極は第２の基準電位点に直接にまたは第３の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第３の出力電極と第１の動作電位点との間に第４の負荷が接続されている。第５のバイアス抵抗器の一端が第２の基準電位点に接続されている。第５のバイアス抵抗器の他端と第１の動作電位点との間に直列バイアス回路が接続されている。この直列バイアス回路は、可変抵抗器と第６のバイアス抵抗器とを含み、前記可変抵抗器の腕が第４の制御電極に接続されている。第３の増幅手段からの増幅された高周波信号が第５のバイアス抵抗器と直列バイアス回路との接続点に供給される。
【００１２】
このように構成すると、第４の増幅手段の可変抵抗器を調整することによって、第１及び第３の増幅手段とは独立して、歪み特性優先または雑音指数優先時の問題のない歪み特性の状態に第４の増幅手段のバイアス状態を調整することができる。
【００１３】
本発明の別の態様の高周波増幅器は、縦続接続された第２及び第５の増幅手段を含んでいる。第５の増幅手段は、第２の増幅用能動素子を有している。第２の増幅用能動素子は、第５の出力電極、第５の制御電極及び第５の共通電極を含み、第５の制御電極に高周波信号が供給される。例えばトランジスタやＦＥＴを第２の増幅用能動素子として使用することができる。第５の出力電極と第５の共通電極との間の導電路と直列に、第５の負荷が、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間に接続されている。第２の増幅用能動素子にバイアス付与手段がバイアスを付与する。第２の増幅手段は、第２のトランジスタを含んでいる。第２のトランジスタは、第２の出力電極、第２の制御電極及び第２の共通電極を有している。第２の共通電極は第２の基準電位点に直接にまたは第２の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第２の出力電極と第２の動作電位点との間に第２の負荷が接続されている。第３のバイアス抵抗器の一端が第２の基準電位点に接続されている。第３のバイアス抵抗器の他端と第２の動作電位点との間に直列バイアス回路が接続されている。この直列バイアス回路は、可変抵抗器と第４のバイアス抵抗器とを含み、前記可変抵抗器の腕が第２の制御電極に接続されている。第５の増幅手段からの増幅された高周波信号が第３のバイアス抵抗器と前記直列バイアス回路との接続点に供給されている。第１の基準電位点と第２の動作電位点とが接続されている。
【００１４】
このように構成された高周波増幅器では、可変抵抗器を操作することによって、信号レベルを調整することができる上に、バイアス電流が、歪み特性を良好にする状態や、歪み特性が問題とならない状態に調整される。しかも、第２の動作電位点と第１の基準電位点とが接続されているので、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間の電圧は、第２のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧によって変化する。歪み特性を良好にするように可変抵抗器が調整されている状態では、第２のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧は低くなるので、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間の電圧が高くなり、歪み特性を良好にするように第２の増幅用能動素子に多くの出力電流が流れる。逆に、可変抵抗器が歪み特性に問題がないバイアスを与えるように調整されている状態では、第２のトランジスタの出力電極と共通電極との間の電圧は高くなり、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間の電圧が低くなり、第２の増幅用能動素子に余り多くの電流が流れず、歪み特性に問題は生じない。
【００１５】
更に、第６の増幅手段を設けることもできる。第６の増幅手段は、第６のトランジスタを含んでいる。第６のトランジスタは、第６の出力電極と、第６の制御電極と、第６の共通電極とを有している。第６の共通電極は、第２の基準電位点に直接にまたは第４の共通電極用抵抗器を介して接続されている。第６の出力電極と第１の動作電位点との間に第６の負荷が接続されている。第７のバイアス抵抗器の一端が第２の基準電位点に接続され、他端が第６のトランジスタの第６の制御電極に接続されている。第１の動作電位点に第８のバイアス抵抗器の一端が接続され、他端に高周波信号が供給される。減衰器が設けられている。第７及び第８のバイアス抵抗器に接続されたとき、バイアス調整手段が第６のトランジスタへのバイアスを調整する。