JPH0685643A - スイッチ回路 - Google Patents

スイッチ回路

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JPH0685643A
JPH0685643A JP25399992A JP25399992A JPH0685643A JP H0685643 A JPH0685643 A JP H0685643A JP 25399992 A JP25399992 A JP 25399992A JP 25399992 A JP25399992 A JP 25399992A JP H0685643 A JPH0685643 A JP H0685643A
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JP
Japan
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diode
output
switch circuit
bias voltage
control
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JP25399992A
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English (en)
Inventor
Hideki Kasamatsu
秀樹 笠松
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、簡単な構成で任意に出力調整が
できるスイッチ回路を提供することを目的とする。 【構成】 3個以上の端子21,22,23と、1つの
端子22に他の複数の端子21,23を個別に接続する
各信号線24,25と、各信号線24,25に直列に挿
入された各ダイオードD1,D2と、各ダイオードD
1,D2に順方向バイアス電圧または逆方向バイアス電
圧を印加してこのダイオードD1,D2をオンオフさせ
る制御回路6とを備えるスイッチ回路において、ダイオ
ードオン時にダイオードD1,D2に流れる順方向電流
を可変制御して、出力信号のレベルを任意に制御するレ
ベル制御手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチ回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、図1のブロック図に示す、TD
D(Time Division Duplex:時分
割双方向)通信の通信局の一般的なRFブロックにおい
ては、送受信に共用されるアンテナ1を制御部6よって
切り替え制御されるアンテナスイッチ2で図上、上段に
示す受信系と下段に示す送信系とに接続切り替えするよ
うに構成されている。
【0003】受信系は、アンテナ1で受信した信号をバ
ンドパスフィルタ3に入力してノイズを除去し、RF増
幅器(LNA)4で増幅してから、ミキサ5で電圧制御
型発振器(VCO)8の出力と混合してインターフェー
ス(IF)に出力するようにしている。
【0004】また、送信系は、インターフェースから入
力する信号にミキサ11でVCO8の出力と混合してバ
ンドパスフィルタ10でノイズを除去し、増幅器(P
A)9で増幅した後、アンテナ1から出力するようにし
ている。上記VCOの出力は、上記制御部6によって上
記アンテナスイッチ2と同期して切り替え制御される別
のスイッチ7により、2つのミキサ5,11に切り替え
て供給される。
【0005】上記アンテナスイッチ2は、例えば図2の
回路図に示すように、3つの入出力端子21,22,2
3を有し、端子21には送信系が、端子22はアンテナ
1が、端子23は受信系がそれぞれ接続される。
【0006】また、端子21と端子22とを接続する信
号線24にはコンデンサCとダイオードD1とが直列に
挿入され、端子23と端子21とを接続する信号線25
にもコンデンサCとダイオードD2とが直列に挿入され
る。
【0007】更に、上記アンテナスイッチ2は、制御部
6から順方向バイアス電圧または逆方向バイアス電圧を
印加するため、チョークコイルLを介して各ダイオード
D1,D2のアノード側に接続される2つの制御入力端
子26,27と、両ダイオードD1,D2のカソードを
共通のチョークコイルLを介して接地させる接地線28
とを備える。
【0008】両ダイオードD1,D2の内の一方は、上
記制御部6から順方向バイアス電圧を印加されてオンと
なり、その他方は、上記制御部6から逆方向バイアス電
圧を印加されてオフとなる。そして、印加されるバイア
ス電圧の極性を切り替えることによりアンテナ1が送信
系と受信系とに切り替え接続されることになる。VCO
8の出力を2つのミキサ5,11に切り替えて供給する
スイッチ7も同様に構成されている。
【0009】このような、ダイオードを用いたスイッチ
回路は、例えば”MICLROWAVE SOLID
STATE CIRCUIT DESIGN”,I.
