JP5627514B2 - Variable temperature attenuation circuit - Google Patents
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Description
本発明は、高周波回路において増幅器等の温度特性を補償する温度可変減衰回路に関するものである。 The present invention relates to a temperature variable attenuation circuit that compensates for temperature characteristics of an amplifier or the like in a high frequency circuit.
高周波回路においては、増幅器等の温度特性を補償する回路として、温度可変減衰回路が用いられている(例えば、特許文献1,2等)。
In a high frequency circuit, a variable temperature attenuation circuit is used as a circuit for compensating temperature characteristics of an amplifier or the like (for example,
特許文献1では、複数の抵抗器とサーミスタとでπ型減衰器を構成し、抵抗器の抵抗値及びサーミスタの温度特性を調整することにより、補償する増幅器等と逆特性の温度特性を持たせる温度可変減衰回路が提案されている。
In
また、特許文献2では、このような温度可変減衰回路を一つの部品で構成することにより、部品を基板に表面実装するだけで容易に温度補償を実現できる例が開示されている。
しかし、増幅器等の温度特性は、個体毎にばらつきがあり、また製造ロットによっても差が生じる。そのため、温度補償の精度を上げる場合、増幅器等の温度特性に合わせて個別に温度補償回路の温度特性を調整する必要がある。この調整を比較的容易に実現する手段としては、温度補償回路としてチップ型の温度可変減衰器を用いる方法がある。この場合、異なる温度特性を有したチップ型温度可変減衰器を複数用意し、増幅器等の温度特性に合わせてチップ型温度可変減衰器を選択すれば良い。具体的には、増幅器等の温度特性を予め測定し、その特性に合わせてチップ型温度可変減衰器を選択して実装する方法がある。 However, the temperature characteristics of amplifiers and the like vary from individual to individual, and also vary depending on the production lot. Therefore, when increasing the accuracy of temperature compensation, it is necessary to individually adjust the temperature characteristics of the temperature compensation circuit in accordance with the temperature characteristics of an amplifier or the like. As means for realizing this adjustment relatively easily, there is a method of using a chip-type variable temperature attenuator as a temperature compensation circuit. In this case, a plurality of chip-type temperature variable attenuators having different temperature characteristics may be prepared, and the chip-type temperature variable attenuator may be selected in accordance with the temperature characteristics of an amplifier or the like. Specifically, there is a method in which temperature characteristics of an amplifier or the like are measured in advance, and a chip-type temperature variable attenuator is selected and mounted in accordance with the characteristics.
しかし、この方法では、回路全体の温度特性の他に増幅器等の単体温度特性を測定する必要があるため、試験コストの増大となる。これを避ける方法としては、設計中心の温度特性を有するチップ型可変減衰器を、増幅器等の温度補償が必要な回路に予め組み込んでおき、回路全体の温度特性を測定した上で、必要に応じて最適な温度特性を持つチップ型温度可変減衰器に交換する方法がある。この場合、増幅器等の単体温度測定を実施する必要はないが、部品交換が発生した場合は組立コストが増大することとなる。また、どちらの場合でも異なる温度特性を有したチップを複数用意する必要があり、部品コストの増大となる。このように温度補償の精度を上げる場合、従来の方法ではそれに応じてコストも増大するという問題があった。 However, this method increases the test cost because it is necessary to measure the temperature characteristics of a single unit such as an amplifier in addition to the temperature characteristics of the entire circuit. As a method of avoiding this, a chip-type variable attenuator with temperature characteristics centered on the design is incorporated in a circuit that requires temperature compensation, such as an amplifier, and the temperature characteristics of the entire circuit are measured. There is a way to replace it with a chip-type variable temperature attenuator with optimal temperature characteristics. In this case, it is not necessary to measure the temperature of a single unit such as an amplifier, but if the parts are replaced, the assembly cost increases. In either case, it is necessary to prepare a plurality of chips having different temperature characteristics, which increases the component cost. Thus, when the accuracy of temperature compensation is increased, the conventional method has a problem that the cost increases accordingly.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、コスト増大を招来することなく高い精度の温度補償を可能にする温度可変減衰回路を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a temperature variable attenuation circuit that enables highly accurate temperature compensation without causing an increase in cost.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、温度により減衰量が変化する温度可変減衰器と、前記温度可変減衰器に並列に設けられる第1の可変抵抗器と、一端が前記温度可変減衰器の一方の入出力端に接続され、他端が一方の信号入出力端を構成する第2の可変抵抗器と、一端が前記温度可変減衰器の他方の入出力端に接続され、他端が他方の信号入出力端を構成する第3の可変抵抗器とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a temperature variable attenuator whose attenuation varies with temperature, a first variable resistor provided in parallel with the temperature variable attenuator, and one end. Is connected to one input / output end of the temperature variable attenuator, the other end is a second variable resistor constituting one signal input / output end, and one end is connected to the other input / output end of the temperature variable attenuator. And a third variable resistor connected to the other end and constituting the other signal input / output end.
