JPH06314938A

JPH06314938A - 高周波増幅器

Info

Publication number: JPH06314938A
Application number: JP5104304A
Authority: JP
Inventors: Jun Sugawara; 潤菅原
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 1994-11-08
Anticipated expiration: 2015-05-08
Also published as: JP3037850B2; FR2704700B1; FR2704700A1; CN1035351C; GB2277650B; GB2277650A; GB9407460D0; CN1099201A

Abstract

(57)【要約】【目的】選択的に動作状態、非動作状態に切換えられ
る増幅用トランジスタ１の非動作状態時に、出力信号成
分を十分低減させる高周波増幅器を提供する。【構成】エミッタ接地接続された増幅用トランジスタ
１と、増幅用トランジスタ１のベースを選択的に接地接
続するスイッチング用トランジスタ２と、増幅用トラン
ジスタ１のコレクタに接続された共振回路８とからなる
高周波増幅器において、共振回路８にダイオード７を挿
入接続し、ダイオード７を介して増幅用トランジスタ１
のコレクタ電流を通流させる。増幅用トランジスタ１の
非導通時には、ダイオード７が非導通状態になって微小
容量として働き、共振回路８の共振周波数は、増幅用ト
ランジスタ１の導通時の所定の共振周波数に比べて相当
に高くなり、所定の信号周波数信号成分がこの高い共振
周波数の共振回路８において除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、選択的に動作、不動作
状態が切り換えられるトランジスタ高周波増幅器、特
に、送信搬送波の元となる基準発振信号を選択的に増幅
逓倍／増幅または遮断する手段を備えた時分割多重方式
無線通信機において、前記遮断する際に基準発振信号が
受信回路側へ漏れる量を低減させるようにしたトランジ
スタ高周波増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＦＤＭＡ（Frequency Divison
Multiple Access、周波数分割多元接続）またはＴＤＭ
Ａ（Time Divison Multiple Access、時分割多元接続）
／ＴＤＤ（Time Division Duplex、時分割多重）方式に
用いられる無線通信機には、次のような構成のものが知
られている。

【０００３】図１は、この既知のＦＤＭＡまたはＴＤＭ
Ａ／ＴＤＤ方式無線通信機における送受信回路部の構成
の一例を示すブロック構成図である。

【０００４】図１において、２０は送信回路部、２１は
受信回路部、２２は基準周波数発振器、２３は高周波増
幅器、２４は第１の周波数混合器、２５は第１のバンド
パスフィルタ、２６は電力増幅器、２７は線形高周波増
幅器、２８は第２の周波数混合器、２９は第２のバンド
パスフィルタ、３０は検波器、３１は波形整形器、３２
は局部発振器、３３は位相同期回路（ＰＬＬ）、３４は
帯域制限フィルタ、３５はサーキュレータ、３６はアン
テナ、３７はインバータ、３８は送受切換端子、３９は
データ信号入力端子、４０はデータ信号出力端子であ
る。

【０００５】そして、送信回路部２０は、基準周波数発
振器２２、高周波増幅器２３、第１の周波数混合器２
４、第１のバンドパスフィルタ２５、電力増幅器２６か
らなり、受信回路部２１は、線形高周波増幅器２７、第
２の周波数混合器２８、第２のバンドパスフィルタ２
９、検波器３０、波形整形器３１からなっている。送信
回路部２０において、基準周波数発振器２２は、送信中
間周波信号の基になる安定な基準発振信号ｆｃを発生す
るもので、例えば、水晶発振器によって構成される。高
周波増幅器２３は、基準発振信号ｆｃを増幅逓倍または
増幅して、送信中間周波信号ｆｉｔを発生する。第１の
周波数混合器２４は、送信中間周波信号ｆｉｔと局部発
振器３２からの被変調信号ｆｍとを混合する。なお、こ
のとき、局部発振器２３は、周波数変調器として機能し
ている。第１のバンドパスフィルタ２５は、第１の周波
数混合器２４で得られた混合信号の中から送信用被変調
信号ｆｔを選択抽出する。電力増幅器２６は、送信用被
変調信号ｆｔを送信レベルまで電力増幅する。また、受
信回路部２１において、線形高周波増幅器２７は、受信
した高周波信号ｆｒを線形増幅し、第２の周波数混合器
２８は、線形増幅した搬送周波数信号ｆｒと局部発振器
３２からの局部発振信号ｆｏとを混合する。第２のバン
ドパスフィルタ２９は、第２の周波数混合器２８で得ら
れた混合信号の中から受信中間周波信号ｆｉｒを選択抽
出する。検波器３０は、中間周波信号ｆｉｒを検波して
データ信号を抽出し、波形整形器３１は、データ信号の
整形を行う。

