(57)【要約】本発明は、ゲイン調節可能な増幅回路に関するものである。この増幅回路は、並列接続されており、共通のカスコード（５）と接続されている複数の差動増幅器（４）を備えている。この差動増幅器（４）は、印加される制御信号に応じて、駆動ユニット（１２）によって、それぞれ別々に起動される。この原理により、高い線形性において、差動増幅器においてインダクタンスが必要であるということを排除できる。このとき、不要な混信が低減される。提示された原理によると、増幅器の電流需要が、各タップオフ可能な出力電力に適合されている。上記のことにより、上記原則は、特に、ＵＭＴＳ移動式無線装置における使用に適している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲイン調節可能な増幅回路であって、
差動信号を供給するための入力端子対（１）と、
増幅された信号を導出するための出力部（２，２’）と、
ゲイン係数を付与するための制御入力部（３）と、
制御側で相互連結された２つのカスコードトランジスタ（６，７）を含み、出力部（２，２’）に接続されたカスコード段（５）と、
並列接続された複数の差動増幅器（４）であって、そのそれぞれが、入力端子対（１）に接続されている入力部およびカスコード段（５）に接続されている出力部並びに起動入力部（１１）を有する、複数の差動増幅器（４）と、
増幅回路の制御入力部（３）に接続される１つの入力部、および複数の出力部であって、制御入力部（３）へ付与されるゲイン係数に応じて１つ以上の差動増幅器（４）を起動するためにそのそれぞれが各差動増幅器（４）の起動入力部（１１）に接続されている、複数の出力部を有する駆動ユニット（１２）と、を備え、
起動入力部（１１）に適用される信号に応じて基準電流を供給するために、差動増幅器（４）に割り当てられる起動入力部（１１）が、差動増幅器の２つの増幅トランジスタ（１３，１４）とともにカレントミラーを形成するカレントミラートランジスタ（１７）に接続されている増幅回路。
【請求項２】
差動増幅器（４）の２つの増幅トランジスタ（１３，１４）それぞれが、１つの制御入力部および被制御部を備え、
増幅トランジスタ（１３，１４）の制御入力部が増幅回路の入力端子対（１）に接続されるとともに、上記被制御部が、対応するカスコードトランジスタ（６，７）と基準電位端子とを連結している請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
上記増幅トランジスタ（１３，１４）が電界効果トランジスタで形成され、カスコードトランジスタ（６，７）がバイポーラトランジスタで形成されている請求項１または２に記載の増幅回路。
【請求項４】
上記駆動ユニット（１２）が複数のコンパレータ（１９，２０，２１，２２）を備え、これらコンパレータのそれぞれが、その出力部で、対応する差動増幅器（４）の起動入力部（１１）に接続されており、
上記コンパレータ（１９，２０，２１，２２）が、増幅回路の制御入力部（３）に接続されている第１入力部と、段階付けられた閾値を供給するための第２入力部とをそれぞれ備えている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の増幅回路。
【請求項５】
指数関数的に段階付けられた複数のタップノードを有する分周器鎖（２３，２４，２５，２６，２７）が備えられ、各タップノードは指数関数的に段階付けられた閾値を供給するために対応するコンパレータ（１９，２０，２１，２２）の第２入力部に接続されている、請求項４に記載の増幅回路。
【請求項６】
上記コンパレータ（１９，２０，２１，２２）それぞれが、２つの差動トランジスタ（２９，３０）を含む差動増幅器を備え、その制御入力部が、コンパレータ（１９，２０，２１，２２）の入力部を形成し、コンパレータ（１９，２０，２１，２２）の出力部が、カレントミラー（３４，３５）を介して、２つの差動トランジスタの１つ（３０）に接続されている、請求項４または５に記載の増幅回路。
【請求項７】
