JP4476845B2 - Variable gain amplifier - Google Patents

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Description

本発明は、利得制御時の入力端子および出力端子における反射特性を改善する可変利得増幅器に関する。 The present invention relates to a variable gain amplifier that improves reflection characteristics at an input terminal and an output terminal during gain control.

従来、可変利得増幅器として、例えば図10に示すような相互コンダクタンスを制御する構成、あるいは図11に示す負帰還量を制御する構成が知られている(下記「非特許文献1」)。図10の回路構成において、31は入力端子、32は出力端子、33は電界効果トランジスタ(FET)、34は入力整合回路、35は出力整合回路、36はゲート制御端子、37はドレイン制御端子である。また、図9において、41は入力端子、42は出力端子、43は電界効果トランジスタ、44は入力整合回路、45は出力整合回路、46は可変抵抗素子、47は容量素子、48はゲート制御端子、49はドレイン制御端子である。   Conventionally, as a variable gain amplifier, for example, a configuration for controlling a mutual conductance as shown in FIG. 10 or a configuration for controlling a negative feedback amount shown in FIG. 11 is known (“Non-patent Document 1” below). In the circuit configuration of FIG. 10, 31 is an input terminal, 32 is an output terminal, 33 is a field effect transistor (FET), 34 is an input matching circuit, 35 is an output matching circuit, 36 is a gate control terminal, and 37 is a drain control terminal. is there. 9, 41 is an input terminal, 42 is an output terminal, 43 is a field effect transistor, 44 is an input matching circuit, 45 is an output matching circuit, 46 is a variable resistance element, 47 is a capacitive element, and 48 is a gate control terminal. 49 are drain control terminals.

図10で示す相互コンダクタンスを制御する構成では、トランジスタの相互コンダクタンスが静特性上のバイアス点に依存する特性を利用し、電界効果トランジスタの場合、トランジスタのゲート・ソース間電圧をピンチオフ電圧に近づけることにより、相互コンダクタンスを抑圧し、増幅器の利得を下げ、利得の可変化を実現している。   In the configuration for controlling the transconductance shown in FIG. 10, the characteristic that the mutual conductance of the transistor depends on the bias point on the static characteristics is used, and in the case of a field effect transistor, the gate-source voltage of the transistor is brought close to the pinch-off voltage. Thus, the mutual conductance is suppressed, the gain of the amplifier is lowered, and the gain is variable.

また、図11に示す負帰還量を制御する構成では、増幅器の入力信号と出力信号の位相差が逆相であることを利用し、入力段と出力段を可変抵抗素子で構成される帰還回路で接続し、可変抵抗素子の抵抗値を変化させ、出力信号と入力信号が逆相で打ち消しあう割合を変化させることにより、増幅器の利得を下げ、利得の可変化を実現している。   Further, in the configuration for controlling the negative feedback amount shown in FIG. 11, a feedback circuit in which the input stage and the output stage are composed of variable resistance elements by utilizing the fact that the phase difference between the input signal and the output signal of the amplifier is reversed. Are connected, and the resistance value of the variable resistance element is changed, and the rate at which the output signal and the input signal cancel each other out of phase is changed, thereby reducing the gain of the amplifier and realizing variable gain.

相川正義、大平孝、徳光恒雄、広田哲夫、村口正弘著「モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)」pp.170−171、電子情報通信学会、平成9年1月"Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC)" by Masayoshi Aikawa, Takashi Ohira, Tsuneo Tokumitsu, Tetsuo Hirota and Masahiro Muraguchi pp. 170-171, IEICE, January 1997

ところで、図10に示す相互コンダクタンス(g)を制御する構成では可変利得増幅器の入出力のインピーダンスはA/(B+g)(A,Bは寄生素子に依存する係数)に比例するため、利得を下げる場合、相互コンダクタンス(g)が小さくなり、可変利得増幅器の入出力のインピーダンスが高くなる。その結果、利得制御を行う場合、入出力のインピーダンスが変化し、整合条件が変動し、反射特性が劣化するという問題点を生じていた。 By the way, in the configuration for controlling the mutual conductance (g m ) shown in FIG. 10, the input / output impedance of the variable gain amplifier is proportional to A / (B + g m ) (A and B are coefficients depending on the parasitic elements). Is reduced, the mutual conductance (g m ) decreases, and the input / output impedance of the variable gain amplifier increases. As a result, when gain control is performed, input / output impedances change, matching conditions fluctuate, and reflection characteristics deteriorate.

図11に示す負帰還量を制御する構成では、利得を下げる場合、可変抵抗素子のインピーダンスは低くなり、かつ能動素子と並列で接続しているため、可変利得増幅器の入出力のインピーダンスが低くなる。その結果、利得制御を行う場合、上記図8の場合と同様に、入出力のインピーダンスが変化し、整合条件が変動し、反射特性が劣化するという問題点を生じていた。   In the configuration for controlling the amount of negative feedback shown in FIG. 11, when the gain is lowered, the impedance of the variable resistance element becomes low and the impedance of the input / output of the variable gain amplifier is low because it is connected in parallel with the active element. . As a result, when gain control is performed, as in the case of FIG. 8, the input / output impedance changes, the matching conditions fluctuate, and the reflection characteristics deteriorate.

上記問題点を解決するために、本発明の請求項1においては、主増幅器と可変抵抗素子とを有する可変利得増幅器において、前記主増幅器の入力端子を前記可変利得増幅器の入力端子と前記可変抵抗素子の一端とに接続し、前記主増幅器の出力端子を前記可変利得増幅器の出力端子と前記可変抵抗素子の他端とに接続した前記可変利得増幅器であって、前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが、利得制御時において、それぞれ一定値となるように、前記主増幅器の制御電圧の値と前記可変抵抗素子の制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記主増幅器の制御電圧の値と前記可変抵抗素子の制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記主増幅器の制御電圧の値と前記可変抵抗素子の制御電圧の値として設定することを特徴とする可変利得増幅器について規定している。 In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, in a variable gain amplifier having a main amplifier and a variable resistance element, the input terminal of the main amplifier is connected to the input terminal of the variable gain amplifier and the variable resistance. A variable gain amplifier connected to one end of an element, and an output terminal of the main amplifier connected to an output terminal of the variable gain amplifier and the other end of the variable resistance element, and an input impedance of the variable gain amplifier; A table storing combinations of the control voltage value of the main amplifier and the control voltage value of the variable resistance element so that the output impedance is a constant value during gain control, respectively. The combination of the value of the control voltage of the main amplifier and the value of the control voltage of the variable resistance element is read, and these values are set as the value of the control voltage of the main amplifier. It defines the variable gain amplifier and sets the value of the control voltage of the serial variable resistance element.

