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JP7189910B2 - Transformer coupled amplifier circuit - Google Patents
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Description

本開示は、トランスを用いて電流帰還及び電圧帰還を行う増幅回路に関する。 The present disclosure relates to an amplifier circuit that uses a transformer to provide current feedback and voltage feedback.

トランスを用いて電流帰還及び電圧帰還を行う増幅回路は、図1を用いてすぐ後に後述するように、低いノイズフロア及び広い周波数帯域特性を有する。 An amplifier circuit that uses transformers for current and voltage feedback has a low noise floor and wide frequency band characteristics, as will be described shortly below with reference to FIG.

従来のトランス結合型増幅回路1を図1に示す。バイポーラトランジスタ13は、ベース端子を接地される。第1巻線12と、第2巻線14及び第3巻線15とは、互いに逆相で磁界結合される。第2巻線14及び第3巻線15は、互いに同極で直列接続される。第1巻線12は、入力端子11とバイポーラトランジスタ13のエミッタ端子との間に接続される。第2巻線14は、バイポーラトランジスタ13のコレクタ端子と出力端子16の直前の結節点17との間に接続される。第3巻線15は、接地又は電源と出力端子16の直前の結節点17との間に接続される。 A conventional transformer-coupled amplifier circuit 1 is shown in FIG. The bipolar transistor 13 has its base terminal grounded. The first winding 12, the second winding 14, and the third winding 15 are magnetically coupled in opposite phases to each other. The second winding 14 and the third winding 15 are connected in series with the same polarity. A first winding 12 is connected between the input terminal 11 and the emitter terminal of the bipolar transistor 13 . A second winding 14 is connected between the collector terminal of the bipolar transistor 13 and the node 17 just before the output terminal 16 . A third winding 15 is connected between ground or power and a node 17 just before the output terminal 16 .

トランス結合型増幅回路1の利得を、磁界結合の結合係数k=1において4倍(12dB)にするため、第1巻線12及び第3巻線15の巻線比は、1:4であり、入力端子11の電圧は、1eであり、出力端子16の電圧は、4eである。トランス結合型増幅回路1の入出力インピーダンスRIN、ROUTを等しくするためには、入力端子11から流入する電流が、1iであるならば、出力端子16へと流出する電流は、4iであればよい。 The winding ratio of the first winding 12 and the third winding 15 is 1:4 in order to quadruple (12 dB) the gain of the transformer-coupled amplifier circuit 1 at the magnetic coupling coefficient k=1. , the voltage at the input terminal 11 is 1e and the voltage at the output terminal 16 is 4e. In order to equalize the input and output impedances R IN and R OUT of the transformer coupled amplifier circuit 1, if the current flowing in from the input terminal 11 is 1i, the current flowing out to the output terminal 16 should be 4i. Just do it.

第1巻線12を流れる電流は、入力端子11からバイポーラトランジスタ13のエミッタ端子へと、1iである。第2巻線14を流れる電流は、バイポーラトランジスタ13の性質上、バイポーラトランジスタ13のコレクタ端子から結節点17へと、1iである。第3巻線15を流れる電流は、接地又は電源から結節点17へと、4i-1i=3iである。第1巻線12、第2巻線14及び第3巻線15の巻線比を、1:n:4とすると、トランスの性質上、1i×1+1i×n=3i×4であるため、第1巻線12、第2巻線14及び第3巻線15の巻線比は、1:11:4である。バイポーラトランジスタ13のコレクタ端子の電圧は、(11+4)e=15eである。 The current through the first winding 12, from the input terminal 11 to the emitter terminal of the bipolar transistor 13, is 1i. The current through the second winding 14 is 1i from the collector terminal of the bipolar transistor 13 to the node 17 due to the nature of the bipolar transistor 13 . The current through the third winding 15 from ground or power to node 17 is 4i-1i=3i. If the winding ratio of the first winding 12, the second winding 14, and the third winding 15 is 1:n:4, then 1i×1+1i×n=3i×4 due to the nature of the transformer. The winding ratio of the first winding 12, the second winding 14 and the third winding 15 is 1:11:4. The voltage at the collector terminal of bipolar transistor 13 is (11+4)e=15e.

