JP4415821B2 - 受信装置、トランスコンダクタンスアンプ - Google Patents

Description

本発明は、ウルトラワイドバンド通信の無線信号を受信する受信装置、及びこれに用いられるトランスコンダクタンスアンプに関する。

近年、高速無線伝送方式の一つとして、所定の周期タイミングに同期して時系列上に配列されたパルス信号からなるパルス信号列を用いて超広帯域な通信を行うウルトラワイドバンド（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）通信方式が注目されている。ＵＷＢ通信の一態様では、搬送波を用いず、例えばパルス幅が１ｎｓｅｃ以下等の極めて細かいパルス信号からなるパルス信号列を用いて通信を行うものがある（例えば、特許文献１参照。）。

図５は、背景技術に係るＵＷＢ通信の受信装置１００を示すブロック図である。図５に示す受信装置１００は、ＵＷＢ通信による送信装置から送られてきたＵＷＢ通信信号を受信するアンテナ１０１と、アンテナ１０１で受信されたＵＷＢ通信信号を増幅するアンプ１０２と、制御部１０５から出力された時系列上の所定のタイミングを示すテンプレート信号Ｓｘとアンプ１０２で増幅された信号Ｓｙとの相関をとって相関電圧Ｓｚを生成する相関器１０３と、その相関電圧Ｓｚをデジタル値に変換するＡＤ変換器１０４と、ＡＤ変換器１０４で得られた相関値に基づきテンプレート信号ＳｘをＵＷＢ通信信号と同期させて相関器１０３へ出力すると共に、ＡＤ変換器１０４で得られた相関値からデータを復調する制御部１０５とを備えている。

図６は、相関器１０３の詳細な構成を示す回路図である。図６に示す相関器１０３は、スイッチ１３１と、積分器１３２と、温度補償回路１３３とを備えている。積分器１３２は、トランスコンダクタンスアンプ１３４と、コンデンサ１３５とを備えている。そして、アンプ１０２からの信号Ｓｙは、スイッチ１３１を介してトランスコンダクタンスアンプ１３４へ出力され、トランスコンダクタンスアンプ１３４の出力端子はコンデンサ１３５を介してグラウンドへ接続され、コンデンサ１３５の充電電圧が相関電圧Ｓｚとして出力される。温度補償回路１３３は、ＤＡコンバータ１３６とマイクロコンピュータ１３７と温度センサ１３８とを用いて構成されている。

制御部１０５は、ＵＷＢ通信信号に含まれる有意なパルス信号を取得するべく所定のタイミングと同期した積分区間決定パルスを有するテンプレート信号Ｓｘを、スイッチ１３１へ出力する。スイッチ１３１は、積分区間決定パルスを受信した間のみ、オンするスイッチである。トランスコンダクタンスアンプ１３４は、入力された電圧Ｖｉｎに応じた電流Ｉｏｕｔを出力する。また、トランスコンダクタンスアンプ１３４は、トランスコンダクタンスアンプ１３４の入力電圧Ｖｉｎと出力電流Ｉｏｕｔとの比（Ｉｏｕｔ／Ｖｉｎ）であるトランスコンダクタンスｇｍを制御するための制御電圧を受け付けるｇｍ制御端子１４０を備えている。

そして、積分区間決定パルスと同期したタイミングでＵＷＢ通信のパルス信号が受信された場合にはスイッチ１３１がオンしているので、受信されたパルス信号を示す信号Ｓｙが電圧Ｖｉｎとしてトランスコンダクタンスアンプ１３４で受信され、その電圧Ｖｉｎに応じた電流Ｉｏｕｔによってコンデンサ１３５が充電されて相関電圧Ｓｚが上昇する一方、積分区間決定パルスと同期しないタイミングでＵＷＢ通信のパルス信号が受信された場合にはスイッチ１３１がオフしているので、受信されたパルス信号を示す信号Ｓｙはトランスコンダクタンスアンプ１３４で受信されず、従って電流Ｉｏｕｔが出力されないため相関電圧Ｓｚは上昇しない。このようにして、相関器１０３によって、アンテナ１０１で受信されたＵＷＢ通信信号とテンプレート信号Ｓｘとの相関がとられ、相関電圧Ｓｚが出力されるようになっている。

