JPH077356A

JPH077356A - 電子回路装置および集積回路

Info

Publication number: JPH077356A
Application number: JP6417494A
Authority: JP
Inventors: Kunifumi Komiya; 邦文小宮
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の電子回路相互のインピーダンスを整合さ
せ、あるいはこれら電子回路のインピーダンスを伝送線
路の特性インピーダンスに簡単に整合することができる
小型で安価なワンモジュール化した電子回路装置および
集積回路を提供する。【構成】所要の可変減衰器２Ａ3 の入力側と出力側に、
インピーダンス値が入，出力側でそれぞれ個々に制御自
在の入，出力側インピーダンス整合回路３ｄ，４ｄを電
気的かつ一体に接続してワンモジュール化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は混成集積回路等に実装す
る場合に好適な電子回路装置に係り、特に、所要のアッ
テネータ（減衰器）等の電子回路にインピーダンス整合
回路を一体に設けてワンモジュール化した電子回路装置
および集積回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、携帯電話等の移動体通信機器や
その他の高周波、マイクロ波帯電子機器では能動素子を
用いた回路や受動素子のみの回路等の多数の電子回路を
基板上に実装した混成集積回路等の集積回路を複数組み
込んでいる。

【０００３】そして、これら集積回路のうち、マイクロ
波帯域までの高周波回路では、伝送信号の歪みや不要輻
射の発生を防止するために、各電子回路ブロックの例え
ば入，出力側のインピーダンスを伝送線路等の特定のイ
ンピーダンスに整合させるインピーダンス整合回路をそ
れぞれ設けている。なお、通信機器等の信号伝送線路で
は通常のインピーダンスは５０オームか７５オームであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各ブロ
ックの電子回路の例えば出力側のインピーダンスは、整
合をとらなければ各々一定ではなく、様々な値を示すも
のである。従来、インピーダンス整合回路の考え方は、
インピーダンス値を可変ではなく固定にすることで進め
られてきた。このために、各インピーダンス整合回路
は、それらを繋ぐ伝送線路の特性インピーダンス値に、
各ブロックの電子回路の入出力側インピーダンスを整合
させるべく、種々の手動調整手段をもって予め設計する
という方法を採る。各ブロック毎の入出力インピーダン
スは各々違うのが常で、それらを繋ぐとなるとインピー
ダンス値をそれぞれ異にした複数のインピーダンス整合
回路を種々実装しなければならず、集積回路構成上非常
に煩雑である上に、実装コストが嵩むという課題があ
る。また、特に近年増えてきた０．８ＧＨｚ以上のマイ
クロ波帯域での回路設計では、それ以下の周波数帯域で
問題とならなかったインピーダンスアンマッチが問題と
なっている。そして、これらマイクロ波帯域での回路設
計は３０ＧＨｚにまで拡がっている。

【０００５】さらにまた、各ブロックの電子回路は、そ
の入出力インピーダンスを伝送線路の特性インピーダン
スに整合させ易いように設計するように要請されるの
で、これが電子回路の設計上の制約となっている。

【０００６】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は複数の電子回路の各段のイ
ンピーダンスを簡単かつ低コストで整合することができ
る上に、電子回路の設計上の自由度を拡げることができ
る電子回路装置および集積回路を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために次のように構成される。

【０００８】本願の請求項１に記載の発明（以下、第１
の発明という）は、入力信号を、制御自在に減衰せしめ
る減衰手段に、入力側と出力側とでそれぞれ個別にイン
ピーダンス整合するインピーダンス整合手段をそれぞれ
一体に設けてワンモジュール化したことを特徴とする。

【０００９】また、本願の請求項２に記載の発明（以
下、第２の発明という）は、入出力側でそれぞれ個別に
インピーダンス整合可能であるとともに、少なくとも０
ないし３０ｄＢの範囲で減衰量を変化させることのでき
る制御端子を有し、動作周波数が０．８ＧＨｚ以上のワ
ンモジュール化されたことを特徴とする。

【００１０】さらに、本願の請求項３に記載の発明（以
下、第３の発明という）は、少なくとも０ないし３０ｄ
Ｂの範囲で減衰量を変化させることのできる制御端子を
有し、動作周波数が０．８ＧＨｚ以上の可変減衰器と、
この減衰器の入出力側にそれぞれ接続されたインピーダ
ンス整合回路とを有し、前記可変減衰器とインピーダン
ス整合回路とをワンモジュール化したことを特徴とす
る。

