(57)【要約】【課題】アンプの入力抵抗の大きさに比例してノイズが発生するが、小さくすれば、アンプ自身の入力インピーダンスが小さくなってしまう。【解決手段】無線周波チューナーの入力ステージとして使用されるＬＮＡは、反転用増幅ステージ（１）およびトランスコンダクタンスステージ（６）を備える。その増幅ステージ（１）は、入力抵抗（２）を通じてアンプの入力部（３）と、帰還抵抗（４）を通じて増幅ステージ（１）の出力部に接続される。トランスコンダクタンスステージ（６）は、増幅ステージ（１）の出力電圧（Ｖｏｕｔ）と実質的に比例する電流を入力抵抗（２）に流す。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反転用増幅ステージ（１）を備えるアンプにおいて、その増幅ステージは、入力抵抗（２）を通じて当該アンプの入力部（３）に接続され、かつ、帰還抵抗（４）を通じて増幅ステージの出力部に接続される入力部を有し、増幅ステージ（１）の出力電圧（Ｖｏｕｔ）に実質的に比例する電流を入力抵抗（２）に流すためのトランスコンダクタンスステージ（６）を備えることを特徴とするアンプ。
【請求項２】
前記増幅ステージ（１）は、コモンエミッタまたはコモンソースのトランジスタ（１０）を備える請求項１記載のアンプ。
【請求項３】
前記増幅ステージ（１）は、エミッタフォロワまたはソースフォロワの出力部（１５、１６）を備える請求項１または２に記載のアンプ。
【請求項４】
トランスコンダクタンスステージ（６）は、ロングテールのペアトランジスタ（１７、１８）を備える請求項１〜３のいずれかに記載のアンプ。
【請求項５】
前記ロングテールのペアトランジスタ（１７、１８）のコレクタまたはドレインは、入力抵抗（２）の両端に接続される請求項４記載のアンプ。
【請求項６】
前記トランスコンダクタンスステージ（６）は一定のテール電流源（２１）を備える請求項４または５に記載のアンプ。
【請求項７】
前記ロングテールのペアトランジスタ（１７、１８）は、エミッタまたはソース負帰還抵抗（１９、２０）を備える請求項４〜６のいずれかに記載のアンプ。
【請求項８】
前記ロングテールのペアトランジスタ（１７、１８）の各コレクタ又はドレインは個々の定電流源（２８、２９）に接続される請求項４〜７のいずれかに記載のアンプ。
【請求項９】
ローノイズアンプ（３１）を備える請求項１〜８のいずれかに記載のアンプ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のアンプ（３１）を備える無線周波チューナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば無線周波チューナーでのローノイズアンプ（ＬＮＡ）として使用されるアンプに関する。また、この発明は、そのようなアンプを含む無線周波チューナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアンプでは、その入力部に接続される回路、例えばアンテナ回路に影響を及ぼさないように、アンプの入力ステージの入力部に、入力抵抗が直列にして挿入される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その入力抵抗の大きさに比例してノイズが発生する。そのため、ノイズ低減のために入力抵抗の値を小さくすれば、アンプ自身の入力インピーダンスが小さくなってしまい、このアンプの入力部に接続されるアンテナ回路に悪影響を及ぼす。
【０００４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、入力インピーダンスを大きくした状態で入力抵抗を小さくしてノイズ発生を抑制できるアンプを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様によると、アンプが提供され、このアンプは、反転用増幅ステージを備え、その増幅ステージは、入力抵抗を通じて当該アンプの入力部に接続され、かつ、帰還抵抗を通じて増幅ステージの出力部に接続される入力部を有し、増幅ステージの出力電圧に実質的に比例する電流を入力抵抗に流すためのトランスコンダクタンスステージを備える。
【０００６】
その増幅ステージは、コモンエミッタまたはコモンソースのトランジスタを備えてもよい。
【０００７】
その増幅ステージは、エミッタフォロワまたはソースフォロワの出力部を備えてもよい。
