JPH11284458A - 電力調整回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧電流変換回路の必要のない簡単な構成の
レベル検出回路を具備した電力調整回路を提供する。 【解決手段】 トランジスタ１０４のベース端子のバイ
アス電流が抵抗１０５を介して供給され、入力信号の一
部がトランジスタ１０４のベース端子に入力される。ト
ランジスタ１０４の出力電流が制御電流Ｉｃとして可変
減衰回路１０２に入力され、その減衰量が調整される。
入力信号Ｐｉｎは可変減衰回路１０２において減衰調整
されてＰｏｕｔとして出力される。トランジスタ１０４
のベース端子への入力電力増加によりトランジスタ１０
４の出力電流が減少するように抵抗１０５の大きさが選
ばれる。制御電流Ｉｃが減少すると可変減衰回路１０２
の減衰量が増大して過大信号電力が出力されることを防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、許容範囲以上の大
きな入力があった場合に自動的に減衰量を増大し、後段
の回路を保護する電力調整回路に関するものであり、特
に無線装置における電力調整回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動レベル制御回路や自動利得制御回路
など入力電力を調整して出力する回路の機能の一つに、
入力電力が過大である場合に後段の増幅回路や周波数変
換回路の飽和または破壊を防ぐことがある。従来は、回
路中などに可変減衰回路を設け、その減衰量を調節する
ことにより、後段の増幅回路や周波数変換回路に印加さ
れる電力を許容範囲内に制御する構成が採られている。

【０００３】従来の減衰量制御回路の一般的な構成を図
５に示す。図５において、５０１はレベル検出回路、５
０２は可変減衰回路、５０３は方向性結合器である。レ
ベル検出回路５０１において、５０４は増幅器、５０５
は検波回路、５０６は電圧電流変換回路である。入力信
号は可変減衰回路５０２において減衰されて出力され
る。出力された信号の一部は方向性結合器５０３を介し
てレベル検出回路５０１に入力される。レベル検出回路
５０１はその入力レベルに応じた電流を出力する回路で
ある。レベル検出回路５０１において信号は増幅器５０
４により増幅され、検波回路５０５により検波され、電
圧電流変換回路５０６により検波回路５０５の出力電圧
に応じた電流として出力される。可変減衰回路５０２は
レベル検出回路５０１の出力電流を制御信号としてその
減衰量を可変とするものである。この回路構成により出
力レベルが高い場合には可変減衰回路５０２の減衰量が
増加し、出力レベルが低い場合には減衰量が減少し、出
力信号のレベルが一定になるように制御される。

【０００４】次に、検波回路５０５の構成例を図６に示
す。図６において、６０１はダイオード、６０２はコイ
ル、６０３は抵抗、６０４はコンデンサである。入力信
号Ｐｉｎはダイオード６０１により整流され、抵抗６０
３およびコンデンサ６０４により平滑化され、出力信号
Ｐｏｕｔとして出力される。この回路構成により入力電
力に応じて出力電圧が変化する。

【０００５】また可変減衰回路の例を図７に示す。図７
において、７０１はＰＩＮダイオード、７０２および７
０５は直流阻止コンデンサ、７０３および７０４はチョ
ークコイルである。制御電流Ｉｃはチョークコイル７０
３を介してＰＩＮダイオード７０１のアノード端子に入
力され、ＰＩＮダイオード７０１のカソード端子からチ
ョークコイル７０４を介してＧＮＤに流れる。入力電力
Ｐｉｎは直流阻止コンデンサ７０２を介してＰＩＮダイ
オード７０１のアノード端子に入力され、ＰＩＮダイオ
ード７０１において減衰され、ＰＩＮダイオード７０１
のカソード端子から直流阻止コンデンサ７０５を介して
Ｐｏｕｔとして出力される。

