JPS61500522A - 単一調整一定振幅出力位相分析器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 単−調整一定振幅出力位相分析器 皇見及歪 本発明は可変移相器、特に位相の設定値に関係なく一定の振幅出力を維持する移 相装置に関する。

通信および測定の分野においては移相の種々の応用がある。このような応用のひ とつはアール・ピー・ヘンケン（ＲｏＰ、Ｈｅｃｋｅｎ）の１９７９年６月５日 の米国特許４，１５７，５０８に示された位相分析器がある０位相分析器という 用語は二つの出力信号の間に制御された位相関係で二つの信号成分が生ずるため に用いられている。

ヘンケン（Ｈｅｃｋｅｎ）の特許の装置の基本的な目的はｔ磁的装置の非線形の 伝送特性によってもたらされる歪みを相殺するための当業者には周知の方法によ る歪み補償を行なうことである。この手法には信号増幅プロセスの間の破壊的位 相干渉を防止するために予め歪みを与える成分の正確な位相制御が必要である。

従来の位相分析器の問題は振幅と位相の制御が干渉的であるということである０ 位相制御は二つの位相推移した信号の相対的大きさを決定する二つの調整により て実現される。残念なことに、これらの二つの信号をベクトル的に組合わせたと きに出力信号の振幅は位相の設定値と共に変化してしまう、従って、信号振幅を 制御するために第３の干渉的調整が必要になる。このため、プリディストータを 設定し、を磁装置としてその能力レベルを保つことは、プリディストータの許容 できる能力を実現するために従来の制御には干渉的性質があるから制御の再設定 を何回もしなくてはならず、極めて煩雑な問題となる。

又里曵！立 一般的に言えば、本発明は逆追尾減衰特性と自動利得制御ループを持ち、その可 変位相推移の全体の範囲にわたって一定の振幅の出力信号を生ずる改良された位 相推移装置を提供するものである。

本発明のひとつの特徴に従えば、二重選択減衰器は、各々が直列になった１対の ＰＩＮダイオードを含むブリッジＴ構成になった二つのバリオＯ”）す回路の形 をとる。一方の対のＰＩＮダイオードは他方の対のＰＩＮダイオードと逆極性に なっている。各ＰＮＩダイオードの対の中心部は制？１１　ｚ圧部に接続されて おり、これが二つの区間の相対減衰と、移相器の出力で生ずる移相の量を制御す る。

本発明の他の特徴に従えば、自動利得制御は入力における可変利得増幅器と可変 利得増幅器の利得を制御するための出力における検出器を含み、位相の設定に独 立に一定振幅の出力を保証する。

各ダイオード対は逆極性バイアス、に接続されていて、共通の中央制御電圧に応 動して、逆の減衰応答を与える。可変利得増幅器と信号スプリッタの間に結合さ れた可変バイアス装置を持ったダイオードブリフジ回路が移相器の出力における 位相反転を与える。

出力信号組合せ手段が二つの出力を生じ、その相対的位相関係は、減衰器の二つ の区間の共通の可変電圧によって制御される。

図面の簡単な説明 本発明の他の目的、特徴および利点と、その実現方法および動作は、添付の図面 を参照して以下の詳細な説明によって最も良く理解される。

第１図は本発明の原理の一実施例のプロンク図；第２図は第１図の一部分の説明 図； 第３図は第１図および第２図の回路によって与えられる電気的性質を示す特性曲 線である。

並胆バに里 第１図は端子１１に与えられた入力信号が、端子１２および１３に二つの出力信 号を生じ、その出力信号が位相月割ｆｆ１１４の設定に従って相互に位相差を持 つようにする本発明の装置のフ゛ロック図を示している。入力信号は可変利得増 幅器１６に与えられ、その出力は位相反転スイッチ１７に与えられる０位相反転 器１７は、スイッチ１８の位置によって、出力端子１２と１３の間に０度あるい は１８０度の追加の移相を与える０位相反転器１７カ）らの出力信号はハイブリ ッド１９によって、直角の関係を持った二つの成分に分割される。各成分は別々 に逆追尾減衰器２１に与えられ、その相対的な大きさは制御回路２２を通して動 作する位相角制御１４によって変化される。二つの信号成分は別々に出カッ＼イ ブリッド２３に与えられ、ここで和信号と差信号がそれぞれの端子１２と１３に 生ずる。二つの出力の大きさは等しいが、その相互の相対位相差は減衰器２１に 与えられる二つの信号成分の間の大きさの関係を変化することによって与えられ る０本発明の原理に従えば、逆追尾減衰器２１は二つの可変減衰器の区間を含み 、それらは相互に逆の関係で追尾し、位相調整が変化したとき、比較的一定した ハイブリ、ドの出力を生ずるようになっている。出力信号振幅の一定性はさらに レベル検出器２４と増幅器１６の利得を変化することによって位相反転器１７に 与えられる入力信号の大きさを制御する制御回路２６によって、さりに保証され る。