J.BAHL,PBHARITIA,pp.604−p
p.625,WILLYに記載されている。
【0010】今、2つの双方向無線局A,Bのうち、A
局が送信局、B局が受信局とすれば、送信局や妨害局が
Aが受信局Bに近接している場合、受信局Bの増幅器4
やミキサ5が過大入力により飽和することがある。ま
た、上記受信系に複数の強力な周波数信号が同時に入力
された時には、受信系内に新たに多くの周波数成分が発
生し、希望する受信周波数に対して相互変調や混変調妨
害波となる。
【0011】このような問題を解消するため、上記RF
ブロックやインターフェースに例えばダイオードを用い
た減衰器を設けることがある。
【0012】このようなダイオードを用いた減衰器は、
例えば”実用高周波回路設計”,今野健一監修,pp.
231−pp.232,トリケップスに記載されてい
る。なお、この種のスイッチ回路や減衰器には、通常直
線性の良いPINダイオードなどが用いられる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記のスイッチ回路
2,7は、上述のように回路の切り替え機能のみを有し
ているため、RFブロックの過大入力や、希望する受信
周波数に対する相互変調や混変調妨害波の発生を防止す
るためには、別に減衰器を設ける必要があり、部品数が
増え、回路規模が大きくなる欠点がある。
【0014】また、送信出力及び受信入力を多段に切り
替える際に、周囲温度や製造時のダイオードの特性のば
らつきにより信号レベル特性がばらつくという問題があ
る。この特性のばらつきを回避して所望の出力を得るた
めには、温度変化をなくすような設備を付加するか、あ
るいは極めて温度特性が良く、しかも、特性の揃ったダ
イオードを使用する必要があるが、これらの方法は高価
であり、実用性がない。したがって、従来は、このよう
な問題があるにもかかわらず、この特性のばらつきを解
消するための補正や調整は行っていない。
【0015】更に、一般にダイオードは周波数によって
特性が変化するため、広い周波数範囲で切り替えて使用
される通信局では出力信号一定に保つために複雑な補償
回路を付加したり、微妙な調整を必要としている。
【0016】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、簡単な構成で任意に出力調整ができるスイッ
チ回路を提供することを目的とするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の第1のスイッチ
回路は、3つ以上の端子と、1つの端子に他の複数の端
子を個別的に接続する各信号線と、各信号線に直列に挿
入された各ダイオードと、各ダイオードに順方向バイア
ス電圧または逆方向バイアス電圧を印加してこのダイオ
ードをオンオフさせる制御回路とを備えるスイッチ回路
において、上記の目的を達成するため、ダイオードオン
時にこのダイオードに流れる順方向電流を可変制御し
て、出力信号のレベルを任意に制御するレベル制御手段
を設けることを特徴とする。
【0018】本発明の第2のスイッチ回路は、上記第1
のスイッチ回路を前提として、ダイオードの製造時の特
性のばらつきや温度によって生じる特性変化に対する補
償など、任意の温度特性設定ができるようにするため、
上記レベル制御手段が、上記ダイオードの温度特性に対
応して順方向電流を制御し、このダイオードに任意のレ
ベルの出力信号を出力させるように構成されたことを特
徴とする。
【0019】本発明の第3のスイッチ回路は、上記第1
のスイッチ回路を前提として、周波数に対するダイオー
ドの周波数−アドミタンス特性を任意に設定するため、
上記レベル制御手段が、上記ダイオードへの入力信号に
対する周波数特性に対応して順方向電流を制御し、この
ダイオードに所定レベルの出力信号を出力させるように
構成されたことを特徴とする。
【0020】
【作用】本発明の第1のスイッチ回路においては、ダイ
オードに制御回路から順方向のバイアス電圧を印加する
と、このダイオードはオンとなり、逆方向のバイアス電
圧を印加すると、このダイオードはハイインピーダンス
となり、オフとなる。つまり、各ダイオードに印加する
バイアス電圧の極性を切り替えることにより接続切り替
えができる。
【0021】また、ダイオードがオンの時にはこのダイ
オードに順方向電流が流れる。この順方向電流は印加さ