トランス結合型増幅回路1の利得を、磁界結合の結合係数k=1において、4倍(12dB)から5倍(14dB)へと変更するためには、第1巻線12、第2巻線14及び第3巻線15の巻線比は、1:11:4から1:19:5へと変更すればよく、バイポーラトランジスタ13のコレクタ端子の電圧は、15eから24eへと変更すればよい。 In order to change the gain of the transformer-coupled amplifier circuit 1 from 4 times (12 dB) to 5 times (14 dB) at the magnetic field coupling coefficient k=1, the first winding 12 and the second winding 14 and the winding ratio of the third winding 15 may be changed from 1:11:4 to 1:19:5, and the voltage at the collector terminal of the bipolar transistor 13 may be changed from 15e to 24e.

このように、トランス結合型増幅回路1は、第1巻線12、第2巻線14及び第3巻線15が巻回される単一のトランスを用いて、電流帰還及び電圧帰還を行うことにより、負帰還量を高くすることができる。そして、バイポーラトランジスタ13以外に、熱雑音源がない。よって、低いノイズフロア及び広い周波数帯域特性を得ることができる。 Thus, the transformer coupled amplifier circuit 1 uses a single transformer around which the first winding 12, the second winding 14 and the third winding 15 are wound to perform current feedback and voltage feedback. Therefore, the amount of negative feedback can be increased. Besides the bipolar transistor 13, there is no thermal noise source. Therefore, a low noise floor and wide frequency band characteristics can be obtained.

しかし、トランス結合型増幅回路1の入出力インピーダンスRIN、ROUTを等しく50Ωとすると、e/i=50Ωであり、バイポーラトランジスタ13から見た負荷インピーダンスRTRは、トランス結合型増幅回路1の利得が4倍の場合、50×15/1=750Ωであり大きく、トランス結合型増幅回路1の利得が5倍の場合、50×24/1=1200Ωでありさらに大きい。よって、トランス結合型増幅回路1の電源電圧を高くしなければ、トランス結合型増幅回路1のインターセプトポイントを高くすることができない。 However, if the input/output impedances R IN and R OUT of the transformer-coupled amplifier circuit 1 are equally 50Ω, then e/i=50Ω, and the load impedance RTR viewed from the bipolar transistor 13 is If the gain is 4 times, it is 50×15/1=750 Ω, which is large. Therefore, unless the power supply voltage of the transformer-coupled amplifier circuit 1 is increased, the intercept point of the transformer-coupled amplifier circuit 1 cannot be increased.

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、トランスを用いて電流帰還及び電圧帰還を行う増幅回路において、低いノイズフロア、高いインターセプトポイント及び広い周波数帯域特性を得ることを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, an object of the present disclosure is to obtain a low noise floor, a high intercept point, and wide frequency band characteristics in an amplifier circuit that performs current feedback and voltage feedback using a transformer.

前記課題を解決するために、図2に記載の増幅回路を適用する。なお、バイポーラトランジスタは、図2に図示しているが、電界効果トランジスタは、図2に図示していない。 In order to solve the above problems, the amplifier circuit shown in FIG. 2 is applied. The bipolar transistor is shown in FIG. 2, but the field effect transistor is not shown in FIG.