【０００６】さらに、帯域制限フィルタ３４は、送信時
に、データ信号入力端子３９に加わるデータ信号の帯域
制限を行い、変調信号として局部発振器３２に供給す
る。サーキュレータ３５は、送信用被変調信号ｆｔを送
信回路部２０からアンテナ３６に伝送供給し、また、ア
ンテナ３６で受信した高周波信号ｆｒを受信回路２１に
伝送供給する。送受切換端子３８に供給された送受切換
信号は、直接、高周波増幅器２３、第１の周波数混合器
２４、電力増幅器２６に供給され、インバータ３７を介
して線形高周波増幅器２７、第２の周波数混合器２８に
それぞれ供給されるように構成されている。

【０００７】前記構成による無線通信機は、次のように
動作する。

【０００８】まず、送信時には、送受切換端子３８に送
信切換信号Ｔｘが印加され、この送信切換信号Ｔｘによ
って、送信回路部２０の高周波増幅器２３、第１の周波
数混合器２４、電力増幅器２６は、いずれも、動作状態
に設定され、受信回路部２１の線形高周波増幅器２７、
第２の周波数混合器２８は、ともに、非動作状態に設定
される。このとき、基準周波数発振器２２から出力され
た基準発振信号ｆｃは、高周波増幅器２３において増幅
逓倍または増幅され、その出力側に得られた送信中間周
波信号ｆｉｔは、第１の周波数混合器２４に供給され
る。また、データ信号入力端子３９に印加されたデータ
信号は、帯域制限フィルタ３４において帯域制限された
後、変調信号として局部発振器３２に供給され、局部発
振信号ｆｏが変調信号によって変調され、被変調信号ｆ
ｍに変わる。このとき、第１の周波数混合器２４は、送
信中間周波信号ｆｉｔと被変調信号ｆｍとを混合し、混
合出力を第１のバンドパスフィルタ２５に供給する。第
１のバンドパスフィルタ２５は、混合出力の中から送信
用被変調信号ｆｔを選択抽出し、電力増幅器２６に供給
する。電力増幅器２６は、送信用被変調信号ｆｔを送信
レベルまで電力増幅し、サーキュレータ３５を介してア
ンテナ３６に供給し、アンテナ３６から送信させる。

【０００９】そして、送信時には、前述のように、受信
回路部２１の線形高周波増幅器２７及び第２の周波数混
合器２８が非動作状態に設定されるので、送信用被変調
信号ｆｔや送信中間周波信号ｆｉｔが受信回路部２１に
漏洩したとしても、漏洩したこれらの信号ｆｔ、ｆｉｔ
が受信回路部２１に妨害を与えることはない。

【００１０】一方、受信時には、送受切換端子３８に受
信切換信号Ｒｘが印加され、この受信切換信号Ｒｘの供
給によって、送信回路部２０の高周波増幅器２３、第１
の周波数混合器２４、電力増幅器２６がともに非動作状
態に設定され、受信回路部２１の線形高周波増幅器２
７、第２の周波数混合器２８が動作状態に設定される。
このとき、アンテナ３６で受信された高周波信号ｆｒ
は、サーキュレータ３５を介して線形高周波増幅器２７
に供給され、そこで線形増幅された後、第２の周波数混
合器２８に供給される。第２の周波数混合器２８は、高
周波信号ｆｒと局部発振器３２が発生する局部発振信号
ｆｏとを混合し、この混合出力を第２のバンドパスフィ
ルタ２９に供給する。第２のバンドパスフィルタ２９
は、混合出力の中から受信中間周波信号ｆｉｒを選択抽
出し、検波器３０に供給する。検波器３０は、受信中間
周波信号ｆｉｒを復調してデータ信号を再生し、波形整
形器３１に供給する。波形整形器３１は、データ信号を
整形し、データ信号出力端子４０を通して図示しないデ
ータ処理部に供給する。

【００１１】なお、受信時において、受信に不要な基準
周波数発振器２２の発振動作を停止させない理由は、基
準周波数発振器２２の発振動作を一旦停止させると、次
に発振動作を再開させる際に、直ぐには出力発振周波数
が安定しないという弊害を防ぐためである。

