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公開番号2024113592
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-22
出願番号2023018689
出願日2023-02-09
発明の名称可変利得増幅回路
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H03G 3/10 20060101AFI20240815BHJP(基本電子回路)
要約【課題】利得変化時の出力位相の反転を抑制すること。
【解決手段】差動入力電圧信号および第1差動電流信号のいずれかに応じて第2差動電流信号を生成する差動電流回路と、第1制御電圧と第2制御電圧との電圧差に応じて前記第2差動電流信号から前記第2差動電流信号と同位相の非反転分流信号と前記第2差動電流信号と逆位相の反転分流信号とを生成し、前記非反転分流信号および前記反転分流信号を互いに足し合わせて第3差動電流信号を生成する電流分流回路と、前記第3差動電流信号を差動出力電圧信号に変換する負荷回路と、設定信号に応じて前記第1制御電圧および前記第2制御電圧を生成する生成回路と、前記差動出力電圧信号の振幅を検出して前記振幅が設定電圧よりも低くならないように前記電圧差をリミット値以上に制限するリミット回路と、を備える、可変利得増幅回路。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
差動電流回路と、前記差動電流回路の高電位側に接続される電流分流回路と、前記電流分流回路の高電位側に接続される負荷回路と、を備え、前記差動電流回路に入力される差動入力電圧信号および第１差動電流信号のいずれかに応じて前記負荷回路によって差動出力電圧信号を生成する主回路と、
前記主回路の利得を調整するための利得調整回路と、
を備え、
前記差動電流回路は、差動入力電圧信号および第１差動電流信号のいずれかに応じて第２差動電流信号を生成し、
前記電流分流回路は、第１制御電圧と第２制御電圧との電圧差に応じて前記第２差動電流信号から前記第２差動電流信号と同位相の非反転分流信号と前記第２差動電流信号と逆位相の反転分流信号とを生成し、前記非反転分流信号および前記反転分流信号を互いに足し合わせて第３差動電流信号を生成し、
前記負荷回路は、前記第３差動電流信号を前記差動出力電圧信号に変換し、
前記利得調整回路は、設定信号に応じて前記第１制御電圧および前記第２制御電圧を生成する生成回路と、前記差動出力電圧信号の振幅を検出して前記振幅が設定電圧よりも低くならないように前記電圧差をリミット値以上に制限するリミット回路と、を備える、可変利得増幅回路。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記リミット回路は、前記振幅が前記設定電圧に等しくなったとき、前記電圧差を前記リミット値に保持する、請求項１に記載の可変利得増幅回路。
【請求項３】
前記リミット回路は、前記第１制御電圧を伝送する第１信号線にドレインが接続され電源線にソースが接続される第１ＦＥＴと、前記第２制御電圧を伝送する第２信号線にドレインが接続されグランドにソースが接続される第２ＦＥＴと、を有し、前記振幅が前記設定電圧よりも低下すると、前記第１ＦＥＴおよび前記第２ＦＥＴをオンさせる、請求項２に記載の可変利得増幅回路。
【請求項４】
前記リミット回路は、
前記振幅に応じてモニタ信号を出力する検出回路と、
前記モニタ信号の電圧値が前記設定電圧に対応する設定値以下になると、前記第１ＦＥＴおよび前記第２ＦＥＴをオンさせるオペアンプと、を有する、請求項３に記載の可変利得増幅回路。
【請求項５】
前記差動電流回路は、一対のトランジスタを含む差動対と、前記差動対とグランド線との間に接続され、前記差動対に定電流を供給する定電流回路と、を備え、
前記差動対は、前記差動入力電圧信号に応じて前記第２差動電流信号を生成し、
前記第２差動電流信号の正相成分および逆相成分の和は、前記定電流の大きさに等しい、請求項１に記載の可変利得増幅回路。
【請求項６】
前記差動電流回路は、第１定電流を供給する第１定電流源と、第２定電流を供給する第２定電流源と、を有し、
前記第２差動電流信号の正相成分は、前記第１定電流から前記第１差動電流信号の逆相成分が差し引かれて生成され、
前記第２差動電流信号の逆相成分は、前記第２定電流から前記第１差動電流信号の正相成分が差し引かれて生成され、
前記第２定電流は、前記第１定電流の電流値と同じ電流値を有する、
請求項１に記載の可変利得増幅回路。
【請求項７】
差動入力電圧信号および第１差動電流信号のいずれかに応じて第２差動電流信号を生成する差動電流回路と、
第１制御電圧と第２制御電圧との電圧差に応じて前記第２差動電流信号から前記第２差動電流信号と同位相の非反転分流信号と前記第２差動電流信号と逆位相の反転分流信号とを生成し、前記非反転分流信号および前記反転分流信号を互いに足し合わせて第３差動電流信号を生成する電流分流回路と、