請求項2においては、請求項1に記載の可変利得増幅器であって、前記主増幅器は電界効果トランジスタを有し、さらに前記可変利得増幅器は入力整合回路と出力整合回路とを有し、前記主増幅器のゲート端子に前記入力整合回路の一端および前記可変抵抗素子の一端を接続し、前記電界効果トランジスタのソース端子を接地し、前記電界効果トランジスタのドレイン端子に前記出力整合回路の一端および前記可変抵抗素子の他端を接続し、前記入力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の入力端子に接続し、前記出力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の出力端子に接続し、前記入力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器のゲート制御端子に接続し、前記出力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器のドレイン制御端子に接続し、前記可変抵抗素子のバイアス端子を前記可変利得増幅器の可変抵抗素子制御端子に接続し、前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが利得制御時において、それぞれ一定値となるように、前記ゲート制御端子に印加するゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記ゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記ゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定することを特徴とする可変利得増幅器について規定している。 The variable gain amplifier according to claim 1, wherein the main amplifier includes a field effect transistor, and the variable gain amplifier further includes an input matching circuit and an output matching circuit. One end of the input matching circuit and one end of the variable resistance element are connected to the gate terminal of the amplifier, the source terminal of the field effect transistor is grounded, and one end of the output matching circuit and the variable terminal are connected to the drain terminal of the field effect transistor. The other end of the resistor element is connected, the other end of the input matching circuit is connected to the input terminal of the variable gain amplifier, the other end of the output matching circuit is connected to the output terminal of the variable gain amplifier, and the input matching The bias terminal of the circuit is connected to the gate control terminal of the variable gain amplifier, and the bias terminal of the output matching circuit is connected to the drain control terminal of the variable gain amplifier. Continued and connects the bias terminal of the variable resistor element to the variable resistive element control terminal of the variable gain amplifier, the input impedance of said variable gain amplifier with the output impedance, at the time of the gain control, so that each becomes a constant value A table storing a combination of a value of the gate control voltage applied to the gate control terminal and a value of the variable resistance element control voltage applied to the variable resistance element control terminal , and from the table, the value of the gate control voltage A variable gain amplifier is characterized in that the combination of the value of the variable resistance element control voltage and the value of the variable resistance element control voltage is read and the value is set as the value of the gate control voltage and the value of the variable resistance element control voltage. Yes.

請求項3においては、請求項1に記載の可変利得増幅器であって、前記主増幅器は第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとを有し、前記可変利得増幅器は入力整合回路と出力整合回路とを有し、前記第1の電界効果トランジスタのゲート端子を前記入力整合回路の一端および前記可変抵抗素子の一端に接続し、前記第1の電界効果トランジスタのソース端子を接地し、前記第1の電界効果トランジスタのドレイン端子を前記第2の電界効果トランジスタのソース端子に接続し、前記第2の電界効果トランジスタのゲート端子を前記可変利得増幅器の第2のゲート制御端子に接続し、前記第2の電界効果トランジスタのドレイン端子を前記出力整合回路の一端および前記可変抵抗素子の他端に接続し、前記入力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の入力端子に接続し、前記出力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の出力端子に接続し、前記入力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器の第1のゲート制御端子に接続し、前記出力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器のドレイン制御端子に接続し、前記可変抵抗素子のバイアス端子を前記可変利得増幅器の可変抵抗素子制御端子に接続し、前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが利得制御時において、それぞれ一定値となるように、前記第1のゲート制御端子に印加する第1のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記第1のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記第1のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定することを特徴とする可変利得増幅器について規定している。 The variable gain amplifier according to claim 1, wherein the main amplifier includes a first field effect transistor and a second field effect transistor, and the variable gain amplifier includes an input matching circuit, An output matching circuit; connecting a gate terminal of the first field effect transistor to one end of the input matching circuit and one end of the variable resistance element; grounding a source terminal of the first field effect transistor; The drain terminal of the first field effect transistor is connected to the source terminal of the second field effect transistor, and the gate terminal of the second field effect transistor is connected to the second gate control terminal of the variable gain amplifier. , Connecting the drain terminal of the second field effect transistor to one end of the output matching circuit and the other end of the variable resistance element, One end is connected to the input terminal of the variable gain amplifier, the other end of the output matching circuit is connected to the output terminal of the variable gain amplifier, and the bias terminal of the input matching circuit is the first gate control of the variable gain amplifier. A bias terminal of the output matching circuit is connected to a drain control terminal of the variable gain amplifier, a bias terminal of the variable resistance element is connected to a variable resistance element control terminal of the variable gain amplifier, and the variable gain is connected. applied and an input and output impedances of the amplifier, at the time of the gain control, so that each becomes a constant value, the first value and the variable resistance element control terminal of the gate control voltage applied to said first gate control terminal has a table storing a combination of values of the variable resistive element control voltage, the value of the first gate control voltage from the table Reads the combination of the value of the variable resistive element control voltage, defines the variable gain amplifier and sets these values as values of said variable resistive element control voltage of the first gate control voltage ing.

請求項4においては、請求項1に記載の可変利得増幅器であって、前記主増幅器は第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとを有し、前記可変利得増幅器は入力整合回路と、出力整合回路とを有し、前記第1の電界効果トランジスタのゲート端子を前記入力整合回路の一端および可変抵抗素子の一端に接続し、前記第1の電界効果トランジスタのソース端子を接地し、前記第1の電界効果トランジスタのドレイン端子を前記第2の電界効果トランジスタのソース端子に接続し、前記第2の電界効果トランジスタのゲート端子を前記可変利得増幅器の第2のゲート制御端子に接続し、前記第2の電界効果トランジスタのドレイン端子を前記出力整合回路の一端および前記可変抵抗素子の他端に接続し、前記入力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の入力端子に接続し、前記出力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の出力端子に接続し、前記入力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器の第1のゲート制御端子に接続し、前記出力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器のドレイン制御端子に接続し、前記可変抵抗素子のバイアス端子を前記可変利得増幅器の可変抵抗素子制御端子に接続し、前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが利得制御時において、それぞれ一定値となるように、前記第2のゲート制御端子に印加する第2のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記第2のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記第2のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定することを特徴とする可変利得増幅器について規定している。 The variable gain amplifier according to claim 1, wherein the main amplifier includes a first field effect transistor and a second field effect transistor, and the variable gain amplifier includes an input matching circuit, An output matching circuit, connecting a gate terminal of the first field effect transistor to one end of the input matching circuit and one end of a variable resistance element, and grounding a source terminal of the first field effect transistor, The drain terminal of the first field effect transistor is connected to the source terminal of the second field effect transistor, and the gate terminal of the second field effect transistor is connected to the second gate control terminal of the variable gain amplifier. A drain terminal of the second field effect transistor is connected to one end of the output matching circuit and the other end of the variable resistance element; Is connected to the input terminal of the variable gain amplifier, the other end of the output matching circuit is connected to the output terminal of the variable gain amplifier, and the bias terminal of the input matching circuit is connected to the first gate control terminal of the variable gain amplifier. A bias terminal of the output matching circuit is connected to a drain control terminal of the variable gain amplifier, a bias terminal of the variable resistance element is connected to a variable resistance element control terminal of the variable gain amplifier, and the variable gain amplifier input impedance and the output impedance, at the time of the gain control, so that each becomes a constant value, and applies the value of the second gate control voltage applied to said second gate control terminal and to said variable resistive element control terminal has a table storing a combination of values of the variable resistive element control voltage, the friendly and value of the second gate control voltage from the table Reads the combination of the value of the resistance element control voltage, defines the variable gain amplifier and sets these values as values of said variable resistive element control voltage of the second gate control voltage Yes.