【０００６】ＰＩＮダイオードの順方向電流に対する高
周波抵抗値は一般に図８に示すような関係にある。これ
より、制御電流Ｉｃを減少させると、ＰＩＮダイオード
７０１における高周波抵抗値が増大し、可変減衰回路に
おける減衰量が増大する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来の減
衰量制御回路では、検波回路５０５は一般的に入力電力
に応じて出力電圧が変化させることにより電圧値をもっ
て制御するのに対し、ＰＩＮダイオードを用いた可変減
衰回路５０２は一般的に電流でその減衰量を制御するも
のである。そのため、検波回路５０５の出力により可変
減衰回路５０２の減衰量を制御するためには電圧電流変
換回路５０６が必要となっていた。そのため回路が複雑
となり、回路の小型化の上で問題があった。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、電圧電流変換
回路の必要のない簡単な構成のレベル検出回路を具備し
た電力調整回路を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の電力調整回路は、入力電圧が入力される入力
端子と、減衰量が制御電流により調整され、前記入力さ
れた入力電圧を減衰して出力する可変減衰回路と、前記
可変減衰回路の出力電圧を出力する出力端子と、前記制
御電流を前記可変減衰回路に与えるレベル検出回路と、
前記入力電圧を前記レベル検出回路に与える方向性結合
器を備えた電力調整回路において、前記レベル検出回路
がトランジスタと抵抗とバイアス電圧源を備え、前記抵
抗の一端に前記バイアス電圧源からバイアス電圧を与
え、前記抵抗の他端に前記方向性結合器から入力された
入力電圧を与え、前記抵抗に流れる電流を前記トランジ
スタのバイアス電流として与え、前記トランジスタ出力
電流を前記可変減衰回路の前記制御電流として与え、前
記入力電圧の電圧変化に応じて前記可変減衰回路の前記
制御電流の大きさを変化させることにより前記減衰量を
調整することを特徴とする。

【００１０】かかる構成により、可変減衰回路に入力さ
れる信号の大きさに応じてレベル検出回路のトランジス
タによる制御を介して出力電流を制御して可変減衰回路
に与えて減衰量を調整することができ、従来必要であっ
た電圧電流変換回路を不要とすることができる。

【００１１】また、前記可変減衰回路がＰＩＮダイオー
ドを備え、前記制御電流を前記ＰＩＮダイオードのバイ
アス電流として与え、前記ＰＩＮダイオードのインピー
ダンスを調整することにより信号減衰量を可変とするも
のであることが好ましい。

【００１２】かかる構成により、用いる可変減衰回路も
簡単な構成となり、電力調整回路の小型化に有利であ
る。次に、前記電力調整回路は、無線装置の受信部の入
力前段に用いられることが好ましい。

【００１３】本発明にかかる電力調整回路を無線装置に
応用することにより、小型化、軽量化とともに、受信部
への電力入力に対する保護機能を持った優れた無線装置
を提供することができる。

【００１４】次に、前記電力調整回路は、送信部と受信
部と送受信用アンテナを備えた無線機に用いられ、前記
入力端子が前記送信部出力に接続され、前記出力端子が
前記受信部入力に接続され、前記可変減衰回路が前記送
受信用アンテナへの分岐を有し、送信時には前記送信部
からの送信信号を前記送受信用アンテナへの分岐により
前記送受信用アンテナへ出力し、前記可変減衰回路の減
衰量増加により前記受信部への信号流入を防ぎ、受信時
には前記可変減衰回路の減衰量低減により送受信アンテ
ナの受信信号を前記受信部へ受信させることが好まし
い。

【００１５】かかる構成により、送信時に送信部から送
受信用アンテナへ信号を出力するとともに受信部への信
号の流入を阻止することができ、受信時にアンテナから
の受信信号を減衰させずに受信部に入力させることがで
き、送受信を共通アンテナで行う無線装置を提供するこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる電力調整回
路の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００１７】（実施の形態１）図１は本発明の実施形態
１における電力調整回路の構成を示したものである。同
図において１０１はレベル検出回路、１０２は可変減衰
回路、１０３は方向性結合器である。可変減衰回路１０
２は、入力信号Ｐｉｎを減衰させて出力信号Ｐｏｕｔと
して出力する。可変減衰回路１０２の高周波抵抗値を制
御する制御電流Ｉcはレベル検出回路１０１により与え
られている。

