JP7485445B2 - Amplitude-frequency characteristic compensation circuit, wireless device, and amplitude-frequency characteristic compensation method - Google Patents
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Description
本発明は、振幅周波数特性補償回路、無線機器および振幅周波数特性補償方法に関する。 The present invention relates to an amplitude-frequency characteristic compensation circuit, a wireless device, and an amplitude-frequency characteristic compensation method.
無線（ＲＦ：Radio Frequency）機器は、使用する周波数範囲内において無線信号の振幅が平坦であることを求められることが一般的である。しかし、無線機器に使用する半導体増幅器等の部品は、使用する周波数範囲内において凸形の振幅特性を有するものが多く、また、インピーダンス不整合等が原因で生じる振幅のリップルも凸形の振幅特性を有することがある。そのため、無線機器として使用する周波数の範囲内で平坦な振幅を実現するには、凹形の振幅周波数特性を有する補償回路を無線機器内に実装することが必要になる。 Radio frequency (RF) devices are generally required to have flat amplitudes of radio signals within the frequency range they use. However, many of the components used in wireless devices, such as semiconductor amplifiers, have convex amplitude characteristics within the frequency range they use, and amplitude ripples caused by impedance mismatch and the like can also have convex amplitude characteristics. Therefore, to achieve flat amplitudes within the frequency range used in wireless devices, it is necessary to implement a compensation circuit with concave amplitude-frequency characteristics within the wireless device.
このような振幅周波数特性を有する補償回路としては、例えば使用周波数範囲内の中心周波数近傍で、抵抗と例えば（λ／２）（すなわち（１／２）波長）の線路長を有する線路とを、先端を開放した形式のスタブ（Stub）として、無線信号を伝搬する主線路に並列に挿入するという一般的な構成方法がある。 A typical configuration for a compensation circuit with such amplitude-frequency characteristics is to insert a resistor and a line having a length of, for example, (λ/2) (i.e., (1/2) wavelength) in the vicinity of the center frequency within the frequency range used, as a stub with an open end, in parallel with the main line that propagates the wireless signal.
しかし、このような一般的なスタブの場合は、周波数変化時の振幅変化が緩やかになるため、半導体増幅器等の凸形の振幅特性を補償することは難しい。また、凹形の振幅特性を有する振幅周波数調整回路としては、例えば特許文献１の特許第３８５２６０３号公報「周波数イコライザ」に開示されているような回路もあるが、該特許文献１に記載の回路は、伝送線路を用いて構成するので、レイアウト時の制約から回路の小型化を図ることが難しいケースがある。
However, in the case of such general stubs, the change in amplitude when the frequency changes is gradual, making it difficult to compensate for the convex amplitude characteristics of semiconductor amplifiers, etc. Also, an amplitude frequency adjustment circuit with a concave amplitude characteristic is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 3852603 (Patent Document 1) entitled "Frequency Equalizer." However, since the circuit described in
また、半導体増幅器等の持つ凸形振幅特性のばらつきに応じた補償を実施するために、振幅周波数補償回路として、その周波数特性を可変に調整することが可能であることが求められ、その方法として、容量を可変に設定することが可能な可変容量素子等を用いて回路を構成し、印加電圧を変化させることによって周波数特性を変化させるという方法がある。しかし、このような方法の場合、部品点数が増えてしまい、また、印加電圧を変化させるための制御信号を追加することが必要になることから、回路サイズの増大やコスト増加の要因になってしまう。 In addition, to compensate for the variations in the convex amplitude characteristics of semiconductor amplifiers and the like, it is necessary for the amplitude frequency compensation circuit to be able to variably adjust its frequency characteristics. One method for achieving this is to configure the circuit using a variable capacitance element or the like whose capacitance can be variably set, and to vary the frequency characteristics by varying the applied voltage. However, this method increases the number of components and requires the addition of a control signal to change the applied voltage, which leads to an increase in circuit size and cost.
以上のように、前記特許文献１等の本発明に関連する現状の技術においては、半導体増幅器等の部品が持つ凸形の周波数特性、あるいは、インピーダンス不整合等が原因で生じる振幅のリップルを平坦な周波数特性に補償するのに十分急峻な凹型の振幅周波数特性を有すること、かつ、回路の小型化が可能であること、の２つの要件を同時に満たすことができないという解決するべき課題があった。
As described above, the current technology related to the present invention, such as that in
さらに、部品等の回路素子が有する特性のばらつきに対応するために、振幅周波数補償回路の周波数特性を、容易に、かつ、低コストで調整する機能を実現することができないという課題もあった。 Furthermore, there was also the issue that it was not possible to realize a function for easily and at low cost adjusting the frequency characteristics of the amplitude frequency compensation circuit to accommodate the variation in characteristics of circuit elements such as components.
（本発明の目的）
本発明の目的は、かかる課題を解決するために、周波数変化時の振幅変化が急峻な振幅特性を有し、かつ、小型化が可能で、かつ、容易に周波数特性を変化させることが可能な振幅周波数特性補償回路、無線機器および振幅周波数特性補償方法を提供することにある。
Object of the Invention
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an amplitude-frequency characteristic compensation circuit, a wireless device, and an amplitude-frequency characteristic compensation method that have amplitude characteristics with steep amplitude changes when the frequency is changed, that can be miniaturized, and that can easily change the frequency characteristics.
前述の課題を解決するため、本発明による振幅周波数特性補償回路、無線機器および振幅周波数特性補償方法は、次のような特徴的な構成を採用している。 To solve the above problems, the amplitude-frequency characteristic compensation circuit, wireless device, and amplitude-frequency characteristic compensation method according to the present invention employ the following characteristic configurations.
（１）本発明による振幅周波数特性補償回路は、
伝搬する無線信号の振幅周波数特性を補償する振幅周波数特性補償回路において、
無線信号伝搬用の主線路に並列接続したスタブを有し、
該スタブは、
前記主線路に直接接続する抵抗、複数のワイヤならびに前記抵抗と前記ワイヤのいずれか一つとの間および複数の前記ワイヤ間をボンディング接続するための複数のワイヤボンディング用パターンからなり、
かつ、
前記抵抗から前記スタブ内の先端に位置する前記ワイヤボンディング用パターンまでの全線長を、あらかじめ定めた所望の周波数において共振する長さとすることにより、直列共振回路を形成し、
かつ、
形成した前記直列共振回路のＱ値が大きい値になるように、前記ワイヤおよび前記ワイヤボンディング用パターンを配置することにより、凹形の振幅周波数特性を急峻な特性に設定する、
ことを特徴とする。
(1) The amplitude frequency characteristic compensation circuit according to the present invention comprises:
1. An amplitude-frequency characteristic compensation circuit for compensating for the amplitude-frequency characteristic of a propagating radio signal, comprising:
A stub is connected in parallel to a main line for transmitting a radio signal,
The stub is
a resistor directly connected to the main line, a plurality of wires, and a plurality of wire bonding patterns for bonding between the resistor and any one of the wires and between the plurality of wires,
and,
a total line length from the resistor to the wire bonding pattern located at the tip of the stub is set to a length that resonates at a predetermined desired frequency, thereby forming a series resonant circuit;
and,
the wire and the wire bonding pattern are arranged so that the Q value of the formed series resonant circuit becomes large, thereby setting the concave amplitude-frequency characteristic to a steep characteristic;
It is characterized by:
（２）本発明による無線機器は、
伝搬する無線信号の振幅周波数特性を補償する振幅周波数特性補償回路を有する無線機器であって、
前記振幅周波数特性補償回路を、前記（１）に記載の振幅周波数特性補償回路を用いて構成する、
ことを特徴とする。
(2) A wireless device according to the present invention comprises:
A wireless device having an amplitude-frequency characteristic compensation circuit for compensating for the amplitude-frequency characteristic of a propagating wireless signal,
The amplitude frequency characteristic compensation circuit is configured using the amplitude frequency characteristic compensation circuit described in (1).
