JP5014226B2

JP5014226B2 - Variable gain amplifier

Info

Publication number: JP5014226B2
Application number: JP2008086273A
Authority: JP
Inventors: 陽山口; 一浩上原; 健二郎西川; 宗也川島; 秀幸望月; 山田　　明; 太樹菊池
Original assignee: NTT Advanced Technology Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Advanced Technology Corp; NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: JP2009239832A

Description

本発明は、主に増幅器を迂回させて利得を切り換える可変利得増幅器に関する。 The present invention mainly relates to a variable gain amplifier that switches a gain by bypassing the amplifier.

無線通信装置では、小型化・省電力化の要求に応じた各種回路が必要とされ、また、用いられる回路を集積化している。
無線通信装置の受信部では、入力信号レベルが変動することにより、適正な信号レベルで信号処理を行うために可変利得増幅器が用いられている。その用途で利用される可変利得増幅器において、増幅器と増幅器を迂回させる信号切換部とを組み合わせて、入力信号と入力信号を増幅した出力信号とを切り換える利得調整手段が利用されている。 The wireless communication device requires various circuits that meet the demands for miniaturization and power saving, and the circuits to be used are integrated.
In the receiving unit of the wireless communication device, a variable gain amplifier is used to perform signal processing at an appropriate signal level when the input signal level varies. In a variable gain amplifier used for that purpose, gain adjusting means for switching an input signal and an output signal obtained by amplifying the input signal by combining an amplifier and a signal switching unit that bypasses the amplifier is used.

このような用途での信号切換部は、複数のスイッチを組み合わせて配置することにより、増幅器に係る信号を選択する信号選択回路をなすものである。
多くの信号切換部では、信号が通過する経路に容量を備え、スイッチによって切り換えを行う配線間に生じるバイアス電位の影響を回避していることが多い。そのため、特性に周波数依存性が生じるものであった（例えば、特許文献１）。
さらに、無線通信システムの高速化・多様化により、広帯域の受信範囲を備え、その帯域での受信特性に周波数依存性がない受信部を備える無線装置が必要とされている。
特開２００２−１２４８４２号公報 The signal switching unit in such an application forms a signal selection circuit that selects a signal related to the amplifier by arranging a plurality of switches in combination.
In many signal switching units, a capacity is provided in a path through which a signal passes to avoid the influence of a bias potential generated between wirings that are switched by a switch. For this reason, frequency dependence occurs in the characteristics (for example, Patent Document 1).
Furthermore, due to the speeding up and diversification of wireless communication systems, there is a need for wireless devices that have a wide-band reception range and a receiving unit that has no frequency dependence in reception characteristics in that band.
JP 2002-124842 A

ところで、復調方式にダイレクトコンバージョン方式を用いた広帯域信号復調においては、ベースバンド信号の増幅においても広帯域な周波数特性が必要になる。
しかしながら、信号切換部によって信号経路を切り換えて利得を変化させる構成の場合、信号切換部の寄生成分の影響により周波数依存性が生じる、すなわち、可変利得増幅器の周波数特性が劣化するという問題がある。 By the way, in wideband signal demodulation using a direct conversion method as a demodulation method, a wideband frequency characteristic is required for amplification of a baseband signal.
However, in the case of a configuration in which the signal path is switched by the signal switching unit to change the gain, there is a problem that frequency dependency is caused by the influence of the parasitic component of the signal switching unit, that is, the frequency characteristic of the variable gain amplifier is deteriorated.

また、信号切換部により増幅器を迂回させた場合に、迂回された増幅器で不必要な電力が消費されるという問題がある。
また、この増幅器から発生する熱や雑音その他の影響によって、信号に悪影響が及ぼされるおそれがあるという問題がある。 In addition, when the signal switching unit bypasses the amplifier, there is a problem that unnecessary power is consumed by the bypassed amplifier.
In addition, there is a problem that the signal may be adversely affected by heat, noise, and other effects generated from the amplifier.

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、信号切換部の影響による周波数特性劣化や迂回された増幅器による電力の浪費および信号への悪影響が生じない可変利得増幅器を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a variable gain amplifier that does not cause deterioration of frequency characteristics due to the influence of a signal switching unit, waste of power due to a bypassed amplifier, and adverse effects on signals. There is to do.

上記問題を解決するために、本発明は、増幅部と、前記増幅部を選択的に迂回させて信号を出力する複数のスイッチとして、前記増幅部に供給される信号を前記増幅部を迂回させて出力する信号経路に設けられるバイパススイッチと、前記増幅部によって増幅された信号を出力する信号経路に設けられる出力遮断スイッチとが配置された信号切換部と、前記信号切換部に配置された前記出力遮断スイッチによって生じる電気的特性変化により劣化する、前記増幅された信号の周波数特性を広帯域化するように補正する特性補正部と、を備え、前記特性補正部は、一端が接地電位に接続される受動素子と、２つの信号端子を有し、前記信号切換部に配置された前記スイッチと同じ特性を有するスイッチと、を備え、前記特性補正部の前記スイッチの第１の信号端子が前記受動素子の他端に接続され、第２の信号端子が前記増幅部の出力端子に接続され、かつ、当該スイッチは、前記増幅部の出力信号を常に遮断する設定とすることを特徴とする可変利得増幅器である。 In order to solve the above problem, the present invention bypasses the amplification unit and a signal supplied to the amplification unit as a plurality of switches that selectively bypass the amplification unit and output a signal. A signal switching unit provided with a bypass switch provided in the signal path for outputting and an output cutoff switch provided in the signal path for outputting the signal amplified by the amplification unit, and the signal switching unit provided with the signal switching unit. A characteristic correction unit that corrects the frequency characteristic of the amplified signal to be widened, which deteriorates due to an electrical characteristic change caused by the output cut-off switch , and one end of the characteristic correction unit is connected to a ground potential. a passive element that has two signal terminals, and a switch having the same characteristics as the switch disposed in the signal switching unit, the switch of the compensator unit The first signal terminal is connected to the other end of the passive element, the second signal terminal is connected to the output terminal of the amplifying unit, and the switch is configured to always cut off the output signal of the amplifying unit This is a variable gain amplifier.

また、本発明は、制御電圧を供給する制御電源部と、を備え、前記増幅部は、動作制御端子を有し、前記動作制御端子に前記制御電源部から制御電力が供給されることにより増幅動作を行い、前記信号切換部は、切換制御端子を有し、前記切換制御端子に前記制御電源部から入力される信号選択信号により前記増幅部の入出力信号を選択して出力し、前記制御電源部は、前記信号切換部が前記増幅部を迂回させる際、前記増幅器の増幅動作を停止させることを特徴とする。 The present invention further includes a control power supply unit that supplies a control voltage, the amplification unit having an operation control terminal, and amplifying the operation control terminal by supplying control power from the control power supply unit The signal switching unit has a switching control terminal, and selects and outputs an input / output signal of the amplification unit by a signal selection signal input from the control power supply unit to the switching control terminal, and the control The power supply unit is configured to stop the amplification operation of the amplifier when the signal switching unit bypasses the amplification unit.

