JPH06350375A - 整合回路 - Google Patents

整合回路

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JPH06350375A
JPH06350375A JP14179393A JP14179393A JPH06350375A JP H06350375 A JPH06350375 A JP H06350375A JP 14179393 A JP14179393 A JP 14179393A JP 14179393 A JP14179393 A JP 14179393A JP H06350375 A JPH06350375 A JP H06350375A
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JP
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circuit
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secondary winding
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JP14179393A
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English (en)
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Haruhiko Yura
晴彦 由良
Kiyomi Kawamura
清美 河村
Nobuyuki Miki
信之 三木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、構造的に調整が簡単で、か
つ比較的小型の可変回路素子を用いることができ、調整
作業も容易で安定した整合状態が得られる整合回路の提
供にある。 【構成】この発明に係る整合回路は、一次巻線n1が一
対の平衡入力端に接続される出力トランスT1と、この
出力トランスT1の二次巻線n2の一方端と接地ライン
間に介在される第1の可変容量素子VC11と、二次巻
線n2の他方端と不平衡出力端との間に介在される固定
の第1の誘導性素子L11と、不平衡出力端と接地ライ
ン間に介在される第2の可変容量素子VC12とを具備
して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば中波あるいは
短波のラジオ放送用送信機等に用いられ、出力電力が搬
送波周波数を中心とする比較的狭い帯域に分布するよう
にフルブリッジ回路によって送信信号を電力増幅する平
衡出力の高周波電力増幅回路と、不平衡入力の送信アン
テナ等の負荷回路との間に接続され、平衡出力を不平衡
出力に変換しかつ両者のインピーダンス変換を行う整合
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ラジオ放送用送信機等の高周
波電力増幅回路にあっては、大きな出力電力を必要とす
るため、一般的にD級ブリッジ方式が採用されている。
この場合、増幅素子として、例えばFET(電界効果ト
ランジスタ)等の半導体素子を使用して構成したものが
多く、現状では素子の許容電力の制限、耐電圧の制限等
を考慮して、平衡出力形の構成がとられている。この場
合、例えば送信アンテナ等の負荷回路は通常不平衡回路
であるので、D級ブリッジ電力増幅回路の平衡出力を不
平衡入力の負荷回路に与えるために、電力増幅回路と負
荷回路との間に整合回路が設けられている。
【0003】このような箇所に用いられる整合回路に
は、以下の条件が与えられる。まず、電源の一方の電極
を接地して使用する場合には、電力増幅回路の出力は接
地に対して平衡となるが、負荷回路は接地に対して不平
衡になるので、整合回路において平衡出力を不平衡出力
に変換しなければならない。
【0004】次に、電力増幅回路では、増幅素子をD級
動作させているため、平衡出力点での電圧波形または電
流波形が矩形波となっている。一方、負荷回路では入力
電圧または電流の波形が正弦波であることが要求され
る。このため、整合回路は、例えば電流を正弦波に選ん
だ場合、電力増幅回路の増幅素子からみて出力周波数の
基本波では負荷回路を抵抗をみなせるように、また電力
増幅回路の出力周波数が高くなるに従って高インピーダ
