JP4214710B2 - 可変減衰器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、通過振幅切替時に生じる通過位相差を、通過位相補正用リアクタンス素子を設けることにより、通過位相差を減じることができる可変減衰器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図12は、例えば、1999年電子情報通信学会総合大会予稿集に記載の従来の可変減衰器の構成図である。この可変減衰器は、図12に示すように抵抗及びスイッチ用トランジスタのみで構成されるものである。
【0003】
図12において、1は高周波信号の入力端子、2は高周波信号の出力端子、3a、3b、3cはスイッチ用トランジスタ、4a、4bは通過振幅切替のためスイッチ用トランジスタ3a、3b、3cのオン/オフを制御する制御端子、5aは直列抵抗、6a、6bは並列抵抗、8はスイッチ用トランジスタ3a及び直列抵抗5aからなる直列回路部、9aはスイッチ用トランジスタ3b、並列抵抗6aからなる第1の並列回路部、9bはスイッチ用トランジスタ3c、並列抵抗6bからなる第2の並列回路部、15は電源端子、16a、16b、16cはスイッチ用トランジスタ3a、3b、3cにそれぞれ接続されるゲート抵抗、17は制御端子4aから印加される制御信号を反転するインバータ、18は直列回路部8、並列回路部9a、9b、ゲート抵抗16a、16b、16c、インバータ17より構成される単ビット可変減衰器である。
【0004】
次に、動作について示す。
図12に示す従来の可変減衰器は、入力端子1より入力された高周波信号の振幅を単ビット可変減衰器5つから構成される5ビット可変減衰器により、32状態に振幅値を切り替えて出力端子2より出力するものである。
ここでは、本発明に関わる可変減衰器との比較を容易にするため、単ビット可変減衰器18について説明する。従来の可変減衰器は、この単ビット可変減衰器18の組み合わせのため、単ビット可変減衰器18のみについて述べることで本発明に関わる可変減衰器との比較は可能である。
【0005】
単ビット可変減衰器18においては、制御端子4a、4bから印加された制御信号は、そのままスイッチ用トランジスタ3b、3cに入力されるとともに、インバータ17を介して、反転した信号がスイッチ用トランジスタ3aに入力され、3aと、3b及び3cがそれぞれオン/オフすることにより、入力端子1より入力された高周波信号の振幅を可変させるものである。
基準状態、すなわちスイッチ用トランジスタ3aがオン状態で、3b及び3cがオフ状態の時、入力端子1より入力された高周波信号はスイッチ用トランジスタ3aが呈するオン抵抗が非常に小さいとし、3b及び3cが呈するオフ容量が非常に小さいとするならば、ほとんど減衰することなく単ビット可変減衰器18を通過する。
【0006】
一方、減衰状態、すなわちスイッチ用トランジスタ3aがオフ状態で、3b及び3cがオン状態の時、入力端子1より入力された高周波信号はスイッチ用トランスタ3aが呈するオフ容量が非常に小さいとし、3b及び3cが呈するオン抵抗が非常に小さいとするならば、直列抵抗5a、並列抵抗6a及び6cからなるπ形減衰器と見なすことができ、入力端子1から入力された高周波信号は、π形減衰器を構成する直列抵抗5a、並列抵抗6a及び6cにより設定される減衰量で減衰するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の可変減衰器では、スイッチ用トランジスタによる通過振幅切替時に、トランジスタが有するオフ時の容量成分や寄生成分(トランジスタ製造における技術的制約から生じる寄生素子)、あるいはIC化した場合における伝送線路の長さの経路差により、通過位相の変動が生じるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、通過振幅切替時の通過位相変動を減ずることができる可変減衰器を実現することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第1の抵抗とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が容量性リアクタンス素子を介して接地された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が容量性リアクタンス素子を介して接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路を接続し、前記入力端子に前記第2のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続し、前記出力端子に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してπ型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタおよび前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第2のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記第3のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第3のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記容量性リアクタンス素子のそれぞれの入出力端子間に接続した前記容量性リアクタンス素子の所望周波数におけるインピーダンスに比べ十分大きい抵抗値の抵抗とを直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とするものである。
【0009】
第2の発明は、第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第1の抵抗とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が誘導性リアクタンス素子を介して接地された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が誘導性リアクタンス素子を介して接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路を接続し、前記入力端子に前記第2のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続し、前記出力端子に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してπ型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタおよび前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第2のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記第3のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第3のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗とを直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とするものである。