【０００８】
そのトランスコンダクタンスステージは、ロングテールのペアトランジスタを備えてもよい。そのロングテールのペアトランジスタのコレクタまたはドレインは、入力抵抗に接続されてもよい。そのトランスコンダクタンスステージは定電流源を備えてもよい。そのロングテールのペアトランジスタは、エミッタまたはソース負帰還抵抗を備えてもよい。そのロングテールのペアトランジスタの各コレクタ又はドレインは個々の定電流源に接続されてもよい。
【０００９】
そのアンプはローノイズアンプを備えてもよい。
【００１０】
この発明の第２の態様によれば、この発明の第１の態様によるアンプを備えた無線周波チューナーが提供される。
【００１１】
その結果、良好なひずみ特性と共に極めて良好なノイズ特性およびＳ１を有するアンプを提供することが可能である。このようなアンプは、良好な電力消費効率にして作成される。
【００１２】
この発明は、例として添付した図面を参照して更に述べる。以下の図面において、同様な部品についてはすべての図面で同じ参照番号を付している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に示したアンプは、無線周波チューナーの周波数変換器または第１の周波数変換器の前段のＬＮＡとしての使用に適する。そのアンプは、増幅ステージ１を備え、その入力部は、入力抵抗２を通じて本アンプの入力部３に接続され、また、抵抗４を通じて増幅ステージの出力部に接続され、その出力部はアンプの出力部５にも接続される。増幅ステージ１は、ループ開放時に−Ａのゲインを持つ。このアンプはまた、６にて図示したトランスコンダクタンスステージを備え、トランスコンダクタンスｇｍを有する。アンプは、入力部３にて入力信号Ｖｉｎを受け取り、出力部５にＶｏｕｔを出力する。そのトランスコンダクタンスステージ６は、増幅ステージ１の出力電圧を電流ｇｍ・Ｖｏｕｔに変換し、入力抵抗２に印加する。矢印７は、トランスコンダクタンスステージ６の出力位相を示し、そのため、出力電流ｇｍ・Ｖｏｕｔは、抵抗の一端（増幅ステージ１の入力部に接続された側）に印加され、その抵抗２の他端は入力部３に接続される。
【００１４】
その入力電圧Ｖｉｎは次式で与えられる。
【数１】
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Ｒｉｎは入力抵抗２の抵抗値、Ｒｆは帰還抵抗４の抵抗値、ｉは、トランスコンダクタンスステージ６がない時に抵抗２に流れる電流である。出力電流は次式で与えられる。
【数２】
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【００１５】
このＶｏｕｔの表示をＶｉｎに置き替えたものを次式に示す。
【数３】
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【００１６】
増幅ステージ１のゲインＡは比較的大きく設定され、Ａが無限大になると、入力電圧Ｖｉｎは次式のように示される。
【数４】
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【００１７】
図１のアンプの入力インピーダンスは次式で与えられる。
【数５】
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【００１８】
アンプの電圧ゲインは次式で与えられる。
【数６】
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【００１９】
α＝ｇｍ・Ｒｆとし、ゲインＡを極めて大きい（無限大）と仮定すれば、入力インピーダンスＺｉｎに対する表示は、（１＋α）Ｒｉｎと書換えできる。トランスコンダクタンスステージが無い場合、入力インピーダンスは実質的にＲｉｎに等しい。図１のアンプでは、その値が（１＋α）のファクタでブーストされ、そのため、より小さい値の抵抗２を用いて、より高い入力インピーダンスを達成でき、また、同時に、良好なＳ１１が得られる。
【００２０】
