JPS63232509A - 同調増幅器 - 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】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、同調増幅器の同調周波数の外部調整法に係り
、特に光通信用タイミング抽出回路の集積化に好適な同
調増幅器に関する。 〔従来の技術〕 従来の同調増幅器は、「電子通信学会９通信力式研究会
、Ｃ３８１−１３２，３７頁から４２頁」に示されてい
るように、増幅器の負荷として、抵抗、容量およびイン
ダクタンスを用い、固定容量或いは固定インダクタンス
を選択して同調周波数を決定するものであった。第５図
に、上記文献で報告されている従来回路の構成例を示す
０図において、（ａ）は増幅器として、トランジスタ差
動対１００及び定量流源１０１からなる差動増幅器で構
成したもの、また（ｂ）はトランジスタ１００からなる
シングルエンド増幅器で構成したものである。いずれも
負荷インピーダンスとして抵抗６゜インダクタ２．容量
５の並列回路を用いた構成となっており、インダクタ及
び容量は外付は部品で定数を選択して同調周波数を決定
する。またトランジスタ１００のベースから入力された
信号は同調増幅され、負荷インピーダンスの交流信号電
圧として出力される。これらの回路では、同調周波数ｆ
ｏは、抵抗値をＲ，インダクタンスをり、容量値をＣと
すると、 ｆｏ＝１／　（２π５　）　　　　　−（１）で表わさ
れる。ちなみに、ｊｏ＝４００ＭＨｚとするとＣ＝１０
ｐＦ、Ｌ＝１６ｎＨとすればよい。 また、外付は部品の定数が仮にＣ＝１０ｐＦに対し±０
．４　　ｐＦ、Ｌ＝１ＯｎＨに対し±０．６ｎＨばらつ
いたとしても、同調周波数は３８５ＭＨｚから４１５Ｍ
Ｈｚのずれにしかならない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来技術においては、上述のように、同調周波数がｊｏ
＝４００ＭＨｚ程度においては、外付は部品の定数ばら
つきにより±１５　Ｍ　Ｈｚ程度しかずれない、ところ
が、さらに高周波になり１例えばｉ　ｏ　＝　２　Ｇ　
Ｈｚの場合を考えると、（１）式よりＣ＝２ｐＦ、Ｌ＝
３ｎＨとなる。この場合には、定数値のばらつきを各々
Ｃ−，Ｌ−とすると、（１）式は。 ｆｏ＝１／Ｃ２ｇ　　（Ｌ＋Ｌｉ）（Ｃ’＋Ｃ＊）　　
・・−（ｚ）となる、上述と同様にＣ＝２ＰＦに対しＣ
ｍ　＝±０．４ｐＨ，Ｌ＝３ｎＨに対しＬ　ａ　”ｇ±
０．６ｎＨを考慮すると、同調周波数は１　、７　Ｇ　
Ｈｚから２．６ＧＨｚまでずれることになる。つまり、
同調周波数が高い程、定数値のばらつきによる同調周波
数のずれが大きくなる。 このように、同調周波数が高くなるに従い、同調用イン
ダクタや容量の値は小さくする必要があるため、僅かな
寄生素子の影響により同調周波数はずれ易くなり精度の
良い同調増幅器を構成することが難しいという問題があ
った。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、上記問題点に鑑み、Ｉ１１造偏差や寄
生素子の影響による同調周波数のばらつきを補正し、広
い範囲に亘って同調周波数を外部から調整できる同調増
幅器を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、第５図において負荷インピーダンスを構成
している固定容量及び固定インダクタのかわりに外部電
圧などによって調整できる可変容量あるいは可変インダ
クタを使用することにより達成できる。今回、特に可変
容量素子として、ダイオードの逆バイアス接合容量を利
用し、固定容量の代りにダイオードのみあるいはダイオ
ードと固定容量から成る組合わせ回路を接続し、ダイオ
ードの逆バイアス電圧を外部から調整することにより達
成できる。 〔作用〕 第１図は１本発明の概念図を示すものである。 前記のように第１図において、増幅器の負荷インピーダ
ンスとして、抵抗あるいは、インダクタの他に、逆接合
ダイオードと容量の組み合わせ回路を朋いることにより
、同調周波数の外部調整を可能にすることができる。今
、第１図において、ダイオード・容量組み合わせ回路を
３．外部調整電圧を４とし、ダイオードの逆接合容量を
Ｃｏとすれば（２）式は次式にとって代わる。 ｉ　ｏ　＝　１　／　２π（Ｆτ宜刀欝］τ丁寥）・・
・（３） φｂ 従って、Ｇｏを零バイアス時のダイオード容量とすれば
、容量値ＣＤは、逆バイアス電圧Ｖｒによってほぼ０か
らＧｏまで変化させることが可能となる。このダイオー
ド容量の変化量が、製造偏差や寄生効果を含めたインダ
クタと容量のばらつきを吸収できれば、即ち。 （Ｌ　＋　ＬＪ（Ｃ＋　Ｃｎ）ｍｉｘ＞　Ｌ　（Ｃ＋　