上記差動トランジスタ（２９，３０）が、バイポーラ回路構成により形成されている、請求項６に記載の増幅回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の増幅回路を備えた送信装置であって、
同相および直交構成要素（Ｉ，Ｑ）に分割されたベースバンド信号を無線周波域に変換するための無線周波混合器（３９，４０，４２）と、
その入力端子対が上記無線周波混合器の出力部に接続され、調節可能なゲイン係数を用いて無線周波信号を増幅するように設計されている増幅回路（３６）と、を備える送信装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ゲイン調節可能な増幅回路、およびこの増幅回路を備える送信（伝送）装置に関するものである。
【０００２】
無線周波技術では、通常、いわゆるＲＦ電力増幅器が、送信経路の出力部側に使用されている。例えばＵＭＴＳ（ヨーロッパ第３世代移動体通信システム；Universal Mobile Telecommunications Standard）用に設計されている第３世代の移動式無線装置では、２メガヘルツの帯域幅を有するいわゆるＷ−ＣＤＭＡ（広域符合分割多元接続；Wide-Band Code Division Multiple Access）信号を、指数関数的な（exponentielle）特性曲線上で、約２ＧＨｚの搬送周波数レベルに増幅する必要がある。このような指数関数的な伝送特性は、ゲイン調節可能な増幅器にとっては一般的であり、半対数的な表示では、直線としてプロットできる。この場合、通常、デシベルで示される出力電力は、ボルトで示される増幅器の制御電圧と合わせてプロットされる。
【０００３】
このような調節可能な無線周波数増幅器は、電流消費、効率、線形性、ノイズ、および、チップ所要面積に関して厳しい条件を課す。チップ所要面積に関する条件は、混信に関する問題となり、また、無線周波技術では、特に、搬送周波数、自己混合問題等が不要に発現することとなる。従って、通常、電流消費は少ないほうがよい。なぜなら、このような移動式無線装置は、通常、電池、または、蓄電池から電力供給されるからである。
【０００４】
無線周波数範囲の電力増幅器は、通常、無誘導負荷（誘導負荷退縮、induktiv degenerierte、inductively degenerated）差動増幅器として形成される。なお、この差動増幅器は、バイポーラ回路技術を使用して構成されており、連結した電流カスコードを有する。
【０００５】
このような差動増幅器は、例えばP. R. Gray、R. G. Meyerの文献「アナログ集積回路の分析および設計（Analysis and Design of Analog Integrated Circuits）」John Wileyおよび従業員、１９９３年、３７７〜３７８ページおよび５１１〜５１３ページに記載されている（例えば、この文献の図５〜１０を参照）。この差動増幅器は無誘導負荷（誘導退縮）であるため、特に、大きな増幅、高い遮断周波数、低い固有ノイズ、および良好な線形性に関して有利に使用できる。この場合、カスコード段階の出力部は、集積送信回路において、通常、オープンコレクタ出力部として形成されている。負荷抵抗器として、通常、表面音波フィルター（Oberflaechenwellenfilter）は、このような電力増幅器段と接続されている。なお、この電力増幅器段は、そのオーム負荷を表すものである。これは、不要な信号成分を抑制する役割を果たす。この場合、オープンコレクタ出力部の出力部においていずれ必要となる適応ネットワークは、通常、外部接続されている。
【０００６】
増幅器の共通エミッタノードと、２つの差動増幅トランジスタのエミッタ端子との間に接続されているインダクタンスによる差動増幅器の誘導負荷退縮は、所望の負の電流帰還を引き起こす。負の電流負帰還は、その精度が高ければ、システム全体における固有ノイズをほんの僅かにし、伝送関数が線形化される。
【０００７】