また、本発明は、前記信号切換部は、信号が入力される入力端子と、信号を出力する出力端子と、それぞれがオン状態とオフ状態とを切り換える制御信号が入力される制御端子と２つの信号端子とを有する３個のスイッチと、を備え、入力遮断スイッチとして備えている第１のスイッチは、第１の信号端子が前記入力端子に接続され、第２の信号端子が前記増幅部の入力端子に接続され、制御端子が前記切換制御端子に接続され、前記制御端子から第１の制御信号が入力され、前記出力遮断スイッチとして備えている第２のスイッチは、第１の信号端子が前記増幅部の前記出力端子に接続され、第２の信号端子が前記出力端子に接続され、制御端子が前記切換制御端子に接続され、前記制御端子から前記第１の制御信号が入力され、前記バイパススイッチとして備えている第３のスイッチは、第１の信号端子が前記第１のスイッチの第１の信号端子に接続され、第２の信号端子が前記第２のスイッチの前記第２の信号端子に接続され、制御端子が前記切換制御端子に接続され、前記第１の制御信号と連動し、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチと自スイッチとが互いにオン状態とオフ状態を切り換えるように動作させる第２の制御信号が前記制御端子から入力され、前記制御電源部は、接地電位に接続されるバイアス電源と、前記バイアス電源から入力された信号の論理に対して反転させた論理を示す信号を出力する反転増幅器と、を備え、前記バイアス電源および前記反転増幅器からの出力を、前記増幅部に供給される制御電力、及び、前記信号切換部の前記スイッチに入力される前記第１の制御信号と前記第２の制御信号とし、前記特性補正部の前記受動素子は、抵抗とすることを特徴とする。 Further, according to the present invention, the signal switching unit includes an input terminal for inputting a signal, an output terminal for outputting the signal, a control terminal for inputting a control signal for switching between an on state and an off state, and two control terminals. A first switch provided as an input cut-off switch , the first signal terminal is connected to the input terminal, and the second signal terminal is connected to the amplifying unit. The second switch is connected to the input terminal, the control terminal is connected to the switching control terminal, the first control signal is input from the control terminal, and the first signal terminal is provided as the output cutoff switch. which is connected to the output terminal of the amplifier, a second signal terminal connected to said output terminal, a control terminal connected to said switch control terminal, said first control signal from said control terminal is input, the by Third switch includes a scan switch, a first signal terminal connected to the first signal terminal of the first switch, the second signal of the second signal terminal and the second switch Connected to the terminal, the control terminal is connected to the switching control terminal, and in conjunction with the first control signal, the first switch, the second switch and the own switch switch between the on state and the off state. A second control signal that operates as described above is input from the control terminal, and the control power supply unit includes a bias power supply connected to a ground potential and a logic that is inverted with respect to the logic of the signal input from the bias power supply. And an output from the bias power supply and the inverting amplifier to the control power supplied to the amplifying unit and the switch of the signal switching unit And the first control signal force and said second control signal, said passive element of the compensator unit is characterized by a resistor.

本発明の可変利得増幅器は、増幅部と、前記増幅部を選択的に迂回させて信号を出力する複数のスイッチが配置された信号切換部と、前記信号切換部に配置された前記スイッチによって生じる電気的特性変化を補正する特性補正部と、を備え、前記特性補正部は、一端が接地電位に接続される受動素子と、２つの信号端子を有するスイッチと、を備え、スイッチの前記第１の信号端子が前記受動素子の他端に接続され、第２の信号端子が前記増幅部の出力端子に接続されることとした。
これにより、信号経路に容量を配置することなく増幅部全体を集積化することができ、信号切換を目的に配置したスイッチの影響による周波数特性劣化を補正することができる。 The variable gain amplifier according to the present invention is generated by an amplifying unit, a signal switching unit in which a plurality of switches for selectively bypassing the amplifying unit and outputting a signal are arranged, and the switch arranged in the signal switching unit A characteristic correction unit that corrects a change in electrical characteristics, the characteristic correction unit including a passive element having one end connected to a ground potential and a switch having two signal terminals, the first of the switches The signal terminal is connected to the other end of the passive element, and the second signal terminal is connected to the output terminal of the amplifier.
As a result, it is possible to integrate the entire amplifying unit without arranging a capacitor in the signal path, and it is possible to correct frequency characteristic deterioration due to the influence of a switch arranged for signal switching.

また、本発明によると、上記発明において、前記特性補正部の前記スイッチは、前記信号切換部に配置される前記スイッチと同じ特性を有することとした。
これにより、信号切換部に配置したスイッチによる影響度に見合った特性の改善を行うことができる。 According to the present invention, in the above invention, the switch of the characteristic correction unit has the same characteristic as the switch arranged in the signal switching unit.
As a result, it is possible to improve the characteristics commensurate with the degree of influence by the switch arranged in the signal switching unit.

また、本発明によると、上記発明において、前記特性補正部の前記スイッチは、前記増幅部の出力信号を常に遮断する設定とすることとした。
これにより、増幅部の出力信号において、信号選択部により影響を受けた諸特性を改善させる働きを定常的に利用でき、スイッチの制御に必要となる電力を削減することができる。 According to the present invention, in the above invention, the switch of the characteristic correction unit is set to always cut off the output signal of the amplification unit.
Thereby, in the output signal of the amplification unit, the function of improving various characteristics affected by the signal selection unit can be used steadily, and the power required for switch control can be reduced.

また、本発明によると、上記発明において、制御電圧を供給する制御電源部と、を備え、前記増幅部は、動作制御端子を有し、前記動作制御端子に前記制御電源部から制御電力が供給されることにより増幅動作を行い、前記信号切換部は、切換制御端子を有し、前記切換制御端子に前記制御電源部から入力される信号選択信号により前記増幅部の入出力信号を選択して出力し、前記制御電源部は、前記信号切換部が前記増幅部を迂回させる際、前記増幅器の増幅動作を停止させることとした。
これにより、可変利得増幅器によって増幅しないときに、増幅部が動作することによる影響をなくすことができる。
また、これにより増幅部で消費する電力を削減させることができる。 According to the present invention, in the above invention, a control power supply unit that supplies a control voltage is provided, the amplification unit has an operation control terminal, and control power is supplied to the operation control terminal from the control power supply unit. The signal switching unit has a switching control terminal, and selects an input / output signal of the amplification unit by a signal selection signal input from the control power supply unit to the switching control terminal. The control power supply unit stops the amplification operation of the amplifier when the signal switching unit bypasses the amplification unit.
As a result, it is possible to eliminate the influence caused by the operation of the amplifying unit when it is not amplified by the variable gain amplifier.
Further, this can reduce the power consumed by the amplification unit.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による可変利得増幅器１の構成について図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態による可変利得増幅器１を示す概略ブロック図である。
可変利得増幅器１は、増幅部３０、制御電源部５０のほか、入力端子１１ａ、出力端子１２ａ、スイッチ２１ａ、２２ａ、２３ａ、スイッチ４１ａ、抵抗４２ａを備えるとともに、これらと対になる入力端子１１ｂ、出力端子１２ｂ、スイッチ２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、スイッチ４１ｂ、抵抗４２ｂを備える。 (First embodiment)
The configuration of the variable gain amplifier 1 according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a variable gain amplifier 1 according to the first embodiment.
The variable gain amplifier 1 includes an input unit 11a, an output terminal 12a, switches 21a, 22a, 23a, a switch 41a, and a resistor 42a, in addition to the amplification unit 30 and the control power supply unit 50, and an input terminal 11b that is paired with these. An output terminal 12b, switches 21b, 22b, and 23b, a switch 41b, and a resistor 42b are provided.

スイッチ２１ａ、２２ａ、２３ａは、スイッチ２１ｂ、２２ｂ、２３ｂと対となって配置され、以下、これらとその配置をまとめて表すときに、信号切換部２０という。ここで配置されるスイッチは、例えばＳＰＳＴ（Single-Pole/Single-Throw）スイッチが適用される。
増幅部３０は、差動増幅器である。
スイッチ４１ａ、抵抗４２ａは、スイッチ４１ｂ、抵抗４２ｂと対になって配置され、以下、これらとその配置をまとめて表すときに、特性補正部４０という。スイッチ４１は、信号切換部２０に配置されるスイッチと同じ特性のスイッチが適用される。
制御電源部５０は、バイアス電源５１と反転増幅器５２とを備える。 The switches 21a, 22a, and 23a are arranged in pairs with the switches 21b, 22b, and 23b. Hereinafter, the switches 21a, 22a, and 23a are collectively referred to as the signal switching unit 20 when the arrangement thereof is collectively represented. For example, an SPST (Single-Pole / Single-Throw) switch is applied as the switch disposed here.
The amplifying unit 30 is a differential amplifier.
The switch 41a and the resistor 42a are arranged in pairs with the switch 41b and the resistor 42b. Hereinafter, when these and their arrangement are collectively expressed, they are referred to as a characteristic correction unit 40. As the switch 41, a switch having the same characteristics as the switch arranged in the signal switching unit 20 is applied.
The control power supply unit 50 includes a bias power supply 51 and an inverting amplifier 52.