請求項5においては、請求項2に記載の可変利得増幅器であって、前記主増幅器の前記電界効果トランジスタをバイポーラトランジスタに置き換え、前記ゲート端子をベース端子に、前記ドレイン端子をコレクタ端子に、前記ソース端子をエミッタ端子に、前記ゲート制御端子をベース制御端子に、前記ドレイン制御端子をコレクタ制御端子にそれぞれ置き換え、前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが利得制御時においてそれぞれ一定値となるように、前記ベース制御端子に印加するベース制御電圧の値前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記ベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記ベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定することを特徴とする可変利得増幅器について規定している。 The variable gain amplifier according to claim 2, wherein the field effect transistor of the main amplifier is replaced with a bipolar transistor, the gate terminal is a base terminal, the drain terminal is a collector terminal, the source terminal to the emitter terminal, the gate control terminal to the base control terminal, said replacing respectively the drain control terminal to the collector control terminal, the input impedance of said variable gain amplifier with the output impedance, at the time of gain control, constant values, respectively and so that has a table storing a combination of values of the variable resistive element control voltage applied value of the base control voltage applied to the base control terminal and to said variable resistive element control terminal, said base from said table The combination of the control voltage value and the variable resistance element control voltage value Out look defines the variable gain amplifier and sets these values as values of said variable resistive element control voltage of the base control voltage.

請求項6においては、請求項3に記載の可変利得増幅器であって、前記主増幅器の前記第1および第2の電界効果トランジスタを第1および第2のバイポーラトランジスタにそれぞれ置き換え、前記第1および第2の電界効果トランジスタそれぞれの前記各ゲート端子をベース端子に、前記各ドレイン端子をコレクタ端子に、前記各ソース端子をエミッタ端子にそれぞれ置き換え、かつ前記第1および第2のゲート制御端子をそれぞれ第1および第2のベース制御端子に、前記第1および第2のドレイン制御端子をそれぞれ第1および第2のコレクタ制御端子にそれぞれ置き換え、前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが、利得制御時においてそれぞれ一定値となるように、前記第1のベース制御端子に印加する第1のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値の組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記第1のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記第1のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定することを特徴とする可変利得増幅器について規定している。 The variable gain amplifier according to claim 3, wherein the first and second field effect transistors of the main amplifier are replaced with first and second bipolar transistors, respectively. a second field effect transistor each of the respective gate terminals to a base terminal, said collector terminal each drain terminal, replacing each of the respective source terminals to the emitter terminal, and the first and second gate control terminal the first and second base control terminals respectively, replacing respectively the first and second drain control terminal to the first and second collector control terminals respectively, and the input and output impedances of the variable gain amplifier, during the gain control, so that each becomes a constant value, applied to the first base control terminal Having a first base control voltage value as the variable resistive element table combination storing values of the variable resistive element control voltage applied to the control terminal of that, the value of the first base control voltage from the table A variable gain amplifier is characterized in that a combination with a value of a variable resistance element control voltage is read and these values are set as a value of the first base control voltage and a value of the variable resistance element control voltage. ing.

請求項7においては、請求項4に記載の可変利得増幅回路であって、前記主増幅器の前記第1および第2の電界効果トランジスタを第1および第2のバイポーラトランジスタにそれぞれ置き換え、前記第1および第2の電界効果トランジスタそれぞれの前記各ゲート端子をベース端子に、前記各ドレイン端子をコレクタ端子に、前記各ソース端子をエミッタ端子にそれぞれ置き換え、かつ、前記第1および第2のゲート制御端子をそれぞれ第1および第2のベース制御端子に、前記第1および第2のドレイン制御端子をそれぞれ第1および第2のコレクタ制御端子にそれぞれ置き換え、前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが、利得制御時においてそれぞれ一定値となるように、前記第2のベース制御端子に印加する第2のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記第2のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記第2のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定することを特徴とする可変利得増幅器について規定している。
このようにして、従来の可変利得増幅器において、利得を変更する際に生じる入力インピーダンスおよび出力インピーダンスの変動を低く抑えることが出来、入力および出力の反射特性を改善できる点が従来の技術と異なっている。
The variable gain amplifier circuit according to claim 4, wherein the first and second field effect transistors of the main amplifier are replaced with first and second bipolar transistors, respectively. The first and second gate control terminals are replaced with the gate terminals of the first and second field effect transistors as base terminals, the drain terminals as collector terminals, and the source terminals as emitter terminals, respectively. Are respectively replaced by first and second base control terminals, and the first and second drain control terminals are respectively replaced by first and second collector control terminals, and the input impedance and output impedance of the variable gain amplifier are sign at the time gain control, so that each becomes a constant value, the second base control terminal A second base control voltage value as the table storing a combination of values of the variable resistive element control voltage applied to the variable resistive element control terminal of which, the value of the second base control voltage from the table A variable gain amplifier is characterized in that a combination with the value of the variable resistance element control voltage is read and these values are set as the value of the second base control voltage and the value of the variable resistance element control voltage. is doing.
In this way, in the conventional variable gain amplifier, the fluctuations of the input impedance and the output impedance that occur when changing the gain can be suppressed to a low level, and the reflection characteristics of the input and output can be improved. Yes.

本発明によれば、利得制御時においても入力端子および出力端子における反射特性の劣化が小さい可変利得増幅器を実現でき、高周波帯で利得制御が求められる送信機や受信機に用いた場合に高周波帯でのダイナミックレンジを拡大することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a variable gain amplifier with little deterioration in reflection characteristics at the input terminal and the output terminal even during gain control, and when used in a transmitter or receiver that requires gain control in the high frequency band. The dynamic range can be expanded.

(実施の形態1)
図1は本発明による実施の形態1における可変利得増幅器の基本構成を示すブロック図である。図中、1は入力端子、2は出力端子、3は主増幅器、4は可変抵抗素子、5は主増幅器の利得を制御する主増幅器制御端子、6は可変抵抗素子の抵抗値を制御する可変抵抗素子制御端子である。主増幅器3の入力端子に本発明の対象である可変利得増幅器の入力端子1および可変抵抗素子4の一端を接続し、主増幅器3の出力端子に同じく可変利得増幅器の出力端子2および可変抵抗素子4の他端を接続し、主増幅器3の制御端子に主増幅器制御端子5を接続し、可変抵抗素子4の制御端子に可変抵抗素子制御端子6を接続している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a variable gain amplifier according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is an input terminal, 2 is an output terminal, 3 is a main amplifier, 4 is a variable resistance element, 5 is a main amplifier control terminal for controlling the gain of the main amplifier, and 6 is a variable for controlling the resistance value of the variable resistance element. This is a resistance element control terminal. The input terminal 1 of the variable gain amplifier and one end of the variable resistance element 4 are connected to the input terminal of the main amplifier 3, and the output terminal 2 and the variable resistance element of the variable gain amplifier are also connected to the output terminal of the main amplifier 3. 4, the main amplifier control terminal 5 is connected to the control terminal of the main amplifier 3, and the variable resistance element control terminal 6 is connected to the control terminal of the variable resistance element 4.