【0010】
第3の発明は、第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続され、第1の抵抗と前記第1の抵抗の少なくとも一方の端に直列接続されたリアクタンス素子とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路を接続し、前記入力端子に前記第2のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続し、前記出力端子に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してπ型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタおよび前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第1のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗を直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とするものである。
【0011】
第4の発明は、第1の抵抗と、前記第1の抵抗の端子間に接続され、第1のスイッチ用トランジスタと前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子の少なくとも一方に直列接続されたリアクタンス素子とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路を接続し、前記入力端子に前記第2のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続し、前記出力端子に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してπ型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタおよび前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第1のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗を直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とするものである。
【0012】
第5の発明は、第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第1の抵抗とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が容量性リアクタンス素子を介して接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路と前記第2の回路を直列に接続し、前記第1の回路と前記第2の回路の接続点に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してT型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタおよび前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第3のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第3のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記容量性リアクタンス素子の入出力端子間に接続した前記容量性リアクタンス素子の所望周波数におけるインピーダンスに比べ十分大きい抵抗値の抵抗とを直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とするものである。
【0013】
第6の発明は、第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第1の抵抗とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が誘導性リアクタンス素子を介して接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路と前記第2の回路を直列に接続し、前記第1の回路と前記第2の回路の接続点に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してT型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタおよび前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第3のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第3のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗を直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とするものである。
【0014】
第7の発明は、第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続され、第1の抵抗と前記第1の抵抗の少なくとも一方の端に直列接続されたリアクタンス素子とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続され、第2の抵抗と前記第2の抵抗の少なくとも一方の端に直列接続されたリアクタンス素子とから成る第1の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路と前記第2の回路を直列に接続し、前記第1の回路と前記第2の回路の接続点に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してT型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタおよび前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第1のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第2のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗とを直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とするものである。
【0015】