可変利得増幅器１における接続の詳細についての説明を行う。
以下に、信号切換部２０、増幅部３０、特性補正部４０および制御電源部５０の接続を示す。 Details of connection in the variable gain amplifier 1 will be described.
Hereinafter, connection of the signal switching unit 20, the amplification unit 30, the characteristic correction unit 40, and the control power supply unit 50 is shown.

ここで説明する構成は、差動増幅回路による構成であり、信号切換部２０、増幅部３０、特性補正部４０を経由する信号は、差動信号であるため増幅部３０を挟んで同じ特性の１対の部品が配置されることになる。
図で示す符号において同じ数字に「ａ」、「ｂ」を付記することにより、１対の部品であることを示す。例えば、抵抗４２ａと抵抗４２ｂとは、同じ特性の１対の部品である。また、対になる部品についてまとめて表すときには、符号が示す数字によって表すことにする。例えば、１対の抵抗４２ａと抵抗４２ｂのことを、以下、抵抗４２という。
また、それぞれのスイッチが有する２つの信号端子間の接続は、それぞれがオン状態とオフ状態を切り換える制御信号が入力される制御端子への制御信号入力により切換が行われる。
信号切換部２０のスイッチ２１（第１のスイッチ）は、第１の信号端子、第２の信号端子及び制御端子を有しており、第１の信号端子が入力端子１１に接続され、第２の信号端子が増幅部３０の入力端子に接続され、制御端子に第１の制御信号が入力される。
信号切換部２０のスイッチ２２（第２のスイッチ）は、第１の信号端子、第２の信号端子及び制御端子を有しており、第１の信号端子が増幅部３０の出力端子に接続され、第２の信号端子が出力端子１２に接続され、制御端子に第１の制御信号が入力される。
信号切換部２０のスイッチ２３（第３のスイッチ）は、第１の信号端子、第２の信号端子及び制御端子を有しており、第１の信号端子がスイッチ２１の第１の信号端子に接続され、第２の信号端子がスイッチ２２の第２の信号端子に接続され、制御端子に第１の制御信号と連動する第２の制御信号が入力される。
第１の制御信号と第２の制御信号は、制御電源部５０から供給される制御電圧に基づく信号であり、スイッチ２１、２２、２３のオン状態とオフ状態とを互いに切り換える信号である。 The configuration described here is a configuration using a differential amplifier circuit, and the signal passing through the signal switching unit 20, the amplification unit 30, and the characteristic correction unit 40 is a differential signal, and therefore has the same characteristics across the amplification unit 30. A pair of parts will be placed.
In the reference numerals shown in the figure, “a” and “b” are appended to the same numerals to indicate that they are a pair of parts. For example, the resistor 42a and the resistor 42b are a pair of components having the same characteristics. In addition, when the parts to be paired are collectively represented, they are represented by numbers indicated by symbols. For example, the pair of resistors 42a and 42b is hereinafter referred to as a resistor 42.
The connection between the two signal terminals of each switch is switched by a control signal input to a control terminal to which a control signal for switching between an on state and an off state is input.
The switch 21 (first switch) of the signal switching unit 20 has a first signal terminal, a second signal terminal, and a control terminal. The first signal terminal is connected to the input terminal 11, and the second Are connected to the input terminal of the amplifying unit 30, and the first control signal is input to the control terminal.
The switch 22 (second switch) of the signal switching unit 20 has a first signal terminal, a second signal terminal, and a control terminal, and the first signal terminal is connected to the output terminal of the amplifying unit 30. The second signal terminal is connected to the output terminal 12, and the first control signal is input to the control terminal.
The switch 23 (third switch) of the signal switching unit 20 has a first signal terminal, a second signal terminal, and a control terminal, and the first signal terminal serves as the first signal terminal of the switch 21. The second signal terminal is connected to the second signal terminal of the switch 22, and the second control signal interlocked with the first control signal is input to the control terminal.
The first control signal and the second control signal are signals based on the control voltage supplied from the control power supply unit 50, and are signals for switching between the on state and the off state of the switches 21, 22, and 23.

特性補正部４０の抵抗４２（受動素子）は、一端が接地電位に接続される。
特性補正部４０のスイッチ４１は、信号端子の一端が増幅部３０の出力端子に接続され、他端が抵抗４２の他端に接続される。
特性補正部４０のスイッチ４１は、常に信号を遮断する状態で設定される。 One end of the resistor 42 (passive element) of the characteristic correction unit 40 is connected to the ground potential.
The switch 41 of the characteristic correction unit 40 has one end of the signal terminal connected to the output terminal of the amplification unit 30 and the other end connected to the other end of the resistor 42.
The switch 41 of the characteristic correction unit 40 is set in a state where the signal is always cut off.

制御電源部５０のバイアス電源５１は、一端が接地電位に接続され、バイアス電位を出力端子に出力する。
制御電源部５０の反転増幅器５２は、バイアス電源５１の電源出力端子に接続され、反転バイアス電位を出力端子に出力する。 The bias power supply 51 of the control power supply unit 50 has one end connected to the ground potential and outputs the bias potential to the output terminal.
The inverting amplifier 52 of the control power supply unit 50 is connected to the power supply output terminal of the bias power supply 51 and outputs the inverting bias potential to the output terminal.

（利得切換動作）
最初に、信号の増幅と利得切換に関する基本動作について説明する。
可変利得増幅器１は、予め定められた増幅率で入力された信号を増幅させる増幅部３０を有する。
可変利得増幅器１に対しては、配置された増幅部３０で信号を増幅させる動作（高利得モード）と、増幅部３０で増幅せずに信号を通過させる動作（低利得モード）と、の切換により２段階の利得設定を行うことができる。 (Gain switching operation)
First, basic operations relating to signal amplification and gain switching will be described.
The variable gain amplifier 1 includes an amplification unit 30 that amplifies a signal input at a predetermined amplification factor.
For the variable gain amplifier 1, switching between an operation of amplifying a signal by the amplifying unit 30 (high gain mode) and an operation of allowing the signal to pass without being amplified by the amplifying unit 30 (low gain mode). Thus, two-stage gain setting can be performed.

可変利得増幅器１を増幅器として使用する高利得モードでは、増幅部３０の入出力に接続されたスイッチ２１、２２によって入力される信号を通過させる。また、増幅部３０は、入力される信号に対してバイアス電圧をかけて増幅動作を行う。
さらに、増幅部３０ならびにスイッチ２１、２２から信号を迂回させるためのスイッチ２３では、信号を遮断させる。これにより、迂回路は遮断され、信号切換部２０の出力には、入力された信号が増幅部３０で増幅されて出力される。 In the high gain mode in which the variable gain amplifier 1 is used as an amplifier, signals input by the switches 21 and 22 connected to the input and output of the amplifying unit 30 are passed. The amplifying unit 30 performs an amplifying operation by applying a bias voltage to the input signal.
Further, the signal is cut off in the amplifier 23 and the switch 23 for bypassing the signal from the switches 21 and 22. Thereby, the detour is cut off, and the input signal is amplified by the amplifying unit 30 and output to the output of the signal switching unit 20.