しかし、トランスコンダクタンスアンプ１３４のトランスコンダクタンスｇｍは、温度の上昇と共に低下する特性を有している。そのため温度変化によってトランスコンダクタンスアンプ１３４のトランスコンダクタンスｇｍが変化すると、トランスコンダクタンスアンプ１３４に入力された信号Ｓｙに応じて出力される電流Ｉｏｕｔ、すなわちコンデンサ１３５の充電電流が変化してしまい、正しい相関電圧Ｓｚが得られない。

そのため、図６に示す相関器１０３は、温度センサ１３８とマイクロコンピュータ１３７とＤＡコンバータ１３６とを用いて構成された温度補償回路１３３を備えており、温度センサ１３８により検出された温度に応じたトランスコンダクタンスｇｍの補正値をマイクロコンピュータ１３７によって生成し、ＤＡコンバータ１３６によってトランスコンダクタンスアンプ１３４のｇｍ制御端子にトランスコンダクタンスｇｍの補正電圧を印加するようになっている。
米国特許Ｎｏ．６００２７０８（ＵＳ００６００２７０８Ａ）号公報

ところで、上述のような受信装置１００においてトランスコンダクタンスアンプ１３４におけるトランスコンダクタンスｇｍの温度特性を補償するためには、上述のように例えば温度センサ１３８とマイクロコンピュータ１３７とＤＡコンバータ１３６とを用いて構成された温度補償回路１３３を備える必要があり、温度補償回路が複雑になるという不都合があった。

本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、トランスコンダクタンスアンプにおけるトランスコンダクタンスの温度補償回路を簡素化することができる受信装置、及びトランスコンダクタンスアンプを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の第１の手段に係る受信装置は、パルス状の信号を有する無線信号を受信する受信部と、前記受信部により受信された無線信号を検波するダイオードと、前記ダイオードにより検波された検波信号の電圧に応じて電流を出力するアンプ回路と、前記アンプ回路から出力された電流により充電されるコンデンサと、前記コンデンサの充電電圧から前記無線信号を復調する復調部と、を備えた受信装置であって、前記アンプ回路は、ゲートに前記検波信号が印加される第１の電界効果トランジスタと第１の定電流源とが直列に接続されその接続点が、前記コンデンサに接続された第１の直列回路と、前記ダイオードの温度特性に応じた前記検波信号における直流成分電圧の変動に基づき前記第１の電界効果トランジスタにおける温度特性を補償するべく前記第１の定電流源の出力電流を制御する電流制御部とを備え、前記電流制御部は、前記検波信号の直流成分電圧を取得するローパスフィルタと、ゲートに前記ローパスフィルタにより取得された直流成分電圧が印加される第２の電界効果トランジスタと第２の定電流源とが直列に接続された第２の直列回路と、前記第２の電界効果トランジスタと前記第２の定電流源との接続点の電圧をフィードバック制御により予め設定された基準電圧にさせるべく、前記第２の定電流源の出力電流を制御する制御信号を前記第１の定電流源に出力するフィードバック制御部と、を備えることを特徴としている。

そして、上述の受信装置において、前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタ、及び前記第１の定電流源と前記第２の定電流源は、それぞれ特性を同一にするべく同一の半導体チップに形成されていることを特徴としている。

さらに、上述の受信装置において、前記第１の電界効果トランジスタと前記第１の定電流源との間には、第３の電界効果トランジスタが介設され、前記第２の電界効果トランジスタと前記第２の定電流源との間には、第４の電界効果トランジスタが介設され、前記第３及び第４の電界効果トランジスタのゲートには、前記ローパスフィルタにより取得された直流成分電圧が印加されることを特徴としている。

