(57)【要約】【課題】利得可変範囲を大きくした利得可変増幅器において、利得変化特性の単調性が失われるという不都合を回避して、ＡＧＣ動作の安定化を図る。【解決手段】利得調整の制御電圧ＶＡＧＣに基づいて初段ＬＮＡ１〜５に流す制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５を制御する可変電流源２０が、利得を略０[ｄＢ]以上にするための制御電圧ＶＡＧＣが入力されたときには初段ＬＮＡ１〜５に同時に流れる制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５のトータル値が所定値で一定となるように制御し、利得を略０[ｄＢ]未満にするための制御電圧ＶＡＧＣが入力されたときには初段ＬＮＡ１〜５に同時に流れる制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５のトータル値が所定値より小さくなるように制御することにより、アッテネータ１１〜１４でレベルの減衰された入力信号の増幅に対して過剰な制御電流が供給されないようにして、利得変化特性の単調性が失われるという不都合を回避する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の入力に対して並列に接続され、各々に流される制御電流によって増幅動作を行う複数の増幅器と、
上記複数の増幅器の少なくとも一部に対して当該増幅器の入力側に接続され、上記複数の増幅器に入力する信号のレベルがそれぞれ異なるものとなるように調整する減衰器と、
利得を調整するための制御電圧を入力し、当該制御電圧に基づいて上記複数の増幅器に流す上記制御電流を制御する可変電流源とを備え、
上記可変電流源は、上記利得を略０ｄＢ以上にするための制御電圧が入力されたときには、上記複数の増幅器に同時に流れる制御電流のトータル値が所定値で一定となるように制御し、上記利得を略０ｄＢ未満にするための制御電圧が入力されたときには、上記複数の増幅器に同時に流れる制御電流のトータル値が上記所定値より小さくなるように制御することを特徴とする利得可変増幅器。
【請求項２】
上記可変電流源は、上記利得が略０ｄＢ未満の領域において、上記利得が小さくなるほど、上記複数の増幅器に流す制御電流が小さくなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の利得可変増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は利得可変増幅器に関し、特に、複数の増幅器を接続して利得可変範囲を大きくした利得可変増幅器に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、ラジオ受信機などの無線通信装置では、受信信号の利得を調整するためにＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路が設けられている。高周波段に設けられるＲＦ（Radio Frequency）−ＡＧＣ回路は、アンテナで受信された高周波信号（アンテナ入力信号）のゲインを調節して、受信信号のレベルを一定に保つようにするものである。ＲＦ−ＡＧＣは、アンテナダンピング回路での減衰量やＬＮＡ（Low Noise Amplifier）等の利得を制御することで実現できる。
【０００３】
特に、車載機や携帯電話機などの移動体に実装されるラジオチューナでは、移動受信の幅広い受信電力に対応するために、ＬＮＡの利得可変幅（ダイナミックレンジ）を大きくすることが望まれる。例えば受信電力が小さいときには、高い利得と低い雑音特性が要求される。一方、受信電力が大きいときには、ＡＧＣの制御電圧とそれによって制御されるデシベル利得との関係がリニアになる、高い線形性も要求される。
【０００４】
この２つの要求を満足して広いダイナミックレンジを得るために、４つのカスコード増幅器を並列に接続し、これらのカスコード増幅器を受信電力に応じて連続的に切り替えて使用するように構成した利得可変低雑音増幅器が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。なお、カスコード増幅器自体は、出力から入力への帰還が基本的に無いため、ＬＮＡとして多用されている。
【非特許文献１】シャープ技報  第８８号：２００４年４月発行「携帯機器向け地上デジタルテレビ放送用１セグメントチューナ」（図３〜図５）
【０００５】
この非特許文献１に記載の利得可変低雑音増幅器では、４つのカスコード増幅器に流すベース電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４を制御することにより、増幅器を連続的に切り替える回路形式が採用されている。具体的には、制御電圧が上昇するに従い、カスコード増幅器に流れるベース電流がＩ４→Ｉ３→Ｉ２→Ｉ１と適切な比率で連続的に変化していくようにするとともに、同時に流れるベース電流のトータル値が常に一定となるようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記非特許文献１に記載の技術において、制御電圧と利得との関係を大局的に見れば、同文献の図５に示されるように、ある程度は線形性が実現できているように見える。しかしながら、制御電圧の分解能を高くしてミクロ的に見ると、制御電圧を下げたときの利得変化特性が単調減少にならない部分（制御電圧を上げたときの利得変化特性が単調上昇にならない部分）が存在する。
