JP2009239816A

JP2009239816A - 増幅器

Info

Publication number: JP2009239816A
Application number: JP2008085882A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Hashimoto; 義照橋本
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2009-10-15

Abstract

【課題】増幅器において、特定の周波数領域の利得を、特定の利得に低下させるための回路を提供し、当該増幅器を含む回路の全体的な周波数特性を平坦に調整すること。
【解決手段】本発明にかかる増幅器は、インダクタと第１の抵抗とが直列に接続された負帰還回路を備えた増幅器において、コンデンサと第２の抵抗とからなる直列回路を形成し、この直列回路のコンデンサが前記インダクタと前記第１の抵抗の接続点に接続されるように、この直列回路を前記第１の抵抗と並列に接続した。
【選択図】図１

Description

本発明は、負帰還回路を備えた増幅器における周波数特性を調整する技術に関するものである。

増幅器の負帰還回路を、帰還量調整用抵抗Ｒｆと、コンデンサＣｆとインダクタＬｆとが直列接続されたＬＣ直列共振回路とを直列接続して構成したものが特許文献１に開示されている。

特開２００１−２０３５４２号公報

従来技術に開示される構成を有する負帰還回路を備えた広帯域増幅器では、インダクタの周波数に対するリアクタンスの変化によって、動作周波数全体にわたり利得を一定にする動作を行っている。
無線通信機における送信部においては、増幅器を何段も設けたり、増幅器の前段／後段に、ミキサ、フィルタを接続することがある。このような場合には、全体的な周波数特性が平坦であることが望まれるが、従来のように増幅器における周波数特性が平坦であっても、送信部全体における周波数特性が平坦になるわけではない。このような場合には、周波数特性が上がっている特定の周波数領域の利得を低下させて、全体的な周波数特性が平坦になるように調整を行う必要がある。

図３は、無線通信機の送信部に用いることができる従来例の増幅器の回路図である。この図において、
Ｂは従来例の増幅器であり、Ｂ１は前段からの入力信号が印加される入力抵抗、Ｂ２は入力信号に含まれる直流成分を遮断するＤＣブロック用コンデンサ、Ｂ３とＢ４はベース電圧設定用のベース用抵抗、Ｂ５はエミッタに接続されたエミッタ用抵抗、Ｂ６は前記エミッタ用抵抗Ｂ５に並列に接続されたバイパスコンデンサ、Ｂ７は直流電源、Ｂ８は１次側捲線Ｂ81と２次側捲線Ｂ82とを備えた出力トランスである。

ＢＱはエミッタ接地増幅回路を構成するトランジスタであり、コレクタが前記出力トランスＢ８の１次側捲線Ｂ81に接続され、前記直流電源Ｂ７からの電源が前記出力トランスＢ８を介してコレクタに供給されるように構成されている。
Ｂ９は前記出力トランスＢ８の２次側捲線82に接続された出力抵抗である。

Ｂ１０は前記トランジスタＢＱのコレクタとベースとの間に形成された負帰還回路であり、
この負帰還回路Ｂ１０は、前記トランジスタＢＱのコレクタに接続された第１のコンデンＢ１１と、この第１のコンデンサＢ１１と直列接続されたインダクタＢ１２と、このインダクタＢ１２と直列接続された第１の抵抗Ｂ１３とを備えている。
図３の増幅器Ｂにおける周波数特性は、図４に示したように、20ＭＨｚから100ＭＨｚまでほぼ平坦となっている。
このような増幅器Ｂを含んだ送信部などの回路全体の周波数特性が、図５に示したように、例えば40ＭＨｚにおける利得が、他の周波数帯域より３ｄＢ大きくなってしまった場合には、前記増幅器Ｂにおける周波数特性を、40ＭＨｚにおける利得が、他の周波数帯域より３ｄＢ小さくなるように調整することが求められる。

本発明は、以上のように、増幅器において、特定の周波数領域の利得を、特定の利得に低下させるための回路を提供し、当該増幅器を含む回路の全体的な周波数特性を平坦に調整することを目的としてなされたものである。

本発明にかかる増幅器においては、
インダクタと第１の抵抗とが直列に接続された負帰還回路を備えた増幅器において、
コンデンサと第２の抵抗とからなる直列回路を形成し、この直列回路のコンデンサが前記インダクタと前記第１の抵抗の接続点に接続されるように、この直列回路を前記第１の抵抗と並列に接続した。