しかしながら、無線周波数信号を増幅する場合、インダクタンスは、特にＧＨｚの範囲において、アンテナや変圧器に対して不利に作用する。従って、集積回路の交互性磁場においては、信号の他の回路に対する混信という避けられない問題が生じる。他の問題は、増幅器からの電力出力の調整である。ゲイン（（Verstaerkung、gain、利得、増幅率））Ａに対して、Ａがｇm,redおよびＲloadの積に比例する。ただし、ｇm、redは、エミッタ回路において作動する差動増幅トランジスタのトランスコンダクタンスを表す。Ｒloadは、オープンコレクタ出力部と接続されている負荷抵抗器である。この場合、カスコード段階のゲインは、１であるとみなされる。以下の式に基づいて、その勾配は、基本的に、コレクタ電流と、関連する無線周波数範囲のエミッタ退縮（デジェネレーション）の値とによって決定される。
【０００８】
【数１】
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【０００９】
ただし、ｇmは勾配、ＺLは複素的な退縮（デジェネレーション）抵抗、ＩCはコレクタ電流、ＵTは温度電圧である。
【００１０】
増幅器の待機電流供給によって増幅器の動作点が不利にシフトされることから、これに介入すれば、増幅器からの電力出力を制御できることがわかる。しかしながら、増幅範囲が比較的大い場合、これによって不要な非線形性が差動増幅器に生じるであろう。
【００１１】
A. B. Grebeneの文献「バイポーラおよびＭＯＳアナログ集積回路設計（Bipolar and MOS Analog Integrated Circuit Design）」、John Wileyおよび従業員１９８４年の４４４〜４４８ページに、カスコード段階における電流短絡原理に基づいて開発された増幅器が記載されている。この場合、２つのカスコード段階は、並列接続されており（例えば、この文献の図８．３７を参照）、増幅器からの電流信号を出力部から無段階に供給電圧へと変換する。このことは、追加の制御ブロックを介して、カスコードトランジスタのバイアス電位を線的にシフトすれば可能である。その結果、
【００１２】
【数２】
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【００１３】
により、半対数的な表示では線形の調整に対して、増幅器の指数関数的な特性曲線が生じる。このような電力調整の最も重大な欠点は、電力増幅器の電流摂取量が一定であることにより生じる。制御ブロックのためにかなりの補助エネルギー量を利用することによってのみ、電流節約モードを提供できる。増幅器自体は、特性曲線の全ての点で、一定の電力を必要としている。従って、出力電力を低減調整すると、回路全体の効率が非常に低下する。
【００１４】
本発明の目的は、無線周波数信号の増幅に適した、ゲイン調節可能な増幅器であって、調節可能なゲイン範囲が広く、少ない電流で動作し、信号の不要な混信を防止する増幅器を提供することである。
【００１５】
本発明の目的を達成する、ゲイン調節可能な増幅回路は、差動信号を供給するための入力端子対と、増幅された信号を導出するための出力部と、増幅係数を供給するための制御入力部と、出力部に接続されており、制御側で相互連結された２つのカスコードトランジスタを含むカスコード段階と、並列接続されており、入力端子対に接続されている各１つの入力部と、カスコード段階に接続されている各１つの出力部と、各１つの起動入力部とを有する複数の差動増幅器と、増幅回路の制御入力部に接続されている１つの入力部と、複数の出力部とを有する駆動ユニットとを備え、制御入力部へ供給される増幅係数に応じて１つ以上の差動増幅器を起動するために、上記複数の出力部のそれぞれが、差動増幅器の起動入力部で、各差動増幅器に接続されており、差動増幅器に割り当てられている起動入力部が、カレントミラートランジスタに接続されており、起動入力部に印加されている信号に応じて基準電流を供給するために、このカレントミラートランジスタ（１７）が、差動増幅器の２つの増幅トランジスタとともに、各１つのカレントミラーを形成している。