【００１８】レベル検出回路１０１において１０４はバ
イポーラトランジスタ、１０５は抵抗、１０６および１
１０は直流阻止コンデンサ、１０７および１０９は整合
回路、１０８はチョークコイル、１１１は終端抵抗、１
１２はバイパスコンデンサである。入力信号Ｐｉｎの一
部が方向性結合器１０３を介してレベル検出回路１０１
に入力されている。

【００１９】上記回路構成における減衰量制御の概略
は、入力される電力が増大するとレベル検出回路１０１
の出力する制御電流Ｉｃが減少し、制御電流Ｉｃが減少
すると可変減衰回路１０２の減衰量が増大し、出力信号
Ｐｏｕｔが増大するのを防ぐというものである。

【００２０】以下、レベル検出回路１０１の詳細な動作
について説明する。トランジスタ１０４のベースバイア
ス電流は、抵抗１０５を介して供給される。トランジス
タ１０４のコレクタバイアス電流は、チョークコイル１
０８を介して供給される。方向性結合器１０３により取
り出された入力信号Ｐｉｎの一部は、直流阻止コンデン
サ１０６、入力整合回路１０７を介してバイポーラトラ
ンジスタ１０４のベース端子に入力される。バイポーラ
トランジスタ１０４のコレクタ端子から出力される制御
信号は、出力整合回路１０９、直流阻止コンデンサ１１
０を介して終端抵抗１１１において接地される。また出
力制御信号Ｉｃの直前でバイパスコンデンサ１１２によ
り高周波的に接地している。

【００２１】いま、入力信号Ｐｉｎが増大すると、バイ
ポーラトランジスタ１０４のベース電流の直流成分が増
加する。バイポーラトランジスタ１０４のベース電流の
直流成分が増加すると、抵抗１０５における電圧降下が
増大し、バイポーラトランジスタ１０４のベース−エミ
ッタ間電圧が低下する。ここで抵抗１０５を大きく設定
しているので、バイポーラトランジスタ１０４のエミッ
タ電流の直流成分が減少する。ただし、この時バイポー
ラトランジスタ１０４のエミッタ端子の電位はあまり変
化しないとする。

【００２２】以上のような動作原理により、レベル検出
回路１０１は、入力信号Ｐｉｎが増大するとバイポーラ
トランジスタ１０４のエミッタ電流すなわち制御電流Ｉ
ｃが減少する。

【００２３】図２に入力電力Ｐｉｎと制御電流Ｉｃの関
係の例を示す。このように、本実施形態１の電力調整回
路は、主としてバイポーラトランジスタと抵抗という簡
単な構成のレベル検出回路を用いることにより、入力電
力が大きい場合に、後段の増幅回路もしくは周波数変換
回路が飽和または破壊されるのを防ぐ減衰量制御回路を
達成することができる。また、バイポーラトランジスタ
１０４のベースバイアス電圧Ｖｂｂを小さくすると制御
電流Ｉｃはほとんど流れなくなり、可変減衰回路１０２
の減衰量は非常に大きくなる。このように、本実施形態
１の電力調整回路は、バイポーラトランジスタ１０４の
ベースバイアス電圧Ｖｂｂが大きい場合には入力電力を
入力電力に応じた減衰量で通過させ、オフの場合には入
力電力をほとんど減衰するスイッチング回路としても動
作する。

【００２４】（実施の形態２）図３は本発明の実施形態
２にかかる電力調整回路の構成を示したものである。図
３において、３０１はレベル検出回路、３０２は可変減
衰回路、３０３は方向性結合器である。

【００２５】レベル検出回路３０１内において、３０４
はバイポーラトランジスタ、３０５は抵抗、３０６およ
び３１０は直流阻止コンデンサ、３０７および３０９は
整合回路、３０８はチョークコイル、３１１は終端抵
抗、３１２はバイパスコンデンサである。可変減衰回路
３０２は、入力信号Ｐｉｎを減衰させて出力信号Ｐｏｕ
ｔとして出力する。可変減衰回路３０２の高周波抵抗値
を制御する制御電流Ｉcはレベル検出回路３０１により
与えられている。

