JP3912623B2 - Attenuator and equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は携帯電話器等の移動体通信機器やその他の高周波,マイクロ波帯電気機器等に好適な高周波用π形アッテネータに係り、特に、PINダイオードを使用したπ形電圧制御アッテネータの制御電圧に対する減衰特性の非線形性の線形化を図ったπ形アッテネータおよび機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、携帯電話器等の移動体通信機器やその他の高周波,マイクロ波帯電気機器等ではアッテネータが使用されるが、この種の従来のアッテネータの一例としては図4に示すπ形アッテネータ1がある。
【0003】
このπ形アッテネータ1は例えば4個のPINダイオードD1 ,D2 ,D3 ,D4 をπ形に配置して接続し、バイアス端子2に一定の直流バイアス電圧を印加する一方、コントロール端子3に印加する制御用直流電圧Vcを種々制御することにより、各PINダイオードD1 〜D4 の内部抵抗を制御して、入力端子INより入力されて、出力端子OUTから出力されるマイクロ波等高周波信号RFの減衰量を種々制御するようになっている。
【0004】
しかし、図5に示すようにこのπ形電圧制御アッテネータ1では、制御電圧Vcに対して減衰量ATT(dB)が曲線Aに示すように非線形に変化し、特に、その減衰特性の立上り領域では僅かな制御電圧Vcの変化に対して減衰量が急激に増加するので、制御電圧Vcによる減衰量ATTの制御が必ずしも容易ではないという問題がある。
【0005】
そこで、従来では、図6に示すように上記π形電圧制御アッテネータ1のコントロール端子3と、第1,第2のPINダイオードD2 ,D3 同士の中間接続点3aとを結ぶ通電路3bの途中に、折線近似型リニアライザー回路4を介在させて上記減衰特性の線形化を図っている。
【0006】
このリニアライザー回路4は、複数のトランジスタQ1 ,Q2 …Qn を制御電圧Vcの大きさに応じて段階的に順次動作させることにより、アッテネータ1に与える制御電流Icを、アッテネータ1の減衰特性の非線形を多段階で線形化するように各段で個別に制御するようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のリニアライザー回路4では、制御電圧Vcに対する減衰特性の非線形を線形化するためには、全トランジスタQ1 〜Qn の各動作点を各可変抵抗器Rvにより段階的に動作するように調整しなければならず、調整箇所が多くて煩わしいという課題がある。また、線形化精度を上げるためにはトランジスタQ1 〜Qn を多段に設ける必要があり、部品点数の増大と構成の複雑化とを招くという課題がある。
【0008】
そこで本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、簡単な構成によりπ形電圧制御アッテネータの制御電圧に対する減衰特性の非線形を容易に線形化して減衰量を容易かつ高精度で制御することができるアッテネータおよびこれを具備した機器を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために次のように構成される。
【0010】
本願の請求項1に記載の発明は、複数個のPINダイオードをπ形に接続してなるPINダイオード回路、このPINダイオード回路に一定の直流電圧を印加せしめるバイアス手段、PINダイオード回路に制御電圧を印加してそのPINダイオードの内部抵抗を制御することにより交流入力信号の減衰量を制御せしめるコントロール手段を有するアッテネータ本体回路と、コントロール手段とPINダイオード回路との間に、直列に挿入された順方向のダイオードと抵抗との並列回路と、を具備していることを特徴とする。
【0011】
なお、並列回路のダイオードとしてはシリコンPN接合型ダイオード、シリコンのショットキーダイオード、ゲルマニウムダイオードがある。
【0012】
この発明によれば、コントロール手段からPINダイオード回路へ与えられる直流制御電流が所定値以下の場合は、電流は並列回路の抵抗の方に流れるが、その抵抗での電圧降下が並列回路のダイオードの順方向電圧を超えたときはこのダイオードがオン(導通)してPINダイオード回路へ流入する。
【0013】
この並列回路のダイオードの導通時の制御電流はこのダイオードの順方向V−I特性により制御電圧に対して緩かなカーブで徐々に立ち上がるので、この立上り領域により、アッテネータ本体回路の減衰特性の急峻な立上げを緩和して線形化することができる。その結果、アッテネータの減衰量を制御電圧により容易かつ高精度に制御することができる。
【0014】
また、このダイオードの順方向電圧降下は小さいので、この発明を例えば電池駆動の携帯電話器等の電子機器に組み込む場合には低電圧・小電力駆動が可能となる。
【0015】
そして、この線形化機能を有する並列回路は単にダイオードと抵抗の並列回路よりなるので、構成が簡単であり、部品数の削減とコスト低減とを共に図ることができる。また、動作点等を調整する必要がなく、調整作業を省略することができる。
【0016】
さらに、並列回路の抵抗の抵抗値を高めに設定しておけばダイオードがONする前の電流変化を任意に緩やかにできる。これにより、アッテネータ減衰量の変化を任意に緩やかにできる。
【0017】
本願の請求項2に記載の発明は、ダイオードがシリコン接合型ダイオードであることを特徴とする。
【0018】
この発明によれば、ダイオードがシリコン接合型ダイオードであるので、このダイオードを順方向に流れる制御電流の立上り領域を高めの抵抗と、ダイオードの順方向V−I特性の立上り領域の緩やかさによりアッテネータ本体回路の減衰特性の急峻な立上り領域に容易に対応させて、その急峻部を線形化することができる。
【0019】
本願の請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載のアッテネータと、このアッテネータを含む電気回路を内蔵する機器本体と、を具備していることを特徴とする。
【0020】