第８のバイアス抵抗器の他端を減衰器を介して第６の制御電極に接続する第１の状態と、第８のバイアス抵抗器の他端を前記バイアス調整手段を介して第６の制御電極に接続する第２の状態とのいずれかを選択手段が選択する。第１の状態では、歪み特性を良好とする出力電流が第６のトランジスタを流れるように第７及び第８のバイアス抵抗器の抵抗値が選択され、第２の状態では、第７及び第８のバイアス抵抗器と共同して雑音指数を良好とする出力電流が第６のトランジスタを流れるように前記バイアス調整手段が構成されている。さらに、第６の増幅手段によって増幅された高周波信号が、前記第６の負荷から第５の増幅手段の第２の増幅用能動素子の第５の制御電極に供給されている。
【００１６】
このように構成すると、第６の増幅手段の選択手段を操作することによって、第２及び第５の増幅手段とは独立して、歪み特性優先または雑音指数優先の状態に第６の増幅手段のバイアス状態を調整し、かつ信号レベルを調整することができる。
【００１７】
上記の各態様において、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間または第２の動作電位点と第２の基準電位点との間に、電圧調整手段を設けることができる。電圧調整手段としては、例えば定電圧素子と抵抗器との直列回路または抵抗器のみを使用することができる。定電圧素子としては、例えば定電圧ダイオードを使用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態の高周波増幅器は、テレビジョン受信機用ブースタに使用されるものである。この高周波増幅器は、図１に示すように、複数段の増幅手段、例えば前段にある第１の増幅手段２及び後段にある第２の増幅手段４が縦続接続されている。
【００１９】
増幅手段２は、第１のトランジスタ、例えばトランジスタ６を有している。このトランジスタ６は、ＮＰＮ型のもので、第１の出力電極、例えばコレクタと、第１の制御電極、例えばベースと、第１の共通電極、例えばエミッタとを有している。このトランジスタ６のエミッタは、第１の共通電極用抵抗器、例えばエミッタ抵抗器８を介して第１の基準電位点１０に接続されている。さらに、エミッタは、バイパスコンデンサ１２を介して第２の基準電位点、例えば接地電位点に接続されている。トランジスタ６のコレクタは、第１の負荷、例えば高周波コイル１４を介して第１の動作電位点、例えば＋Ｖｃｃに接続されている。符号１６で示すのは、高周波コイル１４を高周波的に接地電位点に接続するためのバイパスコンデンサである。
【００２０】
トランジスタ６のベースは、第１のバイアス抵抗器、例えばバイアス抵抗器１８を介して第１の基準電位点１０に接続されている。
【００２１】
さらに、トランジスタ６のベースには、選択手段、例えば切換スイッチ２０が接続されている。切換スイッチ２０は、２回路３接点の機械式スイッチで、１回路側に接点２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有し、他の１回路側に接点２０ｄ、２０ｅ、２０ｆを有している。接点２０ａ、２０ｂを接触させる第１の状態と、接点２０ｂ、２０ｃを接触させる第２の状態とに切り換える接触子２０ｇが切換スイッチ２０には設けられている。同様に、接点２０ｄ、２０ｅを接触させる第１の状態と、接点２０ｅ、２０ｆを接触させる第２の状態とに切り換える接触子２０ｈも切換スイッチ２０には設けられている。接触子２０ｇ、２０ｈは連動しており、接点２０ａ乃至２０ｃにおいて第１の状態にあるとき、接点２０ｄ乃至２０ｆにおいても第１の状態にあり、接点２０ａ乃至２０ｃにおいて第２の状態にあるとき、接点２０ｄ乃至２０ｆにおいても第２の状態にある。
【００２２】
切換スイッチ２０の接点２０ｂにトランジスタ６のベースが接続されている。また、接点２０ｅは、第２のバイアス抵抗器、例えばバイアス抵抗器１９を介して動作電位点＋Ｖｃｃに接続されている。
【００２３】
切換スイッチ２０の接点２０ａ、２０ｄには、減衰手段、例えば減衰器、具体的にはπ型減衰器２２が接続されている。π型減衰器２２の入力側の抵抗器２２ａの一端が接点２０ｄに接続され、この抵抗器２２ａの他端がコンデンサ２４ａを介して接地電位点に接続され、高周波的に接地されている。π型減衰器２２の出力側の抵抗器２２ｂの一端が接点２０ａに接続され、この抵抗器２２ｂの他端がコンデンサ２４ｂを介して接地電位点に接続され、高周波的に接地されている。接点２２ａ、２２ｄ間に抵抗器２２ｃが接続されている。
【００２４】
切換スイッチ２０の接点２０ｃ、２０ｆ間には、高周波信号経路としてコンデンサ２６が接続されている。接点２０ｃ、２０ｆ間には、バイアス調整手段の一部をなす抵抗器２８も接続され、接点２０ｃと第１の基準電位点１０との間にも、バイアス調整手段をなす抵抗器３０が接続されている。