【００１１】さらにまた、本願の請求項４に記載の発明
（以下、第４の発明という）は、前記動作周波数は１０
ＧＨｚ未満であることを特徴とする。

【００１２】また、本願の請求項５に記載の発明（以
下、第５の発明という）は、インピーダンス整合は１な
いし１ＫΩの範囲で行なえることを特徴とする。

【００１３】さらにまた、本願の請求項６に記載の発明
（以下、第６の発明という）は、前記ワンモジュール化
した減衰手段または減衰器はモノリシックＩＣであるこ
とを特徴とする。

【００１４】また、本願の請求項７に記載の発明（以
下、第７の発明という）は、前記ワンモジュール化した
減衰手段または減衰器はハイブリッドＩＣであることを
特徴とする。

【００１５】さらに、本願の請求項８に記載の発明（以
下、第８の発明という）は、請求項１ないし７のいずれ
か１項に記載の複数の電子回路装置を、１つの基板上に
実装したことを特徴とする。

【００１６】さらにまた、本願の請求項９に記載の発明
（以下、第９の発明という）は、能動素子を有する２つ
の電子回路と、前記２つの電子回路の間に接続された請
求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子回路装置を
具備することを特徴とする。

【００１７】さらに、本願の請求項１０に記載の発明
（以下、第１０の発明という）は、前記電子回路は減衰
器であることを特徴とする。

【００１８】また、本願の請求項１１に記載の発明（以
下、第１１の発明という）は、能動素子を有するｎ個
（ｎは３以上）の電子回路と、請求項１ないし９のいず
れか１項に記載の電子回路装置を（ｎ−１）個、前記ｎ
個の電子回路の間に接続したことを特徴とする。

【００１９】

【作用】本願第１ないし第１１の発明の電子回路装置は
減衰器等減衰手段の所要の電子回路と、その入，出力側
に電気的に接続されたインピーダンス整合回路とを一体
化してワンモジュール化し、しかも、これらインピーダ
ンス整合回路はそのインピーダンス値を個別に適宜制御
できるので、他のインピーダンス整合回路を介さずに他
の電子回路に直接接続して、そのインピーダンスを特定
の伝送線路の特性インピーダンスまた、入出力側に接続
される電子回路の固有のインピーダンス等に容易かつ迅
速に整合させることができる。

【００２０】また、インピーダンス整合回路のインピー
ダンス値が制御自在であるので、複数の電子回路の各段
をつなぐ伝送路の特性インピーダンスに整合させずに、
当該電子回路の前後の電子回路装置の特性インピーダン
スに直接整合させることができる。この場合は各電子回
路を設計する際に、その入，出力側のインピーダンスを
伝送路の特性インピーダンスに整合させ、あるいは整合
させ易いように設計する必要性も低減するので、電子回
路の設計上の自由度を拡げることができ、主に、その電
子回路の機能を高める設計を行なうことができる。

【００２１】つまり、電子回路間のインピーダンス整合
が特に重要とされる０．８（ＧＨｚ）以上の高周波回路
においては、電子回路間のインピーダンス整合を行なう
にあたって、従来は、その都度固定のインピーダンス整
合回路を挿入していた。しかし、本発明によれば通常高
周波の電子回路間に接続されることが多い減衰器を、入
出力インピーダンスの整合を行なう整合回路を付加して
ワンモジュール化することにより、これを組み込む電子
機器の回路設計および回路調整（インピーダンス整合）
を非常に容易にすることができる。

【００２２】さらに、第４の発明では、インピーダンス
整合回路のインピーダンス値を、その印加電圧を制御す
ることにより調整することができるので、そのインピー
ダンス値の調整ないし設定を容易に行なうことができ
る。

【００２３】さらに第８の発明は、前記第１〜第７の発
明に係る電子回路装置を１つの基板上に実装して、１モ
ジュール化したものであり、これを例えば混成集積回路
の基板上にも容易に実装することができ、その汎用性を
拡げることができる。

【００２４】また、第１１の発明は、複数個の減衰器を
繋げる場合、従来は１つの減衰器のインピーダンス整合
をその前後にある電子回路の出力側に整合しようと調整
を行なうと、次段の入力側のインピーダンスに対しては
整合がずれて、調整不可能である。しかし、本発明によ
れば、かかる調整が可能かつ容易となる。

【００２５】したがって、本発明は、複数のアンプ等の
電子回路を多重接続する場合に適しており、設計容易で
ある。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２７】図１（ａ）は本願第１〜第１１の発明を含
む一実施例のブロック図であり、図において、電子回路
装置１ａは、可変減衰器２Ａの入力側に、入力側インピ
ーダンス整合回路３を、その出力側に出力側インピーダ
ンス整合回路４をそれぞれ電気的にかつ一体に接続して
ワンモジュール化することにより一単位の電子回路を構
成すると共に、この電子回路装置１ａを図示しない１つ
の回路基板上に実装してワンチップの集積回路、例えば
ＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ集積回路）に構成して
いる。