この発明によれば、携帯電話器等の機器は、減衰量を容易かつ高精度で制御することができる請求項1または2記載のアッテネータを設けているので、機器としても入力信号等の減衰量を容易かつ高精度で制御することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。
【0022】
図1は本発明の一実施形態の電子回路図であり、この図において、アッテネータ11はπ形電圧制御アッテネータ本体回路12に、並列回路であるリニアライザー回路13を設けている。
【0023】
アッテネータ本体回路12は、図4で示す従来のアッテネータ1と同様に構成されており、例えば4個のPINダイオードD1 ,D2 ,D3 ,D4 をπ形に配置して接続してなるPINダイオード回路12aと、バイアス端子14に一定の直流バイアス電圧を印加するバイアス手段と、コントロール端子15に印加する制御用直流電圧Vcを種々制御することにより、各PINダイオードD1 〜D4 の内部抵抗を制御して、入力端子INより入力されて、出力端子OUTから出力されるマイクロ波等高周波信号RFの減衰量を種々制御するコントロール手段とを有する。
【0024】
リニアライザー回路13は抵抗16と例えばシリコンPN接合形等のダイオード17との並列回路を、上記アッテネータ本体回路12のコントロール端子15と、PINダイオードD2 とD3 との接続点18とを結ぶ通電路19の途中に介在させることにより構成される。
【0025】
図2はこのリニアライザー用ダイオード17の順方向V−I特性を示しており、この特性は、順方向に電圧Vを印加したときに流れる順方向電流Iが所定の電圧降下(例えばシリコンPN接合型ダイオードでは約0.5V程度)後から徐々に流れ始めるが、この順電流Iの立上り部Bでは順電圧Vの上昇に対して順電流Iの増え方は極めて緩慢であるという特徴を有する。
【0026】
次に本実施形態の作用を説明する。
【0027】
コントロール端子15の通電路19に流れる直流制御電流Icが所定値よりも小さいとき、すなわち、この制御電流Icがリニアライザー用抵抗16を流れたときの電圧降下がリニアライザー用ダイオード17の所定の電圧降下よりも小さいときは、リニアライザー用抵抗16側を流れてPINダイオード回路12aに流入される。
【0028】
そして、このリニアライザー用抵抗16での電圧降下がリニアライザー用ダイオード17の所定の電圧降下を超えると、このダイオード17がオン(導通)するので、制御電流Icはこのダイオード17側を流れてPINダイオード回路12aに流入する。制御電流Icが抵抗16側のみを流れている領域(図3ではC領域)では、その抵抗値を適当に設定することで、アッテネータ減衰量の変化を任意に緩やかにできる。また、制御電流Icがリニアライザー用ダイオード17側を流れる際には、このダイオード17の順方向V−I特性の立上り部Bにより、さらに減衰量変化を直線的にできる。
【0029】
上記構成により図3に示すように制御電圧Vcに対して減衰量ATT(dB)が急激に増大せしめる急峻部Ao およびA1 の傾斜を緩和させ、全体としてこの減衰特性の非線形性を線形化することができる。なお、上記リニアライザー用ダイオード17は必ずしも1個でなくてもよく、1個以上であればよい。また、このダイオード17はショットキーダイオード、ゲルマニウムダイオードでもよい。これらのダイオードは電圧降下が小さいので、電池駆動の携帯電話器等の電子機器等に組み込む場合には低電圧,小電力駆動が可能であるので、好都合である。
【0030】
そして、このように構成されたアッテネータ11を携帯電話器や移動体電気通信機器やその他の高周波、マイクロ波帯電気機器等の機器に設けることにより、コストアップを招かずに、電気信号の減衰量を高精度かつ容易に制御することができる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明は、コントロール手段からPINダイオード回路へ与えられる制御電流が並列回路の抵抗、さらに引き続きダイオード側を流れると、この制御電流はこの抵抗の抵抗値の大きさ、およびダイオードの順方向V−I特性により制御電圧に対して緩かなカーブで徐々に立ち上がるので、この立上り領域により、アッテネータ本体回路の減衰特性の急峻な立上げを緩和して線形化することができる。その結果、アッテネータの減衰量を制御電圧により容易かつ高精度に制御することができる。
【0032】
また、このダイオードの順方向電圧降下は小さいので、この発明を例えば電池駆動の携帯電話器等の電子機器に組み込む場合には低電圧・小電力駆動が可能となる。
【0033】
そして、この線形化機能を有する並列回路は単にダイオードと抵抗の並列回路よりなるので、構成が簡単であり、部品数の削減とコスト低減とを共に図ることができる。また、ダイオードの動作点は並列回路の抵抗値のみで調整することができ、調整作業が非常に簡略であることが特長である。
【0034】
請求項2の発明によれば、ダイオードがシリコン接合型ダイオードの場合は他のダイオード例えばショットキーダイオード、ゲルマニウムダイオードなどに比べ、順方向立上り電圧が大きいので、並列に入力される抵抗の値を大きくできる。すなわち、電流が抵抗側のみを流れているときのアッテネータ減衰量の変化を緩やかにするには有利である。
【0035】
請求項3の発明によれば、携帯電話器等の機器は、減衰量を容易に制御することができる請求項1または2記載のアッテネータを設けているので、機器としても入力信号等の減衰量を高精度で制御し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るアッテネータの電子回路図。
【図2】図1で示すリニアライザー用ダイオードの順方向V−I特性図。
【図3】図1で示すリニアライザー回路によりアッテネータ本体回路の減衰特性を線形化した状態を示す図。
【図4】従来のπ型電圧制御アッテネータの電子回路図。
【図5】図4で示すアッテネータの減衰特性図。
【図6】従来のリニアライザー回路の一部省略電子回路図。
【符号の説明】
11 アッテネータ
12 アッテネータ本体回路
13 リニアライザー回路(並列回路)
14 バイアス端子
15 コントロール端子
16 リニアライザー用抵抗
17 リニアライザー用ダイオード
18 中間接続点