【００１６】
相互に類似した回路設計を有する、並列接続された差動増幅器段階は、それらの出力部が相互接続されており、共通のカスコード段階と接続されている。
【００１７】
それぞれ個々の増幅器セルは、線形性とノイズとに関して最適な方法にて設定される１つの動作点において動作することが好ましい。差動増幅器を、それぞれ独立して接続およ非接続されうる。ＯＮ状態の各差動増幅器セルは、その全ゲインへの寄与分を作り出す。電流成分であることが好ましいこれらの寄与分は、カスコード段階の入力部において合計され、カスコード段階の出力部へ、すなわち、ゲイン調節可能な増幅回路の出力へ伝送される。個々の差動増幅器は、駆動ユニットによって駆動される。なお、この駆動ユニットは、所定の割り振りルールに基づいて、入力側の制御信号（例えば、入力電圧）を、随意の特性曲線にマップするものである。
【００１８】
個々の差動増幅器を適切に接続および非接続することによって、制御電圧を、指数的関数的な電力特性曲線にマップすることが好ましい。電力調整における電流の効率的利用は、特性曲線上における特定点の効果により、所望の出力電力を供給するのに必要されるのと同数の差動増幅器セルがオンにされるときにだけ達成される。従って、この増幅回路の電力性能は、増幅範囲全体にわたって、ノイズ、線形性、ひずみ、および、効率に関して確実に機能する。
【００１９】
並列接続された個々の差動増幅器は、同じ回路設計を有していることが好ましい。
【００２０】
並列接続されている複数の差動増幅器段階を有し、これらの差動増幅器段階が共通のカスコード段階に動力供給する増幅回路を、既述のように設計することにより、個々の差動増幅器セルに誘導退縮のためのインダクタンスを全く使用しなくても不都合はない。従って、この回路は、周波数がギガヘルツ範囲である場合に、より高い集積密度のために適している。なぜなら、混信による問題が非常に低減されているからである。
【００２１】
駆動ユニットは、負帰還抵抗器またはバイアス抵抗器を有するカレントミラーを介して、並列接続された差動増幅器の起動入力部と接続されていることが好ましく、このカレントミラーは、差動増幅トランジスタの制御入力部に動力供給する。この場合、差動増幅トランジスタの制御入力部は、各１つの抵抗器を介して、カレントミラーにある共通のノードと接続されており、カレントミラーの出力トランジスタとして動作する。
【００２２】
増幅される無線周波数信号は、１組のコンデンサによって構成されたＡＣ電極対を介して動力供給されることが好ましい。
【００２３】
差動増幅器は、共通ソース回路に形成されている、すなわち、差動増幅トランジスタのソースまたはエミッタ端子が、相互接続されていることが好ましい。
【００２４】
動作点は、バイアス抵抗器およびカレントミラーを介して調節することが好ましい。したがって、電流源および増幅器の作動が２つの差動増幅トランジスタに一致する。その結果、出力信号の変調領域が広くなる。
【００２５】
増幅トランジスタは、電界効果トランジスタとして形成されていることが好ましい。全ての差動増幅器に対して１つの共通のカスコード段を形成するカスコードトランジスタは、バイポーラ回路技術により形成されていることが好ましい。
【００２６】
この場合、増幅器の線形性特性は、さらに著しく改善される。カスコードトランジスタのエミッタ入力部における抵抗が低いことにより、増幅トランジスタのドレイン端子における電圧振動がさらに抑制される。電流信号自体は、カスコードのコレクタ出力部が高抵抗値である場合にはじめて接続される負荷にその電圧振動を生成する。
【００２７】
個々の差動増幅器の起動入力部は、割り当てられている各１つのコンパレータ（比較器）によって駆動されることが好ましい。なお、このコンパレータは、駆動ユニットに備えられている。コンパレータには、各１つの入力部から、増幅回路の所望の増幅を有する基準信号が供給され、各１つのほかの入力部から、段階付けされたそれぞれの閾値が供給される。
【００２８】