また、上述の受信装置において、前記第３の電界効果トランジスタと前記第４の電界効果トランジスタとは、特性を同一にするべく同一の半導体チップに形成されていることを特徴としている。

そして、本発明の第２の手段に係るトランスコンダクタンスアンプは、外部からのパルス状の入力電圧をダイオードで検波して得られた検波信号に応じて電流を出力するトランスコンダクタンスアンプであって、ゲートに前記検波信号が印加される第１の電界効果トランジスタと第１の定電流源とが直列に接続されその接続点から外部に前記電流を出力する第１の直列回路と、前記ダイオードの温度特性に応じた前記検波信号における直流成分電圧の変動に基づき前記第１の電界効果トランジスタにおける温度特性を補償するべく前記第１の定電流源の出力電流を制御する電流制御部とを備え、前記電流制御部は、前記検波信号の直流成分電圧を取得するローパスフィルタと、ゲートに前記ローパスフィルタにより取得された直流成分電圧が印加される第２の電界効果トランジスタと第２の定電流源とが直列に接続された第２の直列回路と、前記第２の電界効果トランジスタと前記第２の定電流源との接続点の電圧をフィードバック制御により予め設定された基準電圧にさせるべく、前記第２の定電流源の出力電流を制御する制御信号を前記第１の定電流源に出力するフィードバック制御部と、を備えることを特徴としている。

このような構成の受信装置は、受信部によって、パルス状の信号を有する無線信号が受信され、その無線信号がダイオードによって検波され、ダイオードにより検波された検波信号の電圧に応じた電流がアンプ回路により出力される。そして、アンプ回路から出力された電流により充電されたコンデンサの充電電圧から無線信号が復調される。この場合、アンプ回路において、ゲートに検波信号が印加される第１の電界効果トランジスタと第１の定電流源とが直列に接続されその接続点がコンデンサに接続された第１の直列回路によって、検波信号の電圧に応じた電流がコンデンサへ出力される。そして、電流制御部によって、ダイオードの温度特性に応じた検波信号における直流成分電圧の変動に基づき第１の電界効果トランジスタにおける温度特性を補償するべく第１の定電流源の出力電流が制御されるので、アンプ回路における温度特性を簡素な回路により温度補償することができる。

また、このような構成のトランスコンダクタンスアンプは、外部から入力されたパルス状の入力電圧がダイオードを介して第１の電界効果トランジスタのゲートに印加され、第１の電界効果トランジスタと第１の定電流源とが直列に接続されその接続点から入力電圧に応じた電流が外部に出力される。そして、電流制御部によって、ダイオードの温度特性に応じたパルス状の入力電圧における直流成分電圧の変動に基づき第１の電界効果トランジスタにおける温度特性を補償するべく第１の定電流源の出力電流が制御されるので、トランスコンダクタンスアンプにおける温度特性を簡素な回路により温度補償することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す受信装置１は、無線信号を受信する受信部の一例であるアンテナ２と、アンテナ２により受信された無線信号ＳＡを増幅して受信信号ＳＢとして出力するアンプ３と、アンプ３から出力された受信信号ＳＢの包絡線信号ＳＣを取得するダイオード検波回路４と、制御部７から出力された時系列上の所定のタイミングを示すテンプレート信号ＳＤとダイオード検波回路４により取得された包絡線信号ＳＣとの相関をとって相関電圧ＳＥを生成する相関器５と、その相関電圧ＳＥをデジタル値に変換するＡＤ変換器６と、ＡＤ変換器６で得られた相関値に基づきテンプレート信号ＳＤを包絡線信号ＳＣと同期させて相関器５へ出力すると共に、ＡＤ変換器６で得られた相関値からデータを復調する復調部の一例である制御部７とを備えている。