ここで、高周波信号を入力した場合の動作を図2により説明する。図2は本発明による実施の形態1の可変利得増幅器を構成する電界効果トランジスタ(以下、FETと記す)を簡略化し、入出力の整合回路およびバイアス回路を省略した等価回路図である。同図において51は入力端子、52は出力端子、53はゲート・ソース間容量、54はゲート・ソース間容量に印加される電圧を相互コンダクタンス倍した値を持つ電流源、55はドレイン・ソース間抵抗、56は可変抵抗素子である。ここで、図2の等価回路の入力インピーダンスZin、出力インピーダンスZoutは、ゲート・ソース間容量Cgs、相互コンダクタンスg、ドレイン・ソース間抵抗Rds、可変抵抗素子RFBを用い、以下のように表すことが出来る。 Here, the operation when a high-frequency signal is input will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram in which the field effect transistor (hereinafter referred to as FET) constituting the variable gain amplifier according to the first embodiment of the present invention is simplified and the input / output matching circuit and the bias circuit are omitted. In the figure, 51 is an input terminal, 52 is an output terminal, 53 is a gate-source capacitance, 54 is a current source having a value obtained by multiplying a voltage applied to the gate-source capacitance by mutual conductance, and 55 is a drain-source. A resistor 56 is a variable resistance element. Here, the input impedance Z in and the output impedance Z out of the equivalent circuit of FIG. 2 are as follows using the gate-source capacitance C gs , the mutual conductance g m , the drain-source resistance R ds , and the variable resistance element R FB. It can be expressed as

Figure 0004476845
Figure 0004476845

Figure 0004476845
可変利得増幅器を構成するFETでは
RFB>>1/jωCgs、 RFB>>Rds、 RFB>>g
であるので、(数1)式中の(Rds+1)/(Rds+RFB)および(数2)式中の{(g/jωCgs)+1}/{(1/jωCgs)+RFB}の変動はRFBの変動に依存する。
よって、
Figure 0004476845
In the FET constituting the variable gain amplifier, RFB >> 1 / jωC gs , R FB >> R ds , R FB >> g m
Therefore, (R ds g m +1) / (R ds + R FB ) in equation (1) and {(g m / jωC gs ) +1} / {(1 / jωC gs in equation (2) ) + R FB } varies depending on the variation of R FB .
Therefore,

Figure 0004476845
Figure 0004476845

Figure 0004476845
と置くと、(数1)式と(数2)式は
Figure 0004476845
Then, (Equation 1) and (Equation 2) are

Figure 0004476845
Figure 0004476845

Figure 0004476845
と置ける。ゲート電圧を制御することにより相互コンダクタンスgを制御することにより主増幅器の利得を下げると、FETの特性からjωCgsと1/Rdsとは小さくなる。一方、帰還回路を制御し可変抵抗素子の抵抗値RFBを下げると(数3)式および(数4)式で与えられるf(RFB)とg(RFB)とは大きくなる。従って、可変利得増幅器の利得制御に際して、入力インピーダンスZin、出力インピーダンスZoutが共に実質的に一定値と看做し得る範囲にあるように、すなわち
Figure 0004476845
I can put it. Reducing the gain of the main amplifier by controlling the transconductance g m by controlling the gate voltage decreases and j [omega] C gs and 1 / R ds from the characteristics of the FET. On the other hand, when the feedback circuit is controlled and the resistance value R FB of the variable resistance element is lowered, f (R FB ) and g (R FB ) given by the equations (3) and (4) increase. Therefore, in the gain control of the variable gain amplifier, the input impedance Z in and the output impedance Z out are both in a range that can be regarded as a substantially constant value, that is,

Figure 0004476845
Figure 0004476845

Figure 0004476845
となるよう、可変抵抗素子制御端子6に印加する可変抵抗素子の抵抗値制御電圧および主増幅器制御端子5に印加する主増幅器の利得制御電圧を同時に制御することにより、可変利得時の入力インピーダンスZinおよび出力インピーダンスZoutの変動を抑えることが出来、入力および出力の反射特性を改善することが出来る。
Figure 0004476845
By simultaneously controlling the resistance value control voltage of the variable resistance element applied to the variable resistance element control terminal 6 and the gain control voltage of the main amplifier applied to the main amplifier control terminal 5 such that the input impedance Z at the time of variable gain is it is possible to suppress the fluctuation of the in and output impedance Z out, it is possible to improve the reflection characteristics of the input and output.

図3は、本発明による可変利得増幅器の他の基本回路構成を示すものである。図3において、101は主増幅器を構成するFET、102は可変抵抗素子、103は可変抵抗素子制御端子で可変抵抗素子102の抵抗値制御用のバイアス端子に接続されており、104は入力整合回路、105はゲート制御端子で入力整合回路のバイアス端子に接続されており、106は出力整合回路、107はドレイン制御端子で出力整合回路のバイアス端子に接続されている。すなわち、主増幅器を構成しているFET101の相互コンダクタンス(g)をゲート制御端子105に印加する電圧により調整し、出力側からの負帰還量は可変抵抗素子102の抵抗値を可変抵抗素子制御端子103に印加する電圧により調整する。前述のように、主増幅器101の利得はゲート制御端子105に印加する電圧、および可変抵抗素子制御端子103に印加する電圧の両電圧を同時に制御することにより利得を変化させる。 FIG. 3 shows another basic circuit configuration of the variable gain amplifier according to the present invention. In FIG. 3, 101 is an FET constituting the main amplifier, 102 is a variable resistance element, 103 is a variable resistance element control terminal, which is connected to a bias terminal for resistance value control of the variable resistance element 102, and 104 is an input matching circuit. , 105 are gate control terminals connected to the bias terminal of the input matching circuit, 106 is an output matching circuit, and 107 is a drain control terminal connected to the bias terminal of the output matching circuit. That is, the mutual conductance (g m ) of the FET 101 constituting the main amplifier is adjusted by the voltage applied to the gate control terminal 105, and the negative feedback amount from the output side controls the resistance value of the variable resistance element 102. Adjustment is made according to the voltage applied to the terminal 103. As described above, the gain of the main amplifier 101 is changed by simultaneously controlling both the voltage applied to the gate control terminal 105 and the voltage applied to the variable resistance element control terminal 103.

図4は本発明による可変利得増幅器の具体例を示す回路図である。図中、11は入力端子、12は出力端子、13,14,15はFET、16,17,18,19,20は容量素子、21,22,23,24はインダクタ素子、25は第1のゲート制御端子、26は第2のゲート制御端子でインダクタ21およびインダクタ22を介して第1のFET13のゲート端子に接続されている。すなわち、ゲート制御用の電圧を印加するバイアス端子はインダクタ21の第1のゲート制御端子側となる。27はドレイン制御端子、28は可変抵抗素子制御端子である。図4においては、主増幅器3はFET13および14をカスコード接続して構成しており、主増幅器3の利得は第1、第2のゲート制御端子に印加する電圧により制御される。電圧可変抵抗素子もFET15のゲート電圧を可変抵抗素子制御端子に印加する電圧を制御してコンダクタンスを変化させる構成としている。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific example of a variable gain amplifier according to the present invention. In the figure, 11 is an input terminal, 12 is an output terminal, 13, 14 and 15 are FETs, 16, 17, 18, 19 and 20 are capacitive elements, 21, 22, 23 and 24 are inductor elements, and 25 is a first element. A gate control terminal 26 is a second gate control terminal and is connected to the gate terminal of the first FET 13 via the inductor 21 and the inductor 22. That is, the bias terminal to which the voltage for gate control is applied is on the first gate control terminal side of the inductor 21. 27 is a drain control terminal, and 28 is a variable resistance element control terminal. In FIG. 4, the main amplifier 3 is configured by cascode-connecting FETs 13 and 14, and the gain of the main amplifier 3 is controlled by the voltage applied to the first and second gate control terminals. The voltage variable resistance element is also configured to change the conductance by controlling the voltage applied to the variable resistance element control terminal of the gate voltage of the FET 15.