【００２５】
従って、切換スイッチ２０が第１の状態にあって、接点２０ａ、２０ｂが接続され、かつ接点２０ｄ、２０ｅが接続された状態では、バイアス抵抗器１９、抵抗器２２ｃ、バイアス抵抗器１８によって、トランジスタ６にバイアスが与えられる。また、切換スイッチ２０が第２の状態にあって、接点２０ｂ、２０ｃが接続され、かつ接点２０ｅ、２０ｆが接続された状態では、バイアス抵抗器１９、抵抗器２８、３０、バイアス抵抗器１８によって、トランジスタ６にバイアスが与えられる。
【００２６】
一般にトランジスタは、出力電流、例えばコレクタ電流が少ない場合には雑音指数特性が良好となり、コレクタ電流が多い場合には歪み特性が良好となる性質がある。そこで、切換スイッチ２０が第１の状態では、歪み特性が良好となるように、バイアス抵抗器１９、抵抗器２２ｃ、バイアス抵抗器１８の抵抗値が選択されている。なお、抵抗器２２ｃは、減衰器２２の一部を構成している関係上、その値が小さく、バイアスは、実質的にはバイアス抵抗器１８、１９の値によって決まる。また、切換スイッチ２０が第２の状態では、雑音指数特性が良好となるように、バイアス抵抗器１９、抵抗器２８、３０、バイアス抵抗器１８の抵抗値が設定されている。
【００２７】
また、接点２０ｅは、直流阻止コンデンサ３２を介して入力端子３４に接続されている。この入力端子３４には、図示していない入力側フィルタを介して高周波信号、例えばＵＨＦ帯及びＶＨＦ帯のテレビジョン放送信号が供給されている。従って、切換スイッチ２０が第１の状態にあるときには、減衰器２２によってテレビジョン放送信号が減衰されて、トランジスタ６のベースに供給される。しかし、切換スイッチ２０が第２の状態にあるときには、テレビジョン放送信号はコンデンサ２６を介してトランジスタ６のベースに入力されるので、減衰器２２による減衰は行われない。切換スイッチ２０の操作によって、テレビジョン放送信号の減衰状態を変化させると、これに伴いトランジスタ６のバイアスも変化する。
【００２８】
第１の基準電位点１０は、バイパスコンデンサ３６を介して接地電位点に高周波的に接続されている。
【００２９】
第２の増幅手段４も、第２のトランジスタ、例えばＮＰＮトランジスタ３８を有している。このトランジスタ３８の第２の共通電極、例えばエミッタは、共通電極用抵抗器、例えばエミッタ用抵抗器４０を介して第２の基準電位点である接地電位点に接続されている。このエミッタは、バイパスコンデンサ４２を介して接地電位点に高周波的にも接地されている。このトランジスタ３８の第２の出力電極、例えば、コレクタと第２の動作電位点４４との間には、第２の負荷、例えば高周波コイル４６が接続され、その中間タップが直流阻止コンデンサ４８を介して出力端子５０に接続されている。出力端子５０は、図示しない出力側フィルタに接続されている。この出力側フィルタの出力が例えばテレビジョン受像機に接続される。なお、高周波コイル４６の第２の動作電位点側の端部は、バイパスコンデンサ５１を介して接地電位点に接続されている。
【００３０】
トランジスタ３８の第２の制御電極、例えばベースは、可変抵抗器５２の摺動子に接続されている。この可変抵抗器５２の一端ａと可変抵抗器５２の摺動子との間に、抵抗器５４とコンデンサ５６とが直列に接続されている。この可変抵抗器５２の他端ｂは、直列に接続された減衰器用抵抗器５８、第４のバイアス抵抗器、例えばバイアス抵抗器６０の直列回路を介して第２の動作電位点４４に接続されている。また、減衰器用抵抗器５８とバイアス抵抗器６０の接続点は、バイパスコンデンサ６２を介して接地電位点に高周波的に接続されている。さらに、可変抵抗器５２の一端ａは、第３のバイアス抵抗器、例えばバイアス抵抗器６４を介して接地電位点に接続されている。これらバイアス抵抗器６０、６４、可変抵抗器５２が、直列バイアス回路を構成している。
【００３１】
また、バイアス抵抗器６４と可変抵抗器５２の接続点は、直流阻止コンデンサ６６を介して高周波コイル１４の中間タップに接続されている。バイパスコンデンサ６２をバイアス抵抗器６０と抵抗器５８との接続点に設けたことにより、前段の増幅手段２によって増幅された高周波信号は、可変抵抗器５２、抵抗器５８、抵抗器５４及びコンデンサ５６からなるＬ型減衰器を介してトランジスタ３８のベースに供給される。
【００３２】