比較電圧または比較信号は、指数関数的に段階付けられており、例えば分圧器を形成する抵抗器鎖（レジスタチェーン）によって準備されることが好ましい。
【００２９】
コンパレータは、バイポーラ回路技術により形成されていることが好ましい。その結果、差動増幅器は、双曲正接特性曲線（hyperbolic tangent characteristic curve）に基づいて、オンされる。その結果、穏やかな勾配を有する所望の出力特性曲線に沿った、特に緩やかな遷移となる。これは、本増幅回路が含まれうる上段の制御ループに対する悪影響を排除することになる。
コンパレータのための比較電位として指数関数的に段階付けられた閾値の代わりに、閾値に対する線形的段階付けを用い、個々の差動増幅器セルによるゲイン寄与分（contributions）の重み付け（weighting）を相応に変更し、結果的に増幅器の指数関数特性曲線が全体として同じようにすることもできる。
【００３０】
一般的に、上記の原理によって、任意の（例えば、出力電力の対数的な、直線的な、または、指数関数的な）特性曲線を、制御電圧の機能に応じて生成できる。
【００３１】
本発明の増幅器は、特に、ベースバンドを無線周波数レベルへ直接得変換する移動式無線送信機での使用に適しており、広域符合分割多元接続法（CDMA）により動作するＵＭＴＳ（ヨーロッパ第３世代移動体通信システム；Universal Mobile Telecommunications Standard）に基づく装置で使用するために設けられたものである。
【００３２】
本発明の詳細および好ましい実施形態は、従属請求項に記載される。
【００３３】
複数の図を参考にしながら実施例について、本発明を詳しく説明する。
【００３４】
図１は、本発明の実施例を示すブロック図である。図２は、図１の増幅器セルの実施例を示す接続図である。図３は、差動増幅器を駆動するためのコンパレータを有する図１の増幅回路の変化形を示す図である。図４は、図３のコンパレータの実施例を示す接続図である。図５は、図１または図３の増幅回路を有する送信経路のブロック図である。図６は、図３の増幅回路の、線形性に表示されている制御電圧よりも上側にプロットされた、出力電力の特性曲線を示す図である。図７は、セミ対数的に表示した図６のグラフである。      
【００３５】
図１は、ゲイン調節可能な増幅回路を示す。この増幅回路は、差動有効信号を供給するための有効信号入力部１を備えている。有効信号入力部１は、入力端子対として形成されている。増幅された有効信号は、増幅器の出力端子対２、２’に導かれる。制御入力部３は、所望のゲイン値のための基準信号を電圧信号として増幅器に供給するものとして用いられる。並列回路において相互に接続されている複数の差動増幅器４は、入力部１の各入力端子対によって、入力部１と接続されている。同じように差動構成にされるとともに相互接続された出力端子対は、共通のカスコード段階５と接続されている。カスコード段階５は、２つのカスコードトランジスタ６、７を備えている。カスコードトランジスタ６、７は、バイポーラ回路技術によって形成されており、そのベース端子は、相互に接続されいる。また、カスコードトランジスタ６、７は、バイアス電圧入力部８と接続されている。エミッタ出力対は、差動増幅器４の出力端子対と接続されている。ｎｐｎトランジスタ６、７のコレクタ端子対は、増幅器の出力端子対２、２’を形成している。増幅器出力部２、２’には、外部から、電気的な負荷９、１０が接続されている。外部からの電気的な負荷９、１０は、例示であり、簡易化した表示では、それぞれ、オーム負荷ＲLと、複素負荷ＺMと、インダクタンスＬCとの並列回路として形成されている。差動増幅器４は、それぞれ相互に並列接続されている入力端子対および出力端子対の他に、各１つの起動入力部１１をさらに備えている。差動増幅器４の起動入力部１１は対応する駆動ユニット１２の各１つの出力部と接続されている。駆動ユニット１２は、入力部側で制御入力部３と接続されており、与えられる制御信号に応じて、それぞれ別々に接続または非接続できる１つ以上の差動増幅器セル４を起動する。
