(57)【要約】【課題】送信電界があらゆる状況であっても、良好な出力信号が得られるアンプ装置を提供する。【解決手段】アンテナからの受信信号を増幅するアンプ装置は、トランジスタ増幅回路１０と、レベル判定部２０と、電流制御部３０とから構成される。増幅回路１０は、アンテナからの受信信号が入力され受信信号を増幅する。レベル判定部２０は、増幅回路１０の出力信号レベルを検出する。電流制御部３０は、レベル判定部２０による判定結果に応じて増幅回路１０のトランジスタに流れる電流を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナからの受信信号を増幅するアンプ装置であって、該アンプ装置は、
アンテナからの受信信号が入力され受信信号を増幅するトランジスタ増幅回路と、
前記増幅回路の出力信号レベルを判定するレベル判定部と、
前記レベル判定部による判定結果に応じて増幅回路のトランジスタに流れる電流を制御する電流制御部と、
を具備することを特徴とするアンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンプ装置において、
前記増幅回路は、コレクタ接地型トランジスタ増幅回路であり、トランジスタのコレクタは第１抵抗を介して増幅回路の電源に接続され、ベースは第２抵抗を介してコレクタに接続され、エミッタは第３抵抗を介して接地され、第１抵抗、第２抵抗及び第３抵抗の少なくとも何れか１つが可変抵抗であり、
前記電流制御部は、増幅回路のトランジスタに流れる電流を制御するように、可変抵抗の抵抗値を変化させる、
ことを特徴とするアンプ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のアンプ装置において、
前記増幅回路は、エミッタ接地型トランジスタ増幅回路であり、トランジスタのコレクタは第１抵抗を介して増幅回路の電源に接続され、ベースは第２抵抗を介してコレクタに接続され、エミッタは第３抵抗を介して接地され、第１抵抗、第２抵抗及び第３抵抗の少なくとも何れか１つが可変抵抗であり、
前記電流制御部は、増幅回路のトランジスタに流れる電流を制御するように、可変抵抗の抵抗値を変化させる、
ことを特徴とするアンプ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載のアンプ装置において、
前記増幅回路は、その電源が電圧可変電源からなり、
前記電流制御部は、増幅回路のトランジスタに流れる電流を制御するように、電圧可変電源の電圧を変化させる、
ことを特徴とするアンプ装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載のアンプ装置であって、さらに、入力フィルタ回路と出力フィルタ回路とを具備し、アンテナからの受信信号が入力フィルタ回路を介して増幅回路に入力されると共に、増幅回路の出力信号が出力フィルタ回路を介してレベル判定部に入力されることを特徴とするアンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンプ装置に関し、特に、アンテナからの受信信号を増幅するためのアンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なアンテナからの受信信号を増幅するアンプ装置は、エミッタ接地型トランジスタ増幅回路により構成されている。このような構成のアンプ装置の場合、アンテナからの受信信号が大きくなると、トランジスタの増幅能力とバイアス条件等で定まる増幅特性が直線性を示す範囲を超えて、高調波歪や相互変調歪が発生していた。これは、アンプ装置の入力信号に対して出力信号が飽和した状態である。このような状況の場合、例えばＦＭ放送信号の送信所近く等の強電界下において、相互変調歪が強くなり、混信等が発生していた。
【０００３】