そして、可変抵抗器５２の摺動子がそれの一端ａ側に摺動している状態において、この減衰器による減衰は最も少なく、また、可変抵抗器５２、バイアス抵抗器６０の直列回路の合成抵抗値と、バイアス抵抗器６４の抵抗値とによってトランジスタ３８にバイアスが与えられ、そのバイアスは、歪み特性が問題とならない程度に、これらの値が設定されている。また、可変抵抗器５２の摺動子がそれの他端ｂ側に摺動している状態において、Ｌ型減衰器の減衰量は、最も大きく、その値は、可変抵抗器５２、抵抗器５４、抵抗器５８によって決定される。さらに、このとき、トランジスタ３８のバイアスは、バイアス抵抗器６４、可変抵抗器５２の合成抵抗値と、バイアス抵抗器６０の抵抗値とによって決定され、そのバイアスは、最も歪み特性が良好となるように設定されている。即ち、可変抵抗器５２を含む利得調整回路によって利得を調整すると、この調整に伴ってバイアスが調整される。
【００３３】
第２の動作電位点４４は、高周波阻止コイル６８を介して第２の基準電位点１０に接続され、この相互接続点は、電圧調整手段、例えば定電圧ダイオード７０と抵抗器７２との直列回路を介して第１の基準電位点である＋Ｖｃｃに接続されている。
【００３４】
このように構成された高周波増幅器では、例えば前段の増幅手段２に入力されるテレビジョン放送信号のレベルが低い場合、即ち弱電界の場合、切換スイッチ２０を第２の状態、即ち接触子２０ｇで接点２０ｂ、２０ｃが接続され、接触子２０ｈで接点２０ｅ、２０ｆが接続された状態に切り換える。これによって、トランジスタ６には、バイアス抵抗器１８、１９、抵抗器２８、３０によって、雑音指数特性が良好となるバイアスが与えられる。また、テレビジョン放送信号は、入力端子３４、直流阻止コンデンサ３２、接点２０ｅ、接触子２０ｈ、接点２０ｆ、コンデンサ２６、接点２０ｃ、接触子２０ｇ、接点２０ｇを介してトランジスタ６のベースに供給され、雑音指数特性が良好な状態で増幅される。
【００３５】
このとき、後段の増幅手段４において、可変抵抗器５２は、一端ａ側に摺動される。これによって、可変抵抗器５２、バイアス抵抗器６０の直列回路と、バイアス抵抗器６４とによって、歪み特性が問題とならない程度のバイアスがトランジスタ３８に与えられる。このとき、トランジスタ６で増幅されたテレビジョン放送信号は、可変抵抗器５２によって減衰されることなく、トランジスタ３８のベースに供給されて増幅される。
【００３６】
このように、弱電界の場合には、前後段の増幅手段２、４のトランジスタ６、３８に、雑音指数特性が良好となり、かつ信号レベルに対して歪み特性が問題とならない程度にバイアスを与え、かつ減衰器２２による減衰及び可変抵抗器５２、抵抗器５８等によるＬ型減衰器による信号レベルの減衰をそれぞれ行っていない。
【００３７】
前段の増幅手段２に入力されるテレビジョン放送信号のレベルが高い場合、即ち、強電界の場合には、切換スイッチ２０を第１の状態、即ち接触子２０ｇにより接点２０ａ、２０ｂが接続され、かつ接触子２０ｈにより接点２０ｄ、２０ｅが接続された状態に切り換える。これによって、バイアス抵抗器１８、１９によってトランジスタ６に、歪み特性が良好となるバイアスが与えられる。このとき、接点２０ａ、２０ｄを経て、減衰器２２が直流阻止コンデンサ３２とトランジスタ６のベースとの間に接続されているので、テレビジョン放送信号は減衰器２２によって減衰されて、トランジスタ６のベースに供給され、低歪み特性で増幅される。
【００３８】
ところで、高周波阻止コイル６８を通じて第１の基準電位点１０と第２の動作電位点４４とが接続されているので、高周波コイル１４とトランジスタ６のコレクタ・エミッタとの直列回路と、高周波コイル４６とトランジスタ３８のコレクタ・エミッタとの直列回路とは、＋Ｖｃｃと第２の基準電位点である接地電位点との間に直列に接続されている。従って、トランジスタ６が低歪み特性となるようにバイアスが設定されると、トランジスタ６のコレクタ・エミッタ両端間の電圧が低くなり、定電圧ダイオード７０及び抵抗器７２の直列回路によって第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧が高くなる。その結果、トランジスタ３８のコレクタ電流が増加し、歪み特性が自動的に良好となる。
【００３９】
後段の増幅手段４において、可変抵抗器５２の摺動子を他端ｂ側に摺動させると、バイアス抵抗器６４、可変抵抗器５２の合成抵抗値と、バイアス抵抗器６０の抵抗値とによって決まるバイアスが、トランジスタ３８に与えられる。このバイアスは、さらに、低歪み特性となるバイアスである。そして、高周波コイル１４から直流阻止コンデンサ６６を介して取り出されたテレビジョン放送信号は、可変抵抗器５２、抵抗器５４及び抵抗器５８によって構成される減衰器によって大きく減衰され、トランジスタ３８のベースに供給され、低歪み特性で増幅される。
【００４０】
この状態では、トランジスタ３８のコレクタ・エミッタの両端間の電圧が低下するので、ダイオード７０と抵抗器７２の直列回路によって第１の動作電位点と第１の基準電位点との間の電圧が増加し、トランジスタ６を流れる電流が増加し、トランジスタ６の低歪み特性が更に改善される。
