(57)【要約】【課題】１／ｆノイズ、高域ノイズを除去できる増幅回路を提供する。【解決手段】ＭＯＳＦＥＴ２８で増幅された信号は、ローパスフィルタ４１のカットオフ周波数以下で、かつハイパスフィルタ４２のカットオフ周波数以上の信号が次段の増幅器に出力される。このとき、ハイパスフィルタのカットオフ周波数より低い周波数の１／ｆノイズは阻止され、ローパスフィルタ４１のカットオフ周波数より高い高域のノイズも阻止される。これにより、１／ｆノイズ及び高域のノイズを除去し、所望の周波数の信号を増幅することができる。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の増幅器と、
前記複数の増幅器の後段に配置され、特定帯域の信号を通過させるアクティブフィルタからなるバンドパスフィルタとを有し、
前記複数の増幅器及び前記バンドパスフィルタをＭＯＳプロセスにより同一の集積回路基板上に形成した増幅回路。
【請求項２】
複数の増幅器と、
信号のレベルを調整するレベル調整回路と、
前記複数の増幅器の中の２以上の増幅器及びレベル調整回路の後段に配置され、前記レベル調整回路によりレベル調整された信号の特定帯域の信号を通過させるアクティブフィルタからなるバンドパスフィルタとを有し、
前記複数の増幅器、前記レベル調整回路及び前記バンドパスフィルタをＭＯＳプロセスにより同一の集積回路基板上に形成した増幅回路。
【請求項３】
前記増幅器はＭＯＳＦＥＴで構成された差動増幅回路からなり、前記バンドパスフィルタは、ＭＯＳＦＥＴの差動増幅回路で構成されたアクティブフィルタからなる請求項１または２記載の増幅回路。
【請求項４】
前記バンドパスフィルタは終段の増幅器の出力に接続されている請求項１または２記載の増幅回路。
【請求項５】
前記増幅器は信号の振幅を制限するリミッターアンプであり、
前記レベル調整回路は、前記バンドパスフィルタが飽和しないように前記リミッターアンプの出力信号のレベルを調整して該バンドパスフィルタに出力する請求項２記載の増幅回路。
【請求項６】
複数の増幅器と、
前記複数の増幅器の中の２以上の増幅器の後段に配置され、特定の周波数以上の信号を通過させるアクティブフィルタからなるハイパスフィルタとを有し、
前記複数の増幅器及び前記ハイパスフィルタをＭＯＳプロセスにより同一の集積回路基板上に形成した増幅回路。
【請求項７】
前記増幅器はＭＯＳＦＥＴで構成された差動増幅回路からなり、前記ハイパスフィルタは、ＭＯＳＦＥＴの差動増幅回路で構成されたアクティブフィルタからなる請求項６記載の増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信機の増幅回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＭ、ＦＭ受信機においては、受信信号を中間周波信号に変換し、中間周波信号を増幅、検波して音声信号に変換している。中間周波信号の増幅回路をバイポーラトランジスタを用いて設計するときには、増幅器を複数段縦続接続して増幅度を高めＳ／Ｎの改善を図っている。
【０００３】
ＭＯＳＦＥＴを用いて増幅回路を設計するときには、ＭＯＳＦＥＴ特有の問題として１／ｆノイズが増加するので、１／ｆノイズを除去するために増幅器にハイパスフィルタを付加している。
図３は、縦続接続された増幅器間にコンデンサと抵抗からなるハイパスフィルタを挿入して、低域のノイズを除去するようにした増幅回路を示している。
【０００４】
前段の増幅器から出力される信号Ｖｉｎは、直流阻止用のコンデンサＣ１を通り、ＭＯＳＦＥＴ１１及び１２のゲートＧに入力する。ＭＯＳＦＥＴ１１，１２のゲートには、抵抗Ｒ１，Ｒ２で決まるバイアス電圧が与えられ、抵抗Ｒ２に並列にコンデンサＣ２が接続されている。
【０００５】
ＭＯＳＦＥＴ１１及びＭＯＳＦＥＴ１２のドレインＤは、それぞれ抵抗Ｒ３及びＲ４を介して電源Ｖｄに接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ１１，１２のソースＳは定電流源１３に接続され、その定電流源１３の他端は接地されている。
ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインには、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ５とからなるハイパスフィルタが接続され、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ５との接続点にＭＯＳＦＥＴ１３のゲートが接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ１２のドレインには、コンデンサＣ４と抵抗Ｒ６とからなるハイパスフィルタが接続され、コンデンサＣ４と抵抗Ｒ６との接続点にはＭＯＳＦＥＴ１４のゲートが接続されている。
【０００６】
ＭＯＳＦＥＴ１３及び１４のドレインは、それぞれ抵抗Ｒ７及びＲ８を介して電源Ｖｄに接続され、ソースは定電流源１５に接続されている。
上述した増幅回路においては、ＭＯＳＦＥＴ１１及び１２で増幅された信号は、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ５とからなるハイパスフィルタと、コンデンサＣ４と抵抗Ｒ６とからなるハイパスフィルタにより、低域の１／ｆノイズが除去される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したコンデンサと抵抗からなるハイパスフィルタは、フィルタ特性の傾きがなだらかであるので、目的とする周波数の信号が通過するようにフィルタを設計すると、１／ｆノイズを充分に除去することが難しかった。また、特定の帯域の信号を通過させ、１／ｆノイズ及び高域のノイズを除去する急峻なフィルタ特性を有する増幅回路を実現することも難しかった。
【０００８】
本発明の課題は、無線通信機の増幅回路において、１／ｆノイズ及び高域のノイズを除去でき、かつ目的とする帯域の信号を増幅できるようにすることである。本発明の他の課題は、増幅回路において、１／ｆノイズを除去し、目的とする周波数の信号を増幅できるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の増幅回路は、複数の増幅器と、前記複数の増幅器の後段に配置され、特定帯域の信号を通過させるアクティブフィルタからなるバンドパスフィルタとを有し、前記複数の増幅器及び前記バンドパスフィルタをＭＯＳプロセスにより同一の集積回路基板上に形成した。
【００１０】
この発明によれば、アクティブフィルタからなるバンドパスフィルタを用いることでフィルタの特性を急峻にできる。これにより、１／ｆノイズ及び高域のノイズを除去し、目的とする帯域の信号を増幅することができる。
本発明の他の増幅回路は、複数の増幅器と、信号のレベルを調整するレベル調整回路と、前記複数の増幅器の中の２以上の増幅器及びレベル調整回路の後段に配置され、前記レベル調整回路によりレベル調整された信号の特定帯域の信号を通過させるアクティブフィルタからなるバンドパスフィルタとを有し、前記複数の増幅器、前記レベル調整回路及び前記バンドパスフィルタをＭＯＳプロセスにより同一の集積回路基板上に形成した。
【００１１】
この発明によれば、アクティブフィルタからなるバンドパスフィルタを用いることでフィルタの特性を急峻にし、１／ｆノイズ及び高域のノイズを除去し、かつ目的とする帯域の信号を増幅することができる。さらに、アクティブフィルタに入力する信号のレベルを調整することで、アクティブフィルタが飽和するのを防止できる。
【００１２】
上記の発明において、前記バンドパスフィルタは前記複数の増幅器の終段の増幅器の出力に接続されている。
このように構成することで、複数の増幅器で増幅された１／ｆノイズを最終段の増幅器に接続されたバンドパスフィルタにより除去することができる。
【００１３】
上記の発明において、前記増幅器は、信号の振幅を制限するリミッターアンプであり、前記レベル調整回路は、前記バンドパスフィルタが飽和しないように前記リミッターアンプの出力信号のレベルを調整して該バンドパスフィルタに出力する。
【００１４】
このように構成することで、バンドパスフィルタが飽和しないようにできるので、ノイズ除去特性が低下するのを防止できる。
本発明の他の増幅回路は、複数の増幅器と、前記複数の増幅器の中の２以上の増幅器の後段に配置され、特定の周波数以上の信号を通過させるアクティブフィルタからなるハイパスフィルタとを有し、前記複数の増幅器及び前記ハイパスフィルタをＭＯＳプロセスにより同一の集積回路基板上に形成した。
【００１５】
この発明によれば、アクティブフィルタからなるハイパスフィルタを用いることで、フィルタの特性を急峻にし、１／ｆノイズを除去し、目的とする周波数の信号を増幅することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態のＦＭ／ＡＭ受信機用ＩＣにおける増幅回路とＦＭ検波回路を示す図である。この受信機用ＩＣはＣＭＯＳプロセスにより製造される。
【００１７】
図１の回路は、中間周波信号に変換されたＦＭの受信信号を縦続接続された複数の増幅器で増幅し、さらに信号レベルを調整し、バンドパスフィルタで特定帯域の信号を取り出してＦＭ検波する回路を示している。
増幅器１１，１２，１３は、信号の振幅を制限するとともに増幅を行うリミッターアンプでありＭＯＳＦＥＴの差動増幅回路で構成されている。
【００１８】
レベル調整回路１４は、増幅器１３の出力信号の信号レベルを調整してバンドパスフィルタ１５が飽和しないようにする。
バンドパスフィルタ１５は、オペアンプと抵抗とコンデンサとからなるアクティブフィルタで構成され、特定の通過帯域特性を有するフィルタである。バンドパスフィルタ１５の中心周波数は、例えば、１０．７ＭＨｚの中間周波数に設計されている。なお、特定の周波数以下のノイズを除去するだけでよいときには、バンドバスフィルタ１５の代わりにハイパスフィルタを用いることができる。
【００１９】
バンドパスフィルタ１５を通過した信号は増幅器１６で増幅され、ＦＭ検波回路１７で音声信号に変換される。
次に、図２は、中間周波信号を増幅するリミッターアンプの２段以降にバンドパスフィルタを接続したときの増幅回路の回路図である。
【００２０】
ＭＯＳＦＥＴ２１及び２２のドレインＤは抵抗Ｒ２１及びＲ２２を介して電源Ｖｄに接続され、ソースＳは定電流源２３に接続されている。
ＭＯＳＦＥＴ２５のゲートＧは、ＭＯＳＦＥＴ２１のドレインＤに接続され、ＭＯＳＦＥＴ２４のゲートＧは、ＭＯＳＦＥＴ２２のドレインＤに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２４及び２５のソースＳは、それぞれ定電流源２６及び２７に接続されている。
【００２１】
上記のＭＯＳＦＥＴ２４及び２５はエミッタホロワ回路を構成し、直流電圧レベルをシフトさせて次段のＭＯＳＦＥＴ２８及び２９に出力する。
ＭＯＳＦＥＴ２８のゲートＧはＭＯＳＦＥＴ２５のソースＳに接続され、ＭＯＳＦＥＴ２９のゲートＧはＭＯＳＦＥＴ２４のソースＳに接続されている。
【００２２】
ＭＯＳＦＥＴ２８のドレインＤは、抵抗Ｒ２３を介してＭＯＳＦＥＴ３０のソースＳに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２９も抵抗Ｒ２４を介してＭＯＳＦＥＴ３０のソースＳに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ３０のゲートＧはドレインＤに接続され、ドレインＤは電源Ｖｄに接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ２８及び２９のソースＳは定電流源３１に接続されている。
【００２３】
ＭＯＳＦＥＴ２４，２５，２８，２９及び３０は、ローパスフィルタ４１に入力する信号のレベルを、ローパスフィルタ４１及びハイパスフィルタ４２が飽和しないように調整するレベル調整回路として機能している。
ＭＯＳＦＥＴ２８のドレインＤは、抵抗Ｒ２５、Ｒ２６を介してＭＯＳＦＥＴの差動増幅回路からなるオペアンプ３２の非反転入力端子に接続されている。また、オペアンプ３２の非反転入力端子にはコンデンサＣ２１が接続され、コンデンサＣ２１の他端は接地されている。
【００２４】
抵抗Ｒ２５と抵抗Ｒ２６の接続点にはコンデンサＣ２２が接続され、そのコンデンサＣ２２の他端はオペアンプ３２の出力に接続されている。
オペアンプ３２の反転入力端子には、抵抗２７と抵抗２８とが接続され、抵抗Ｒ２７の他端は出力に接続され、抵抗Ｒ２８の他端は接地されている。すなわち、オペアンプ３２の反転入力端子には、出力電圧を抵抗Ｒ２７と抵抗Ｒ２８で分圧した電圧が印加され、抵抗Ｒ２７とＲ２８によりオペアンプ３２の増幅度が決められる。なお、抵抗Ｒ２８をオープン、抵抗Ｒ２７をショートしてオペアンプ３２の増幅度を”１”に設計しても良い。
【００２５】
上記のオペアンプ３２，コンデンサＣ２２、Ｃ２１、抵抗Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７、Ｒ２８からなる回路４１は、抵抗及びコンデンサの値で決まるカットオフ周波数以下の信号を通過させるローパスフィルタ４１を構成している。
オペアンプ３２の出力は、コンデンサＣ２３，Ｃ２４を介してＭＯＳＦＥＴの差動増幅回路からなるオペアンプ３３の非反転入力端子に入力している。また、オペアンプ３３の非反転入力端子には抵抗Ｒ２９が接続され、その抵抗Ｒ２９の他端は接地されている。
【００２６】
コンデンサＣ２３とＣ２４の接続点には、抵抗Ｒ３０が接続され、抵抗Ｒ３０の他端はオペアンプ３３の出力に接続されている。