本発明によれば、3つの可変抵抗器の各抵抗値を変化させることにより、回路全体の基準温度での減衰量を一定に保ったまま、減衰量の温度特性を任意に変化させることができる。そして、補償対象回路の温度特性に合わせて温度可変減衰回路の温度特性を容易に調整することができる。このとき、温度特性の変更は、温度特性の異なる温度可変減衰器を複数用意することなく実現できる。したがって、コスト増大を招来することなく高い精度の温度補償を可能にする温度可変減衰回路を実現できるという効果を奏する。 According to the present invention, by changing the resistance values of the three variable resistors, it is possible to arbitrarily change the temperature characteristics of the attenuation amount while keeping the attenuation amount at the reference temperature of the entire circuit constant. . Then, the temperature characteristic of the temperature variable attenuation circuit can be easily adjusted according to the temperature characteristic of the circuit to be compensated. At this time, the temperature characteristic can be changed without preparing a plurality of temperature variable attenuators having different temperature characteristics. Therefore, it is possible to realize a temperature variable attenuation circuit that enables highly accurate temperature compensation without causing an increase in cost.
以下に、本発明にかかる温度可変減衰回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a variable temperature attenuation circuit according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による温度可変減衰回路の構成を示す回路図である。図1において、本実施の形態1による温度可変減衰回路1aは、温度により減衰量が変化する温度可変減衰器2と、温度可変減衰器2に並列に接続された可変抵抗器R1と、温度可変減衰器2の一方の入出力端に一端が接続され他端が一方の入出力端子3aとなる可変抵抗器R2と、温度可変減衰器2の他方の入出力端に一端が接続され他端が他方の入出力端子3bとなる可変抵抗器R3とで構成される。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a temperature variable attenuation circuit according to
ここで、図2は、図1に示す温度可変減衰器の構成例を示す回路図である。図1に示す温度可変減衰器2は、例えば図2に示すように、抵抗器5,6,7からなるπ型減衰器において抵抗器6に並列に温度可変抵抗器(例えばサーミスタ)8を接続した構成である。
Here, FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the temperature variable attenuator shown in FIG. A
さて、本実施の形態1による温度可変減衰回路1aの回路構成では、温度可変減衰器2と並列に可変抵抗器R1を接続することにより、温度可変減衰器2と可変抵抗器R1とで構成される回路の温度による減衰量の変化量を、温度可変減衰器2単体の変化量と比較し小さくすることができる。このとき、可変抵抗器R1の抵抗値を変化させることにより、温度による減衰量の変化量を、温度可変減衰器2単体の変化量よりも小さな値で任意に設定することができる。
The circuit configuration of the temperature
そして、可変抵抗器R1の抵抗値により温度可変減衰器2と可変抵抗器R1とで構成される回路の基準温度における減衰量は変化するが、温度可変減衰器2の両端に直列に可変抵抗器R2,R3を接続し、可変抵抗器R2,R3の抵抗値を可変抵抗器R1の抵抗値に対応させて変化させることにより、基準温度での回路全体の減衰量を一定に保ったまま、温度による減衰量の変化を任意に設定することができる。
The attenuation amount at the reference temperature of the circuit constituted by the
次に、図3は、図1に示す温度可変減衰回路における減衰量の温度特性例を示す特性図である。図4は、図3に示す3つの温度特性を得る図1に示す3つの可変抵抗器の設定内容を説明する図である。 Next, FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of temperature characteristics of the attenuation in the temperature variable attenuation circuit shown in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating the setting contents of the three variable resistors shown in FIG. 1 that obtain the three temperature characteristics shown in FIG.