前記第３差動電流信号を差動出力電圧信号に変換する負荷回路と、
設定信号に応じて前記第１制御電圧および前記第２制御電圧を生成する生成回路と、
前記差動出力電圧信号の振幅を検出して前記振幅が設定電圧よりも低くならないように前記電圧差をリミット値以上に制限するリミット回路と、を備える、可変利得増幅回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、可変利得増幅回路に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、可変利得増幅回路として、ギルバート回路を用いた回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１０－２２４１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
四象限動作を行うギルバートセル回路の動作点の変動は小さいので、利得を変化させる際の周波数特性の変動は抑えられる。しかしながら、四象限ギルバートセル型の利得可変増幅器で利得を調整する際に出力位相が反転してしまう場合がある。
【０００５】
本開示は、利得変化時の出力位相の反転を抑制可能な可変利得増幅回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様として、
差動電流回路と、前記差動電流回路の高電位側に接続される電流分流回路と、前記電流分流回路の高電位側に接続される負荷回路と、を備え、前記差動電流回路に入力される差動入力電圧信号および第１差動電流信号のいずれかに応じて前記負荷回路によって差動出力電圧信号を生成する主回路と、
前記主回路の利得を調整するための利得調整回路と、
を備え、
前記差動電流回路は、差動入力電圧信号および第１差動電流信号のいずれかに応じて第２差動電流信号を生成し、
前記電流分流回路は、第１制御電圧と第２制御電圧との電圧差に応じて前記第２差動電流信号から前記第２差動電流信号と同位相の非反転分流信号と前記第２差動電流信号と逆位相の反転分流信号とを生成し、前記非反転分流信号および前記反転分流信号を互いに足し合わせて第３差動電流信号を生成する電流分流回路と、
前記負荷回路は、前記第３差動電流信号を前記差動出力電圧信号に変換し、
前記利得調整回路は、設定信号に応じて前記第１制御電圧および前記第２制御電圧を生成する生成回路と、前記差動出力電圧信号の振幅を検出して前記振幅が設定電圧よりも低くならないように前記電圧差をリミット値以上に制限するリミット回路と、を備える、可変利得増幅回路が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、利得変化時の出力位相の反転を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る可変利得増幅回路の構成例を示す図である。
図２は、一対の制御電圧Vgcp, Vgcnを生成する生成回路の構成例を示す図である。
図３は、振幅検出回路の構成例を示す図である。
図４は、図１の可変利得増幅回路の電気的特性を示す図である。
図５は、第２実施形態に係る可変利得増幅回路の構成例を示す図である。
図６は、第３実施形態に係る可変利得増幅回路の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
【００１０】
（１）本開示の可変利得増幅回路は、
差動電流回路と、前記差動電流回路の高電位側に接続される電流分流回路と、前記電流分流回路の高電位側に接続される負荷回路と、を備え、前記差動電流回路に入力される差動入力電圧信号および第１差動電流信号のいずれかに応じて前記負荷回路によって差動出力電圧信号を生成する主回路と、
前記主回路の利得を調整するための利得調整回路と、
を備え、
前記差動電流回路は、差動入力電圧信号および第１差動電流信号のいずれかに応じて第２差動電流信号を生成し、
前記電流分流回路は、第１制御電圧と第２制御電圧との電圧差に応じて前記第２差動電流信号から前記第２差動電流信号と同位相の非反転分流信号と前記第２差動電流信号と逆位相の反転分流信号とを生成し、前記非反転分流信号および前記反転分流信号を互いに足し合わせて第３差動電流信号を生成し、
前記負荷回路は、前記第３差動電流信号を前記差動出力電圧信号に変換し、
前記利得調整回路は、設定信号に応じて前記第１制御電圧および前記第２制御電圧を生成する生成回路と、前記差動出力電圧信号の振幅を検出して前記振幅が設定電圧よりも低くならないように前記電圧差をリミット値以上に制限するリミット回路と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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