ンスとなるように、バンドパスフィルタまたはローパス
フィルタの機能を有していなければならない。
【0005】さらに、一般的に電力増幅回路の最適負荷
インピーダンスと負荷回路の入力インピーダンスとが一
致するように設計することは困難な場合が多いため、イ
ンピーダンス調整機能を有していなければならない。
【0006】以上の条件を基に、従来から種々の整合回
路が案出されている。その方式としては、図7乃至図9
に示す3種に大別できる。図7乃至図9において、11
は増幅素子(図ではFET)Q1〜Q4をブリッジ接続
して構成した平衡出力のD級ブリッジ電力増幅回路、1
2は不平衡入力の負荷回路、13は前述の平衡−不平衡
変換機能、フィルタ機能、インピーダンス調整機能を備
える整合回路である。
【0007】いずれの整合回路も、電力増幅回路11の
平衡出力端を出力トランスT1の一次巻線n1に接続
し、その二次巻線n2の一方端を接地し、他方端を不平
衡出力端としている。そして、出力トランスT1の不平
衡出力端と負荷回路12の不平衡入力端との間に可変素
子を用いたLC回路を介在させ、LCによるフィルタ機
能と可変素子によるインピーダンス調整機能を同時に実
現している。
【0008】図7のLC回路はTマッチ型と称されるも
ので、出力トランスT1の不平衡出力端と負荷回路12
の不平衡入力端との間に可変誘導性素子VL1,VL2
を直列に接続し、VL1,VL2間の接続点を容量素子
C1を介して接地して構成される。
【0009】図8のLC回路はLマッチ型と称されるも
ので、出力トランスT1の不平衡出力端と負荷回路12
の不平衡入力端との間に可変誘導性素子VL3のみを接
続し、負荷回路12と並列に容量素子C2を接続して構
成される。
【0010】図9のLC回路はπマッチ型と称されるも
ので、出力トランスT1の不平衡出力端と負荷回路12
の不平衡入力端との間に誘導性素子L1のみを接続し、
この素子L1の両端をそれぞれ可変容量素子VC1,V
C2を介して接地して構成される。
【0011】ところで、上記のTマッチ型LC回路、L
マッチ型LC回路による整合回路では、いずれも調整用
の可変誘導性素子の一部または全部が共通電位から浮い
ているため、ラジオ放送機等のように大電力供給が要求
される箇所に適用する場合には、その可変回路素子に大
型でかつ構造的に調整困難なものを使用せざるを得な
い。
【0012】また、上記πマッチ型LC回路による整合
回路は古くから知られているものであり、調整用の可変
容量素子が共通電位で動作しており、上記の問題は生じ
ない。しかしながら、通過させたい基本周波数よりも高
い周波数に対して入力インピーダンスが低くなってしま
う。この結果、今日のラジオ放送機で主に用いているD
級電圧スイッチング回路の負荷条件(基本周波数の奇数
次高調波周波数で高インピーダンスとなるようにする)
を満足しないため、結局使用することができない。
【0013】ここで、図9に示したπマッチ型LC回路
を発展させ、図10に示すように出力トランスT1の不
平衡出力端と誘導性素子L1との間に誘導性素子L2を
介在させ、さらに負荷回路12と並列に誘導性素子L3
及び容量性素子C3の直列回路を接続するようにしたも
のが考えられている。
【0014】この回路構成によれば、計算上では高精度
にインピーダンス整合をとることが可能である。しかし
ながら、実際には可変容量素子VC1,VC2のいずれ
を変化させても、入力インピーダンスの実数部と虚数部
が同時に変化してしまうため、調整が非常に困難であ
る。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の整合回路では、調整用として可変誘導性素子を使用
すると、これらの素子が共通電位から浮いてしまうた
め、大型化かつ構造的に調整困難なものしか使用でき
ず、また可変容量素子を接地させて調整用として使用す
ると、他の回路素子と共にインピーダンス整合を行って
も、実数部と虚数部が調整により同時に変化するため、
その調整は非常に困難であった。
【0016】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、構造的に調整が簡単でかつ比較的小型の
可変回路素子を用いることができ、しかも調整作業も容
易で安定した整合状態が得られる整合回路を提供するこ
とを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係る整合回路は、第1に、一次巻線が一対