It is characterized by:
（３）本発明による振幅周波数特性補償方法は、
伝搬する無線信号の振幅周波数特性を補償する振幅周波数特性補償方法であって、
無線信号伝搬用の主線路に並列接続したスタブを有し、
該スタブは、
前記主線路に直接接続する抵抗、複数のワイヤならびに前記抵抗と前記ワイヤのいずれか一つとの間および複数の前記ワイヤ間をボンディング接続するための複数のワイヤボンディング用パターンからなり、
かつ、
前記抵抗から前記スタブ内の先端に位置する前記ワイヤボンディング用パターンまでの全線長を、あらかじめ定めた所望の周波数において共振する長さとすることにより、直列共振回路を形成し、
形成した前記直列共振回路のＱ値が大きい値になるように、前記ワイヤおよび前記ワイヤボンディング用パターンを配置することにより、凹形の振幅周波数特性を急峻な特性に設定する、
ことを特徴とする。
(3) The amplitude-frequency characteristic compensation method according to the present invention comprises:
1. An amplitude-frequency characteristic compensation method for compensating for an amplitude-frequency characteristic of a propagating radio signal, comprising:
A stub is connected in parallel to a main line for transmitting a radio signal,
The stub is
a resistor directly connected to the main line, a plurality of wires, and a plurality of wire bonding patterns for bonding between the resistor and any one of the wires and between the plurality of wires,
and,
a total line length from the resistor to the wire bonding pattern located at the tip of the stub is set to a length that resonates at a predetermined desired frequency, thereby forming a series resonant circuit;
the wire and the wire bonding pattern are arranged so that the Q value of the formed series resonant circuit becomes large, thereby setting the concave amplitude-frequency characteristic to a steep characteristic;
It is characterized by:
本発明の振幅周波数特性補償回路、無線機器および振幅周波数特性補償方法によれば、主に、以下のような効果を奏することができる。 The amplitude-frequency characteristic compensation circuit, wireless device, and amplitude-frequency characteristic compensation method of the present invention can provide the following main advantages:
本発明によれば、半導体増幅器等の凸形の振幅周波数特性、または、インピーダンス不整合等が原因で生じる振幅のリップルを補償するために十分な急峻な凹形の振幅周波数特性が実現でき、かつ、レイアウトの自由度が高いことによる回路の小型化が可能である。 The present invention can achieve a convex amplitude-frequency characteristic of a semiconductor amplifier or the like, or a concave amplitude-frequency characteristic that is steep enough to compensate for amplitude ripples caused by impedance mismatch, etc., and also allows for miniaturization of the circuit due to a high degree of freedom in layout.
以下、本発明による振幅周波数特性補償回路、無線機器および振幅周波数特性補償方法の好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の説明においては、本発明による振幅周波数特性補償回路および振幅周波数特性補償方法について説明するが、無線信号の振幅周波数特性の補償を行う回路を搭載している無線機器にかかる振幅周波数特性補償回路を適用するようにしても良いことは言うまでもない。また、以下の各図面に付した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではないことも言うまでもない。 Below, preferred embodiments of the amplitude frequency characteristic compensation circuit, wireless device, and amplitude frequency characteristic compensation method according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. In the following description, the amplitude frequency characteristic compensation circuit and amplitude frequency characteristic compensation method according to the present invention will be described, but it goes without saying that the amplitude frequency characteristic compensation circuit may also be applied to a wireless device equipped with a circuit that compensates for the amplitude frequency characteristics of a wireless signal. In addition, the reference numerals attached to the following drawings are given to each element for convenience as an example to aid understanding, and it goes without saying that they are not intended to limit the present invention to the illustrated aspects.
（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、前述したように、半導体増幅器等の部品が有する凸形の振幅周波数特性、あるいは、インピーダンス不整合等が原因で生じる振幅のリップルを、平坦な周波数特性に補償するのに十分に急峻な凹形の振幅周波数特性を有し、かつ、小型で周波数特性の調整が容易に可能な振幅周波数特性補償回路を実現することを目的としている。
(Features of the present invention)
Prior to describing the embodiments of the present invention, an outline of the features of the present invention will be first described. As described above, the present invention aims to realize an amplitude-frequency characteristic compensation circuit that has a concave amplitude-frequency characteristic that is steep enough to compensate for the convex amplitude-frequency characteristic of components such as semiconductor amplifiers, or the amplitude ripple caused by impedance mismatch, into a flat frequency characteristic, and that is small in size and allows easy adjustment of the frequency characteristic.
かかる目的を実現するために、本発明は、無線信号を伝搬する主線路に並列に接続されたスタブとして、抵抗、複数のワイヤ、複数のワイヤそれぞれをボンディングすることが可能な複数のワイヤボンディング用パターンによって形成され、かつ、抵抗からスタブの先端に位置するワイヤボンディング用パターンまでの線路長を、あらかじめ定めた所望の周波数において共振を生じる長さに設定する。そして、高いＱ値で共振するように、複数のワイヤおよびワイヤボンディング用パターンを配置することによって、さらには、スタブの全線長の５０％以上をワイヤによって占めることによって、急峻な凹形の振幅周波数特性を実現する。また、ワイヤの向き、ワイヤボンディング用パターンの形状等に関して、特別な制限を行う必要がない構成を採用することにより、レイアウトの自由度が高く、回路の小型化が可能になる。 To achieve this objective, the present invention provides a stub connected in parallel to a main line that propagates a wireless signal, which is formed of a resistor, multiple wires, and multiple wire bonding patterns to which each of the multiple wires can be bonded, and the line length from the resistor to the wire bonding pattern located at the tip of the stub is set to a length that causes resonance at a predetermined desired frequency. By arranging the multiple wires and wire bonding patterns so that resonance occurs at a high Q value, and by having wires account for 50% or more of the total line length of the stub, a steep concave amplitude-frequency characteristic is realized. In addition, by adopting a configuration that does not require special restrictions on the direction of the wires, the shape of the wire bonding patterns, etc., a high degree of freedom in layout is achieved, making it possible to miniaturize the circuit.
また、本発明においては、複数のワイヤの一部に関して、スタブの先端側を除く任意の場所のワイヤボンディング用パターンにおいて並列に複数のワイヤを接続した構成とし、かつ、複数のワイヤの他の一部に関しては、スタブの先端側に位置する複数のワイヤボンディング用パターン間に複数の短いワイヤを直列に接続した構成とする。そして、並列接続した複数のワイヤのいずれか１ないし複数のワイヤ、あるいは、直列接続したスタブ先端側の複数の短いワイヤのうちのいずれかのワイヤを切断することにより、振幅周波数特性補償回路の振幅周波数特性の調整を行うことを可能にし、調整の容易性、低コスト化の双方を同時に実現することができる。 In addition, in the present invention, some of the wires are configured to be connected in parallel in a wire bonding pattern at any location except the tip side of the stub, and other parts of the wires are configured to have multiple short wires connected in series between the wire bonding patterns located on the tip side of the stub. Then, by cutting one or more of the parallel-connected wires, or any one of the series-connected short wires on the tip side of the stub, it is possible to adjust the amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit, thereby simultaneously achieving both ease of adjustment and low cost.
（本発明の実施形態）
次に、本発明の実施形態についてその一例を説明する。まず、本発明の実施形態の構成例の説明に先立って、一般的な半導体増幅器等の部品が有する凸形の振幅周波数特性やインピーダンス不整合等が原因で生じる振幅のリップルを補償し、かつ、部品等の回路素子が有する特性のばらつきにより発生する凸形の振幅周波数特性の周波数シフトに応じて補償回路の補償特性を調整することを可能にする振幅周波数特性補償方法について図面を参照しながら説明する。ここで説明する振幅周波数特性補償方法は、使用する周波数範囲内において、平坦な振幅特性を実現するために、本発明において採用している振幅周波数特性補償方法の一例を説明するものである。
(Embodiments of the present invention)
Next, an example of an embodiment of the present invention will be described. First, prior to describing a configuration example of an embodiment of the present invention, an amplitude frequency characteristic compensation method that compensates for amplitude ripples caused by convex amplitude frequency characteristics and impedance mismatches of components such as general semiconductor amplifiers and that enables adjustment of the compensation characteristics of a compensation circuit according to a frequency shift of the convex amplitude frequency characteristics caused by the variation in characteristics of circuit elements such as components will be described with reference to the drawings. The amplitude frequency characteristic compensation method described here is an example of an amplitude frequency characteristic compensation method adopted in the present invention to realize flat amplitude characteristics within the frequency range used.
（本発明に係る振幅周波数特性補償方法）
図１は、一般的な半導体増幅器等の部品が有する凸形の振幅周波数特性の一例を示す特性図であり、横軸が周波数であり、縦軸が振幅である。図１の振幅周波数特性曲線１１に示すように、使用する周波数範囲である下限周波数ω１から上限周波数ω２の範囲内において、振幅は凸形の特性を有している。無線機器は、一般的に、使用周波数範囲においては、平坦な振幅特性を有していることが要求される。したがって、図１に示したような凸形の振幅周波数特性を補償するためには、例えば、図２に示すような凹形の振幅周波数特性を有する補償回路が必要となる。
(Amplitude-frequency characteristic compensation method according to the present invention)
Fig. 1 is a characteristic diagram showing an example of a convex amplitude frequency characteristic of a component such as a general semiconductor amplifier, where the horizontal axis is frequency and the vertical axis is amplitude. As shown in the amplitude frequency characteristic curve 11 in Fig. 1, the amplitude has a convex characteristic within a range from a lower limit frequency ω1 to an upper limit frequency ω2, which is a frequency range in use. Wireless devices are generally required to have a flat amplitude characteristic within the frequency range in use. Therefore, in order to compensate for the convex amplitude frequency characteristic shown in Fig. 1, a compensation circuit having a concave amplitude frequency characteristic as shown in Fig. 2 is required.