第8の発明は、第1の抵抗と、前記第1の抵抗の端子間に接続され、第1のスイッチ用トランジスタと前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子の少なくとも一方に一端が接続されたリアクタンス素子の直列接続回路とから成る第1の回路と、第2の抵抗と、前記第2の抵抗の端子間に接続され、第2のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子の少なくとも一方に直列接続されたリアクタンス素子とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路と前記第2の回路を直列に接続し、前記第1の回路と前記第2の回路の接続点に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してT型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタおよび前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第1のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第2のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗とを直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1の可変減衰器の構成図(回路図)である。図1において、1は高周波信号の入力端子、2は高周波信号の出力端子、3a、3b、3cはスイッチ用トランジスタ、4a、4bは通過振幅切替のためスイッチ用トランジスタ3a、3b、3cのオン/オフを制御する制御端子、5aは直列抵抗、6a、6bは並列抵抗、7a、7bは位相補正用リアクタンス素子、8aはスイッチ用トランジスタ3a及び直列抵抗5aからなる直列回路部、9aはスイッチ用トランジスタ3b、並列抵抗6a及び位相補正用リアクタンス素子7aからなる第1の並列回路部、9bはスイッチ用トランジスタ3c、並列抵抗6b及び位相補正用リアクタンス素子7bからなる第2の並列回路部である。
【0017】
次に、動作及び効果について説明する。
本実施の形態の可変減衰器は、制御端子4a及び4bから印加される制御信号によりスイッチ用トランジスタ3a、3b、3cをオン/オフすることにより、入力端子1より入力された高周波信号の振幅を可変させ、出力端子2より取り出すものである。
【0018】
図2は、スイッチ用トランジスタ3aがオン状態、スイッチ用トランジスタ3b及び3cがオフ状態である可変減衰器の基準状態の等価回路図である。
図3は、スイッチ用トランジスタ3aがオフ状態、スイッチ用トランジスタ3b及び3cがオン状態である可変減衰器の減衰状態の等価回路図である。
【0019】
図2において、10aはオン状態のスイッチ用トランジスタ3aのオン抵抗、11b、11cはそれぞれオフ状態のスイッチ用トランジスタ3b及び3cのオフ容量である。ここで、オン抵抗10aは理想的には無視できるほど小さく、オフ容量11b、11cは無視できるほど小さいとすると、入力端子1より入力された高周波信号の振幅はほとんど減衰することなく出力端子2から出力される。
【0020】
一方、図3においても同様に、オフ容量11aは無視できるとほど小さく、オン抵抗10b、10cは理想的に無視できるほど小さいとし、位相補正用リアクタンス素子7a、7bがないとすると、図3に示す回路は直列抵抗5a、並列抵抗6a及び6bからなるπ形減衰器と見なすことができ、入力端子1から入力された高周波信号は、π形減衰器を構成する直列抵抗5a、並列抵抗6a及び6bにより設定される減衰量で減衰し、出力端子2より出力される。
【0021】
所望の周波数が高い場合には、オフ容量11a、11b、11cによる通過位相変動が無視できず、図2に示す基準状態及び図3に示す減衰状態おいて通過位相差が生じる。この時、位相補正用リアクタンス素子7a、7bを並列回路部9a及び9bに接続することにより、基準状態の位相をほとんど変化させることなく減衰状態の位相を調整することが可能である。
【0022】
図4は、位相補正用リアクタンス素子7a、7bとして位相補正用インダクタ12a、12bを接続した等価回路図である。
図5は、位相補正用リアクタンス素子7a、7bとして位相補正用キャパシタ13a、13bを接続した等価回路図である。
基準状態の位相が減衰状態に比べ進んでいる場合には、図4に示すように位相補正用リアクタンス素子7a、7bとして位相補正用インダクタ12a、12bを、遅れている場合には、図5に示すように位相補正用キャパシタ13a、13bを接続することにより、通過位相差を補正することができる。
【0023】
このように、本実施の形態によれば、制御端子4a及び4bから印加される制御信号によりスイッチ用トランジスタ3a、3b、3cをオン/オフし、これにより入力端子1から入力された高周波信号の振幅を可変させることができると共に、入力端子1から出力端子2に送信する高周波信号の通過位相差を補正することができるので、入力端子1から入力された高周波信号の通過振幅切替時に発生する通過位相変動を減ずることができる。
【0024】
なお、ここでは第1の並列回路部9a及び第2の並列回路部9bの両方に位相補正用リアクタンス素子7a、7bを接続しているが、少なくともどちらか一方に接続することで通過位相差の補正は可能である。
また、ここでは位相補正用リアクタンス素子7a、7bを、並列抵抗6a、6bとグランドの間に接続しているが、スイッチ用トランジスタ3b、3cと並列抵抗6a、6bの間に接続してもよい。
さらに、ここではオフ容量11a、11b、11cによる通過位相変動について述べたが、スイッチ用トランジスタの寄生成分、IC化した場合における伝送線路により生じる通過位相差も補正することが可能である。
【0025】
実施の形態2.
図6は、この発明の実施の形態2の可変減衰器の構成図(回路図)である。図6において、直列回路部8aは、スイッチ用トランジスタ3aと直列抵抗5aと位相補正用リアクタンス素子7a、7bとからなる。また、第1の並列回路部9aは、スイッチ用トランジスタ3bと並列抵抗6aとからなり、第2の並列回路部9bは、スイッチ用トランジスタ3cと並列抵抗6bとからなる。
【0026】
動作は、基本的に実施の形態1と同様であり、位相補正用リアクタンス素子7a、7bを、直列回路部8aを構成する直列抵抗5aに直列に接続した点が異なる。ここでは、基準状態の位相が減衰状態に比べ進んでいる場合には、位相補正用リアクタンス素子として位相補正用キャパシタを、遅れている場合には位相補正用インダクタを接続することにより、実施の形態1と同様の効果が得られる。
なお、ここでは直列抵抗5aの両端に位相補正用リアクタンス素子7a、7bを接続しているが、少なくともどちらか一方に接続されていればよい。
【0027】
図7は、実施の形態2の可変減衰器の他の構成図(回路図)である。
図7に示すように、スイッチ用トランジスタ3aに位相補正用リアクタンス素子7a、7bを接続しても同様の効果が得らる。この場合には、基準状態の位相が減衰状態に比べ進んでいる場合には、位相補正用リアクタンス素子として位相補正用キャパシタを、遅れている場合には位相補正用インダクタを接続する。この時も、スイッチ用トランジスタ3aの両端に位相補正用リアクタンス素子7a、7bを接続しているが、少なくともどちらか一方に接続されていればよい。
【0028】
なお、図6では直列抵抗5aの両端の少なくともどちらか一方に位相補正用リアクタンス素子7a、7bが接続され、図7ではスイッチ用トランジスタ3aの両端の少なくともどちらか一方に位相補正用リアクタンス素子7a、7bが接続された場合について説明したが、直列抵抗5aの両端とスイッチ用トランジスタ3aの両端の全て又はどこか一端に位相補正用リアクタンス素子が接続されても同様の効果を得ることができる。
【0029】
実施の形態3.