の平衡入力端に接続される出力トランスと、この出力ト
ランスの二次巻線の一方端と接地ライン間に介在される
第1の可変容量素子と、前記二次巻線の他方端と不平衡
出力端との間に介在される固定の第1の誘導性素子と、
前記不平衡出力端と接地ライン間に介在される第2の可
変容量素子とを具備することを特徴とする。
【0018】第2に、それぞれ一次巻線が互いに独立の
複数の一対の平衡入力端に接続され、各二次巻線が直列
に接続される複数個の出力トランスと、前記複数個の出
力トランスの二次巻線直列回路の一方端と接地ライン間
に介在される第1の可変容量素子と、前記二次巻線直列
回路の他方端と不平衡出力端との間に介在される固定の
誘導性素子と、前記不平衡出力端と接地ライン間に介在
される第2の可変容量素子とを具備することを特徴とす
る。
【0019】第3に、一次巻線が一対の平衡入力端に接
続される出力トランスと、この出力トランスの二次巻線
の一方端と接地ライン間に介在される第1の可変誘導性
素子と、前記二次巻線の他方端と不平衡出力端との間に
介在される固定の容量素子と、前記不平衡出力端と接地
ライン間に介在される第2の可変誘導性素子とを具備す
ることを特徴とする。
【0020】第4に、一次巻線が一対の平衡入力端に接
続され、二次巻線の一方端が不平衡出力端に接続される
出力トランスと、この出力トランスの二次巻線の他方端
と接地ライン間に介在される可変誘導性素子と、前記不
平衡出力端と接地ライン間に介在される可変容量素子と
を具備することを特徴とする。
【0021】
【作用】上記第1乃至第4の構成による整合回路では、
いずれも出力トランスによる平衡−不平衡変換機能、L
C回路によるフィルタ機能及びインピーダンス調整機能
を備え、特に不平衡出力側の可変素子によりインピーダ
ンスの実数部を調整し、平衡入力側の可変素子によりイ
ンピーダンスの虚数部を調整することを特徴としてい
る。この場合、実数部と虚数部の調整が互いに独立とな
るため、調整作業が非常に簡単になる。また、可変素子
の一方端がいずれも接地させていることから、小型でか
つ構造的に調整が容易なものが使用可能となる。
【0022】
【実施例】以下、図1乃至図6を参照してこの発明の実
施例を詳細に説明する。図1は第1の実施例の構成を示
すもので、11は平衡出力のD級ブリッジ電力増幅回
路、12は不平衡入力の負荷回路、13は平衡−不平衡
変換機能、フィルタ機能、インピーダンス調整機能を備
えるこの発明に係る整合回路である。
【0023】すなわち、この実施例の整合回路は、電力
増幅回路11の平衡出力端を出力トランスT1の一次巻
線n1に接続し、その二次巻線n2の一方端を可変容量
素子VC11を介して接地し、他方端を不平衡出力端と
している。そして、出力トランスT1の不平衡出力端と
負荷回路12の不平衡入力端との間に固定の誘導性素子
L11を介在させ、負荷回路12に並列に可変容量素子
VC12を接続して、LCによるフィルタ機能と可変素
子によるインピーダンス調整機能を同時に実現してい
る。
【0024】この構成によれば、可変容量素子VC11
の一方の電極が接地されているため、その容量を変化さ
せるとインピーダンスの虚数部のみが変化する。よっ
て、この可変容量素子VC11を調整することは、可変
誘導性素子を調整することと等価である。
【0025】すなわち、インピーダンス調整において、
実数部は可変容量素子VC12で調整し、虚数部は可変
容量素子VC11で調整すればよく、調整作業は非常に
簡単である。しかも、調整用の可変容量素子VC11,
VC12の一方側が接地されているため、小型でかつ構
造的に調整が容易なものを使用することができる。
【0026】尚、可変容量素子VC11,VC12の調
整幅をあまり大きくとる必要のない場合には、図2に示
すように、一方が容量固定の素子Cと他方が容量可変の
素子VCを並列に接続して、一つの可変容量素子として
使用すれば、なおいっそうの小型化を図ることができ
る。
【0027】図3はこの発明に係る第2の実施例を示す
ものである。この整合回路は、図1の構成に加え、さら
にLC回路網を設けて構成したものである。このLC回
路網は負荷回路12に対して誘導性素子L12を直列に
接続し、容量素子C11と誘導性素子L13及び容量素
子C12の直列回路をそれぞれ並列に接続して構成され
る。
【0028】すなわち、上記構成によるLC回路網は、
スプリアス(高周波)の除去や送信機で使用している内