19 通電路[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a high-frequency π-type attenuator suitable for mobile communication devices such as mobile phones and other high-frequency and microwave-band electrical devices, and more particularly to a control voltage of a π-type voltage control attenuator using a PIN diode. The present invention relates to a π-type attenuator and equipment for linearizing attenuation characteristics.
[0002]
[Prior art]
In general, an attenuator is used in a mobile communication device such as a cellular phone and other high-frequency and microwave electric devices. An example of this type of conventional attenuator is a π-
[0003]
In this π-
[0004]
However, in this π-type
[0005]
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 6, in the middle of a
[0006]
This
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a
[0008]
Therefore, the present invention has been made in consideration of such circumstances, and the object of the present invention is to easily linearize the non-linearity of the attenuation characteristic with respect to the control voltage of the π-type voltage control attenuator with a simple configuration, thereby easily and increasing the attenuation. An object of the present invention is to provide an attenuator that can be controlled with high accuracy and a device including the attenuator.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is configured as follows to solve the above problems.
[0010]
The invention according to
[0011]
Note that the diode of the parallel circuit includes a silicon PN junction diode, a silicon Schottky diode, and a germanium diode.
[0012]
According to the present invention, when the direct current control current supplied from the control means to the PIN diode circuit is equal to or less than the predetermined value, the current flows toward the resistance of the parallel circuit, but the voltage drop at the resistance is the resistance of the diode of the parallel circuit. When the forward voltage is exceeded, this diode turns on (conducts) and flows into the PIN diode circuit.
[0013]
Since the control current when the diode of this parallel circuit is conductive gradually rises with a gentle curve with respect to the control voltage due to the forward direction VI characteristic of this diode, the attenuator body circuit has a steep attenuation characteristic due to this rising region. Start-up can be relaxed and linearized. As a result, the attenuation amount of the attenuator can be easily and accurately controlled by the control voltage.
[0014]
In addition, since the forward voltage drop of the diode is small, when the present invention is incorporated in an electronic device such as a battery-driven mobile phone, for example, low voltage / low power driving is possible.