図3では、常温(25℃)を基準温度とし、その常温における減衰量を6dBとした場合の、設定1での温度特性11と、設定2での温度特性12と、設定3での温度特性13とが示されている。設定1での温度特性11は、−0.007dB/dB/℃である。設定2での温度特性12は、−0.006dB/dB/℃である。設定3での温度特性13は、−0.005dB/dB/℃である。
In FIG. 3, when the normal temperature (25 ° C.) is the reference temperature and the attenuation at the normal temperature is 6 dB, the temperature characteristic 11 in
図4において、設定1では、可変抵抗器R1はopen(開放)設定であり、可変抵抗器R2,R3はそれぞれshort(短絡)設定である。つまり、図1に示す温度可変減衰回路1aは、温度可変減衰器2で構成される。したがって、温度特性11は、温度可変減衰器2での減衰量の温度特性を示している。設定2では、可変抵抗器R1は90Ω設定であり、可変抵抗器R2,R3はそれぞれ5Ω設定である。設定2では、可変抵抗器R1は5Ω設定であり、可変抵抗器R2,R3はそれぞれ16Ω設定である。
In FIG. 4, in
このように、可変抵抗器R1,R2,R3の各抵抗値を設定1、設定2、設定3と選択することにより、常温における減衰量を6dBに保ったまま、減衰量の温度特性を、温度特性11『−0.007dB/dB/℃』、温度特性12『−0.006dB/dB/℃』、温度特性13『−0.005dB/dB/℃』と変化させることができる。
In this way, by selecting each of the resistance values of the variable resistors R1, R2, and R3 as
次に、図5〜図8を参照して、図3に示す3つの温度特性を実現する温度可変減衰回路の実現方法について説明する。図5は、図3に示す3つの温度特性を実現する温度可変減衰回路の実装例を示す概念図である。図6〜図8は、図5に示す構成を用いて図3に示す設定1,設定2,設定3での温度特性をそれぞれ実現する温度可変減衰回路の実装例を示す概念図である。
Next, a method for realizing a temperature variable attenuation circuit that realizes the three temperature characteristics shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a conceptual diagram showing a mounting example of a temperature variable attenuation circuit that realizes the three temperature characteristics shown in FIG. 6 to 8 are conceptual diagrams showing implementation examples of the variable temperature attenuation circuit that realizes the temperature characteristics in the
図5では、温度可変減衰器2としてチップ型温度可変減衰器15を用い、可変抵抗器R1,R2,R3として薄膜抵抗器R8〜R14を用いる場合が示されている。図5において、RF(無線周波)信号パターン16〜22は、薄膜基板上に形成されている。RF信号パターン16は、スルーホール23により回路グランドに接続されてグランドパターンになっている。このRF信号パターン16に、チップ型温度可変減衰器15のグランド面が接続されている。
FIG. 5 shows a case where a chip-type
RF信号パターン17の一端は、RF信号パターン18の一端と共にチップ型温度可変減衰器15の一方の入出力端に接続され、RF信号パターン19の一端は、RF信号パターン20の一端と共にチップ型温度可変減衰器15の他方の入出力端に接続されている。RF信号パターン17には、可変抵抗器R2を構成する薄膜抵抗器R11,R12が形成され、また、RF信号パターン19には、可変抵抗器R3を構成する薄膜抵抗器R13,R14が形成されている。薄膜抵抗器R11,R14の各抵抗値は11Ωであり、薄膜抵抗器R12,R13の各抵抗値は5Ωである。
One end of the
RF信号パターン18は、一端がRF信号パターン17の一端側部に鋭角に突き当たる形で形成され、他端はRF信号パターン19と並行するように折れ曲がったRF信号パターン21となっている。
The
また、RF信号パターン20は、一端がRF信号パターン19の一端側部に鋭角に突き当たる形で形成され、他端はRF信号パターン17と並行するように折れ曲がったRF信号パターン22となっている。
Further, the
RF信号パターン18の他端側に薄膜抵抗器R8が形成され、RF信号パターン20の他端側に薄膜抵抗器R10が形成され、また、RF信号パターン22に薄膜抵抗器R9が形成されている。薄膜抵抗器R8,R10の各抵抗値は42.5Ωであり、薄膜抵抗器R9の抵抗値は5Ωである。薄膜抵抗器R8,R9,R10は可変抵抗器R1を構成しているが、RF信号パターン21とRF信号パターン22とは繋がっておらず、それぞれの他端は或る隙間24だけ離れている。
A thin film resistor R8 is formed on the other end side of the
以上の構成において、図3に示す設定1での温度特性11を有する温度可変減衰回路を実現する場合は、図6に示すように、薄膜抵抗器R11,R12を金リボン25aでショートさせ、薄膜抵抗器R13,R14を金リボン25bでショートさせる。そうすると、図1において、可変抵抗器R1はopen(開放)設定となり、可変抵抗器R2,R3はそれぞれshort(短絡)設定となり、図4に示す設定1となり、図3に示す温度特性11を有する温度可変減衰回路が得られる。
In the above configuration, when realizing the temperature variable attenuation circuit having the temperature characteristic 11 in the setting 1 shown in FIG. 3, the thin film resistors R11 and R12 are short-circuited by the
