JPH08181570A - Phase shifter - Google Patents

Phase shifter

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JPH08181570A
JPH08181570A JP30969094A JP30969094A JPH08181570A JP H08181570 A JPH08181570 A JP H08181570A JP 30969094 A JP30969094 A JP 30969094A JP 30969094 A JP30969094 A JP 30969094A JP H08181570 A JPH08181570 A JP H08181570A
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resistor
capacitor
phase shifter
amplifier
phase
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Takeshi Ikeda
毅 池田
Tadataka Oe
忠孝 大江
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Abstract

PURPOSE: To increase the phase shift amount per one stage while changing only the phase without attenuation in a signal amplitude. CONSTITUTION: The phase shifter 100 is provided with an operational amplifier 10, a resistor 12 and a capacitor 14 lagging the phase of a signal received by an input terminal 20 and giving the resulting signal to a noninverting input terminal of the operational amplifier 10, an input resistor 16 inserted between the input terminal 20 and an inverting input terminal of the operational amplifier 10, and a feedback resistor 18 inserted between an output terminal of the operational amplifier 10 and the inverting input terminal. When the gain of the operational amplifier 10 is set to 1 and the resistance of the resistors 16, 18 is selected identical, a signal with a phase lag angle twice the phase lag angle by the resistor 12 and the capacitor 14 is outputted from the operational amplifier 10 and no attenuation is caused between the input signal and the output signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、移相発振器等に使用さ
れる全域通過型の移相器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an all-pass type phase shifter used for a phase shift oscillator or the like.

【0002】なお、本明細書では、入力信号の位相を基
準とした場合に、出力信号の位相が180°までの範囲
で進んでいる場合を「進相型」、出力信号の位相が18
0°までの範囲で遅れている場合を「遅相型」と称して
説明を行うものとする。
[0002] In this specification, when the phase of the input signal is used as a reference, the case where the phase of the output signal advances by up to 180 ° is "advanced type", and the phase of the output signal is 18 degrees.
The case where there is a delay within the range of 0 ° will be referred to as a “phase delay type” for explanation.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来から、帰還ループを介して一巡する
信号の位相を0°あるいは360°にするとともにルー
プ利得を1以上に設定することにより発振を行う移相発
振器が知られている。この移相発振器は、例えば反転増
幅を行う部分と移相を回転させる部分とにより構成され
ており、それぞれにおいて180°位相がずれて、全体
として位相が1回転するような周波数で発振するように
なっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a phase shift oscillator that oscillates by setting the phase of a signal that makes a round through a feedback loop to 0 ° or 360 ° and setting the loop gain to 1 or more. This phase-shift oscillator is composed of, for example, a portion that performs inverting amplification and a portion that rotates the phase shift. Has become.

【0004】図18は、上述した移相発振器等に用いら
れる移相を回転させる構成の一例を示す図である。同図
(A)は、CRハイパス・フィルタを3段接続した構成
が示されている。1段のCRハイパス・フィルタは、理
論的には周波数が無限大のときに最大90°位相をシフ
トできるが、このような周波数で動作させることは現実
的でないため、実際は3段接続して全体として180°
(1段あたり60°)位相シフトを行うようになってい
る。
FIG. 18 is a diagram showing an example of a configuration for rotating a phase shift used in the above-mentioned phase shift oscillator or the like. FIG. 3A shows a configuration in which CR high pass filters are connected in three stages. A 1-stage CR high-pass filter can theoretically shift the phase by up to 90 ° when the frequency is infinite, but it is not practical to operate at such a frequency, so in practice, 3 stages are connected to form an overall filter. As 180 °
The phase shift is performed (60 ° per stage).

【0005】また、同図(B)はCRローパス・フィル
タを3段接続した構成が示されている。ハイパス・フィ
ルタの場合と同様に、1段のCRローパス・フィルタも
理論的には周波数が無限大のときに最大90°位相をシ
フトできるが、実際には3段接続して全体として180
°位相シフトを行うようになっている。
Further, FIG. 1B shows a configuration in which CR low-pass filters are connected in three stages. Similar to the case of the high-pass filter, the one-stage CR low-pass filter can theoretically shift the phase by up to 90 ° when the frequency is infinite, but in reality, three stages are connected to make a total of 180 degrees.
° It is designed to perform a phase shift.

【0006】なお、位相シフト量が90°あるいは18
0°に満たないような場合には、1段あるいは2段のC
Rハイパス・フィルタあるいはローパス・フィルタによ
って移相をシフトさせることもできる。
The phase shift amount is 90 ° or 18
If it is less than 0 °, C of 1 or 2 steps
It is also possible to shift the phase shift with an R high-pass filter or a low-pass filter.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したC
Rハイパス・フィルタあるいはローパス・フィルタは、
位相のシフトと同時に信号の減衰を伴うため、位相をシ
フトさせる目的で使用する場合には不都合があった。そ
のため、例えば移相発振器に用いる場合には反転増幅器
の増幅率を大きく設定することにより、この減衰分を補
っていた。
By the way, the above-mentioned C
R high-pass filter or low-pass filter,
Since the signal is attenuated at the same time as the phase is shifted, there is a problem when it is used for the purpose of shifting the phase. Therefore, for example, when it is used for a phase shift oscillator, the attenuation is compensated by setting a large amplification factor of the inverting amplifier.

【0008】また、移相量に応じて信号の減衰量も変化
するため、すなわち入出力信号の周波数に応じて信号振
幅の減衰量も変化するため、任意の移相量が設定可能な
移相器として使用する場合には、信号振幅を安定させる
付加回路も必要になり、不便であった。
Further, since the amount of attenuation of the signal also changes according to the amount of phase shift, that is, the amount of attenuation of the signal amplitude also changes according to the frequency of the input / output signal, the amount of phase shift can be set to any desired amount. When it is used as a container, an additional circuit for stabilizing the signal amplitude is required, which is inconvenient.

【0009】さらに、信号の減衰量を考慮すると1段あ
たりのフィルタによる移相量をあまり大きく設定できな
かった。そのため、要求される移相量毎に、接続するフ
ィルタの段数を変えなければならない事態も生じてい
た。
Further, considering the amount of signal attenuation, the amount of phase shift by the filter per stage could not be set too large. Therefore, there has been a situation in which the number of stages of filters to be connected has to be changed for each required phase shift amount.

【0010】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は信号振幅の減衰がなく位相の
みを変えることができ、しかも1段あたりの移相量が大
きな移相器を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to change only the phase without attenuation of the signal amplitude and to have a large amount of phase shift per stage. To provide a container.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1の移相器は、反転入力端子に第1の抵
抗が接続されており、前記第1の抵抗を介して反転入力
端子に入力信号が入力される第1の演算増幅器と、前記
第1の演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接
続された第2の抵抗と、第3の抵抗とキャパシタとによ
り構成されており、両端に印加された前記入力信号の電
圧を分圧して前記第1の演算増幅器の非反転入力端子に
印加する直列回路と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a phase shifter according to a first aspect of the invention has a first resistor connected to an inverting input terminal, and the inverting input terminal inverts the first resistor via the first resistor. A first operational amplifier having an input signal input to the input terminal, a second resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the first operational amplifier, a third resistor and a capacitor. And a serial circuit that divides the voltage of the input signal applied to both ends and applies the divided voltage to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier.

【0012】請求項2の移相器は、請求項1の移相器に
おいて、前記直列回路内の第3の抵抗が前記第1の抵抗
に接続されており、入力信号の位相を所定角遅らせて出
力することを特徴とする。
A phase shifter according to a second aspect is the phase shifter according to the first aspect, wherein the third resistor in the series circuit is connected to the first resistor, and the phase of the input signal is delayed by a predetermined angle. It is characterized by outputting as.

【0013】請求項3の移相器は、請求項1の移相器に
おいて、前記直列回路内のキャパシタが前記第1の抵抗
に接続されており、入力信号の位相を所定角進ませて出
力することを特徴とする。
A phase shifter according to a third aspect is the phase shifter according to the first aspect, wherein the capacitor in the series circuit is connected to the first resistor, and the phase of the input signal is advanced by a predetermined angle to be output. It is characterized by doing.

【0014】請求項4の移相器は、請求項1〜3のいず
れかの移相器において、前記第3の抵抗の抵抗値を変化
させることにより、全体の位相シフト量を変化させるこ
とを特徴とする。
A phase shifter according to a fourth aspect is the phase shifter according to any one of the first to third aspects, wherein the phase shift amount is changed by changing the resistance value of the third resistor. Characterize.

【0015】請求項5の移相器は、請求項1〜3のいず
れかの移相器において、前記キャパシタの静電容量を変
化させることにより、全体の位相シフト量を変化させる
ことを特徴とする。
A phase shifter according to a fifth aspect is the phase shifter according to any one of the first to third aspects, wherein the capacitance of the capacitor is changed to change the total phase shift amount. To do.

【0016】請求項6の移相器は、請求項1〜3のいず
れかの移相器において、前記第3の抵抗の抵抗値および
前記キャパシタの静電容量を変化させることにより、全
体の位相シフト量を変化させることを特徴とする。
A phase shifter according to a sixth aspect is the phase shifter according to any one of the first to third aspects, in which the resistance of the third resistor and the capacitance of the capacitor are changed to change the overall phase. The feature is that the shift amount is changed.

【0017】請求項7の移相器は、請求項4または6の
移相器において、前記第3の抵抗を電界効果トランジス
タのチャネルによって形成し、ゲート電圧を変えてチャ
ネル抵抗を変化させることにより、全体の位相シフト量
を変化させることを特徴とする。
A phase shifter according to a seventh aspect is the phase shifter according to the fourth or sixth aspect, wherein the third resistor is formed by a channel of a field effect transistor, and a gate voltage is changed to change a channel resistance. , The total amount of phase shift is changed.

【0018】請求項8の移相器は、請求項5または6の
移相器において、前記キャパシタを可変容量ダイオード
によって形成し、アノードとカソード間に印加する逆バ
イアス電圧を変えて静電容量を変化させることにより、
全体の位相シフト量を変化させることを特徴とする。
The phase shifter according to claim 8 is the phase shifter according to claim 5 or 6, wherein the capacitor is formed by a variable capacitance diode, and the reverse bias voltage applied between the anode and the cathode is changed to change the electrostatic capacitance. By changing,
It is characterized in that the entire phase shift amount is changed.

【0019】請求項9の移相器は、請求項1〜3のいず
れかの移相器において、前記キャパシタは、所定の利得
を有する増幅器と、前記増幅器の入出力間に並列接続さ
れたキャパシタ素子とを備え、前記増幅器の入力側から
みた静電容量を実際に前記キャパシタ素子が有する静電
容量と異ならせることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the phase shifter according to any one of the first to third aspects, the capacitor is an amplifier having a predetermined gain and a capacitor connected in parallel between the input and output of the amplifier. And an element, and the capacitance viewed from the input side of the amplifier is different from the capacitance actually possessed by the capacitor element.

【0020】請求項10の移相器は、請求項9の移相器
において、前記増幅器の利得を負の値に設定することに
より、前記増幅器の入力側からみた静電容量を実際に前
記キャパシタ素子が有する静電容量よりも大きくするこ
とを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the phase shifter of the ninth aspect, by setting the gain of the amplifier to a negative value, the capacitance seen from the input side of the amplifier is actually the capacitor. It is characterized in that the capacitance is larger than the capacitance of the element.

【0021】請求項11の移相器は、請求項9の移相器
において、前記増幅器の利得を0から1の間に設定する
ことにより、前記増幅器の入力側からみた静電容量を実
際に前記キャパシタ素子が有する静電容量よりも小さく
することを特徴とする。
The phase shifter of claim 11 is the phase shifter of claim 9, wherein the gain of the amplifier is set between 0 and 1 so that the capacitance viewed from the input side of the amplifier is actually achieved. The capacitance is smaller than the capacitance of the capacitor element.

【0022】請求項12の移相器は、請求項9または1
0の移相器において、前記増幅器は、非反転入力端子が
固定電位に接続され、出力端子が前記キャパシタ素子の
一方端に接続された第2の演算増幅器と、前記キャパシ
タ素子の他方端と前記第2の演算増幅器の反転入力端子
との間に挿入された第4の抵抗と、前記第2の演算増幅
器の出力端子と反転入力端子との間に挿入された第5の
抵抗と、を備え、利得が負の反転増幅器として動作する
ことを特徴とする。
The phase shifter of claim 12 is the phase shifter of claim 9 or 1.
In the phase shifter of 0, the amplifier has a second operational amplifier whose non-inverting input terminal is connected to a fixed potential and whose output terminal is connected to one end of the capacitor element, and the other end of the capacitor element and A fourth resistor inserted between the inverting input terminal of the second operational amplifier and a fifth resistor inserted between the output terminal and the inverting input terminal of the second operational amplifier. , And operates as an inverting amplifier with a negative gain.

【0023】請求項13の移相器は、請求項12の移相
器において、前記増幅器の前段であって前記キャパシタ
素子の他方端と前記第4の抵抗との間にバッファをさら
に備えることにより入力インピーダンスを高くすること
を特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the phase shifter of the twelfth aspect, a buffer is further provided between the other end of the capacitor element and the fourth resistor before the amplifier. It is characterized by increasing the input impedance.

【0024】請求項14の移相器は、請求項13の移相
器において、前記バッファは、非反転入力端子が前記キ
ャパシタ素子の他方端に接続され、出力端子が前記第4
の抵抗に接続された第3の演算増幅器と、前記第3の演
算増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続された
第6の抵抗と、を備えることを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the phase shifter according to the thirteenth aspect, the buffer has a non-inverting input terminal connected to the other end of the capacitor element and an output terminal connected to the fourth terminal.
A third operational amplifier connected to the resistor and a sixth resistor connected between the output terminal and the inverting input terminal of the third operational amplifier.

【0025】請求項15の移相器は、請求項13の移相
器において、前記バッファは、エミッタホロワ回路ある
いはソースホロワ回路により構成することを特徴とす
る。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the phase shifter according to the thirteenth aspect, the buffer comprises an emitter follower circuit or a source follower circuit.