【００２６】上記回路構成における減衰量制御の概略も
実施形態１と同様であり、入力される電力が増大すると
レベル検出回路３０１の出力する制御電流Ｉｃが減少
し、制御電流Ｉｃが減少すると可変減衰回路３０２の減
衰量が増大し、出力信号Ｐｏｕｔが増大するのを防ぐと
いうものである。

【００２７】図１に示した実施形態１と異なる点は、制
御電流Ｉｃとしてバイポーラトランジスタ３０４のエミ
ッタ電流の代わりにバイポーラトランジスタ３０４のコ
レクタ電流を用いていることである。通常、バイポーラ
トランジスタにおいてコレクタ電流とエミッタ電流は同
様の大きさとなるので本実施形態２の動作および効果は
実施形態１と同様のものが得られる。

【００２８】（実施の形態３）図４は本発明の実施形態
３における電力調整回路の構成を示したものである。本
実施形態３は、本発明にかかる電力調整回路を無線装置
に応用したものである。図４において、４０１はレベル
検出回路、４０２は可変減衰回路、４０３は方向性結合
器、４０４は送信回路、４０５は受信回路である。レベ
ル検出回路４０１は、実施形態１において図１をもって
示したレベル検出回路１０１、実施形態２において図３
をもって示したレベル検出回路３０１と同様であり、こ
こでは説明を省略する。

【００２９】可変減衰回路４０２において、４０６およ
び４１０はＰＩＮダイオード、４０７、４０９および４
１２は直流阻止コンデンサ、４０８はチョークコイル、
４１１は所望の送受信信号の周波数における１／４波長
（以下、波長をλと表記する）の長さの分布定数線路で
あり、整合回路として機能する。本実施形態３では、方
向性結合器４０３を送信回路４０４の出力後段に設け、
送信回路出力の一部が方向性結合器４０３を介してレベ
ル検出器４０１に入力される構成になっている。レベル
検出回路４０１の出力制御電流Ｉｃは可変減衰回路４０
２に入力される。

【００３０】可変減衰回路４０２において制御電流Ｉｃ
は、チョークコイル４０８を介してＰＩＮダイオード４
０６のアノード端子に入力され、さらにＰＩＮダイオー
ド４０６のカソード端子からλ／４分布定数線路４１１
を介してＰＩＮダイオード４１０のアノード端子に入力
され、ＰＩＮダイオード４１０のカソード端子からＧＮ
Ｄに流れる。

【００３１】ここで、送信回路４０４からの入力信号が
大きい場合、実施形態１で説明したように制御電流Ｉｃ
は小さくなり、ＰＩＮダイオード４０６および４１０の
高周波抵抗値は大きくなる。このため、送信回路４０４
の出力は、直列阻止コンデンサ４１２、λ／４分布定数
線路４１１、直列阻止コンデンサ４０９を介してアンテ
ナに出力される。受信回路４０５に回り込む電力は、Ｐ
ＩＮダイオード４０６の抵抗値が大きいので十分に減衰
されることとなる。

【００３２】一方、送信回路４０４からの入力信号が十
分小さい場合、制御電流Ｉｃは十分大きく、ＰＩＮダイ
オード４０６および４１０の高周波抵抗値は十分に小さ
くなる。このとき、アンテナ側から見た送信回路側のイ
ンピーダンスは受信回路側に比べて充分に大きいものと
なる。このため、アンテナで受信された信号は、直流阻
止コンデンサ４０９、ＰＩＮダイオード４０６、直流阻
止コンデンサ４０７を介して受信回路４０５に出力さ
れ、送信回路４０４側にはほとんど流れないこととな
る。

【００３３】このように、本実施形態３の電力調整回路
は、実施の形態１、２のレベル検出回路を用いて送信時
には送信回路からの出力を受信回路の前で減衰させ、受
信時にはアンテナで受信された信号を送信回路の前で減
衰させることができる。