図１に示した典型的なアンプにおいて、ノイズ指数（ＮＦ）を最小にするために、入力抵抗２の値Ｒｉｎは１０Ωに設定され、（１＋α）のファクタは１０にセットされる。その場合、１００Ωの入力インピーダンスおよび１７ｄＢのＳ１１が得られる。アンプのノイズ指数は、入力抵抗２の抵抗値Ｒｉｎにより支配され、また、増幅ステージ１の入力ステージのベース拡がり抵抗Ｒｂｂおよびベース電流ショットノイズからのノイズの影響により支配される。トランスコンダクタンスステージ６は、Ｒｉｎの少なくとも５倍の値を持つ抵抗を備えたものとして実施されており、その場合、低い電流ノイズが得られるので、トランスコンダクタンスステージ６のノイズの影響が無視される。アンプ全体のノイズ指数は、３ｄＢに減じられ、一方、Ｓ１１をほぼ−２０ｄＢに、およびＩＩＰ３をほぼ＋２０ｄＢに維持できた。
【００２１】
図２に示した例では、増幅ステージ１は、コモンエミッタの増幅する入力ステージおよびエミッタフォロワの出力ステージを備える。その入力ステージは、ＮＰＮバイポーラ接合トランジスタ１０を備え、そのコレクタ負荷は、正の給電ライン１２に接続された定電流源１１の形態をなす。そのトランジスタ１０のエミッタは、抵抗１３を通じてグランドＧＮＤに接続され、信号周波数はコンデンサ１４によりバイパスする。そのトランジスタ１０のコレクタは、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１５からなるエミッタフォロワの出力ステージに接続され、そのトランジスタ１５のエミッタには定電流源１６が接続される。
【００２２】
トランスコンダクタンスステージ６は、ロングテールのペアのＮＰＮバイポーラ接合トランジスタ１７、１８を備え、それらのエミッタは、それぞれエミッタ負帰還抵抗１９、２０を通じて一定のテール電流源２１に接続される。トランジスタ１７のコレクタは、トランジスタ１０のベースに接続された側の入力抵抗２の一端に接続される。トランジスタ１８のコレクタは、入力抵抗２の他端に接続され、そして、当該アンプの入力部３に結合コンデンサ２２を通じて接続される。トランジスタ１７、１８のベースはそれぞれ絶縁用抵抗２３、２４を通じてバイアス電源２５に接続される。トランジスタ１７のベースはコンデンサ２６により、信号周波数で接地され、他方、トランスコンダクタンスステージ６の入力部を形成するトランジスタ１８のベースは、結合コンデンサ２７を通じて増幅ステージ１の出力部と、アンプの出力部５とに接続される。入力抵抗２での電圧がバランスするように、入力抵抗２の両端部は定電流源２８、２９に接続される。
【００２３】
図３は、例えば地上アンテナ、衛星アンテナシステムまたはケーブル分配システムへの接続のための入力部３０を有する無線周波チューナーのブロック図を示す。その入力部３０は、図１および図２に示したようなアンプを備えるＬＮＡ３１に接続される。そのＬＮＡ３１の出力部は、受信のためのチャンネルを選択し、そして固定の中間周波数（ＩＦ）に変換する周波数変換器３２に接続される。その周波数変換器３２のＩＦ出力信号は、復調器（不図示）への接続のための本アンプの出力部３５に供給される前に、ＩＦフィルタ３３によりフィルタ処理され、そしてＩＦアンプ３４により増幅される。
【００２４】
図１および図２のアンプは、良好なＩＩＰ３およびＳ１１に結びついたローノイズ特性を有し、そのため、図３のチューナーのＬＮＡ３１としての使用に適するが、このようなアンプは、そのような特性を要求するあらゆる適用に対しても使用できる。このような特性は、比較的安価でかつ低消費電力で達成される。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力インピーダンスを大きくした状態で入力抵抗を小さくでき、そのため、アンプのノイズ発生を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を構成するアンプの概略回路図
【図２】図１のアンプの回路図
【図３】図１および図２で示したようなアンプを含む無線周波チューナーのブロック図
【符号の説明】
１　増幅ステージ
２　入力抵抗
３　入力部
４　帰還抵抗
５　出力部
６　トランスコンダクタンスステージ
１０　トランジスタ
１５　トランジスタ
１７、１８　トランジスタ
３１　ＬＮＡ
３２　周波数変換器
３３　ＩＦフィルタ
３４　ＩＦアンプ
【図１】
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【図２】
2004007700.tif 000010
【図３】
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