【0026】請求項16の移相器は、請求項12〜15
のいずれかの移相器において、前記第4、第5、第6の
抵抗の少なくとも1つを可変抵抗によって形成すること
により前記キャパシタの静電容量を可変し、全体の位相
シフト量を変化させることを特徴とする。
The phase shifter of claim 16 is the phase shifter of claims 12-15.
In any one of the above phase shifters, at least one of the fourth, fifth, and sixth resistors is formed by a variable resistor to change the capacitance of the capacitor and change the overall phase shift amount. It is characterized by

【0027】請求項17の移相器は、請求項9または1
1の移相器において、前記増幅器は、直列に配置された
2つの非反転増幅器と、前記2つの非反転増幅器の間に
接続された第1の分圧回路と、を備え、全体の利得を前
記第1の分圧回路の分圧比に応じて0から1の間に設定
することを特徴とする。
The phase shifter of claim 17 is the phase shifter of claim 9 or 1.
In one phase shifter, the amplifier comprises two non-inverting amplifiers arranged in series and a first voltage dividing circuit connected between the two non-inverting amplifiers, and the overall gain is It is characterized in that it is set between 0 and 1 according to the voltage dividing ratio of the first voltage dividing circuit.

【0028】請求項18の移相器は、請求項9または1
1の移相器において、前記増幅器は、エミッタ側に第2
の分圧回路が接続されたエミッタホロワ回路、あるいは
ソース側に第2の分圧回路が接続されたソースホロワ回
路により構成されており、前記第2の分圧回路から出力
を取り出すことにより、全体の利得を前記第2の分圧回
路の分圧比に応じて0から1の間に設定することを特徴
とする。
The phase shifter of claim 18 is the phase shifter of claim 9 or 1.
In the phase shifter of No. 1, the amplifier has a second
Is formed by an emitter follower circuit to which the voltage dividing circuit is connected or a source follower circuit to which a second voltage dividing circuit is connected on the source side. By extracting an output from the second voltage dividing circuit, the total gain is increased. Is set between 0 and 1 according to the voltage dividing ratio of the second voltage dividing circuit.

【0029】請求項19の移相器は、請求項17または
18の移相器において、前記分圧回路を可変抵抗を含ん
で形成することにより、前記キャパシタの静電容量を可
変し、全体の位相シフト量を変化させることを特徴とす
る。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the phase shifter according to the seventeenth or eighteenth aspect, the voltage dividing circuit is formed to include a variable resistor so that the capacitance of the capacitor can be varied and the total voltage can be changed. It is characterized in that the amount of phase shift is changed.

【0030】請求項20の移相器は、請求項16または
19の移相器において、前記直列回路に含まれる前記第
3の抵抗の抵抗値を変化させるとともに、前記キャパシ
タの静電容量を変化させることにより、全体の位相シフ
ト量を変化させることを特徴とする。
A phase shifter according to a twentieth aspect is the phase shifter according to the sixteenth aspect or the nineteenth aspect, in which the resistance value of the third resistor included in the series circuit is changed and the capacitance of the capacitor is changed. By doing so, the entire phase shift amount is changed.

【0031】請求項21の移相器は、請求項20の移相
器において、前記第3の抵抗を電界効果トランジスタの
チャネルによって形成し、ゲート電圧を変えてチャネル
抵抗を変化させることにより、全体の位相シフト量を変
化させることを特徴とする。
A phase shifter according to a twenty-first aspect is the phase shifter according to the twentieth aspect, wherein the third resistance is formed by a channel of a field effect transistor, and the gate voltage is changed to change the channel resistance, whereby It is characterized in that the phase shift amount of is changed.

【0032】請求項22の移相器は、請求項1〜21の
いずれかの移相器において、構成部品を半導体基板上に
一体形成したことを特徴とする。
According to a twenty-second aspect of the present invention, the phase shifter according to any one of the first to twenty-first aspects is characterized in that the constituent parts are integrally formed on a semiconductor substrate.

【0033】[0033]

【作用】請求項1の発明では、入力信号は、第3の抵抗
とキャパシタとにより分圧されて第1の演算増幅器の非
反転入力端子に入力されているとともに、第1の抵抗を
介して反転入力端子に入力されている。また、この演算
増幅器の出力端子と反転入力端子との間には第2の抵抗
が接続されている。理想的な演算増幅器について考える
と、反転入力端子と非反転入力端子との間に電位差は生
じないため、第1の抵抗の両端には、この第1の抵抗に
一方端が接続された第3の抵抗あるいはキャパシタのい
ずれか一方の両端に現れる電圧と同じ電圧が現れる。し
かも、ほぼ抵抗値が等しい第1および第2の抵抗を理想
的な演算増幅器に接続した場合には、これら2つの抵抗
に共通の電流が流れるため、第2の抵抗の両端にも第1
の抵抗の両端に現れる電圧とほぼ同じ電圧が現れる。し
たがって、入出力信号間では、第3の抵抗とキャパシタ
とによってシフトした位相角の約2倍の位相差が生じる
ことになり、大きな位相シフト量を設定することができ
る。
According to the first aspect of the present invention, the input signal is divided by the third resistor and the capacitor and is input to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier, and also via the first resistor. It is input to the inverting input terminal. A second resistor is connected between the output terminal and the inverting input terminal of this operational amplifier. Considering an ideal operational amplifier, since no potential difference is generated between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal, the third resistor having the first resistor connected at one end is connected to the third resistor connected at one end. The same voltage appears as the voltage appearing across either one of the resistance or the capacitor. Moreover, when the first and second resistors having substantially the same resistance value are connected to an ideal operational amplifier, a common current flows through these two resistors, so that the first resistor is also applied to both ends of the second resistor.
Almost the same voltage appears across the resistance of the resistor. Therefore, a phase difference of about twice the phase angle shifted by the third resistor and the capacitor occurs between the input and output signals, and a large amount of phase shift can be set.

【0034】また、演算増幅器の反転入力端子を基準に
入出力信号の振幅を考えると、入力信号が反転入力端子
の電圧に対して第1の抵抗の両端に現れる電圧をベクト
ル的に加算するものとすれば、出力信号は反転入力端子
の電圧に対して第2の抵抗の両端に現れる電圧をベクト
ル的に減算することになり、結局入力信号と出力信号の
各振幅は等しくなり、位相シフトを行うことにより信号
の減衰が生じない。
When the amplitude of the input / output signal is considered with reference to the inverting input terminal of the operational amplifier, the voltage at which the input signal appears across the first resistor is added to the voltage at the inverting input terminal in a vector manner. In that case, the output signal vector-wise subtracts the voltage appearing across the second resistor from the voltage at the inverting input terminal, so that the amplitudes of the input signal and the output signal are equal and the phase shift is By doing so, no signal attenuation occurs.

【0035】また、請求項2の発明は、第1の抵抗と第
3の抵抗とを接続しており、入力信号を第3の抵抗とキ
ャパシタによる直列回路によって分圧することにより、
入力信号に対して位相が遅れた信号が演算増幅器の非反
転入力端子に入力される。したがって、この位相の2倍
の位相シフト量を有する遅相型の移相器を容易に実現す
ることができる。
According to a second aspect of the present invention, the first resistor and the third resistor are connected to each other, and the input signal is divided by the series circuit including the third resistor and the capacitor.
A signal whose phase is delayed with respect to the input signal is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier. Therefore, a delay type phase shifter having a phase shift amount twice this phase can be easily realized.

【0036】また、請求項3の発明は、第1の抵抗とキ
ャパシタとを接続しており、入力信号を第3の抵抗とキ
ャパシタによる直列回路によって分圧することにより、
入力信号に対して位相が進んだ信号が演算増幅器の非反
転入力端子に入力される。したがって、この位相の2倍
の位相シフト量を有する進相型の移相器を容易に実現す
ることができる。
According to a third aspect of the present invention, the first resistor and the capacitor are connected to each other, and the input signal is divided by the series circuit including the third resistor and the capacitor.
A signal whose phase is advanced with respect to the input signal is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier. Therefore, it is possible to easily realize a phase advance type phase shifter having a phase shift amount twice this phase.

【0037】また、請求項4の発明は、上述した直列回
路を構成する第3の抵抗の抵抗値を変化させることによ
り、容易に位相シフト量を変更することができる。同様
に、請求項5の発明は、直列回路を構成するキャパシタ
の静電容量を変化させることにより、容易に位相シフト
量を変更することができる。
According to the invention of claim 4, the phase shift amount can be easily changed by changing the resistance value of the third resistor which constitutes the series circuit. Similarly, in the invention of claim 5, the amount of phase shift can be easily changed by changing the capacitance of the capacitor forming the series circuit.

【0038】また、請求項6の発明は、上述した直列回
路を構成する第3の抵抗の抵抗値とキャパシタの静電容
量の両方を変化させることにより、容易に位相シフト量
を変更することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the phase shift amount can be easily changed by changing both the resistance value of the third resistor and the electrostatic capacitance of the capacitor which form the series circuit. it can.

【0039】また、請求項7の発明は、上述した抵抗値
が変更可能な第3の抵抗を具体的に電界効果トランジス
タのチャネルによって形成しており、ゲート電圧を変え
るだけで容易に第3の抵抗の抵抗値を変更することがで
きる。
According to the invention of claim 7, the third resistance whose resistance value can be changed is specifically formed by the channel of the field effect transistor, and the third resistance can be easily changed only by changing the gate voltage. The resistance value of the resistor can be changed.

【0040】また、請求項8の発明は、静電容量可変の
キャパシタを具体的に可変容量ダイオードによって形成
しており、印加する逆バイアス電圧を変えるだけで容易
に静電容量を変えることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the capacitance variable capacitor is specifically formed by a variable capacitance diode, and the capacitance can be easily changed only by changing the reverse bias voltage applied. .

【0041】また、請求項9の発明は、キャパシタの他
の例を開示したものであり、所定の静電容量を有するキ
ャパシタ素子と増幅器とを並列接続した構成を有してい
る。キャパシタ素子の静電容量をC0 、増幅器の伝達関
数をKとしてこの構成をミラーの定理に基づいて変換
し、増幅器の入力側から見ると、変換後の構成の静電容
量は(1−K)C0 となる。したがって、伝達関数Kす
なわち増幅器の利得に応じて見掛け上の静電容量を実際
の静電容量C0 と異ならせることができ、実際には小さ
な静電容量を見掛け上大きくみせることができる。特
に、半導体基板上に移相器全体を集積化したような場合
には半導体基板上に小さなキャパシタ素子しか形成でき
ないため、小さな静電容量を大きな静電容量に変換する
ことができれば、集積化に際して特に好都合であり、実
装面積の小型化等によるコスト低減の効果もある。
The invention of claim 9 discloses another example of a capacitor, which has a configuration in which a capacitor element having a predetermined electrostatic capacity and an amplifier are connected in parallel. When the capacitance of the capacitor element is C0 and the transfer function of the amplifier is K, this configuration is converted based on Miller's theorem. From the input side of the amplifier, the capacitance of the converted configuration is (1-K). It becomes C0. Therefore, the apparent electrostatic capacitance can be made different from the actual electrostatic capacitance C0 according to the transfer function K, that is, the gain of the amplifier, and the small electrostatic capacitance can be made to appear apparently large. In particular, in the case where the entire phase shifter is integrated on the semiconductor substrate, only a small capacitor element can be formed on the semiconductor substrate. Therefore, if a small capacitance can be converted into a large capacitance, it is necessary for integration. It is particularly convenient, and there is also an effect of cost reduction by reducing the mounting area.

【0042】また、請求項10または11の発明は、静
電容量を変化させる場合の増幅器の利得を具体的に示し
たものである。すなわち、見掛け上の静電容量は(1−
K)C0 となるため、増幅器の利得Kを負に設定するこ
とによりC0 を大きいほうに、増幅器の利得を0から1
の間に設定することによりC0 を小さいほうに変化させ
ることができる。
The invention of claim 10 or 11 specifically shows the gain of the amplifier when the electrostatic capacitance is changed. That is, the apparent capacitance is (1-
K) C0, so by setting the gain K of the amplifier to a negative value, the gain of the amplifier is changed from 0 to 1 by increasing C0.
It is possible to change C0 to the smaller one by setting it during the period.

【0043】また、請求項12の発明は、請求項9また
は10の発明における増幅器を具体的に演算増幅器を使
った反転増幅器により構成しており、常に増幅器の利得
を負とすることができる。請求項13の発明ではこの演
算増幅器の入力側にバッファを挿入することにより入力
インピーダンスを高くすることができ、請求項14ある
いは15の発明ではこのバッファを演算増幅器を用い
て、あるいはエミッタホロワ回路やソースホロワ回路に
より容易に構成することができる。
According to the twelfth aspect of the present invention, the amplifier according to the ninth or tenth aspect of the invention is specifically configured by an inverting amplifier using an operational amplifier, and the gain of the amplifier can always be negative. In the invention of claim 13, the input impedance can be increased by inserting a buffer on the input side of the operational amplifier. In the invention of claim 14 or 15, the buffer is formed by using an operational amplifier, or an emitter follower circuit or a source follower circuit is used. It can be easily configured by a circuit.

【0044】また、請求項16の発明は、上述した演算
増幅器とともに反転増幅器を構成する抵抗を可変抵抗に
よって構成することにより、反転増幅器の増幅率を可変
することができ、これにより見掛け上の静電容量を連続
的に変化させて、移相器全体の位相シフト量も連続的に
変化させることができる。
According to the sixteenth aspect of the present invention, the amplification factor of the inverting amplifier can be varied by configuring the resistance constituting the inverting amplifier together with the above-mentioned operational amplifier with a variable resistor, whereby the apparent static voltage can be changed. By continuously changing the capacitance, the phase shift amount of the entire phase shifter can also be continuously changed.

【0045】また、請求項17あるいは18の発明は、
上述した請求項9または11の発明における増幅器を具
体的に2つの非反転増幅器あるいはエミッタホロワ回路
やソースホロワ回路と分圧回路により構成しており、分
圧回路を用いることにより、全体の利得を0から1の間
に設定して、見掛け上の静電容量をC0 よりも小さいほ
うに変化させることができる。
The invention according to claim 17 or 18 is
Specifically, the amplifier according to the invention of claim 9 or 11 is configured by two non-inverting amplifiers or an emitter follower circuit, a source follower circuit, and a voltage divider circuit. It can be set to 1 to change the apparent capacitance to be smaller than C0.