図5は図4中のFET13,14,15としてゲート長0.3μm、ゲート幅100μmのGaAsMESFETを使用した例である。ここで、容量素子16の容量は5pF、容量素子17の容量は0.3pF、容量素子18の容量は0.5pF、容量素子19の容量は1.28pF、容量素子20の容量は3pF、インダクタ素子21のインダクタンスは5nH、インダクタ素子22のインダクタンスは5.7nH、インダクタ素子23のインダクタンスは3.1nH、インダクタ素子24のインダクタンスは3.2nHを使用している。   FIG. 5 shows an example in which GaAs MESFETs having a gate length of 0.3 μm and a gate width of 100 μm are used as the FETs 13, 14, and 15 in FIG. Here, the capacitance of the capacitive element 16 is 5 pF, the capacitance of the capacitive element 17 is 0.3 pF, the capacitance of the capacitive element 18 is 0.5 pF, the capacitance of the capacitive element 19 is 1.28 pF, the capacitance of the capacitive element 20 is 3 pF, and the inductor The inductance of the element 21 is 5 nH, the inductance of the inductor element 22 is 5.7 nH, the inductance of the inductor element 23 is 3.1 nH, and the inductance of the inductor element 24 is 3.2 nH.

図5は、可変抵抗素子(FET15)の可変抵抗素子制御電圧(V)と、主増幅器を形成しているFETの第1のゲート制御電圧(Vg1)とを本発明の利得制御方法により制御を行った場合のSパラメータのシミュレーション結果である。図5(a)は入力反射特性S1l、図5(b)は通過特性S21、図5(c)は出力反射特性S22である。なお、上記の可変電圧発生器として、例えば、図5に記載の可変抵抗素子制御電圧(V)と、主増幅器を形成しているFETの第1のゲート制御電圧(Vg1)との組み合わせを予めメモリ上にテーブルとして構成して置き、利得調整時に対応するこれら電圧の組を読み出すことにより入出力の反射特性の変動を抑えている。
このとき、制御利得が0dB以下の−3.7dBとなった際、入力反射特性Sllは−12.5dB、出力反射特性S22は−23.9dB、と良好な特性が得られていることが分かる。
FIG. 5 shows the variable resistance element control voltage (V C ) of the variable resistance element (FET 15) and the first gate control voltage (V g1 ) of the FET forming the main amplifier by the gain control method of the present invention. It is a simulation result of S parameter at the time of controlling. 5A shows the input reflection characteristic S 11 , FIG. 5B shows the transmission characteristic S 21 , and FIG. 5C shows the output reflection characteristic S 22 . As the variable voltage generator, for example, a combination of the variable resistance element control voltage (V C ) shown in FIG. 5 and the first gate control voltage (V g1 ) of the FET forming the main amplifier. Are configured in advance as a table on the memory, and the variation of the reflection characteristics of the input and output is suppressed by reading these voltage sets corresponding to the gain adjustment.
At this time, when the control gain becomes −3.7 dB, which is 0 dB or less, the input reflection characteristic S ll is −12.5 dB, and the output reflection characteristic S 22 is −23.9 dB. I understand.

図6は図4と同じ回路構成で、かつ図5と同じパラメータを使用し、可変抵抗素子と主増幅器の第2のゲート制御電圧、すなわちFET14のゲート制御電圧を図5の場合と同じ本発明の利得制御方法により制御を行った場合のSパラメータのシミュレーション結果である。図6(a)は入力反射特性Sll、図6(b)は通過特性S21、図6(c)は出力反射特性S22である。
このとき、制御利得が0dB以下の−5.2dBとなった際、入力反射特性Sllは−23.1dB、出力反射特性S22は−19.0dB、と良好な特性が得られている。
6 has the same circuit configuration as that of FIG. 4 and uses the same parameters as those of FIG. 5, and the second gate control voltage of the variable resistance element and the main amplifier, that is, the gate control voltage of the FET 14 is the same as that of FIG. It is the simulation result of S parameter at the time of controlling by the gain control method of. 6A shows the input reflection characteristic S ll , FIG. 6B shows the transmission characteristic S 21 , and FIG. 6C shows the output reflection characteristic S 22 .
At this time, when the control gain becomes −5.2 dB which is 0 dB or less, the input reflection characteristic S ll is −23.1 dB, and the output reflection characteristic S 22 is −19.0 dB.

以下、図7および図8は前記の図5および図6の場合、すなわち主増幅器の利得と可変抵抗素子の抵抗値との両者を同時に制御した場合との効果の差異を比較するためのSパラメータのシミュレーション結果である。   7 and 8 are S parameters for comparing the difference in effect between the case of FIG. 5 and FIG. 6 described above, that is, the case where both the gain of the main amplifier and the resistance value of the variable resistance element are controlled simultaneously. This is a simulation result.

図7は図4と同じ回路構成で、かつ図5と同じパラメータを使用し、可変抵抗素子のみを使用して利得制御を行った場合のSパラメータのシミュレーション結果である。図7(a)は入力反射特性Sll、図7(b)は通過特性S21、図7(c)は出力反射特性S22であり、可変抵抗素子の抵抗値を変化させることにより負帰還量を制御する従来の利得制御方法に対応している。 FIG. 7 is a simulation result of the S parameter when the gain control is performed using only the variable resistance element with the same circuit configuration as FIG. 4 and the same parameters as FIG. 7A shows the input reflection characteristic S ll , FIG. 7B shows the transmission characteristic S 21 , and FIG. 7C shows the output reflection characteristic S 22. Negative feedback is achieved by changing the resistance value of the variable resistance element. It corresponds to a conventional gain control method for controlling the amount.

このとき、制御利得が0dB以下の−3.3dBとなった際、入力反射特性S11は−5.9dB、出力反射特性S22は−6.1dB、と−10dB以下となり、本発明による図5および図6の場合に比べ入力反射波、出力反射波の抑圧比が低下していることが分かる。さらに、入力反射特性S11は、利得の変化と共に反射波特性が顕著に変化しており、出力反射特性S22についても最小反射波を与える周波数が利得の変化と共にシフトしていることが分かる。 At this time, when the control gain becomes −3.3 dB, which is 0 dB or less, the input reflection characteristic S 11 is −5.9 dB, the output reflection characteristic S 22 is −6.1 dB, and −10 dB or less. 5 and FIG. 6, it can be seen that the suppression ratio of the input reflected wave and the output reflected wave is lower. Further, the input reflection characteristic S 11 is reflected wave characteristics with changes in gain has changed significantly, it can be seen that shifting the frequency which gives the minimum reflected waves with changes in the gain is also the output reflection characteristic S 22 .

