JPH04284008A - 高周波増幅回路 - Google Patents
高周波増幅回路Info
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- JPH04284008A JPH04284008A JP3047957A JP4795791A JPH04284008A JP H04284008 A JPH04284008 A JP H04284008A JP 3047957 A JP3047957 A JP 3047957A JP 4795791 A JP4795791 A JP 4795791A JP H04284008 A JPH04284008 A JP H04284008A
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 9
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 101000582320 Homo sapiens Neurogenic differentiation factor 6 Proteins 0.000 description 1
- 102100030589 Neurogenic differentiation factor 6 Human genes 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
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- Microwave Amplifiers (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波帯での数10
mW以下のような比較的小信号で通信を行なう送信機用
の高周波トランジスタ増幅回路に関し、特に出力信号の
送信レベルを検出してフィードバックをかけ安定した出
力特性を得られるようにした高周波増幅回路に関する。
mW以下のような比較的小信号で通信を行なう送信機用
の高周波トランジスタ増幅回路に関し、特に出力信号の
送信レベルを検出してフィードバックをかけ安定した出
力特性を得られるようにした高周波増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に示すように、マイクロ波帯のトラ
ンジスタ増幅回路では、通常のエミッタ接地増幅回路の
ように抵抗を介してエミッタを接地するのではなく、エ
ミッタを直接接地している。これはマイクロ波帯の信号
周波数では、抵抗やコンデンサのリード線もインダクタ
ンスとして機能し、エミッタ接地が不充分になるためで
ある。
ンジスタ増幅回路では、通常のエミッタ接地増幅回路の
ように抵抗を介してエミッタを接地するのではなく、エ
ミッタを直接接地している。これはマイクロ波帯の信号
周波数では、抵抗やコンデンサのリード線もインダクタ
ンスとして機能し、エミッタ接地が不充分になるためで
ある。
【0003】図4に示すような回路は、数10mW以下
のマイクロ波送信機に用いられるため、マイクロ波帯の
搬送波を変調信号で振幅変調して用いることが多い。そ
こで図5に示すようにベースバイアスに変調信号を印加
して、振幅変調を行っている。図4及び図5においてト
ランジスタ1のベースに印加されるベース電圧をVB
にすると、これはそのままベースエミッタ間の電圧であ
り、トランジスタ1のコレクタ電流IC は式(1)で
表わされる。
のマイクロ波送信機に用いられるため、マイクロ波帯の
搬送波を変調信号で振幅変調して用いることが多い。そ
こで図5に示すようにベースバイアスに変調信号を印加
して、振幅変調を行っている。図4及び図5においてト
ランジスタ1のベースに印加されるベース電圧をVB
にすると、これはそのままベースエミッタ間の電圧であ
り、トランジスタ1のコレクタ電流IC は式(1)で
表わされる。
【0004】
IC =IS ・exp(q・VB
/(kT)−1) (1)
式(1)からも明らかなようにIC は温度の影響を受
けて変動するため、図4及び図5の回路では安定した出
力信号が得られないという問題がある。そこで図6に示
すような出力信号の振幅を検波して基準電圧Vr と比
較し、その差に応じた出力をベースバイアスにフィード
バックすることで出力信号を安定化する回路が使用され
ている。図6において8が出力信号を検波する検波部で
あり、検波部8での電圧変化を示したのが図7である。
/(kT)−1) (1)
式(1)からも明らかなようにIC は温度の影響を受
けて変動するため、図4及び図5の回路では安定した出