【００３６】
各差動増幅器セル４は、線形性およびノイズに関するセルの最適作動点において同じ入力信号を処理し、そのトータルゲインへの寄与分を生成する。電流寄与分（current contribution）は、カスコード５の低インピーダンス入力部において合算され、オフチップ負荷抵抗器９、１０で電力（power）に交換される。個々の差動増幅器セル４は駆動ユニット１２によって駆動され、この駆動ユニット１２は、事前に決定された、一般的に入力部側の制御信号を任意の特性曲線（この場合は、指数関数的な電力特性曲線）にマップするための割り当て規則を用いる。この場合、差動増幅器４は、待機電流（電圧）の供給を受けて作動する。
【００３７】
上記増幅回路は、調節可能なゲイン範囲の拡張、良好なノイズ特性、ひずみに関する良好な線形特性を実現できる。加えて、電流要件は、常に、上記構造に基づく実際の電力出力に適合している。従って、個々の差動増幅器４では、誘導（負荷）退縮（インダクティブデジェネレーション、inductive degeneration）を省くことができるので、混信も少なく、無線周波数特性はギガヘルツ範囲でも良好である。
【００３８】
図２は、差動増幅器セル４の回路技術的な構造を示す。図１の差動増幅器セルは、全て同じ回路構成を有する。本差動増幅器は、２つのｎチャネルＭＯＳ電界効果トランジスタ１３、１４によって形成されている。ｎチャネルＭＯＳ電界効果トランジスタ１３、１４のドレイン端子は、カスコードトランジスタ６、７の各１つのエミッタ端子と接続されており、そのソース端子は、基準電位端子１５と接続されている。差動増幅トランジスタ１３、１４のゲート端子は、ハイパスフィルタ特性を提供する１組の容量対１６を介して、有効信号入力部１と接続されている。さらに、動作点を設定するために、カレントミラートランジスタ１７を有するカレントミラーが備えられている。カレントミラートランジスタ１７は、同じくｎチャネルで電界効果トランジスタとして形成されており、ダイオードとして接続されている。カレントミラートランジスタ１７のゲート端子は、各１つのバイアス抵抗器１８を介して、差動増幅トランジスタ１３、１４の２つのゲート端子と接続されている。カレントミラートランジスタ１７のドレイン端子は、そのカレントミラートランジスタ１７のゲート端子と接続されており、差動増幅器４の起動入力部１１を形成する。
【００３９】
外部の電気的な負荷は、図１に示すように、出力電圧を作動電圧ＶＣＣだけ振幅させるために必要なコイルＬCと、増幅器の下流に接続されている表面音波帯域通過フィルター（surface acoustic wave bandpass filter）に相当するＮＲ（nonreactive）負荷抵抗ＲLと、適合ネットワークに相当する複素負荷ＺMとを含んでいる。
【００４０】
差動増幅器４の利点は、インダクタンスがなくてもよいことである。
【００４１】
増幅される無線周波数の有効信号は、容量対１６を介して供給され、共通ソース回路において作動する増幅器１３，１４を調節する。この増幅器の動作点は、カレントミラートランジスタ１７および抵抗器１８を用いて調節される。電流源および増幅器の作動がトランジスタ１３，１４のそれに一致することが利点であり、このことは、特に、出力信号の変調（調節）範囲について有利に作用する。増幅（器）の適切（十分）な線形性は、トランジスタ１３，１４に設定された適切（十分）なオーバードライブ電圧の効果によって確実なものとなる。従って、作動中の待機電流に対する信号電流の比率は、確実に１未満である。カスコードトランジスタ６，７のエミッタ入力部での抵抗が低く、増幅トランジスタ１３、１４のドレイン端子における電圧振動は、さらに抑制される。電流信号自体は、カスコード段６，７のコレクタ出力部が高インピーダンスである場合にはじめて、電気的負荷９，１０にその電圧振動を生成する。従って、所望のゲインを使用温度範囲全体にわたって保証するため、駆動回路１２によって供給される、一定のｇmを有する待機電流信号が用いられる。差動増幅回路４では、出力電力のために要求される一定の勾配値ｇmが、抵抗値により設定されるとともにレギュレータによって固定される。