【００１２】ところで、図３は、送信回路部２０に用い
られる既知の高周波増幅器２３の一例を示す回路構成図
である。

【００１３】図３において、５１は増幅用トランジス
タ、５２はスイッチング用トランジスタ、５３は信号入
力端子、５４は信号出力端子、５５はインダクタ、５６
はキャパシタ、５７は共振回路、５８はエミッタ抵抗、
５９はバイパスキャパシタ、６０、６１はベースバイア
ス抵抗、６２は電源端子、６３はバイパスキャパシタ、
６４は送受切換端子である。

【００１４】そして、増幅用トランジスタ５１は、ベー
スが信号入力端子５３に接続されるとともにスイッチン
グ用トランジスタ５２のコレクタに接続され、エミッタ
がエミッタ抵抗５８とバイパスキャパシタ５９を並列に
介して接地され、さらに、コレクタが信号出力端子５４
に接続されるとともに、インダクタ５５及びキャパシタ
５６からなる共振回路５７に接続される。スイッチング
用トランジスタ５２は、ベースが送受切換端子６４に接
続され、エミッタが直接接地される。インダクタ５５の
他端は、電源端子６２に接続され、キャパシタ５６の他
端は、接地されている。

【００１５】前記構成に係わる高周波増幅器の動作は、
次のとおりである。

【００１６】まず、送信時には、送受切換端子６４に略
接地電位の送信切換信号が供給される。それによってス
イッチング用トランジスタ５２はカットオフ状態になる
ので、増幅用トランジスタ５１は、ベースにベースバイ
アス抵抗６０、６１で設定されたバイアス電圧が印加さ
れ、正常な増幅を行なう動作状態になる。このため、信
号入力端子５３に供給された基準発振信号は、増幅用ト
ランジスタ５１で増幅され、そのコレクタに増幅された
信号が発生する。なお、増幅用トランジスタ５１のコレ
クタには、基準発振信号の第２高調波に同調した共振回
路５７が接続されているので、増幅された信号の中の第
２高調波信号だけが共振回路５７で選択抽出され、送信
中間周波信号として信号出力端子５４から次続の第１の
周波数混合器（図示なし）に供給される。

【００１７】次に、受信時には、送受切換端子６４に正
電圧の受信切換信号が供給される。それによってスイッ
チング用トランジスタ５２は導通状態になるので、増幅
用トランジスタ５１は、スイッチング用トランジスタ５
２を介してベースが接地接続され、増幅が行われない非
動作状態（カットオフ状態）になる。このため、基準発
振信号が増幅用トランジスタ５１のベースに印加された
としても、基準発振信号は、増幅用トランジスタ５１の
コレクタに生じることがなく、送信中間周波信号が信号
出力端子５４から次続の第１の周波数混合器（図示な
し）に供給されることもない。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トランジス
タは、非動作状態（カットオフ状態）になったとして
も、ベース・コレクタ間またはベース・エミッタ間等に
それぞれ接合容量が存在し、さらに、動作状態（導通状
態）になったとしても、コレクタ・エミッタ間には、残
留インピーダンスが存在している。このため、スイッチ
ング用トランジスタ５２が導通状態になり、同時に、増
幅用トランジスタ５１が非動作状態（カットオフ状態）
になったとしても、スイッチング用トランジスタ５２の
残留インピーダンス及び増幅用トランジスタ５１のベー
ス・コレクタ間接合容量により、比較的高レベルの基準
信号ｆｃは、スイッチング用トランジスタ５２によって
完全に短絡されず、また、増幅用トランジスタ５１にお
いて完全には遮断されず、その一部が増幅用トランジス
タ５１のコレクタ側に伝送される。

【００１９】そして、共振回路５７において選択抽出さ
れた基準発振信号の第２高調波が信号出力端子５４から
外部に伝送され、受信状態にある受信回路部２１に妨害
を与えるという問題がある。

【００２０】本発明は、前記問題点を除去するものであ
って、その目的は、選択的に動作状態、非動作状態に切
換えられる増幅用トランジスタが非動作状態の時に、出
力信号成分を十分低減させる高周波増幅器を提供するこ
とにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、エミッタ接地接続された高周波増幅用の
トランジスタと、前記増幅用トランジスタのベースを選
択的に接地接続するスイッチング用トランジスタ（スイ
ッチ手段）と、前記増幅用トランジスタのコレクタに接
続された共振回路とからなる高周波増幅器において、前
記共振回路内にダイオードを接続し、このダイオードを
介して前記増幅用トランジスタにコレクタ電流を供給す
る手段を備えた。