力信号が得られないという問題がある。そこで図6に示
すような出力信号の振幅を検波して基準電圧Vr と比
較し、その差に応じた出力をベースバイアスにフィード
バックすることで出力信号を安定化する回路が使用され
ている。図6において8が出力信号を検波する検波部で
あり、検波部8での電圧変化を示したのが図7である。
【0005】出力信号の電圧vo は、図7における点
線のように変動している。この信号がダイオードD1
に印加されると、ダイオードの方向及び順方向電位差か
ら一点鎖線で示すようなダイオード出力が得られる。こ
のダイオード出力が検波部8のコンデンサを充電し、同
時に抵抗を介して放電されるので実線で示すようなVO
が得られることになる。図7からも明らかなようにV
O は出力信号の振幅に対応した電圧になる。このVO
と基準電圧Vr を差動増幅器6で比較して、出力を
トランジスタ1のベースに印加する。VO が基準電圧
Vr より小さい場合、すなわち出力信号の振幅が小さ
い場合には、ベース電圧が増加して出力信号の振幅を増
加させる。VO が基準電圧Vr より大きい場合には
逆に作用するため、出力信号の振幅は一定に保持される
ことになる。なおコイルL1 はベースに直流電圧のみ
を印加するためのものであり、抵抗とコンデンサC9は
差動増幅器6の出力を平滑化するためのものである。
線のように変動している。この信号がダイオードD1
に印加されると、ダイオードの方向及び順方向電位差か
ら一点鎖線で示すようなダイオード出力が得られる。こ
のダイオード出力が検波部8のコンデンサを充電し、同
時に抵抗を介して放電されるので実線で示すようなVO
が得られることになる。図7からも明らかなようにV
O は出力信号の振幅に対応した電圧になる。このVO
と基準電圧Vr を差動増幅器6で比較して、出力を
トランジスタ1のベースに印加する。VO が基準電圧
Vr より小さい場合、すなわち出力信号の振幅が小さ
い場合には、ベース電圧が増加して出力信号の振幅を増
加させる。VO が基準電圧Vr より大きい場合には
逆に作用するため、出力信号の振幅は一定に保持される
ことになる。なおコイルL1 はベースに直流電圧のみ
を印加するためのものであり、抵抗とコンデンサC9は
差動増幅器6の出力を平滑化するためのものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように図6の回
路では、出力信号を検波してフィードバックをかけるこ
とで安定化を図っているが、図7に示すようにダイオー
ドを使用しているために半周期分は検波できないため検
波効率が悪く、その上ダイオードの順方向電圧分だけ更
に検波効率が悪いという問題がある。
路では、出力信号を検波してフィードバックをかけるこ
とで安定化を図っているが、図7に示すようにダイオー
ドを使用しているために半周期分は検波できないため検
波効率が悪く、その上ダイオードの順方向電圧分だけ更
に検波効率が悪いという問題がある。
【0007】また図6において、差動増幅器6の増幅率
をA、トランジスタ1の電圧利得をg、ダイオードD1
の順方向電圧をVF とすると式(2)から(6)が
得られる。
をA、トランジスタ1の電圧利得をg、ダイオードD1
の順方向電圧をVF とすると式(2)から(6)が
得られる。
【0008】
【数1】
【0009】したがってvo はVF の影響を受ける
が、VF は温度の影響で変動するため、vo も温度
変化してしまうという問題がある。更に図6の回路にお
いては検波部8自体がトランジスタ1の負荷になるため
伝送損失を生じるだけでなく、インピーダンスも変動す
るため次段とのマッチングも取りづらくなるという問題
がある。
が、VF は温度の影響で変動するため、vo も温度
変化してしまうという問題がある。更に図6の回路にお
いては検波部8自体がトランジスタ1の負荷になるため
伝送損失を生じるだけでなく、インピーダンスも変動す
るため次段とのマッチングも取りづらくなるという問題
がある。
【0010】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、出力信号の強度を基準電圧のみで決定でき、各
使用部品等の特性に影響されない高周波増幅回路の実現
を目的とする。
であり、出力信号の強度を基準電圧のみで決定でき、各
使用部品等の特性に影響されない高周波増幅回路の実現
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波増幅回路
は、上記問題点を解決するため出力信号の振幅検波のた
めにダイオード等を使用せずに、トランジスタのコレク
タ出力の電源飽和特性を利用する。図1は本発明の高周