また、図3に示す設定2での温度特性12を有する温度可変減衰回路を実現する場合には、図7に示すように、薄膜抵抗器R11を金リボン26aでショートさせ、薄膜抵抗器R14を金リボン26bでショートさせ、隙間24を金リボン26cでショートさせる。そうすると、図1において、可変抵抗器R1の抵抗値はR8+R9+R10=90Ω設定となり、可変抵抗器R2,R3の各抵抗値はR12=R13=5Ω設定となり、図4に示す設定2となり、図3に示す温度特性12を有する温度可変減衰回路が得られる。
When realizing a temperature variable attenuation circuit having the temperature characteristic 12 in the setting 2 shown in FIG. 3, as shown in FIG. 7, the thin film resistor R11 is short-circuited by the
そして、図3に示す設定3での温度特性13を有する温度可変減衰回路を実現する場合には、図8に示すように、薄膜抵抗器R8を金リボン27aでショートさせ、隙間24を金リボン27bでショートさせ、薄膜抵抗器R10を金リボン27cでショートさせる。そうすると、図1において、可変抵抗器R1の抵抗値はR9=5Ω設定となり、可変抵抗器R2,R3の各抵抗値はR11+R12=R13+R14=16Ω設定となり、図4に示す設定3となり、図3に示す温度特性13を有する温度可変減衰回路が得られる。
When realizing a temperature variable attenuation circuit having the temperature characteristic 13 in the setting 3 shown in FIG. 3, as shown in FIG. 8, the thin film resistor R8 is short-circuited by the
このように、本実施の形態1によれば、減衰量の温度特性は、可変抵抗器R1,R2,R3の抵抗値を変化させるだけで、簡単に任意の温度特性へ変更することができる。したがって、減衰量の温度特性が異なる複数の温度可変減衰回路を形成する場合に、従来のように異なる温度特性を有した複数の温度可変減衰器を用意する必要がなく、部品の削減が可能となる。 As described above, according to the first embodiment, the temperature characteristic of the attenuation amount can be easily changed to an arbitrary temperature characteristic only by changing the resistance values of the variable resistors R1, R2, and R3. Therefore, when forming a plurality of temperature variable attenuation circuits having different temperature characteristics of attenuation, it is not necessary to prepare a plurality of temperature variable attenuators having different temperature characteristics as in the prior art, and the number of parts can be reduced. Become.
また、本実施の形態1によれば、減衰量の温度特性が異なる複数の温度可変減衰回路を形成する場合に、図5の実装例に示したように、可変抵抗器R1,R2,R3のそれぞれを複数の固定抵抗器(例えば薄膜抵抗器)で構成しておき、目的とする温度特性に応じて不要な固定抵抗器を金リボン、金ワイヤ等でショートさせることにより容易に実現することができる。したがって、部品コストの削減、組立コストの削減が実現できる。また、コストの増大を伴わずに、補償する対象回路の温度特性に合わせて温度可変減衰回路の温度特性を容易に調整することができるので、精度の高い温度補償を実現することができる。 Further, according to the first embodiment, when a plurality of temperature variable attenuation circuits having different attenuation temperature characteristics are formed, the variable resistors R1, R2, and R3 are provided as shown in the mounting example of FIG. Each can be easily realized by composing a plurality of fixed resistors (for example, thin film resistors) and shorting unnecessary fixed resistors with a gold ribbon, a gold wire, etc. according to the desired temperature characteristics. it can. Therefore, it is possible to reduce the component cost and the assembly cost. In addition, the temperature characteristic of the temperature variable attenuation circuit can be easily adjusted in accordance with the temperature characteristic of the circuit to be compensated without increasing the cost, so that highly accurate temperature compensation can be realized.