可変利得増幅器１を増幅器として使用せずに信号を通過させる低利得モードでは、増幅部３０の入出力に接続されたスイッチ２１、２２によって信号を遮断させる。また、増幅部３０には、バイアス電圧を制御して、増幅動作を停止させる。
さらに、増幅部３０およびスイッチ２１、２２から信号を迂回させるためのスイッチ２３では、信号を通過させる。これにより、迂回路を経由する信号が増幅部３０で増幅されることなく信号切換部２０から出力される。 In the low gain mode in which the signal is allowed to pass without using the variable gain amplifier 1 as an amplifier, the signal is blocked by the switches 21 and 22 connected to the input and output of the amplifying unit 30. The amplifying unit 30 stops the amplifying operation by controlling the bias voltage.
Further, the switch 23 for bypassing the signal from the amplification unit 30 and the switches 21 and 22 allows the signal to pass therethrough. As a result, the signal passing through the detour is output from the signal switching unit 20 without being amplified by the amplification unit 30.

上記の切換制御では、制御電源部５０からの制御信号を利用して信号切換部２０、増幅部３０を制御する手段が用いられる。
先に示したように、第１実施形態で示す増幅部３０は、信号切換部２０での信号の選択により増幅部３０への入力を迂回させて増幅させることなく出力させる設定を選択することが可能である。
増幅部３０の動作を停止させることによって、消費電力の低減と、他の回路への影響を低減させることができる。 In the switching control described above, means for controlling the signal switching unit 20 and the amplification unit 30 using a control signal from the control power supply unit 50 is used.
As described above, the amplifying unit 30 shown in the first embodiment can select a setting for bypassing and amplifying the input to the amplifying unit 30 by selecting a signal in the signal switching unit 20. Is possible.
By stopping the operation of the amplifying unit 30, the power consumption can be reduced and the influence on other circuits can be reduced.

制御電源部５０は、バイアス電源５１と、バイアス電源５１の出力電圧に対して論理的に反転した電圧を出力できる反転増幅器５２とを備えている。
バイアス電源５１および反転増幅器５２の出力は、信号切換部２０の各スイッチの制御端子に接続して、スイッチの動作状態の設定を行うことができる。 The control power supply unit 50 includes a bias power supply 51 and an inverting amplifier 52 that can output a voltage logically inverted with respect to the output voltage of the bias power supply 51.
The outputs of the bias power source 51 and the inverting amplifier 52 can be connected to the control terminal of each switch of the signal switching unit 20 to set the operation state of the switch.

また、バイアス電源５１は、増幅部３０に対しての電力供給を制御するバイアス電圧の供給源でもある。
増幅部３０は、バイアス電源５１から増幅動作を行うときに所定のバイアス電位が与えられ、所定のバイアス電位から増幅動作をさせないバイアス電位に切り換えることにより、増幅動作を停止させる動作制御を行う。 The bias power supply 51 is also a bias voltage supply source that controls power supply to the amplifier 30.
The amplification unit 30 is given a predetermined bias potential when performing an amplification operation from the bias power source 51, and performs operation control to stop the amplification operation by switching from the predetermined bias potential to a bias potential that does not perform the amplification operation.

信号切換部２０の信号切換と、増幅部３０での増幅動作制御の機能を組み合わせて、図１に示すスイッチ２１、２２をオン状態とし、スイッチ２３をオフ状態とする設定のときに、増幅部３０が増幅動作を行わせる設定とする。
また、逆にスイッチ２１、２２をオフ状態とし、スイッチ２３をオン状態とする設定のときに、増幅部３０が増幅動作を停止させる設定とする。 The combination of the signal switching of the signal switching unit 20 and the function of controlling the amplification operation in the amplification unit 30 is performed when the switches 21 and 22 shown in FIG. 1 are turned on and the switch 23 is turned off. 30 is set to perform an amplification operation.
On the contrary, when the switches 21 and 22 are turned off and the switch 23 is turned on, the amplification unit 30 is set to stop the amplification operation.

図１に示したブロック図の構成において、信号切換部２０に配置されたスイッチを切り換えることで、利得を切り換えられることができ、利得の切換に合わせて省電力動作を行うことを可能とすることができる。 In the configuration of the block diagram shown in FIG. 1, the gain can be switched by switching the switch arranged in the signal switching unit 20, and the power saving operation can be performed in accordance with the switching of the gain. Can do.

（信号切換部による特性変化）
信号切換部のスイッチ２１、２２、２３は、スイッチを構成する際の寄生成分により信号周波数に応じた特性を有している。この特性の影響により、信号がスイッチを通過する際に減衰し、また、出力インピーダンスが変化するという影響が生じる場合がある。 (Characteristic change by signal switching part)
The switches 21, 22, and 23 of the signal switching unit have characteristics according to the signal frequency due to parasitic components when the switches are configured. Due to the influence of this characteristic, the signal may be attenuated when passing through the switch, and the output impedance may be changed.

その影響について図２ならびに図３に示すブロック図をもとにして説明する。
図２（ａ）は、図１で示した増幅部３０と信号切換部２０としてスイッチ２１、２２、２３ａ、２３ｂとの接続を示している。
また、図２（ｂ）は、図２（ａ）で示すブロック図から信号切換部２０のスイッチ２１、２２が比較説明のために除かれた構成となっている。
増幅部３０の入力端子は入力端子１１に、出力端子は出力端子１２に直接接続される。
スイッチ２３ａ、２３ｂの信号端子は、入力端子２２と、出力端子１２に直接接続される。 The influence will be described with reference to the block diagrams shown in FIGS.
FIG. 2A shows the connection between the amplification unit 30 and the signal switching unit 20 shown in FIG. 1 and switches 21, 22, 23a, and 23b.
Further, FIG. 2B has a configuration in which the switches 21 and 22 of the signal switching unit 20 are removed from the block diagram shown in FIG.
The input terminal of the amplifying unit 30 is directly connected to the input terminal 11, and the output terminal is directly connected to the output terminal 12.
The signal terminals of the switches 23 a and 23 b are directly connected to the input terminal 22 and the output terminal 12.

ここで、図２（ａ）と図２（ｂ）は、どちらも増幅動作を行う高利得モードによる設定とすることとし、回路が理想的な特性で動作すれば同じ結果を示すこととなる。しかし、実際には、配置されたスイッチの影響によって、図２（ａ）の構成の方が信号の劣化量が多くなる。 Here, both FIG. 2A and FIG. 2B are set in the high gain mode in which the amplification operation is performed, and the same result will be shown if the circuit operates with ideal characteristics. However, in practice, the amount of signal degradation is greater in the configuration of FIG. 2A due to the influence of the arranged switches.

図２（ａ）、（ｂ）で示した構成を評価するに当たり、図３（ａ）に示す詳細構成モデルを一例にとして特性への影響について説明する。
図３（ａ）は、図２（ａ）で示した構成に相当するモデルである。
図３（ａ）で構成されている素子は、図２（ａ）で示した素子の構成ならびに配置が同じであり、対応する素子には同じ符号を付与することし、以下異なる構成について説明する。
増幅部３０を１段のトランジスタで構成する回路を、一実施形態として示す。
増幅部３０は、トランジスタ３１ａ、３１ｂ、定電流回路３２、抵抗３３ａ、３３ｂを備える。
トランジスタ３１ａ、３１ｂは、ベースがスイッチ２１に接続され、エミッタが定電流回路３２を介して接地電位に接続され、コレクタが抵抗３３を介して電源に接続され、またスイッチ２２ａ、２２ｂに接続される。
トランジスタ３１ａ、３１ｂのベースに入力された信号が差動信号として増幅され、コレクタから増幅された信号が出力される。 In evaluating the configuration shown in FIGS. 2A and 2B, the influence on characteristics will be described using the detailed configuration model shown in FIG. 3A as an example.
FIG. 3A is a model corresponding to the configuration shown in FIG.
The elements configured in FIG. 3A have the same configuration and arrangement of the elements shown in FIG. 2A, and corresponding elements are given the same reference numerals, and different configurations will be described below. .
A circuit in which the amplifying unit 30 is configured by a single-stage transistor is shown as an embodiment.
The amplifying unit 30 includes transistors 31a and 31b, a constant current circuit 32, and resistors 33a and 33b.
The bases of the transistors 31a and 31b are connected to the switch 21, the emitter is connected to the ground potential via the constant current circuit 32, the collector is connected to the power source via the resistor 33, and the switches 22a and 22b are connected. .
Signals input to the bases of the transistors 31a and 31b are amplified as differential signals, and the amplified signals are output from the collectors.