図２は、図１に示すダイオード検波回路４と相関器５との詳細な構成の一例を示す回路図である。図２に示すダイオード検波回路４は、ダイオードＤ１、抵抗４１，４４、定電流源４２、及びコンデンサ４３を備えている。そして、ダイオードＤ１のアノードがアンプ３の出力端子に接続され、ダイオードＤ１のカソードはコンデンサ４３を介してグラウンドに接続され、ダイオードＤ１のカソードとコンデンサ４３との接続点が相関器５に接続されて、アンプ３から出力された受信信号ＳＢを検波する検波回路が構成されている。また、ダイオードＤ１のアノードには抵抗４１を介してバイアス電圧Ｖbiasが印加され、ダイオードＤ１のカソードとグラウンド間には、定電流源４２と抵抗４４とが並列に接続されている。バイアス電圧Ｖbiasと抵抗４１と定電流源４２とは、ダイオードＤ１に予め一定の電流を流しておくことにより、電流値の変化に対するダイオードＤ１の順方向電圧の変化が減少する領域でダイオードＤ１に検波動作をさせて検波感度を向上させるための公知のバイアス回路である。

相関器５は、例えば、スイッチＳＷ１と積分回路５１とを備えて構成されている。そして、ダイオード検波回路４からの包絡線信号ＳＣは、制御部７からのテンプレート信号ＳＤに応じてオン、オフされるスイッチＳＷ１を介して積分回路５１へ出力され、積分回路５１で積分されて相関電圧ＳＥとしてＡＤ変換器６へ出力される。

積分回路５１は、アンプ回路の一例であるトランスコンダクタンスアンプ５２と、トランスコンダクタンスアンプ５２から出力された電流により充電されるコンデンサＣｏとを備えて構成されている。トランスコンダクタンスアンプ５２は、例えば入力インピーダンスが高いスイッチング素子の一例であるｎＭＯＳトランジスタからなるトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と、抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１と、定電流源ＣＳ１，ＣＳ２と、差動アンプＡＭＰ１とを備えている。

なお、トランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、入力インピーダンスが高い電界効果トランジスタ等のスイッチング素子であればよく、ＭＯＳトランジスタに限らない。また、トランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４、及び定電流源ＣＳ１，ＣＳ２は、電気的特性を同一にするべく同一の半導体チップに形成されることが望ましい。

そして、トランジスタＭ１（第１の電界効果トランジスタ）とトランジスタＭ３（第３の電界効果トランジスタ）と定電流源ＣＳ１（第１の定電流源）とが直列に接続されて第１の直列回路が構成され、トランジスタＭ３と定電流源ＣＳ１との接続点がコンデンサＣｏに接続され、トランジスタＭ１のゲートがスイッチＳＷ１に接続されている。

トランジスタＭ２（第２の電界効果トランジスタ）のゲートは、抵抗Ｒ１を介してスイッチＳＷ１に接続されると共に、コンデンサＣ１を介してグラウンドに接続されている。そして、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とから構成されたローパスフィルタによって、ダイオード検波回路４からスイッチＳＷ１を介して得られた電圧Ｖinの直流成分電圧Ｖinaが生成され、その直流成分電圧ＶinaがトランジスタＭ２のゲートに印加される。さらに、トランジスタＭ２とトランジスタＭ４（第４の電界効果トランジスタ）と定電流源ＣＳ２（第２の定電流源）とが直列に接続されて第２の直列回路が構成されている。