図２は、凹形の振幅周波数特性を有する補償回路を用いて、図１に示した一般的な半導体増幅器等の部品が有する凸形の振幅周波数特性を補償した振幅補償後の振幅周波数特性の一例を示す特性図である。ここで、該補償回路としては、抵抗と（λ／４）（すなわち（１／４）波長）の線路長を有する線路とからなるオープンスタブ（λ／４オープンスタブ）を、無線信号を伝搬する主線路に対して並列に挿入した場合の一例を示している。図２において、図１に示した凸形の振幅周波数特性を実腺の振幅周波数特性曲線１１で示し、該補償回路が有する凹形の振幅周波数特性を一点鎖線の振幅周波数特性曲線１２で示し、該補償回路を用いた振幅補償後の振幅周波数特性を破線の振幅周波数特性曲線１３で示している。 Figure 2 is a characteristic diagram showing an example of the amplitude frequency characteristic after amplitude compensation in which the convex amplitude frequency characteristic of a component such as a general semiconductor amplifier shown in Figure 1 is compensated for using a compensation circuit with a concave amplitude frequency characteristic. Here, as the compensation circuit, an example is shown in which an open stub (λ/4 open stub) consisting of a resistor and a line with a line length of (λ/4) (i.e., (1/4) wavelength) is inserted in parallel with the main line that propagates the wireless signal. In Figure 2, the convex amplitude frequency characteristic shown in Figure 1 is shown by the solid amplitude frequency characteristic curve 11, the concave amplitude frequency characteristic of the compensation circuit is shown by the dashed amplitude frequency characteristic curve 12, and the amplitude frequency characteristic after amplitude compensation using the compensation circuit is shown by the dashed amplitude frequency characteristic curve 13.
図２の振幅周波数特性曲線１２に示すように、一般的なλ／４オープンスタブ補償回路の凹形の振幅周波数特性は、振幅周波数特性曲線１１に示すような半導体増幅器等の凸形の振幅周波数特性に比して周波数変化時の振幅変化が緩いため、振幅周波数特性曲線１３に示したように、振幅補償後の振幅周波数特性として、使用する周波数範囲内において、凸形の特性が残った状態になり、十分な補償を得ることは困難である。 As shown in amplitude-frequency characteristic curve 12 in Figure 2, the concave amplitude-frequency characteristic of a typical λ/4 open stub compensation circuit has a more gradual change in amplitude when the frequency changes compared to the convex amplitude-frequency characteristic of a semiconductor amplifier, etc., as shown in amplitude-frequency characteristic curve 11. As a result, as shown in amplitude-frequency characteristic curve 13, the amplitude-frequency characteristic after amplitude compensation remains convex within the frequency range used, making it difficult to obtain sufficient compensation.
これに対して、本発明の実施形態の一例として後述する振幅周波数特性補償回路においては、図３に示すように、補償の対象とする凸形の振幅周波数特性に対して十分に急峻な凹形の振幅周波数特性を有している。図３は、十分に急峻な凹形の振幅周波数特性を有する補償回路を用いて、図１に示した一般的な半導体増幅器等の部品が有する凸形の振幅周波数特性を補償した振幅補償後の振幅周波数特性の一例を示す特性図である。ここで、該補償回路としては、本発明の実施形態の一例として後述する振幅周波数特性補償回路を用いている場合の一例を示している。図３において、図１に示した凸形の振幅周波数特性を実腺の振幅周波数特性曲線１１で示し、本発明の一例の補償回路が有する十分に急峻な凹形の振幅周波数特性の一例を一点鎖線の振幅周波数特性曲線１４で示し、該補償回路を用いた振幅補償後の振幅周波数特性を破線の振幅周波数特性曲線１５で示している。 In contrast, as shown in FIG. 3, the amplitude frequency characteristic compensation circuit described later as an example of an embodiment of the present invention has a concave amplitude frequency characteristic that is sufficiently steep compared to the convex amplitude frequency characteristic to be compensated for. FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of the amplitude frequency characteristic after amplitude compensation in which the convex amplitude frequency characteristic of a component such as a general semiconductor amplifier shown in FIG. 1 is compensated for using a compensation circuit having a sufficiently steep concave amplitude frequency characteristic. Here, an example of a case in which the amplitude frequency characteristic compensation circuit described later as an example of an embodiment of the present invention is used as the compensation circuit is shown. In FIG. 3, the convex amplitude frequency characteristic shown in FIG. 1 is shown by the solid amplitude frequency characteristic curve 11, an example of a sufficiently steep concave amplitude frequency characteristic of the compensation circuit of the example of the present invention is shown by the dashed amplitude frequency characteristic curve 14, and the amplitude frequency characteristic after amplitude compensation using the compensation circuit is shown by the dashed amplitude frequency characteristic curve 15.
図３の振幅周波数特性曲線１４に示すように、本発明の実施形態の一例として後述する振幅周波数特性補償回路の凹形の振幅周波数特性は、振幅周波数特性曲線１１に示すような半導体増幅器等の凸形の振幅周波数特性に対して周波数変化時の振幅変化が十分に急峻になっているので、振幅周波数特性曲線１５に示したように、振幅補償後の振幅周波数特性として、使用する周波数範囲内において、ほぼ平坦な特性を実現することができ、十分な補償を得ることができる。 As shown in amplitude frequency characteristic curve 14 in FIG. 3, the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit described later as an example of an embodiment of the present invention has a sufficiently steep amplitude change during frequency change compared to the convex amplitude frequency characteristic of a semiconductor amplifier or the like as shown in amplitude frequency characteristic curve 11. Therefore, as shown in amplitude frequency characteristic curve 15, the amplitude frequency characteristic after amplitude compensation can be nearly flat within the frequency range used, and sufficient compensation can be obtained.
なお、図３の振幅周波数特性曲線１４は、部品等の回路素子が有する特性のばらつきに関する特性の調整をしていない場合を示しており、実際に適用する際には、補償の対象とする凸形の振幅周波数特性が部品等の回路素子が有する特性のばらつきのために、振幅周波数特性曲線１５に示したような平坦な特性を実現することができない場合も存在する。図４は、図３に示した凹形の振幅周波数特性曲線１４を有する補償回路が補償する対象とする凸形の振幅周波数特性に部品等の回路素子が有する特性のばらつきにより周波数シフトが生じた場合の振幅補償後の振幅周波数特性の一例を示す特性図であり、補償対象とする無線信号の凸形の振幅周波数特性が部品等の回路素子が有する特性のばらつきにより例えば高周波数側に周波数シフトした場合について示している。 The amplitude frequency characteristic curve 14 in FIG. 3 shows a case where the characteristics are not adjusted for the variation in the characteristics of the circuit elements such as parts, and in actual application, there are cases where the convex amplitude frequency characteristic to be compensated for cannot achieve a flat characteristic as shown in the amplitude frequency characteristic curve 15 due to the variation in the characteristics of the circuit elements such as parts. FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of the amplitude frequency characteristic after amplitude compensation when the convex amplitude frequency characteristic to be compensated for by the compensation circuit having the concave amplitude frequency characteristic curve 14 shown in FIG. 3 has a frequency shift due to the variation in the characteristics of the circuit elements such as parts, and shows a case where the convex amplitude frequency characteristic of the radio signal to be compensated for is frequency shifted, for example, to the high frequency side due to the variation in the characteristics of the circuit elements such as parts.
ここで、図４の特性図においては、補償回路は、図３の振幅周波数特性曲線１４に示した急峻な凹形の振幅周波数特性を有しているものの、前述したように、部品等の回路素子が有する特性のばらつきに関する周波数特性の調整を実施していない場合について示している。一方、補償の対象となる無線信号の凸形の振幅周波数特性は、前述したように、図３に示した振幅周波数特性曲線１１と同じものではなく、部品等の回路素子が有する特性のばらつきにより、例えば高周波数側に周波数シフトした振幅周波数特性曲線１６となっている場合を示している。 In the characteristic diagram of FIG. 4, the compensation circuit has the steep concave amplitude frequency characteristic shown in the amplitude frequency characteristic curve 14 of FIG. 3, but as described above, the frequency characteristic adjustment related to the variation in characteristics of circuit elements such as parts is not performed. On the other hand, as described above, the convex amplitude frequency characteristic of the wireless signal to be compensated is not the same as the amplitude frequency characteristic curve 11 shown in FIG. 3, but is, for example, an amplitude frequency characteristic curve 16 that is frequency shifted to the high frequency side due to the variation in characteristics of circuit elements such as parts.