【００４２】
図１のゲイン調節可能な増幅回路の発展形を、図３に示す。この図に、差動増幅器４の駆動回路１２を、実施例を参考にして詳しく示す。増幅回路の全てのほかの部材、その機能性、その相互の接続および好ましい機能性は、図１のものに相当しているので、繰り返して説明はしない。
【００４３】
駆動回路１２は、コンパレータ（比較器）を備えており、このコンパレータのそれぞれに、各１つの差動増幅器４が割り当てられている。
【００４４】
コンパレータには、参照番号１９〜２２が付けられている。コンパレータ１９〜２２は、各１つの出力部を備え、この出力部は、各差動増幅器４に起動待機電流を供給するために割り当てられている差動増幅器４の起動入力部１１と接続されている。コンパレータ１９〜２２は、２つの入力部を備えている。コンパレータ１９〜２２の各第１入力部は、増幅器のゲイン値を設定するのに用いられる、増幅器の制御入力部３と接続されている。コンパレータ１９〜２２の第２入力部は、基準電位１５と供給電位端子２８との間に接続される抵抗器鎖の各タップノード（tap node）２３〜２７に接続されている。抵抗器２３〜２７は、その抵抗値が、指数関数的に段階付けられており、これにより、コンパレータ１９〜２２のための指数的に段階付けられた閾値電位がタップノードにて供給されることになる。したがって、その詳細を既述した利点を備えた増幅器の指数関数的作用（behavior）が確実なものとなる。
【００４５】
図３のコンパレータ１９の詳しい回路図を図４に示す。図３のコンパレータ２０〜２２は、図４に示す構成と同じ構成を有している。コンパレータ１９の要部（core）は、コンパレータの差動トランジスタ２９，３０として接続され、互いのエミッタで相互接続される、２つのｎｐｎバイポーラトランジスタを備えている。共通のエミッタノードは、電流源として動作するｎチャネル電界効果トランジスタ３１を介して、基準電位１５に接続されている。電流源トランジスタ３１は、ダイオードとして接続されているトランジスタ３２と共に、カレントミラーを形成し、その入力部には、増幅トランジスタにおいて一定のｇm値を生じさせる待機電流が供給される。コンパレータ１９における差動トランジスタ２９，３０のコレクタは、各１つのダイオード３３、３４を介して、供給電位端子２８と接続されている。この場合、２つのダイオードの１つは、コンパレータ２９，３０からの出力信号を、他のＭＯＳトランジスタ３５がダイオード３４とともに形成するカレントミラーを介して出力する出力部として用いられる。カレントミラートランジスタ３５のドレイン端子は、図３に示すように、差動増幅器４（図示せず）を起動するために、差動増幅器４の起動入力部１１と接続されている。
【００４６】
結局のところ、コンパレータ１９はＢｉＣＭＯＳ回路構成にて形成されている。
【００４７】
コンパレータ１９および他のコンパレータ２０〜２２の要部に、バイポーラ回路構成を用いることで、双曲正接特性曲線に基づいて、差動増幅器４を起動できる。その結果、増幅特性曲線の穏やかな勾配を有する所望の出力特性曲線に沿った緩やかな渡り（transition）が実現されるという利点が生じる。
【００４８】
図３の、ゲイン調節可能な増幅器３６を有する移動式無線装置の送信経路での好ましい実施形態について図５に示す。
【００４９】
ここでは、複素数信号処理のダイレクトコンバータについて説明する。なお、このコンバータは、直交する構成要素に分割された複素有効信号を複素数信号処理するため、そのベースバンドユニットに、同相経路および直交経路Ｉ，Ｑを備えている。ＩおよびＱ経路は各デジタル／アナログコンバータ３７を備えている。各デジタル／アナログコンバータ３７の下流には、ローパスフィルター３８が接続されている。各デジタル／アナログコンバータ３７は、直交混合器（ミキサ）の混合器セル３９の第１入力部と接続されている。      
【００５０】