図8は、この発明の実施の形態3の可変減衰器の構成図(回路図)である。図8において、8aは第1の直列回路部、8bは第2の直列回路部である。第1の直列回路部8aはスイッチ用トランジスタ3aと直列抵抗5aとからなり、第2の直列回路部8bはスイッチ用トランジスタ3dと直列抵抗5bとからなる。また、第1の並列回路部9aはスイッチ用トランジスタ3bと並列抵抗6aと位相補正用リアクタンス素子7aとからなる。
【0030】
動作及び効果は基本的に実施の形態1と同様であり、直列回路部8a、8bを2つとし、並列回路部9aを1つとしたT形可変減衰器とした点が異なる。
なお、ここでは位相補正用リアクタンス素子7aを、並列抵抗6aとグランドの間に接続しているが、スイッチ用トランジスタ3bと並列抵抗6aとの間に接続してもよい。
【0031】
実施の形態4.
図9は、この発明の実施の形態4の可変減衰器の構成図(回路図)である。
図9において、第1の直列回路部8aは、スイッチ用トランジスタ3aと直列抵抗5aと位相補正用リアクタンス素子7a、7bとからなり、第2の直列回路部8bは、スイッチ用トランジスタ3dと直列抵抗5bと位相補正用リアクタンス素子7c、7dとからなる。また、第1の並列回路部9aはスイッチ用トランジスタ3bと並列抵抗6aとからなる。
【0032】
動作及び効果は基本的に実施の形態3と同様であり、位相補正用リアクタンス素子7a、7b、7c、7dを、直列回路部8a及び8bを構成する直列抵抗5a及び5bにそれぞれ直列に接続した点が異なる。
なお、ここでは直列抵抗5aの両端に位相補正用リアクタンス素子7a、7bを、直列抵抗5bのそれぞれ両端に位相補正用リアクタンス素子7c、7dを接続しているが、少なくともこれら4つの位相補正用リアクタンス素子7a、7b、7c、7dの1つが接続されていればよい。
【0033】
図10は、実施の形態4の可変減衰器の他の構成図(回路図)である。
図10に示すように、スイッチ用トランジスタ3a及び3dに位相補正用リアクタンス素子を接続しても同様の効果が得られる。この時も、スイッチ用トランジスタ3aの両端に位相補正用リアクタンス素子7a、7bを、スイッチ用トランジスタ3dのそれぞれ両端に位相補正用リアクタンス素子7c、7dを接続しているが、少なくともこれら4つの位相補正用リアクタンス素子7a、7b、7c、7dの1つが接続されていればよい。
【0034】
なお、図9では直列抵抗5aの両端に位相補正用リアクタンス素子7a、7bが、直列抵抗5bのそれぞれ両端に位相補正用リアクタンス素子7c、7dが接続され、図10ではスイッチ用トランジスタ3aの両端に位相補正用リアクタンス素子7a、7bが、スイッチ用トランジスタ3dのそれぞれ両端に位相補正用リアクタンス素子7c、7dが接続された場合について説明したが、直列抵抗5a、5b、スイッチ用トランジスタ3a、3dの全ての両端に、上記の接続関係のとおり位相補正用リアクタンス素子7a、7b、7c、7dが接続されても同様の効果を得ることができる。
【0035】
実施の形態5.