具体的には、本開示は、エミッタ接地のバイポーラトランジスタ又はソース接地の電界効果トランジスタと、本トランス結合型増幅回路の入力端子から出力端子への順序で互いに直列接続されるとともに、互いに磁界結合される第1巻線、第2巻線及び第3巻線と、を備え、前記バイポーラトランジスタのベース端子又は前記電界効果トランジスタのゲート端子は、前記第1巻線と前記第2巻線との間の結節点に接続され、前記バイポーラトランジスタのコレクタ端子又は前記電界効果トランジスタのドレイン端子は、前記第2巻線と前記第3巻線との間の結節点に接続されることを特徴とするトランス結合型増幅回路である。 Specifically, the present disclosure relates to a grounded-emitter bipolar transistor or a grounded-source field effect transistor connected in series with each other in the order from the input terminal to the output terminal of the transformer coupled amplifier circuit and magnetically coupled to each other. a first winding, a second winding and a third winding, wherein the base terminal of the bipolar transistor or the gate terminal of the field effect transistor is between the first winding and the second winding. and the collector terminal of the bipolar transistor or the drain terminal of the field effect transistor is connected to the node between the second winding and the third winding. It is a combined amplifier circuit.

この構成によれば、トランスを用いて電流帰還及び電圧帰還を行う増幅回路において、低いノイズフロア、高いインターセプトポイント及び広い周波数帯域特性を得ることができる(具体的には、以下の記載を参照。)。 According to this configuration, it is possible to obtain a low noise floor, a high intercept point, and wide frequency band characteristics in an amplifier circuit that performs current feedback and voltage feedback using a transformer (specifically, see the description below. ).

また、本開示は、前記第1巻線、前記第2巻線及び前記第3巻線は、互いに同極で直列接続され、前記第1巻線、前記第2巻線及び前記第3巻線の巻線比は、1:n-1:1であり、本トランス結合型増幅回路の利得は、磁界結合の結合係数k=1においてn倍であることを特徴とするトランス結合型増幅回路である。 Further, the present disclosure is characterized in that the first winding, the second winding, and the third winding are connected in series with the same polarity, and the first winding, the second winding, and the third winding are connected in series. is 1:n-1:1, and the gain of the transformer-coupled amplifier circuit is n times the magnetic field coupling coefficient k=1. be.

また、本開示は、前記バイポーラトランジスタ又は前記電界効果トランジスタから見た負荷インピーダンスは、本トランス結合型増幅回路の入出力インピーダンスより小さいことを特徴とするトランス結合型増幅回路である。 Further, the present disclosure is a transformer coupling amplifier circuit, wherein the load impedance seen from the bipolar transistor or the field effect transistor is smaller than the input/output impedance of the transformer coupling amplifier circuit.

この構成によれば、バイポーラトランジスタ(図2に図示)又は電界効果トランジスタ(図2に不図示)から見た負荷インピーダンスは、増幅回路の入出力インピーダンスより小さい。よって、増幅回路の電源電圧を高くしなくても、増幅回路のインターセプトポイントを高くすることができる。 With this configuration, the load impedance seen by the bipolar transistor (shown in FIG. 2) or the field effect transistor (not shown in FIG. 2) is smaller than the input/output impedance of the amplifier circuit. Therefore, the intercept point of the amplifier circuit can be increased without increasing the power supply voltage of the amplifier circuit.

また、本開示は、前記第1巻線、前記第2巻線及び前記第3巻線は、単一のコアに巻回されることを特徴とするトランス結合型増幅回路である。 Further, the present disclosure is a transformer coupled amplifier circuit, wherein the first winding, the second winding and the third winding are wound around a single core.

この構成によれば、増幅回路は、2個のトランスを必要としないで、単一のトランスのみを必要とするため、このトランスが、理想トランスでなくても、特定の周波数で不要な発振を起こしにくい。よって、増幅回路は、設計及び製造を容易にすることができる。 With this configuration, the amplifier circuit does not require two transformers, but only a single transformer, so that even if this transformer is not an ideal transformer, it will produce unwanted oscillations at specific frequencies. Hard to wake up. Thus, the amplifier circuit can be easy to design and manufacture.

このように、本開示は、トランスを用いて電流帰還及び電圧帰還を行う増幅回路において、低いノイズフロア、高いインターセプトポイント及び広い周波数帯域特性を得ることができる。 Thus, the present disclosure can obtain a low noise floor, a high intercept point, and wide frequency band characteristics in an amplifier circuit that performs current feedback and voltage feedback using a transformer.