【００３４】なお、上記説明では減衰回路の減衰量を調
整する素子としてＰＩＮダイオードを取り上げたが、制
御電流によりインピーダンスを調整できる素子であれば
他の素子であっても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明にかかる電力調整回
路は、検出した入力信号電力の大きさに応じて可変減衰
回路に与える制御電流を制御するレベル検出回路を、ト
ランジスタおよびベースバイアスをかけるための抵抗と
いう簡単な構成により実現することが可能である。

【００３６】特にバイアス電流が減少すると高周波抵抗
値が増加するＰＩＮダイオードを含んだ可変減衰回路を
用いることにより、入力電力が増大すると制御電流を減
少させることができ、効果的な電力調整回路を得ること
ができる。

【００３７】また無線装置において本発明にかかる電力
調整回路を適用することにより、信号減衰量を調整して
送信時に送信電力が受信回路に入力されることを防ぎ、
受信時にアンテナからの受信信号の減衰を防止すること
ができ、無線装置全体の小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の構成を示すブロック図

【図２】 本発明のレベル検出回路の入力電力−出力電
流特性を示す図

【図３】 本発明の実施形態２の構成を示すブロック図

【図４】 本発明の実施形態３の構成を示すブロック図

【図５】 従来の減衰量制御回路の構成例を示す図

【図６】 検波回路の構成例を示す図

【図７】 可変減衰回路の構成例を示す図

【図８】 ＰＩＮダイオードのバイアス電流−高周波抵
抗値特性を示す図

【符号の説明】

１０１，３０１，４０１ レベル検出回路、 １０２，３０２，４０２ 可変減衰回路、 １０３，３０３，４０３ 方向性結合器 １０４，３０４ バイポーラトランジスタ、 １０５，３０５ 抵抗 １０６，１１０，３０６，３１０，４０７，４０９，４
１２ 直流阻止コンデンサ １０７，１０９，３０７，３０９ 整合回路 １０８，３０８，４０８ チョークコイル １１１，３１１ 終端抵抗 １１２，３１２ バイパスコンデンサ ４０４ 送信回路 ４０５ 受信回路 ４０６，４０９ ＰＩＮダイオード ４１１ 分布定数線路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電圧が入力される入力端子と、減衰
   量が制御電流により調整され、前記入力された入力電圧
   を減衰して出力する可変減衰回路と、前記可変減衰回路
   の出力電圧を出力する出力端子と、前記制御電流を前記
   可変減衰回路に与えるレベル検出回路と、前記入力電圧
   を前記レベル検出回路に与える方向性結合器を備えた電
   力調整回路において、前記レベル検出回路がトランジス
   タと抵抗とバイアス電圧源を備え、前記抵抗の一端に前
   記バイアス電圧源からバイアス電圧を与え、前記抵抗の
   他端に前記方向性結合器から入力された入力電圧を与
   え、前記抵抗に流れる電流を前記トランジスタのバイア
   ス電流として与え、前記トランジスタ出力電流を前記可
   変減衰回路の前記制御電流として与え、前記入力電圧の
   電圧変化に応じて前記可変減衰回路の前記制御電流の大
   きさを変化させることにより前記減衰量を調整すること
   を特徴とする電力調整回路。
2. 【請求項２】 前記可変減衰回路がＰＩＮダイオードを
   備え、前記制御電流を前記ＰＩＮダイオードのバイアス
   電流として与え、前記ＰＩＮダイオードのインピーダン
   スを調整することにより信号減衰量を可変とする請求項
   １に記載の電力調整回路。
3. 【請求項３】 無線装置の受信部の入力前段に用いられ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の電力調整
   回路。
4. 【請求項４】 送信部と受信部と送受信用アンテナを備
   えた無線機に用いられ、前記入力端子が前記送信部出力
   に接続され、前記出力端子が前記受信部入力に接続さ
   れ、前記可変減衰回路が前記送受信用アンテナへの分岐
   を有し、送信時には前記送信部からの送信信号を前記送
   受信用アンテナへの分岐により前記送受信用アンテナへ
   出力し、前記可変減衰回路の減衰量増加により前記受信
   部への信号流入を防ぎ、受信時には前記可変減衰回路の
   減衰量低減により送受信アンテナの受信信号を前記受信
   部へ受信させる請求項１または２に記載の電力調整回
   路。