図11は、この発明の実施の形態5の可変減衰器の構成図(回路図)である。図11において、14a、14b、14c、14dは直流動作点決定用抵抗である。直列回路部8aは、スイッチ用トランジスタ3aと直列抵抗5aとからなる。また、第1の並列回路部9aは、スイッチ用トランジスタ3bと並列抵抗6aと直流動作点決定用抵抗14a、14bとからなり、第2の並列回路部9bは、スイッチ用トランジスタ3cと並列抵抗6bと直流動作点決定用抵抗14c、14dとからなる。
【0036】
実施の形態1〜4において、並列回路部を構成するスイッチ用トランジスタ3b、3c及び並列抵抗6a、6bの接続部は、スイッチ用トランジスタ3b、3cがオフ状態でオフ容量を呈する時、及び位相補正用リアクタンス素子7a、7bがキャパシタンスの場合、直流動作点が定まらず直流的に不安定な状態になり、実使用では不具合を生じる可能性がある。
【0037】
これに対し、直流動作点決定用抵抗14a、14cをスイッチ用トランジスタ3b、3cに、直流動作点決定用抵抗14b、14dを位相補正用リアクタンス素子7a、7bにそれぞれ並列に接続することにより、これら直流動作点決定用抵抗の抵抗値をスイッチ用トランジスタ3b、3cのオン抵抗及び位相補正用リアクタンス素子の所望周波数におけるインピーダンスに比べ十分大きくすることにより、所望周波数における動作にはほとんど影響を与えることなく、このような直流動作点の不安定状態を避けることができる。
【0038】
なお、図11では実施の形態1に適用した場合を示したが、実施の形態2〜4に適用しても同様の効果が得られる。ただし、実施の形態2及び4においては、位相補正用リアクタンス素子は直列回路部に接続されているため、直流動作点決定用抵抗はスイッチ用トランジスタ3a(実施の形態2の図6の場合)又はスイッチ用トランジスタ3a、3d(実施の形態4の図9の場合)に接続すればよい。また実施の形態1及び3においては位相補正用リアクタンス素子がインダクタの場合には、同様に直流動作点決定用抵抗はスイッチ用トランジスタ3b、3c(実施の形態1の図1の場合)又はスイッチ用トランジスタ3b(実施の形態3の図8の場合)に接続すればよい。
【0039】
【発明の効果】
この発明は、所定の部位に装荷したリアクタンス素子により、スイッチ用トランジスタによる通過振幅切替時の通過位相変動を低減した可変減衰器であって、直流動作点決定用抵抗としてスイッチ用トランジスタの入出力端子間に該スイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、容量性リアクタンス素子の入出力端子間に接続した該容量性リアクタンス素子の所望周波数におけるインピーダンスに比べ十分大きい抵抗値の抵抗を設けたので、スイッチ用トランジスタがオフ状態でオフ容量を呈する時、及び位相補正用リアクタンス素子が容量性の場合に、直流動作点の不安定状態を回避できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1の可変減衰器の構成図。
【図2】 実施の形態1における可変減衰器の基準状態の等価回路図。
【図3】 実施の形態1における可変減衰器の減衰状態の等価回路図。
【図4】 実施の形態1において位相補正用リアクタンス素子7a、7bとして位相補正用インダクタ12a、12bを接続した等価回路図。
【図5】 実施の形態1において位相補正用リアクタンス素子7a、7bとして位相補正用キャパシタ13a、13bを接続した等価回路図。
【図6】 実施の形態2の可変減衰器の構成図。
【図7】 実施の形態2の可変減衰器の他の構成図。
【図8】 実施の形態3の可変減衰器の構成図。
【図9】 実施の形態4の可変減衰器の構成図。
【図10】 実施の形態4の可変減衰器の他の構成図。
【図11】 実施の形態5の可変減衰器の構成図。
【図12】 従来の可変減衰器の構成図。
【符号の説明】
1 入力端子、2 出力端子、3a、3b、3c スイッチ用トランジスタ、4a、4b 制御端子、5a 直列抵抗、6a、6b 並列抵抗、7a、7b 位相補正用リアクタンス素子、8a 直列回路部、9a 第1の並列回路部、9b 第2の並列回路部。
Claims (8)
- 第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第1の抵抗とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が容量性リアクタンス素子を介して接地された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が容量性リアクタンス素子を介して接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路を接続し、前記入力端子に前記第2のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続し、前記出力端子に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してπ型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタおよび前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第2のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記第3のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第3のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記容量性リアクタンス素子のそれぞれの入出力端子間に接続した前記容量性リアクタンス素子の所望周波数におけるインピーダンスに比べ十分大きい抵抗値の抵抗とを直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とする可変減衰器。
- 第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第1の抵抗とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が誘導性リアクタンス素子を介して接地された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が誘導性リアクタンス素子を介して接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路を接続し、前記入力端子に前記第2のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続し、前記出力端子に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してπ型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタおよび前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第2のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記第3のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第3のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗とを直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とする可変減衰器。