【００２２】

【作用】前記手段によれば、受信時に、スイッチング用
トランジスタのベースに、そのスイッチング用トランジ
スタを導通させる極性の切換信号を供給し、増幅用トラ
ンジスタのベースを接地接続してカットオフ状態にす
る。このとき、増幅用トランジスタのコレクタに接続さ
れているダイオードは、非導通状態になり、等価的に微
小容量値を有するキャパシタとして働き、ダイオードを
含む共振回路の共振周波数は所定の共振周波数よりも相
当高くなる。したがって、非動作状態にある増幅用トラ
ンジスタの接合容量等を介して共振回路に漏洩した基準
発振信号は、この共振回路において十分に減衰され、送
信中間周波信号が受信部に混入することを防止できる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２４】図２は、本発明に係わる高周波増幅器の一
実施例を示す回路構成図であって、図１に示された高周
波増幅器２３に適用可能なものである。

【００２５】図２において、１は増幅用トランジスタ、
２はスイッチング用トランジスタ（スイッチ手段）、３
は信号入力端子、４は信号出力端子、５はインダクタ、
６はキャパシタ、７はダイオード、８は共振回路、９は
エミッタ抵抗、１０はバイパスキャパシタ、１１、１２
はベースバイアス抵抗、１３は電源端子、１４はバイパ
スキャパシタ、１５は送受切換端子である。

【００２６】そして、インダクタ５、キャパシタ６、ダ
イオード７は、共振回路８を構成しており、共振回路８
において、インダクタ５とダイオード７は、信号出力端
子４と電源端子１３間に直列接続され、キャパシタ６は
信号出力端子４と接地間に接続されている。増幅用トラ
ンジスタ１は、ベースが信号入力端子３及びスイッチン
グ用トランジスタ２のコレクタに接続され、エミッタが
エミッタ抵抗９及びバイパスキャパシタ１０を並列に介
して接地され、コレクタが信号出力端子４及び共振回路
８に接続されている。スイッチング用トランジスタ２
は、ベースが送受切換端子１５に接続され、エミッタが
直接接地されている。また、信号入力端子３には、基準
周波数発振器２２（図１参照）から基準発振信号ｆｃが
供給され、共振回路８は、ダイオード７の導通時に、基
準発振信号ｆｃの２次高調波２ｆｃに等しい共振周波数
を有しており、信号出力端子４から中間周波信号ｆｉｔ
として２次高調波信号２ｆｃが取り出されるように構成
されている。

【００２７】前記構成に係わる高周波増幅器は、次のよ
うに動作する。

【００２８】まず、送信時には、送受切換端子１５に略
接地電位の送信切換信号Ｔｘが供給される。それによっ
てスイッチング用トランジスタ２はカットオフ状態にな
るので、増幅用トランジスタ１は、ベースにベースバイ
アス抵抗１１、１２で設定されたバイアス電圧が印加さ
れ、正常な増幅動作を行なう状態になる。この状態にお
いて、増幅用トランジスタ１は、信号入力端子３に供給
された基準発振信号ｆｃをエミッタ接地態様で増幅し、
増幅された基準発振信号ｆｃがコレクタに発生する。こ
のとき、増幅用トランジスタ１のコレクタ電流がダイオ
ード７を流れ、ダイオード７が導通することによって、
共振回路８の共振周波数は、基準発振信号ｆｃの２次高
調波２ｆｃに等しくされているので、増幅された基準発
振信号ｆｃの中の２次高調波２ｆｃだけが共振回路８で
選択抽出され、信号出力端子４から第１の周波数混合器
２４（図１参照）に送信中間周波信号ｆｉｔとして供給
される。

【００２９】次に、受信時には、送受切換端子１５に正
電圧の受信切換信号Ｒｘが供給される。それによってス
イッチング用トランジスタ２は導通状態になるので、増
幅用トランジスタ１は、ベースが導通状態のスイッチン
グ用トランジスタ２を介して接地接続され、増幅を行わ
ない非動作状態（カットオフ状態）になる。この状態の
ときには、信号入力端子３を通して増幅用トランジスタ
１のベースに印加された基準発振信号ｆｃは、スイッチ
ング用トランジスタ２の残留インピーダンスと増幅用ト
ランジスタ１のベース・コレクタ間接合容量のため、増
幅用トランジスタ１において完全には遮断されず、一部
が増幅用トランジスタ１のコレクタ側に漏洩する。