従来のトランス結合型増幅回路を示す図である。1 is a diagram showing a conventional transformer-coupled amplifier circuit; FIG. 本開示のトランス結合型増幅回路を示す図である。1 illustrates a transformer-coupled amplifier circuit of the present disclosure; FIG. 本開示の各巻線の巻回方法を示す図である。FIG. 3 illustrates a winding method for each winding of the present disclosure;

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of implementing the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments.

本開示のトランス結合型増幅回路2を図2に示す。バイポーラトランジスタ25(又は電界効果トランジスタ)は、エミッタ端子(又はソース端子)を接地される。第1巻線22、第2巻線23及び第3巻線24は、入力端子21から出力端子26への順序で、互いに同極で直列接続されるとともに、互いに磁界結合される。バイポーラトランジスタ25(又は電界効果トランジスタ)のベース端子(又はゲート端子)は、第1巻線22と第2巻線23との間の結節点27に接続される。バイポーラトランジスタ25(又は電界効果トランジスタ)のコレクタ端子(又はドレイン端子)は、第2巻線23と第3巻線24との間の結節点28に接続される。図2では、バイポーラトランジスタ25を備える増幅回路について説明するが、電界効果トランジスタを含む増幅回路についても同様である。 A transformer-coupled amplifier circuit 2 of the present disclosure is shown in FIG. The bipolar transistor 25 (or field effect transistor) has its emitter terminal (or source terminal) grounded. The first winding 22, the second winding 23, and the third winding 24 are connected in series with the same polarity in order from the input terminal 21 to the output terminal 26, and are magnetically coupled to each other. The base terminal (or gate terminal) of the bipolar transistor 25 (or field effect transistor) is connected to the node 27 between the first winding 22 and the second winding 23 . The collector terminal (or drain terminal) of bipolar transistor 25 (or field effect transistor) is connected to node 28 between second winding 23 and third winding 24 . Although FIG. 2 describes an amplifier circuit including a bipolar transistor 25, the same applies to an amplifier circuit including field effect transistors.

図2の上段では、トランス結合型増幅回路2の利得を、磁界結合の結合係数k=1において4倍(12dB)に設計するため、第1巻線22及び(第2巻線23+第3巻線24)の巻線比は、1:4であり、入力端子21の電圧は、1eであり、出力端子26の電圧は、-4eである。第1巻線22、第2巻線23及び第3巻線24の巻線比は、1:3:1であり、結節点27の電圧は、0eであり、結節点28の電圧は、-3eである。 In the upper part of FIG. 2, the gain of the transformer-coupled amplifier circuit 2 is designed to be four times (12 dB) at the magnetic field coupling coefficient k=1. The turns ratio of line 24) is 1:4, the voltage at input terminal 21 is 1e and the voltage at output terminal 26 is -4e. The winding ratio of the first winding 22, the second winding 23 and the third winding 24 is 1:3:1, the voltage at the node 27 is 0e, and the voltage at the node 28 is - 3e.

(第1巻線22+第2巻線23)及び第3巻線24の巻線比は、4:1であり、第1巻線22及び第2巻線23を流れる電流は、バイポーラトランジスタ25の性質上、入力端子21から結節点28へと、1iであり、第3巻線24を流れる電流は、出力端子26から結節点28へと、4iである。入力端子21の電圧及び電流は、1e及び1iであり、出力端子26の電圧及び電流は、-4e及び4iであり、トランス結合型増幅回路2の入出力インピーダンスRIN、ROUTは、等しくe/iであり、例えば特性インピーダンス50Ωに設計することができる。 The turns ratio of (the first winding 22 + the second winding 23) and the third winding 24 is 4:1, and the current flowing through the first winding 22 and the second winding 23 is equal to that of the bipolar transistor 25. In nature, from input terminal 21 to node 28 is 1i and the current through third winding 24 is 4i from output terminal 26 to node 28 . The voltage and current at the input terminal 21 are 1e and 1i, the voltage and current at the output terminal 26 are -4e and 4i, and the input/output impedances R IN and R OUT of the transformer coupling amplifier circuit 2 are equal to e /i and can be designed to have a characteristic impedance of 50Ω, for example.