実施の形態2.
図9は、本発明の実施の形態2による温度可変減衰回路の構成を示す回路図である。なお、図9では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態2に関わる部分を中心に説明する。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a temperature variable attenuation circuit according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same reference numerals are given to the same or equivalent components as those shown in FIG. 1 (Embodiment 1). Here, the description will be focused on the portion related to the second embodiment.
図9に示すように、本実施の形態2による温度可変減衰回路1bは、図1(実施の形態1)に示した構成において、可変抵抗器R2と可変抵抗器R3との一方を削除(図9では可変抵抗器R3を削除)した構成になっている。 As shown in FIG. 9, the variable temperature attenuating circuit 1b according to the second embodiment deletes one of the variable resistor R2 and the variable resistor R3 in the configuration shown in FIG. 1 (first embodiment) (FIG. 9). 9, the variable resistor R3 is deleted).
実施の形態1と比較すると、入出力端子3a側と入出力端子3b側とで異なる反射特性を有することになるが、基本的な動作は実施の形態1と同様である。
Compared to the first embodiment, the input /
本実施の形態1によれば、可変抵抗器を一つ削減できることにより、コストの削減および回路面積の削減が可能となる。 According to the first embodiment, one variable resistor can be reduced, so that cost and circuit area can be reduced.
以上のように、本発明にかかる温度可変減衰回路は、コスト増大を招来することなく高い精度の温度補償を可能にする温度可変減衰回路として有用である。 As described above, the temperature variable attenuation circuit according to the present invention is useful as a temperature variable attenuation circuit that enables highly accurate temperature compensation without causing an increase in cost.
1a,1b 温度可変減衰回路
2 温度可変減衰器
3a,3b 入出力端子
5,6,7 π型減衰器を構成する抵抗器
8 温度可変抵抗器(サーミスタ)
11 設定1での温度特性
12 設定2での温度特性
13 設定3での温度特性
15 チップ型温度可変減衰器
16〜22 RF信号パターン
23 スルーホール
24 隙間
25a,25b,26a,26b,26c,27a,27b,27c 金リボン
R1,R2,R3 可変抵抗器
R8,R9,R10 可変抵抗器R1を構成する薄膜抵抗器
R11,R12 可変抵抗器R2を構成する薄膜抵抗器
R13,R14 可変抵抗器R3を構成する薄膜抵抗器
DESCRIPTION OF
11 Temperature characteristics at setting 1 12 Temperature characteristics at setting 2 13 Temperature characteristics at setting 3 15 Chip-type temperature variable attenuator 16-22
Claims (2)
前記温度可変減衰器に並列に設けられる第1の可変抵抗器と、
一端が前記温度可変減衰器の一方の入出力端に接続され、他端が一方の信号入出力端を構成する第2の可変抵抗器と、
一端が前記温度可変減衰器の他方の入出力端に接続され、他端が他方の信号入出力端を構成する第3の可変抵抗器と
を備えることを特徴とする温度可変減衰回路。 A variable temperature attenuator whose attenuation changes with temperature,
A first variable resistor provided in parallel with the temperature variable attenuator;
A second variable resistor having one end connected to one input / output end of the temperature variable attenuator and the other end constituting one signal input / output end;
A temperature variable attenuating circuit comprising: a third variable resistor having one end connected to the other input / output end of the temperature variable attenuator and the other end constituting the other signal input / output end.
前記温度可変減衰器に並列に設けられる第1の可変抵抗器と、
一端が前記温度可変減衰器の一方の入出力端に接続され、他端が一方の信号入出力端を構成する第2の可変抵抗器と
を備え、
前記温度可変減衰器の他方の入出力端が他方の信号入出力端を構成する
ことを特徴とする温度可変減衰回路。 A variable temperature attenuator whose attenuation changes with temperature,
A first variable resistor provided in parallel with the temperature variable attenuator;
A second variable resistor having one end connected to one input / output end of the temperature variable attenuator and the other end constituting one signal input / output end;
The other variable input / output terminal of the variable temperature attenuator constitutes the other signal input / output terminal.
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