波増幅回路の基本構成を示す図である。なお図において
は同一の機能を有する部分には同一の番号を付して表わ
すこととする。
は、上記問題点を解決するため出力信号の振幅検波のた
めにダイオード等を使用せずに、トランジスタのコレク
タ出力の電源飽和特性を利用する。図1は本発明の高周
波増幅回路の基本構成を示す図である。なお図において
は同一の機能を有する部分には同一の番号を付して表わ
すこととする。
【0012】すなわち本発明の高周波増幅回路は、エミ
ッタが接地されコレクタがインダクタンス素子L2 を
介して直流電源VCCに接続されたトランジスタ1、及
びトランジスタ1のベースに直流電圧を印加するバイア
ス手段3を備え、トランジスタ1のベースに高周波信号
を印加してコレクタより出力信号を得る高周波増幅回路
において、直流電源VCCとインダクタンス素子L2
の間に設けられ、出力信号を一方の電圧側でカットオフ
することで出力信号の出力レベルに対応した直流電圧を
発生するように抵抗RC と容量素子(コンデンサ)C
10で構成されるレベル検出手段4、あらかじめ定めた
基準電圧Vr を出力する定電圧源5、及びレベル検出
手段4の発生した直流電圧と基準電圧Vr の差に対応
した出力をバイアス手段3に印加する比較手段6を備え
、出力信号を安定化したことを特徴とする高周波増幅回
路である。
ッタが接地されコレクタがインダクタンス素子L2 を
介して直流電源VCCに接続されたトランジスタ1、及
びトランジスタ1のベースに直流電圧を印加するバイア
ス手段3を備え、トランジスタ1のベースに高周波信号
を印加してコレクタより出力信号を得る高周波増幅回路
において、直流電源VCCとインダクタンス素子L2
の間に設けられ、出力信号を一方の電圧側でカットオフ
することで出力信号の出力レベルに対応した直流電圧を
発生するように抵抗RC と容量素子(コンデンサ)C
10で構成されるレベル検出手段4、あらかじめ定めた
基準電圧Vr を出力する定電圧源5、及びレベル検出
手段4の発生した直流電圧と基準電圧Vr の差に対応
した出力をバイアス手段3に印加する比較手段6を備え
、出力信号を安定化したことを特徴とする高周波増幅回
路である。
【0013】
【作用】本発明では出力信号の振幅の検出をレベル検出
手段4で行っており、その部分での信号の様子を説明し
たのが図2である。入力信号vi が無信号状態の時ト
ランジスタ1のベースに印加されるのはベースバイアス
のみであり、その時のコレクタ電流をIC0とすると、
VO はVCCよりVO1だけ小さな値になる。ここで
VO1=IC0・RC である。もしもvi が入力さ
れても、vo の振幅が一点鎖線で示すようにVCCを
越えなければVO はVCC−VO1になる。入力信号
vi の振幅が大きくなるとそれに応じてvo の振幅
も大きくなるが、VCCを越えた場合には図2に実線で
示すようにVCCにクランプされることになる。点線は
クランプされないとした場合の波形を示している。なお
出力信号はクランプされるため以下の説明においては振
幅の替りに出力信号の出力レベルと称することにする。
手段4で行っており、その部分での信号の様子を説明し
たのが図2である。入力信号vi が無信号状態の時ト
ランジスタ1のベースに印加されるのはベースバイアス
のみであり、その時のコレクタ電流をIC0とすると、
VO はVCCよりVO1だけ小さな値になる。ここで
VO1=IC0・RC である。もしもvi が入力さ
れても、vo の振幅が一点鎖線で示すようにVCCを
越えなければVO はVCC−VO1になる。入力信号
vi の振幅が大きくなるとそれに応じてvo の振幅
も大きくなるが、VCCを越えた場合には図2に実線で
示すようにVCCにクランプされることになる。点線は
クランプされないとした場合の波形を示している。なお
出力信号はクランプされるため以下の説明においては振
幅の替りに出力信号の出力レベルと称することにする。
【0014】図7に点線で示した出力信号の分がVCC
にクランプされるためVO はVCC−VO1からVC
C−VO2に変化することになる。すなわち出力信号の
出力レベルに応じた直流電圧VO が得られることにな
る。これは出力レベルを検波したことを意味する。そこ
でVO1<<VO2となるように設定すると、出力レベ
ルvo は式(7)から(11)に示すようにして求め
られる。
にクランプされるためVO はVCC−VO1からVC
C−VO2に変化することになる。すなわち出力信号の
出力レベルに応じた直流電圧VO が得られることにな
る。これは出力レベルを検波したことを意味する。そこ
でVO1<<VO2となるように設定すると、出力レベ