【0046】また、請求項19の発明は、上述した分圧
回路を構成する抵抗を可変抵抗によって構成することに
より、全体の利得を可変することができ、これにより見
掛け上の静電容量も連続的に変化させることができ、移
相器全体の位相シフト量も連続的に変換させることがで
きる。
According to the nineteenth aspect of the present invention, the overall gain can be varied by configuring the resistor forming the above voltage dividing circuit by a variable resistor, whereby the apparent capacitance is also continuous. The phase shift amount of the entire phase shifter can be continuously converted.

【0047】また、請求項20の発明は、上述した直列
回路に含まれるキャパシタの静電容量を可変するととも
に、第3の抵抗の抵抗値も可変しており、これら2つの
素子の素子定数を変化させることにより、容易に位相シ
フト量を変更することができる。請求項21の発明は、
抵抗値が変更可能なこの第3の抵抗を具体的に電界効果
トランジスタのチャネルによって形成しており、ゲート
電圧を変えるだけで容易に第3の抵抗の抵抗値を変更す
ることができる。
According to the twentieth aspect of the present invention, the capacitance of the capacitor included in the series circuit described above is changed, and the resistance value of the third resistor is also changed. By changing it, the phase shift amount can be easily changed. The invention of claim 21 is
This third resistance whose resistance value can be changed is specifically formed by the channel of the field effect transistor, and the resistance value of the third resistance can be easily changed only by changing the gate voltage.

【0048】また、請求項22の発明は、移相器全体を
半導体基板上に一体形成しており、集積化による回路の
小型化や製造コスト低減が可能となる。
According to the twenty-second aspect of the present invention, the entire phase shifter is integrally formed on the semiconductor substrate, so that the circuit can be downsized and the manufacturing cost can be reduced by the integration.

【0049】[0049]

【実施例】以下、本発明を適用した一実施例の移相器に
ついて、図面を参照しながら具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A phase shifter of an embodiment to which the present invention is applied will be specifically described below with reference to the drawings.

【0050】〔第1実施例〕図1は、第1実施例の遅相
型の移相器100の回路構成を示す図である。同図に示
すように、第1実施例の移相器100は、オペアンプ
(演算増幅器)10と、入力端子20に入力された信号
の位相を遅らせてオペアンプ10の非反転入力端子に入
力する抵抗12およびキャパシタ14と、入力端子20
とオペアンプ10の反転入力端子との間に挿入された入
力抵抗16と、オペアンプ10の出力端子(移相器10
0の出力端子22と共通)と反転入力端子との間に挿入
された帰還抵抗18とを含んで構成されている。
[First Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a delay type phase shifter 100 of the first embodiment. As shown in the figure, the phase shifter 100 of the first embodiment includes an operational amplifier (operational amplifier) 10 and a resistor for delaying the phase of the signal input to the input terminal 20 and inputting the signal to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 10. 12 and the capacitor 14, and the input terminal 20
Between the input resistor 16 and the inverting input terminal of the operational amplifier 10 and the output terminal of the operational amplifier 10 (the phase shifter 10
It is configured to include a feedback resistor 18 inserted between an output terminal 22 of 0) and an inverting input terminal.

【0051】第1実施例の移相器100はこのような構
成を有しており、次にその動作について説明する。
The phase shifter 100 of the first embodiment has such a structure, and its operation will be described below.

【0052】入力信号が入力端子20に入力されると、
オペアンプ10の非反転入力端子には、入力端子20に
印加される電圧(入力電圧)Ei を抵抗12とキャパシ
タ14とによって分圧した電圧が印加される。
When an input signal is input to the input terminal 20,
A voltage obtained by dividing the voltage (input voltage) Ei applied to the input terminal 20 by the resistor 12 and the capacitor 14 is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 10.

【0053】また、図1に示したオペアンプ10の2入
力(反転入力端子と非反転入力端子)間には電位差が生
じないので、オペアンプ10の反転入力端子の電位と、
抵抗12とキャパシタ14の接続点の電位とは等しくな
る。したがって、入力抵抗16の両端には、抵抗12の
両端に現れる電圧VR1と同じ電圧VR1が現れる。
Further, since there is no potential difference between the two inputs (the inverting input terminal and the non-inverting input terminal) of the operational amplifier 10 shown in FIG. 1, the potential of the inverting input terminal of the operational amplifier 10,
The potential at the connection point between the resistor 12 and the capacitor 14 becomes equal. Therefore, the same voltage VR1 as the voltage VR1 appearing across the resistor 12 appears across the input resistor 16.

【0054】ここで、オペアンプ10が理想的に動作す
るとともに抵抗16と抵抗18の各抵抗値が等しい場合
には、これら2つの抵抗16,18に同じ電流が流れる
ため、抵抗18の両端にも電圧VR1が現れる。しかも、
これら2つの抵抗16,18の各両端に現れる電圧VR1
はベクトル的に同方向を有しており、オペアンプ10の
反転入力端子(電圧VC1)を基準にして考えると、抵抗
16の電圧VR1をベクトル的に加算したものが入力電圧
Ei に、抵抗18の電圧VR1をベクトル的に減算したも
のが出力電圧Eo になる。
Here, when the operational amplifier 10 operates ideally and the resistance values of the resistors 16 and 18 are equal, the same current flows through these two resistors 16 and 18, so that both ends of the resistor 18 are also connected. The voltage VR1 appears. Moreover,
The voltage VR1 appearing across each of these two resistors 16 and 18
Have the same direction in terms of vector, and considering the inverting input terminal (voltage VC1) of the operational amplifier 10 as a reference, the vector addition of the voltage VR1 of the resistor 16 is added to the input voltage Ei of the resistor 18. The output voltage Eo is obtained by vectorally subtracting the voltage VR1.

【0055】図2は、移相器の入出力電圧とキャパシタ
等に現れる電圧との関係を示すベクトル図である。
FIG. 2 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of the phase shifter and the voltage appearing at the capacitor or the like.

【0056】同図に示すように、キャパシタ14の両端
に現れる電圧VC1と抵抗12の両端に現れる電圧VR1と
は互いに90°位相がずれており、これらをベクトル的
に加算したものが入力電圧Ei となる。したがって、入
力信号の振幅が一定で周波数のみが変化した場合には、
図2に示す半円の円周に沿ってキャパシタ14の両端電
圧VC1と抵抗12の両端電圧VR1とが変化する。
As shown in the figure, the voltage VC1 appearing across the capacitor 14 and the voltage VR1 appearing across the resistor 12 are 90 ° out of phase with each other, and the vector addition of these results in the input voltage Ei. Becomes Therefore, when the amplitude of the input signal is constant and only the frequency changes,
The voltage VC1 across the capacitor 14 and the voltage VR1 across the resistor 12 change along the circumference of the semicircle shown in FIG.

【0057】また、電圧VC1から電圧VR1をベクトル的
に減算したものが出力電圧Eo となる。反転入力端子の
電圧VC1を基準に考えると、入力電圧Ei と出力電圧E
o とは電圧VR1を合成する方向が異なるだけでありその
絶対値は等しくなる。したがって、入出力電圧の大きさ
と位相の関係は、入力電圧Ei および出力電圧Eo を斜
辺とし、電圧VR1の2倍を底辺とする二等辺三角形で表
すことができ、出力信号の振幅は周波数に関係なく入力
信号の振幅と同じであって、位相シフト量は−φ(φ>
0)であることがわかる。
The output voltage Eo is obtained by subtracting the voltage VR1 from the voltage VC1 in vector. Considering the voltage VC1 of the inverting input terminal as a reference, the input voltage Ei and the output voltage E
Only o differs from o in the direction in which the voltage VR1 is combined, and their absolute values are equal. Therefore, the relationship between the magnitude and the phase of the input / output voltage can be expressed by an isosceles triangle having the input voltage Ei and the output voltage Eo as hypotenuses and the base being twice the voltage VR1. The amplitude of the output signal is related to the frequency. The same as the amplitude of the input signal, but the phase shift amount is -φ (φ>
It can be seen that it is 0).

【0058】また、図2から明らかなように、電圧VC1
と電圧VR1とは円周上で直角に交わるため、理論的には
入力電圧Ei と電圧VC1との位相差は、角速度ωが0か
ら∞まで変化するに従って0°から90°まで変化す
る。そして、移相器100全体の位相シフト量φはその
2倍であるから、周波数に応じて0°から180°まで
変化する。
As is clear from FIG. 2, the voltage VC1
And the voltage VR1 intersect at a right angle on the circumference, theoretically, the phase difference between the input voltage Ei and the voltage VC1 changes from 0 ° to 90 ° as the angular velocity ω changes from 0 to ∞. Since the phase shift amount φ of the entire phase shifter 100 is twice that, it changes from 0 ° to 180 ° depending on the frequency.

【0059】次に、上述した入出力電圧間の関係を定量
的に検証する。
Next, the relationship between the input and output voltages described above will be verified quantitatively.

【0060】上述したように、図1に示したオペアンプ
10の2入力(反転入力端子と非反転入力端子)間には
電位差が生じてはならないので、抵抗12(抵抗値をR
とする)の両端に生じる電圧VR1と入力抵抗16(抵抗
値をrとする)の両端に生じる電圧は等しい。したがっ
て、入力抵抗16に流れる電流をiとすると、
As described above, since there should be no potential difference between the two inputs (the inverting input terminal and the non-inverting input terminal) of the operational amplifier 10 shown in FIG.
The voltage VR1 generated across the input resistance 16 and the voltage generated across the input resistor 16 (having a resistance value r) are equal. Therefore, if the current flowing through the input resistor 16 is i,

【数1】 [Equation 1]

【数2】 または、[Equation 2] Or

【数3】 が成立する。なお、(2)式あるいは(3)式は、帰還
抵抗18の抵抗値が入力抵抗16の抵抗値rに等しいと
して導いたものである。
(Equation 3) Is established. The expression (2) or the expression (3) is derived assuming that the resistance value of the feedback resistor 18 is equal to the resistance value r of the input resistor 16.

【0061】また、入力信号の電圧Ei を抵抗12とキ
ャパシタ14とによる直列回路によって分圧しているこ
とから、抵抗12の抵抗値をR、キャパシタ14の静電
容量をCとして、抵抗12の両端に現れる電圧VR1を求
めると、
Since the voltage Ei of the input signal is divided by the series circuit of the resistor 12 and the capacitor 14, the resistance value of the resistor 12 is R and the electrostatic capacity of the capacitor 14 is C, and both ends of the resistor 12 are defined. When the voltage VR1 appearing at

【数4】 となる。(3)式および(4)式から、[Equation 4] Becomes From equations (3) and (4),

【数5】 となる。この(5)式においてs=jωを代入して変形
すると、
(Equation 5) Becomes Substituting s = jω in the equation (5) and transforming it,

【数6】 となる。(6)式から出力電圧Eo の絶対値を求める
と、
(Equation 6) Becomes When the absolute value of the output voltage Eo is calculated from the equation (6),

【数7】 となる。すなわち、(7)式は、本実施例の移相器10
0は入出力間の位相がどのように回転しても、その出力
信号の振幅は入力信号の振幅に等しく一定であることを
表している。
(Equation 7) Becomes That is, the expression (7) is obtained by the phase shifter 10 of the present embodiment.
The value 0 indicates that the amplitude of the output signal is equal to the amplitude of the input signal and is constant no matter how the phase between the input and the output is rotated.

【0062】また、(6)式から出力電圧Eo の入力電
圧Ei に対する位相シフト量φを求めると、
Further, when the phase shift amount φ of the output voltage Eo with respect to the input voltage Ei is obtained from the equation (6),

【数8】 となる。この(8)式から、例えばω=1/(RC)と
なるような周波数における位相シフト量φは90°とな
る。
(Equation 8) Becomes From the equation (8), the phase shift amount φ is 90 ° at the frequency where ω = 1 / (RC), for example.

【0063】このように、本実施例の移相器100は、
入力された信号を減衰させることなく位相のみを遅らせ
ることができる。しかも、このときの位相シフト量は、
最大180°までの範囲で設定され、1段あたりの移相
量が大きな移相器100を実現することができる。
In this way, the phase shifter 100 of this embodiment is
Only the phase can be delayed without attenuating the input signal. Moreover, the amount of phase shift at this time is
It is possible to realize the phase shifter 100 that is set in a range of up to 180 ° and has a large amount of phase shift per stage.

【0064】〔第2実施例〕上述した第1実施例の移相
器100は、入力信号に対して出力信号の位相を0°か
ら180°の範囲で遅らせるものであり、これに対し、
第2実施例の移相器は、入力信号に対して出力信号の位
相を0°から180°の範囲で進ませる点に特徴があ
る。
[Second Embodiment] The phase shifter 100 of the first embodiment described above delays the phase of the output signal with respect to the input signal in the range of 0 ° to 180 °.
The phase shifter of the second embodiment is characterized by advancing the phase of the output signal with respect to the input signal in the range of 0 ° to 180 °.

【0065】図3は、第2実施例の進相型の移相器20
0の回路構成を示す図である。同図に示すように、第2
実施例の移相器200は、オペアンプ30と、入力端子
20に入力された信号の位相を進ませてオペアンプ30
の非反転入力端子に入力するキャパシタ32および抵抗
34と、入力端子20とオペアンプ30の反転入力端子
との間に挿入された入力抵抗36と、オペアンプ30の
出力端子(移相器200の出力端子22と共通)と反転
入力端子との間に挿入された帰還抵抗38とを含んで構
成されている。
FIG. 3 shows a phase advance type phase shifter 20 of the second embodiment.
It is a figure which shows the circuit structure of 0. As shown in FIG.
The phase shifter 200 according to the embodiment advances the phase of the signal input to the operational amplifier 30 and the input terminal 20, and the operational amplifier 30.
Of the capacitor 32 and the resistor 34, which are input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 30, the input resistor 36 inserted between the input terminal 20 and the inverting input terminal of the operational amplifier 30, and the output terminal of the operational amplifier 30 (the output terminal of the phase shifter 200). 22) and a feedback resistor 38 inserted between the inverting input terminal and the inverting input terminal.

【0066】第2実施例の移相器200はこのような構
成を有しており、次にその動作について説明する。
The phase shifter 200 of the second embodiment has such a structure, and its operation will be described below.

【0067】入力信号が入力端子20に入力されると、
オペアンプ30の非反転入力端子には、入力端子20に
印加される入力電圧Ei をキャパシタ32と抵抗34と
によって分圧した電圧が印加される。
When an input signal is input to the input terminal 20,
A voltage obtained by dividing the input voltage Ei applied to the input terminal 20 by the capacitor 32 and the resistor 34 is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 30.