バイポーラトランジスタ25のコレクタ端子とエミッタ端子との間の電圧降下は、3eである。バイポーラトランジスタ25のコレクタ端子とエミッタ端子との間を流れる電流は、バイポーラトランジスタ25の性質上、1i+4i=5iである。バイポーラトランジスタ25から見た負荷インピーダンスRTRは、50×3/5=30Ωであり、トランス結合型増幅回路2の入出力インピーダンスRIN、ROUTより小さく、図1の場合より小さくすることができる。 The voltage drop between the collector and emitter terminals of bipolar transistor 25 is 3e. Due to the nature of the bipolar transistor 25, the current flowing between the collector terminal and the emitter terminal of the bipolar transistor 25 is 1i+4i=5i. The load impedance R TR viewed from the bipolar transistor 25 is 50×3/5=30Ω, which is smaller than the input/output impedances R IN and R OUT of the transformer coupling amplifier circuit 2 and can be made smaller than in FIG. .

図2の下段では、トランス結合型増幅回路2の利得を、磁界結合の結合係数k=1においてn倍に変更するため、第1巻線22及び(第2巻線23+第3巻線24)の巻線比は、1:nであり、入力端子21の電圧は、1eであり、出力端子26の電圧は、-neである。第1巻線22、第2巻線23及び第3巻線24の巻線比は、1:n-1:1であり、結節点27の電圧は、0eであり、結節点28の電圧は、-(n-1)eである。 In the lower part of FIG. 2, the gain of the transformer-coupled amplifier circuit 2 is changed to n times at the magnetic coupling coefficient k=1, so that the first winding 22 and (the second winding 23 + the third winding 24) has a turns ratio of 1:n, the voltage at the input terminal 21 is 1e, and the voltage at the output terminal 26 is -ne. The turns ratio of the first winding 22, the second winding 23 and the third winding 24 is 1:n-1:1, the voltage at the node 27 is 0e, and the voltage at the node 28 is , −(n−1)e.

(第1巻線22+第2巻線23)及び第3巻線24の巻線比は、n:1であり、第1巻線22及び第2巻線23を流れる電流は、バイポーラトランジスタ25の性質上、入力端子21から結節点28へと、1iであり、第3巻線24を流れる電流は、出力端子26から結節点28へと、niである。入力端子21の電圧及び電流は、1e及び1iであり、出力端子26の電圧及び電流は、-ne及びniであり、トランス結合型増幅回路2の入出力インピーダンスRIN、ROUTは、等しくe/iであり、例えば特性インピーダンス50Ωに設計することができる。 The turns ratio of (the first winding 22 + the second winding 23) and the third winding 24 is n:1, and the current flowing through the first winding 22 and the second winding 23 is equal to that of the bipolar transistor 25. In nature, from input terminal 21 to node 28 is 1i and the current through third winding 24 is ni from output terminal 26 to node 28 . The voltage and current at the input terminal 21 are 1e and 1i, the voltage and current at the output terminal 26 are -ne and ni, and the input/output impedances R IN and R OUT of the transformer coupling amplifier circuit 2 are equal to e /i and can be designed to have a characteristic impedance of 50Ω, for example.