本発明によれば、インダクタと第１の抵抗とが直列接続された増幅器において、前記第１の抵抗の両端に、コンデンサと第２の抵抗とからなる直列回路を、前記コンデンサが前記インダクタと接続されるように、並列接続し、前記インダクタと前記コンデンサとで直列共振回路を構成したので、この直列共振回路における共振周波数が特定の利得に低下させたい周波数に一致するように、前記コンデンサの容量を設定し、当該増幅器における利得を低下させたい前記特定の周波数に対する利得が特定の利得となるように前記第２の抵抗の抵抗値を設定することによって、当該増幅器において、特定の周波数の利得を特定の利得に調整するこができるのである。
したがって、例えば、無線通信機における送信部において、増幅器を何段も設けたり、増幅器の前段／後段に、ミキサ、フィルタを接続した場合に、送信部全体における周波数特性が平坦にならなくても、周波数特性が上がっている特定の周波数領域の利得を低下させて、全体的な周波数特性が平坦になるように、容易に調整を行うことが可能になるのである。

以下に、本発明にかかる増幅器を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、無線通信機の送信部に用いることができる増幅器の一例を示した回路図である。
この図において、
Ａは本発明に係る増幅器であり、１は前段からの入力信号が印加される入力抵抗、２は入力信号に含まれる直流成分を遮断するＤＣブロック用コンデンサ、３と４はベース電圧設定用のベース用抵抗、５はエミッタに接続されたエミッタ用抵抗、６は前記エミッタ用抵抗５に並列に接続されたバイパスコンデンサ、７は直流電源、８は１次側捲線81と２次側捲線82とを備えた出力トランスである。

Ｑはエミッタ接地増幅回路を構成するトランジスタであり、コレクタが前記出力トランス８の１次側捲線81に接続され、前記直流電源７からの電源が前記出力トランス８を介してコレクタに供給されるように構成されている。
９は前記出力トランス８の２次側捲線82に接続された出力抵抗である。

１０は前記トランジスタＱのコレクタとベースとの間に形成された負帰還回路であり、
この負帰還回路１０は、前記トランジスタＱのコレクタに接続された第１のコンデン１１と、この第１のコンデンサ１１と直列接続されたインダクタ１２と、このインダクタ１２と直列接続された第１の抵抗１３とを備え、
さらに、第２のコンデンサ１４と第２の抵抗１５とからなる直列回路１６を形成し、この直列回路１６の第２のコンデンサ１４が前記インダクタ１２と前記第１の抵抗１３の接続点に接続されるように、前記直列回路１６を前記第１の抵抗１３と並列に接続して構成されている。
なお、前記第２のコンデンサ１４が、特許請求の範囲に記載されたコンデンサに対応する構成である。

上記構成において、前記トランジスタＱを例えば２ＳＣ３３５５とし、さらに、例えば、前記直流電源７の電圧を10Ｖ、前記エミッタ用抵抗５を10Ω、前記ベース用抵抗３を470Ω、前記ベース用抵抗４を2.2ＫΩ、と設定する。

さらに、前記第１のコンデンサ１１を0.1μＦ、前記インダクタ１２を4.7μＨ、前記第１の抵抗１３を１ＫΩ、前記第２のコンデンサ１４を３ｐＦ、前記第２の抵抗１５を１ＫΩとする。
以上の構成の負帰還回路１０において、前記インダクタ１２が前記第１のコンデンサ１１と共振せずに、第２のコンデンサ１４と直列共振回路１７を形成するように、前記第１のコンデンサ１１の容量は、前記第２のコンデンサ１４の容量より十分大きくした。
このとき、前記第１のコンデンサ１１は前記インダクタ１２との直列共振回路として作用するより、むしろ、負帰還回路１０を直流成分が流れないように遮断するためのＤＣカットのためのコンデンサとして働くことになる。

このとき、前記インダクタ１２と前記第２のコンデンサ１４とからなる直列共振回路１７における共振周波数をｆとすると、この共振周波数ｆにおける負帰還量は他の周波数帯域における負帰還量より大きくなるので、前記共振周波数ｆにおける利得が他の周波数帯域に比べて低下する。