【0068】また、図3に示したオペアンプ30の2入
力(反転入力端子と非反転入力端子)間には電位差が生
じないので、オペアンプ30の反転入力端子の電位と、
キャパシタ32と抵抗34の接続点の電位とは等しくな
る。したがって、入力抵抗36の両端には、キャパシタ
32の両端に現れる電圧VC2と同じ電圧VC2が現れる。
Further, since there is no potential difference between the two inputs (the inverting input terminal and the non-inverting input terminal) of the operational amplifier 30 shown in FIG. 3, the potential of the inverting input terminal of the operational amplifier 30,
The potential at the connection point between the capacitor 32 and the resistor 34 becomes equal. Therefore, the same voltage VC2 that appears across the capacitor 32 appears across the input resistor 36.

【0069】ここで、オペアンプ10が理想的に動作す
るとともに抵抗36と抵抗38の各抵抗値が等しい場合
には、これら2つの抵抗36,38に同じ電流が流れる
ため、抵抗38の両端にも電圧VC2が現れる。しかも、
これら2つの抵抗36,38の各両端に現れる電圧VC2
はベクトル的に同方向を向いており、オペアンプ30の
反転入力端子(電圧VR2)を基準にして考えると、抵抗
36の両端電圧VC2をベクトル的に加算したものが入力
電圧Ei に、抵抗38の電圧C2をベクトル的に減算した
ものが出力電圧Eo になる。
Here, when the operational amplifier 10 operates ideally and the resistance values of the resistor 36 and the resistor 38 are equal, the same current flows through these two resistors 36, 38, so that both ends of the resistor 38 also. The voltage VC2 appears. Moreover,
The voltage VC2 appearing across each of these two resistors 36, 38
Are vectorally oriented in the same direction. Considering the inverting input terminal (voltage VR2) of the operational amplifier 30, the voltage VC2 across the resistor 36 is added vectorically to the input voltage Ei and the resistor 38. The output voltage Eo is obtained by subtracting the voltage C2 in vector.

【0070】図4は、本実施例の移相器の入出力電圧と
キャパシタ等に現れる電圧との関係を示すベクトル図で
ある。
FIG. 4 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of the phase shifter of this embodiment and the voltage appearing at the capacitor or the like.

【0071】同図に示すように、抵抗34の両端に現れ
る電圧VR2とキャパシタ32の両端に現れる電圧VC2と
は互いに90°位相がずれており、これらをベクトル的
に加算したものが入力電圧Ei となる。したがって、入
力信号の振幅が一定で周波数のみが変化した場合には、
図4に示す半円の円周に沿って抵抗32の両端電圧VR2
とキャパシタ32の両端電圧VC2とが変化する。
As shown in the figure, the voltage VR2 appearing across the resistor 34 and the voltage VC2 appearing across the capacitor 32 are 90 ° out of phase with each other, and the vector addition of these results in the input voltage Ei. Becomes Therefore, when the amplitude of the input signal is constant and only the frequency changes,
Along the circumference of the semicircle shown in FIG.
And the voltage VC2 across the capacitor 32 change.

【0072】また、電圧VR2から電圧VC2をベクトル的
に減算したものが出力電圧Eo となる。反転入力端子の
電圧VR2を基準に考えると、入力電圧Ei と出力電圧E
o とは電圧VC2を合成する方向が異なるだけでありその
絶対値は等しくなる。したがって、入出力電圧の大きさ
と位相の関係は、入力電圧Ei および出力電圧Eo を斜
辺とし、電圧VC2の2倍を底辺とする二等辺三角形で表
すことができ、出力信号の振幅は周波数に関係なく入力
信号の振幅と同じであって、位相シフト量はφ′である
ことがわかる。
The output voltage Eo is obtained by subtracting the voltage VC2 from the voltage VR2 in a vector manner. Considering the voltage VR2 at the inverting input terminal as a reference, the input voltage Ei and the output voltage E
Only o is different from o in the direction in which the voltage VC2 is combined, and their absolute values are equal. Therefore, the relationship between the magnitude and phase of the input / output voltage can be expressed by an isosceles triangle whose hypotenuse is the input voltage Ei and output voltage Eo and whose base is twice the voltage VC2, and the amplitude of the output signal is related to the frequency. It can be seen that the amplitude is the same as that of the input signal and the phase shift amount is φ ′.

【0073】また、図4から明らかなように、電圧VR2
と電圧VC2とは円周上で直角に交わるため、理論的には
入力電圧Ei と電圧VR2との位相差は、角速度ωが0か
ら∞まで変化するに従って90°から0°まで変化す
る。そして、移相器200全体のシフト量φ′はその2
倍であるから、周波数に応じて180°から0°まで変
化する。
As is clear from FIG. 4, the voltage VR2
And the voltage VC2 intersect at a right angle on the circumference, theoretically, the phase difference between the input voltage Ei and the voltage VR2 changes from 90 ° to 0 ° as the angular velocity ω changes from 0 to ∞. The shift amount φ ′ of the entire phase shifter 200 is 2
Since it is double, it changes from 180 ° to 0 ° depending on the frequency.

【0074】次に、上述した入出力電圧間の関係を定量
的に検証する。
Next, the relationship between the input and output voltages described above will be verified quantitatively.

【0075】上述したように、図3に示したオペアンプ
30の2入力(反転入力端子と非反転入力端子)間には
電位差が生じないように動作するため、キャパシタ32
の両端に生じる電圧VC2と入力抵抗36の両端に生じる
電圧は等しい。したがって、入力抵抗36に流れるiと
すると、
As described above, the operational amplifier 30 shown in FIG. 3 operates so that no potential difference is generated between the two inputs (the inverting input terminal and the non-inverting input terminal), so that the capacitor 32 is operated.
The voltage VC2 across the input resistor 36 and the voltage across the input resistor 36 are equal. Therefore, if i flows through the input resistor 36,

【数9】 [Equation 9]

【数10】 または、[Equation 10] Or

【数11】 が成立する。なお、(10)式あるいは(11)式は、
帰還抵抗38の抵抗値が入力抵抗36の抵抗値rに等し
いとして導いたものである。
[Equation 11] Is established. In addition, the expression (10) or the expression (11) is
It is derived assuming that the resistance value of the feedback resistor 38 is equal to the resistance value r of the input resistor 36.

【0076】また、入力信号の電圧Ei をキャパシタ3
2と抵抗34とによる直列回路によって分圧しているこ
とから、キャパシタ32の両端に現れる電圧VC2を求め
ると、
The voltage Ei of the input signal is applied to the capacitor 3
Since the voltage is divided by the series circuit of 2 and the resistor 34, the voltage VC2 appearing across the capacitor 32 is calculated as follows.

【数12】 となる。(11)式および(12)式から、(Equation 12) Becomes From equations (11) and (12),

【数13】 となる。この(13)式においてs=jωを代入して変
形すると、
(Equation 13) Becomes Substituting s = jω in this equation (13) and transforming it,

【数14】 となる。この(14)式は、上述した第1実施例におい
て示した(6)式と符号のみ異なっている。したがっ
て、出力電圧Eo の絶対値は(7)式をそのまま適用す
ることができ、第2実施例の移相器200は入出力間の
位相がどのように回転しても、その出力信号の振幅は入
力信号の振幅に等しく一定であることがわかる。
[Equation 14] Becomes The expression (14) differs from the expression (6) shown in the first embodiment only in the sign. Therefore, for the absolute value of the output voltage Eo, the equation (7) can be applied as it is, and the phase shifter 200 of the second embodiment can output the amplitude of the output signal no matter how the phase between the input and the output rotates. It can be seen that is constant and equal to the amplitude of the input signal.

【0077】また、出力電圧Eo の入力電圧Ei に対す
る位相シフト量を求めると、
Further, when the phase shift amount of the output voltage Eo with respect to the input voltage Ei is calculated,

【数15】 となる。したがって、例えばω=1/(RC)となるよ
うな周波数における位相シフト量φ′は90°となる。
(Equation 15) Becomes Therefore, for example, the phase shift amount φ ′ at the frequency where ω = 1 / (RC) is 90 °.

【0078】このように、本実施例の移相器200は、
入力された信号を減衰させることなく位相のみを進ませ
ることができる。しかも、このときの位相シフト量は、
最大180°までの範囲で設定され、1段の移相量が大
きな移相器200を実現することができる。
In this way, the phase shifter 200 of this embodiment is
Only the phase can be advanced without attenuating the input signal. Moreover, the amount of phase shift at this time is
It is possible to realize the phase shifter 200 which is set in a range up to 180 ° and has a large amount of phase shift for one stage.

【0079】〔その他の実施例〕次に、上述した各実施
例の移相器に変更を加えたその他の実施例について説明
する。
[Other Embodiments] Next, other embodiments in which the phase shifter of each of the above-described embodiments is modified will be described.

【0080】図1あるいは図3に示した各実施例の移相
器100,200は、抵抗12とキャパシタ14あるい
はキャパシタ32と抵抗34の各素子定数により決まる
一定の移相量が設定されており、ある周波数に対して移
相量が固定的に決まる。したがって、上述した抵抗ある
いはキャパシタの素子定数を可変できれば、移相量を任
意に変化させることができる。
In the phase shifters 100 and 200 of the respective embodiments shown in FIG. 1 or 3, a constant amount of phase shift determined by the element constants of the resistor 12 and the capacitor 14 or the capacitor 32 and the resistor 34 is set. , The amount of phase shift is fixedly determined for a certain frequency. Therefore, if the element constant of the resistor or the capacitor described above can be changed, the amount of phase shift can be changed arbitrarily.

【0081】図5は、可変抵抗を用いることにより移相
量を連続的に変更可能に形成した遅相型の移相器の構成
を示す図であり、第1実施例の移相器100に対応して
いる。
FIG. 5 is a diagram showing the structure of a phase-shifter of the slow phase type in which the amount of phase shift can be continuously changed by using a variable resistor. The phase shifter 100 of the first embodiment is shown in FIG. It corresponds.

【0082】図5(A)に示す移相器100aは、図1
に示した移相器100の抵抗12を可変抵抗12aに置
き換えた構成を有しており、可変抵抗12aの抵抗値を
連続的に変化させることにより移相器100a全体の移
相量も連続的に変化する。すなわち、可変抵抗12aの
抵抗値が大きくなると、可変抵抗12aとキャパシタ1
4の接続点の電位が図2に示した円周上を時計回りに移
動するため、それに伴って移相器100a全体の移相シ
フト量φも連続的に大きくなる。反対に、可変抵抗12
aの抵抗値が小さくなると、可変抵抗12aとキャパシ
タ14の接続点の電位が図2に示した円周上を反時計回
りに移動するため、それに伴って移相器100a全体の
移相シフト量φも連続的に小さくなる。
The phase shifter 100a shown in FIG.
The resistance 12 of the phase shifter 100 shown in FIG. 2 is replaced by a variable resistance 12a. By continuously changing the resistance value of the variable resistance 12a, the phase shift amount of the entire phase shifter 100a is also continuous. Changes to. That is, when the resistance value of the variable resistor 12a increases, the variable resistor 12a and the capacitor 1
Since the potential of the connection point 4 moves clockwise on the circumference shown in FIG. 2, the phase shift amount φ of the entire phase shifter 100a continuously increases accordingly. On the contrary, the variable resistance 12
When the resistance value of a decreases, the potential at the connection point between the variable resistor 12a and the capacitor 14 moves counterclockwise on the circumference shown in FIG. 2, and accordingly, the phase shift amount of the entire phase shifter 100a. φ also decreases continuously.

【0083】また、図5(B)に示す移相器100b
は、さらに具体的に可変抵抗12aをMOS型あるいは
接合型のFET12bに置き換えた構成を有している。
FET12bのチャネルを抵抗体として利用し、ゲート
電圧を可変に制御してこのチャネル抵抗を変化させるこ
とにより、移相器100b全体の移相量を連続的に変え
ることができる。
Also, the phase shifter 100b shown in FIG.
More specifically has a configuration in which the variable resistor 12a is replaced with a MOS type or junction type FET 12b.
By using the channel of the FET 12b as a resistor and variably controlling the gate voltage to change the channel resistance, the phase shift amount of the entire phase shifter 100b can be continuously changed.

【0084】なお、図5(B)に示した移相器100b
ではpチャネルあるいはnチャネルのFET12bによ
って可変抵抗を構成したが、入力信号の電圧レベルによ
らず常に安定したオン抵抗を得るためにpチャネルFE
TとnチャネルFETとを並列接続したトランスミッシ
ョンゲートによって可変抵抗を構成するようにしてもよ
い。
The phase shifter 100b shown in FIG.
In the above, the variable resistance is constituted by the p-channel or n-channel FET 12b.
The variable resistor may be configured by a transmission gate in which T and an n-channel FET are connected in parallel.

【0085】同様に、図6は可変抵抗を用いることによ
り移相量を連続的に変更可能に形成した進相型の移相器
の構成を示す図であり、第2実施例の移相器200に対
応している。
Similarly, FIG. 6 is a diagram showing the construction of a phase-advancing type phase shifter in which the amount of phase shift can be continuously changed by using a variable resistor. The phase shifter of the second embodiment is shown in FIG. It corresponds to 200.

【0086】図6(A)に示す移相器200aは、図2
に示した移相器200の抵抗34を可変抵抗34aに置
き換えた構成を有しており、可変抵抗34aの抵抗値を
連続的に変化させることにより移相器200a全体の移
相量も連続的に変化する。すなわち、可変抵抗34aの
抵抗値が大きくなると、キャパシタ32と可変抵抗34
aの接続点の電位が図4に示した円周上を時計回りに移
動するため、それに伴って移相器200a全体の位相シ
フト量φ′も連続的に小さくなる。反対に、可変抵抗3
4aの抵抗値が小さくなると、キャパシタ32と可変抵
抗34aの接続点の電位が図4に示した円周上を反時計
回りに移動するため、それに伴って移相器200a全体
の位相シフト量φ′も連続的に大きくなる。
The phase shifter 200a shown in FIG.
The resistance 34 of the phase shifter 200 shown in FIG. 2 is replaced with a variable resistance 34a. By continuously changing the resistance value of the variable resistance 34a, the phase shift amount of the entire phase shifter 200a is also continuously changed. Changes to. That is, when the resistance value of the variable resistor 34 a increases, the capacitor 32 and the variable resistor 34 a
Since the potential at the connection point of a moves clockwise on the circumference shown in FIG. 4, the phase shift amount φ ′ of the entire phase shifter 200a continuously decreases accordingly. On the contrary, variable resistance 3
When the resistance value of 4a decreases, the potential at the connection point between the capacitor 32 and the variable resistor 34a moves counterclockwise on the circumference shown in FIG. 4, and accordingly, the phase shift amount φ of the entire phase shifter 200a. ′ Also grows continuously.

