JPH09135131A - 可変利得増幅器 - Google Patents
可変利得増幅器Info
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- JPH09135131A JPH09135131A JP7288389A JP28838995A JPH09135131A JP H09135131 A JPH09135131 A JP H09135131A JP 7288389 A JP7288389 A JP 7288389A JP 28838995 A JP28838995 A JP 28838995A JP H09135131 A JPH09135131 A JP H09135131A
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- JP
- Japan
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- voltage
- amplifier
- variable gain
- gain
- control
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/04—Modifications of control circuit to reduce distortion caused by control
Landscapes
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御電圧と利得のデシベル値の関係が直線に
近い可変利得増幅器の構成方法を提供する。 【解決手段】 単位可変利得増幅器１，２，３，４は、
直列に接続されている。入力制御電圧Ｖc は、制御信号
発生器６に入力され、まず直流増幅器６１で増幅または
減衰され、その出力は、各単体可変利得増幅器に対応し
て４つに分岐し、それぞれ所定の直流電圧値だけレベル
シフト回路６２，６３，６４，６５で電圧シフトされ
る。レベルシフト回路の出力はさらに電圧制限回路６
６，６７，６８，６９で一定の直流電圧範囲に電圧制限
されそれぞれ制御電圧Ｖc1，Ｖc2，Ｖc3，Ｖc4として出
力される。Ｖc1は増幅器１、Ｖc2は増幅器２、Ｖc3は増
幅器３、Ｖc4は増幅器４の制御電圧である。
近い可変利得増幅器の構成方法を提供する。 【解決手段】 単位可変利得増幅器１，２，３，４は、
直列に接続されている。入力制御電圧Ｖc は、制御信号
発生器６に入力され、まず直流増幅器６１で増幅または
減衰され、その出力は、各単体可変利得増幅器に対応し
て４つに分岐し、それぞれ所定の直流電圧値だけレベル
シフト回路６２，６３，６４，６５で電圧シフトされ
る。レベルシフト回路の出力はさらに電圧制限回路６
６，６７，６８，６９で一定の直流電圧範囲に電圧制限
されそれぞれ制御電圧Ｖc1，Ｖc2，Ｖc3，Ｖc4として出
力される。Ｖc1は増幅器１、Ｖc2は増幅器２、Ｖc3は増
幅器３、Ｖc4は増幅器４の制御電圧である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信の受信機
で必要なダイナミックレンジの広いＡＧＣ（Automatic
Gain Control) 回路で使用する可変利得増幅器の構成方
法に関する。
で必要なダイナミックレンジの広いＡＧＣ（Automatic
Gain Control) 回路で使用する可変利得増幅器の構成方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動通信で用いられる受信機では受信す
る電波の強度が大幅に変化するため、この影響を緩和す
る目的でＡＧＣ回路が用いられる。ＡＧＣ回路では可変
利得増幅器が必ず使われている。可変利得増幅器は制御
電圧に応じて利得が変動する回路である。
る電波の強度が大幅に変化するため、この影響を緩和す
る目的でＡＧＣ回路が用いられる。ＡＧＣ回路では可変
利得増幅器が必ず使われている。可変利得増幅器は制御
電圧に応じて利得が変動する回路である。
【０００３】可変利得増幅器の構成方法としては、特開
昭５７−１４７３０９号公報記載の回路などがあるが、
これらは単純にＡＧＣ回路を構成して、受信した信号の
振幅を一定に保つために使われるものである。従って、
制御電圧と利得（デシベル値）との関係は必ずしも直線
的である必要は無かった。
昭５７−１４７３０９号公報記載の回路などがあるが、
これらは単純にＡＧＣ回路を構成して、受信した信号の
振幅を一定に保つために使われるものである。従って、
制御電圧と利得（デシベル値）との関係は必ずしも直線
的である必要は無かった。
【０００４】しかるに、最近、北米のＩＳ９５方式ＣＤ
ＭＡに準拠する携帯電話などでは、ＡＧＣの制御電圧を
利用して受信信号のデシベル値強度を測定できることが
要求されている。これを実現するためには、できる限り
制御電圧と利得（デシベル値）の関係がリニア（直線
的）な可変利得増幅器が望ましい。
ＭＡに準拠する携帯電話などでは、ＡＧＣの制御電圧を
利用して受信信号のデシベル値強度を測定できることが
要求されている。これを実現するためには、できる限り
制御電圧と利得（デシベル値）の関係がリニア（直線
的）な可変利得増幅器が望ましい。
【０００５】図２に最も一般的な可変利得増幅器の１例
を示す。この例はデュアルゲートＭＯＳＦＥＴ ９を用
いたものである。入力信号Ｖinはインピーダンスマッチ
ング回路７を介してＭＯＳＦＥＴ ９の第一ゲート１０
に印加される。ＭＯＳＦＥＴ９で増幅された信号はマッ
チング回路８を介して、Ｖout として出力される。この
時、ＭＯＳＦＥＴ ９の利得は第二ゲート１１に印加さ
れる直流制御電圧Ｖc で決定される。
を示す。この例はデュアルゲートＭＯＳＦＥＴ ９を用
いたものである。入力信号Ｖinはインピーダンスマッチ
ング回路７を介してＭＯＳＦＥＴ ９の第一ゲート１０
に印加される。ＭＯＳＦＥＴ９で増幅された信号はマッ
チング回路８を介して、Ｖout として出力される。この
時、ＭＯＳＦＥＴ ９の利得は第二ゲート１１に印加さ
れる直流制御電圧Ｖc で決定される。
【０００６】図３にこの回路の制御電圧Ｖc と電力利得
の典型的な関係を示す。図３から分かることは利得と制
御電圧Ｖc とがリニアとなる制御電圧の範囲はきわめて
狭いということである。従って、この回路１個だけを用
いて、利得の広い範囲で、リニアな制御特性を実現する
事は困難である。
の典型的な関係を示す。図３から分かることは利得と制
御電圧Ｖc とがリニアとなる制御電圧の範囲はきわめて
狭いということである。従って、この回路１個だけを用
いて、利得の広い範囲で、リニアな制御特性を実現する
事は困難である。
【０００７】そこで、図２の可変利得増幅器を複数個直
列につないで利得の可変範囲を大きくする方法が考えら
れる。図４の回路は図２の回路を４個直列に接続した例
である。この回路では、各単体の制御信号を全て１本の
制御端子に接続している。この制御端子の電圧Ｖc を図
２の回路で利得が比較的リニアに−１０ｄＢ〜＋１０ｄ
Ｂに変化する０．８Ｖから１．６Ｖの範囲で動かすと、
図４のグラフに示すように単体の時の４倍の利得可変範
囲（−４０ｄＢ〜＋４０ｄＢ）が得られる。しかしなが
ら、制御電圧Ｖc と利得の関係は直線的ではない。利得
の範囲が４倍になると同時に、直線からのずれも４倍に
なってしまう。しかも制御電圧の動く範囲は０．８Ｖか
ら１．６Ｖであり、非常に狭く、回路定数のずれなどで
簡単にずれてしまうおそれがある。
列につないで利得の可変範囲を大きくする方法が考えら
れる。図４の回路は図２の回路を４個直列に接続した例
である。この回路では、各単体の制御信号を全て１本の
制御端子に接続している。この制御端子の電圧Ｖc を図
２の回路で利得が比較的リニアに−１０ｄＢ〜＋１０ｄ
Ｂに変化する０．８Ｖから１．６Ｖの範囲で動かすと、
図４のグラフに示すように単体の時の４倍の利得可変範
囲（−４０ｄＢ〜＋４０ｄＢ）が得られる。しかしなが
ら、制御電圧Ｖc と利得の関係は直線的ではない。利得
の範囲が４倍になると同時に、直線からのずれも４倍に
なってしまう。しかも制御電圧の動く範囲は０．８Ｖか
ら１．６Ｖであり、非常に狭く、回路定数のずれなどで
簡単にずれてしまうおそれがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】第一の問題点は、従来
の方法では、利得の制御範囲が大きくかつ利得と制御電
圧の関係がリニアな可変利得増幅器を構成するのが困難
であることである。なぜなら、上記で述べた方法は単純
に単体の可変利得増幅器を直列に接続し、制御端子を共
通にしているだけであり、利得の可変範囲は確かに拡大
するが、直線からのずれもその分拡大してしまうからで
ある。