このような強電界下における特性を改善するための手法として、例えば特許文献１に開示の技術がある。この技術は、コレクタ接地型トランジスタ増幅回路により構成されたものである。コレクタ接地型トランジスタ増幅回路を用いることで、高入力インピーダンス特性を有すると共に低出力インピーダンス特性を有している。したがって、アンテナからの受信信号が減衰すること無しにアンプ装置の入力端子に与えられると共に、アンプ装置の出力信号が減衰すること無しに受信機に与えられることになる。そして、トランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧も小さいものとなるため、歪特性が優れたものとなる。このような構成のアンプ装置では、広範囲にわたって増幅特性が直進性を有するものとなるため、エミッタ接地型トランジスタ増幅回路を用いたものでは出力信号が飽和するような強電界下であっても、混信等が発生しないものであるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−４１１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、相互変調特性は良いものの、雑音指数特性が悪く、ノイズが多くなってしまっていた。したがって、強電界下では良好であったが、送信所から遠い弱電界下の場合には、雑音指数特性が悪いため、ノイズにより良好な出力信号が得られない場合もあった。このように、相互変調特性と雑音指数特性は表裏の関係となっており、送信電界によっては良好な出力信号が得られない場合があった。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、送信電界があらゆる状況であっても、良好な出力信号が得られるアンプ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明によるアンプ装置は、アンテナからの受信信号が入力され受信信号を増幅するトランジスタ増幅回路と、増幅回路の出力信号レベルを判定するレベル判定部と、レベル判定部による判定結果に応じて増幅回路のトランジスタに流れる電流を制御する電流制御部と、を具備するものである。
【０００８】
ここで、増幅回路は、コレクタ接地型トランジスタ増幅回路であり、トランジスタのコレクタは第１抵抗を介して増幅回路の電源に接続され、ベースは第２抵抗を介してコレクタに接続され、エミッタは第３抵抗を介して接地され、第１抵抗、第２抵抗及び第３抵抗の少なくとも何れか１つが可変抵抗であり、電流制御部は、増幅回路のトランジスタに流れる電流を制御するように、可変抵抗の抵抗値を変化させるものであれば良い。
【０００９】
また、増幅回路は、エミッタ接地型トランジスタ増幅回路であり、トランジスタのコレクタは第１抵抗を介して増幅回路の電源に接続され、ベースは第２抵抗を介してコレクタに接続され、エミッタは第３抵抗を介して接地され、第１抵抗、第２抵抗及び第３抵抗の少なくとも何れか１つが可変抵抗であり、電流制御部は、増幅回路のトランジスタに流れる電流を制御するように、可変抵抗の抵抗値を変化させるものであっても良い。
【００１０】
また、増幅回路は、その電源が電圧可変電源からなり、電流制御部は、増幅回路のトランジスタに流れる電流を制御するように、電圧可変電源の電圧を変化させるものであっても良い。
【００１１】
さらに、入力フィルタ回路と出力フィルタ回路とを具備し、アンテナからの受信信号が入力フィルタ回路を介して増幅回路に入力されると共に、増幅回路の出力信号が出力フィルタ回路を介してレベル判定部に入力されても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のアンプ装置には、送信電界があらゆる状況であっても、良好な出力信号が得られるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明のアンプ装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施例のアンプ装置の増幅回路を説明するための回路図である。
【図３】図３は、コレクタ電流を高くした場合の相互変調特性及び雑音指数特性の一例である。
【図４】図４は、コレクタ電流を低くした場合の相互変調特性及び雑音指数特性の一例である。
【図５】図５は、本発明の第２実施例のアンプ装置の増幅回路を説明するための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明のアンプ装置の構成を説明するためのブロック図である。図示の通り、本発明のアンプ装置は、トランジスタ増幅回路１０と、レベル判定部２０と、電流制御部３０とから主に構成されている。アンプ装置は、アンテナ１からの受信信号を増幅するために用いられるものである。