【0087】また、図6(B)に示す移相器200b
は、さらに具体的に可変抵抗34aをFET34bに置
き換えた構成を有しており、ゲート電圧を可変に制御し
てチャネル抵抗を連続的に変化させることにより、移相
器200b全体の移相量を変化させている。なお、図5
に示した移相器100a,100bと同様に、入力信号
の電圧レベルによらず常に安定したオン抵抗を得るため
にpチャネルFETとnチャネルFETとを並列接続し
たトランスミッションゲートによって可変抵抗を構成す
るようにしてもよい。
Further, the phase shifter 200b shown in FIG.
More specifically has a configuration in which the variable resistor 34a is replaced with the FET 34b, and variably controls the gate voltage to continuously change the channel resistance, thereby changing the phase shift amount of the entire phase shifter 200b. It is changing. Note that FIG.
Similar to the phase shifters 100a and 100b shown in FIG. 5, a variable resistance is formed by a transmission gate in which a p-channel FET and an n-channel FET are connected in parallel to obtain a stable ON resistance regardless of the voltage level of the input signal. You may do it.

【0088】図7は、可変容量ダイオードを用いること
により移相量を連続的に変更可能に形成した移相器の構
成を示す図であり、同図(A)には遅相型の移相器10
0cが、同図(B)には進相型の移相器200cがそれ
ぞれ示されている。
FIG. 7 is a diagram showing the structure of a phase shifter in which the amount of phase shift can be continuously changed by using a variable capacitance diode. In FIG. Bowl 10
0c, a phase advance type phase shifter 200c is shown in FIG.

【0089】図7(A)に示す移相器100cは、図1
に示した移相器100のキャパシタ14を可変容量ダイ
オード14aに置き換えた構成を有しており、可変容量
ダイオード14aのアノード・カソード間に印加する逆
バイアス電圧を変えていってその静電容量を連続的に変
化させることにより、移相器100c全体の移相量も連
続的に変化する。すなわち、可変容量ダイオード14a
の静電容量が小さくなってその両端電圧VC1が大きくな
ると、抵抗12と可変容量ダイオード14aの接続点の
電位が図2に示した円周上を反時計回りに移動するた
め、それに伴って移相器100c全体の位相シフト量φ
も連続的に小さくなる。反対に、可変容量ダイオード1
4aの静電容量が大きくなってその両端電圧VC1が小さ
くなると、抵抗12と可変容量ダイオード14aの接続
点の電位が図2に示した円周上を時計回りに移動するた
め、そにれ伴って移相器100c全体の位相シフト量φ
も連続的に大きくなる。
The phase shifter 100c shown in FIG.
It has a configuration in which the capacitor 14 of the phase shifter 100 shown in (4) is replaced with a variable capacitance diode 14a, and the capacitance is changed by changing the reverse bias voltage applied between the anode and the cathode of the variable capacitance diode 14a. By changing continuously, the amount of phase shift of the entire phase shifter 100c also changes continuously. That is, the variable capacitance diode 14a
When the electrostatic capacitance of the resistor decreases and the voltage VC1 across it increases, the potential at the connection point between the resistor 12 and the variable capacitance diode 14a moves counterclockwise on the circumference shown in FIG. Phase shift amount φ of the entire phase shifter 100c
Also becomes smaller continuously. On the contrary, variable capacitance diode 1
When the electrostatic capacitance of 4a increases and the voltage VC1 across it decreases, the potential at the connection point between the resistor 12 and the variable capacitance diode 14a moves clockwise on the circumference shown in FIG. Phase shift amount φ of the entire phase shifter 100c
Also grows continuously.

【0090】同様に、図7(B)に示す移相器200c
は、図3に示した移相器200のキャパシタ32を可変
容量ダイオード32aに置き換えた構成を有しており、
可変容量ダイオード32aのアノード・カソード間に印
加する逆バイアス電圧を変えていってその静電容量を連
続的に変化させることにより、移相器200c全体の移
相量も連続的に変化する。すなわち、可変容量ダイオー
ド32aの静電容量が小さくなってその両端電圧VC2が
大きくなると、抵抗34と可変容量ダイオード32aの
接続点の電位が図4に示した円周上を反時計回りに移動
するため、それに伴って移相器200c全体の位相シフ
ト量φ′も連続的に大きくなる。反対に、可変容量ダイ
オード32aの静電容量が大きくなってその両端電圧V
C2が小さくなると、抵抗34と可変容量ダイオード32
aの接続点の電位が図2に示した円周上を時計回りに移
動するため、そにれ伴って移相器200c全体の位相シ
フト量φ′も連続的に小さくなる。
Similarly, the phase shifter 200c shown in FIG.
Has a configuration in which the capacitor 32 of the phase shifter 200 shown in FIG. 3 is replaced with a variable capacitance diode 32a,
By changing the reverse bias voltage applied between the anode and the cathode of the variable capacitance diode 32a and continuously changing the capacitance thereof, the phase shift amount of the entire phase shifter 200c also continuously changes. That is, when the capacitance of the variable capacitance diode 32a decreases and the voltage VC2 across it increases, the potential at the connection point between the resistor 34 and the variable capacitance diode 32a moves counterclockwise on the circumference shown in FIG. Therefore, the phase shift amount φ ′ of the entire phase shifter 200c continuously increases accordingly. On the contrary, the capacitance of the variable capacitance diode 32a increases and the voltage V
When C2 becomes small, the resistor 34 and the variable capacitance diode 32
Since the potential at the connection point of a moves clockwise on the circumference shown in FIG. 2, the phase shift amount φ ′ of the entire phase shifter 200c continuously decreases accordingly.

【0091】なお、図7に示した可変容量ダイオード1
4aあるいは32aに直列に接続されたキャパシタは直
流電流阻止用であり、周波数特性に影響を与えないよう
にそのインピーダンスは動作周波数において極めて小さ
く、すなわち大きなキャパシタンスに設定されている。
The variable capacitance diode 1 shown in FIG.
The capacitor connected in series with 4a or 32a is for blocking a direct current, and its impedance is extremely small at the operating frequency, that is, is set to a large capacitance so as not to affect the frequency characteristic.

【0092】また、上述した図5〜図7に示したよう
に、直列回路を構成する抵抗とキャパシタのいずれか一
方の素子定数を変化させることにより、移相器全体の位
相シフト量を連続的に変化させることができるが、この
直列回路を構成する抵抗とキャパシタの両方の素子定数
を変えるようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 5 to FIG. 7 mentioned above, the phase shift amount of the entire phase shifter is continuously changed by changing the element constant of either the resistor or the capacitor forming the series circuit. However, it is also possible to change the element constants of both the resistor and the capacitor that form the series circuit.

【0093】図8は、可変抵抗と可変容量ダイオードに
よって直列回路を構成した移相器の構成を示す図であ
る。同図(A)には直列回路を可変抵抗12aと可変容
量ダイオード14aによって構成した移相器100dの
構成が示されている。この移相器100dは、可変抵抗
12aの抵抗値を小さくすることにより、あるいは可変
容量ダイオード14aの静電容量が小さくなってその両
端電圧VC1が大きくなることにより、位相シフト量φを
連続的に小さくすることができる。反対に、この移相器
100dは、可変抵抗12aの抵抗値を大きくすること
により、あるいは可変容量ダイオード14aの静電容量
が大きくなってその両端電圧VC1が小さくなることによ
り、位相シフト量φを連続的に大きくすることができ
る。
FIG. 8 is a diagram showing the structure of a phase shifter in which a series circuit is composed of a variable resistance and a variable capacitance diode. FIG. 1A shows the structure of a phase shifter 100d in which a series circuit is composed of a variable resistor 12a and a variable capacitance diode 14a. This phase shifter 100d continuously changes the phase shift amount φ by reducing the resistance value of the variable resistor 12a or by decreasing the electrostatic capacitance of the variable capacitance diode 14a and increasing the voltage VC1 across the variable capacitance diode 14a. Can be made smaller. On the contrary, in the phase shifter 100d, the phase shift amount φ is reduced by increasing the resistance value of the variable resistor 12a or by increasing the electrostatic capacitance of the variable capacitance diode 14a and decreasing the voltage VC1 across it. It can be continuously increased.

【0094】また、同図(B)には直列回路を可変容量
ダイオード32aと可変抵抗34aによって構成した移
相器200dの構成が示されている。この移相器200
dは、可変容量ダイオード32aの静電容量を大きくし
てその両端電圧VC2が小さくなることにより、あるいは
可変抵抗34aの抵抗値を大きくすることにより、位相
シフト量φ′を連続的に小さくすることができる。反対
に、この移相器200dは、可変容量ダイオード32a
の静電容量を小さくしてその両端電圧VC2が大きくなる
ことにより、あるいは可変抵抗34aの抵抗値を小さく
することにより、位相シフト量φ′を連続的に大きくす
ることができる。
Further, FIG. 9B shows the structure of the phase shifter 200d in which the series circuit is composed of the variable capacitance diode 32a and the variable resistor 34a. This phase shifter 200
d is to continuously reduce the phase shift amount φ'by increasing the electrostatic capacitance of the variable capacitance diode 32a and decreasing the voltage VC2 across the variable capacitance diode 32a, or by increasing the resistance value of the variable resistor 34a. You can On the contrary, the phase shifter 200d includes the variable capacitance diode 32a.
The phase shift amount .phi. 'Can be continuously increased by decreasing the electrostatic capacitance and increasing the voltage VC2 across it or by decreasing the resistance value of the variable resistor 34a.

【0095】図9は、上述した第1および第2実施例に
示した移相器100等に用いたキャパシタ14等を素子
単体ではなく回路によって構成した変形例を示す図であ
り、同図に示された回路全体がキャパシタ14に対応し
ている。
FIG. 9 is a diagram showing a modified example in which the capacitor 14 and the like used in the phase shifter 100 and the like shown in the above-mentioned first and second embodiments are constituted by a circuit instead of a single element. The entire circuit shown corresponds to the capacitor 14.

【0096】同図に示すキャパシタ14bは、所定の静
電容量C0 を有するキャパシタ210と、2つのオペア
ンプ(演算増幅器)212,214と、4つの抵抗21
6,218,220,222とを含んで構成されてい
る。
The capacitor 14b shown in the figure includes a capacitor 210 having a predetermined electrostatic capacitance C0, two operational amplifiers (operational amplifiers) 212 and 214, and four resistors 21.
6, 218, 220, 222.

【0097】1段目のオペアンプ212は、出力端子と
反転入力端子との間に抵抗218(この抵抗値をR18と
する)が接続されており、さらにこの反転入力端子が抵
抗216(この抵抗値をR16とする)を介して接地され
ている。
In the operational amplifier 212 of the first stage, a resistor 218 (whose resistance value is R18) is connected between the output terminal and the inverting input terminal, and the inverting input terminal further has the resistor 216 (this resistance value). Is designated as R16).

【0098】1段目のオペアンプ212の非反転入力端
子に印加される電圧E0 と出力端子に現れる電圧E1 と
の間には、
Between the voltage E0 applied to the non-inverting input terminal of the first stage operational amplifier 212 and the voltage E1 appearing at the output terminal,

【数16】 の関係がある。この1段目のオペアンプ212は、主に
インピーダンス変換を行うバッファとして機能するもの
であり、利得は1であってもよい。利得1の場合とはR
18/R16=0のとき、すなわちR16を無限大(抵抗21
6を除去すればよい)、あるいはR18を0Ω(直結すれ
ばよい)に設定する。
[Equation 16] There is a relationship. The first-stage operational amplifier 212 mainly functions as a buffer that performs impedance conversion, and the gain may be 1. The case of gain 1 is R
When 18 / R16 = 0, that is, R16 is infinite (resistor 21
6 should be removed), or R18 should be set to 0Ω (it should be directly connected).

【0099】また、2段目のオペアンプ214は、出力
端子と反転入力端子との間に抵抗222(この抵抗値を
R22とする)が接続されているとともに反転入力端子と
上述したオペアンプ212の出力端子との間に抵抗22
0(この抵抗値をR20とする)が接続されており、さら
に非反転入力端子が接地されている。
The second-stage operational amplifier 214 has a resistor 222 (whose resistance value is R22) connected between the output terminal and the inverting input terminal, and the inverting input terminal and the output of the operational amplifier 212 described above. Resistor 22 between terminals
0 (this resistance value is R20) is connected, and the non-inverting input terminal is grounded.

【0100】2段目のオペアンプ214の出力端子に現
れる電圧をE2 とすると、この電圧E2 と1段目のオペ
アンプ212の出力端子に現れる電圧E1 との間には、
When the voltage appearing at the output terminal of the second stage operational amplifier 214 is E2, the voltage E2 between this voltage E2 and the voltage E1 appearing at the output terminal of the first stage operational amplifier 212 is:

【数17】 の関係がある。このように2段目のオペアンプ214は
反転増幅器として機能するものであり、その入力側を高
インピーダンスに設定するために1段目のオペアンプ2
12が使用されている。
[Equation 17] There is a relationship. In this way, the second-stage operational amplifier 214 functions as an inverting amplifier, and the first-stage operational amplifier 2 is used to set the input side to high impedance.
Twelve are used.

【0101】また、このような接続がなされた1段目の
オペアンプ212の非反転入力端子と2段目のオペアン
プ214の出力端子との間には、上述したように所定の
静電容量を有するキャパシタ210が接続されている。
Further, between the non-inverting input terminal of the first-stage operational amplifier 212 and the output terminal of the second-stage operational amplifier 214 thus connected, there is a predetermined capacitance as described above. The capacitor 210 is connected.

【0102】図9に示したキャパシタ14bにおいてキ
ャパシタ210を除く回路全体の伝達関数をKとする
と、キャパシタ14bは図10に示すシステム図で表す
ことができる。図11は、これをミラーの定理によって
変換したシステム図である。
When the transfer function of the entire circuit excluding the capacitor 210 in the capacitor 14b shown in FIG. 9 is K, the capacitor 14b can be represented by the system diagram shown in FIG. FIG. 11 is a system diagram in which this is converted by the Miller's theorem.