【００４１】
このようにトランジスタ６のコレクタ・エミッタと高周波コイル１４の直列回路と、トランジスタ３８のコレクタ・エミッタと高周波コイル４６の直列回路とが、直列に接続されていることにより、トランジスタ６、３８のバイアスが自動的に低歪み特性のバイアスとなる。但し、前段の増幅手段２、後段の増幅手段４への電圧配分及びトランジスタ６、３８のコレクタ電流の配分の調整は、定電圧ダイオード７０と抵抗器７２とによる定電圧特性の程度によって決定される。
【００４２】
逆に、雑音指数特性を良好にするように、切換スイッチ２０を第２の状態に切り換えた場合には、トランジスタ６のコレクタ・エミッタの両端間の電圧が高くなり、ダイオード７０と抵抗器７２との直列回路により第２の動作電位点と第２の基準電位点との間の電圧が低くなり、増幅手段４でも、歪み特性が問題とならない程度に抑えられたバイアスが可変抵抗器５２を操作しなくても、トランジスタ３８に与えられる。
【００４３】
なお、強電界及び弱電界の中間の場合には、切換スイッチ２０を第１または第２の状態に切り換え、可変抵抗器５２の摺動子を適切な位置に摺動させることによって、バイアスと利得との適切な調整が行われる。
【００４４】
以上のように、この高周波増幅器では、高周波増幅器には使用されることが多い入力側可変減衰器及び利得調整回路を使用して、トランジスタ６、３８のバイアスを適切な値に設定することができる。また、切換スイッチ２０では、第１及び第２の状態のいずれであっても、接触子２０ｇ、２０ｈには常に電流が流れているので、接触子２０ｇ、２０ｈがいずれかの接点に錆び付くことがなく、接点劣化の防止の効果がある。
【００４５】
第２の実施の形態の高周波増幅器を図２に示す。この実施の形態では、第２の増幅手段４に代えて、第３の増幅手段、例えば増幅手段４ａが使用されている。この増幅手段４ａは増幅手段４と比較すると、レベル調整とバイアスの調整とを行わないもので、増幅手段４に設けられていた可変抵抗器５２、抵抗器５４、コンデンサ５６、抵抗器５８、コンデンサ６２が除去されている。他の構成は、増幅手段４と同一である。同等部分には、同一符号の末尾に符号ａを付して、その説明を省略する。但し、増幅手段４ａにおけるトランジスタ３８ａが第１の増幅用能動素子に該当し、それのコレクタ、ベース及びエミッタが、第３の出力電極、第３の制御電極及び第３の共通電極に該当し、高周波コイル４６ａが第３の負荷に該当し、エミッタ抵抗器４０ａ、バイアス抵抗器６０ａ、６２ａがバイアス付与手段に該当する。
【００４６】
この構成においても、第１の基準電位点１０と第２の動作電位点４４ａとが高周波阻止コイル６８を介して接続されているので、高周波コイル１４とトランジスタ６と高周波コイル４６ａとトランジスタ３８ａとが、直列に第１の動作電位点である＋Ｖｃｃと第２の基準電位点である接地電位点との間に接続されている。従って、トランジスタ６が低歪み特性となるようにバイアスが設定されると、トランジスタ６のコレクタ・エミッタの両端間の電圧が低くなり、定電圧ダイオード７０と抵抗器７２との直列回路により、第２の動作電位点４４ａと第２の基準電位点（接地電位点）との間の電圧が高くなる。その結果、トランジスタ３８ａのコレクタ電流が増加し、トランジスタ３８ａの歪み特性が自動的に良好となる。逆に、雑音指数特性が良好になるように切換スイッチ２０を第２の状態に切り換えた場合には、トランジスタ６のコレクタ・エミッタ間電圧が高くなり、第２の動作電位点４４ａと第２の基準電位点との間の電圧が低くなるので、トランジスタ３８ａのコレクタ電流が小さくなり、増幅手段４ａに歪み特性が問題とならない程度のバイアスが与えられる。
【００４７】
第３の実施の形態の高周波増幅器を図３に示す。図３の高周波増幅器は、図２の高周波増幅器の後段に、第４の増幅手段、例えば増幅手段４ｂを設けたものである。この増幅手段４ｂでは、バイアス抵抗器６０、高周波コイル４６が高周波阻止コイル６８を介して第１の動作電位点＋Ｖｃｃに接続されている以外、増幅手段４と同一の構成である。同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。但し、トランジスタ３８が第４のトランジスタに該当し、それらのエミッタ、コレクタ、ベースが第４の共通電極、第４の出力電極、第４の制御電極に該当する。エミッタ抵抗器４０が第３の共通電極用抵抗器に該当し、高周波コイル４６が第４の負荷に該当し、バイアス抵抗器６４が第５のバイアス抵抗器に該当し、バイアス抵抗器６０が第６のバイアス抵抗器に該当する。
【００４８】