部クロック等、搬送波と異なる周波数成分の除去、また
近接して他の周波数を送信している送信所がある場合な
どで、外部から整合回路を通って他の周波数成分が電力
増幅回路に混入することにより生じる混変調の防止など
のためのフィルタ機能を有する。
【0029】このようにLC回路網をインピーダンス調
整部と別個に設けるようにすれば、インピーダンス調整
機能がフィルタ機能と完全に独立しているため、インピ
ーダンス調整がフィルタ特性に影響を与えることがな
い。
【0030】図4はこの発明に係る第3の実施例を示す
ものである。この整合回路は、図3の構成において、共
に同一またはデジタル変調時はそれぞれ個別ににスイッ
チング制御されるm個のD級ブリッジ電力増幅回路11
1〜11mに対し、各平衡出力端にそれぞれ出力トラン
スT1〜Tmの一次巻線n1を接続し、その二次巻線を
直列に接続して高電圧を得る場合に、低電圧側のトラン
スTmの二次巻線n2を上記可変容量素子VC11を介
して接地するようにしたものである。
【0031】この構成によれば、高電圧出力であるにも
かかわらず、可変容量素子VC11にかかる電圧は比較
的低いため、可変容量素子VC11に比較的小型でかつ
構造的に調整が容易なものを使用することができる。
【0032】図5はこの発明に係る第4の実施例を示す
ものである。この整合回路は、図3の構成を変形したも
ので、出力トランスT1の不平衡出力端と負荷回路12
との間に誘導性素子L11に代わって固定の容量素子C
13を介在させ、出力トランスT1の二次巻線n2の一
方端を可変容量素子VC11に代わって可変誘導性素子
VL11を介して接地し、負荷回路12と並列に可変容
量素子VC12に代わって可変誘導性素子VL12を接
続して構成される。
【0033】この構成においても、可変誘導性素子VL
11の一方の電極が接地されているため、その誘導量を
変化させるとインピーダンスの虚数部のみが変化する。
よって、この可変誘導性素子VL11を調整すること
は、可変容量素子を調整することと等価である。
【0034】すなわち、インピーダンス調整において、
実数部は可変誘導性素子VL12で調整し、虚数部は可
変誘導性素子VL11で調整すればよく、調整作業は非
常に簡単である。しかも、調整用の可変誘導性素子VL
11,VL12の一方側が接地されているため、小型で
かつ構造的に調整が容易なものを使用することができ
る。
【0035】図6はこの発明に係る第5の実施例を示す
ものである。この整合回路は、図1の誘導性素子L11
及び可変容量素子VC11を排して、出力トランスT1
の二次巻線n2の一方端を可変誘導性素子VL13を介
して接地するようにしたものである。
【0036】すなわち、この回路構成はLマッチ型LC
回路の変形とみることができ、可変容量素子VC12で
インピーダンスの実数部を調整し、可変誘導性素子VL
13でインピーダンスの虚数部を調整することができ
る。この場合、可変誘導性素子VL13の一方端が接地
されているため、小型でかつ構造的に調整が容易なもの
を使用することができる。尚、この発明は上記実施例に
限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形しても、同様に実施可能であることはい
うまでもない。
【0037】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、構造的
に調整が簡単でかつ比較的小型の可変回路素子を用いる
ことができ、しかも調整作業も容易で安定した整合状態
が得られる整合回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る第1の実施例の整合回路の構成
を示すブロック図である。
【図2】同実施例の整合回路に用いられる可変容量素子
の構成例を示す等価回路図である。
【図3】この発明に係る第2の実施例の整合回路の構成
を示すブロック図である。
【図4】この発明に係る第3の実施例の整合回路の構成
を示すブロック図である。
【図5】この発明に係る第4の実施例の整合回路の構成
を示すブロック図である。
【図6】この発明に係る第5の実施例の整合回路の構成
を示すブロック図である。