つまり、図４の振幅周波数特性曲線１４に示すように、補償回路の振幅周波数特性は、半導体増幅器等の凸形の振幅周波数特性に対して周波数変化時の振幅変化が十分に急峻になっているが、振幅周波数特性曲線１６に示すように、補償対象としている凸形の振幅周波数特性が高周波数側に周波数シフトした状態になっている。このため、振幅補償後の振幅周波数特性は、振幅周波数特性曲線１７に示したように、使用する周波数範囲内において、右肩上がりの状態になり、平坦な特性を実現することができない。 In other words, as shown in amplitude-frequency characteristic curve 14 in FIG. 4, the amplitude-frequency characteristic of the compensation circuit exhibits a sufficiently steep amplitude change during frequency change compared to the convex amplitude-frequency characteristic of a semiconductor amplifier or the like, but as shown in amplitude-frequency characteristic curve 16, the convex amplitude-frequency characteristic that is the subject of compensation is in a state of frequency shift to the high frequency side. For this reason, the amplitude-frequency characteristic after amplitude compensation rises to the right within the frequency range used, as shown in amplitude-frequency characteristic curve 17, and a flat characteristic cannot be achieved.
これに対して、本発明の実施形態の一例として後述する振幅周波数特性補償回路においては、図５に示すように、補償対象の凸形の振幅周波数特性の周波数シフトに応じて、図４の振幅周波数特性曲線１４に示した振幅周波数特性を調整して補償することを可能にしている。図５は、振幅周波数特性の調整機能を有する補償回路を用いて、図４の振幅周波数特性曲線１６に示した部品等の回路素子が有する特性のばらつきにより周波数シフトした凸形の振幅周波数特性を補償した振幅補償後の振幅周波数特性の一例を示す特性図である。ここで、該補償回路としては、本発明の実施形態の一例として後述する振幅周波数特性補償回路を用いている場合の一例を示している。 In contrast, in an amplitude frequency characteristic compensation circuit described later as an example of an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, it is possible to adjust and compensate the amplitude frequency characteristic shown in the amplitude frequency characteristic curve 14 in FIG. 4 according to the frequency shift of the convex amplitude frequency characteristic to be compensated for. FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of an amplitude frequency characteristic after amplitude compensation in which a convex amplitude frequency characteristic that is frequency shifted due to the variation in characteristics of circuit elements such as components shown in the amplitude frequency characteristic curve 16 in FIG. 4 is compensated for using a compensation circuit having an amplitude frequency characteristic adjustment function. Here, an example is shown in which the compensation circuit used is the amplitude frequency characteristic compensation circuit described later as an example of an embodiment of the present invention.
図５においては、高周波数側に周波数シフトした凸形の振幅周波数特性を実腺の振幅周波数特性曲線１６で示し、本発明の一例の補償回路が有する振幅周波数特性の調整機能により図４の振幅周波数特性曲線１４を高周波数側に周波数シフトさせるように調整した凹形の振幅周波数特性の一例を一点鎖線の振幅周波数特性曲線１８で示し、該補償回路を用いた振幅補償後の振幅周波数特性を破線の振幅周波数特性曲線１９で示している。 In FIG. 5, a convex amplitude frequency characteristic with a frequency shift to the high frequency side is shown by a solid amplitude frequency characteristic curve 16, an example of a concave amplitude frequency characteristic adjusted to shift the amplitude frequency characteristic curve 14 in FIG. 4 to the high frequency side by the amplitude frequency characteristic adjustment function of a compensation circuit according to an example of the present invention is shown by a dashed amplitude frequency characteristic curve 18, and the amplitude frequency characteristic after amplitude compensation using the compensation circuit is shown by a dashed amplitude frequency characteristic curve 19.
図５の振幅周波数特性曲線１８に示すように、本発明の実施形態の一例として後述する振幅周波数特性補償回路の凹形の振幅周波数特性は、振幅周波数特性曲線１６に示すような部品等の回路素子が有する特性のばらつきにより高周波数側に周波数シフトした凸形の振幅周波数特性に合わせて、図４の振幅周波数特性曲線１４を周波数シフトにするように調整しているので、振幅周波数特性曲線１９に示したように、部品等の回路素子が有する特性のばらつきにより、補償対象の無線信号の振幅周波数特性に周波数シフトが発生した場合であっても、振幅補償後の振幅周波数特性として、使用する周波数範囲内において、ほぼ平坦な特性を実現することができ、十分な補償を得ることができる。 As shown in the amplitude frequency characteristic curve 18 of FIG. 5, the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit described later as an example of an embodiment of the present invention is adjusted to frequency shift the amplitude frequency characteristic curve 14 of FIG. 4 to match the convex amplitude frequency characteristic that is frequency shifted to the high frequency side due to the variation in the characteristics of circuit elements such as parts as shown in the amplitude frequency characteristic curve 16. Therefore, even if a frequency shift occurs in the amplitude frequency characteristic of the radio signal to be compensated for due to the variation in the characteristics of circuit elements such as parts as shown in the amplitude frequency characteristic curve 19, it is possible to realize an almost flat characteristic within the frequency range used as the amplitude frequency characteristic after amplitude compensation, and sufficient compensation can be obtained.
（本発明の実施形態の構成例）
次に、本発明の実施形態における振幅周波数特性補償回路の構成について、その一例を、図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施形態に係る振幅周波数特性補償回路の内部構成の一例を示すブロック構成図であり、アルミナ基板等の誘電体基板上に形成した無線信号伝搬用の主線路に対して並列に接続した抵抗、複数のワイヤおよび複数のワイヤボンディング用パターンからなるスタブの詳細な構成例について示している。
(Configuration Example of the Embodiment of the Present Invention)
Next, an example of the configuration of an amplitude frequency characteristic compensation circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a block diagram showing an example of the internal configuration of an amplitude frequency characteristic compensation circuit according to an embodiment of the present invention, and shows a detailed configuration example of a stub consisting of a resistor, multiple wires, and multiple wire bonding patterns connected in parallel to a main line for wireless signal propagation formed on a dielectric substrate such as an alumina substrate.
つまり、図６に示す振幅周波数特性補償回路１０は、破線で囲んで示すように、誘電体基板１上に形成した無線信号伝搬用の主線路２に対して並列接続したスタブ３を有して構成される。スタブ３は、抵抗４と複数のワイヤボンディング用パターン５と各ワイヤボンディング用パターン５間を接続する複数のワイヤ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ）とによって形成され、最先端部を開放状態にしている。スタブ３内に複数のワイヤボンディング用パターン５を配置することにより、使用する複数のワイヤ６を所望する任意の位置に配置してワイヤボンディングにより接続することが可能である。
In other words, the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 shown in FIG. 6 is configured with a stub 3 connected in parallel to a main line 2 for wireless signal propagation formed on a
無線信号伝搬用の主線路２に直接接続する抵抗４は、例えば膜抵抗を用いて形成される。また、各ワイヤボンディング用パターン５は、各ワイヤ６をワイヤボンディングすることが可能な材料を用いて誘電体基板１上に適切なパターンを形成するように配置され、急峻な振幅周波数特性を実現するスタブ３を形成する。そして、ワイヤボンディング用パターン５間を接続する各ワイヤ６は、インダクタンス値が大きい材料を用いて形成し、各ワイヤ６の一部は、同一の２つのワイヤボンディング用パターン５間を並列に複数本接続した構成とし、他のワイヤ６は、隣り合うワイヤボンディング用パターン５間を１本ずつ用いて接続する構成とする。
The resistor 4 that is directly connected to the main line 2 for wireless signal propagation is formed, for example, using a film resistor. In addition, each wire bonding pattern 5 is arranged to form an appropriate pattern on the
ここで、スタブ３内の先端側に配置する複数のワイヤボンディング用パターン５には、それぞれ、１本ずつの短い長さのワイヤ６を用いて接続することにより、スタブ３内の先端側は、短い長さの複数のワイヤ６を直列接続した状態に形成される。なお、複数のワイヤ６を並列接続するワイヤボンディング用パターン５は、スタブ３内の先端側を除く適当な任意の位置に配置する。なお、補償対象とする無線信号の使用周波数帯域に応じて形成したスタブ３の全線長に関しては、抵抗４から該スタブ３の最先端のワイヤボンディング用パターン５に至るまでのスタブ３の全線長が、あらかじめ定めた所望の周波数において共振が生じる長さに設定され、さらに、共振回路として高いＱ値を実現して、より急峻な振幅周波数特性を実現するために、該スタブ３の全線長のうち、少なくとも５０％以上をワイヤ６が占めるように形成する。 Here, the multiple wire bonding patterns 5 arranged at the tip side in the stub 3 are each connected with a single short wire 6, so that the tip side in the stub 3 is formed in a state where multiple short wires 6 are connected in series. The wire bonding patterns 5 that connect the multiple wires 6 in parallel are arranged at any appropriate position in the stub 3 except the tip side. With regard to the total line length of the stub 3 formed according to the frequency band used for the wireless signal to be compensated for, the total line length of the stub 3 from the resistor 4 to the tip end wire bonding pattern 5 of the stub 3 is set to a length at which resonance occurs at a predetermined desired frequency, and further, in order to realize a high Q value as a resonant circuit and realize a steeper amplitude frequency characteristic, the wire 6 is formed to occupy at least 50% of the total line length of the stub 3.