【００３０】しかし、増幅用トランジスタ１が非動作状
態（カットオフ状態）の時には、共振回路８のダイオー
ド７にコレクタ電流が流れないため、ダイオード７は、
カットオフ状態にあって、微小容量値を持ったキャパシ
タとして働く。即ち、共振回路８は、インダクタ５に直
列に微小容量のキャパシタが接続されたことになるの
で、その共振周波数は、所定の２次高調波信号２ｆｃよ
りも相当に高くなる。したがって、増幅用トランジスタ
１のコレクタ側に伝送された基準発振信号ｆｃの中の２
次高調波信号２ｆｃ及びその近傍の周波数の信号、即
ち、受信中間周波信号ｆｉｒまたはその近傍の周波数の
信号は、ことごとく共振回路８において減衰除去され、
これらの信号が受信回路部２１に混入せず、受信回路部
２１の受信動作に影響を妨害しない。

【００３１】ちなみに、図３に示された既知の高周波増
幅器と、本実施例の高周波増幅器とを比べた場合、スイ
ッチング用トランジスタ５２、２の導通時における２次
高調波信号２ｆｃの実測出力レベルは、前者が約−６０
ｄｂｍであるのに対して、後者が約−７８ｄｂｍであ
り、また、スイッチング用トランジスタ５２、２の導通
／非導通時における２次高調波信号２ｆｃの実測抑圧比
は、前者が約３９ｄｂであるのに対して、後者が約６０
ｄｂであって、ともに、後者は、前者に比べてかなりの
改善が計られている。

【００３２】なお、この実施例において、共振回路８の
所定の共振周波数は、基準発振信号ｆｃの２倍に設定さ
れたものであるが、本発明は、この例に限られることな
く、共振回路８の所定の共振周波数は、基準周波数ｆｃ
に等しくてもよく、また、２以上の整数倍であってもよ
い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
増幅用トランジスタ１の非動作時に、スイッチング用ト
ランジスタ２のベースに、スイッチング用トランジスタ
２を導通駆動させる切換信号を供給し、増幅用トランジ
スタ１のベースを接地接続してそのコレクタ電流をゼロ
にしている。このとき、増幅用トランジスタ１のコレク
タに接続された共振回路８内のダイオード７は、非導通
状態になって、等価的に微小容量値を有するキャパシタ
として働き、このダイオード７を含む共振回路８の共振
周波数は所定の共振周波数よりも相当高くなる。そこ
で、非動作状態にある増幅用トランジスタ１の接合容量
等を介してそのコレクタ側に漏洩した信号成分は、ダイ
オード７を含む共振回路８において所定の周波数成分が
十分に減衰される。

【００３４】したがって、本発明の高周波増幅器を、無
線通信機の送信回路部２０の高周波増幅器２３に適用し
た場合、受信時に、高周波増幅器２３を非動作状態にす
ると、基準周波数発振器２０の基準発振信号ｆｃが非動
作状態の高周波増幅器２３において充分に減衰されるの
で、基準発振信号ｆｃから作られる送信中間周波信号ｆ
ｉｔ（受信中間周波信号ｆｉｒと同じ周波数）が受信回
路部２１内に混入せず、受信回路部２１の受信動作を妨
害することがないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高周波増幅器が適用可能なＦＤＭＡま
たはＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式無線通信機における送受信回
路部の構成の一例を示すブロック構成図である。

【図２】本発明に係わる高周波増幅器の一実施例を示す
回路構成図である。

【図３】既知の高周波増幅器の一例を示す回路構成図で
ある。

【符号の説明】

１増幅用トランジスタ２スイッチング用トランジスタ（スイッチ手段）３信号入力端子４信号出力端子５インダクタ６キャパシタ７ダイオード８共振回路１３電源端子１５送受切換端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エミッタ接地接続された高周波増幅用の
トランジスタと、前記トランジスタのベースを選択的に
接地接続するスイッチ手段と、前記トランジスタのコレ
クタに接続された共振回路とからなる高周波増幅器にお
いて、前記共振回路内にダイオードを接続し、このダイ
オードを介して前記トランジスタにコレクタ電流を供給
することを特徴とする高周波増幅器。
【請求項２】前記高周波増幅器は、時分割多重トラン
シーバーにおける基準周波数信号の増幅または逓倍を行
うものであって、前記トランジスタのベースは、基準発
振信号が入力され、前記共振回路は、前記ダイオードの
導通時において前記基準発振信号またはその高調波信号
の周波数に等しい共振周波数に設定されていることを特
徴とする請求項１記載の高周波増幅器。