ルvo は式(7)から(11)に示すようにして求め
られる。
【0015】
【数2】
【0016】式(11)より明らかなように、出力レベ
ルvo は基準電圧VR のみで決定され、他の部品の
特性に影響されないため温度による影響も受けない。こ
こで出力レベルvo はVCCでクランプされるため歪
んだ波形になるので、フィルタ9を通した後に出力しな
ければならないが、送信機ではもともと出力段に高調波
等を抑制するフィルタが使用されており、このために部
品の追加を行なう必要はなく、実現も容易である。
ルvo は基準電圧VR のみで決定され、他の部品の
特性に影響されないため温度による影響も受けない。こ
こで出力レベルvo はVCCでクランプされるため歪
んだ波形になるので、フィルタ9を通した後に出力しな
ければならないが、送信機ではもともと出力段に高調波
等を抑制するフィルタが使用されており、このために部
品の追加を行なう必要はなく、実現も容易である。
【0017】また前述の通り本発明の高周波増幅器は送
信機に用いられ、変調信号に応じて振幅変調される必要
があるが、図1に7で示す変調手段を差動増幅器6の基
準電圧源の入力に接続することにより、変調信号Vm
で振幅変調することが可能である。しかも上記のように
差動増幅器6の基準電圧側の入力で出力レベルが決定さ
れるため、振幅変調についても使用している部品の特性
に影響されないことになる。
信機に用いられ、変調信号に応じて振幅変調される必要
があるが、図1に7で示す変調手段を差動増幅器6の基
準電圧源の入力に接続することにより、変調信号Vm
で振幅変調することが可能である。しかも上記のように
差動増幅器6の基準電圧側の入力で出力レベルが決定さ
れるため、振幅変調についても使用している部品の特性
に影響されないことになる。
【0018】
【実施例】本発明に基づく高周波増幅回路の回路図を図
3に示す。本実施例では高周波増幅用に二個のトランジ
スタQ1 とQ2 を用いている。これは高周波である
ため一個のトランジスタでは出力に必要な充分な利得が
得られないためである。RA はトランジスタQ1 へ
の過電流を防止するための保護抵抗である。R1 とR
2 はトランジスタQ2 のベース電圧を設定する抵抗
であり、トランジスタQ2 のコレクタ電流を小さくす
るように働く。
3に示す。本実施例では高周波増幅用に二個のトランジ
スタQ1 とQ2 を用いている。これは高周波である
ため一個のトランジスタでは出力に必要な充分な利得が
得られないためである。RA はトランジスタQ1 へ
の過電流を防止するための保護抵抗である。R1 とR
2 はトランジスタQ2 のベース電圧を設定する抵抗
であり、トランジスタQ2 のコレクタ電流を小さくす
るように働く。
【0019】トランジスタQ3 とQ4 及び定電流源
Iで差動増幅器を構成している。この差動増幅器の利得
は抵抗r1 とr2 で決定される。R3 とR4 は
基準電圧を生成する抵抗であり、ここに変調信号が入力
される。RC は図1に示した出力レベル検波用の抵抗
である。R5 とR6 はベース電圧をVCCの抵抗分
割で設定するための抵抗であり、トランジスタQ3 側
に電流が流れない状態になってもQ1 がカットオフし
ないように働く。
Iで差動増幅器を構成している。この差動増幅器の利得
は抵抗r1 とr2 で決定される。R3 とR4 は
基準電圧を生成する抵抗であり、ここに変調信号が入力
される。RC は図1に示した出力レベル検波用の抵抗
である。R5 とR6 はベース電圧をVCCの抵抗分
割で設定するための抵抗であり、トランジスタQ3 側
に電流が流れない状態になってもQ1 がカットオフし
ないように働く。
【0020】なお本実施例ではトランジスタQ2 の出
力信号レベルをトランジスタQ1 のベースにフィード
バックしているが、これは信号レベルの低い所で動作さ
せた方が広いレベル範囲でレベル制御が行なえるためで
ある。
力信号レベルをトランジスタQ1 のベースにフィード
バックしているが、これは信号レベルの低い所で動作さ
せた方が広いレベル範囲でレベル制御が行なえるためで
ある。
【0021】
【発明の効果】本発明により、出力レベルが基準電圧の
みで定まり、更には振幅変調のレベルが変調信号のみに
より定まり、構成部品の特性に影響されない高周波増幅
回路が実現でき、これにより出力レベルの安定した送信
機ができる。
みで定まり、更には振幅変調のレベルが変調信号のみに
より定まり、構成部品の特性に影響されない高周波増幅
回路が実現でき、これにより出力レベルの安定した送信
機ができる。
【図1】本発明の高周波増幅回路の基本構成を示す図で