図8は図4と同じ回路構成で、かつ図5と同じパラメータを使用し、主増幅器における第1のゲートの制御電圧(図4における制御端子25に印加する電圧)のみを使用し利得制御を行った場合のSパラメータのシミュレーション結果である。図8(a)は入力反射特性Sll、図8(b)は通過特性S21、図8(c)は出力反射特性S22であり、第1のゲート電圧をFET13のピンチオフ電圧に近づけることにより相互コンダクタンスgを制御する従来の構成に対応している。 8 has the same circuit configuration as FIG. 4 and uses the same parameters as FIG. 5, and uses only the control voltage of the first gate in the main amplifier (voltage applied to the control terminal 25 in FIG. 4) to control the gain. It is a simulation result of S parameter at the time of performing. 8A shows the input reflection characteristic S ll , FIG. 8B shows the transmission characteristic S 21 , and FIG. 8C shows the output reflection characteristic S 22 , and the first gate voltage approaches the pinch-off voltage of the FET 13. It corresponds to the conventional configuration for controlling the transconductance g m by.

このとき、制御利得が0.5dBとなった際、入力反射特性S1lは−6.0dB、出力反射特性S22は−7.9dB、と−10dB以下となり、本発明の可変利得増幅器に比べ特性が劣っていることが分かる。さらに、入力反射特性S11および出力反射特性S22についても、制御利得S21の変化と共に顕著に変化していることが見て取れる。 At this time, when the control gain is 0.5 dB, the input reflection characteristic S 11 is −6.0 dB, the output reflection characteristic S 22 is −7.9 dB, and −10 dB or less, which is compared with the variable gain amplifier of the present invention. It can be seen that the characteristics are inferior. Further, it can be seen that the input reflection characteristic S11 and the output reflection characteristic S22 also change significantly with the change of the control gain S21.

図9は図4と同じ回路構成で、かつ図5と同じパラメータを使用し、主増幅器における第2のゲートの制御電圧(図4におけるゲート制御電圧端子26の電圧)のみを使用し利得制御を行った場合のSパラメータのシミュレーション結果である。図9(a)は入力反射特性Sll、図9(b)は通過特性S21、図9(c)は出力反射特性S22であり、第2のゲート電圧を制御することにより、第1の電界効果トランジスタのドレイン電圧を変化させ相互コンダクタンスを制御する従来の構成に対応している。 9 has the same circuit configuration as FIG. 4 and uses the same parameters as FIG. 5, and uses only the control voltage of the second gate in the main amplifier (the voltage at the gate control voltage terminal 26 in FIG. 4) to control the gain. It is a simulation result of S parameter at the time of performing. 9A shows the input reflection characteristic S ll , FIG. 9B shows the transmission characteristic S 21 , and FIG. 9C shows the output reflection characteristic S 22 , and the first gate voltage is controlled by controlling the second gate voltage. This corresponds to a conventional configuration in which the drain voltage of the field effect transistor is changed to control the mutual conductance.

このとき、制御利得が0dB以下の−0.8dBとなった際、入力反射特性S11は−7.2dB、出力反射特性S22は−11.3dB、と−12dB以下となり、前記図5および図6に示した本発明による可変利得増幅器に比べ特性が劣っていることが分かる。
以上、本発明による可変利得増幅器の構成とすることにより、入力反射特性および出力反射特性を共に改善することが出来る。
(実施の形態2)
At this time, when the control gain becomes −0.8 dB below 0 dB, the input reflection characteristic S 11 becomes −7.2 dB, and the output reflection characteristic S 22 becomes −11.3 dB and −12 dB or less. It can be seen that the characteristics are inferior to those of the variable gain amplifier according to the present invention shown in FIG.
As described above, with the configuration of the variable gain amplifier according to the present invention, both the input reflection characteristic and the output reflection characteristic can be improved.
(Embodiment 2)

なお、本実施の形態では主増幅器としてカスコード接続したFETを使用した回路を例にとって説明したが、カスコード接続したFETをソース接地した回路構成に置き換えても同じ効果が得られることは言うまでもない。   In the present embodiment, a circuit using a cascode-connected FET as a main amplifier has been described as an example. However, it goes without saying that the same effect can be obtained even if the cascode-connected FET is replaced with a circuit configuration in which the source is grounded.

また、以上述べた各実施の形態ではトランジスタとして電界効果トランジスタを使用した回路を例にとって説明したが、電界効果トランジスタをバイポーラトランジスタに置き換えて、ゲート端子をベース端子に、ソース端子をエミッタ端子に、ドレイン端子をコレクタ端子に対応付けて構成しても同じ効果が得られることは言うまでもない。
また、以上述べた実施の形態は全て本発明の実施の形態を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。
In each of the embodiments described above, a circuit using a field effect transistor as an example has been described. However, the field effect transistor is replaced with a bipolar transistor, the gate terminal is used as a base terminal, the source terminal is used as an emitter terminal, It goes without saying that the same effect can be obtained even if the drain terminal is configured to correspond to the collector terminal.
Moreover, all the embodiments described above are illustrative of the embodiments of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in various other modifications and changes. it can. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

実施の形態1による可変利得増幅器の基本構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a basic configuration of a variable gain amplifier according to a first embodiment. 実施の形態1による可変利得増幅器の他の構成例を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing another configuration example of the variable gain amplifier according to the first embodiment. 実施の形態1による可変利得増幅器で用いている電界効果トランジスタの簡略化した等価回路図。FIG. 3 is a simplified equivalent circuit diagram of a field effect transistor used in the variable gain amplifier according to the first embodiment. 実施の形態1による可変利得増幅器の構成例を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a variable gain amplifier according to the first embodiment. 図4の回路において、第1のゲート制御電圧と可変抵抗素子制御電圧とを同時に変化させて利得制御を行った場合の可変利得増幅器のシミュレーションによるSパラメータ特性図。FIG. 5 is an S parameter characteristic diagram by simulation of a variable gain amplifier when gain control is performed by simultaneously changing a first gate control voltage and a variable resistance element control voltage in the circuit of FIG. 図4の回路において、第2のゲート制御電圧と可変抵抗素子制御電圧とを同時に変化させて利得制御を行った場合の可変利得増幅器のシミュレーションによるSパラメータ特性図。FIG. 5 is an S parameter characteristic diagram by simulation of a variable gain amplifier when gain control is performed by simultaneously changing a second gate control voltage and a variable resistance element control voltage in the circuit of FIG. 図4の回路において、可変抵抗素子制御電圧のみを変化させて利得制御を行った場合の可変利得増幅器のシミュレーションによるSパラメータ特性図。FIG. 5 is an S parameter characteristic diagram by simulation of the variable gain amplifier when gain control is performed by changing only the variable resistance element control voltage in the circuit of FIG. 図4の回路において、第1のゲート制御電圧のみを変化させて利得制御を行った場合の可変利得増幅器のシミュレーションによるSパラメータ特性図。FIG. 5 is an S parameter characteristic diagram by simulation of a variable gain amplifier when gain control is performed by changing only the first gate control voltage in the circuit of FIG. 図4の回路において、第2のゲート制御電圧のみを変化させて利得制御を行った場合の可変利得増幅器のシミュレーションによるSパラメータ特性図。FIG. 6 is an S parameter characteristic diagram by simulation of a variable gain amplifier when gain control is performed by changing only the second gate control voltage in the circuit of FIG. 4. 従来の相互コンダクタンスを制御する構成の可変利得増幅器の回路図。The circuit diagram of the variable gain amplifier of the structure which controls the conventional mutual conductance. 従来の負帰還量を制御する構成の可変利得増幅器の回路図。The circuit diagram of the variable gain amplifier of the structure which controls the amount of conventional negative feedback.

Claims (7)

主増幅器と可変抵抗素子とを有する可変利得増幅器において、
前記主増幅器の入力端子を前記可変利得増幅器の入力端子と前記可変抵抗素子の一端とに接続し、
前記主増幅器の出力端子を前記可変利得増幅器の出力端子と前記可変抵抗素子の他端とに接続した前記可変利得増幅器であって、
前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが、利得制御時において、それぞれ一定値となるように、前記主増幅器の制御電圧の値と前記可変抵抗素子の制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記主増幅器の制御電圧の値と前記可変抵抗素子の制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記主増幅器の制御電圧の値と前記可変抵抗素子の制御電圧の値として設定する
ことを特徴とする可変利得増幅器。
In a variable gain amplifier having a main amplifier and a variable resistance element,
Connecting the input terminal of the main amplifier to the input terminal of the variable gain amplifier and one end of the variable resistance element;
The variable gain amplifier in which an output terminal of the main amplifier is connected to an output terminal of the variable gain amplifier and the other end of the variable resistance element,
The combination of the value of the control voltage of the main amplifier and the value of the control voltage of the variable resistance element was stored so that the input impedance and the output impedance of the variable gain amplifier were respectively constant values during gain control . A table, a combination of the control voltage value of the main amplifier and the control voltage value of the variable resistance element is read from the table, and these values are used as the control voltage value of the main amplifier and the variable resistance element. A variable gain amplifier, characterized in that it is set as the value of the control voltage .
請求項1に記載の可変利得増幅器であって、
前記主増幅器は電界効果トランジスタを有し、さらに前記可変利得増幅器は入力整合回路と出力整合回路とを有し、
前記主増幅器のゲート端子に前記入力整合回路の一端および前記可変抵抗素子の一端を接続し、
前記電界効果トランジスタのソース端子を接地し、
前記電界効果トランジスタのドレイン端子に前記出力整合回路の一端および前記可変抵抗素子の他端を接続し、
前記入力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の入力端子に接続し、
前記出力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の出力端子に接続し、
前記入力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器のゲート制御端子に接続し、
前記出力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器のドレイン制御端子に接続し、
前記可変抵抗素子のバイアス端子を前記可変利得増幅器の可変抵抗素子制御端子に接続し、
前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが利得制御時において、それぞれ一定値となるように、前記ゲート制御端子に印加するゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記ゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記ゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定する
ことを特徴とする可変利得増幅器。
The variable gain amplifier according to claim 1, wherein
The main amplifier includes a field effect transistor, and the variable gain amplifier includes an input matching circuit and an output matching circuit,
One end of the input matching circuit and one end of the variable resistance element are connected to the gate terminal of the main amplifier,
Grounding the source terminal of the field effect transistor;
One end of the output matching circuit and the other end of the variable resistance element are connected to the drain terminal of the field effect transistor,
Connecting the other end of the input matching circuit to the input terminal of the variable gain amplifier;
Connecting the other end of the output matching circuit to the output terminal of the variable gain amplifier;
Connecting the bias terminal of the input matching circuit to the gate control terminal of the variable gain amplifier;
Connecting the bias terminal of the output matching circuit to the drain control terminal of the variable gain amplifier;
Connecting the bias terminal of the variable resistance element to the variable resistance element control terminal of the variable gain amplifier;
Variable resistor and the input and output impedances of the variable gain amplifier, at the time of the gain control, so that each becomes a constant value, to be applied value of the gate control voltage applied to the gate control terminal and to said variable resistive element control terminal A table storing combinations of element control voltage values, reading combinations of the gate control voltage values and variable resistance element control voltage values from the table, and reading these values of the gate control voltage values; The variable gain amplifier is set as a value and a value of the variable resistance element control voltage .
請求項1に記載の可変利得増幅器であって、
前記主増幅器は第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとを有し、
前記可変利得増幅器は入力整合回路と出力整合回路とを有し、
前記第1の電界効果トランジスタのゲート端子を前記入力整合回路の一端および前記可変抵抗素子の一端に接続し、
前記第1の電界効果トランジスタのソース端子を接地し、
前記第1の電界効果トランジスタのドレイン端子を前記第2の電界効果トランジスタのソース端子に接続し、
前記第2の電界効果トランジスタのゲート端子を前記可変利得増幅器の第2のゲート制御端子に接続し、
前記第2の電界効果トランジスタのドレイン端子を前記出力整合回路の一端および前記可変抵抗素子の他端に接続し、
前記入力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の入力端子に接続し、
前記出力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の出力端子に接続し、
前記入力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器の第1のゲート制御端子に接続し、
前記出力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器のドレイン制御端子に接続し、
前記可変抵抗素子のバイアス端子を前記可変利得増幅器の可変抵抗素子制御端子に接続し、
前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが利得制御時において、それぞれ一定値となるように、前記第1のゲート制御端子に印加する第1のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記第1のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記第1のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定する
ことを特徴とする可変利得増幅器。
The variable gain amplifier according to claim 1, wherein
The main amplifier has a first field effect transistor and a second field effect transistor;
The variable gain amplifier has an input matching circuit and an output matching circuit,
A gate terminal of the first field effect transistor is connected to one end of the input matching circuit and one end of the variable resistance element;
Grounding the source terminal of the first field effect transistor;
Connecting a drain terminal of the first field effect transistor to a source terminal of the second field effect transistor;
Connecting a gate terminal of the second field effect transistor to a second gate control terminal of the variable gain amplifier;
A drain terminal of the second field effect transistor is connected to one end of the output matching circuit and the other end of the variable resistance element;
Connecting the other end of the input matching circuit to the input terminal of the variable gain amplifier;
Connecting the other end of the output matching circuit to the output terminal of the variable gain amplifier;
Connecting a bias terminal of the input matching circuit to a first gate control terminal of the variable gain amplifier;
Connecting the bias terminal of the output matching circuit to the drain control terminal of the variable gain amplifier;
Connecting the bias terminal of the variable resistance element to the variable resistance element control terminal of the variable gain amplifier;
Wherein the input impedance of the variable gain amplifier and the output impedance, at the time of the gain control, so that each becomes a constant value, the value and the variable resistance element control of the first gate control voltage applied to said first gate control terminal A table storing combinations of variable resistance element control voltage values to be applied to the terminals, and reading the combination of the first gate control voltage value and the variable resistance element control voltage value from the table; These values are set as the value of the first gate control voltage and the value of the variable resistance element control voltage . A variable gain amplifier, characterized in that:
請求項1に記載の可変利得増幅器であって、
前記主増幅器は第1の電界効果トランジスタと第2の電界効果トランジスタとを有し、
前記可変利得増幅器は入力整合回路と、出力整合回路とを有し、
前記第1の電界効果トランジスタのゲート端子を前記入力整合回路の一端および可変抵抗素子の一端に接続し、
前記第1の電界効果トランジスタのソース端子を接地し、
前記第1の電界効果トランジスタのドレイン端子を前記第2の電界効果トランジスタのソース端子に接続し、
前記第2の電界効果トランジスタのゲート端子を前記可変利得増幅器の第2のゲート制御端子に接続し、
前記第2の電界効果トランジスタのドレイン端子を前記出力整合回路の一端および前記可変抵抗素子の他端に接続し、
前記入力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の入力端子に接続し、
前記出力整合回路の他端を前記可変利得増幅器の出力端子に接続し、
前記入力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器の第1のゲート制御端子に接続し、
前記出力整合回路のバイアス端子を前記可変利得増幅器のドレイン制御端子に接続し、
前記可変抵抗素子のバイアス端子を前記可変利得増幅器の可変抵抗素子制御端子に接続し、