図６においては、スタブ３を形成する複数のワイヤ６およびワイヤボンディング用パターン５として、抵抗４に直接接続する第１段目のワイヤボンディング用パターン５にボンディングした第１段目のワイヤ６からスタブ３の先端方向に向かって６段階に順番にワイヤボンディング用パターン５間を接続した構成例を示しており、複数の各ワイヤ６に関しては、順番に、第１ワイヤ６ａ、第２ワイヤ６ｂ、第３ワイヤ６ｃ、第４ワイヤ６ｄ、第５ワイヤ６ｅ、第６ワイヤ６ｆと表示している。そして、第１ワイヤ６ａ、第２ワイヤ６ｂ、第３ワイヤ６ｃ、第４ワイヤ６ｄ、第５ワイヤ６ｅ、第６ワイヤ６ｆの各長さを合計した総線長としては、前述したように、スタブ３の全腺長の少なくとも５０％以上の長さになっている。 In FIG. 6, the wires 6 and wire bonding patterns 5 forming the stub 3 are shown in an example configuration in which the wire bonding patterns 5 are connected in six stages in order from the first stage wire 6 bonded to the first stage wire bonding pattern 5 directly connected to the resistor 4 toward the tip of the stub 3, and the wires 6 are labeled in order as the first wire 6a, the second wire 6b, the third wire 6c, the fourth wire 6d, the fifth wire 6e, and the sixth wire 6f. The total length of the first wire 6a, the second wire 6b, the third wire 6c, the fourth wire 6d, the fifth wire 6e, and the sixth wire 6f is at least 50% of the total line length of the stub 3, as described above.
なお、複数のワイヤ６を並列接続するワイヤボンディング用パターン５の配置位置として、図６に示した構成例においては、第２段目と第３段目とのワイヤボンディング用パターン５間に配置する例を示し、第２段目と第３段目とのワイヤボンディング用パターン５間を並列接続する第２段目の第２ワイヤ６ｂのワイヤ本数を３本にした場合を示している。そして、第４段目のワイヤボンディング用パターン５以降最先端の第７段目のワイヤボンディング用パターン５に達するまでの各ワイヤボンディング用パターン５間を接続する第４ワイヤ６ｄ、第５ワイヤ６ｅ、第６ワイヤ６ｆそれぞれに関しては、１本ずつの短い長さのワイヤ６を用い、短い各ワイヤ６を直列接続した状態に設定した場合を示している。 In the configuration example shown in FIG. 6, the wire bonding pattern 5 that connects multiple wires 6 in parallel is placed between the wire bonding patterns 5 in the second and third stages, and the number of second wires 6b in the second stage that connects the wire bonding patterns 5 in parallel between the second and third stages is set to three. In addition, for the fourth wire 6d, fifth wire 6e, and sixth wire 6f that connect each wire bonding pattern 5 from the fourth stage wire bonding pattern 5 to the seventh stage wire bonding pattern 5 at the very top, a single short wire 6 is used, and each short wire 6 is connected in series.
また、図６に示した振幅周波数特性補償回路１０のスタブ３のワイヤボンディング用パターン５やワイヤ６の配置例は、一例を示したものであり、共振回路としてできるだけ高いＱ値を得ることが可能な状態であれば、かかる配置に限るものではない。すなわち、ワイヤ６の向きやワイヤボンディング用パターン５の形状等に関しては、特別な制約条件はなく、自由度は高く、任意の状態で配置するようにしても構わない。したがって、スタブ３が占める専有面積を小さくするように、ワイヤボンディング用パターン５やワイヤ６を配置することによって、振幅周波数特性補償回路１０の小型化を図ることが可能である。 The example of the arrangement of the wire bonding pattern 5 and wire 6 of the stub 3 of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 shown in FIG. 6 is merely an example, and is not limited to this arrangement as long as it is possible to obtain the highest possible Q value as a resonant circuit. In other words, there are no special constraints on the direction of the wire 6 or the shape of the wire bonding pattern 5, and there is a high degree of freedom, so they may be arranged in any state. Therefore, by arranging the wire bonding pattern 5 and wire 6 so as to reduce the area occupied by the stub 3, it is possible to miniaturize the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10.
（本発明の実施形態の動作例の説明）
次に、本発明の実施形態の一例として図６に示した振幅周波数特性補償回路１０の動作について、その一例を詳細に説明する。図７は、本発明の実施形態の一例として図６に示した振幅周波数特性補償回路１０の等価回路を示す回路図である。
(Explanation of an operation example of the embodiment of the present invention)
Next, an example of the operation of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 shown in Fig. 6 as an example of an embodiment of the present invention will be described in detail. Fig. 7 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 shown in Fig. 6 as an example of an embodiment of the present invention.
図７の等価回路に示すように、図６に示した振幅周波数特性補償回路１０のスタブ３を形成する抵抗４、複数のワイヤボンディング用パターン５、複数のワイヤ６は、等価的に、無線信号伝搬用の主線路２に並列接続された抵抗４に対して、インダクタンス７、キャパシタンス８の各素子が直列接続された回路であり、抵抗４、インダクタンス７、キャパシタンス８により直列共振回路（ＬＣ直列共振回路）を形成していると見做すことができる。該直列共振回路の共振周波数（ω0）およびＱ値（Q0）は、それぞれ、次の式（１）、式（２）により表すことができる。 As shown in the equivalent circuit of Fig. 7, the resistor 4, the multiple wire bonding patterns 5, and the multiple wires 6 forming the stub 3 of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 shown in Fig. 6 can be regarded as a circuit in which an inductance 7 and a capacitance 8 are connected in series to the resistor 4 connected in parallel to the main line 2 for radio signal propagation, and the resistor 4, the inductance 7, and the capacitance 8 form a series resonant circuit (LC series resonant circuit). The resonant frequency ( ω0 ) and the Q value ( Q0 ) of the series resonant circuit can be expressed by the following equations (1) and (2), respectively.
振幅周波数特性補償回路１０の振幅周波数特性として、半導体増幅器等の部品が有する凸形の振幅周波数特性や、あるいは、インピーダンス不整合等が原因で生じる振幅のリップルを補償する目的から、周波数変化時の振幅特性変化を急峻なものにするためには、Ｑ値（Q0）を大きくすることが必要である。つまり、式（２）に示したように、共振周波数（ω0）が一定の場合には、インダクタンス成分値（Ｌ）が大きく、キャパシタンス成分値（Ｃ）が小さい値になることが必要である。図１に示した振幅周波数特性補償回路１０においては、ワイヤボンディング用パターン５、ワイヤ６を、直列共振回路としてのＱ値（Q0）をできるだけ大きくすることが可能な適切な位置に配置するとともに、さらに、スタブ３の全長の少なくとも５０％以上の長さを占めるワイヤ６を、インダクタンス値が大きいワイヤを用いて構成すれば良い。その結果、直列共振回路のＱ値（Q０）を大きくすることが可能であり、振幅周波数特性補償回路１０の振幅周波数特性として、急峻な振幅特性変化を実現することができ、半導体増幅器等の部品が有する凸形の振幅周波数特性を補償することができる。 In order to make the amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 steeper in amplitude frequency characteristic change at frequency change in order to compensate for the convex amplitude frequency characteristic of components such as semiconductor amplifiers or the amplitude ripple caused by impedance mismatch, it is necessary to increase the Q value (Q 0 ). That is, as shown in formula (2), when the resonance frequency (ω 0 ) is constant, it is necessary that the inductance component value (L) is large and the capacitance component value (C) is small. In the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 shown in FIG. 1, the wire bonding pattern 5 and the wire 6 are arranged in appropriate positions that can maximize the Q value (Q 0 ) of the series resonance circuit, and further, the wire 6 that occupies at least 50% of the total length of the stub 3 is configured using a wire with a large inductance value. As a result, it is possible to increase the Q value (Q 0 ) of the series resonance circuit, and a steep amplitude characteristic change can be realized as the amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10, and the convex amplitude frequency characteristic of components such as semiconductor amplifiers can be compensated.
次に、部品等の回路素子が有する特性のばらつきにより発生する凸形の振幅周波数特性の周波数シフトを補償するために、図６に示した振幅周波数特性補償回路１０の凹形の振幅周波数特性を適切な周波数まで周波数シフトするための調整手段について説明する。まず、振幅周波数特性補償回路１０の凹形の振幅周波数特性を低周波数側に周波数シフトさせる場合について説明する。図８は、図６に示した振幅周波数特性補償回路１０の凹形の振幅周波数特性を低周波数側の適切な周波数まで周波数シフトさせるように調整する調整手段の一例を説明する説明図である。 Next, an adjustment means for frequency-shifting the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 shown in FIG. 6 to an appropriate frequency will be described in order to compensate for the frequency shift of the convex amplitude frequency characteristic that occurs due to the variation in characteristics of circuit elements such as components. First, a case in which the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 is frequency-shifted to the lower frequency side will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of an adjustment means for adjusting the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 shown in FIG. 6 to frequency-shift it to an appropriate frequency on the lower frequency side.
図８に示すように、同一のワイヤボンディング用パターン５間を並列に接続した複数のワイヤ６（例えば第２段目と第３段目とのワイヤボンディング用パターン５間を並列接続している第２段目の３本の第２ワイヤ６ｂ）の一部のワイヤ（１ないし複数のワイヤ）を切断することにより、低周波数側に凹形の振幅周波数特性のピーク値を周波数シフトすることができる。 As shown in FIG. 8, by cutting some of the wires (one or more wires) of the multiple wires 6 (for example, the three second wires 6b in the second stage connecting the wire bonding patterns 5 in parallel between the second and third stages) that connect the same wire bonding patterns 5 in parallel, the peak value of the concave amplitude frequency characteristic can be frequency shifted to the lower frequency side.
つまり、並列接続した複数のワイヤ６の合成インダクタンス値は、複数のワイヤ６の一部のワイヤを切断することによって、より大きい値になる方向に変化するので、式（１）に示したように、スタブ３を形成する直列共振回路の共振周波数（ω0）が低い方向に変化する。したがって、並列接続した複数のワイヤ６の切断本数を調整することにより、振幅周波数特性補償回路１０の凹形の振幅周波数特性を低周波数側の適切な周波数まで周波数シフトさせることができる。 In other words, the combined inductance value of the multiple wires 6 connected in parallel changes to a larger value by cutting some of the multiple wires 6, and therefore the resonant frequency ( ω0 ) of the series resonant circuit forming the stub 3 changes to a lower frequency as shown in equation (1). Therefore, by adjusting the number of cut wires of the multiple wires 6 connected in parallel, it is possible to frequency shift the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 to an appropriate frequency on the low frequency side.
次に、振幅周波数特性補償回路１０の凹形の振幅周波数特性を高周波数側に周波数シフトさせる場合について説明する。図９は、図６に示した振幅周波数特性補償回路１０の凹形の振幅周波数特性を高周波数側の適切な周波数まで周波数シフトさせるように調整する調整手段の一例を説明する説明図である。 Next, a case where the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 is frequency-shifted to the high frequency side will be described. Figure 9 is an explanatory diagram that explains an example of an adjustment means for adjusting the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 shown in Figure 6 so as to frequency-shift it to an appropriate frequency on the high frequency side.
スタブ３内の先端側に配置する複数のワイヤボンディング用パターン５間それぞれを直列に接続している１本ずつの短い長さのワイヤ６のいずれか適当な箇所のワイヤ（例えば図９に示すようにスタブ３の最先端に位置する第６ワイヤ６ｆ）を切断することにより、高周波数側に凹形の振幅周波数特性のピーク値を周波数シフトすることができる。 By cutting the short wires 6 that connect each of the multiple wire bonding patterns 5 arranged at the tip side of the stub 3 in series at an appropriate location (for example, the sixth wire 6f located at the tip of the stub 3 as shown in Figure 9), the peak value of the concave amplitude frequency characteristic can be frequency shifted to the high frequency side.
つまり、直列接続した複数の短いワイヤ６の合成インダクタンス値は、複数の短いワイヤ６のいずれかの箇所のワイヤを切断することによって、より小さい値になる方向に変化するので、式（１）に示したように、スタブ３を形成する直列共振回路の共振周波数（ω0）が高い方向に変化する。したがって、直列接続した複数の短いワイヤ６の切断箇所を調整することにより、振幅周波数特性補償回路１０の凹形の振幅周波数特性を高周波数側の適切な周波数まで周波数シフトさせることができる。 In other words, the combined inductance value of the multiple short wires 6 connected in series changes to a smaller value by cutting any part of the multiple short wires 6, and therefore the resonant frequency ( ω0 ) of the series resonant circuit forming the stub 3 changes to a higher frequency as shown in equation (1). Therefore, by adjusting the cut parts of the multiple short wires 6 connected in series, it is possible to frequency shift the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10 to an appropriate frequency on the high frequency side.
以上に説明したように、ワイヤボンディング用パターン５間を接続しているワイヤ６を切断する操作を行うだけで、スタブ３を形成する直列共振回路の共振周波数（ω0）を、低周波数側、高周波数側のいずれの方向であっても、所望する適当な周波数まで周波数シフトさせる調整を行うことが可能であるので、振幅周波数特性補償回路１０の凹形の振幅周波数特性の調整を容易に行うことができる。また、振幅周波数特性補償回路１０の凹形の振幅周波数特性の調整を行うに当たって、インダクタンス成分値を変化させるために特別な回路素子を挿入することも必要がないことから、振幅周波数特性の調整手段を実現するためのコストが増加することもない。 As described above, simply by cutting the wire 6 connecting the wire bonding patterns 5, it is possible to adjust the resonant frequency ( ω0 ) of the series resonant circuit forming the stub 3 to a desired appropriate frequency in either the low frequency or high frequency direction, and therefore it is easy to adjust the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10. Furthermore, since there is no need to insert a special circuit element to change the inductance component value when adjusting the concave amplitude frequency characteristic of the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10, there is no increase in the cost of realizing the adjustment means for the amplitude frequency characteristic.
(実施形態の効果の説明)
以上に詳細に説明したように、本実施形態においては、以下のような効果を奏することができる。
(Explanation of Effects of the Embodiment)
As described above in detail, the present embodiment can provide the following advantages.
第１に、振幅周波数特性補償回路１０では、半導体増幅器等の凸形の振幅周波数特性、あるいは、インピーダンス不整合等が原因で生じる振幅のリップルを補償するために十分な急峻な凹形の振幅周波数特性を有し、かつ、スタブ３を形成するワイヤ６の向き、ワイヤボンディング用パターン５の形状等に関して特別な制限を行う必要がなく、レイアウトの自由度が高いため、回路の小型化を図ることが可能である。 First, the amplitude-frequency characteristic compensation circuit 10 has a convex amplitude-frequency characteristic of a semiconductor amplifier or the like, or a concave amplitude-frequency characteristic that is steep enough to compensate for amplitude ripples caused by impedance mismatch, etc., and there is no need to impose special restrictions on the direction of the wire 6 that forms the stub 3 or the shape of the wire bonding pattern 5, etc., and there is a high degree of freedom in layout, making it possible to miniaturize the circuit.
第２に、振幅周波数特性補償回路１０では、部品等の回路素子が有する特性のばらつきに対応するために、スタブ３を構成する一部のワイヤを切断する操作を行うだけで、振幅周波数特性を、容易に調整することが可能であり、かつ、新たな回路素子を追加挿入することも不要であるので、低コストで調整することが可能である。 Secondly, in the amplitude-frequency characteristic compensation circuit 10, in order to accommodate the variation in characteristics of circuit elements such as components, the amplitude-frequency characteristics can be easily adjusted by simply cutting some of the wires that make up the stub 3, and since there is no need to insert new circuit elements, adjustments can be made at low cost.