さらに、前記第２の抵抗１５は、前記直列共振回路１７と直列に接続されているので、この第２の抵抗１５の抵抗値を大小調整することにより前記共振周波数ｆにおける利得の低下量を調整することができるのである。

図２に示した周波数特性図は、上記設定における周波数特性の変化を示したものである。この図で示されているように、前記直列回路１６が接続されていない状態の増幅器の周波数特性は、破線で示したように、20ＭＨｚから100ＭＨｚまでほぼ平坦であるが、前記直列回路１６が接続された状態の周波数特性は、実線で示したように、40ＭＨｚにおいて３ｄＢの利得の低下が実現されている。
利得が低下した周波数である40ＭＨｚは、前記直列共振回路１７における共振周波数ｆ、即ち、前記インダクタ１２と前記第２のコンデンサ１４の値で決定され、利得の低下量である３ｄＢは、前記直列回路１６の第２の抵抗１５と第１の抵抗１３とで決定される。

したがって、前記インダクタ１２と前記第１の抵抗１３とは、当該増幅器に要求される利得と負帰還量に基づいて規定されるから、特定の周波数だけを特定の利得に抑制したい場合には、前記直列回路１６を構成する前記第２のコンデンサ１４の値と、前記第２の抵抗１５の値を調整すればよいのである。

例えば、前記第２の抵抗１５の抵抗値を１ｋΩよりさらに小さくすると前記共振周波数ｆにおける利得の低下量はさらに大きくなり、第２の抵抗１５の抵抗値をより大きくすると前記共振周波数ｆにおける利得の低下量はより小さくなる。
このようにして、所望の周波数を、他の周波数帯域における利得より、所望の低下量だけ低下させることができるのである。

上記構成の増幅器Ａを用いれば、当該増幅器Ａを含んだ送信部などの回路全体の周波数特性が、図５に示したように、特定の周波数ｆにおいて他の周波数帯域における利得より特定の利得差αだけ大きい場合に、当該増幅器Ａにおける前記負帰還回路１の前記直列回路１６の前記第２のコンデンサ１４の値と、前記第２の抵抗１５の値を調整して、前記特定の周波数ｆにおける利得が他の周波数帯域の利得より前記利得差αだけ低下するように設定することによって、前記回路全体の周波数特性を平坦にすることができるのである。

実施例１の増幅器Ａにおいては、図１に示したように、トランジスタＱを２ＳＣ３３５５とし、前記直流電源７の電圧を10Ｖ、前記エミッタ用抵抗５を10Ω、前記ベース用抵抗３を470Ω、前記ベース用抵抗４を2.2ＫΩ、前記第１のコンデンサ１１を0.1μＦ、前記インダクタ１２を4.7μＨ、前記第１の抵抗１３を１ＫΩ、前記第２のコンデンサ１４を３ｐＦ、前記第２の抵抗１５を１ＫΩとした。
実施例１の増幅回路Ａの周波数特性は、図２に示されているように、前記直列回路１６が接続されていない状態の増幅器の周波数特性は、破線で示したように、20ＭＨｚから100ＭＨｚまでほぼ平坦であるが、前記直列回路１６が接続された状態の周波数特性は、実線で示したように、40ＭＨｚにおいて３ｄＢの利得の低下が実現されている。

本発明の増幅器は、増幅器を含んだ種々の回路における周波数特性を、所望の特性に調整したい場合に利用することができる。

本発明にかかる増幅器の実施の形態の回路図である。前記増幅器の周波数特性を示す図である。従来の増幅器の回路図の例である。前記従来例の増幅器の周波数特性を示す図である。増幅器を含んだ送信部などの回路全体の周波数特性を示す図である。

符号の説明

Ａ増幅器
Ｑエミッタ接地増幅回路、トランジスタ(増幅器)
１０負帰還回路
１１第１のコンデンサ
１２インダクタ
１３第１の抵抗
１４第２のコンデンサ(コンデンサ)
１５第２の抵抗
１６直列回路

Claims

インダクタと第１の抵抗とが直列に接続された負帰還回路を備えた増幅器において、
コンデンサと第２の抵抗とからなる直列回路を形成し、この直列回路のコンデンサが前記インダクタと前記第１の抵抗との接続点に接続されるように、この直列回路を前記第１の抵抗と並列に接続したことを特徴とする増幅器。