ある。
ある。
【図2】図1の出力信号の検波部において、出力信号を
VCCでカットオフして出力信号の出力レベルに対応し
た電圧レベルが得られることの説明図である。
VCCでカットオフして出力信号の出力レベルに対応し
た電圧レベルが得られることの説明図である。
【図3】本発明の実施例の回路図である。
【図4】トランジスタのエミッタを直接接地したマイク
ロ波帯における増幅回路の例を示す図である。
ロ波帯における増幅回路の例を示す図である。
【図5】トランジスタのベースバイアスに変調信号を印
加して振幅変調する従来例を示す図である。
加して振幅変調する従来例を示す図である。
【図6】出力信号の振幅をダイオードで検波してフィー
ドバックすることで出力レベルを安定化する従来の回路
例である。
ドバックすることで出力レベルを安定化する従来の回路
例である。
【図7】図6の回路における検波部の電圧を示す図であ
る。
る。
1…トランジスタ
3…バイアス手段
4…レベル検出手段
5…基準電圧源
6…比較手段
7…変調手段
Claims (2)
- 【請求項1】 エミッタが直接接地され、コレクタが
インダクタンス素子(L2)を介して直流電源(VCC
)に接続されたトランジスタ(1)、及び該トランジス
タ(1)のベースに直流電圧を印加するバイアス手段(
3)を備え、該トランジスタ(1)のベースに高周波信
号を印加してコレクタより出力信号を得る高周波増幅回
路において、該直流電源(VCC)と該インダクタンス
素子(L2)の間に設けられ、該出力信号を一方の電圧
側でカットオフすることで該出力信号の出力レベルに対
応した直流電圧を発生するように抵抗(RC ) と容
量素子(C10)で構成されるレベル検出手段(4)、
あらかじめ定めた基準電圧(Vr ) を出力する基準
電圧源(5)、及び該レベル検出手段(4)の発生した
直流電圧と該基準電圧(Vr ) の差に対応した出力
を該バイアス手段(3)に印加する比較手段(6)を備
え、出力信号を安定化したことを特徴とする高周波増幅
回路。 - 【請求項2】 該基準電圧(Vr ) を変調信号に
基づいて変化させる変調手段(7)を更に備え、該変調
信号に対応して振幅変調された出力信号が得られること
を特徴とする高周波増幅回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3047957A JPH04284008A (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 高周波増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3047957A JPH04284008A (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 高周波増幅回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04284008A true JPH04284008A (ja) | 1992-10-08 |
Family
ID=12789832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3047957A Withdrawn JPH04284008A (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | 高周波増幅回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04284008A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5982236A (en) * | 1997-01-21 | 1999-11-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High-frequency power amplifier |
-
1991
- 1991-03-13 JP JP3047957A patent/JPH04284008A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5982236A (en) * | 1997-01-21 | 1999-11-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High-frequency power amplifier |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |