(57)【要約】  【課題】  発振の防止および出力信号のレベルの安定化が可能な増幅回路ならびにそれを用いた受信回路，受信装置および通信装置を提供する。  【解決手段】  入力された第１信号Ｓ１を増幅して第２信号Ｓ２を出力する可変利得増幅回路３と、第１信号Ｓ１を包絡線検波して第３信号Ｓ３を出力する第１回路４と、第２信号Ｓ２を包絡線検波して第４信号Ｓ４を出力する第２回路５と、入力された第３信号Ｓ３および第４信号Ｓ４をベクトル加算して、可変利得増幅回路３の利得を制御する第５信号Ｓ５を出力する第３回路６と、第２信号Ｓ２および第５信号Ｓ５が入力されて、第２信号Ｓ２の位相を１８０°シフトさせるとともに第５信号Ｓ５の電圧に応じて振幅を変化させて得られる第６信号Ｓ６と第２信号Ｓ２とを加算して第７信号Ｓ７を出力する第４回路７とを少なくとも有している増幅回路とする。【選択図】  図１
2013115498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された第１信号を増幅して第２信号を出力する可変利得増幅回路と、
前記第１信号を包絡線検波して第３信号を出力する第１回路と、
前記第２信号を包絡線検波して第４信号を出力する第２回路と、
入力された前記第３信号および前記第４信号をベクトル加算して、前記可変利得増幅回路の利得を制御する第５信号を出力する第３回路と、
前記第２信号および前記第５信号が入力されて、前記第２信号の位相を１８０°シフトさせるとともに前記第５信号の電圧に応じて振幅を変化させて得られる第６信号と前記第２信号とを加算して第７信号を出力する第４回路とを少なくとも有していることを特徴とする増幅回路。
【請求項２】
前記第６信号は、前記第５信号の電圧が小さくなると振幅が小さくなることを特徴とする請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の増幅回路と、
受信信号の周波数を変換して前記第１信号として出力する周波数変換回路と、
前記第７信号を復調する復調回路とを少なくとも有していることを特徴とする受信回路。
【請求項４】
請求項３に記載の受信回路と、
該受信回路に接続されたアンテナとを少なくとも有していることを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項３に記載の受信回路と、
該受信回路に接続されたアンテナと、
該アンテナに接続された送信回路とを少なくとも有していることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利得が自動的に制御される増幅回路ならびにそれを用いた受信装置および通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、受信回路において、復調器への入力信号のレベルを一定に保つために、利得が自動的に制御される増幅回路が用いられている。このような増幅回路としては、増幅回路からの出力信号を利用して利得を制御するフィードバック回路を用いるものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７４３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、フィードバック回路を用いる従来の増幅回路は、入力信号の周波数が変化してフィードバック回路における移相量が変化すると発振が生じ易くなるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、発振の防止および出力信号のレベルの安定化が可能な増幅回路ならびにそれを用いた受信回路，受信装置および通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の増幅回路は、入力された第１信号を増幅して第２信号を出力する可変利得増幅回路と、前記第１信号を包絡線検波して第３信号を出力する第１回路と、前記第２信号を包絡線検波して第４信号を出力する第２回路と、入力された前記第３信号および前記第４信号をベクトル加算して、前記可変利得増幅回路の利得を制御する第５信号を出力する第３回路と、前記第２信号および前記第５信号が入力されて、前記第２信号の位相を１８０°シフトさせるとともに前記第５信号の電圧に応じて振幅を変化させて得られる第６信号と前記第２信号とを加算して第７信号を出力する第４回路とを少なくとも有していることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の受信回路は、前記増幅回路と、受信信号の周波数を変換して前記第１信