JP2005218042A

JP2005218042A - リミッタ回路

Info

Publication number: JP2005218042A
Application number: JP2004025678A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Watajima; 義宏渡島; Masahiko Kohama; 正彦小浜
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】小信号入力時には低通過損失を実現し、大信号入力時には通過電力レベルを設定することができるリミッタ回路を得る。
【解決手段】電力検出回路６は、入力端子１より伝送路３に入力される高周波信号の一部電力を抽出し、検波器７は、その抽出された電力に応じた電圧を検出する。比較器８は、予め設定された基準電圧Ｖｒｅｆと検波器７による検出電圧Ｖｄｅｔとを比較して、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆ以上の時に、予め設定された出力電圧Ｖｃｏｍを発生し、ＰＩＮダイオード５の出力部にバイアス電圧として印加し、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆ未満の時に出力電圧Ｖｃｏｍの発生を停止する。
小信号入力時にはＰＩＮダイオード５にはバイアス電圧が印加されず低通過損失を実現し、大信号入力時にはＰＩＮダイオード５へのバイアス電圧の印加により急峻に通過電力制限が掛かり、通過電力レベルを設定することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、高周波領域において動作するダイオードを用いたリミッタ回路に関するものである。

従来のリミッタ回路としては、入力金ワイヤおよび出力金ワイヤからなる高周波信号の伝送路間に、ＰＩＮダイオードが並列に接続され、そのＰＩＮダイオードの持つ整流作用を利用し、一定以上の入力電力に対してそれ以上の電力を通過させないように制限し、後段の回路への過電力による破壊を防止するものがある。
ここで、リミッタ回路への小信号入力時には、ＰＩＮダイオードはコンデンサとして作用し、入力金ワイヤおよび出力金ワイヤによるインダクタと、ＰＩＮダイオードによるコンデンサとによりローパスフィルタを形成して、ある一定量の挿入損失で出力端子から電力を取り出すことができる。また、リミッタ回路への大信号入力時には、ＰＩＮダイオードは抵抗として作用し、大信号入力はこの抵抗によって反射させられ、出力端子には一部の電力しか出力されなくすることができる（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−１８５０６９号公報

従来のリミッタ回路は以上のように構成されているので、高周波領域で動作する、例えばＰＩＮダイオードを用いたリミッタ回路では、通過電力レベルはダイオード素子の特性に依存するため、その通過電力レベルを調整することは困難という課題があった。
また、ＰＩＮダイオードにバイアス電圧を掛けることによって通過電力レベルをある程度調整することはできるが、その際には、小信号入力時に通過損失が増加する課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、小信号入力時には低通過損失を実現し、大信号入力時には通過電力レベルを設定することができるリミッタ回路を得ることを目的とする。

この発明に係るリミッタ回路は、伝送路に入力される高周波信号の電力を抽出する電力検出回路と、その抽出された電力に応じた電圧を検出する検波器と、その検出電圧と予め設定された基準電圧とを比較して、検出電圧が基準電圧以上の時のみ出力電圧を発生し、ダイオードに印加する比較器とを備えたものである。

この発明によれば、検波器による検出電圧と予め設定された基準電圧とを比較して、検出電圧が基準電圧以上の時のみ出力電圧を発生し、ダイオードに印加するように構成したので、小信号入力時にはダイオードには出力電圧が印加されず低通過損失を実現し、大信号入力時にはダイオードへの出力電圧の印加により急峻に通過電力制限が掛かり、その通過電力レベルを設定することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるダイオードリミッタ回路を示す回路図であり、図において、高周波信号が入力される入力端子１および出力端子２間には、入出力金ワイヤからなる伝送路３が設けられ、その入出力金ワイヤによりインダクタ４ａ，４ｂが作用する。入出力金ワイヤ間とグランドとの間には、ＰＩＮダイオード（ダイオード）５が順方向に並列に接続されている。
電力検出回路６は、入力端子１より伝送路３に入力される高周波信号の一部電力を抽出し、検波器７は、その抽出された電力に応じた電圧を検出するものである。比較器８は、外部からの制御信号により、基準電圧Ｖｒｅｆおよび出力電圧Ｖｃｏｍが調整自在にされ、検波器７による検出電圧Ｖｄｅｔと設定された基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆ以上の時に設定された出力電圧Ｖｃｏｍを発生し、ＰＩＮダイオード５の出力部に印加し、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆ未満の時に出力電圧Ｖｃｏｍの発生を停止するものである。