【００２８】この電子回路装置１ａの電子回路例は種々
考えられるが、次に、その回路例をＰＩＮダイオードを
用いた（ハイブリッドＩＣの）場合の回路例を示す。図
２で示す電子回路装置１ａ1 は可変減衰回路２Ａ1 の
入，出力側in，out に、入力側のインピーダンス整合回
路３ａと出力側のインピーダンス整合回路４ａをそれぞ
れ電気的に接続している。この電子回路装置は４つのＰ
ＩＮダイオードＤ１〜Ｄ４をπ形に配置して接続し、制
御端子CONTＡ1 に印加される電圧を制御することによ
り、ＰＩＮダイオードＤ１とＤ２を通過する高周波（マ
イクロ波）信号に対するインピーダンス（抵抗成分）を
変化させて、信号の減衰量を少なくとも０〜３０ｄＢの
範囲で可変するものである。

【００２９】そして、制御端子Ｂ1 の印加電圧を制御す
ることにより入力側インピーダンス整合回路３ａのイン
ピーダンスを適宜制御して、入力側のインピーダンスに
整合させる一方、制御端子Ｃ1 の印加電圧を制御するこ
とにより出力側インピーダンス整合回路３ａのインピー
ダンスを適宜制御して出力側のインピーダンスに整合さ
せるようになっている。つまり、可変減衰回路２Ａ1 の
入，出力側in，out で個別にそれぞれインピーダンスマ
ッチングを行なうことができる。

【００３０】なお、図２中、符号を付さない素子は、省
略または他の素子への変換も考えられる。

【００３１】図３に示すワンモジュール化した電子回路
装置１ａ2 の一回路例は、入力側インピーダンス整合回
路３ｂの抵抗Ｒ1 と出力側インピーダンス整合回路４ｂ
の抵抗Ｒ2 の各抵抗値をトリミングにより相互に相違さ
せ、各制御端子Ｂ２，Ｃ２の印加電圧を個別に適宜制御
することにより、入，出力側インピーダンス整合回路３
ｂ，４ｂのインピーダンスを入，出力側インピーダンス
に個別にそれぞれマッチングするようにした点に特徴が
ある。また、図３中、第１，第２のＰＩＮダイオードＤ
１，Ｄ２との間に結合用コンデンサＣ１を介在し、この
結合用コンデンサＣ１の両端部にインダクスタンスＬ1
，Ｌ2 を接続してコントロール端子CONTＡ2 に接続
し、このコントロール端子CONTＡ2 に印加される電圧を
適宜制御することにより減衰量を制御するようになって
いる。なお、図３中、符号を付さない素子は、省略また
は他の素子への変換も考えられる。また、図３中、可変
減衰回路２Ａ2 のコントロール端子CONTＡ2 は図４
（ａ）に示すように１つのインダクタンスＬ3 を介し
て、第１，第２ＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ２との間に接
続してもよい。また、図３で示す２つの制御端子Ｂ２，
Ｃ２は図４（ｂ）に示すように１つの制御端子ＢＣに一
本化してもよい。

【００３２】図５は本発明の他の実施例の電子回路装置
１ａ3 の一回路例を示しており、これは直流的に各機能
回路を分割したものである。この回路はコントロール端
子CONTＡ3 の印加直流電圧を適宜制御することより減衰
量を適宜値に制御するものであって、入，出力側インピ
ーダンス整合回路３ｃ，４ｃの各制御端子Ｂ３，Ｃ３へ
印加される直流電圧を個別にそれぞれ制御することによ
り、第５，第６のＰＩＮダイオードＤ３，Ｄ４の各抵抗
値をそれぞれ個別に適宜値に制御して入，出力側インピ
ーダンス整合回路３ｃ，４ｃのインピーダンスをそれぞ
れ個別に制御するようになっている。

【００３３】ここで符号を付さないインダクタンスや抵
抗は、他の素子への変換も考えられる。

【００３４】図６はさらに他の実施例の電子回路装置１
ａ4 の一回路例を示しており、これは入，出力側インピ
ーダンス整合回路３ｄ，４ｄの例えばその制御端子Ｂ
３，Ｃ３の印加電圧の制御によりＬ，Ｃ成分等を適宜値
に調整し得る可変コンデンサや可変インダクタンス素子
等の可変素子Ｃａ，Ｃｂにより全体のインピーダンス値
をそれぞれ個別に制御し得るようになっている。