第２図は制御回路２２を含む位相反転器１７と逆追尾減衰器２１の詳細な説明図 である。基本的には位相反転器はハイブリッド１９に信号を与えるダイオード３ １．３１．３３および３４を含むブリフジ回路である。ブリフジ回路はチョーク ３６および３７によってブリ、ジに結合されたスイッチ１８によって負あるいは 正にバイアスされる。チョーク３６および３７は直流バイアス用の低インピーダ ンスを与え、一方この特定の発明の応用では７０ＭＨｔである無線周波数信号を 阻止する。７０ＭＨｚは無線伝送システムの中間周波数である。

スイッチ１８が０度の位置にあるときには、負のバイアスがチョーク３６および ３７を通してブリッジに与えられる。ダイオード３１と３２は次に順バイアスさ れて、コンデンサ３８を通してブリッジに結合された入力信号が、コンデンサ４ １を通してハイブリッド１９の端子３９に結合されるようにする。ダイオード３ ２もまた順バイアスされ、コンデンサ４３を通して、ハイブリッド１９の端子４ ２の抵抗４４を通しての特定インピーダンス終端を与える。ブリ、ジ３３および ３４の他の二つのダイオードは逆バイアスされ、本質的に開路となっている。

スイッチ１８が１８０度の位置になっているときには、チョーク３６と３７を経 由して正のバイアスがブリフジに与えられ、このときにはダイオード３２と３４ が順バイアスされる。この場合には、コンデンサ３８からの入力信号は順バイア スされたダイオード３２とコンデンサ４３を通して、ハイブリッド１９の端子４ ２に結合される。ブリッジの他方においては、ダイオード３４は端子３９の抵抗 ４４を通しての抵抗終端を与える。このとき、ダイオード３１と３２は逆バイア スされている０位相反転器１７のブリフジ回路のバイアスの反転はハイブリッド １９の入力における双極二段スイッチと機能的に等価になる。

ハイブリッド１９の出力は二つのＰＩＮダイオードの電圧制御ブリッジＴバリオ ロッサを含む逆追尾減衰器２１に与えられる・二つのバリオロンサは制御回路２ ２中の二つの演算増幅器によって駆動され、バイアスされる。減衰レベルは位相 月割ｒＢ１４によって調整される各バリオロフサ中のＰＩＮダイオード対の電気 的バイアスを変化することによって制御される。逆追尾減衰器２１の第１のブリ ッジＴ回路はダイオード５１および５２を含み、これは非反転バリオロソサと呼 ばれる。他方のブリッジＴ回路はダイオード５３および５４を含み、これらは逆 極性で接続されて、反転バリオロフサと呼ばれる。各バリオロンサにおいて、そ れぞれのダイオード５１およびダイオード５３は直列素子であり、ダイオード５ ２および５４は分路素子である。入力信号周波数において、ＰＩＮダイオードは 電流制御抵抗として動作し、その抵抗は数Ωから数千Ωの範囲で変化する。ＰＩ Ｎダイオードの小数キャリヤの寿命はその動作周波数に比べて長いように選定さ れており、従ってダイオードは整流器としてではなく、正確に電流制御抵抗とし て動作する。

各バリオロンサのダイオード対は直列素子の抵抗が増大するにつれて分路素子の 抵抗が減少し、その逆も成立するようにバイアスされている。一方のバリオロフ サのダイオードが他のバリオロフサに関して逆に接続されているから、二つのバ リオロッサによって逆追尾特性が得られるようになる。換言すれば、一方のバリ オロフサの信号の減衰が増大したときには、他のバリオロンサではそれを通る信 号の伝送損失が減少することになる。従って、一方のバリオロッサは非反転で、 他方は反転と呼ばれることになる。

非反転バリオロッサにおいては、抵抗５６と５７の値がブリッジＴ区間の公称の 入出力インピーダンスを決定し、一方間様に抵抗５８および５９は他方のバリオ ロフサの伝送インピーダンス特性を決定することになる。

第２図の回路から、位相角制御１４は反転および非反転のバリオロフサに共通で あり、ダイオードを直列の対でバイアスする（すなわち、ダイオード５１と５２ が対で、ダイオード５３と５４が他の対）ことがわかる０反転された構成を持っ ているので、増幅器４６の出力で生じた制御電圧は、両方のダイオード対のダイ オードの間に点に与えられるが、一方の対において直列素子の両端の電圧が増大 するときに、これは他方の対の直列素子の両端が減少することになる。同一の反 転関係は分路ダイオード５２および５４でも生ずる。この回路においては、個々 のダイオード対の両端の全バイアス電圧が比較的に固定されたままで、一定のイ ンピーダンスが保たれることが重要である。このバイアス電圧は単一利得の電圧 フォロワとして接続された増幅器４７の出力に生ずる電圧であり、個々のダイオ ードが類領した特性を持つ限りは、個々のバリオロフサのリターンロスは、各バ リオロフサについて特別の注意を払わなくても許容できることになる。