【図7】従来のTマッチ型整合回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図8】従来のLマッチ型整合回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図9】従来のπマッチ型整合回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図10】図9のπマッチ型を発展させた従来の整合回
路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
11…D級ブリッジ電力増幅回路、12…負荷回路、1
3…整合回路、T1〜Tm…出力トランス、n1…一次
巻線、n2…二次巻線、L11〜L13…固定誘導性素
子、C11,C12…固定容量素子、VL11〜VL1
3…可変誘導性素子、VC11,VC12…可変容量素
子。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次巻線が一対の平衡入力端に接続され
    る出力トランスと、 この出力トランスの二次巻線の一方端と接地ライン間に
    介在される第1の可変容量素子と、 前記二次巻線の他方端と不平衡出力端との間に介在され
    る固定の第1の誘導性素子と、 前記不平衡出力端と接地ライン間に介在される第2の可
    変容量素子とを具備する整合回路。
  2. 【請求項2】 それぞれ一次巻線が互いに独立の複数の
    一対の平衡入力端に接続され、各二次巻線が直列に接続
    される複数個の出力トランスと、 前記複数個の出力トランスの二次巻線直列回路の一方端
    と接地ライン間に介在される第1の可変容量素子と、 前記二次巻線直列回路の他方端と不平衡出力端との間に
    介在される固定の誘導性素子と、 前記不平衡出力端と接地ライン間に介在される第2の可
    変容量素子とを具備する整合回路。
  3. 【請求項3】 一次巻線が一対の平衡入力端に接続され
    る出力トランスと、 この出力トランスの二次巻線の一方端と接地ライン間に
    介在される第1の可変誘導性素子と、 前記二次巻線の他方端と不平衡出力端との間に介在され
    る固定の容量素子と、 前記不平衡出力端と接地ライン間に介在される第2の可
    変誘導性素子とを具備する整合回路。
  4. 【請求項4】 それぞれ一次巻線が互いに独立の複数の
    一対の平衡入力端に接続され、各二次巻線が直列に接続
    される複数個の出力トランスと、 前記複数個の出力トランスの二次巻線直列回路の一方端
    と接地ライン間に介在される第1の可変誘導性素子と、 前記二次巻線の他方端と不平衡出力端との間に介在され
    る固定の容量素子と、 前記不平衡出力端と接地ライン間に介在される第2の可
    変誘導性素子とを具備する整合回路。
  5. 【請求項5】 一次巻線が一対の平衡入力端に接続さ
    れ、二次巻線の一方端が不平衡出力端に接続される出力
    トランスと、 この出力トランスの二次巻線の他方端と接地ライン間に
    介在される可変誘導性素子と、 前記不平衡出力端と接地ライン間に介在される可変容量
    素子とを具備する整合回路。
  6. 【請求項6】 それぞれ一次巻線が互いに独立の複数の
    一対の平衡入力端に接続され、各二次巻線が直列に接続
    される複数個の出力トランスと、 前記複数個の出力トランスの二次巻線直列回路の一方端
    と接地ライン間に介在される可変誘導性素子と、 前記不平衡出力端と接地ライン間に介在される可変容量
    素子とを具備する整合回路。
  7. 【請求項7】 前記第1、第2の可変容量素子は、それ
    ぞれ固定容量素子と可変容量素子を並列接続して構成さ
    れることを特徴とする請求項1乃至4いずれか記載の整
    合回路。
  8. 【請求項8】 前記二次巻線の不平衡出力側と不平衡出
    力端との間に誘導性素子及び容量素子によるフィルタ回
    路を介在することを特徴とする請求項1乃至6いずれか
    記載の整合回路。
  9. 【請求項9】 前記二次巻線の不平衡出力側と不平衡出
    力端との間に誘導性素子及び容量素子によるフィルタ回
    路を介在し、このフィルタ回路によりスプリアスを除去
    するようにしたことを特徴とする請求項1乃至6いずれ
    か記載の整合回路。
JP14179393A 1993-06-14 1993-06-14 整合回路 Pending JPH06350375A (ja)

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