バイポーラトランジスタ25のコレクタ端子とエミッタ端子との間の電圧降下は、(n-1)eである。バイポーラトランジスタ25のコレクタ端子とエミッタ端子との間を流れる電流は、バイポーラトランジスタ25の性質上、1i+ni=(n+1)iである。バイポーラトランジスタ25から見た負荷インピーダンスRTRは、50×(n-1)/(n+1)Ωであり、トランス結合型増幅回路2の入出力インピーダンスRIN、ROUTより小さくすることができる。 The voltage drop between the collector and emitter terminals of bipolar transistor 25 is (n-1)e. Due to the nature of the bipolar transistor 25, the current flowing between the collector terminal and the emitter terminal of the bipolar transistor 25 is 1i+ni=(n+1)i. The load impedance R TR viewed from the bipolar transistor 25 is 50×(n−1)/(n+1)Ω, and can be made smaller than the input/output impedances R IN and R OUT of the transformer coupling amplifier circuit 2 .

以上、トランス結合型増幅回路2は、第1巻線22、第2巻線23及び第3巻線24が巻回される単一のトランスを用いて、電流帰還及び電圧帰還を行うことにより、負帰還量を高くすることができる。そして、バイポーラトランジスタ25以外に、熱雑音源がない。よって、低いノイズフロア及び広い周波数帯域特性を得ることができる。 As described above, the transformer-coupled amplifier circuit 2 performs current feedback and voltage feedback using a single transformer around which the first winding 22, the second winding 23 and the third winding 24 are wound. The amount of negative feedback can be increased. Besides the bipolar transistor 25, there is no thermal noise source. Therefore, a low noise floor and wide frequency band characteristics can be obtained.

そして、バイポーラトランジスタ25から見た負荷インピーダンスRTRは、30Ω(図2の上段の場合)であり小さい。よって、トランス結合型増幅回路2の電源電圧を高くしなくても、トランス結合型増幅回路2のインターセプトポイントを高くすることができる。 The load impedance RTR seen from the bipolar transistor 25 is 30Ω (in the case of the upper stage of FIG. 2), which is small. Therefore, the intercept point of the transformer-coupled amplifier circuit 2 can be increased without increasing the power supply voltage of the transformer-coupled amplifier circuit 2 .

本開示の各巻線の巻回方法を図3に示す。第1巻線22、第2巻線23及び第3巻線24は、単一のコア29に巻回される。図3では、コア29としてメガネコアを適用する場合について説明するが、コア29として他のコアを適用する場合についても同様である。 The method of winding each winding of the present disclosure is shown in FIG. The first winding 22 , the second winding 23 and the third winding 24 are wound on a single core 29 . In FIG. 3, the case where a spectacle core is applied as the core 29 will be described, but the case where other cores are applied as the core 29 is the same.

図3の左下欄では、入力端子21をコア29の外部に引き出し、同軸線又はツイスト線等をコア29に1m回(1は、巻線比。mは、任意の自然数。)だけ巻回し、第1巻線22を構成する。そして、同軸線又はツイスト線等にタップ等の結節点27を構成し、結節点27とバイポーラトランジスタ25のベース端子とを接続する。 In the lower left column of FIG. 3, the input terminal 21 is drawn out of the core 29, and the coaxial line or twisted line or the like is wound around the core 29 by 1 m times (1 is the winding ratio. m is an arbitrary natural number), A first winding 22 is configured. A node 27 such as a tap is formed on the coaxial line or twisted line, and the node 27 and the base terminal of the bipolar transistor 25 are connected.

図3の右上欄では、結節点27を起点として再び、同軸線又はツイスト線等をコア29に3m回又は(n-1)m回(3又はn-1は、巻線比。mは、任意の自然数。)だけ巻回し、第2巻線23を構成する。そして、同軸線又はツイスト線等にタップ等の結節点28を構成し、結節点28とバイポーラトランジスタ25のコレクタ端子とを接続する。 In the upper right column of FIG. 3, starting from the node 27, a coaxial line or a twisted wire or the like is wound around the core 29 3m times or (n−1)m times (3 or n−1 is the winding ratio. m is the winding ratio. Any natural number.) to constitute the second winding 23 . A node 28 such as a tap is formed on the coaxial line or twisted line, and the node 28 and the collector terminal of the bipolar transistor 25 are connected.

図3の右下欄では、結節点28を起点として再び、同軸線又はツイスト線等をコア29に1m回(1は、巻線比。mは、任意の自然数。)だけ巻回し、第3巻線24を構成する。そして、出力端子26をコア29の外部に引き出し、各巻線の巻回を終了する。 In the lower right column of FIG. 3, starting from the node 28, the coaxial line, twisted wire, or the like is again wound around the core 29 by 1m times (1 is the winding ratio. m is an arbitrary natural number), and the third coil is wound. A winding 24 is constructed. Then, the output terminal 26 is pulled out of the core 29, and the winding of each winding is completed.

以上、トランス結合型増幅回路2は、単一のトランスのみを必要とするため、このトランスが、理想トランスでなくても、特定の周波数で不要な発振を起こしにくい。よって、トランス結合型増幅回路2は、設計及び製造を容易にすることができる。 As described above, since the transformer-coupled amplifier circuit 2 requires only a single transformer, even if this transformer is not an ideal transformer, unwanted oscillation is unlikely to occur at a specific frequency. Therefore, the transformer coupled amplifier circuit 2 can be easily designed and manufactured.

本実施形態では、バイポーラトランジスタ25のhFEを無限大と仮定したため、第1巻線22、第2巻線23及び第3巻線24の巻線比が1:n-1:1であるときには、トランス結合型増幅回路2の利得はn倍である。実際の場合は、バイポーラトランジスタ25のhFEを無限大と仮定できず、第1巻線22、第2巻線23及び第3巻線24の巻線比が1:n-1:1であるときでも、トランス結合型増幅回路2の利得はn倍より小さい。実際の場合に、トランス結合型増幅回路2の利得をn倍にするためには、第1巻線22、第2巻線23及び第3巻線24の巻線比を1:n’(>n-1):1にすることが望ましい。 In this embodiment, it is assumed that h FE of the bipolar transistor 25 is infinite. , the gain of the transformer-coupled amplifier circuit 2 is n times. In the actual case, the h FE of the bipolar transistor 25 cannot be assumed to be infinite, and the turns ratio of the first winding 22, the second winding 23 and the third winding 24 is 1:n-1:1. Even when the gain of the transformer coupled amplifier circuit 2 is less than n times. In an actual case, in order to increase the gain of the transformer coupled amplifier circuit 2 by n times, the winding ratio of the first winding 22, the second winding 23 and the third winding 24 should be 1:n'(> n−1):1 is desirable.

トランス結合型増幅回路2の下限周波数は、トランスのL値により決まり、トランスのL値は、トランスのμ値、断面積及び巻数により決まる。トランス結合型増幅回路2の下限周波数を低周波数側に延ばすためには、例えば、トランスのμ値(コアの比透磁率)を増やすことが望ましく、トランスの巻数(上記の自然数m)を増やすことが望ましい。 The lower limit frequency of the transformer coupled amplifier circuit 2 is determined by the L value of the transformer, and the L value of the transformer is determined by the μ value, cross-sectional area and number of turns of the transformer. In order to extend the lower limit frequency of the transformer-coupled amplifier circuit 2 to the low frequency side, for example, it is desirable to increase the μ value (relative magnetic permeability of the core) of the transformer, and the number of turns of the transformer (the above natural number m) should be increased. is desirable.

図2において、必要に応じて、DCカット回路及びダンピング回路を追加してもよい。図3において、特定の周波数で不要な発振を起こしにくくするためには、第1巻線22、第2巻線23及び第3巻線24の間の線間キャパシタが生じないように、第1巻線22、第2巻線23及び第3巻線24を単一のコア29に巻回することが望ましい。 In FIG. 2, a DC cut circuit and a damping circuit may be added as required. In FIG. 3, in order to prevent unwanted oscillation at a specific frequency, the first winding 22, the second winding 23 and the third winding 24 should not have line-to-line capacitors. Winding 22 , second winding 23 and third winding 24 are preferably wound on a single core 29 .