（本発明の他の実施形態）
前述の実施形態において振幅周波数特性補償回路１０として図６に示したスタブ３を構成する抵抗４を可変抵抗値化することによって、可変抵抗値化した抵抗４を利用することにより、凹形の振幅周波数特性のピーク値を調整可能にしても良い。その結果として、半導体増幅器等の凸形の振幅周波数特性、あるいは、インピーダンス不整合等が原因で生じる振幅のリップルを、より精度高く補償することが可能になる。図１０は、本発明に係る振幅周波数特性補償回路の内部構成の図６とは異なる他の例を示すブロック構成図であり、一例として、図６に示したスタブ３内の単一の抵抗４の代わりに、複数の抵抗を直列接続する形式に変更して、複数のワイヤボンディング用パターン５を介して直列に接続している場合を示している。
Other Embodiments of the Invention
In the above-mentioned embodiment, the resistor 4 constituting the stub 3 shown in FIG. 6 as the amplitude-frequency characteristic compensation circuit 10 may be made variable in resistance, and the peak value of the concave amplitude-frequency characteristic may be adjusted by using the variable resistance resistor 4. As a result, it is possible to more accurately compensate for the convex amplitude-frequency characteristic of a semiconductor amplifier or the like, or the amplitude ripple caused by impedance mismatching or the like. FIG. 10 is a block diagram showing another example of the internal configuration of the amplitude-frequency characteristic compensation circuit according to the present invention, different from that shown in FIG. 6. As an example, instead of the single resistor 4 in the stub 3 shown in FIG. 6, multiple resistors are connected in series, and the multiple resistors are connected in series via multiple wire bonding patterns 5.
図１０に示す振幅周波数特性補償回路１０ａにおいては、複数の各ワイヤボンディング用パターン５を介して直列に接続する複数の抵抗として、第１抵抗４１、第２抵抗４２の２つの抵抗を直列接続している例を示している。そして、凹形の振幅周波数特性のピーク値を調整するために、所望する任意の抵抗値に可変に設定しようとする場合は、直列接続した複数の抵抗（第１抵抗４１、第２抵抗４２）のいずれか１ないし複数の抵抗をワイヤボンディングによりバイパスさせるようにストラップする等の手段を用いて実現することを可能にしている。 In the amplitude frequency characteristic compensation circuit 10a shown in FIG. 10, two resistors, a first resistor 41 and a second resistor 42, are connected in series as the multiple resistors connected in series via the multiple wire bonding patterns 5. If it is desired to variably set the desired resistance value in order to adjust the peak value of the concave amplitude frequency characteristic, this can be achieved by using a method such as strapping one or more of the multiple resistors (first resistor 41, second resistor 42) connected in series to bypass them by wire bonding.
また、図６に示した振幅周波数特性補償回路１０または図１０に示した振幅周波数特性補償回路１０ａを、反射特性を改善するために、あらかじめ指定した所望の周波数帯において（λ／４）（すなわち１／４波長）の近傍の線路長になる線路を介して複数段接続するように構成することも可能である。 In addition, in order to improve the reflection characteristics, the amplitude-frequency characteristic compensation circuit 10 shown in FIG. 6 or the amplitude-frequency characteristic compensation circuit 10a shown in FIG. 10 can be configured to be connected in multiple stages via lines having a line length of approximately (λ/4) (i.e., 1/4 wavelength) in a desired frequency band that is specified in advance.
以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。 The above describes the configuration of a preferred embodiment of the present invention. However, please note that such an embodiment is merely an example of the present invention and does not limit the present invention in any way. Those skilled in the art will easily understand that various modifications and alterations are possible according to specific applications without departing from the gist of the present invention.
１ 誘電体基板
２ 無線信号伝搬用の主線路
３ スタブ
４ 抵抗
５ ワイヤボンディング用パターン
６ ワイヤ
６ａ 第１ワイヤ
６ｂ 第２ワイヤ
６ｃ 第３ワイヤ
６ｄ 第４ワイヤ
６ｅ 第５ワイヤ
６ｆ 第６ワイヤ
１０ 振幅周波数特性補償回路
１０ａ 振幅周波数特性補償回路
１１ 半導体増幅器等の部品が有する凸形の振幅周波数特性曲線
１２ λ／４オープンスタブ補償回路が有する凹形の振幅周波数特性曲線
１３ λ／４オープンスタブ補償回路を用いた振幅補償後の振幅周波数特性曲線
１４ 本発明の一例の補償回路が有する十分に急峻な凹形の振幅周波数特性曲線
１５ 本発明の一例の補償回路を用いた振幅補償後の振幅周波数特性曲線
１６ 部品等の特性ばらつきにより周波数シフトした凸形の振幅周波数特性曲線
１７ 本発明の一例の補償回路を用いた振幅補償後の振幅周波数特性曲線
１８ 本発明の一例の補償回路が有する調整実施後の凹形の振幅周波数特性曲線
１９ 本発明の一例の補償回路を用いた振幅補償後の振幅周波数特性曲線
４１ 第１抵抗
４２ 第２抵抗
1 Dielectric substrate 2 Main line for radio signal propagation 3 Stub 4 Resistor 5 Wire bonding pattern 6 Wire 6a First wire 6b Second wire 6c Third wire 6d Fourth wire 6e Fifth wire 6f Sixth wire 10 Amplitude frequency characteristic compensation circuit 10a Amplitude frequency characteristic compensation circuit 11 Convex amplitude frequency characteristic curve of a component such as a semiconductor amplifier 12 Concave amplitude frequency characteristic curve of a λ/4 open stub compensation circuit 13 Amplitude frequency characteristic curve after amplitude compensation using a λ/4 open stub compensation circuit 14 Sufficiently steep concave amplitude frequency characteristic curve of a compensation circuit of an example of the present invention 15 Amplitude frequency characteristic curve after amplitude compensation using a compensation circuit of an example of the present invention 16 Convex amplitude frequency characteristic curve shifted in frequency due to characteristic variations of components, etc. 17 Amplitude frequency characteristic curve after amplitude compensation using a compensation circuit of an example of the present invention 18 Concave amplitude frequency characteristic curve after adjustment of a compensation circuit of an example of the present invention 19 Amplitude frequency characteristic curve after amplitude compensation using a compensation circuit of an example of the present invention 41 First resistor 42 Second Resistance
Claims (8)
無線信号伝搬用の主線路に並列接続したスタブを有し、
該スタブは、
前記主線路に直接接続する抵抗、複数のワイヤならびに前記抵抗と前記ワイヤのいずれか一つとの間および複数の前記ワイヤ間をボンディング接続するための複数のワイヤボンディング用パターンからなり、
かつ、
前記抵抗から前記スタブ内の先端に位置する前記ワイヤボンディング用パターンまでの全線長を、あらかじめ定めた所望の周波数において共振する長さとすることにより、直列共振回路を形成し、
かつ、
形成した前記直列共振回路のＱ値が大きい値になるように、前記ワイヤおよび前記ワイヤボンディング用パターンを配置することにより、凹形の振幅周波数特性を急峻な特性に設定し、
複数の前記ワイヤボンディング用パターン間を接続する複数の前記ワイヤのうち、前記スタブの先端側以外のいずれか任意の箇所に配置している前記ワイヤボンディング用パターン間の接続を複数の前記ワイヤによる並列接続とし、かつ、前記スタブの先端側に配置した複数の前記ワイヤボンディング用パターンそれぞれの間の接続を前記並列接続の前記ワイヤより短い長さを有する１本ずつの前記ワイヤによる直列接続とし、
補償対象とする凸形の周波数特性の周波数シフトに応じて、前記並列接続の前記ワイヤの一部または前記直列接続の前記ワイヤのいずれかを切断することにより、凹形の振幅周波数特性が周波数シフトさせてある、
ことを特徴とする振幅周波数特性補償回路。 1. An amplitude-frequency characteristic compensation circuit for compensating for the amplitude-frequency characteristic of a propagating radio signal, comprising:
A stub is connected in parallel to a main line for transmitting a radio signal,
The stub is
a resistor directly connected to the main line, a plurality of wires, and a plurality of wire bonding patterns for bonding between the resistor and any one of the wires and between the plurality of wires,
and,
a total line length from the resistor to the wire bonding pattern located at the tip of the stub is set to a length that resonates at a predetermined desired frequency, thereby forming a series resonant circuit;
and,
the wire and the wire bonding pattern are arranged so that the Q value of the formed series resonant circuit becomes large, thereby setting the concave amplitude frequency characteristic to a steep characteristic ;
Among the plurality of wires connecting the plurality of wire bonding patterns, the connection between the wire bonding patterns arranged at any arbitrary position other than the tip side of the stub is made as a parallel connection by the plurality of wires, and the connection between each of the plurality of wire bonding patterns arranged on the tip side of the stub is made as a series connection by one wire each having a length shorter than that of the wires of the parallel connection,
According to a frequency shift of the convex frequency characteristic to be compensated for, a concave amplitude-frequency characteristic is frequency-shifted by cutting a part of the parallel-connected wires or one of the series-connected wires.
