(57)【要約】【課題】貫通電流を抑制することにより、ノイズ放射の少ない高効率の送信器用増幅回路を提供する。【解決手段】電源１０に一端が接続される第１スイッチング素子１１と、第１スイッチング素子１１の他端と一端が接続されその他端が接地される第２スイッチング素子１２と、第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２との接続点に接続されるアンテナ２とからなり、ドライバ３により前記第１スイッチング素子１と第２スイッチング素子１２とを交互に駆動してなる送信器用増幅回路において、前記ドライバ３と前記第１のスイッチング素子１１の制御電極間及び前記ドライバ３と前記第２のスイッチング素子１２の制御電極間をコモンモードフィルタ５１を介して接続した。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に一端が接続される第１スイッチング素子と、
第１スイッチング素子の他端と一端が接続されその他端が接地される第２スイッチング素子と、
第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との接続点に接続される負荷とからなり、駆動回路により前記第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを交互に駆動してなる送信器用増幅回路において、
前記駆動回路と前記第１スイッチング素子の制御電極間及び前記駆動回路と前記第２スイッチング素子の制御電極間をコモンモードフィルタを介して接続したことを特徴とする送信器用増幅回路。
【請求項２】
電源に一端が接続される第１スイッチング素子と、
第１スイッチング素子の他端と一端が接続されその他端が接地される第２スイッチング素子と、
電源に一端が接続される第３スイッチング素子と、
第３スイッチング素子の他端と一端が接続されその他端が接地される第４スイッチング素子と、
第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との接続点及び第３スイッチング素子と第４スイッチング素子との接続点間に接続される負荷とからなり、
駆動回路により前記第１スイッチング素子と第２スイッチング素子、及び前記第３スイッチング素子と第４スイッチング素子を交互に駆動してなる送信器用増幅回路において、
前記駆動回路と前記第１スイッチング素子の制御電極間及び前記駆動回路と前記第２スイッチング素子の制御電極間、及び前記駆動回路と前記第３スイッチング素子の制御電極間及び前記駆動回路と前記第４スイッチング素子の制御電極間をそれぞれコモンモードフィルタを介して接続したことを特徴とする送信器用増幅回路。
【請求項３】
請求項１ないし請求項２の何れか１の記載において、前記コモンモードフィルタは同一コアに同心状に同一方向に巻回した２本のソレノイドコイルからなることを特徴とする送信器用増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は送信器用増幅回路にかかり、特にノイズを低減することのできる送信器用増幅回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の送信器用増幅回路を説明する図であり、図５（ａ）は送信器用増幅回路の概略を説明する図である。図において、１はプッシュプル回路接続したトランジスタからなる増幅器、２は該増幅器の負荷となるアンテナ、３は前記増幅器１を駆動する駆動回路（ドライバ）であり、ドライバ３はＣＰＵ４から供給された駆動信号を反転して増幅器１に供給するための反転回路３１、３２，３３を備える。４はドライバ３に駆動信号４１を供給するＣＰＵであり、ＣＰＵ４は例えば、自動車のドアをロックするための制御信号あるいはアンロックするための制御信号で搬送波（キャリア）を変調して、駆動信号としてのＰＷＭ信号を生成する。生成したＰＷＭ信号は増幅器１で増幅した後、対象とする自動車に向けて放射する。
【０００３】
図５（ｂ）は、ドライバ３の出力波形（左側の図）及びドライバ出力のスペクトル分布（右側の図）の例を示す図である。図に示すようにドライバの出力は、例えばドアをアンロックする信号で変調された所定周期Ｔｃを有するＰＷＭ波形を有する。
【０００４】
図５（ｃ）は、増幅器１からの出力波形（左側の図）及びこの出力波形のスペクトル分布（右側の図）の例を示す図である。図に示すように増幅器１を介することにより波形の急峻度が減殺された矩形波が出力される。また、このときのスペクトル分布は高調波成分が減殺された分布となる。すなわち前記所定周期Ｔｃに対応するキャリア周波数ｆｃの高調波成分（２ｆｃ、３ｆｃ・・・）が低減されていることが分かる。
【０００５】
図６は、前記増幅器１を含む増幅回路の詳細を説明する図である。図において１１、１２，１３，１４はそれぞれＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等からなるスイッチング素子であり、これらのスイッチング素子により増幅器１を構成する。第１スイッチング素子１１及び第２スイッチング素子１２は電源１０と接地Ｅ間に直列に接続し、第３スイッチング素子１３及び第４スイッチング素子１４は電源１０と接地Ｅ間に直列に接続する。また、第１スイッチング素子１１及び第２スイッチング素子１２の接続点と第３スイッチング素子１３及び第４スイッチング素子１４の接続点間にはアンテナ２を接続する。３１，３２，３３はそれぞれ駆動回路を構成する反転回路である。