差動アンプＡＭＰ１における入力端子の一方には、無線信号ＳＡが受信されない場合における相関電圧ＳＥの電圧値である基準電圧Ｖ１が入力され、他方の入力端子には、定電流源ＣＳ２とトランジスタＭ４との接続点における電圧Ｖaが入力される。そして、差動アンプＡＭＰ１の出力電圧が定電流源ＣＳ１，ＣＳ２へ出力され、差動アンプＡＭＰ１の出力電圧に応じて定電流源ＣＳ１，ＣＳ２の出力電流値が制御されるようになっている。この場合、差動アンプＡＭＰ１と定電流源ＣＳ２とによってフィードバック制御部５３が構成されており、差動アンプＡＭＰ１によって、基準電圧Ｖ１と電圧Ｖaとの差を打ち消すように定電流源ＣＳ２の出力電流値が制御される結果、基準電圧Ｖ１と電圧Ｖaとは同電位にされる。この場合、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とから構成されたローパスフィルタ、第２の直列回路、及びフィードバック制御部５３によって電流制御部が構成されている。

また、トランジスタＭ３，Ｍ４のゲートには、トランジスタＭ３，Ｍ４のソース・ドレイン間に所定の抵抗値を生じさせるための制御電圧Ｖgmcが印加されている。これにより、コンデンサＣｏの充電側端子からグラウンドに至る経路に、トランジスタＭ３によって抵抗を生じさせ、コンデンサＣｏに充電された電荷がグラウンドに漏れることを抑制するようにされている。そして、トランジスタＭ４のソース・ドレイン間における抵抗値がトランジスタＭ３のソース・ドレイン間における抵抗値と等しくされ、トランジスタＭ１とトランジスタＭ３と定電流源ＣＳ１とが直列に接続された第１の直列回路と、トランジスタＭ２とトランジスタＭ４と定電流源ＣＳ２とが直列に接続された第２の直列回路とが、同様の電気特性を備えて動作するようにされている。

次に、上述のように構成された受信装置１の動作について説明する。まず、ＵＷＢ通信が実行されておらず、従って無線信号ＳＡがアンテナ２により受信されていない場合、アンテナ２、アンプ３、及びダイオード検波回路４を経由して相関器５へ出力される包絡線信号ＳＣは例えば直流電圧Ｖd1にされており、高周波成分が含まれていない。従って、トランスコンダクタンスアンプ５２における電圧Ｖin（Ｖd1）とトランジスタＭ２のゲート電圧である直流成分電圧Ｖinaとは同電位となる。すると、直流成分電圧Ｖinaに応じてトランジスタＭ２の抵抗値が変化し、電圧Ｖaが変化するが、差動アンプＡＭＰ１によって電圧Ｖaを基準電圧Ｖ１と等しくするべく定電流源ＣＳ２の出力電流が制御されると共に定電流源ＣＳ１が定電流源ＣＳ２と同様に制御される。そうすると、トランジスタＭ１とトランジスタＭ３と定電流源ＣＳ１とが直列に接続された第１の直列回路と、トランジスタＭ２とトランジスタＭ４と定電流源ＣＳ２とが直列に接続された第２の直列回路とは、同様の電気特性を備えて動作するようにされているので、第１の直列回路において、第２の直列回路における電圧Ｖaに対応する電圧である相関電圧ＳＥが基準電圧Ｖ１と等しくされる。

これにより、無線信号ＳＡがアンテナ２により受信されていない場合は、相関器５からＡＤ変換器６へ基準電圧Ｖ１が相関電圧ＳＥとして出力され、ＡＤ変換器６によって、基準電圧Ｖ１がデジタル値に変換されて制御部７へ出力される。そして、制御部７は、基準電圧Ｖ１を示すデータを受信すると、無線信号ＳＡが受信されていないと判定する。

次に、無線信号ＳＡがアンテナ２により受信された場合の受信装置１の動作を説明する。図３は、受信装置１の動作を説明するための信号波形図である。まず、アンテナ２により受信されたパルス状の無線信号ＳＡがアンプ３により増幅され受信信号ＳＢとしてダイオード検波回路４へ出力される。そして、ダイオード検波回路４によって、受信信号ＳＢが包絡線検波され、包絡線信号ＳＣが生成される。波形４０１は、ダイオード検波回路４によって生成された包絡線信号ＳＣの一例である。波形４０１は、例えば、その波高値電圧がＶｓのパルス状であって、その直流成分電圧が上述の無線信号ＳＡが受信されていない場合と同様の電圧Ｖd1になっている。