れるバイアス電圧を制御することにより制御され、これ
によりこのダイオードのインピーダンスが制御されて、
ダイオードを通る信号電流が制御され、出力信号のレベ
ルが制御される。
【0022】本発明の第2のスイッチ回路においては、
温度変化のないような設備を付加したり、あるいは極め
て温度特性が良く、しかも、特性の揃ったダイオードを
使用したりすることなく、ダイオードの温度特性に対応
してダイオードの順方向電流を制御し、ダイオード出力
を任意に調整することができ、例えばこのダイオード出
力の温度補償などができる。
【0023】本発明の第3のスイッチ回路においては、
複雑な補償回路を付加したり、微妙な調整をしたりする
ことなく、周波数特性に対応して順方向電流を制御し、
ダイオードの周波数特性に対応してダイオード出力を任
意に調整でき、例えば広帯域にわたって平坦な出力特性
を実現することができる。
【0024】
【実施例】本発明の一実施例に係るスイッチ回路を図面
に基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。
【0025】本発明の一実施例に係るスイッチ回路は、
例えば図1に示すTD通信局のRFブロックに適用さ
れ、そのアンテナスイッチ2、VOC出力切替スイッチ
7及び制御部6で構成される。
【0026】上記アンテナスイッチ2は、図2に示すよ
うに、3つの入出力端子21,22,23を有し、端子
21には送信系が、端子22はアンテナ1が、端子23
は受信系がそれぞれ接続される。
【0027】また、端子21と端子22とを接続する信
号線24にはコンデンサCとダイオードD1とが直列に
挿入され、端子23と端子21とを接続する信号線25
にもコンデンサCとダイオードD2とが直列に挿入され
る。
【0028】更に、上記アンテナスイッチ2は、制御部
6から順方向バイアス電圧または逆方向バイアス電圧を
印加するため、チョークコイルLを介して各ダイオード
D1,D2のアノード側に接続される2つの制御入力端
子26,27と、両ダイオードD1,D2のカソードを
共通のリアクタンスLを介して接地させる接地線28と
を備える。
【0029】なお、図2においてCは直流カット用コン
デンサ、C1はバイパスコンデンサである。
【0030】両ダイオードD1,D2は、例えば図3に
示すにように、順方向電圧が所定のしきい値Vth(通常
は0.6〜0.8V、ここでは約0.7V)以上になる
とオンとなり、それを下回ればオフとなる。
【0031】上記制御部6は、図4に示すように、CP
U12、各デジタル/アナログ(D/A)変換回路1
3,14及び各バッファ15,16を備える。
【0032】CPU12は、送信時にはダイオードD1
をオンにするため、ダイオードオン可能でかつダイオー
ド通過信号が適正レベルとなるようなデータを一方のD
/A変換器13に出力し、他方のD/A変換器14には
ダイオードオフとなるようなデータを出力する。各D/
A変換器13,14の出力はバッファ15,16を通過
することにより必要なドライブ能力を付与され、それぞ
れアンテナスイッチ2の制御入力端子26,27にそれ
ぞれ入力される。
【0033】受信時には、ダイオードD2をオンにする
ため、ダイオードオン可能でかつダイオード通過信号が
適正レベルとなるようなデータを一方のD/A変換器1
4に出力し、他方のD/A変換器13にはダイオードオ
フとなるようなデータを出力する。各D/A変換器1
3,14の出力はバッファ15,16を通過することに
より必要なドライブ能力を付与され、それぞれアンテナ
スイッチ2の制御入力端子26,27にそれぞれ入力さ
れる。
【0034】このようにして、両ダイオードD1,D2
の内の一方は、上記制御部6から順方向バイアス電圧を
印加されてオンとなり、その他方は、上記制御部6から
逆方向バイアス電圧を印加されてオフとなる。そして、
印加されるバイアス電圧の極性を切り替えることにより
アンテナ1が送信系と受信系とに切り替え接続されるこ
とになる。
【0035】また、CPU12からD/A変換器13,
14に出力される信号値を制御することにより、オンに
なっているダイオードD1又はD2に印加するバイス電
圧を制御すると、このダイオードD1又はD2を流れる
順方向電流を図3に示すように制御することができる。
これにより、このダイオードD1又はD2のインピーダ
ンスを制御し、出力信号のレベルを制御することができ
る。