【０００６】
４１は第１スイッチング素子１１の駆動信号であり、第１スイッチング素子１１の制御電極に供給する。４２，４３，４４はそれぞれ第２スイッチング素子１２，第３スイッチング素子１３，第４スイッチング素子１４の駆動信号であり、それぞれ第２スイッチング素子１２，第３スイッチング素子１３，第４スイッチング素子１４の制御電極に供給する。
【０００７】
前述したように、ＣＰＵ４は、例えば自動車のドアをロックするための制御信号あるいはアンロックするための制御信号で搬送波（キャリア）を変調して、駆動信号としてのＰＷＭ信号を生成する。
【０００８】
まず、ＣＰＵ４が生成した駆動信号４１がＨレベルのとき、このＨレベルの駆動信号４１は第１スイッチング素子１１をオンに駆動する。このとき前記駆動信号４１は反転回路３２により反転されてＬレベルの駆動信号４２となり、このＬレベルの駆動信号４２は第２スイッチング素子１２をオフに駆動する。ＣＰＵ４が生成した駆動信号４１がＬレベルのとき、このＬレベルの駆動信号は第１スイッチング素子１１をオフに駆動する。このとき前記駆動信号４１は反転回路３２により反転されてＨレベルの信号となり、このＨレベルの駆動信号４２は第２スイッチング素子１２をオンに駆動する。
【０００９】
一方、ＣＰＵ４が生成した前記駆動信号４１は反転回路３１を介して第３スイッチング素子１３に供給し、更に反転回路３３を介して第４スイッチング素子１４に供給する。
【００１０】
この場合は、ＣＰＵ４が生成した駆動信号４１を反転した駆動信号４３がＬレベルのとき、このＬレベルの駆動信号４３は第３スイッチング素子１３をオフに駆動する。このとき前記駆動信号４３は反転回路３３により反転されてＨレベルの駆動信号４４となり、このＨレベルの駆動信号４４は第４スイッチング素子１４をオンに駆動する。ＣＰＵ４が生成した駆動信号４１を反転した駆動信号４３がＨレベルのとき、このＨレベルの駆動信号４３は第３スイッチング素子１３をオンに駆動する。このとき前記駆動信号４３は反転回路３３により反転されてＬレベルの駆動信号４４となり、このＬレベルの駆動信号４４は第４スイッチング素子１４をオフに駆動する。
【００１１】
すなわち、ＣＰＵ４が生成した駆動信号４１がＨレベルのとき、第１スイッチング素子１１及び第４スイッチング素子１４がオン、第２スイッチング素子１２及び第３スイッチング素子１３がオフに駆動され、前記駆動信号４１がＬレベルのとき、第１スイッチング素子１１及び第４スイッチング素子１４がオフ、第２スイッチング素子１２及び第３スイッチング素子１３がオンに駆動されることになる。
【００１２】
ところで、前記駆動信号４１を前記反転回路３１、３２及び３３を介して伝達する場合、その信号伝達に遅延が生じる。信号伝達に遅延が生じると、例えば第２スイッチング素子１２がオフになる前に第１スイッチング素子１１がオンに駆動され、第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２が同時に導通することになる。同様に第４スイッチング素子１４がオフになる前に第３スイッチング素子１３がオンに駆動された場合は、第３スイッチング素子１３と第４スイッチング素子１４が同時に導通することになる。
【００１３】
第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２、あるいは第３スイッチング素子１３と第４スイッチング素子１４が同時に導通すると、これらのスイッチング素子を通して貫通電流が流れる。この貫通電流はそのピーク値が大きくかつ立ち上がりが急峻なピーク電流であり、このピーク電流により前記電源１０の電圧は大きく変動する。このピーク電流あるいはピーク電流に伴う電源電圧変動はアンテナ２に伝達されて外部にノイズとして放射されることになる。
【００１４】
図７は、従来のノイズ抑制方法を説明する図である。図において１５、１６は貫通電流抑制用の抵抗であり、抵抗１５は第１スイッチング素子１１と電源１０の間に接続し、抵抗１６は第３スイッチング素子１３と電源１０の間に接続する。前記貫通電流抑制用の抵抗は、貫通電流のピーク値あるいは立ち上がりの急峻度を抑制し、これにより発生するノイズを抑制することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プッシュプル接続したトランジスタからなる増幅器において、例えば前述のように第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２が同時に導通すると、前記ノイズが発生するのみならず、増幅器１の効率が低下し、さらには前記貫通電流によってこれらのスイッチング素子が破壊される場合が生じる。また、前述のように貫通電流抑制のために貫通電流抑制用の抵抗を用いる場合には、この抵抗による発熱を放熱するための対策が必要となる。