この実施の形態では、増幅手段４ｂにおいても、可変抵抗器５２の操作によって、レベル調整とバイアスの調整とが行われ、減衰量を大きくするときには、バイアスは低歪み特性となるように行われ、減衰量を小さくするときには、バイアスは歪み特性が問題にならない程度に与えられる。しかも、第２の動作電位点が高周波阻止コイル６８を介して第１の動作電位点＋Ｖｃｃに接続されているので、この調整は、増幅手段２における切換スイッチ２０の操作によるバイアスの変化の影響を受けない。
【００４９】
第４の実施の形態の高周波増幅器を図４に示す。この高周波増幅器は、図１の増幅手段２に代えて、第５の増幅手段、例えば増幅手段４ｃを設けたものである。この増幅手段４ｃは、バイアス及びレベルを可変するための回路を備えていない以外、増幅手段４とほぼ同一の構成である。同等部分には同一符号の末尾に添え字ｂを付して、その説明を省略する。但し、エミッタ抵抗器４０ｂ、バイアス抵抗器６４ｂは第１の基準電位点１０ｂに接続され、かつバイパスコンデンサ３６ｂによって接地電位点に高周波的に接続されている。また、高周波コイル４６ｂ、バイアス抵抗器６０ｂは第１の動作電位点＋Ｖｃｃに接続されている。また、高周波コイル４６ｂの＋Ｖｃｃ側の端部が接地電位点にバイパスコンデンサ１６ｂによって高周波的に接続されている。トランジスタ３８ｂが第２の増幅用能動素子に該当し、それのコレクタ、エミッタ及びベースが、第５の出力電極、第５の共通電極及び第５の制御電極に該当する。高周波コイル４６ｂが第５の負荷に該当し、バイアス抵抗器６０ｂ、６４ｂ、エミッタ抵抗器４０ｂがバイアス付与手段に該当する。
【００５０】
この高周波増幅器においても、増幅手段４で可変抵抗器５２を操作すると、トランジスタ３８へのバイアスが変化し、それと共に利得の調整が行われる。また、第１の基準電位点１０ｂと第２の動作電位点４４とが高周波阻止コイル６８を介して接続されているので、トランジスタ３８ｂにおけるバイアスが、トランジスタ３８のバイアス変化に従って変化する。即ち、低歪み特性となるようにトランジスタ３８のバイアスを増加させたことにより、トランジスタ３８のコレクタ・エミッタの両端間電圧が低下した場合には、ダイオード７０、抵抗器７２により、第１の基準電位点と第１の動作電位点との間の電圧が高くなり、トランジスタ３８ｂのコレクタ電流を多く流すことができ、増幅手段４ｃも低歪み特性とすることができる。逆に、歪み特性が問題とならない程度にトランジスタ３８のバイアスを変化させた場合には、トランジスタ３８のコレクタ・エミッタ間電圧が高くなり、第１の基準電位点と第１の動作電位点との間の電圧が低くなる。その結果、トランジスタ３８ｂのコレクタ電流も小さくなり、雑音指数特性が良好となるバイアスがトランジスタ３８ｂに与えられる。
【００５１】
第５の実施の形態の高周波増幅器を図５に示す。この高周波増幅器は、図４の高周波増幅器の前段に、第６の増幅手段、例えば増幅手段２ａを設けたものである。増幅手段２ａは、エミッタ抵抗器８、バイアス抵抗器１８、コンデンサ３６が、第１の基準電位点ではなく、第２の基準電位点である接地電位点に接続されている以外、増幅手段２と同様に構成されている。同等部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。但し、トランジスタ６が第６のトランジスタに該当し、それのコレクタ、ベース及びエミッタが第６の出力電極、第６の制御電極及び第６の共通電極に該当する。エミッタ抵抗器８が第４の共通電極に該当し、高周波コイル１４が第６の負荷に該当し、バイアス抵抗器１８が第７のバイアス抵抗器に該当し、バイアス抵抗器１９が第８のバイアス抵抗器に該当し、抵抗器２８、抵抗器３０がバイアス調整手段に該当する。この増幅手段２ａでは、増幅手段４における可変抵抗器５２の操作とは独立して、切換スイッチ２０の操作によって、バイアスとレベルとを調整することができる。
【００５２】
上記の各実施の形態では、２段若しくは３段に増幅手段を縦続接続したが、さらに多くの増幅段を縦続接続することもできる。上記の各実施の形態では、トランジスタを使用したが、これに限ったものではなく、例えば増幅手段２ａ、４ａ、４ｂ、４ｃには、ＦＥＴを使用することもできる。上記の各実施の形態では、定電圧ダイオード７０と抵抗器７２の直列回路からなる定電圧調整手段を設けたが、定電圧調整手段として抵抗器のみを使用することもできる。また、定電圧調整手段は、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間に接続したが、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間に接続することもできる。