の方法では、利得の制御範囲が大きくかつ利得と制御電
圧の関係がリニアな可変利得増幅器を構成するのが困難
であることである。なぜなら、上記で述べた方法は単純
に単体の可変利得増幅器を直列に接続し、制御端子を共
通にしているだけであり、利得の可変範囲は確かに拡大
するが、直線からのずれもその分拡大してしまうからで
ある。
【０００９】第二の問題点は、従来の方法では制御電圧
の動く範囲が狭いままであり、回路定数のずれなどで簡
単に利得がずれてしまうことである。これも、単純に単
体の可変利得増幅器を直列に接続し、制御端子を共通に
していることが原因である。
の動く範囲が狭いままであり、回路定数のずれなどで簡
単に利得がずれてしまうことである。これも、単純に単
体の可変利得増幅器を直列に接続し、制御端子を共通に
していることが原因である。
【００１０】
【発明の目的】本発明は上記の問題点を解決する可変利
得増幅器の構成を提供するものである。
得増幅器の構成を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、単位可変利得増幅器を複数個直列に接続
することによって構成された可変利得増幅器であって、
利得制御を行う１本の制御信号を入力し、この信号の電
圧を直流増幅、レベルシフト、電圧制限した複数の制御
信号を出力する制御信号発生手段を有している。
め、本発明は、単位可変利得増幅器を複数個直列に接続
することによって構成された可変利得増幅器であって、
利得制御を行う１本の制御信号を入力し、この信号の電
圧を直流増幅、レベルシフト、電圧制限した複数の制御
信号を出力する制御信号発生手段を有している。
【００１２】また、制御信号発生器内部には、入力した
制御信号を直流増幅する増幅手段と、増幅手段の出力の
直流レベルをずらせる複数のレベルシフト手段と、レベ
ルシフト手段の出力の電圧範囲を制限する複数の電圧制
限手段を有している。
制御信号を直流増幅する増幅手段と、増幅手段の出力の
直流レベルをずらせる複数のレベルシフト手段と、レベ
ルシフト手段の出力の電圧範囲を制限する複数の電圧制
限手段を有している。
【００１３】上記の制御信号発生器の出力する複数の制
御信号の各々で複数の単体の可変利得増幅器の各々の利
得を制御することによって、広い利得制御範囲で、リニ
アな制御特性を実現している。
御信号の各々で複数の単体の可変利得増幅器の各々の利
得を制御することによって、広い利得制御範囲で、リニ
アな制御特性を実現している。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明の実施形態を示すブロック
図である。
態を説明する。図１は本発明の実施形態を示すブロック
図である。
【００１５】図中の１，２，３，４は、例えば図２で示
した単位可変利得増幅器であり、直列に接続されてい
る。従って入力信号Ｖinと出力信号Ｖout の比、すなわ
ち利得（ｄＢ）は、各単体可変利得増幅器の利得（ｄ
Ｂ）の和で表される。
した単位可変利得増幅器であり、直列に接続されてい
る。従って入力信号Ｖinと出力信号Ｖout の比、すなわ
ち利得（ｄＢ）は、各単体可変利得増幅器の利得（ｄ
Ｂ）の和で表される。
【００１６】入力制御電圧Ｖc は、制御信号発生器６に
入力され、まず直流増幅器６１で増幅または減衰され
る。ここでは簡単のため、直流増幅器６１の利得は０ｄ
Ｂ（１倍）としておく。直流増幅器６１の出力は、各単
位可変利得増幅器に対応して４つに分岐し、それぞれ所
定の直流電圧値だけレベルシフト回路６２，６３，６
４，６５で電圧シフトされる。レベルシフト回路の出力
はさらに電圧制限回路６６，６７，６８，６９で一定の
直流電圧範囲に電圧制限されそれぞれ制御電圧Ｖc1，Ｖ
c2，Ｖc3，Ｖc4として出力される。Ｖc1は増幅器１、Ｖ
c2は増幅器２、Ｖc3は増幅器３、Ｖc4は増幅器４の制御
電圧である。
入力され、まず直流増幅器６１で増幅または減衰され
る。ここでは簡単のため、直流増幅器６１の利得は０ｄ
Ｂ（１倍）としておく。直流増幅器６１の出力は、各単
位可変利得増幅器に対応して４つに分岐し、それぞれ所
定の直流電圧値だけレベルシフト回路６２，６３，６
４，６５で電圧シフトされる。レベルシフト回路の出力
はさらに電圧制限回路６６，６７，６８，６９で一定の
直流電圧範囲に電圧制限されそれぞれ制御電圧Ｖc1，Ｖ
c2，Ｖc3，Ｖc4として出力される。Ｖc1は増幅器１、Ｖ