そうすると、無線信号ＳＡから得られた包絡線信号ＳＣにおける高周波成分は抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とからなるローパスフィルタによってカットされるため、トランジスタＭ２のゲートに印加される直流成分電圧Ｖinaは、無線信号ＳＡが受信されていない場合と同様の電圧Ｖd1から変化しない。従って、トランジスタＭ２の抵抗値も変化しないため、定電流源ＣＳ１，ＣＳ２の出力電流も変化しない。

一方、トランジスタＭ１のゲートには、波形４０１の包絡線信号ＳＣが印加され、トランジスタＭ１を流れる電流が変化する。そうすると、定電流源ＣＳ１から供給される電流は一定なので、トランジスタＭ１を流れる電流の変化分ΔＩｄｓは、コンデンサＣｏから供給される。これにより、波形４０１の包絡線信号ＳＣがコンデンサＣｏにより積分され、その積分値が相関電圧ＳＥとして出力され、ＡＤ変換器６によって、基準電圧Ｖ１がデジタル値に変換されて制御部７へ出力される。そして、制御部７は、ＡＤ変換器６から得られた相関電圧ＳＥの値に基づいて、データを復調する。

この場合、波形４０１の包絡線信号ＳＣをＶin（ｔ）、トランジスタＭ１におけるドレイン・ソース電流の変化分をΔＩｄｓ、トランジスタＭ１のゲート・ソース電圧の変化分をΔＶｇｓとすると、Ｖin（ｔ）の積分値である相関電圧ＳＥは、以下の式（１）によって示される。

次に、受信装置１の温度が変化した場合の受信装置１の動作を説明する。例えば、受信装置１の温度が上昇した場合、まず、ダイオードＤ１の温度が上昇するためダイオードＤ１の順方向電圧が低下し、図３に示す波形４０２のように、包絡線信号ＳＣの直流成分電圧が上昇してＶd2となる。そうすると、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とからなるローパスフィルタによって電圧Ｖd2がトランジスタＭ２のゲートに印加され、トランジスタＭ２を流れる電流が増加し、差動アンプＡＭＰ１によって電圧Ｖaを基準電圧Ｖ１と同一に維持すべくフィードバック制御が行われる結果、定電流源ＣＳ１，ＣＳ２の出力電流が増加する。

ここで、受信装置１の温度が上昇し、トランジスタＭ３の温度が上昇すると、トランジスタＭ３のトランスコンダクタンスｇｍ（＝ΔＩｄｓ／ΔＶｇｓ）は低下する特性がある。一方、トランジスタＭ３のトランスコンダクタンスｇｍは、以下の式（２）で表される。
ｇｍ＝２・（β・Ｉｄ）^1/2 ・・・（２）
但し、βは定数
ＩｄはトランジスタＭ３のドレイン電流。

そうすると、受信装置１の温度が上昇してトランジスタＭ３の温度が上昇した場合、トランジスタＭ３のトランスコンダクタンスｇｍはその温度特性により低下する一方、定電流源ＣＳ２の出力電流が増加することによりトランジスタＭ３のドレイン電流Ｉｄが増加し、式（２）に基づきトランスコンダクタンスｇｍが上昇されるので、トランジスタＭ３のトランスコンダクタンスｇｍ、すなわちトランスコンダクタンスアンプ５２のトランスコンダクタンスｇｍを温度補償することができる。この場合、ダイオードＤ１の温度特性に応じた包絡線信号ＳＣ（検波信号）における直流成分電圧Ｖinaの変動に基づきトランジスタＭ３の温度特性が補償されるので、図６に示す背景技術に係る温度補償回路１３３のように、温度センサ１３８やマイクロコンピュータ１３７やＤＡコンバータ１３６等を用いる必要がなく、トランスコンダクタンスアンプ５２におけるトランスコンダクタンスｇｍの温度補償回路を簡素化することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る受信装置について説明する。第２の実施形態に係る受信装置１ａの構成の一例は、第１の実施形態に係る受信装置１と同様、図１で示される。図１に示す受信装置１ａは、受信装置１とは、相関器５の代わりに相関器５ａを備える点で異なる。その他の構成は図１に示す受信装置１と同様であるので、その説明を省略する。