上記の各実施の形態では、各トランジスタのエミッタは、エミッタ抵抗器を介して第１の基準電位点または第２の基準電位点に接続したが、エミッタを直接に第１の基準電位点または第２の基準電位点に接続することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、縦続接続された複数の増幅手段それぞれに適切なバイアスを個別に与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の高周波増幅器の回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の高周波増幅器の回路図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の高周波増幅器の回路図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の高周波増幅器の回路図である。
【図５】本発明の第５の実施形態の高周波増幅器の回路図である。
【符号の説明】
２ 第１の増幅手段
２ａ 第６の増幅手段
４ 第２の増幅手段
４ａ 第３の増幅手段
４ｂ 第４の増幅手段
４ｃ 第５の増幅手段
６ （第１の）トランジスタ
８ ４０ エミッタ抵抗器
１０ 第１の基準電位点
１４ ４６ 高周波コイル（負荷）
１８ バイアス抵抗器
１９ バイアス抵抗器
２０ 切換スイッチ（選択手段）
２２ 減衰器
２８ ３０ 抵抗器（バイアス調整手段）
３８ （第２の）トランジスタ
５２ 可変抵抗器
５８ ６０ バイアス抵抗器
６４ バイアス抵抗器
Claims (6)
- 縦続接続された第１及び第２の増幅手段を有し、第１の増幅手段は、
第１の出力電極、第１の制御電極及び第１の共通電極を有し、第１の共通電極は、第１の基準電位点に直接にまたは共通電極用抵抗器を介して接続されている第１のトランジスタと、
第１の出力電極と第１動作電位点との間に接続された第１の負荷と、
一端が第１の基準電位点に接続され、他端が第１のトランジスタの第１の制御電極に接続されている第１のバイアス抵抗器と、
第１の動作電位点に一端が接続され、他端に入力高周波信号が供給される第２のバイアス抵抗器と、
減衰器と、
第１及び第２のバイアス抵抗器に接続されたとき、第１のトランジスタに対するバイアスを調整するバイアス調整手段と、
第２のバイアス抵抗器の他端を前記減衰器を介して第１の制御電極に接続する第１の状態と、第２のバイアス抵抗器の他端を前記バイアス調整手段を介して第１の制御電極に接続する第２の状態とのいずれかを、選択する選択手段とを、
具備し、第１の状態では、歪み特性を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように第１及び第２のバイアス抵抗器の抵抗値が選択され、第２の状態では、第１及び第２のバイアス抵抗器と共同して雑音指数を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように前記バイアス調整手段が構成され、
第２の増幅手段は、
第２の出力電極、第２の制御電極及び第２の共通電極を有し、第２の共通電極が第２の基準電位点に直接にまたは共通電極用抵抗器を介して接続されている第２のトランジスタと、
第２の出力電極と第２の動作電位点との間に接続された第２の負荷と、
一端が第２の基準電位点に接続された第３のバイアス抵抗器と、
第３のバイアス抵抗器の他端と第２の動作電位点との間に直列に接続されており、可変抵抗器と第４のバイアス抵抗器とを含み、前記可変抵抗器の腕が第２の制御電極に接続されている直列バイアス回路とを、
含み、第１の増幅手段からの高周波信号が第３のバイアス抵抗器と前記直列バイアス回路との接続点に供給され、
第１の基準電位点と第２の動作電位点とが接続されている
高周波増幅器。 - 縦続接続された第１及び第３の増幅手段を有し、
第１の増幅手段は、
第１の出力電極と、第１の制御電極と、第１の共通電極とを有し、第１の共通電極が第１の基準電位点に直接にまたは共通電極用抵抗器を介して接続されている第１のトランジスタと、
第１の出力電極と第１の動作電位点との間に接続された第１の負荷と、
一端が第１の基準電位点に接続され、他端が第１のトランジスタの第１の制御電極に接続されている第１のバイアス抵抗器と、
第１の動作電位点に一端が接続され、他端に高周波信号が供給される第２のバイアス抵抗器と、
減衰器と、
第１及び第２のバイアス抵抗器に接続されたとき、第１のトランジスタへのバイアスを調整するバイアス調整手段と、
第２のバイアス抵抗器の他端を前記減衰器を介して第１の制御電極に接続する第１の状態と、第２のバイアス抵抗器の他端を前記バイアス調整手段を介して第１の制御電極に接続する第２の状態とのいずれかを選択する選択手段とを、