次に動作について説明する。
図１において、電力検出回路６で入力される高周波信号の電力の一部を取り出す。その取り出した電力を検波器７に入力することにより、検波器７から入力電力に応じた検出電圧Ｖｄｅｔが比較器８に出力される。
比較器８では、外部からの制御信号により基準電圧Ｖｒｅｆおよび出力電圧Ｖｃｏｍが予め設定されている。比較器８では、検波器７による検出電圧Ｖｄｅｔと設定された基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して、（Ｖｄｅｔ）≧（Ｖｒｅｆ）、すなわち、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆ以上の時に設定された出力電圧Ｖｃｏｍを発生し、ＰＩＮダイオード５の出力部にバイアス電圧として印加し、（Ｖｄｅｔ）＜（Ｖｒｅｆ）、すなわち、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆ未満の時に出力電圧Ｖｃｏｍの発生を停止する。

図２はこの発明の実施の形態１によるダイオードリミッタ回路の入出力電力特性を示す特性図である。
このように、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆ以上の時に設定された出力電圧Ｖｃｏｍを発生することにより、入力端子１から大信号入力時（図２における一点鎖線の右領域）にはＰＩＮダイオード５の出力部への出力電圧Ｖｃｏｍの印加により急峻に通過電力制限が掛かり、出力端子２から出力される通過電力レベルを設定することができる。なお、この通過電力レベルの調整は、比較器８において、制御信号により出力電圧Ｖｃｏｍを調整することにより自在に調整することができる。
また、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆ未満の時に出力電圧Ｖｃｏｍの発生を停止することにより、入力端子１から小信号入力時（図２における一点鎖線の左領域）にはＰＩＮダイオード５の出力部への出力電圧Ｖｃｏｍが印加されず低通過損失を実現することができる。なお、この小信号入力時と大信号入力時との閾値の調整は、比較器８において、制御信号により基準電圧Ｖｒｅｆを調整することにより自在に調整することができる。

図３はこの発明の実施の形態１によるダイオードリミッタ回路を適用した送受信装置を示すブロック図であり、図において、高周波信号（ＲＦ）の受信時では、アンテナ素子１０から受信される高周波信号（ＲＦ）は、サーキュレータ１１およびアンテナＴ／Ｒスイッチ１２を通じてダイオードリミッタ回路１３に入力される。低雑音増幅器１４は、低電力レベルの高周波信号を増幅するものであり、高電力レベルの入力時には破壊されてしまう可能性のあるものである。ダイオードリミッタ回路１３は、高周波信号の通過電力を低雑音増幅器１４を破壊しない電力レベルに制限して、低雑音増幅器１４は、その電力制限された高周波信号を増幅してスイッチ１５を通じて後段の回路に出力する。
高周波信号の送信時では、電力増幅器１６は、スイッチ１５を通じて入力される高周波信号を増幅してサーキュレータ１１を通じてアンテナ素子１０から送信する。なお、アンテナ素子１０によって反射される高周波信号は、サーキュレータ１１を通じてアンテナＴ／Ｒスイッチ１２の終端抵抗により減衰される。
このように、ダイオードリミッタ回路１３により、後段の低雑音増幅器１４を高電力レベルから保護することができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆ以上の時のみ出力電圧Ｖｃｏｍを発生し、ＰＩＮダイオード５の出力部にバイアス電圧として印加するようにしたので、小信号入力時にはＰＩＮダイオード５にはバイアス電圧が印加されず低通過損失を実現し、大信号入力時にはＰＩＮダイオード５へのバイアス電圧の印加により急峻に通過電力制限が掛かり、通過電力レベルを設定することができる。
また、比較器８における基準電圧Ｖｒｅｆおよび出力電圧Ｖｃｏｍが外部からの制御信号により調整自在にされたので、基準電圧Ｖｒｅｆの調整により小信号入力時と大信号入力時との閾値を調整でき、また、出力電圧Ｖｃｏｍの調整により通過電力レベルを調整することができる。

この発明の実施の形態１によるダイオードリミッタ回路を示す回路図である。この発明の実施の形態１によるダイオードリミッタ回路の入出力電力特性を示す特性図である。この発明の実施の形態１によるダイオードリミッタ回路を適用した送受信装置を示すブロック図である。

符号の説明

１入力端子、２出力端子、３伝送路、４ａ，４ｂインダクタ、５ＰＩＮダイオード（ダイオード）、６電力検出回路、７検波器、８比較器、１０アンテナ素子、１１サーキュレータ、１２アンテナＴ／Ｒスイッチ、１３ダイオードリミッタ回路、１４低雑音増幅器、１５スイッチ、１６電力増幅器。

Claims

伝送路に並列に接続され、その伝送路に入力される高周波信号に対して電力制限するダイオードと、
上記伝送路に入力される高周波信号の電力を抽出する電力検出回路と、
上記電力検出回路により抽出された電力に応じた電圧を検出する検波器と、
上記検波器による検出電圧と予め設定された基準電圧とを比較して、検出電圧が基準電圧以上の時のみ出力電圧を発生し、上記ダイオードに印加する比較器とを備えたリミッタ回路。
比較器は、
基準電圧および出力電圧のうちの少なくともいずれか一方が調整自在にされたことを特徴とする請求項１記載のリミッタ回路。