前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが利得制御時において、それぞれ一定値となるように、前記第2のゲート制御端子に印加する第2のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記第2のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記第2のゲート制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定する
ことを特徴とする可変利得増幅器。
The variable gain amplifier according to claim 1, wherein
The main amplifier has a first field effect transistor and a second field effect transistor;
The variable gain amplifier has an input matching circuit and an output matching circuit,
A gate terminal of the first field effect transistor is connected to one end of the input matching circuit and one end of a variable resistance element;
Grounding the source terminal of the first field effect transistor;
Connecting a drain terminal of the first field effect transistor to a source terminal of the second field effect transistor;
Connecting a gate terminal of the second field effect transistor to a second gate control terminal of the variable gain amplifier;
A drain terminal of the second field effect transistor is connected to one end of the output matching circuit and the other end of the variable resistance element;
Connecting the other end of the input matching circuit to the input terminal of the variable gain amplifier;
Connecting the other end of the output matching circuit to the output terminal of the variable gain amplifier;
Connecting a bias terminal of the input matching circuit to a first gate control terminal of the variable gain amplifier;
Connecting the bias terminal of the output matching circuit to the drain control terminal of the variable gain amplifier;
Connecting the bias terminal of the variable resistance element to the variable resistance element control terminal of the variable gain amplifier;
Wherein the input impedance of the variable gain amplifier and the output impedance, at the time of the gain control, so that each becomes a constant value, the value and the variable resistance element control of the second gate control voltage applied to said second gate control terminal A table storing combinations of variable resistance element control voltage values to be applied to the terminals, and reading combinations of the second gate control voltage values and the variable resistance element control voltage values from the table; These values are set as the value of the second gate control voltage and the value of the variable resistance element control voltage . A variable gain amplifier, characterized in that:
請求項2に記載の可変利得増幅器であって、
前記主増幅器の前記電界効果トランジスタをバイポーラトランジスタに置き換え、
前記ゲート端子をベース端子に、
前記ドレイン端子をコレクタ端子に、
前記ソース端子をエミッタ端子に、
前記ゲート制御端子をベース制御端子に、
前記ドレイン制御端子をコレクタ制御端子にそれぞれ置き換え、
前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが利得制御時においてそれぞれ一定値となるように、前記ベース制御端子に印加するベース制御電圧の値前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記ベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記ベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定する
ことを特徴とする可変利得増幅器。
A variable gain amplifier according to claim 2,
Replacing the field effect transistor of the main amplifier with a bipolar transistor;
The gate terminal as a base terminal,
The drain terminal as a collector terminal,
The source terminal as an emitter terminal,
The gate control terminal as a base control terminal,
Replacing the drain control terminal with a collector control terminal,
Variable resistor and the input and output impedances of the variable gain amplifier, at the time of the gain control, so that each becomes a constant value, to be applied value of the base control voltage applied to the base control terminal and to said variable resistive element control terminal A table storing combinations of values of the element control voltages , reading combinations of the values of the base control voltage and the values of the variable resistance element control voltages from the table, and reading these values of the base control voltages; The variable gain amplifier is set as a value and a value of the variable resistance element control voltage .
請求項3に記載の可変利得増幅器であって、
前記主増幅器の前記第1および第2の電界効果トランジスタを第1および第2のバイポーラトランジスタにそれぞれ置き換え、前記第1および第2の電界効果トランジスタそれぞれの
前記各ゲート端子をベース端子に、
前記各ドレイン端子をコレクタ端子に、
前記各ソース端子をエミッタ端子にそれぞれ置き換え、
かつ前記第1および第2のゲート制御端子をそれぞれ第1および第2のベース制御端子に、
前記第1および第2のドレイン制御端子をそれぞれ第1および第2のコレクタ制御端子にそれぞれ置き換え、
前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが、利得制御時においてそれぞれ一定値となるように、前記第1のベース制御端子に印加する第1のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値の組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記第1のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記第1のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定する
ことを特徴とする可変利得増幅器。
The variable gain amplifier according to claim 3,
The first and second field effect transistors of the main amplifier are replaced with first and second bipolar transistors, respectively, and the gate terminals of the first and second field effect transistors are used as base terminals,
Each drain terminal as a collector terminal,
Replacing each of the respective source terminals to the emitter terminal,
And, said first and second gate control terminal to the first and second base control terminals respectively,
Replacing the first and second drain control terminals with first and second collector control terminals, respectively;
Wherein the input impedance of the variable gain amplifier and the output impedance, at the time of the gain control, so that each becomes a constant value, the value and the variable resistance element control of the first base control voltage applied to the first base control terminal A table storing combinations of variable resistance element control voltage values to be applied to the terminals, and reading out the combinations of the first base control voltage value and the variable resistance element control voltage value from the table; Is set as the value of the first base control voltage and the value of the variable resistance element control voltage .
請求項4に記載の可変利得増幅回路であって、
前記主増幅器の前記第1および第2の電界効果トランジスタを第1および第2のバイポーラトランジスタにそれぞれ置き換え、前記第1および第2の電界効果トランジスタそれぞれの
前記各ゲート端子をベース端子に、
前記各ドレイン端子をコレクタ端子に、
前記各ソース端子をエミッタ端子にそれぞれ置き換え、
かつ、前記第1および第2のゲート制御端子をそれぞれ第1および第2のベース制御端子に、
前記第1および第2のドレイン制御端子をそれぞれ第1および第2のコレクタ制御端子にそれぞれ置き換え、
前記可変利得増幅器の入力インピーダンスと出力インピーダンスとが、利得制御時においてそれぞれ一定値となるように、前記第2のベース制御端子に印加する第2のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御端子に印加する可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを記憶したテーブルを有し、該テーブルから前記第2のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値との組み合わせを読み出して、これらの値を前記第2のベース制御電圧の値と前記可変抵抗素子制御電圧の値として設定する
ことを特徴とする可変利得増幅器。
The variable gain amplifier circuit according to claim 4,
The first and second field effect transistors of the main amplifier are replaced with first and second bipolar transistors, respectively, and the gate terminals of the first and second field effect transistors are used as base terminals,
Each drain terminal as a collector terminal,
Replacing each of the respective source terminals to the emitter terminal,
And the first and second gate control terminals are respectively the first and second base control terminals,
Replacing the first and second drain control terminals with first and second collector control terminals, respectively ;
Wherein the input impedance of the variable gain amplifier and the output impedance, at the time of the gain control, so that each becomes a constant value, the value and the variable resistance element control of the second base control voltage applied to the second base control terminal A table storing combinations of variable resistance element control voltage values applied to the terminals, and reading out combinations of the second base control voltage values and the variable resistance element control voltage values from the table; These values are set as the value of the second base control voltage and the value of the variable resistance element control voltage . A variable gain amplifier, characterized in that:
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