具備し、第１の状態では、歪み特性を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように第１及び第２のバイアス抵抗器の抵抗値が選択され、第２の状態では、第１及び第２のバイアス抵抗器と共同して雑音指数を良好とする出力電流が第１のトランジスタを流れるように前記バイアス調整手段が構成され、
第３の増幅手段は、
第３の出力電極、第３の制御電極及び第３の共通電極を有し、第３の制御電極に第１の増幅手段から高周波信号が供給される第１の増幅用能動素子と、
第３の出力電極と第３の共通電極との間の導電路と直列に、第２の動作電位点と第２の基準電位点との間に接続された第３の負荷と、
前記増幅用能動素子にバイアスを付与するバイアス付与手段とを、
含み、
第１基準電位点と第２動作電位点とが接続されている高周波増幅器。 - 請求項２記載の高周波増幅器において、更に、第４の増幅手段を有し、第４の増幅手段は、
第４の出力電極、第４の制御電極及び第４の共通電極を有し、第４の共通電極が第２の基準電位点に直接にまたは共通電極用抵抗器を介して接続されている第４のトランジスタと、
第４の出力電極と第１の動作電位点との間に接続された第４の負荷と、
一端が第２の基準電位点に接続された第５のバイアス抵抗器と、
第５のバイアス抵抗器の他端と第１の動作電位点との間に接続されており、可変抵抗器と第６のバイアス抵抗器とを含み、前記可変抵抗器の腕が第４の制御電極に接続されている直列バイアス回路とを、
含み、第３の増幅手段からの増幅された高周波信号が第５のバイアス抵抗器と前記直列バイアス回路との接続点に供給される
高周波増幅器。 - 縦続接続された第２及び第５の増幅手段を含み、
第５の増幅手段は、
第５の出力電極、第５の制御電極及び第５の共通電極を含み、第５の制御電極に高周波信号が供給される第２の増幅用能動素子と、
第５の出力電極と第５の共通電極との間の導電路と直列に、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間に接続された第５の負荷と、
第２の増幅用能動素子にバイアスを付与するバイアス付与手段とを、
含み、
第２の増幅手段は、
第２の出力電極、第２の制御電極及び第２の共通電極を含み、第２の共通電極が第２の基準電位点に直接にまたは共通電極用抵抗器を介して接続されている第２のトランジスタと、
第２の出力電極と第２の動作電位点との間に接続された第２の負荷と、
一端が第２の基準電位点に接続された第３のバイアス抵抗器と、
第３のバイアス抵抗器の他端と第２の動作電位点との間に接続されており、可変抵抗器と第４のバイアス抵抗器とを含み、前記可変抵抗器の腕が第２の制御電極に接続されている直列バイアス回路とを、
含み、第５の増幅手段からの増幅された高周波信号が第３のバイアス抵抗器と前記直列バイアス回路との接続点に供給され、
第１の基準電位点と第２の動作電位点とが接続されている高周波増幅器。 - 請求項４記載の高周波増幅器において、更に、第６の増幅手段を含み、第６の増幅手段は、
第６の出力電極と、第６の制御電極と、第６の共通電極とを有し、第６の共通電極が第２の基準電位点に直接にまたは共通電極用抵抗器を介して接続されている第６のトランジスタと、
第６の出力電極と第１の動作電位点との間に接続された第６の負荷と、
一端が第２の基準電位点に接続され、他端が第６のトランジスタの第６の制御電極に接続されている第７のバイアス抵抗器と、
第１の動作電位点に一端が接続され、他端に高周波信号が供給される第８のバイアス抵抗器と、
減衰器と、
第７及び第８のバイアス抵抗器に接続されたとき、第６のトランジスタへのバイアスを調整するバイアス調整手段と、
第８のバイアス抵抗器の他端を前記減衰器を介して第６の制御電極に接続する第１の状態と、第８のバイアス抵抗器の他端を前記バイアス調整手段を介して第６の制御電極に接続する第２の状態とのいずれかを選択する選択手段とを、
具備し、第１の状態では、歪み特性を良好とする出力電流が第６のトランジスタを流れるように第７及び第８のバイアス抵抗器の抵抗値が選択され、第２の状態では、第７及び第８のバイアス抵抗器と共同して雑音指数を良好とする出力電流が第６のトランジスタを流れるように前記バイアス調整手段が構成され、第６の増幅手段によって増幅された高周波信号が、前記第６の負荷から第５の増幅手段の第２の増幅用能動素子の第５の制御電極に供給されている高周波増幅器。 - 請求項１乃至５いずれか記載の高周波増幅器において、第１の動作電位点と第１の基準電位点との間または第２の動作電位点と第２の基準電位点との間に、電圧調整手段が設けられている高周波増幅器。
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