オペアンプ３３の反転入力端子には抵抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３２とが接続され、抵抗Ｒ３１の他端はオペアンプ３３の出力に接続され、抵抗Ｒ３２の他端は接地されている。すなわち、オペアンプ３３の反転入力端子には、オペアンプ３３の出力電圧を抵抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３２とで分圧した電圧が印加され、抵抗Ｒ３１とＲ３２との値によりオペアンプ３３の増幅度が決められる。
【００２７】
上記のオペアンプ３３、抵抗Ｒ３０、コンデンサＣ２３、Ｃ２４、抵抗Ｒ２９，Ｒ３１，Ｒ３２からなる回路４２は、抵抗とコンデンサの値で決まるカットオフ周波数以上の信号を通過させるハイパスフィルタ４２を構成している。
上記のローパスフィルタ４１とハイパスフィルタ４２とにより特定帯域の信号を通過させるアクティブフィルタによるバンドパスフィルタを構成している。
【００２８】
次に、以上のような構成の増幅回路の動作を説明する。前段の増幅器から出力される信号Ｖｉｎ１とＶｉｎ２との差電圧は、ＭＯＳＦＥＴ２１及び２２から成る差動増幅器で増幅され、エミッタフォロワ回路を構成するＭＯＳＦＥＴ２４及び２５で電圧レベルがシフトされＭＯＳＦＥＴ２８及び２９のゲートＧに出力される。さらに、ＭＯＳＦＥＴ２８において増幅された信号がローパスフィルタ４１に出力される。
【００２９】
ローパスフィルタ４１は、抵抗Ｒ２５、Ｒ２６及びコンデンサＣ２２の値で決まるカットオフ周波数以下の周波数の信号を通過させ、カットオフ周波数より高い周波数の信号を減衰させる。
また、ハイパスフィルタ４２は、コンデンサＣ２３、Ｃ２４、抵抗Ｒ３０の値で決まるカットオフ周波数以上の周波数の信号を通過させ、カットオフ周波数より低い周波数の信号を阻止する。これらローパスフィルタ４１とハイパスフィルタ４２とでバンドパスフィルタを構成している。
【００３０】
この場合、ローパスフィルタ４１及びハイパスフィルタ４２をアクティブフィルタで構成することでフィルタの特性の傾きを急峻に設計することができる。
従って、ローパスフィルタ４１の抵抗Ｒ２５、Ｒ２６、コンデンサＣ２２及びハイパスフィルタ４２のコンデンサＣ２３，Ｃ２４、抵抗Ｒ３０の値を適正な値に設計することで、１／ｆノイズ及び高域のノイズを除去し、かつ目的とする周波数を含む特定帯域の信号を通過させることができる。
【００３１】
これにより、縦続接続された前段の増幅器で１／ｆノイズが増幅されても、後段に配置したバンドパスフィルタで１／ｆノイズ及び高域ノイズを除去した信号を出力することができる。
また、フィルタをＭＯＳＦＥＴを用いたアクティブフィルタで構成しているので、増幅器等と同様にＣＭＯＳプロセスによりＭＯＳ集積回路基板上に形成することができる。
【００３２】
本発明は上述した実施の形態に限らず、以下のように構成しても良い。
（ａ）ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴに限らず、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ、その他のＦＥＴを使用しても良い。
（ｂ）ＦＭ受信機のリミッターアンプに限らず、通信機の他の増幅回路にも適用できる。
（ｃ）バンドパスフィルタは、実施の形態に示したフィルタ回路に限らず、状態変数型または帰還型のアクティフィルタでもよいし、オペアンプ以外の差動型のアクティブフィルタでもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、アクティブフィルタからなるバンドパスフィルタを用いることでフィルタ特性を急峻にし、１／ｆノイズ及び高域のノイズを除去し、目的とする帯域の信号を増幅することができる。また、アクティブフィルタの入力信号のレベルを調整することでアクティブフィルタが飽和するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の増幅回路とＦＭ検波回路を示す図である。
【図２】実施の形態の増幅回路の回路図である。
【図３】従来の増幅回路の回路図である。
【符号の説明】
１１〜１３、１６　　増幅回路
１４　　　　　レベル調整回路
１５　　　　　バンドパスフィルタ
２１、２２、２８、２９、３０　　ＭＯＳＦＥＴ
３２、３３　　オペアンプ
４１　　　　　ローパスフィルタ
４２　　　　　ハイパスフィルタ
【図１】
2004088414.tif 000003
【図２】
2004088414.tif 000004
【図３】
2004088414.tif 000005