- 第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続され、第1の抵抗と前記第1の抵抗の少なくとも一方の端に直列接続されたリアクタンス素子とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路を接続し、前記入力端子に前記第2のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続し、前記出力端子に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してπ型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタおよび前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第1のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗を直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とする可変減衰器。
- 第1の抵抗と、前記第1の抵抗の端子間に接続され、第1のスイッチ用トランジスタと前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子の少なくとも一方に直列接続されたリアクタンス素子とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路を接続し、前記入力端子に前記第2のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続し、前記出力端子に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してπ型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタおよび前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第1のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗を直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とする可変減衰器。
- 第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第1の抵抗とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が容量性リアクタンス素子を介して接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路と前記第2の回路を直列に接続し、前記第1の回路と前記第2の回路の接続点に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してT型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタおよび前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第3のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第3のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記容量性リアクタンス素子の入出力端子間に接続した前記容量性リアクタンス素子の所望周波数におけるインピーダンスに比べ十分大きい抵抗値の抵抗とを直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とする可変減衰器。
- 第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第1の抵抗とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続された第2の抵抗とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が誘導性リアクタンス素子を介して接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路と前記第2の回路を直列に接続し、前記第1の回路と前記第2の回路の接続点に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してT型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタおよび前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第3のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第3のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗を直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とする可変減衰器。
- 第1のスイッチ用トランジスタと、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続され、第1の抵抗と前記第1の抵抗の少なくとも一方の端に直列接続されたリアクタンス素子とから成る第1の回路と、第2のスイッチ用トランジスタと、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続され、第2の抵抗と前記第2の抵抗の少なくとも一方の端に直列接続されたリアクタンス素子とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路と前記第2の回路を直列に接続し、前記第1の回路と前記第2の回路の接続点に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してT型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタおよび前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第1のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第2のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗とを直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とする可変減衰器。
- 第1の抵抗と、前記第1の抵抗の端子間に接続され、第1のスイッチ用トランジスタと前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子の少なくとも一方に一端が接続されたリアクタンス素子の直列接続回路とから成る第1の回路と、第2の抵抗と、前記第2の抵抗の端子間に接続され、第2のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子の少なくとも一方に直列接続されたリアクタンス素子とから成る第2の回路と、第3のスイッチ用トランジスタと、前記第3のスイッチ用トランジスタの出力端子に一端が接続され、他端が接地された第3の抵抗とから成る第3の回路とを備え、入力端子と出力端子との間に前記第1の回路と前記第2の回路を直列に接続し、前記第1の回路と前記第2の回路の接続点に前記第3のスイッチ用トランジスタの入力端子を接続してT型に形成し、前記第1のスイッチ用トランジスタと前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのバイアス端子へ印加するバイアス電圧を制御して前記第1のスイッチ用トランジスタおよび前記第2のスイッチ用トランジスタと前記第3のスイッチ用トランジスタのオン/オフを切り替える可変減衰器であって、前記第1のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第1のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗と、前記第2のスイッチ用トランジスタの入出力端子間に接続した前記第2のスイッチ用トランジスタのオン抵抗に比べて十分大きい抵抗値の抵抗とを直流動作点決定用抵抗として設けたことを特徴とする可変減衰器。
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