Ｇｏ）＞（Ｌ＋Ｌ−）（Ｃ＋Ｃａ）−ｉｌｌ　　　　・
・・（４）となるようなＧｏを持つダイオードを接続す
れば、同調周波数の外部調整が実現可能となる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第２図により説明する。第１
図におけるダイオード・容量組み合わせ回路３及び調整
端子４の構成例を第２図に示す。 （ａ）は、容量１個（３００）とダイオード１個（３０
１）、（ｂ）はダイオード２個（３０１）、（ｃ）は容
量１個（３００）とダイオード２個（３０１）の組み合
わせから構成された例である。 （ａ）（Ｑ）のように固定容量がある場合は、ダイオー
ドの調整範囲は狭くて済む、また（ｂ）（Ｑ）のように
ダイオード２個を向い合わせた構造とした場合には容量
値を大きくとれるので同調周波数の調整範囲を広くとれ
る。また設計法としては容量値のばらつきの最小値に固
定容量を設定し、ばらつきの範囲をダイオード容量で吸
収する方法をとればよい０例えば（Ｑ）の場合には。 と設定すればよい、この時、ダイオード容量Ｇ。 は（３）式に示したように外部調整端子４の電圧Ｖｒに
よってほぼＯからＧｏまで変化するので。 すべての製造偏差、寄生効果を吸収可能となる。 次に、第３図に本発明による一実施例を示す、第３図は
、増幅器として、第５図に示した従来回路の（ｂ）のシ
ングルエンド型増幅器を採用したものである０図におい
て、信号はトランジスタ１００のベースから入力され、
コレクタから出力されるものであり、負荷インピーダン
スとしては、第１図抵抗６の代りにダイオード７、及び
インダクタ２とした。また容量として、第２図（Ｑ）に
示した固定容量３００と、ダイオード容量３０１の組み
合わせから成るダイオード・容量回路３を付加したもの
となる６本回路では、（４）（５）式の設計式を用い、
同調周波数ｆｏ＝２ＧＨｚに対し、Ｃ＝１．６ｐＦｅ　
Ｃｏ＜１　ｐ　Ｆ、Ｌ＝２．４ｎＨとすると、同調周波
数が１．７〜２．６ＧＨｚまでばらついた場合でもＣＤ
の値を調整することによりｆｏ＝２Ｇ　Ｈｚに同調させ
ることが可能となる。 以上の定数の下で行ったシミュレーション例を第４図に
示す、調整電圧Ｖｒの一１ｖ〜−２，５ｖに対し、同調
周波数は１　、７　Ｇ　Ｈｚから２．６ＧＨｚまで変え
られることがわかる。また、第３図の実施例においては
増幅器１を第５図（ｂ）に示したようなシンプルエンド
型増幅器としたが、（ａ）に示した差動型増幅器で構成
した場合にも同様の結果が得られる。 さらには、トランジスター００をバイポーラトランジス
タの代わりに電界効果トランジスタで構成した場合にも
同様の結果が得られる。

【発明の効果】

以上説明した如く１本発明の特長は同調周波数を決定す
る負荷インピーダンスの容量を、固定容量とダイオード
の接合容量を組み合わせて構成し。 ダイオードに印加する電圧を調整することによって同調
周波数を調整できることにある。このため、本発明によ
ればインダクタや容量の製造偏差や寄生素子の影響によ
る同調周波数のずれを、外部より容易に補正ができるの
で、同調増幅器のモノリシックＩＣ化が可能となる。従
って、本発明の適用により同調周波数の設定精度が良く
、安価で小形の通信用同調増幅器を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念図、第２図は本発明によるダイオ
ード・容量回路の実施例、第３図は本発明による一実施
例の回路構成図、第４図は本発明の一実施例による同調
周波数可変特性図、第５図は従来回路例を示す図である
。 ｌ・・・増幅器、１００・・・トランジスタ（バイポー
ラあるいはＦＥＴ）、２・・・インダクタンス、３・・
・ダイオード・容量回路、１０１・・・定電流源、３０
０゜５・・・容量、３０１・・・ダイオード、４・・・
調整端子、罵１図 Ｉ　増幅器 ２　　イ；７゛クク ３　　’！４参に、容量回前（ ４ｅ周贅玄潮モ 不　Ｚ　図 ＜ｂ＞ （す ３θ１　　ｙ゛イオーｋ ’Ａ３１２１ 冨４図 周濠番え　（Ｈｚ） ＶＪ５図 （エン （ｂ） ６　誂」九 ｔｏｏ　　　Ｌう；シ゛スＺ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電界効果トランジスタあるいはバイポーラトランジ
   スタとインダクタ、抵抗、容量から成る負荷回路とで構
   成される同調増幅器において、前記容量を印加電圧によ
   り接合容量値を変えることのできる少なくとも１つ以上
   のダイオードにより構成することを特徴とする同調増幅
   器。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記同調用容量を
   前記ダイオードと固定容量との組合せにより構成したこ
   とを特徴とする同調増幅器。