2. An amplitude-frequency characteristic compensation circuit comprising:
無線信号伝搬用の主線路に並列接続したスタブを有し、
該スタブは、
前記主線路に直接接続する抵抗、複数のワイヤならびに前記抵抗と前記ワイヤのいずれか一つとの間および複数の前記ワイヤ間をボンディング接続するための複数のワイヤボンディング用パターンからなり、
かつ、
前記抵抗から前記スタブ内の先端に位置する前記ワイヤボンディング用パターンまでの全線長を、あらかじめ定めた所望の周波数において共振する長さとすることにより、直列共振回路を形成し、
かつ、
形成した前記直列共振回路のＱ値が大きい値になるように、前記ワイヤおよび前記ワイヤボンディング用パターンを配置することにより、凹形の振幅周波数特性を急峻な特性に設定し、
前記スタブを形成する前記抵抗を、直列に接続した複数の抵抗により構成したことを特徴とする振幅周波数特性補償回路。 1. An amplitude-frequency characteristic compensation circuit for compensating for the amplitude-frequency characteristic of a propagating radio signal, comprising:
A stub is connected in parallel to a main line for transmitting a radio signal,
The stub is
a resistor directly connected to the main line, a plurality of wires, and a plurality of wire bonding patterns for bonding between the resistor and any one of the wires and between the plurality of wires,
and,
a total line length from the resistor to the wire bonding pattern located at the tip of the stub is set to a length that resonates at a predetermined desired frequency, thereby forming a series resonant circuit;
and,
the wire and the wire bonding pattern are arranged so that the Q value of the formed series resonant circuit becomes large, thereby setting the concave amplitude frequency characteristic to a steep characteristic ;
4. An amplitude-frequency characteristic compensation circuit, wherein the resistor forming the stub is composed of a plurality of resistors connected in series .
ことを特徴とする請求項１または２に記載の振幅周波数特性補償回路。 At least 50% or more of the total length from the resistor to the wire bonding pattern located at the tip end within the stub is occupied by the length of the plurality of wires.
3. The amplitude-frequency characteristic compensation circuit according to claim 1, wherein the amplitude-frequency characteristic compensation circuit is a compensation circuit for a first frequency band.
ことを特徴とする振幅周波数特性補償回路。 A configuration in which the amplitude frequency characteristic compensation circuit according to any one of claims 1 to 3 is connected in a plurality of stages via a line having a line length of approximately 1/4 wavelength in a predetermined desired frequency band.
2. An amplitude-frequency characteristic compensation circuit comprising:
前記振幅周波数特性補償回路を、請求項１ないし４のいずれかに記載の振幅周波数特性補償回路を用いて構成する、
ことを特徴とする無線機器。 A wireless device having an amplitude-frequency characteristic compensation circuit for compensating for the amplitude-frequency characteristic of a propagating wireless signal,
The amplitude frequency characteristic compensation circuit is configured using an amplitude frequency characteristic compensation circuit according to any one of claims 1 to 4 .
1. A wireless device comprising:
無線信号伝搬用の主線路に並列接続したスタブを有し、
該スタブは、
前記主線路に直接接続する抵抗、複数のワイヤならびに前記抵抗と前記ワイヤのいずれか一つとの間および複数の前記ワイヤ間をボンディング接続するための複数のワイヤボンディング用パターンからなり、
かつ、
前記抵抗から前記スタブ内の先端に位置する前記ワイヤボンディング用パターンまでの全線長を、あらかじめ定めた所望の周波数において共振する長さとすることにより、直列共振回路を形成し、
形成した前記直列共振回路のＱ値が大きい値になるように、前記ワイヤおよび前記ワイヤボンディング用パターンを配置することにより、凹形の振幅周波数特性を急峻な特性に設定し、
複数の前記ワイヤボンディング用パターン間を接続する複数の前記ワイヤのうち、前記スタブの先端側以外のいずれか任意の箇所に配置している前記ワイヤボンディング用パターン間の接続を複数の前記ワイヤによる並列接続とし、かつ、前記スタブの先端側に配置した複数の前記ワイヤボンディング用パターンそれぞれの間の接続を前記並列接続の前記ワイヤより短い長さを有する１本ずつの前記ワイヤによる直列接続とし、
補償対象とする凸形の周波数特性の周波数シフトに応じて、前記並列接続の前記ワイヤの一部または前記直列接続の前記ワイヤのいずれかを切断することにより、凹形の振幅周波数特性を周波数シフトさせる、
ことを特徴とする振幅周波数特性補償方法。 1. An amplitude-frequency characteristic compensation method for compensating for an amplitude-frequency characteristic of a propagating radio signal, comprising:
A stub is connected in parallel to a main line for transmitting a radio signal,
The stub is
a resistor directly connected to the main line, a plurality of wires, and a plurality of wire bonding patterns for bonding between the resistor and any one of the wires and between the plurality of wires,
and,
a total line length from the resistor to the wire bonding pattern located at the tip of the stub is set to a length that resonates at a predetermined desired frequency, thereby forming a series resonant circuit;
the wire and the wire bonding pattern are arranged so that the Q value of the formed series resonant circuit becomes large, thereby setting the concave amplitude frequency characteristic to a steep characteristic;
Among the plurality of wires connecting the plurality of wire bonding patterns, the connection between the wire bonding patterns arranged at any arbitrary position other than the tip side of the stub is made as a parallel connection by the plurality of wires, and the connection between each of the plurality of wire bonding patterns arranged on the tip side of the stub is made as a series connection by one wire each having a length shorter than that of the wires of the parallel connection,
cutting either one of the wires in the parallel connection or the wires in the series connection in response to a frequency shift of the convex frequency characteristic to be compensated for, thereby shifting the concave amplitude-frequency characteristic in frequency;
4. A method for compensating for amplitude-frequency characteristics comprising:
無線信号伝搬用の主線路に並列接続したスタブを有し、
該スタブは、
前記主線路に直接接続する抵抗、複数のワイヤならびに前記抵抗と前記ワイヤのいずれか一つとの間および複数の前記ワイヤ間をボンディング接続するための複数のワイヤボンディング用パターンからなり、
かつ、
前記抵抗から前記スタブ内の先端に位置する前記ワイヤボンディング用パターンまでの全線長を、あらかじめ定めた所望の周波数において共振する長さとすることにより、直列共振回路を形成し、
形成した前記直列共振回路のＱ値が大きい値になるように、前記ワイヤおよび前記ワイヤボンディング用パターンを配置することにより、凹形の振幅周波数特性を急峻な特性に設定し、
前記スタブを形成する前記抵抗を、直列に接続した複数の抵抗により構成し、自振幅周波数特性補償回路における凹形の振幅周波数特性のピーク値を調整する際に、直列接続した複数の前記抵抗のいずれか１ないし複数をワイヤボンディングによりバイパスさせるようにストラップすることにより、抵抗値を所望する任意の抵抗値に変更する、
ことを特徴とする振幅周波数特性補償方法。 1. An amplitude-frequency characteristic compensation method for compensating for an amplitude-frequency characteristic of a propagating radio signal, comprising:
A stub is connected in parallel to a main line for transmitting a radio signal,
The stub is
a resistor directly connected to the main line, a plurality of wires, and a plurality of wire bonding patterns for bonding between the resistor and any one of the wires and between the plurality of wires,
and,
a total line length from the resistor to the wire bonding pattern located at the tip of the stub is set to a length that resonates at a predetermined desired frequency, thereby forming a series resonant circuit;
the wire and the wire bonding pattern are arranged so that the Q value of the formed series resonant circuit becomes large, thereby setting the concave amplitude frequency characteristic to a steep characteristic;
The resistor forming the stub is configured by a plurality of resistors connected in series, and when adjusting the peak value of the concave amplitude frequency characteristic in the self-amplitude frequency characteristic compensation circuit, any one or more of the plurality of resistors connected in series is strapped by wire bonding so as to be bypassed, thereby changing the resistance value to a desired arbitrary resistance value.
4. A method for compensating for amplitude-frequency characteristics comprising:
ことを特徴とする請求項６または７に記載の振幅周波数特性補償方法。 the length of the plurality of wires occupies at least 50% or more of the total length from the resistor to the wire bonding pattern located at the tip inside the stub;
8. The method for compensating for amplitude-frequency characteristics according to claim 6 or 7.
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| JP2004289749A (en) | 2003-03-25 | 2004-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | Frequency equalizer |
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