【００３５】つまり、この種の可変コンデンサの一例と
しては、一対の電極間に、電圧印加により変形する圧電
部材を介在させ、この圧電部材の印加電圧を制御するこ
とにより、一対の電極間の容量を制御するものである
（例えば平成４年特許願第２８６６３７号，出願人東
芝ライテック株式会社）。

【００３６】また、可変インダクタンス素子の一例とし
ては、コイル内に挿入されるコアを、電圧印加により変
形する圧電部材により構成し、このコアに印加される電
圧を制御することによりインダクタンスを適宜制御する
ものである（例えば平成４年特許願第２８６６３７号，
出願人東芝ライテック株式会社）。

【００３７】また、ＦＥＴを用いたモノリシックＩＣの
場合は、図７に示される回路で構成できる。この回路に
おいて、Ｑ１〜Ｑ４はＦＥＴであり、この回路は、コン
トロール端子CONTＡ5 の印加直流電圧を適宜制御するこ
とにより減衰量を制御し、各制御端子Ｂ４．Ｂ５に印加
する直流電圧を個別に制御することによって入，出力側
のインピーダンス整合を行なうものである。

【００３８】したがって、このように構成された電子回
路１ａ1 〜１ａ4 を有する電子回路装置１ａを複数個用
意し、これらを図１（ｂ）に示すように、Ｂ電子回路２
Ｂ、Ｃ電子回路２Ｃ、Ｄ電子回路２Ｄ、Ｅ電子回路２Ｅ
の間に１つずつ他のインピーダンス整合回路（図示せ
ず）を介在させずに、それぞれ直接電気的に接続するこ
とができる。Ｂ電子回路、Ｃ電子回路、Ｄ電子回路、Ｅ
電子回路は例えばアンプ等である。アンプ等を複数接続
することはよく行なわれる。またこの場合は可変減衰器
２Ａの入，出力インピーダンスを、入，出力側インピー
ダンス整合回路３，４のインピーダンス値の制御により
伝送線路の特性インピーダンスに整合させることがで
き、伝送信号の歪みや電力の不要輻射を低減ないし防止
することができる。

【００３９】また、この電子回路装置１ａを介挿するだ
けでＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ電子回路２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅを
電気的に接続することができるので、これらＢ，Ｃ，
Ｄ，Ｅ電子回路２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに別のインピー
ダンス整合回路をそれぞれ設ける必要がなく、その分、
回路設計が簡単となる。

【００４０】さらに、複数の電子回路装置１ａの入，出
力側インピーダンス回路３，４はそのインピーダンス値
をそれぞれ個々に適宜制御できるので、入力側インピー
ダンス回路３のインピーダンス値を、伝送線路の特性イ
ンピーダンスではなく、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ電子回路２Ｂ，
２Ｃ，２Ｄ，２Ｅの特性上最も好ましいインピーダンス
に設定することが可能である。この場合はＢ，Ｃ電子回
路２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅの設計上の自由度が広くなる
上に、これら電子回路２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅの機能ア
ップを図ることができる。また、種々の特性インピーダ
ンスの伝送線路に容易に対応させることができる。

【００４１】さらにまた、入，出力側インピーダンス整
合回路３，４は、その印加電圧の制御により容易にイン
ピーダンス値を制御でき、機械的にインピーダンス値を
制御するのではないので、集積回路の基板上に実装する
ことが極めて容易である。

【００４２】そして、この電子回路装置１ａ全体を単な
るインピーダンス整合回路に構成することもできる。つ
まり、可変減衰器２Ａを、アッテネーションを適宜制御
できる可変アッテネーターに構成すると共に、そのアッ
テネーションをゼロに設定することにより、この電子回
路装置１ａの入，出力側に入，出力側インピーダンス整
合回路３，４をそれぞれ電気的に接続し、これら入，出
力側インピーダンス整合回路３，４のインピーダンス値
をＢ，Ｃ電子回路２Ｂ，２Ｃの入，出力インピーダンス
に適合させることにより、この電子回路装置１ａの全体
をインピーダンス整合回路として使用することが可能で
ある。したがって、この可変減衰器２Ａ、つまり可変ア
ッテネータは、種々の出力インピーダンスを持っている
回路素子にも接続してインピーダンスを整合させること
ができるという効果があり、その用途を拡大することが
できる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本願第１〜第１１の
発明は、可変減衰器等所要の電子回路の入，出力側の少
なくとも一方に、インピーダンス値を個々に制御できる
インピーダンス整合回路を一体に組み付けて一単位の電
子回路に構成したので、この電子回路装置に、他のイン
ピーダンス整合回路を介さずに直接他の電子回路を接続
しても、これらのインピーダンスを整合できる上に、種
々の特性インピーダンスの伝送路に容易に対応させるこ
とができる。