【0103】図10に示したインピーダンスZ0 を用い
て図11に示したインピーダンスZ1 を表すと、
When the impedance Z0 shown in FIG. 10 is used to represent the impedance Z1 shown in FIG.

【数18】 となる。ここで、図9に示したキャパシタ14bの場合
には、インピーダンスZ0 =1/(jωC0 )であり、
これを(18)式に代入して、
(Equation 18) Becomes Here, in the case of the capacitor 14b shown in FIG. 9, the impedance Z0 = 1 / (jωC0),
Substituting this into equation (18),

【数19】 [Formula 19]

【数20】 となる。この(20)式は、キャパシタ14bにおいて
キャパシタ210が有する静電容量C0 が見掛け上は
(1−K)倍になったことを示している。
(Equation 20) Becomes The equation (20) indicates that the capacitance C0 of the capacitor 210 in the capacitor 14b has apparently become (1-K) times.

【0104】したがって、増幅器の利得が負の場合に
は、常にKは1より大きくなるため、静電容量C0 を大
きいほうに変化させることができる。
Therefore, when the gain of the amplifier is negative, K is always larger than 1, so that the electrostatic capacitance C0 can be changed to a larger one.

【0105】ところで、図9に示したキャパシタ14b
における増幅器の利得、すなわちオペアンプ212と2
14の全体により構成される増幅器の利得Kは、(1
6)式および(17)式から、
By the way, the capacitor 14b shown in FIG.
The gain of the amplifier at the op amps 212 and 2
The gain K of the amplifier constituted by 14 as a whole is (1
From equations (6) and (17),

【数21】 となる。この(21)式を(20)式に代入すると、[Equation 21] Becomes Substituting equation (21) into equation (20),

【数22】 となる。したがって、4つの抵抗216,218,22
0,222の抵抗値を所定の値に設定することにより、
2つの端子224,226間の見掛け上の静電容量Cを
大きくすることができる。
[Equation 22] Becomes Therefore, the four resistors 216, 218, 22
By setting the resistance value of 0, 222 to a predetermined value,
The apparent capacitance C between the two terminals 224 and 226 can be increased.

【0106】また、1段目のオペアンプ212による増
幅器の利得が1の場合、すなわち上述したようにR16を
無限大(抵抗216を除去)、あるいはR18を0Ωに設
定したときであってR18/R16=0の場合には、上述し
た(22)式は簡略化されて、
When the gain of the amplifier by the first stage operational amplifier 212 is 1, that is, when R16 is infinite (resistor 216 is removed) or R18 is set to 0Ω as described above, R18 / R16 When = 0, the above equation (22) is simplified and

【数23】 となる。(Equation 23) Becomes

【0107】図12は、図9に示した第1のオペアンプ
212の反転入力端子に接続されている抵抗216を除
去したキャパシタ14cの構成を示す図である。この場
合には、端子224,226間に現れる静電容量Cは
(23)式により表されるため、R22とR20の比を変化
させるだけでC0 から大きいほうに変化させることがで
きる。
FIG. 12 is a diagram showing the structure of the capacitor 14c from which the resistor 216 connected to the inverting input terminal of the first operational amplifier 212 shown in FIG. 9 is removed. In this case, since the electrostatic capacitance C appearing between the terminals 224 and 226 is expressed by the equation (23), it is possible to change it from C0 to the larger one simply by changing the ratio of R22 and R20.

【0108】このように、上述したキャパシタ14bあ
るいは14cは、抵抗220と抵抗222との抵抗比R
22/R20あるいは抵抗216と抵抗218との抵抗比R
18/R16を変えることにより、実際に接続されているキ
ャパシタ210の静電容量C0 を見掛け上大きくするこ
とができる。そのため、半導体基板上に図1等に示した
移相器100等を形成するように場合には、この半導体
基板上に小さなキャパシタ210を形成しておいて、図
9あるいは図12に示した回路によって大きな静電容量
Cに変換することができ、集積化に際して好都合とな
る。特に、このようにして大きな静電容量を確保するこ
とができれば、移相器100等の実装面積を小型化し
て、材料コスト等の低減も可能となる。
As described above, in the above-mentioned capacitor 14b or 14c, the resistance ratio R of the resistance 220 and the resistance 222 is R.
22 / R20 or resistance ratio R of the resistor 216 and the resistor 218
By changing 18 / R16, the capacitance C0 of the actually connected capacitor 210 can be apparently increased. Therefore, when the phase shifter 100 shown in FIG. 1 or the like is formed on a semiconductor substrate, a small capacitor 210 is formed on the semiconductor substrate and the circuit shown in FIG. 9 or 12 is formed. Can be converted into a large electrostatic capacitance C, which is convenient for integration. In particular, if a large capacitance can be secured in this way, the mounting area of the phase shifter 100 and the like can be reduced, and the material cost and the like can be reduced.

【0109】また、抵抗216,218,220,22
2の中の少なくとも1つ(図12に示したキャパシタ1
4cの場合は抵抗220,222の少なくとも1つ)を
可変抵抗により形成することにより、具体的にはMOS
−FETやJ−FETあるいはpチャネルFETとnチ
ャネルFETとを並列に接続したトランスミッションゲ
ートにより可変抵抗を形成することにより、容易に静電
容量が可変のキャパシタを形成することができる。した
がって、このキャパシタを図7(A)等に示した可変容
量ダイオード14a等の代わりに使用することにより、
位相シフト量をある範囲で任意に変化させることができ
る移相器を形成することができる。
Further, the resistors 216, 218, 220, 22
At least one of the two (capacitor 1 shown in FIG.
In the case of 4c, at least one of the resistors 220 and 222) is formed by a variable resistor.
By forming a variable resistance by a -FET, J-FET, or a transmission gate in which a p-channel FET and an n-channel FET are connected in parallel, a capacitor having a variable capacitance can be easily formed. Therefore, by using this capacitor instead of the variable capacitance diode 14a shown in FIG.
It is possible to form a phase shifter capable of arbitrarily changing the amount of phase shift within a certain range.

【0110】なお、上述したように第1段目のオペアン
プ212は入力インピーダンスを高くするためのバッフ
ァとして用いているため、このオペアンプ212をエミ
ッタホロワ回路あるいはソースホロワ回路に置き換える
ようにしてもよい。
Since the first stage operational amplifier 212 is used as a buffer for increasing the input impedance as described above, the operational amplifier 212 may be replaced with an emitter follower circuit or a source follower circuit.

【0111】図13は、1段目にエミッタホロワ回路を
用いたキャパシタ14dの構成を示す図である。同図に
示すキャパシタ14dは、図9に示した1段目のオペア
ンプ212および2つの抵抗216,218をバイポー
ラトランジスタと抵抗からなるエミッタホロワ回路22
8に置き換えた構成を有している。
FIG. 13 is a diagram showing the structure of the capacitor 14d using the emitter follower circuit in the first stage. The capacitor 14d shown in the same figure is an emitter follower circuit 22 including a first-stage operational amplifier 212 and two resistors 216 and 218 shown in FIG.
It has a configuration in which it is replaced with 8.

【0112】図14は、1段目にソースホロワ回路を用
いたキャパシタ14eの構成を示す図である。同図に示
すキャパシタ14eは、図9に示した1段目のオペアン
プ212および2つの抵抗216,218をFETと抵
抗からなるソースホロワ回路230に置き換えた構成を
有している。
FIG. 14 is a diagram showing the structure of the capacitor 14e using the source follower circuit in the first stage. The capacitor 14e shown in the figure has a configuration in which the first-stage operational amplifier 212 and the two resistors 216 and 218 shown in FIG. 9 are replaced with a source follower circuit 230 including an FET and a resistor.

【0113】また、上述したキャパシタ14d,14e
のそれぞれは、オペアンプ214に接続されている抵抗
220,222の抵抗比を変えることにより端子22
4,226間の見掛け上の静電容量Cを任意に変化させ
ることができる点は図9等に示したキャパシタ14b等
と同じである。したがって、抵抗220,222の少な
くとも一方を、MOS−FETやJ−FETあるいはp
チャネルFETとnチャネルFETとを並列に接続した
トランスミッションゲートにより形成された可変抵抗に
置き換えることにより、静電容量可変のキャパシタを構
成することができ、このキャパシタを図7(A)等に示
した可変容量ダイオード14aの代わりに使用すること
により、位相シフト量をある範囲で任意に変化させるこ
とができる移相器を形成することができる。
The capacitors 14d and 14e described above are also included.
Of each of the terminals 220 by changing the resistance ratio of the resistors 220 and 222 connected to the operational amplifier 214.
It is the same as the capacitor 14b and the like shown in FIG. 9 and the like in that the apparent electrostatic capacitance C between 4 and 226 can be arbitrarily changed. Therefore, at least one of the resistors 220 and 222 is connected to the MOS-FET, J-FET, or p-type.
By replacing the variable resistance formed by the transmission gate in which the channel FET and the n-channel FET are connected in parallel, a variable capacitance capacitor can be constructed, and this capacitor is shown in FIG. By using the variable capacitance diode 14a instead of the variable capacitance diode 14a, it is possible to form a phase shifter capable of arbitrarily changing the amount of phase shift within a certain range.

【0114】ところで、上述したキャパシタ14b等は
実際にキャパシタ210が有する静電容量C0 を大きい
ほうに変化させたが、(20)式から明らかなように増
幅器の利得を0から1の間に設定することができれば、
見掛け上の静電容量CをC0よりも小さいほうに変化さ
せることができる。
By the way, in the above-mentioned capacitor 14b and the like, the capacitance C0 of the capacitor 210 is actually changed to the larger one. However, as is clear from the equation (20), the gain of the amplifier is set between 0 and 1. If you can,
The apparent capacitance C can be changed to be smaller than C0.

【0115】図15は、見掛け上の静電容量を実際の素
子が有する静電容量よりも小さくしたキャパシタ14f
の構成を示す図である。同図に示すキャパシタ14f
は、所定の静電容量C0 を有するキャパシタ210と、
2つのオペアンプ232,234と、2つの抵抗23
6,238とを含んで構成されている。
FIG. 15 shows a capacitor 14f having an apparent capacitance smaller than that of an actual element.
It is a figure which shows the structure of. Capacitor 14f shown in FIG.
Is a capacitor 210 having a predetermined capacitance C0,
Two operational amplifiers 232 and 234 and two resistors 23
6, 238.

【0116】1段目のオペアンプ232は、出力端子が
反転入力端子に接続されており、利得1の非反転増幅器
であって主にインピーダンス変換を行うバッファとして
機能する。同様に、2段目のオペアンプ234も出力端
子が反転入力端子に接続されており、利得1の非反転増
幅器として機能する。また、これら2つの非反転増幅器
の間には抵抗236,238による分圧回路が挿入され
ている。
The operational amplifier 232 of the first stage has an output terminal connected to the inverting input terminal, is a non-inverting amplifier with a gain of 1, and mainly functions as a buffer for performing impedance conversion. Similarly, the output terminal of the second-stage operational amplifier 234 is also connected to the inverting input terminal, and functions as a non-inverting amplifier having a gain of 1. Further, a voltage dividing circuit by resistors 236 and 238 is inserted between these two non-inverting amplifiers.

【0117】このように、分圧回路を挿入することによ
り、2つの非反転増幅器を含む全体の利得を0以上1未
満の間で自由に設定することができる。
By thus inserting the voltage dividing circuit, the overall gain including the two non-inverting amplifiers can be freely set between 0 and less than 1.

【0118】ところで、図15に示したキャパシタ14
fにおける増幅器の利得、すなわちオペアンプ232と
234の全体により構成される増幅器の利得Kは抵抗2
36と抵抗238によって構成される分圧回路の分圧比
によって決まり、それぞれの抵抗をR36,R38とする
と、
By the way, the capacitor 14 shown in FIG.
The gain of the amplifier at f, that is, the gain K of the amplifier constituted by the entire operational amplifiers 232 and 234 is equal to the resistance 2
36 and a resistor 238, which is determined by the voltage division ratio of the voltage dividing circuit, and the respective resistors are R36 and R38,

【数24】 となる。この(24)式を(20)式に代入して見掛け
上の静電容量Cを計算すると、
[Equation 24] Becomes Substituting this equation (24) into equation (20) and calculating the apparent capacitance C,

【数25】 となる。(Equation 25) Becomes

【0119】したがって、抵抗236と抵抗238の抵
抗比R38/R36を大きくすることにより、2つの端子2
24,226間の見掛け上の静電容量Cを小さくするこ
とができる。
Therefore, by increasing the resistance ratio R38 / R36 of the resistors 236 and 238, the two terminals 2
The apparent capacitance C between 24 and 226 can be reduced.

【0120】また、抵抗236,238による分圧回路
の分圧比を固定した場合の他、これら2つの抵抗23
6,238の少なくとも一方を可変抵抗(具体的には、
第1実施例の移相器100b等と同様に、MOS−FE
TやJ−FETあるいはpチャネルMOSとnチャネル
MOSとを並列に接続したトランスミッションゲートに
よりこの可変抵抗を形成することができる)で構成する
ことにより、この分圧比を連続的に変化させた静電容量
可変のキャパシタを容易に形成することができる。した
がって、このキャパシタを図7(A)等に示した可変容
量ダイオード14aの代わりに使用することにより、位
相シフト量をある範囲で任意に変化させることができる
移相器を形成することができる。
In addition to the case where the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit by the resistors 236 and 238 is fixed, these two resistors 23
At least one of 6, 238 is a variable resistor (specifically,
Similar to the phase shifter 100b of the first embodiment, the MOS-FE is used.
This variable resistance can be formed by a T or J-FET, or a transmission gate in which a p-channel MOS and an n-channel MOS are connected in parallel). A variable capacitance capacitor can be easily formed. Therefore, by using this capacitor instead of the variable capacitance diode 14a shown in FIG. 7A, it is possible to form a phase shifter capable of arbitrarily changing the phase shift amount within a certain range.

【0121】なお、図15に示したキャパシタ14f
は、2つのオペアンプ232,234を含む増幅器全体
の利得が1以下に設定されているため、全体をエミッタ
ホロワ回路あるいはソースホロワ回路に置き換えるよう
にしてもよい。
The capacitor 14f shown in FIG.
Since the gain of the entire amplifier including the two operational amplifiers 232 and 234 is set to 1 or less, the whole may be replaced with an emitter follower circuit or a source follower circuit.