図４の出力側インピーダンスの変化と図５の周波数特性の変化についてシミュレーションを行った結果をグラフで示す。 The result of having simulated about the change of the output side impedance of FIG. 4 and the change of the frequency characteristic of FIG. 5 is shown with a graph.

図４は、図３（ａ）に示す可変利得増幅器の構成でのインピーダンス変化について評価するにあたり、可変利得増幅器の出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化を評価指標とし、評価結果を示すグラフである。
ｘ軸は、周波数を示し、ｙ軸は、低域（１ＭＨｚ）を基準とした出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の値に対する周波数における出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量の絶対値を表す。
出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）は、実数部と虚数部の数値によって表されるので、それぞれの変化を分けてグラフに表す。 FIG. 4 shows an evaluation result using the change in the output-side reflection coefficient (S parameter S22) of the variable gain amplifier as an evaluation index when evaluating the impedance change in the configuration of the variable gain amplifier shown in FIG. It is a graph.
The x-axis indicates the frequency, and the y-axis indicates the amount of change in the output-side reflection coefficient (S-parameter S22) at the frequency relative to the value of the output-side reflection coefficient (S-parameter S22) relative to the low frequency (1 MHz). Represents an absolute value.
Since the output-side reflection coefficient (S parameter S22) is represented by the numerical values of the real part and the imaginary part, each change is shown separately in a graph.

図４（ａ）は、出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の実数部の変化量の絶対値を示すグラフである。
図４（ａ）で示す実数部おいて、出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量のグラフＤＳ２２Ｒｓは、図２（ａ）の条件、すなわち信号切換部２０でのスイッチ２１、２２が配置され、増幅部３０によって増幅を行う動作条件での結果を示す。
出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量のグラフＤＳ２２Ｒｔは、図２（ｂ）の条件、すなわち信号切換部２０にスイッチ２１、２２を配置せずに、増幅部３０で増幅を行う動作条件での結果を示す。 FIG. 4A is a graph showing the absolute value of the change amount of the real part of the output side reflection coefficient (S parameter S22).
In the real part shown in FIG. 4A, the graph DS22Rs of the change amount of the output side reflection coefficient (S parameter S22) is the condition shown in FIG. 2A, that is, the switches 21 and 22 in the signal switching unit 20 are The result under the operating conditions of the arrangement and amplification by the amplifying unit 30 is shown.
The graph DS22Rt of the change amount of the output side reflection coefficient (S parameter S22) is the condition shown in FIG. 2B, that is, the operation in which the amplification unit 30 performs amplification without arranging the switches 21 and 22 in the signal switching unit 20. The result in the condition is shown.

図４（ｂ）は、出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の虚数部の変化量の絶対値を示すグラフである。
図４（ｂ）で示す虚数部のそれぞれにおいて、出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量のグラフＤＳ２２Ｉｓは、図２（ａ）の条件、すなわち信号切換部２０でのスイッチ２１、２２が配置され、増幅部３０によって増幅を行う動作条件での結果を示す。
出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量のグラフＤＳ２２Ｉｔは、図２（ｂ）の条件、すなわち信号切換部２０にスイッチ２１、２２を配置せずに、増幅部３０で増幅を行う動作条件での結果を示す。
実数部も虚数部でも、周波数変化による変化量が増幅部３０の入力と出力とにスイッチ２１、２２を配置した動作条件では、配置しない動作条件に比べて変化が大きくなっていることを示している。 FIG. 4B is a graph showing the absolute value of the change amount of the imaginary part of the output side reflection coefficient (S parameter S22).
In each of the imaginary parts shown in FIG. 4B, the graph DS22Is of the change amount of the output side reflection coefficient (S parameter S22) is the condition shown in FIG. 2A, that is, the switches 21 and 22 in the signal switching unit 20. Is shown, and the result under the operating condition in which amplification is performed by the amplifying unit 30 is shown.
The graph DS22It of the change amount of the output-side reflection coefficient (S parameter S22) is the condition shown in FIG. 2B, that is, the operation in which the amplification unit 30 performs amplification without arranging the switches 21 and 22 in the signal switching unit 20. The result in the condition is shown.
In both the real part and the imaginary part, the change amount due to the frequency change shows that the change is larger in the operation condition in which the switches 21 and 22 are arranged at the input and output of the amplifier 30 than in the operation condition in which the switch is not arranged. Yes.

図５は、図３（ａ）に示す可変利得増幅器の構成での周波数特性の変化を示すグラフである。
ｘ軸は、周波数を示し、ｙ軸は、低域（１ＭＨｚ）を基準とした可変利得増幅器の利得についての周波数特性の変化をデシベル（ｄＢ）で表す。
周波数特性のグラフＤＳ２１ｓは、図２（ａ）の条件、すなわち信号切換部２０でのスイッチ２１、２２が配置され、増幅部３０によって増幅を行う動作条件での結果を示す。
周波数特性のグラフＤＳ２１ｔは、図２（ｂ）の条件、すなわち信号切換部２０にスイッチ２１、２２を配置せずに、増幅部３０で増幅を行う動作条件での結果を示す。
ここで、周波数特性のグラフＤＳ２１ｔでは、周波数特性は周波数が高くなるにつれ、わずかに変化してグラフに示した周波数範囲（１ＧＨｚ以下）においても１（ｄＢ）の範囲におさまっているのに対し、周波数特性のグラフＤＳ２１ｓでは、約５６０ＭＨｚ以上の周波数では、３（ｄＢ）以上の変化が生じていることを示している。 FIG. 5 is a graph showing changes in frequency characteristics in the configuration of the variable gain amplifier shown in FIG.
The x-axis represents the frequency, and the y-axis represents the change in frequency characteristics with respect to the gain of the variable gain amplifier with reference to the low frequency (1 MHz) in decibels (dB).
The frequency characteristic graph DS21s shows the result under the conditions of FIG. 2A, that is, the operating conditions in which the switches 21 and 22 in the signal switching unit 20 are arranged and the amplifier 30 performs amplification.
The frequency characteristic graph DS21t shows the results under the conditions shown in FIG. 2B, that is, the operating conditions in which the amplification unit 30 performs amplification without arranging the switches 21 and 22 in the signal switching unit 20.
Here, in the frequency characteristic graph DS21t, as the frequency increases, the frequency characteristic slightly changes and falls within the range of 1 (dB) even in the frequency range (1 GHz or less) shown in the graph. The frequency characteristic graph DS21s indicates that a change of 3 (dB) or more occurs at a frequency of about 560 MHz or more.

このように、信号経路にスイッチ２１、２２が配置されたことによって、増幅部３０単体で備えている性能から劣化してしまうことがわかる。 Thus, it can be seen that the performance provided by the amplification unit 30 alone is deteriorated by arranging the switches 21 and 22 in the signal path.

本実施形態による、上記に示した周波数に依存する電気的特性変化を緩和させ、スイッチ２１、２２を配置しない特性に近づける対策について以下に説明する。
図６は、図２に示した対策前の構成に図１で示した特性補正部４０の対策を施した構成を追加し、図３に示したように増幅部３０をトランジスタ１段で構成したブロック図である。 A measure for mitigating the above-described frequency-dependent electrical characteristic change according to the present embodiment and bringing it closer to the characteristic in which the switches 21 and 22 are not arranged will be described below.
6 adds a configuration in which the countermeasure of the characteristic correction unit 40 shown in FIG. 1 is taken to the configuration before the countermeasure shown in FIG. 2, and the amplification unit 30 is configured by one transistor as shown in FIG. It is a block diagram.