号として出力する周波数変換回路と、前記第７信号を復調する復調回路とを少なくとも有していることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の受信装置は、前記受信回路と、該受信回路に接続されたアンテナとを少なくとも有していることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の通信装置は、前記受信回路と、該受信回路に接続されたアンテナと、該アンテナに接続された送信回路とを少なくとも有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の増幅回路によれば、発振の防止および出力信号のレベルの安定化が可能な増幅回路を得ることができる。
【００１１】
本発明の受信回路によれば、受信信号の振幅が変動しても受信信号を正確に復調することが可能な受信回路を得ることができる。
【００１２】
本発明の受信装置によれば、受信信号の振幅が変動しても受信信号を正確に復調することが可能な受信装置を得ることができる。
【００１３】
本発明の通信装置によれば、受信信号の振幅が変動しても受信信号を正確に復調することが可能な通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の第１の例の増幅回路を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の第２の例の受信装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の第３の例の通信装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の増幅回路ならびにそれを用いた受信回路，受信装置および通信装置を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態の第１の例）
図１は本発明の実施の形態の第１の例の増幅回路を示す回路図である。本例の増幅回路は、図１に示すように、端子１と、端子２と、可変利得増幅回路３と、第１回路４と、第２回路５と、第３回路６と、第４回路７とを備えている。
【００１７】
端子１には、図示せぬ外部回路から第１信号Ｓ１が入力される。可変利得増幅回路３は、端子１，第２回路５および第４回路７に接続されている。そして、可変利得増幅回路３は、入力された第１信号Ｓ１を増幅して第２信号Ｓ２を生成し、第２信号Ｓ２を第２回路５および第４回路７へ出力する。
【００１８】
第１回路４は、端子１と、第３回路６とに接続されており、端子１から第１信号Ｓ１が入力される。第１回路４は、第１信号Ｓ１を包絡線検波するミキサ８で構成されており、第１信号Ｓ１を包絡線検波して、第１信号Ｓ１の振幅に応じた電圧を有する第３信号Ｓ３を出力する。なお、本例の増幅回路においては、第１回路４（ミキサ８）は、第１信号Ｓ１の振幅の増減に対して逆に増減する電圧を有する第３信号Ｓ３を出力する。
【００１９】
第２回路５は、可変利得増幅回路３と、第３回路６とに接続されており、可変利得増幅回路３から第２信号Ｓ２が入力される。第２回路５は、可変利得増幅回路３に接続されたミキサ９と、ミキサ９および第３回路６に接続された積分回路１０とを備えている。ミキサ９は、入力された第２信号Ｓ２を包絡線検波して、第２信号Ｓ２の振幅の増減と逆に増減する電圧を有する信号を出力する。積分回路１０は、ミキサ９の出力信号を時間積分して第４信号Ｓ４を出力する。このようにして、第２回路５は、入力された第２信号Ｓ２を包絡線検波するとともに時間積分して、第４信号Ｓ４を出力する。
【００２０】
第３回路６は、加算器１１によって構成されている。また、第３回路６は、第１回路４と、第２回路５と、可変利得増幅回路３とに接続されており、第３信号Ｓ３および第４信号Ｓ４が入力される。そして、第３回路６は、入力された第３信号Ｓ３および第４信号Ｓ４をベクトル加算して、可変利得増幅回路３の利得を制御する第５信号Ｓ５を出力する。第５信号Ｓ５は、可変利得増幅回路３の図示せぬ制御端子に入力され、第５信号Ｓ５によって可変利得増幅回路３の利得が制御される。
【００２１】