【0122】図16は、オペアンプ232,234を含
む増幅器全体をエミッタホロワ回路に置き換えたキャパ
シタの構成を示す図である。同図(A)に示すキャパシ
タ14gは、エミッタに2つの抵抗240,242が接
続されたバイポーラトランジスタ244と、この2つの
抵抗240,242による分圧点とトランジスタ244
のベースとの間に接続されたキャパシタ210とを含ん
で構成されている。
FIG. 16 is a diagram showing the configuration of a capacitor in which the entire amplifier including operational amplifiers 232 and 234 is replaced with an emitter follower circuit. The capacitor 14g shown in FIG. 7A includes a bipolar transistor 244 having two resistors 240 and 242 connected to the emitter, a voltage dividing point by the two resistors 240 and 242, and a transistor 244.
And a capacitor 210 connected to the base of the capacitor.

【0123】上述したエミッタホロワ回路の利得は、主
に2つの抵抗240,242の抵抗比に応じて決まり、
しかもその利得は常に1未満であるため、(20)式か
らわかるように、実際にキャパシタ210が有する静電
容量C0 を見掛け上小さくすることができる。しかも、
1つのエミッタホロワ回路を用いているだけであり、回
路構成が簡略化でき、最高動作周波数も高く設定するこ
とができる。
The gain of the above-mentioned emitter follower circuit is determined mainly according to the resistance ratio of the two resistors 240 and 242.
In addition, since the gain is always less than 1, the capacitance C0 actually possessed by the capacitor 210 can be apparently reduced, as can be seen from the equation (20). Moreover,
Since only one emitter follower circuit is used, the circuit configuration can be simplified and the maximum operating frequency can be set high.

【0124】図16(B)はその変形例を示す図であ
り、同図(A)の2つの抵抗240,242を可変抵抗
246に置き換えた点が異なっている。このように可変
抵抗246を用いることにより、利得を任意にしかも連
続的に変化させることができるため、見掛け上の静電容
量Cも任意にしかも連続的に変化させることができ、移
相器100等の位相シフト量も連続的に変化させること
ができる。
FIG. 16B is a diagram showing a modification thereof, which is different in that the two resistors 240 and 242 in FIG. 16A are replaced with a variable resistor 246. By using the variable resistor 246 in this way, the gain can be changed arbitrarily and continuously, so that the apparent capacitance C can be changed arbitrarily and continuously, and the phase shifter 100 can be changed. The amount of phase shift such as can also be continuously changed.

【0125】なお、図16(B)に示したキャパシタ1
4hは、同図(A)の2つの抵抗240,242を1つ
の可変抵抗246に置き換えているが、これら2つの抵
抗240,242の少なくとも一方を可変抵抗によって
構成するようにしてもよい。
The capacitor 1 shown in FIG.
4h replaces the two resistors 240 and 242 in FIG. 4A with one variable resistor 246, but at least one of the two resistors 240 and 242 may be configured by a variable resistor.

【0126】図17は、図16(A)および(B)に示
したキャパシタ14g,14hのそれぞれをソースホロ
ワ回路によって実現したものであり、バイポーラトラン
ジスタ244をFET248に置き換えたものである。
図17(A)が図16(A)に、図17(B)が図16
(B)にそれぞれ対応している。
In FIG. 17, the capacitors 14g and 14h shown in FIGS. 16A and 16B are realized by a source follower circuit, and the bipolar transistor 244 is replaced with an FET 248.
FIG. 17A shows FIG. 16A and FIG. 17B shows FIG.
Each corresponds to (B).

【0127】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.

【0128】例えば、上述した各実施例の移相器は、理
論的には1つで180°まで位相をシフトさせることが
できるが、実際に位相を180°あるいはこれ以上シフ
トさせる場合には2個以上の移相器を接続して用いれば
よい。
For example, the phase shifters of the above-described embodiments can theoretically shift the phase up to 180 ° by one, but when actually shifting the phase by 180 ° or more, it is 2 It suffices to connect and use more than one phase shifter.

【0129】また、第1実施例の移相器100に使用さ
れているオペアンプ10あるいは第2実施例の移相器2
00に使用されているオペアンプ30は理想的なもので
あり、抵抗16と18、あるいは抵抗36と38の各抵
抗値が等しいものとして説明したが、実際に回路設計を
行う際には理想からのずれを補正するために、帰還抵抗
である抵抗18あるいは38を入力抵抗である抵抗16
あるいは18よりも大きく設定してオペアンプ10,3
0の利得を大きくすることが望ましい。
Further, the operational amplifier 10 used in the phase shifter 100 of the first embodiment or the phase shifter 2 of the second embodiment.
The operational amplifier 30 used for 00 is an ideal one, and the resistors 16 and 18 or the resistors 36 and 38 are described as having the same resistance value. However, when actually designing a circuit, In order to correct the deviation, the resistor 18 or 38 which is a feedback resistor is replaced with the resistor 16 which is an input resistor.
Alternatively, set it larger than 18 to set the operational amplifiers 10 and 3
It is desirable to increase the gain of zero.

【0130】[0130]

【発明の効果】上述したように請求項1の発明によれ
ば、入出力信号間では、第3の抵抗とキャパシタとによ
ってシフトした位相角の約2倍の位相差が生じることに
なり、大きな位相シフト量を設定することができる。ま
た、入力信号と出力信号の各振幅は等しくなり、位相シ
フトを行うことにより信号の減衰が生じない。
As described above, according to the first aspect of the invention, a phase difference of about twice the phase angle shifted by the third resistor and the capacitor is generated between the input and output signals, which is large. The amount of phase shift can be set. Further, the amplitudes of the input signal and the output signal are equal, and the signal is not attenuated by performing the phase shift.

【0131】また、請求項2の発明によれば、入力信号
に対して位相が遅れた信号が演算増幅器の非反転入力端
子に入力されるため、この位相の2倍の位相シフト量を
有する遅相型の移相器を容易に実現することができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, since the signal whose phase is delayed with respect to the input signal is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier, the delay having a phase shift amount twice this phase is provided. A phase type phase shifter can be easily realized.

【0132】また、請求項3の発明によれば、入力信号
に対して位相が進んだ信号が演算増幅器の非反転入力端
子に入力されるため、この位相の2倍の位相シフト量を
有する進相型の移相器を容易に実現することができる。
Further, according to the invention of claim 3, since the signal whose phase is advanced with respect to the input signal is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier, the phase shift amount which is twice this phase is applied. A phase type phase shifter can be easily realized.

【0133】また、請求項4の発明によれば、上述した
直列回路を構成する第3の抵抗の抵抗値を変化させるこ
とにより、容易に位相シフト量を変更することができ
る。同様に、請求項5の発明によれば、直列回路を構成
するキャパシタの静電容量を変化させることにより、容
易に位相シフト量を変更することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the phase shift amount can be easily changed by changing the resistance value of the third resistor forming the series circuit. Similarly, according to the invention of claim 5, the phase shift amount can be easily changed by changing the electrostatic capacitance of the capacitor forming the series circuit.

【0134】また、請求項6の発明によれば、上述した
直列回路を構成する第3の抵抗の抵抗値とキャパシタの
静電容量の両方を変化させることにより、容易に位相シ
フト量を変更することができる。
According to the invention of claim 6, the phase shift amount can be easily changed by changing both the resistance value of the third resistor and the electrostatic capacitance of the capacitor forming the series circuit. be able to.

【0135】また、請求項7の発明によれば、上述した
抵抗値が変更可能な第3の抵抗を具体的に電界効果トラ
ンジスタのチャネルによって形成しており、ゲート電圧
を変えるだけで容易に第3の抵抗の抵抗値を変更するこ
とができる。
According to the invention of claim 7, the third resistance whose resistance value can be changed is specifically formed by the channel of the field effect transistor, and the third resistance can be easily changed by changing the gate voltage. The resistance value of the resistor 3 can be changed.

【0136】また、請求項8の発明によれば、静電容量
可変のキャパシタを具体的に可変容量ダイオードによっ
て形成しており、印加する逆バイアス電圧を変えるだけ
で容易に静電容量を変えることができる。
According to the invention of claim 8, the capacitance variable capacitor is specifically formed by a variable capacitance diode, and the capacitance can be easily changed only by changing the reverse bias voltage to be applied. You can

【0137】また、請求項9の発明によれば、所定の静
電容量を有するキャパシタ素子と増幅器とを並列接続す
ることによりキャパシタを構成しており、増幅器の伝達
関数をKとすると、増幅器の入力側から見た静電容量は
(1−K)C0 なる。したがって、伝達関数Kすなわち
増幅器の利得に応じて見掛け上の静電容量を実際の静電
容量C0 と異ならせることができ、実際には小さな静電
容量を見掛け上大きくみせることができる。特に、半導
体基板上に移相器全体を集積化したような場合には半導
体基板上に小さなキャパシタ素子しか形成できないた
め、小さな静電容量を大きな静電容量に変換することが
できれば、集積化に際して特に好都合であり、実装面積
の小型化等によるコスト低減の効果もある。
According to the ninth aspect of the invention, a capacitor is formed by connecting a capacitor element having a predetermined electrostatic capacity and an amplifier in parallel, and assuming that the transfer function of the amplifier is K, the amplifier The capacitance seen from the input side is (1-K) C0. Therefore, the apparent electrostatic capacitance can be made different from the actual electrostatic capacitance C0 according to the transfer function K, that is, the gain of the amplifier, and the small electrostatic capacitance can be made to appear apparently large. In particular, in the case where the entire phase shifter is integrated on the semiconductor substrate, only a small capacitor element can be formed on the semiconductor substrate. Therefore, if a small capacitance can be converted into a large capacitance, it is necessary for integration. It is particularly convenient, and there is also an effect of cost reduction by reducing the mounting area.

【0138】また、請求項10または11の発明によれ
ば、静電容量を変化させる場合の増幅器の利得を具体的
に示したものである。すなわち、見掛け上の静電容量は
(1−K)C0 となるため、増幅器の利得Kを負に設定
することによりC0 を大きいほうに、増幅器の利得を0
から1の間に設定することによりC0 を小さいほうに変
化させることができる。
According to the tenth or eleventh aspect of the present invention, the gain of the amplifier when the electrostatic capacitance is changed is specifically shown. That is, since the apparent capacitance is (1-K) C0, the gain K of the amplifier is set to a negative value by setting the gain K of the amplifier to a negative value.
By setting it between 1 and 1, C0 can be changed to the smaller one.

【0139】また、請求項12の発明によれば、請求項
9または10の発明における増幅器を具体的に演算増幅
器を使った反転増幅器により構成しており、常に増幅器
の利得を負とすることができる。請求項13の発明によ
れば、この演算増幅器の入力側にバッファを挿入するこ
とにより入力インピーダンスを高くすることができ、請
求項14あるいは15の発明ではこのバッファを演算増
幅器を用いて、あるいはエミッタホロワ回路やソースホ
ロワ回路により容易に構成することができる。
According to the twelfth aspect of the invention, the amplifier according to the ninth or tenth aspect of the invention is specifically configured by an inverting amplifier using an operational amplifier, and the gain of the amplifier can always be negative. it can. According to the invention of claim 13, the input impedance can be increased by inserting a buffer on the input side of the operational amplifier. According to the invention of claim 14 or 15, the buffer is formed by using the operational amplifier or the emitter follower. It can be easily configured by a circuit or a source follower circuit.

【0140】また、請求項16の発明によれば、上述し
た演算増幅器とともに反転増幅器を構成する抵抗を可変
抵抗によって構成することにより、反転増幅器の増幅率
を可変することができ、これにより見掛け上の静電容量
を連続的に変化させて、移相器全体の位相シフト量も連
続的に変化させることができる。
According to the sixteenth aspect of the present invention, the amplification factor of the inverting amplifier can be varied by configuring the resistance constituting the inverting amplifier together with the above-mentioned operational amplifier with a variable resistor, which makes the appearance apparent. It is also possible to continuously change the electrostatic capacitance of and to continuously change the phase shift amount of the entire phase shifter.

【0141】また、請求項17あるいは18の発明によ
れば、上述した請求項9または11の発明における増幅
器を具体的に2つの非反転増幅器あるいはエミッタホロ
ワ回路やソースホロワ回路と分圧回路により構成してお
り、分圧回路を用いることにより、全体の利得を0から
1の間に設定して、見掛け上の静電容量をC0 よりも小
さいほうに変化させることができる。
According to the seventeenth or eighteenth aspect of the invention, the amplifier according to the ninth or eleventh aspect of the invention is specifically configured by two non-inverting amplifiers or an emitter follower circuit, a source follower circuit and a voltage dividing circuit. Therefore, by using the voltage dividing circuit, the overall gain can be set between 0 and 1 and the apparent capacitance can be changed to a value smaller than C0.

【0142】また、請求項19の発明によれば、上述し
た分圧回路を構成する抵抗を可変抵抗によって構成する
ことにより、全体の利得を可変することができ、これに
より見掛け上の静電容量も連続的に変化させることがで
き、移相器全体の位相シフト量も連続的に変換させるこ
とができる。
According to the nineteenth aspect of the present invention, the overall gain can be changed by forming the resistor composing the voltage dividing circuit by a variable resistor, whereby the apparent capacitance can be changed. Can also be continuously changed, and the phase shift amount of the entire phase shifter can be continuously changed.

【0143】また、請求項20の発明によれば、上述し
た直列回路に含まれるキャパシタの静電容量を可変する
とともに、第3の抵抗の抵抗値も可変しており、これら
2つの素子の素子定数を変化させることにより、容易に
位相シフト量を変更することができる。請求項21の発
明によれば、抵抗値が変更可能なこの第3の抵抗を具体
的に電界効果トランジスタのチャネルによって形成して
おり、ゲート電圧を変えるだけで容易に第3の抵抗の抵
抗値を変更することができる。
According to the twentieth aspect of the invention, the capacitance of the capacitor included in the series circuit is changed and the resistance value of the third resistor is also changed. The phase shift amount can be easily changed by changing the constant. According to the invention of claim 21, the third resistance whose resistance value can be changed is specifically formed by the channel of the field effect transistor, and the resistance value of the third resistance can be easily changed only by changing the gate voltage. Can be changed.