【0036】図5は、ダイオードオン時に順方向電流I
を20μAとした場合の信号伝送特性と、9mAとした
場合の信号伝送特性とを示す各特性図である。これらの
特性図からこのような順方向電流Iの制御をすることに
より、例えば1900GHzで約4dBの出力信号レベ
ルのレベル調整ができることが分かる。
【0037】VCO8の出力を2つのミキサ5,11に
切り替えて供給するスイッチ7も同様に構成することが
できる。
【0038】受信ミキサ5としては、例えばトランジス
タによるアクディブミキサが用いられ、送信ミキサ11
としては、例えばダイオードによるパッシブミキサを使
用することができる。この場合には、受信ミキサ5への
入力レベルは−2dBmが最適動作状態であり、送信ミ
キサ11への入力レベルは通常+5dBm以上必要であ
るので、VCO8出力の両ミキサ5,11への出力レベ
ルを異ならせる必要がある。この場合にも、上記のよう
にして送信時と受信時とでスイッチ7の出力レベルを切
り替えることが可能である。
【0039】なお、ダイオードD1,D2はそれぞれ別
のチップダイオードを用いてもよいが、1つのパッケー
ジ内に2個のダイオードD1,D2が封入されたチップ
部品を使用して小型化を図ることが好ましい。
【0040】又、上記の実施例では各ダイオードD1,
D2に制御入力が互いに独立して与えられているが、例
えば図6に示すように、アンテナ1に接続される端子2
2に対する両ダイオードD1,D2の接続方向を逆に
し、一方のダイオードD1のアノード側と、他方のダイ
オードD2のカソード側とに極性が同じバイアス電圧を
印加するようにしてもよい。この場合、制御バイアス供
給電圧は±V(ただし、V>Vth)となり、制御部6の
D/A変換器及びバッファは1つずつ設ければよい。
【0041】また、本発明は上記の実施例に限定され
ず、したがって、入出力端子、信号線及び制御入力端子
の数も特に限定されない。例えば図7に示すように、m
個以上の入出力端子121,122,123,…,12
m、m本以上の信号線131,132,133,…,1
3m及びn個以上の制御入力端子14a,14b,…,
14n及び接地線150を設けるようにしてもよい。
【0042】更に、各信号線24,25に挿入するダイ
オードの数も1個に限定されるものではなく、例えば図
8に示すように、複数のダイオードを直列に介在させる
ことも可能である。この場合には、アイソレーション特
性が良くなる。
【0043】図9及び図10に示す本発明の他の実施例
では、温度センサ17が付加されるとともに、制御部6
のCPU12の内蔵された例えばROMのような記憶部
に図11に示すような、ダイオード製造時に調べた各ダ
イオードD1,D2の温度に対する特性データ、例えば
表1に示すような特性データを格納させている。
【0044】そして、ダイオードD1又はD2のオン時
に、温度センサ17で感知した周囲の温度データに応じ
て当このダイオードD1又はD2の特性に対応して、所
望の出力が得られるような信号をCPU12から出力さ
せるようにしている。この実施例のその他の構成は、上
記の一実施例と同様であるので、その詳細な説明は重複
を避けるため、省略する。
【0045】この実施例によれば、温度変化及び製造時
の特性ばらつきに対して、オンしているダイオードD1
又はD2の順方向電流を調整することにより、入力ある
いは出力レベルを安定させることができる。
【0046】
【表1】
【0047】図12のブロック図は本発明の又他の実施
例に係るTD通信局のRFブロックを示し、このRFブ
ロックには上記第1の実施例のRFブロックに、選局部
18が付加されるとともに、図13に示す制御部6内の
CPU12に例えばROM等からなる記憶部を設け、こ
の記憶部に例えば図14に示すような各ダイオードD
1,D2の周波数−アドミタンス特性に対応してバイア
ス電圧を制御する特性データを格納している。
【0048】このRFブロックのその他の構成は、上記
の一実施例と同様に構成しているので、重複を避けるた
めその詳細な説明は省略する。
【0049】このRFブロックにおいては、例えば受信
時に、入力周波数が選局部18で検出され、その検出さ
れた周波数データに応じてROMの特性データを読出
し、アンテナスイッチ2のダイオードD2に印加する順
方向のバイアス電圧を調整することによって、ダイオー
ドD2の順方向電流を制御し、ダイオードD2のインピ
ーダンスを調整して、端子23に出力される信号レベル