図６で示した特性補正部としてのスイッチ４１ａ、抵抗４２ａ（以下、まとめて特生補正部４１ａという）ならびにスイッチ４１ｂ、抵抗４２ｂ（以下、まとめて特性補正部４０ｂという）を施した対策による効果を以下に説明する(以下、特性補正部４０ａ、４０ｂをまとめて特性補正部４０という)。
図６で構成されている素子は、図１で示した素子の構成ならびに配置が同じであり、対応する素子には同じ符号を付与することとし、以下、異なる構成について説明する。
図６は、図１で示した可変利得増幅器１の構成に相当するモデルである。
前述の図３で示したように増幅部３０を１段のトランジスタで構成する回路を、一実施形態として示す。
増幅部３０は、トランジスタ３１ａ、３１ｂ、定電流回路３２、抵抗３３ａ、３３ｂを備える。
トランジスタ３１ａ，３１ｂは、ベースがスイッチ２１ａ、２１ｂに接続され、エミッタが定電流回路３２を介して接地電位に接続され、コレクタが抵抗３３ａ、３３ｂを介して電源に接続され、またスイッチ２２ａ、２２ｂに接続される。
トランジスタ３１ａ、３１ｂのベースに入力された信号が差動信号として増幅され、コレクタから増幅された信号が出力される。
ここで、図３（ａ）との違いは、特性補正部４０ａ、４０ｂのスイッチ４１ａと抵抗４２ａ及びスイッチ４１ｂと抵抗４２ｂが追加されている点になる。 Effects of the countermeasures provided by the switch 41a and the resistor 42a (hereinafter collectively referred to as the special correction unit 41a) and the switch 41b and the resistor 42b (hereinafter collectively referred to as the characteristic correction unit 40b) as the characteristic correction unit illustrated in FIG. (Hereinafter, the characteristic correction units 40a and 40b are collectively referred to as the characteristic correction unit 40).
The elements configured in FIG. 6 have the same configuration and arrangement of the elements shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given to corresponding elements, and different configurations will be described below.
FIG. 6 is a model corresponding to the configuration of the variable gain amplifier 1 shown in FIG.
As shown in FIG. 3 described above, a circuit in which the amplifying unit 30 is configured by a single-stage transistor is shown as an embodiment.
The amplifying unit 30 includes transistors 31a and 31b, a constant current circuit 32, and resistors 33a and 33b.
The bases of the transistors 31a and 31b are connected to the switches 21a and 21b, the emitters are connected to the ground potential via the constant current circuit 32, the collectors are connected to the power source via the resistors 33a and 33b, and the switches 22a and 22b are connected. Connected to.
Signals input to the bases of the transistors 31a and 31b are amplified as differential signals, and the amplified signals are output from the collectors.
Here, the difference from FIG. 3A is that a switch 41a and a resistor 42a and a switch 41b and a resistor 42b of the characteristic correction units 40a and 40b are added.

図７は、図４で示した可変利得増幅器の出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化を評価指標とし、評価結果を示すグラフに特性補正部４０による対策を施した改善結果を示すグラフである。
ｘ軸は、周波数を示し、ｙ軸は、低域（１ＭＨｚ）を基準とした出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の値に対する周波数における出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量の絶対値を表す。
図７（ａ）は、出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の実数部の変化量の絶対値を示すグラフである。
図７（ａ）で示す実数部において、出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量のグラフＤＳ２２Ｒｓは、図２（ａ）の条件、すなわち信号切換部２０でのスイッチ２１、２２が配置され、増幅部３０によって増幅を行う動作条件での結果であり図４（ａ）に示したものと同じグラフである。
出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量のグラフＤＳ２２Ｒｔは、図２（ｂ）の条件、すなわち特性評価用に、スイッチ２１、２２を配置せずに、増幅部３０で増幅を行う動作条件での結果であり図４（ａ）で示したものと同じグラフである。
ここで新たに示す出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量のグラフＤＳ２２Ｒｃは、特性補正部４０の対策を施した第１実施形態によるもので、図６に示した構成をもとに評価を行った結果を示すグラフである。
グラフＤＳ２２Ｒｃは、先に示したグラフＤＳ２２Ｒｔに対するグラフＤＳ２２Ｒｓでの特性変化量に対して、グラフＤＳ２２Ｒｃの特性は、表示した周波数においてその変化量が１／２以下になることを示している。 FIG. 7 is a graph showing an improvement result obtained by applying a countermeasure by the characteristic correction unit 40 to the graph showing the evaluation result using the change in the output side reflection coefficient (S parameter S22) of the variable gain amplifier shown in FIG. 4 as an evaluation index. It is.
The x-axis indicates the frequency, and the y-axis indicates the amount of change in the output-side reflection coefficient (S-parameter S22) at the frequency relative to the value of the output-side reflection coefficient (S-parameter S22) relative to the low frequency (1 MHz). Represents an absolute value.
FIG. 7A is a graph showing the absolute value of the change amount of the real part of the output side reflection coefficient (S parameter S22).
In the real part shown in FIG. 7A, the graph DS22Rs of the change amount of the output side reflection coefficient (S parameter S22) is the condition shown in FIG. 2A, that is, the switches 21 and 22 in the signal switching unit 20 are arranged. FIG. 4 is a graph showing the results under the operating conditions in which amplification is performed by the amplification unit 30 and the same graph as shown in FIG.
The graph DS22Rt of the change amount of the output-side reflection coefficient (S parameter S22) is an operation in which amplification is performed by the amplification unit 30 without arranging the switches 21 and 22 for the condition of FIG. It is the same graph as the result of the condition and shown in FIG.
Here, the graph DS22Rc of the change amount of the output side reflection coefficient (S parameter S22) newly shown here is according to the first embodiment in which the countermeasure of the characteristic correction unit 40 is taken, and based on the configuration shown in FIG. It is a graph which shows the result of having performed evaluation.
The graph DS22Rc indicates that the change amount of the characteristic of the graph DS22Rc is ½ or less at the displayed frequency with respect to the change amount of the characteristic in the graph DS22Rs with respect to the graph DS22Rt described above.

図７（ｂ）は、出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の虚数部の変化量の絶対値を示すグラフである。
図７（ｂ）で示す虚数部において、出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量のグラフＤＳ２２Ｉｓは、図２（ａ）の条件、すなわち信号切換部２０でのスイッチ２１、２２が配置され、増幅部３０によって増幅を行う動作条件での結果であり図４（ｂ）に示したものと同じグラフである。
出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量のグラフＤＳ２２Ｉｔは、図２（ｂ）の条件、すなわち特性評価用に、スイッチ２１、２２を配置せずに、増幅部３０で増幅を行う動作条件での結果であり図４（ｂ）で示したものと同じグラフである。
ここで新たに示す出力側反射係数（ＳパラメータのＳ２２）の変化量のグラフＤＳ２２Ｉｃは、特性補正部４０の対策を施した第１実施形態によるもので、図６に示した構成をもとに評価を行った結果を示すグラフである。
グラフＤＳ２２Ｉｃは、先に示したグラフＤＳ２２Ｉｔに対するグラフＤＳ２２Ｉｓでの特性変化量に対して、グラフＤＳ２２Ｉｃの特性は、表示した周波数においてその変化量を１／２以下になることを示している。 FIG. 7B is a graph showing the absolute value of the change amount of the imaginary part of the output side reflection coefficient (S parameter S22).
In the imaginary part shown in FIG. 7B, the graph DS22Is of the change amount of the output side reflection coefficient (S parameter S22) is the condition shown in FIG. 2A, that is, the switches 21 and 22 in the signal switching unit 20 are arranged. FIG. 6 is a graph showing the results under the operating conditions in which amplification is performed by the amplification unit 30 and the same graph as that shown in FIG.
The graph DS22It of the change amount of the output side reflection coefficient (S parameter S22) is an operation of performing amplification by the amplifying unit 30 without arranging the switches 21 and 22 for the condition of FIG. It is the same graph as the result of the condition and shown in FIG.
Here, the graph DS22Ic of the change amount of the output side reflection coefficient (S parameter S22) newly shown here is according to the first embodiment in which the countermeasure of the characteristic correction unit 40 is taken, and based on the configuration shown in FIG. It is a graph which shows the result of having performed evaluation.
The graph DS22Ic indicates that the characteristic amount of the graph DS22Ic is ½ or less of the change amount at the displayed frequency with respect to the characteristic change amount in the graph DS22Is with respect to the graph DS22It described above.

図８は、図４で示した可変利得増幅器の周波数特性の変化を示すグラフである。
ｘ軸は、周波数を示し、ｙ軸は、低域（１ＭＨｚ）を基準とした可変利得増幅器の利得についての周波数特性の変化をデシベル（ｄＢ）で表す。
周波数特性のグラフＤＳ２１ｓは、図２（ａ）の条件、すなわち信号切換部２０でのスイッチ２１、２２が配置され、増幅部３０によって増幅を行う動作条件での結果であり、図５に示したものと同じグラフである。
周波数特性のグラフＤＳ２１ｔは、図２（ｂ）の条件、すなわち信号切換部２０にスイッチ２１、２２を配置せずに、増幅部３０で増幅を行う動作条件での結果であり、図５に示したものと同じグラフである。
ここで新たに示す周波数特性のグラフＤＳ２１ｃは、特性補正部４０の対策を施した第１実施形態によるもので、図６に示した構成をもとに評価を行った結果を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing changes in frequency characteristics of the variable gain amplifier shown in FIG.
The x-axis represents the frequency, and the y-axis represents the change in frequency characteristics with respect to the gain of the variable gain amplifier with reference to the low frequency (1 MHz) in decibels (dB).
The frequency characteristic graph DS21s is a result of the conditions in FIG. 2A, that is, the operating conditions in which the switches 21 and 22 in the signal switching unit 20 are arranged and the amplifier 30 performs amplification, and is shown in FIG. It is the same graph as the one.
The frequency characteristic graph DS21t is a result of the conditions in FIG. 2B, that is, the operating conditions in which the amplifiers 30 perform amplification without arranging the switches 21 and 22 in the signal switching unit 20, and are shown in FIG. This is the same graph.
The new frequency characteristic graph DS21c shown here is according to the first embodiment in which the countermeasure of the characteristic correction unit 40 is taken, and is a graph showing the result of evaluation based on the configuration shown in FIG.

グラフＤＳ２１ｃは、先に示したグラフＤＳ２１ｔに対するグラフＤＳ２１ｓでの特性変化量に対して、グラフＤＳ２１ｃの特性は、３（ｄＢ）減衰となる周波数、すなわちカットオフ周波数を数十ＭＨｚ高い周波数に移動でき、扱える周波数帯域を広帯域化できることを示している。 The graph DS21c is capable of moving the characteristic of the graph DS21c to a frequency that is 3 (dB) attenuation, that is, the cutoff frequency higher by several tens of MHz than the characteristic change amount of the graph DS21s with respect to the graph DS21t described above. This indicates that the frequency band that can be handled can be widened.

このように、信号経路にスイッチ２１、２２が配置されたことによって、増幅部３０単体で備えている性能から劣化させてしまった特性も、特性補正部４０を付加することによって改善できることを示している。 In this way, it is shown that the characteristics deteriorated from the performance of the amplification unit 30 alone can be improved by adding the characteristic correction unit 40 by arranging the switches 21 and 22 in the signal path. Yes.

（第２実施形態）
第１実施形態において、構成条件を差動増幅回路方式のものとして説明した。一方、本発明は、シングルエンド回路方式においても適用可能である。 (Second Embodiment)
In the first embodiment, the configuration conditions have been described as those of the differential amplifier circuit system. On the other hand, the present invention can also be applied to a single-ended circuit system.

第２実施形態で説明するシングルエンド回路方式のものは、前述の第１実施形態で説明した差動増幅回路方式のものと基本構成は同じであり、回路方式が相違点となる。したがって、前述の実施形態のものとの対比を行い相違点について補足することとし、図の説明に代える。
なお、図中の符号は、図１のブロック図で示したものと同様に機能するものには同じ番号を振り、その番号にシングルエンド回路構成とすることを表す「ｓ」を付記した符号とした。 The basic configuration of the single-ended circuit system described in the second embodiment is the same as that of the differential amplifier circuit system described in the first embodiment, and the circuit system is different. Therefore, the difference from the above-described embodiment will be compared and the difference will be supplemented, and the description will be replaced with the description of the figure.
Note that the reference numerals in the figure are the same as those shown in the block diagram of FIG. 1, and the same numbers are assigned to the numbers, and “s” is added to the numbers to indicate a single-ended circuit configuration. did.

図９は、シングルエンド回路方式による可変利得増幅器２を示し、前述の第１実施形態の図１に相当するブロック図である。
なお、図１での増幅部３０も差動増幅回路方式であったが、図９も増幅部３０ｓはシングルエンド方式となる。
図９の基本動作ならびに制御手段についても実施形態１で説明した作動増幅の場合と同じであり詳細の説明は省略する。 FIG. 9 shows a variable gain amplifier 2 based on a single-ended circuit system, and is a block diagram corresponding to FIG. 1 of the first embodiment described above.
Although the amplifying unit 30 in FIG. 1 is also a differential amplifier circuit system, the amplifying unit 30s in FIG. 9 is also a single-ended system.
The basic operation and control means in FIG. 9 are the same as those in the case of the operation amplification described in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.

図１０は、第２実施形態における信号切換部２０ｓと増幅部３０ｓの配置を示すブロック図である。
また、図１１は、第２実施形態における可変利得増幅器２のシミュレーションモデルを示すブロック図である。
第１実施形態の図２、図３、図６の説明と同様に、図１０と図１１に示す構成により特性のシミュレーションを行うことができる。
配置される素子に第１実施形態と同じものを適用することにより、シミュレーション結果は第１実施形態の結果と同じ特性を示す。 FIG. 10 is a block diagram showing the arrangement of the signal switching unit 20s and the amplification unit 30s in the second embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing a simulation model of the variable gain amplifier 2 in the second embodiment.
Similar to the description of FIGS. 2, 3, and 6 of the first embodiment, the characteristics can be simulated by the configuration shown in FIGS. 10 and 11.
By applying the same element as that of the first embodiment to the arranged element, the simulation result shows the same characteristics as the result of the first embodiment.

上記の第２実施形態で示すように、可変利得増幅器２の回路においてシングルエンド回路方式を適用した構成について適用可能である。 As shown in the second embodiment, the present invention can be applied to a configuration in which a single-ended circuit system is applied to the variable gain amplifier 2 circuit.

なお、増幅部３０の一例として示したトランジスタ１段による実施形態は、他の構成による増幅器に置き換えることができ、特定の方式に制限されることなく適用が可能である。 It should be noted that the one-stage transistor embodiment shown as an example of the amplifying unit 30 can be replaced with an amplifier having another configuration, and can be applied without being limited to a specific method.

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。本発明の可変利得増幅器における、特性補正部４０では、必要に応じてスイッチ４１の特性を選択することもでき、抵抗４２には、インピーダンスが適合する他の受動部品を選択することができる。また、信号切換部を構成するスイッチの構成数や接続形態についても特に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. In the variable gain amplifier of the present invention, the characteristic correction unit 40 can select the characteristic of the switch 41 as necessary, and the resistor 42 can select another passive component with matching impedance. In addition, the number of switches and the connection form constituting the signal switching unit are not particularly limited.