本開示のトランス結合型増幅回路は、低いノイズフロアを有するローノイズアンプ、高いインターセプトポイントを有する低歪みハイパワーリニアアンプ、インピーダンス整合が容易なカスケードアンプ及びテレビアンテナのブースターアンプ等に適用することができ、無線装置及び通信装置等に実装することができる。 The transformer-coupled amplifier circuit of the present disclosure can be applied to a low-noise amplifier with a low noise floor, a low-distortion high-power linear amplifier with a high intercept point, a cascade amplifier with easy impedance matching, a TV antenna booster amplifier, and the like. , wireless devices, communication devices, and the like.

1、2:トランス結合型増幅回路、11:入力端子、12:第1巻線、13:バイポーラトランジスタ、14:第2巻線、15:第3巻線、16:出力端子、17:結節点、21:入力端子、22:第1巻線、23:第2巻線、24:第3巻線、25:バイポーラトランジスタ、26:出力端子、27:結節点、28:結節点、29:コア 1, 2: transformer-coupled amplifier circuit, 11: input terminal, 12: first winding, 13: bipolar transistor, 14: second winding, 15: third winding, 16: output terminal, 17: node. , 21: input terminal, 22: first winding, 23: second winding, 24: third winding, 25: bipolar transistor, 26: output terminal, 27: node, 28: node, 29: core

Claims (4)

エミッタ接地のバイポーラトランジスタ又はソース接地の電界効果トランジスタと、
本トランス結合型増幅回路の入力端子から出力端子への順序で互いに直列接続されるとともに、互いに磁界結合される第1巻線、第2巻線及び第3巻線と、を備え、
前記バイポーラトランジスタのベース端子又は前記電界効果トランジスタのゲート端子は、前記第1巻線と前記第2巻線との間の結節点に接続され、
前記バイポーラトランジスタのコレクタ端子又は前記電界効果トランジスタのドレイン端子は、前記第2巻線と前記第3巻線との間の結節点に接続される
ことを特徴とするトランス結合型増幅回路。
an emitter-grounded bipolar transistor or a source-grounded field effect transistor;
a first winding, a second winding, and a third winding that are connected in series in the order from the input terminal to the output terminal of the transformer coupled amplifier circuit and magnetically coupled to each other;
a base terminal of the bipolar transistor or a gate terminal of the field effect transistor is connected to a node between the first winding and the second winding;
A transformer coupled amplifier circuit, wherein a collector terminal of the bipolar transistor or a drain terminal of the field effect transistor is connected to a node between the second winding and the third winding.
前記第1巻線、前記第2巻線及び前記第3巻線は、互いに同極で直列接続され、
前記第1巻線、前記第2巻線及び前記第3巻線の巻線比は、1:n-1:1であり、
本トランス結合型増幅回路の利得は、磁界結合の結合係数k=1においてn倍である
ことを特徴とする、請求項1に記載のトランス結合型増幅回路。
the first winding, the second winding, and the third winding are connected in series with the same polarity,
a winding ratio of the first winding, the second winding and the third winding is 1:n-1:1;
2. The transformer-coupled amplifier circuit according to claim 1, wherein the gain of the transformer-coupled amplifier circuit is n times the magnetic field coupling coefficient k=1.
前記バイポーラトランジスタ又は前記電界効果トランジスタから見た負荷インピーダンスは、本トランス結合型増幅回路の入出力インピーダンスより小さい
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のトランス結合型増幅回路。
3. The transformer coupling amplifier circuit according to claim 1, wherein a load impedance seen from said bipolar transistor or said field effect transistor is smaller than an input/output impedance of said transformer coupling amplifier circuit.
前記第1巻線、前記第2巻線及び前記第3巻線は、単一のコアに巻回される
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載のトランス結合型増幅回路。
4. The transformer-coupled amplifier circuit according to claim 1, wherein said first winding, said second winding and said third winding are wound on a single core. .
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