を所定値にコントロールする。これにより、広帯域にわ
たってダイオードの周波数特性を補正できる。
【0050】なお、本実施例において、ROMにバンド
パスフィルタ3,10、増幅器4,9、ミキサ5,11
等の周波数特性を補償するようなデータを格納して、R
Fブロック全体として広帯域にわたって周波数特性を補
償するように構成することも可能である。
【0051】
【発明の効果】以上のように、本発明の第1のスイッチ
回路によれば、ダイオードに印加するバイアス電圧の方
向を順方向と逆方向とに切り替えることにより出力切り
替えができるのみならず、オンしているダイオードの順
方向電流を制御し、これによりこのダイオードのインピ
ーダンスを制御して出力信号レベルを制御できる。
【0052】又、本発明の第2のスイッチ回路によれ
ば、温度変化を無くすような設備を付加したり、あるい
は極めて温度特性が良く、しかも、特性の揃ったダイオ
ードを使用したりすることなく、ダイオードの温度特性
に対応して順方向電流を制御し、ダイオード出力の温度
補償などができる。
【0053】更に、本発明の第3のスイッチ回路によれ
ば、複雑な補償回路を付加したり、微妙な調整をしたり
することなく、周波数特性に対応して順方向電流を制御
し、ダイオードの周波数特性に対応してダイオード出力
の周波数補償ができ、所望の周波数特性のスイッチ回
路、例えば広帯域平坦特性スイッチ回路や2周波数共用
スイッチ回路等の周波数特性が平坦なスイッチ回路を構
成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるTDD通信局のRFブロッ
クのブロック図である。
【図2】本発明のスイッチ回路の要部を示す回路図であ
る。
【図3】ダイオードのV−I特性図である。
【図4】本発明の構成図である。
【図5】ダイオード順方向電流を異ならせた周波数−出
力特性図である。
【図6】本発明のスイッチ回路の要部の回路図である。
【図7】本発明のスイッチ回路の要部の回路図である。
【図8】本発明のスイッチ回路の要部の回路図である。
【図9】本発明が適用されるTDD通信局のRFブロッ
クのブロック図である。
【図10】本発明のスイッチ回路の制御部のブロック図
である。
【図11】ダイオードの温度特性を示すV−I特性図で
ある。
【図12】本発明が適用されるTDD通信局のRFブロ
ックのブロック図である。
【図13】本発明のスイッチ回路の制御部のブロック図
である。
【図14】ダイオードの周波数−アドミタンス特性図で
ある。
【符号の説明】
2 アンテナスイッチ 6 制御部 7 スイッチ 12 CPU 13,14 D/A変換器 15,16 バッファ 17 温度センサ 18 選局部 21,22,23 端子 24,25 信号線 D1,D2,Dm ダイオード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3つ以上の端子と、1つの端子に他の複
    数の端子を個別的に接続する各信号線と、各信号線に直
    列に挿入された各ダイオードと、各ダイオードに順方向
    バイアス電圧または逆方向バイアス電圧を印加してこの
    ダイオードをオンオフさせる制御回路とを備えるスイッ
    チ回路において、ダイオードオン時にこのダイオードに
    流れる順方向電流を可変制御して、出力信号のレベルを
    任意に制御するレベル制御手段を設けることを特徴とす
    るスイッチ回路。
  2. 【請求項2】 上記レベル制御手段が、上記ダイオード
    の温度特性に対応して順方向電流を制御し、このダイオ
    ードに任意のレベルの出力信号を出力させるように構成
    された請求項1に記載のスイッチ回路。
  3. 【請求項3】 上記レベル制御手段が、上記ダイオード
    への入力信号に対する周波数特性に対応して順方向電流
    を制御し、このダイオードに任意のレベルの出力信号を
    出力させるように構成された請求項1に記載のスイッチ
    回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007005877A (ja) * 2005-06-21 2007-01-11 Advantest Corp 電力分配器
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