c2は増幅器２、Ｖc3は増幅器３、Ｖc4は増幅器４の制御
電圧である。
【００１７】入力制御電圧Ｖc と各制御電圧Ｖc1，Ｖc
2，Ｖc3，Ｖc4の関係を図５（ａ）のグラフに示す。図
５（ａ）から分かるように、レベルシフト回路６２，６
３，６４，６５の作用により、制御電圧Ｖc1，Ｖc2，Ｖ
c3，Ｖc4は入力制御電圧Ｖc をそれぞれ、＋０．６Ｖ、
０Ｖ，−０．６Ｖ、−１．２Ｖづつ０．６Ｖ間隔でずら
した値である。さらに、電圧制限回路６６，６７，６
８，６９の作用で、上限の電圧は１．６Ｖにこえず、下
限の電圧０．８Ｖより低くはならないようになってい
る。
2，Ｖc3，Ｖc4の関係を図５（ａ）のグラフに示す。図
５（ａ）から分かるように、レベルシフト回路６２，６
３，６４，６５の作用により、制御電圧Ｖc1，Ｖc2，Ｖ
c3，Ｖc4は入力制御電圧Ｖc をそれぞれ、＋０．６Ｖ、
０Ｖ，−０．６Ｖ、−１．２Ｖづつ０．６Ｖ間隔でずら
した値である。さらに、電圧制限回路６６，６７，６
８，６９の作用で、上限の電圧は１．６Ｖにこえず、下
限の電圧０．８Ｖより低くはならないようになってい
る。
【００１８】このようにして各単体増幅器１，２，３，
４の制御電圧を生成すると、図５（ｂ）に示すように、
各単体増幅器１，２，３，４が入力制御電圧Ｖc に上昇
とともに順次動作し、段階的に利得が変化する事がわか
る。これによってＶc の値０．２Ｖ〜２．８Ｖ間の広い
制御電圧範囲に渡ってより直線に近い利得（ｄＢ）対制
御電圧特性が得られる。
４の制御電圧を生成すると、図５（ｂ）に示すように、
各単体増幅器１，２，３，４が入力制御電圧Ｖc に上昇
とともに順次動作し、段階的に利得が変化する事がわか
る。これによってＶc の値０．２Ｖ〜２．８Ｖ間の広い
制御電圧範囲に渡ってより直線に近い利得（ｄＢ）対制
御電圧特性が得られる。
【００１９】
【発明の効果】以上で述べたように、本発明を用いれ
ば、第一の効果として、広い利得制御範囲で従来に比べ
て直線性の良い制御電圧対利得（ｄＢ）特性が得られ
る。
ば、第一の効果として、広い利得制御範囲で従来に比べ
て直線性の良い制御電圧対利得（ｄＢ）特性が得られ
る。
【００２０】第二の効果として、利得のずれを悪化させ
ること無く、制御電圧の動作範囲を広くできるので、従
来に比べて安定した制御電圧対利得（ｄＢ）特性が得ら
れる。
ること無く、制御電圧の動作範囲を広くできるので、従
来に比べて安定した制御電圧対利得（ｄＢ）特性が得ら
れる。
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】単位可変利得増幅器の構成例を示す図である。
【図３】単位可変利得増幅器の電力利得Ｖs 制御電圧特
性の例を示す図である。
性の例を示す図である。
【図４】従来例と電力利得Ｖs 制御電圧特性を示す図で
ある。
ある。
【図５】本発明の電力利得Ｖs 制御電圧特性を示す図で
ある。
ある。
１，２，３，４ 単一の可変利得増幅器 ６ 制御電圧発生回路 ６１ 直流増幅器 ６２，６３，６４，６５ レベルシフト回路 ６６，６７，６８，６９ 電圧制限回路 ７，８ インピーダンスマッチング回路 ９ デュアルゲートＭＯＳＦＥＴ １０ デュアルゲートＭＯＳＦＥＴの第一ゲート １１ デュアルゲートＭＯＳＦＥＴの第二ゲート １２，１３ バイアス抵抗 １４，１５，１６ チョークコイル １７，１８ バイパスコンデンサ
Claims (2)
- 【請求項１】 単位可変利得増幅器を複数（Ｍ）個直列
に接続する事によって構成された可変利得増幅器であっ
て、 利得制御を行う１本の第１制御信号を入力し、この信号
の電圧を直流増幅し、相互に異なる値だけレベルシフト
しレベルシフトされた電圧を各々電圧制限することによ
りＭ個の第２制御信号を出力する制御信号発生手段をさ
らに有し、前記Ｍ個の第２制御信号の各々で前記複数の
単位可変利得増幅器の各々の利得を制御することを特徴
とする可変利得増幅器。 - 【請求項２】 請求項１記載の可変利得増幅器におい
て、前記制御信号発生器が、 前記１本の制御信号を直流増幅する増幅手段と、 前記増幅手段の出力の直流レベルを相互に異なる値にず
らせるＭ個のレベルシフト手段と、 前記Ｍ個のレベルシフト手段の出力の電圧範囲を制限す
るＭ個の電圧制限手段を有し、前記電圧制限手段の複数
の出力で、前記複数の単位可変利得増幅器の各々の利得