第４回路７は、可変利得増幅器１２と、移相器１３と、加算器１４と、分配器１５とを有している。分配器１５は、可変利得増幅回路３に接続されており、可変利得増幅回路３から第２信号Ｓ２が入力される。分配器１５は、入力された第２信号Ｓ２の殆どを加算器１４へ出力するとともに、一部を可変利得増幅器１２へ出力する。また、可変利得増幅器１２の図示せぬ制御端子には、第３回路６から第５信号Ｓ５が入力される。よって、可変利得増幅器１２は、入力された第２信号Ｓ２を第５信号Ｓ５の電圧に応じて増幅した信号を移相器１３へ出力する。移相器１３は、入力された信号の位相をシフトさせて、第２信号Ｓ２の位相を１８０°シフトさせた位相を有する第６信号Ｓ６を出力する。よって、第６信号Ｓ６は、第５信号Ｓ５の電圧が小さくなると振幅が小さくなり、第５信号Ｓ５の電圧が大きくなると振幅が大きくなる。加算器１４は、分配器１５および移相器１３に接続されており、第２信号Ｓ２および第６信号Ｓ６が入力される。加算器１４は、入力された第２信号Ｓ２および第６信号Ｓ６をベクトル加算して第７信号Ｓ７を生成し、第７信号Ｓ７を端子２へ出力する。
【００２２】
すなわち、第４回路７は、可変利得増幅回路３および第３回路６に接続されており、第２信号Ｓ２および第５信号Ｓ５が入力される。そして、第４回路７は、第２信号Ｓ２の位相を１８０°シフトさせるとともに第５信号Ｓ５の電圧に応じて振幅を変化させて得られる第６信号Ｓ６と第２信号Ｓ２とを加算して第７信号Ｓ７を生成して、第７信号Ｓ７を端子２へ出力する。
【００２３】
このような構成を有する本例の増幅回路によれば、発振の防止および出力信号のレベルの安定化が可能な増幅回路を得ることができる。この効果が得られるメカニズムを以下に説明する。
【００２４】
フィードバック回路によって出力レベルを一定にする従来の増幅回路では、出力レベルを一定にするために負帰還のフィードバックループを構成する。ところが、入力信号の周波数変化によりフィードバックループ全体の移相量が１８０°変化すると、正帰還になって発振が生じやすくなるという問題があった。
【００２５】
本例の増幅回路では、フィードバック信号である第４信号Ｓ４をそのまま用いて可変利得増幅回路３の利得を制御するのではなく、フィードバック信号である第４信号Ｓ４と、フィードフォワード信号である第３信号Ｓ３とをベクトル加算して第５信号Ｓ５を生成し、第５信号Ｓ５を用いて可変利得増幅回路３の利得を制御する。これにより、入力信号の周波数変化等によってフィードバックループ全体の移相量が１８０°変化し、第３信号Ｓ３と第４信号Ｓ４との位相差が１８０°になってしまった場合においても、第３信号Ｓ３と第４信号Ｓ４のベクトル和である第５信号Ｓ５の大きさが小さくなることによって、発振を生じ難くすることができる。
【００２６】
この場合、第２信号Ｓ２の振幅が同じであっても、第３信号Ｓ３と第４信号Ｓ４との位相差によって可変利得増幅回路３の利得が変化するため、入力信号の周波数変化等によってフィードバックループの移相量が変化すると第２信号Ｓ２の出力信号のレベルが安定しないという問題が生じる。しかしながら、本例の増幅回路では、第４回路７によって出力信号のレベルを安定化させることができる。
【００２７】
すなわち、第４回路７の分配器１５は、入力された第２信号の殆どを加算器１４へ出力するとともに、一部を可変利得増幅器１２へ出力する。可変利得増幅器１２で振幅が変化した第２信号Ｓ２は、移相器１３で位相がシフトされて第６信号Ｓ６となり、加算器１４に入力される。加算器１４は、入力された第２信号Ｓ２と第６信号Ｓ６とを加算して第７信号Ｓ７を生成し、第７信号Ｓ７を端子２へ出力する。ここで、第６信号Ｓ６は、第２信号Ｓ２に対して振幅が小さく、且つ第２信号Ｓ２と逆相の信号である。よって、第２信号
Ｓ２の振幅が一定の場合は、第６信号Ｓ６の振幅が小さくなると第７信号Ｓ７の振幅は大きくなり、第６信号Ｓ６の振幅が大きくなると第７信号Ｓ７の振幅は小さくなる。
【００２８】
可変利得増幅器１２の利得は第５信号Ｓ５によって制御されるため、第６信号Ｓ６の振幅は、第５信号Ｓ５の電圧が小さくなると小さくなり、第５信号Ｓ５の電圧が大きくなると大きくなる。また、可変利得増幅回路３の利得も第５信号Ｓ５によって制御されるため、可変利得増幅回路３から出力される第２信号Ｓ２の振幅も、第５信号Ｓ５の電圧が小さくなると小さくなり、第５信号Ｓ５の電圧が大きくなると大きくなる。
【００２９】
よって、第５信号Ｓ５の電圧が小さくなって、可変利得増幅回路３から出力される第２信号Ｓ２の振幅が小さくなったときには、第２信号Ｓ２と打ち消し合う第６信号Ｓ６の振幅も小さくなる。また、第５信号Ｓ５の電圧が大きくなって、可変利得増幅回路３から出力される第２信号Ｓ２の振幅が大きくなったときには、第２信号Ｓ２と打ち消し合う第６信号Ｓ６の振幅も大きくなる。このようにして、端子２から出力される第７信号Ｓ７の振幅が一定に保たれる。よって、本例の増幅回路によれば、発振の防止および出力信号のレベルの安定化が可能な増幅回路を得ることができる。
【００３０】
なお、本例の増幅回路において、可変利得増幅回路３および可変利得増幅器１２としては、既知の可変利得増幅器を用いることができる。ミキサ８およびミキサ９としては、既知のミキサを用いることができる。また、積分回路１０としては、例えばローパスフィルタを用いた積分回路のような、既知の積分回路を用いることができる。加算器１１，１４としては、既知の加算器を用いることができる。移相器１３としては、既知の移相器を用いることができる。
【００３１】
また、本例の増幅回路においては、第１回路４および第２回路５が、第１信号Ｓ１および第２信号Ｓ２の振幅の増減に対して逆に増減する電圧を有する第３信号Ｓ３および第４信号Ｓ４を出力する例を示したが、これに限定されるものではない。第１回路４および第２回路５が、第１信号Ｓ１および第２信号Ｓ２の振幅の増減と同じように増減する電圧を有する第３信号Ｓ３および第４信号Ｓ４を出力するようにしても構わない。このような場合には、例えば、第３信号Ｓ３および第４信号Ｓ４を加算した信号を基準信号から減算することにより、第１信号Ｓ１および第２信号Ｓ２の振幅の増減と逆に増減する電圧を有する第５信号Ｓ５を生成して、第３回路６から出力すれば良い。
【００３２】
さらに、本例の増幅回路においては、分配器１５で分配された信号を可変利得増幅器１２で増幅して移相器１３へ入力する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第５信号Ｓ５の電圧が大きくなると移相器１３へ入力される信号の振幅が大きくなるように、分配器１５における第２信号Ｓ２の分配比率を変化させるようにしても構わない。
【００３３】
（実施の形態の第２の例）
図２は本発明の実施の形態の第２の例の受信装置を示すブロック図である。本例の受
信装置は、図２に示すように、アンテナ７１と、該アンテナに接続された受信回路７２とを備えている。受信回路７２は、高周波増幅回路７３と、周波数変換回路７４と、本発明の実施の形態の第１の例の増幅回路７５と、復調回路７６とを備えている。
【００３４】
高周波増幅回路７３は、アンテナ７１に接続されており、受信信号を増幅して出力する。周波数変換回路７４は、増幅された受信信号の周波数を変換して第１信号Ｓ１として出力する。増幅回路７５は、第１信号Ｓ１を増幅して、振幅が一定の第７信号Ｓ７を出力する。復調回路７６は、入力された第７信号Ｓ７を復調する。このような構成を有する本例の受信回路および受信装置によれば、アンテナ７１で受信された信号の振幅が変動しても
、復調回路７６に入力される信号のレベルを一定に保つことができるので、受信信号の振幅が変動しても受信信号を正確に復調することが可能な受信回路および受信装置を得ることができる。
【００３５】
なお、本例の受信回路７２においては、アンテナ７１からの受信信号が高周波増幅回路７３で増幅されてから周波数変換回路７４に入力される例を示したが、これに限定されるものではない。受信信号の強度が充分な場合には、アンテナ７１からの受信信号がそのまま周波数変換回路７４に入力されるようにしても構わない。また、それぞれの回路の間に他の回路が介在するようにしても構わない。
【００３６】
（実施の形態の第３の例）
図３は本発明の実施の形態の第３の例の通信装置を示すブロック図である。なお、本
例においては、前述した実施の形態の第２の例の受信装置と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素には同じ参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００３７】
本例の通信装置は、図３に示すように、受信回路７２と、受信回路に接続されたアンテナ７１と、アンテナ７１に接続された送信回路７７とを備えている。なお、受信回路７２および送信回路７７とアンテナ７１との間には、アンテナ共用回路７８が挿入されている。すなわち、受信回路７２および送信回路７７は、アンテナ共用回路７８を介してアンテナ７１に接続されている。このような構成を有する本例の通信装置によれば、受信信号の振幅が変動しても受信信号を正確に復調することが可能な通信装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００３８】
３：可変利得増幅回路
４：第１回路
５：第２回路
６：第３回路
７：第４回路
７１：アンテナ
７２：受信回路
７４：周波数変換回路
７５：増幅回路
７６：復調回路
７７：送信回路
【図１】
2013115498.tif 000003
【図２】
2013115498.tif 000004
【図３】
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