【００１５】
増幅回路１０は、アンテナ１からの受信信号が入力され、受信信号を増幅するためのものである。通常、アンテナ１からの受信信号には、所望の周波数帯域以外の信号も含まれてしまっているため、入力フィルタ回路２を介して増幅回路１０に受信信号が入力される。入力フィルタ回路２は、例えばＬＣ回路によるバンドパスフィルタや整合回路であれば良い。
【００１６】
レベル判定部２０は、増幅回路１０の出力信号レベルを判定するものである。レベル判定部２０は、所定の出力信号レベル（閾値）に対して、入力された増幅回路１０の出力信号レベルの大小を判定する。また、レベル判定部２０による判定は、１つの閾値に対する大小判定、即ち、強電界下なのか弱電界下なのかを判定可能なものであっても良いし、複数の連続的な閾値を設け、電界強度がどの程度なのかを所定のステップで判定可能なものであっても良い。増幅回路１０の出力信号についても、所望の周波数帯域のみを検出可能なように、出力フィルタ回路３を介してレベル判定部２０に入力されれば良い。
【００１７】
そして、電流制御部３０は、レベル判定部２０による判定結果に応じて増幅回路１０のトランジスタに流れる電流を制御するものである。即ち、電流制御部３０は、レベル判定部２０の判定結果により、出力信号レベルが所定の閾値よりも高いと判定された場合には、相互変調特性が最良となるようにトランジスタに流れる電流を制御する。また、出力信号レベルが低いと判定された場合には、雑音指数特性が悪化しないようにトランジスタに流れる電流を制御する。
【００１８】
ここで、増幅回路１０のより具体的な例について説明する。本発明の第１実施例のアンプ装置では、増幅回路１０は、例えば図２に示されるようなコレクタ接地型トランジスタ増幅器であれば良い。図２は、本発明の第１実施例のアンプ装置の増幅回路を説明するための回路図である。図示の通り、第１実施例のアンプ装置の増幅回路１０は、トランジスタ１１のコレクタが第１抵抗１３を介して増幅回路の電源１４に接続されている。また、ベースは、第２抵抗１５を介してコレクタに接続されている。また、エミッタは、第３抵抗１６を介して接地されている。そして、これらの第１抵抗１３、第２抵抗１５及び第３抵抗１６の少なくとも何れか１つが、トランジスタ１１に流れる電流、具体的にはコレクタ電流を制御可能なように、可変抵抗により構成されれば良い。なお、第３抵抗１６は、インダクタンスにより構成されていても良い。また、図示例では、トランジスタ１１のコレクタは、必要により設けられるバイパスコンデンサであるコンデンサ１２を介して接地されている例を示した。さらに、図示例ではトランジスタ１１として、バイポーラトランジスタを示したが、本発明はこれに限定されず、ＭＯＳＦＥＴを用いてドレイン接地型としても良い。
【００１９】
そして、レベル判定部２０による出力信号レベルの判定結果に応じて、電流制御部３０がコレクタ電流を増減させる。例えば第３抵抗１６を可変抵抗で構成した場合には、第３抵抗１６の抵抗値を可変することによりコレクタ電流を増減させる。具体的には、レベル判定部２０による出力信号レベルの判定結果が、所定の閾値よりも高い場合には、コレクタ電流を増加させるために、可変抵抗の抵抗値を低くすれば良い。逆に、所定の閾値よりも低い場合には、コレクタ電流を低下させるために、可変抵抗の抵抗値を高くすれば良い。なお、コレクタ電流を可変可能な位置に設けられた抵抗が可変抵抗であれば良いため、第１抵抗１３、第２抵抗１５及び第３抵抗１６の少なくとも何れか１つが可変抵抗により構成されていれば良い。ここで、可変抵抗は、例えば電圧制御可変抵抗や、デジタル制御可変抵抗等、外部からの制御信号に応じて抵抗値が可変可能に構成されたものであれば良い。
【００２０】
ここで、図３及び図４に、相互変調特性及び雑音指数特性の一例を表わす。図３がコレクタ電流を高くした場合の特性であり、図３（ａ）が相互変調特性を、図３（ｂ）が雑音指数特性を表わしている。また、図４がコレクタ電流を低くした場合の特性であり、図４（ａ）が相互変調特性を、図４（ｂ）が雑音指数特性を表わしている。例えば、−１０ｄＢｍよりも出力信号レベルが高くなった場合には、図３（ａ）や図４（ａ）に示されるように、相互変調特性が良くなるように、コレクタ電流を高くすれば良いことが分かる。また、出力信号レベルが低い場合には、図３（ｂ）や図４（ｂ）に示されるように、コレクタ電流を低くすれば、雑音指数特性も下がるため、低雑音アンプとすることが可能となるため、出力信号レベルが低い場合にも良好な増幅信号を得ることが可能となることが分かる。