混合器セル３９の各第２入力部は、０／９０度位相シフター４０を介して、局部発振器信号を生成する調整可能な周波数生成器４１に接続されている。直交混合器３９、４０は加算器（summig element）４２を含み、この加算器４２は混合器セル３９とその出力部にて相互接続している。従って、直交混合器３９，４０，４２の出力部から、無線周波数レベルに変調された搬送信号が出力される。この信号を、所望の送信電力または調整ループの基準値に基づいて、ゲイン調節可能な増幅回路３６にて所望の方法で増幅し、下流に接続されている表面音波フィルター４３によって帯域通過フィルタリングを行う。バンドパスフィルタ４３の出力部は、電力増幅器４４を介して、送信アンテナ４５に接続されている。
【００５１】
このようなダイレクトコンバータにおいて、高い線形性、少ないひずみ、混信は少ないままでの高い集積性、実際の電力出力に適合した少ない電流消費といった本発明の増幅器の利点が効力を発揮する。
【００５２】
線形的表示を参考にして、制御入力部３に与えられている制御信号の電圧値に対してプロットされた図３のｍＷの単位で示される増幅器の出力電力を図６に示す。個々のコンパレータ１９〜２２の切り替え閾値、および、特性曲線の所望の指数関数的な推移が明確に認識される。特性曲線の指数関数の精度は、以下の図を参考にするとさらに明確にわかる。
【００５３】
図６の特性曲線推移をセミ（半）対数的な表示でプロットしたものを図７に示す。この場合、ｄＢｍＷの単位で示される出力電力は、ボルトの単位で示される制御電圧に対してプロットされたものである。
【００５４】
結論としては、制御電圧とｄＢの単位で示される出力電力との間に、直線を用いてプロットできる、線形的（リニアな）関係が生じていることである。なお、図７の表示でも、差動増幅器４を起動する個々のコンパレータの切り替え閾値が示されている。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の増幅器セルの実施例を示す接続図である。
【図３】差動増幅器を駆動するためのコンパレータを有する図１の増幅回路の変化形を示す図である。
【図４】図３のコンパレータの実施例を示す接続図である。
【図５】図１または図３の増幅回路を有する送信経路のブロック図である。
【図６】図３の増幅回路の、線形性に表示されている制御電圧よりも上側にプロットされた、出力電力の特性曲線を示す図である。
【図７】半対数的に表示した図６のグラフである。
【符号の説明】
【００５６】
１    入力端子対
２    出力部
２’    出力部
３    制御入力部
４    差動増幅器
５    カスコード
６    カスコードトランジスタ
７    カスコードトランジスタ
８    バイアス入力部
９    電気的負荷
１０    電気的負荷
１１    起動入力部
１２    駆動ユニット
１３    増幅トランジスタ
１４    増幅トランジスタ
１５    グラウンド
１６    ＡＣ連結部
１７    ダイオード
１８    抵抗器
１９    コンパレータ
２０    コンパレータ
２１    コンパレータ
２２    コンパレータ
２３    抵抗器
２４    抵抗器
２５    抵抗器
２６    抵抗器
２７    抵抗器
２８    供給電位
２９    差動トランジスタ
３０    差動トランジスタ
３１    カレントミラー
３２    カレントミラー
３３    ダイオード
３４    ダイオード
３５    カレントミラー
３６    増幅器
３７    ＤＡＣ
３８    ローパスフィルター
３９    混合器（ミキサ）
４０    位相シフター
４１    ＶＣＯ
４２    加算器
４３    ＳＡＷフィルター
４４    電力増幅器
４５    アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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