【００４４】さらに入，出力インピーダンス整合回路の
インピーダンス値が制御自在であるので、この電子回路
装置を種々の特性インピーダンスを持つ電子回路にも直
接接続してインピーダンスを整合させることができる。
このために、電子回路の設計上の自由度を高めると共
に、その機能のアップを図ることができる。

【００４５】さらにまた、本願第８の発明は、この電子
回路装置を１つの回路基板上に実装して１チップ化する
ので、これをＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ集積回
路）に構成して他の回路基板上に容易に実装することが
でき、その汎用性を拡げることができる。

【００４６】また、第１１の発明は、複数個の減衰器を
繋げる場合、従来は１つの減衰器のインピーダンス整合
をとろうと調整を行なうと、他の減衰器のインピーダン
ス整合がずれて、何度も再調整必要となり、調整不可能
である。しかし、本発明によれば、かかる調整が可能か
つ容易となる。

【００４７】したがって、本発明は、複数のアンプ等の
電子回路を多重接続する場合に適したり、設計容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は第１〜第１１の発明を含む一実施例の
ブロック図、（ｂ）は同（ａ）で示す電子回路装置の応
用例を示すブロック図。

【図２】図１で示す電子回路装置の回路図。

【図３】図１で示す電子回路装置の回路図。

【図４】（ａ）は図３中のＡ部の変形例の回路図、
（ｂ）は図３中のＢ部の変形例の回路図。

【図５】図１で示す電子回路装置の一実施例の回路図。

【図６】図１で示す電子回路装置の他の実施例の回路
図。

【図７】図１で示す電子回路装置のさらに他の実施例の
回路図。

【符号の説明】

１ａ（１ａ1 〜１ａ4 ），１ｂ，１ｃ電子回路装置２Ａ可変減衰器２ＢＢ電子回路２ＣＣ電子回路２ＤＤ電子回路２ＥＥ電子回路３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ入力側インピーダンス整
合回路４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ出力側インピーダンス整
合回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号を、制御自在に減衰せしめる減
衰手段に、入力側と出力側とでそれぞれ個別にインピー
ダンス整合するインピーダンス整合手段をそれぞれ一体
に設けてワンモジュール化したことを特徴とする電子回
路装置。
【請求項２】入出力側でそれぞれ個別にインピーダン
ス整合可能であるとともに、少なくとも０ないし３０ｄ
Ｂの範囲で減衰量を変化させることのできる制御端子を
有し、動作周波数が０．８ＧＨｚ以上のワンモジュール
化されたことを特徴とする電子回路装置。
【請求項３】少なくとも０ないし３０ｄＢの範囲で減
衰量を変化させることのできる制御端子を有し、動作周
波数が０．８ＧＨｚ以上の可変減衰器と、この減衰器の
入出力側にそれぞれ接続されたインピーダンス整合回路
とを有し、前記可変減衰器とインピーダンス整合回路と
をワンモジュール化したことを特徴とする請求項１また
は２記載の電子回路装置。
【請求項４】前記動作周波数は１０ＧＨｚ未満である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の
電子回路装置。
【請求項５】インピーダンス整合は１ないし１ＫΩの
範囲で行なえることを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれか１項に記載の電子回路装置。
【請求項６】前記ワンモジュール化した減衰手段また
は減衰器はモノリシックＩＣであることを特徴とする請
求項１ないし５のいずれか１項に記載の電子回路装置。
【請求項７】前記ワンモジュール化した減衰手段また
は減衰器はハイブリッドＩＣであることを特徴とする請
求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子回路装置。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれか１項に記載
の複数の電子回路装置を、１つの基板上に実装したこと
を特徴とする集積回路。
【請求項９】能動素子を有する２つの電子回路と、前
記２つの電子回路の間に接続された請求項１ないし８の
いずれか１項に記載の電子回路装置を具備することを特
徴とする複合電子回路装置。
【請求項１０】前記電子回路は減衰器であることを特
徴とする請求項９記載の電子回路装置。
【請求項１１】能動素子を有するｎ個（ｎは３以上）
の電子回路と、請求項１ないし１０のいずれか１項に記
載の電子回路装置を（ｎ−１）個、前記ｎ個の電子回路
の間に接続したことを特徴とする複合電子回路装置。