【0144】また、請求項22の発明によれば、移相器
全体を半導体基板上に一体形成しており、集積化による
回路の小型化や製造コスト低減が可能となる。
According to the twenty-second aspect of the invention, the entire phase shifter is integrally formed on the semiconductor substrate, so that it is possible to reduce the size of the circuit and reduce the manufacturing cost by integration.

【0145】[0145]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例の遅相型の移相器の回路構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a delay type phase shifter of a first embodiment.

【図2】本実施例の移相器の入出力電圧とキャパシタ等
に現れる電圧との関係を示すベクトル図である。
FIG. 2 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of the phase shifter of this embodiment and the voltage appearing in a capacitor or the like.

【図3】第2実施例の進相型の移相器の回路構成を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a phase advance type phase shifter of a second embodiment.

【図4】本実施例の移相器の入出力電圧とキャパシタ等
に現れる電圧との関係を示すベクトル図である。
FIG. 4 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of the phase shifter of this embodiment and the voltage appearing in a capacitor or the like.

【図5】可変抵抗を用いることにより移相量を連続的に
変更可能に形成した遅相型の移相器の構成を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a lag type phase shifter in which the amount of phase shift can be continuously changed by using a variable resistor.

【図6】可変抵抗を用いることにより移相量を連続的に
変更可能に形成した進相型の移相器の構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a phase-advancing type phase shifter in which the amount of phase shift can be continuously changed by using a variable resistor.

【図7】可変容量ダイオードを用いることにより移相量
を連続的に変更可能に形成した移相器の構成を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a phase shifter in which the amount of phase shift can be continuously changed by using a variable capacitance diode.

【図8】可変抵抗と可変容量ダイオードの両方を用いる
ことにより移相量を連続的に変更可能に形成した移相器
の構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a phase shifter in which the amount of phase shift can be continuously changed by using both a variable resistance and a variable capacitance diode.

【図9】見掛け上の静電容量を実際の素子が有する静電
容量よりも大きくしたキャパシタの構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a capacitor in which an apparent capacitance is larger than that of an actual element.

【図10】図9に示したキャパシタを伝達関数を用いて
表した図である。
FIG. 10 is a diagram showing the capacitor shown in FIG. 9 using a transfer function.

【図11】図10に示す構成をミラーの定理によって変
換した図である。
11 is a diagram in which the configuration shown in FIG. 10 is converted by the mirror theorem.

【図12】図9に示した第1のオペアンプの反転入力端
子に接続されている抵抗を除去したキャパシタの構成を
示す図である。
12 is a diagram showing a configuration of a capacitor in which a resistor connected to an inverting input terminal of the first operational amplifier shown in FIG. 9 is removed.

【図13】1段目にエミッタホロワ回路を用いたキャパ
シタの構成を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a capacitor using an emitter follower circuit in the first stage.

【図14】1段目にソースホロワ回路を用いたキャパシ
タの構成を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a capacitor using a source follower circuit in the first stage.

【図15】見掛け上の静電容量を実際の素子が有する静
電容量よりも小さくしたキャパシタの構成を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a capacitor having an apparent capacitance smaller than that of an actual element.

【図16】図15に含まれる2つのオペアンプを含む増
幅器全体をエミッタホロワ回路に置き換えたキャパシタ
の構成を示す図である。
16 is a diagram showing a configuration of a capacitor in which the entire amplifier including the two operational amplifiers included in FIG. 15 is replaced with an emitter follower circuit.

【図17】図16に示したキャパシタをソースホロワ回
路によって実現した構成を示す図である。
17 is a diagram showing a configuration in which the capacitor shown in FIG. 16 is realized by a source follower circuit.

【図18】従来例の構成を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,30 オペアンプ 12,16,18,34,36,38 抵抗 14,32 キャパシタ 20 入力端子 22 出力端子 100,200 移相器 10,30 Operational amplifier 12,16,18,34,36,38 Resistor 14,32 Capacitor 20 Input terminal 22 Output terminal 100,200 Phase shifter

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反転入力端子に第1の抵抗が接続されて
おり、前記第1の抵抗を介して反転入力端子に入力信号
が入力される第1の演算増幅器と、 前記第1の演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間
に接続された第2の抵抗と、 第3の抵抗とキャパシタとにより構成されており、両端
に印加された前記入力信号の電圧を分圧して前記第1の
演算増幅器の非反転入力端子に印加する直列回路と、 を備えることを特徴とする移相器。
1. A first operational amplifier, wherein a first resistor is connected to the inverting input terminal, and an input signal is input to the inverting input terminal via the first resistor, and the first operational amplifier. And a third resistor and a capacitor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the first resistor and the third resistor and the capacitor. The first signal is divided by dividing the voltage of the input signal applied to both ends. And a series circuit that is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier.
【請求項2】 請求項1において、 前記直列回路内の第3の抵抗が前記第1の抵抗に接続さ
れており、入力信号の位相を所定角遅らせて出力するこ
とを特徴とする移相器。
2. The phase shifter according to claim 1, wherein the third resistor in the series circuit is connected to the first resistor, and the phase of the input signal is delayed by a predetermined angle before being output. .
【請求項3】 請求項1において、 前記直列回路内のキャパシタが前記第1の抵抗に接続さ
れており、入力信号の位相を所定角進ませて出力するこ
とを特徴とする移相器。
3. The phase shifter according to claim 1, wherein the capacitor in the series circuit is connected to the first resistor and advances the phase of the input signal by a predetermined angle to output the phase-advanced signal.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 前記第3の抵抗の抵抗値を変化させることにより、全体
の位相シフト量を変化させることを特徴とする移相器。
4. The phase shifter according to claim 1, wherein the overall phase shift amount is changed by changing the resistance value of the third resistor.
【請求項5】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 前記キャパシタの静電容量を変化させることにより、全
体の位相シフト量を変化させることを特徴とする移相
器。
5. The phase shifter according to claim 1, wherein an overall phase shift amount is changed by changing an electrostatic capacitance of the capacitor.
【請求項6】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 前記第3の抵抗の抵抗値および前記キャパシタの静電容
量を変化させることにより、全体の位相シフト量を変化
させることを特徴とする移相器。
6. The transfer according to claim 1, wherein an overall phase shift amount is changed by changing a resistance value of the third resistor and an electrostatic capacitance of the capacitor. Phaser.
【請求項7】 請求項4または6において、 前記第3の抵抗を電界効果トランジスタのチャネルによ
って形成し、ゲート電圧を変えてチャネル抵抗を変化さ
せることにより、全体の位相シフト量を変化させること
を特徴とする移相器。
7. The total phase shift amount according to claim 4, wherein the third resistance is formed by a channel of a field effect transistor, and the gate resistance is changed to change the channel resistance. Characteristic phase shifter.
【請求項8】 請求項5または6において、 前記キャパシタを可変容量ダイオードによって形成し、
アノードとカソード間に印加する逆バイアス電圧を変え
て静電容量を変化させることにより、全体の位相シフト
量を変化させることを特徴とする移相器。
8. The capacitor according to claim 5, wherein the capacitor is formed of a variable capacitance diode,
A phase shifter characterized by changing the overall phase shift amount by changing the electrostatic capacitance by changing the reverse bias voltage applied between the anode and the cathode.
【請求項9】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 前記キャパシタは、所定の利得を有する増幅器と、前記
増幅器の入出力間に並列接続されたキャパシタ素子とを
備え、 前記増幅器の入力側からみた静電容量を実際に前記キャ
パシタ素子が有する静電容量と異ならせることを特徴と
する移相器。
9. The amplifier according to claim 1, wherein the capacitor includes an amplifier having a predetermined gain and a capacitor element connected in parallel between the input and the output of the amplifier, and the capacitor from the input side of the amplifier. A phase shifter characterized in that the observed capacitance is different from the capacitance actually possessed by the capacitor element.
【請求項10】 請求項9において、 前記増幅器の利得を負の値に設定することにより、前記
増幅器の入力側からみた静電容量を実際に前記キャパシ
タ素子が有する静電容量よりも大きくすることを特徴と
する移相器。
10. The capacitance according to claim 9, wherein the gain of the amplifier is set to a negative value so that the capacitance viewed from the input side of the amplifier is larger than the capacitance actually possessed by the capacitor element. Phase shifter characterized by.
【請求項11】 請求項9において、 前記増幅器の利得を0から1の間に設定することによ
り、前記増幅器の入力側からみた静電容量を実際に前記
キャパシタ素子が有する静電容量よりも小さくすること
を特徴とする移相器。
11. The capacitance according to claim 9, wherein the gain of the amplifier is set between 0 and 1, so that the capacitance seen from the input side of the amplifier is smaller than the capacitance actually possessed by the capacitor element. A phase shifter characterized by:
【請求項12】 請求項9または10において、 前記増幅器は、 非反転入力端子が固定電位に接続され、出力端子が前記
キャパシタ素子の一方端に接続された第2の演算増幅器
と、 前記キャパシタ素子の他方端と前記第2の演算増幅器の
反転入力端子との間に挿入された第4の抵抗と、 前記第2の演算増幅器の出力端子と反転入力端子との間
に挿入された第5の抵抗と、 を備え、利得が負の反転増幅器として動作することを特
徴とする移相器。
12. The second operational amplifier according to claim 9, wherein the amplifier has a non-inverting input terminal connected to a fixed potential and an output terminal connected to one end of the capacitor element, and the capacitor element. A fourth resistor inserted between the other end of the second operational amplifier and the inverting input terminal of the second operational amplifier, and a fifth resistor inserted between the output terminal and the inverting input terminal of the second operational amplifier. A phase shifter comprising a resistor, and operating as an inverting amplifier having a negative gain.
【請求項13】 請求項12において、 前記増幅器の前段であって前記キャパシタ素子の他方端
と前記第4の抵抗との間にバッファをさらに備えること
により入力インピーダンスを高くすることを特徴とする
移相器。
13. The input impedance according to claim 12, wherein a buffer is further provided between the other end of the capacitor element and the fourth resistor in the preceding stage of the amplifier to increase the input impedance. Phaser.
【請求項14】 請求項13において、 前記バッファは、 非反転入力端子が前記キャパシタ素子の他方端に接続さ
れ、出力端子が前記第4の抵抗に接続された第3の演算
増幅器と、 前記第3の演算増幅器の出力端子と反転入力端子との間
に接続された第6の抵抗と、 を備えることを特徴とする移相器。
14. The third operational amplifier according to claim 13, wherein the buffer has a non-inverting input terminal connected to the other end of the capacitor element and an output terminal connected to the fourth resistor. A sixth resistor connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier of No. 3, and a phase shifter.
【請求項15】 請求項13において、 前記バッファは、エミッタホロワ回路あるいはソースホ
ロワ回路により構成することを特徴とする移相器。
15. The phase shifter according to claim 13, wherein the buffer comprises an emitter follower circuit or a source follower circuit.
【請求項16】 請求項12〜15のいずれかにおい
て、 前記第4、第5、第6の抵抗の少なくとも1つを可変抵
抗によって形成することにより前記キャパシタの静電容
量を可変し、全体の位相シフト量を変化させることを特
徴とする移相器。
16. The electrostatic capacitance of the capacitor according to claim 12, wherein at least one of the fourth, fifth, and sixth resistors is formed by a variable resistor, thereby changing the capacitance of the capacitor. A phase shifter characterized by changing the amount of phase shift.
【請求項17】 請求項9または11において、 前記増幅器は、 直列に配置された2つの非反転増幅器と、 前記2つの非反転増幅器の間に接続された第1の分圧回
路と、 を備え、全体の利得を前記第1の分圧回路の分圧比に応
じて0から1の間に設定することを特徴とする移相器。
17. The amplifier according to claim 9, further comprising: two non-inverting amplifiers arranged in series; and a first voltage dividing circuit connected between the two non-inverting amplifiers. , The overall gain is set between 0 and 1 according to the voltage dividing ratio of the first voltage dividing circuit.
【請求項18】 請求項9または11において、 前記増幅器は、エミッタ側に第2の分圧回路が接続され
たエミッタホロワ回路、あるいはソース側に第2の分圧
回路が接続されたソースホロワ回路により構成されてお
り、前記第2の分圧回路から出力を取り出すことによ
り、全体の利得を前記第2の分圧回路の分圧比に応じて
0から1の間に設定することを特徴とする移相器。
18. The amplifier according to claim 9, wherein the amplifier is formed of an emitter follower circuit having a second voltage dividing circuit connected to the emitter side or a source follower circuit having a second voltage dividing circuit connected to the source side. By taking out the output from the second voltage dividing circuit, the overall gain is set between 0 and 1 according to the voltage dividing ratio of the second voltage dividing circuit. vessel.
【請求項19】 請求項17または18において、 前記分圧回路を可変抵抗を含んで形成することにより、
前記キャパシタの静電容量を可変し、全体の位相シフト
量を変化させることを特徴とする移相器。
19. The voltage dividing circuit according to claim 17, wherein the voltage dividing circuit includes a variable resistor,
A phase shifter characterized in that the capacitance of the capacitor is varied to change the total amount of phase shift.
【請求項20】 請求項16または19において、 前記直列回路に含まれる前記第3の抵抗の抵抗値を変化
させるとともに、前記キャパシタの静電容量を変化させ
ることにより、全体の位相シフト量を変化させることを
特徴とする移相器。
20. The overall phase shift amount according to claim 16, wherein the resistance value of the third resistor included in the series circuit is changed and the capacitance of the capacitor is changed. A phase shifter characterized by:
【請求項21】 請求項20において、 前記第3の抵抗を電界効果トランジスタのチャネルによ
って形成し、ゲート電圧を変えてチャネル抵抗を変化さ
せることにより、全体の位相シフト量を変化させること
を特徴とする移相器。
21. The overall phase shift amount according to claim 20, wherein the third resistor is formed by a channel of a field effect transistor, and a gate voltage is changed to change a channel resistance, thereby changing an entire phase shift amount. Phase shifter.
【請求項22】 請求項1〜21のいずれかにおいて、 構成部品を半導体基板上に一体形成したことを特徴とす
る移相器。
22. The phase shifter according to claim 1, wherein the constituent parts are integrally formed on a semiconductor substrate.
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CN111812567A (en) * 2019-04-10 2020-10-23 西门子医疗有限公司 Single stage amplifier with active feedback compensation
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