【００１６】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、ノイズ放射の少ない高効率の送信器用増幅回路を提供する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を採用した。
【００１８】
電源に一端が接続される第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子の他端と一端が接続されその他端が接地される第２スイッチング素子と、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との接続点に接続される負荷とからなり、駆動回路により前記第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを交互に駆動してなる送信器用増幅回路において、前記駆動回路と前記第１スイッチング素子の制御電極間及び前記駆動回路と前記第２スイッチング素子の制御電極間をコモンモードフィルタを介して接続した。
【００１９】
このように、駆動回路とスイッチング素子の制御電極間をコモンモードフィルタを介して接続して貫通電流の発生が抑制されているので、貫通電流発生に伴う電源電圧変動、この電源電圧変動に伴うノイズのアンテナへの移行及びアンテナからのノイズの放射を抑制することができる。また、前記貫通電流を抑制していることから前記スイッチング素子の長寿命化を図ることができ、更に消費電力を減少することができる。
【００２０】
また、電源に一端が接続される第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子の他端と一端が接続されその他端が接地される第２スイッチング素子と、
電源に一端が接続される第３スイッチング素子と、第３スイッチング素子の他端と一端が接続されその他端が接地される第４スイッチング素子と、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との接続点及び第３スイッチング素子と第４スイッチング素子との接続点間に接続される負荷とからなり、駆動回路により前記第１スイッチング素子と第２スイッチング素子、及び前記第３スイッチング素子と第４スイッチング素子を交互に駆動してなる送信器用増幅回路において、
前記駆動回路と前記第１スイッチング素子の制御電極間及び前記駆動回路と前記第２スイッチング素子の制御電極間、及び前記駆動回路と前記第３スイッチング素子の制御電極間及び前記駆動回路と前記第４スイッチング素子の制御電極間をそれぞれコモンモードフィルタを介して接続した。
【００２１】
このように、駆動回路とスイッチング素子の制御電極間をコモンモードフィルタを介して接続して貫通電流の発生が抑制されているので、貫通電流発生に伴う電源電圧変動、この電源電圧変動に伴うノイズのアンテナへの移行及びアンテナからのノイズの放射を抑制することができる。また、前記貫通電流を抑制していることから前記スイッチング素子の長寿命化を図ることができ、更に消費電力を減少することができる。
【００２２】
また、前記コモンモードフィルタは同一コアに同心状に同一方向に巻回した２本のソレノイドコイルから構成される。２本のソレノイドコイルｎ１，ｎ２は電磁結合しているため、前記それぞれのソレノイドコイルの巻回数が同一であれば同一の誘起電圧が発生する。このため、前記ソレノイドコイルｎ１及びソレノイドコイルｎ２の出力側には、相互にほぼ遅延のない出力が得られることになる。従って、この出力を第１スイッチング素子１１及び第２スイッチング素子１２の制御電極に供給することにより、貫通電流の抑制された出力を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる送信器用増幅回路を説明する図である。図において、５はコモンモードフィルタ等のフィルタである。コモンモードフィルタは、例えば同一コアに同心状に同一方向に巻回した２本のソレノイドコイルで構成することができる。なお、図において図５に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
図２は送信器用増幅回路の各部の出力波形を説明する図であり、図２（ａ）は、ドライバ３からの出力波形（左側の図）及びこの出力波形のスペクトル分布（右側の図）の例を示す図である。図に示すようにドライバ３からの出力波形は、例えばドアをアンロックする信号で変調された所定周期Ｔｃを有するＰＷＭ波形を有する。
【００２５】
図２（ｂ）は、フィルタ５からの出力波形（左側の図）及びこの出力波形のスペクトル分布（右側の図）の例を示す図である。図に示すように、波形の急峻度が減殺された矩形波が出力される。また、スペクトル分布（右側の図）に示すように高調波成分（２ｆｃ、３ｆｃ・・・）が低減されていることが分かる。
【００２６】