【００２１】
このように、本発明のアンプ装置は、送信電界があらゆる状況であっても、アンプの出力信号レベルに応じてコレクタ電流を制御し、良好な出力信号が得られるように構成することが可能となる。
【００２２】
次に、本発明の第２実施例のアンプ装置の増幅回路を図５を用いて説明する。図５は、本発明の第２実施例のアンプ装置の増幅回路を説明するための回路図である。第１実施例のアンプ装置では、コレクタ接地型トランジスタ増幅器を用いた構成であったが、第２実施例のアンプ装置では、エミッタ接地型トランジスタ増幅器を用いた構成である。図示の通り、第２実施例のアンプ装置の増幅回路１０は、トランジスタ１１のコレクタは第１抵抗１３を介して増幅回路の電源１４に接続されている。また、ベースは第２抵抗１５を介してコレクタに接続されている。また、エミッタは第３抵抗１６を介して接地されている。そして、これらの第１抵抗１３、第２抵抗１５及び第３抵抗１６の少なくとも何れか１つが、トランジスタ１１に流れる電流、具体的にはエミッタ電流を制御可能なように、可変抵抗により構成されれば良い。
【００２３】
そして、レベル判定部２０による出力信号レベルの判定結果に応じて、電流制御部３０がエミッタ電流を増減させる。例えば第３抵抗１６を可変抵抗で構成した場合には、第３抵抗１６の抵抗値を可変することによりエミッタ電流を増減させる。具体的には、レベル判定部２０による出力信号レベルの判定結果が、所定の閾値よりも高い場合には、エミッタ電流を増加させるために、可変抵抗の抵抗値を低くすれば良い。逆に、所定の閾値よりも低い場合には、エミッタ電流を低下させるために、可変抵抗の抵抗値を高くすれば良い。なお、エミッタ電流を可変可能な位置に設けられた抵抗が可変抵抗であれば良いため、第１抵抗１３、第２抵抗１５及び第３抵抗１６の少なくとも何れか１つが可変抵抗により構成されていれば良い。ここで、可変抵抗は、上述の通り、例えば電圧制御可変抵抗や、デジタル制御可変抵抗等、外部からの制御信号に応じて抵抗値が可変可能に構成されたものであれば良い。
【００２４】
このように、本発明のアンプ装置の増幅回路は、コレクタ接地型トランジスタ増幅器を用いたものだけではなく、エミッタ接地型トランジスタ増幅器を用いたものであっても、同様に、送信電界があらゆる状況であっても、アンプの出力信号レベルに応じてコレクタ電流を制御し、良好な出力信号が得られるように構成することが可能となる。
【００２５】
また、上述の第１実施例や第２実施例では、可変抵抗を用いてトランジスタ電流を制御して相互変調特性及び雑音指数特性の最適化を行っていた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、増幅回路の電源を電圧可変電源で構成しても良い。電流制御部は、レベル判定部の判定結果に応じて、増幅回路のトランジスタに流れる電流を制御するように、電圧可変電源の電圧を変化させても良い。電源電圧を可変することにより、結果的にトランジスタに流れる電流が制御可能となるため、上述の可変抵抗を用いた場合と同様の作用効果が得られる。さらに、可変抵抗と電圧可変電源を組み合わせて構成しても勿論良い。
【００２６】
なお、本発明のアンプ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００２７】
１    アンテナ
２    入力フィルタ回路
３    出力フィルタ回路
１０    トランジスタ増幅回路
１１    トランジスタ
１２    コンデンサ
１３    第１抵抗
１４    電源
１５    第２抵抗
１６    第３抵抗
２０    レベル判定部
３０    電流制御部
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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