図４は、図１に示す受信装置１ａにおける相関器５ａの構成の一例を示す回路図である。図４に示す相関器５ａは、図２に示す相関器５とは、トランジスタＭ３，Ｍ４のゲートに、制御電圧Ｖgmcの代わりに直流成分電圧Ｖinaが印加される点で異なる。

その他の構成は図２に示す相関器５と同様であるのでその説明を省略し、以下、温度が変化した場合の相関器５ａの動作について説明する。例えば、受信装置１ａの温度が上昇した場合、まず、ダイオードＤ１の温度が上昇するためダイオードＤ１の順方向電圧が低下し、図３に示す波形４０２のように、包絡線信号ＳＣの直流成分電圧が上昇してＶd2となる。そうすると、直流成分電圧Ｖinaが上昇して受信装置１の場合と同様のフィードバック制御により定電流源ＣＳ１，ＣＳ２の出力電流が増加されると共に、トランジスタＭ３，Ｍ４のゲート電圧が上昇する。トランジスタＭ３，Ｍ４のゲート電圧が上昇すると、トランジスタＭ３，Ｍ４におけるドレイン・ソース間電圧Ｖdsも上昇する。

このとき、トランジスタＭ３が非飽和領域で動作していれば、トランジスタＭ３のトランスコンダクタンスｇｍは、下記の式（３）で示される。
ｇｍ＝βＶds ・・・（３）
但し、βは定数。

従って、トランジスタＭ３におけるドレイン−ソース間電圧Ｖdsが上昇すると、式（３）によって、トランジスタＭ３のトランスコンダクタンスｇｍも上昇する。これにより、受信装置１ａの温度が上昇してトランジスタＭ３の温度が上昇した場合、トランジスタＭ３のドレイン−ソース間電圧Ｖdsが上昇して式（３）に基づきトランスコンダクタンスｇｍが上昇されるので、トランジスタＭ３のトランスコンダクタンスｇｍ、すなわちトランスコンダクタンスアンプ５２のトランスコンダクタンスｇｍを温度補償することができる。

この場合、ダイオードＤ１の温度特性に応じた包絡線信号ＳＣ（検波信号）における直流成分電圧Ｖinaの変動に基づきトランジスタＭ３の温度特性が補償されるので、図６に示す背景技術に係る温度補償回路１３３のように、温度センサ１３８やマイクロコンピュータ１３７やＤＡコンバータ１３６等を用いる必要がなく、トランスコンダクタンスアンプ５２におけるトランスコンダクタンスｇｍの温度補償回路を簡素化することができる。

また、トランスコンダクタンスアンプ５２とダイオード検波回路４とをあわせて一つのトランスコンダクタンスアンプとすれば、トランスコンダクタンスｇｍの温度特性を補償することができるトランスコンダクタンスアンプが得られる。

本発明の一実施形態に係る受信装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示すダイオード検波回路と相関器との詳細な構成の一例を示す回路図である。 図１に示す受信装置の動作を説明するための信号波形図である。 図１に示す受信装置における相関器の構成の一例を示す回路図である。 背景技術に係るＵＷＢ通信の受信装置を示すブロック図である。 背景技術に係る相関器の詳細な構成を示す回路図である。