ダイオード５４はそのアノード端子に接続されたＲＦバイパスコンデンサ６１を 持っており、従って直流バイアス電圧を与えながら、その点で良い交流接地を維 持することができる０反転バリオロッサのチッーク６５はバイアス電圧の直流リ ターンとして用いられ、また信号路のＲＦを阻止する。制御回路２２においては 、ダイオード６３と６４は基準ダイオードとして使用され、ＰＩＮダイオード５ １−５４に類位したシリコン接合特性を持つように選択されており、従って個々 のバリオロフサの減衰のｙ、　ｗは回路の周囲温度が変化しても、一定に保たれ る。結合コンデンサ、バイアスチッーク、バイパスコンデンサのような残りの回 路コンポーネントは減衰器２１の回路の種々の点で利用されており、回路中で適 切なＲＦ結合、ＤＣ結合、ＲＦ阻止およびＲＦのバイパスを与える。

第３図は共通制御電圧の関数として二つのブリッジＴバリオワフサ区間の減衰特 性を図示している。より詳しく述べれば、曲線７２（Ａ、）は第２図でダイオー ド５１および５２を含む非反転バリオロアすの減衰特性を表わし、曲線７３（Ａ 、）は反転バリオロッサの逆特性を表わす０曲線７４は制御電圧の関数として第 １図の端子１２および１３によって与えられる出力信号の間の相対的位相推移を 図示する。

曲線７４０位相範囲にわたって出力電圧が一定になるようにするためには、Ａ、 とＡ２の二乗の和が一定に保たれるという制限を守る必要がある。この制限を完 全に守るようなバリオロンサを実現することは困難であるので、レベル検出器２ ４、制御回路２６および可変利得増幅器１６から成る自動利得制御のフィードバ ックループによって減衰追尾の不整合を補正するための入力信号のレベルの比較 的軽微な調整を行なう、逆追尾特性から得られる他の利点は第１図の位相分析器 の全体の信号減衰が最小化されるということである。

〒＼ 田 ＦＩｏ、　３ 制御電圧（１４の中央タップの電圧） ボルト□

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．入来信号を受信し相互本質的に直角の位相関係を持つように二つの信号成分 を提供するフェーズスプリッタ手段と、二つの信号成分の間の相対的な大きさが 変化したときに、二つの信号成分のベクトル和が本質的に一定であるような出力 を生ずるための逆追尾減衰特性を持つようになった単一調整によって制御される 、各々が二つの信号成分の一方に対応した二つの区間を持つ調整可能な減衰器手 段と、 二つの減衰区間からの二つの信号成分を特定の位相関係で加算し、それに与えら れた相対的な大きさの関係に従って入来信号の位相から推移した出力を生ずる信 号組合せ手段と、位相推移した出力の大きさを検出して入来信号の大きさを変化 し、その位相が変化しても出力の大きさを定に保つための自動利得調整手段 とを含むことを特徴とする位相推移回路。 ２。請求の範囲第１項に記載の位相推移回路において、二つの調整可能な減衰器 区間の各々はブリッジＴ構成になったバリオロッサを含み、各々はＰＩＮダイオ ードの直列対を含み、一方の対のＰＩＮダイオードは他方の対のＰＩＮダイオー ドに関して逆極性になっていることを特徴とする位相推移回路。 ３｝請求の範囲第２項に記載の位相推移回路において、該単一調整回路は逆極性 を持つ電圧の間に配置されたポテンショメータとポテンショメータの可変タップ に接続された演算増幅器とＰＩＮダイオードの各々の対の中央部に接続された出 力回路とを含むことを特徴とする位相推移回路。 ４．請求の範囲第３項に記載の位相推移回路において、自動利得調整手段は信号 スプリット手段に前置された可変利得増幅器と、相対的大きさの関係の範囲にわ たって一定振幅の出力を保障するために可変利得増幅器の利得を制御し、位相推 移された出力を受信するように接続されたレベル検出器手段とを含むことを特徴 とする位相推移回路。 ５．請求の範囲第４項に記載の位相推移回路において、さらに共通の中央電圧に 応動して逆極性のバイアスを提供するように接続されたバイアス手段を含むこと を特徴とする位相推移回路。 ６．請求の範囲第４項に記載の位相推移回路において、さらに可変利得増幅器と 信号スプリット手段の間に配置されたダイオードブリッジ回路と、位相推移回路 の出力に１８０度の移相を生ずるために可変利得増幅器と信号組合せ手段の間に 結合された信号を反転するための第１の極性の電圧と第２の極性の電圧を反転す るバイアス手段とを含むことを特徴とする移相推移回路。 ７．請求の範囲第５項に記載の位相推移回路において、信号組合せ手段は二つの 出力を持ち、一方は二つの信号成分の同様の和を示し、一方はニつの信号成分の １８０度の差を示しこれによって信号組合せ手段の二つの出力の間に移相推移し た出力が提供されるようになっていることを特徴とする位相推移回路。