[0015]
Since the parallel circuit having the linearization function is simply composed of a parallel circuit of a diode and a resistor, the configuration is simple, and it is possible to reduce both the number of parts and the cost. Further, there is no need to adjust the operating point and the adjustment work can be omitted.
[0016]
Furthermore, if the resistance value of the resistor of the parallel circuit is set high, the current change before the diode is turned on can be moderated arbitrarily. Thereby, the change of the attenuation amount of the attenuator can be arbitrarily moderated.
[0017]
The invention according to
[0018]
According to the present invention, since the diode is a silicon junction type diode, the attenuator is controlled by a higher resistance in the rising region of the control current flowing in the forward direction of the diode and the gentleness of the rising region of the forward VI characteristic of the diode. The steep portion can be linearized easily corresponding to the steep rising region of the attenuation characteristic of the main circuit.
[0019]
The invention according to
[0020]
According to the present invention, the device such as the mobile phone is provided with the attenuator according to
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0022]
FIG. 1 is an electronic circuit diagram of an embodiment of the present invention. In this figure, an attenuator 11 is provided with a
[0023]
The attenuator
[0024]
The
[0025]
FIG. 2 shows the forward VI characteristic of the
[0026]
Next, the operation of this embodiment will be described.
[0027]
When the DC control current Ic flowing through the
[0028]
When the voltage drop at the
[0029]
With the above configuration, as shown in FIG. 3, the inclination of the steep portions Ao and A1 where the attenuation amount ATT (dB) suddenly increases with respect to the control voltage Vc is relaxed, and the nonlinearity of this attenuation characteristic is linearized as a whole. Can do. Note that the number of
[0030]
Then, by providing the attenuator 11 thus configured in a mobile phone, mobile telecommunications equipment, other high-frequency or microwave electrical equipment, etc., the amount of attenuation of the electrical signal is not increased. Can be controlled with high precision and ease.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the control current supplied from the control means to the PIN diode circuit flows through the resistance of the parallel circuit, and further continues to flow through the diode side, the control current is the magnitude of the resistance value of this resistance, Since the diode gradually rises with a gentle curve with respect to the control voltage due to the forward VI characteristics of the diode, this rising region can be used to relax and linearize the steep rise of the attenuation characteristic of the attenuator body circuit. . As a result, the attenuation amount of the attenuator can be easily and accurately controlled by the control voltage.
[0032]
In addition, since the forward voltage drop of the diode is small, when the present invention is incorporated in an electronic device such as a battery-driven mobile phone, for example, low voltage / low power driving is possible.
[0033]
Since the parallel circuit having the linearization function is simply composed of a parallel circuit of a diode and a resistor, the configuration is simple, and it is possible to reduce both the number of parts and the cost. Further, the operating point of the diode can be adjusted only by the resistance value of the parallel circuit, and the adjustment work is very simple.
[0034]
According to the second aspect of the present invention, when the diode is a silicon junction type diode, the forward rising voltage is larger than other diodes such as a Schottky diode and a germanium diode. it can. That is, it is advantageous to moderate the change in the attenuation amount when the current flows only on the resistance side.
[0035]
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electronic circuit diagram of an attenuator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a forward VI characteristic diagram of the linearizer diode shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a state in which the attenuation characteristic of the attenuator body circuit is linearized by the linearizer circuit shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an electronic circuit diagram of a conventional π-type voltage control attenuator.
5 is an attenuation characteristic diagram of the attenuator shown in FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is a partially omitted electronic circuit diagram of a conventional linearizer circuit.
[Explanation of symbols]
11
14
Claims (3)
コントロール手段とPINダイオード回路との間に、直列に挿入された順方向のダイオードと抵抗との並列回路と、
を具備していることを特徴とするアッテネータ。A PIN diode circuit formed by connecting a plurality of PIN diodes in a π shape, bias means for applying a constant DC voltage to the PIN diode circuit, and applying a control voltage to the PIN diode circuit to reduce the internal resistance of the PIN diode An attenuator body circuit having control means for controlling the attenuation of the AC input signal by controlling;
A parallel circuit of a forward diode and a resistor inserted in series between the control means and the PIN diode circuit;
An attenuator characterized by comprising:
このアッテネータを含む電気回路を内蔵する機器本体と、
を具備していることを特徴とする機器。The attenuator according to claim 1 or 2,
A device body containing an electric circuit including the attenuator;
A device characterized by comprising:
Priority Applications (1)
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JP32053396A JP3912623B2 (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Attenuator and equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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JP32053396A JP3912623B2 (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Attenuator and equipment |
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JPH10163785A JPH10163785A (en) | 1998-06-19 |
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1996
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