を制御することを特徴とする可変利得増幅器。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07288389A JP3139734B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 可変利得増幅器 |
| AU70625/96A AU718829B2 (en) | 1995-11-07 | 1996-11-06 | Variable gain amplifying device |
| DE69611749T DE69611749T2 (de) | 1995-11-07 | 1996-11-06 | Verstärkerschaltung mit variabler Verstärkung |
| CA002189712A CA2189712C (en) | 1995-11-07 | 1996-11-06 | Variable gain amplifying device |
| EP96117778A EP0773625B1 (en) | 1995-11-07 | 1996-11-06 | Variable gain amplifying device |
| KR1019960052599A KR100188975B1 (ko) | 1995-11-07 | 1996-11-07 | 가변 이득 증폭 장치 |
| US08/744,369 US5841320A (en) | 1995-11-07 | 1996-11-07 | Variable gain amplifying device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07288389A JP3139734B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 可変利得増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09135131A true JPH09135131A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3139734B2 JP3139734B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=17729578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07288389A Expired - Fee Related JP3139734B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 可変利得増幅器 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5841320A (ja) |
| EP (1) | EP0773625B1 (ja) |
| JP (1) | JP3139734B2 (ja) |
| KR (1) | KR100188975B1 (ja) |
| AU (1) | AU718829B2 (ja) |
| CA (1) | CA2189712C (ja) |
| DE (1) | DE69611749T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100366251B1 (ko) * | 1998-07-14 | 2002-12-31 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 가변 이득 회로 |
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| JP2000196521A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 無線通信装置及び無線通信装置における送信電力制御方法 |
| JP4071395B2 (ja) * | 1999-07-22 | 2008-04-02 | 富士通株式会社 | 利得可変増幅器 |
| JP2001127701A (ja) * | 1999-10-28 | 2001-05-11 | Hitachi Ltd | 電力増幅器モジュール |
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