図２（ｃ）は、増幅器１からの出力波形（左側の図）及びこの出力波形のスペクトル分布（右側の図）の例を示す図である。図に示すように、増幅器１を介することによりフィルタ５からの出力波形に比較してさらに波形の急峻度が減殺された矩形波が出力される。また、スペクトル分布（右側の図）に示すように高調波成分（２ｆｃ、３ｆｃ・・・）がフィルタ５の出力波形のスペクトル分布と比較して更に低減されていることが分かる。
【００２７】
また、図２（ｃ）に示すように、本実施形態における高調波成分は、前記図５において説明した高調波成分に対して大幅に低減されていることが分かる。
【００２８】
図３は、本実施形態にかかる送信器用増幅回路の詳細を説明する図である。図において、５はコモンモードフィルタであり、該フィルタは、例えば同一コアに同心状に同一方向に巻回した２本のソレノイドコイルｎ１及びｎ２で構成する。
【００２９】
ＣＰＵ４が生成した駆動信号４１の出力端と第１スイッチング素子１１の制御電極間はコモンモードフィルタ５１のソレノイドコイルｎ１で接続し、反転回路３２の出力端とスイッチング素子１２の制御電極間はコモンモードフィルタ５１のソレノイドコイルｎ２で接続する。
【００３０】
同様に、ＣＰＵ４が生成した駆動信号４１を反転する反転回路３１の反転出力端と第３スイッチング素子１３の制御電極間はコモンモードフィルタ５２のソレノイドコイルｎ３で接続し、反転回路３１の出力を再度反転する反転回路３３の出力端と第４スイッチング素子１４の制御電極間はコモンモードフィルタ５２のソレノイドコイルｎ４で接続する。なお、図において図６に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
図４は、コモンモードフィルタ５の作用を説明する図であり、図４（ａ）は入力波形、図４（ｂ）は出力波形を示す。図において、ａ１はコモンモードフィルタ５１を構成するソレノイドコイルｎ１への入力波形、ａ２はソレノイドコイルｎ２への入力波形、ｂ１は前記ソレノイドコイルｎ１の出力波形、ｂ２は前記ソレノイドコイルｎ２の出力波形を示す。
【００３２】
ＣＰＵ４が生成した駆動信号４１は直接ソレノイドコイルｎ１の入力端に印加する。また、駆動信号４１を反転した駆動信号４２は反転回路３２を介してソレノイドコイルｎ２の入力端に印加する。このため、前記ソレノイドコイルｎ１の入力端に印加する入力波形ａ１に対し、前記ソレノイドコイルｎ２の入力端に印加する入力波形ａ１を反転した波形ａ２には前記反転回路３２による遅延が生る。
【００３３】
例えば前記入力波形ａ１及びａ２を第１スイッチング素子１１及び第２スイッチング素子１２の制御電極に印加する場合は、時間ｔ３〜ｔ４間においては第１スイッチング素子１１がオンに駆動されるのに対し、第２スイッチング素子１２は充分にオフに駆動されない。このため、この期間において前述したように第１スイッチング素子１１及び第２スイッチング素子１２が同時に導通し、貫通電流が流れることになる。
【００３４】
ところで、前記コモンモードフィルタ５１は、前述のように同一コアに同心状に同一方向に巻回した２本のソレノイドコイルｎ１及びｎ２で構成する。すなわち前記２本のソレノイドコイルｎ１，ｎ２は電磁結合しているため、前記それぞれのソレノイドコイルの巻回数が同一であれば同一の誘起電圧が発生する。このため、前記ソレノイドコイルｎ１及びソレノイドコイルｎ２の出力側には、相互にほぼ遅延のない出力が得られることになる。従って、この出力を第１スイッチング素子１１及び第２スイッチング素子１２の制御電極に供給することにより、貫通電流の抑制された出力を得ることができる。以上はコモンモードフィルタ５１について説明したが、コモンモードフィルタ５２においても同様に作用する。
【００３５】
このように本実施形態によれば、貫通電流の発生が抑制されているので、貫通電流発生に伴う電源電圧変動、この電源電圧変動に伴うノイズのアンテナへの移行及びアンテナからのノイズの放射を抑制することができる。また、前記貫通電流を抑制していることから前記スイッチング素子の長寿命化を図ることができ、更に消費電力を減少することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ノイズ放射の少ない高効率の送信器用増幅回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる送信器用増幅回路を説明する図である。
【図２】送信器用増幅回路における各部の出力波形を説明する図である。
【図３】本実施形態にかかる送信器用増幅回路の詳細をを説明する図である。
【図４】フィルタの作用を説明する図である。
【図５】従来の送信用増幅回路を説明する図である。
【図６】増幅回路の詳細を説明する図である。
【図７】従来のノイズ抑制方法を説明する図である。
【符号の説明】
１　増幅器
２　アンテナ（負荷）
３　ドライバ（駆動回路）
４　ＣＰＵ
５，５１，５２　コモンモードフィルタ
１０　電源
１１　第１スイッチング素子
１２　第２スイッチング素子
１３　第３スイッチング素子
１４　第４スイッチング素子
３１，３２，３３　反転回路
【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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