符号の説明

１，１ａ 受信装置
２ アンテナ
３ アンプ
４ ダイオード検波回路
５，５ａ 相関器
６ ＡＤ変換器
７ 制御部
４１，４４ 抵抗
４２ 定電流源
４３ コンデンサ
４４ 抵抗
５１ 積分回路
５２ トランスコンダクタンスアンプ
５３ フィードバック制御部
ＡＭＰ１ 差動アンプ
Ｃ１ コンデンサ
Ｃｏ コンデンサ
ＣＳ１，ＣＳ２ 定電流源
Ｄ１ ダイオード
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ トランジスタ
Ｒ１ 抵抗
ＳＷ１ スイッチ

Claims (5)

1. パルス状の信号を有する無線信号を受信する受信部と、
   前記受信部により受信された無線信号を検波するダイオードと、
   前記ダイオードにより検波された検波信号の電圧に応じて電流を出力するアンプ回路と、
   前記アンプ回路から出力された電流により充電されるコンデンサと、
   前記コンデンサの充電電圧から前記無線信号を復調する復調部と、
   を備えた受信装置であって、
   前記アンプ回路は、
   ゲートに前記検波信号が印加される第１の電界効果トランジスタと第１の定電流源とが直列に接続されその接続点が、前記コンデンサに接続された第１の直列回路と、
   前記ダイオードの温度特性に応じた前記検波信号における直流成分電圧の変動に基づき前記第１の電界効果トランジスタにおける温度特性を補償するべく前記第１の定電流源の出力電流を制御する電流制御部とを備え、
   前記電流制御部は、
   前記検波信号の直流成分電圧を取得するローパスフィルタと、
   ゲートに前記ローパスフィルタにより取得された直流成分電圧が印加される第２の電界効果トランジスタと第２の定電流源とが直列に接続された第２の直列回路と、
   前記第２の電界効果トランジスタと前記第２の定電流源との接続点の電圧をフィードバック制御により予め設定された基準電圧にさせるべく、前記第２の定電流源の出力電流を制御する制御信号を前記第１の定電流源に出力するフィードバック制御部と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
2. 前記第１の電界効果トランジスタと前記第２の電界効果トランジスタ、及び前記第１の定電流源と前記第２の定電流源は、それぞれ特性を同一にするべく同一の半導体チップに形成されていることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 前記第１の電界効果トランジスタと前記第１の定電流源との間には、第３の電界効果トランジスタが介設され、
   前記第２の電界効果トランジスタと前記第２の定電流源との間には、第４の電界効果トランジスタが介設され、
   前記第３及び第４の電界効果トランジスタのゲートには、前記ローパスフィルタにより取得された直流成分電圧が印加されることを特徴とする請求項１又は２記載の受信装置。
4. 前記第３の電界効果トランジスタと前記第４の電界効果トランジスタとは、特性を同一にするべく同一の半導体チップに形成されていることを特徴とする請求項３記載の受信装置。
5. 外部からのパルス状の入力電圧をダイオードで検波して得られた検波信号に応じて電流を出力するトランスコンダクタンスアンプであって、
   ゲートに前記検波信号が印加される第１の電界効果トランジスタと第１の定電流源とが直列に接続されその接続点から外部に前記電流を出力する第１の直列回路と、
   前記ダイオードの温度特性に応じた前記検波信号における直流成分電圧の変動に基づき前記第１の電界効果トランジスタにおける温度特性を補償するべく前記第１の定電流源の出力電流を制御する電流制御部とを備え、
   前記電流制御部は、
   前記検波信号の直流成分電圧を取得するローパスフィルタと、
   ゲートに前記ローパスフィルタにより取得された直流成分電圧が印加される第２の電界効果トランジスタと第２の定電流源とが直列に接続された第２の直列回路と、
   前記第２の電界効果トランジスタと前記第２の定電流源との接続点の電圧をフィードバック制御により予め設定された基準電圧にさせるべく、前記第２の定電流源の出力電流を制御する制御信号を前記第１の定電流源に出力するフィードバック制御部と、
   を備えることを特徴とするトランスコンダクタンスアンプ。

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