また、本発明の増幅部は、増幅部３０に対応する。
また、本発明の信号切換部は、スイッチ２１（２１ａ、２１ｂ）、２２（２２ａ、２２ｂ）、２３（２３ａ、２３ｂ）、２１ｓ、２２ｓ、２３ｓに対応する。
また、本発明の特性補正部は、スイッチ４１（４１ａ、４１ｂ）、４１ｓと抵抗４２（４２ａ、４２ｂ）、４２ｓに対応する。
また、本発明の特性補正部の受動素子は、抵抗４２（４２ａ、４２ｂ）、４２ｓに対応する。
また、本発明の特性補正部のスイッチは、スイッチ４１（４１ａ、４１ｂ）、４１ｓに対応する。
また、本発明の第１のスイッチは、スイッチ２１（２１ａ、２１ｂ）、２１ｓに対応する。
また、本発明の第２のスイッチは、スイッチ２２（２２ａ、２２ｂ）、２２ｓに対応する。
また、本発明の第３のスイッチは、スイッチ２３（２３ａ、２３ｂ）、２３ｓに対応する。
また、本発明の制御電源部は、制御電源部５０に対応する。
また、本発明のバイアス電源は、バイアス電源５１に対応する。
また、本発明の反転増幅器は、反転増幅器５２に対応する。 The amplification unit of the present invention corresponds to the amplification unit 30.
The signal switching unit of the present invention corresponds to the switches 21 (21a, 21b), 22 (22a, 22b), 23 (23a, 23b), 21s, 22s, 23s.
The characteristic correction unit of the present invention corresponds to the switches 41 (41a and 41b) and 41s and the resistors 42 (42a and 42b) and 42s.
Further, the passive elements of the characteristic correction unit of the present invention correspond to the resistors 42 (42a, 42b) and 42s.
The switches of the characteristic correction unit of the present invention correspond to the switches 41 (41a, 41b) and 41s.
The first switch of the present invention corresponds to the switches 21 (21a, 21b) and 21s.
The second switch of the present invention corresponds to the switches 22 (22a, 22b) and 22s.
The third switch of the present invention corresponds to the switches 23 (23a, 23b) and 23s.
The control power supply unit of the present invention corresponds to the control power supply unit 50.
The bias power source of the present invention corresponds to the bias power source 51.
The inverting amplifier of the present invention corresponds to the inverting amplifier 52.

本発明による第１実施形態における可変利得増幅回路１を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a variable gain amplifier circuit 1 according to a first embodiment of the present invention. 第１実施形態における信号切換部２０と増幅部３０の配置を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an arrangement of a signal switching unit 20 and an amplification unit 30 in the first embodiment. 第１実施形態における可変利得増幅器１のシミュレーションモデルを示すブロック図（その１）である。It is a block diagram (the 1) which shows the simulation model of the variable gain amplifier 1 in 1st Embodiment. 第１実施形態における可変利得増幅器１の出力側反射係数の変化についてのシミュレーション結果を示すグラフ（その１）である。It is a graph (the 1) which shows the simulation result about the change of the output side reflection coefficient of the variable gain amplifier 1 in 1st Embodiment. 第１実施形態における可変利得増幅器１の周波数特性の変化についてのシミュレーション結果を示すグラフ（その１）である。It is a graph (the 1) which shows the simulation result about the change of the frequency characteristic of the variable gain amplifier 1 in 1st Embodiment. 第１実施形態における可変利得増幅器１のシミュレーションモデルを示すブロック図（その２）である。FIG. 3 is a block diagram (part 2) showing a simulation model of the variable gain amplifier 1 in the first embodiment. 第１実施形態における可変利得増幅器１の出力側反射係数の変化についてのシミュレーション結果を示すグラフ（その２）である。It is a graph (the 2) which shows the simulation result about the change of the output side reflection coefficient of the variable gain amplifier 1 in 1st Embodiment. 第１実施形態における可変利得増幅器１の周波数特性の変化についてのシミュレーション結果を示すグラフ（その２）である。It is a graph (the 2) which shows the simulation result about the change of the frequency characteristic of the variable gain amplifier 1 in 1st Embodiment. 第２実施形態における可変利得増幅回路２を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the variable gain amplifier circuit 2 in 2nd Embodiment. 第２実施形態における信号切換部２０ｓと増幅部３０ｓの配置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows arrangement | positioning of the signal switching part 20s and the amplification part 30s in 2nd Embodiment. 第２実施形態における可変利得増幅器２のシミュレーションモデルを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the simulation model of the variable gain amplifier 2 in 2nd Embodiment.

Explanation of symbols

１可変利得増幅器
１１ａ、１１ｂ入力端子
１２ａ、１２ｂ出力端子
２１、２１ａ、２１ｂ、２２、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂスイッチ
３０増幅部
４０ａ、４０ｂ特性補償部
４１ａ、４１ｂスイッチ
４２ａ、４２ｂ抵抗
５０制御電源部
５１バイアス電源
５２反転増幅器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable gain amplifier 11a, 11b Input terminal 12a, 12b Output terminal 21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b, 23a, 23b Switch 30 Amplification part 40a, 40b Characteristic compensation part 41a, 41b Switch 42a, 42b Resistance 50 Control power supply Section 51 Bias power supply 52 Inverting amplifier

Claims

An amplification unit;
A plurality of switches that selectively bypass the amplification unit and output a signal, a bypass switch provided in a signal path that outputs the signal supplied to the amplification unit by bypassing the amplification unit, and the amplification unit A signal switching unit in which an output cutoff switch provided in a signal path for outputting an amplified signal is disposed;
A characteristic correction unit that corrects the frequency characteristic of the amplified signal to be widened, which deteriorates due to a change in electrical characteristic caused by the output cutoff switch arranged in the signal switching unit,
The characteristic correction unit includes:
A passive element having one end connected to the ground potential;
A switch having two signal terminals and having the same characteristics as the switch arranged in the signal switching unit;
The first signal terminal of the switch of the characteristic correction unit is connected to the other end of the passive element, the second signal terminal is connected to the output terminal of the amplification unit, and the switch is connected to the amplification unit. A variable gain amplifier characterized in that the output signal is always cut off.

A control power supply for supplying a control voltage,
The amplification unit is
Has an operation control terminal,
An amplification operation is performed by supplying control power from the control power supply unit to the operation control terminal,
The signal switching unit is
A switching control terminal,
Select and output an input / output signal of the amplification unit by a signal selection signal input from the control power supply unit to the switching control terminal,
The control power supply unit
The variable gain amplifier according to claim 1, wherein when the signal switching unit bypasses the amplification unit, the amplification operation of the amplifier is stopped.

The signal switching unit is
An input terminal to which a signal is input;
An output terminal for outputting a signal;
Three switches each having a control terminal to which a control signal for switching between an on state and an off state is input and two signal terminals;
The first switch provided as an input cutoff switch has a first signal terminal connected to the input terminal, a second signal terminal connected to the input terminal of the amplifier, and a control terminal connected to the switching control terminal. A first control signal is input from the control terminal;
The second switch provided as the output cutoff switch has a first signal terminal connected to the output terminal of the amplifying unit, a second signal terminal connected to the output terminal, and a control terminal connected to the switching control. Connected to a terminal, the first control signal is input from the control terminal,
The third switch provided as the bypass switch has a first signal terminal connected to the first signal terminal of the first switch, and a second signal terminal connected to the second switch of the second switch. Connected to the signal terminal, the control terminal is connected to the switching control terminal, and in conjunction with the first control signal, the first switch, the second switch and the own switch are in an on state and an off state. A second control signal to be operated to switch is input from the control terminal;
The control power supply unit
A bias power supply connected to ground potential;
An inverting amplifier that outputs a signal indicating logic inverted from the logic of the signal input from the bias power supply,
The outputs from the bias power supply and the inverting amplifier are the control power supplied to the amplification unit, and the first control signal and the second control signal input to the switch of the signal switching unit,
The passive element of the characteristic correction unit is
The variable gain amplifier according to claim 1, wherein the variable gain amplifier is a resistor.