【０００７】
最近では、トランジスタの高速化、小型化、低消費電力化といった要求に対応するために、Ｂｉ−ＣＭＯＳ（Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor）プロセスで構成された非特許文献１の増幅器と同等またはそれ以上に良好な特性を有する利得可変増幅器を、ＣＭＯＳプロセスで微細化した半導体により構成することが望まれている。ところが、ＣＭＯＳプロセスにおいては素子のバラツキにより増幅器の相互コンダクタンスの変化が大きいため、利得変化特性の単調性（制御電圧を下げたときの利得変化特性が単調減少になる単調減少性、あるいは、制御電圧を上げたときの利得変化特性が単調上昇になる単調上昇性）が失われやすい。
【０００８】
図４は、ＣＭＯＳプロセスで構成した５つのカスコード増幅器を並列に接続した場合に、当該５つのカスコード増幅器に流す制御電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５の例を示す図である。図４の例は、同時に流れる制御電流のトータル値が常に一定となるように設定されている。例えば、制御電圧の大きさによって、制御電流Ｉ５が単独で流れるときや、３つの制御電流Ｉ５，Ｉ４，Ｉ３が同時に流れるときなどがあるが、その両者においてトータルの電流量は等しい。
【０００９】
図５は、図４のように制御電流Ｉ１〜Ｉ５を制御した場合における、制御電圧と利得との関係を示す特性図である。図５に示すように、制御電圧が１．６[Ｖ]および１．７５[Ｖ]のときに、利得変化特性の単調性が失われている。利得変化特性において単調性が失われると、ＡＧＣ動作が不安定になり、発振して制御不能になってしまうこともあるという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、複数の増幅器を並列接続して利得可変範囲を大きくした利得可変増幅器において、利得変化特性の単調性が失われるという不都合を回避して、利得調整動作の安定化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決するために、本発明では、複数の増幅器を接続してそれぞれに流す制御電流を制御することによって利得可変範囲を大きくした利得可変増幅器において、利得調整の制御電圧に基づいて制御電流を制御する可変電流源が、利得を略０ｄＢ以上にするための制御電圧が入力されたときには複数の増幅器に同時に流れる制御電流のトータル値が所定値で一定となるように制御し、利得を略０ｄＢ未満にするための制御電圧が入力されたときには複数の増幅器に同時に流れる制御電流のトータル値が所定値より小さくなるように制御するようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した本発明によれば、利得が略０ｄＢ未満に制御される領域では、入力信号が減衰器によってレベルを減衰された上で増幅器に入力され、当該増幅器において、トータル値が所定値より小さくなるように制御された小さい制御電流によって増幅動作が行われる。このため、レベルの減衰された入力信号の増幅に対して過剰な制御電流が供給されることがなくなるので、利得変化特性の単調性が失われるという不都合を回避して、利得調整動作の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による利得可変増幅器の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態の利得可変増幅器は、５個の初段ＬＮＡ１〜５と、１個の次段ＬＮＡ６と、４個のアッテネータ１１〜１４と、可変電流源２０とを備えて構成されている。これらの構成は全て、ＣＭＯＳプロセスにより１つのＩＣチップに集積化されている。
【００１４】
５個の初段ＬＮＡ１〜５は、本発明における複数の増幅器に相当するものである。この５個の初段ＬＮＡ１〜５は、一の入力端子ＩＮに対して並列に接続され、可変電流源２０から各々に流される制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５によって、当該初段増幅器１〜５に入力される信号の増幅動作を行う。
【００１５】
４個のアッテネータ１１〜１４は、本発明における減衰器に相当するものである。この４個のアッテネータ１１〜１４は、一の入力端子ＩＮに対して並列に接続され、５個の初段増幅器１〜５のうち、第２〜第５の初段増幅器２〜５の入力側に接続されている。４個のアッテネータ１１〜１４は、５個の初段ＬＮＡ１〜５に対して入力する信号のレベルがそれぞれ異なるものとなるように、一の入力端子ＩＮより入力される信号のレベルを減衰するものである。
【００１６】
アッテネータ１１〜１４の減衰量はそれぞれ異なっており、第１のアッテネータ１１＜第２のアッテネータ１２＜第３のアッテネータ１３＜第４のアッテネータ１４の順に減衰量が大きくなるように設定されている。例えば、５個の初段ＬＮＡ１〜５の可変利得範囲がそれぞれ１５[ｄＢ]程度である場合、第１のアッテネータ１１の減衰量を１５[ｄＢ]、第２のアッテネータ１２の減衰量を３０[ｄＢ]、第３のアッテネータ１３の減衰量を４５[ｄＢ] 、第４のアッテネータ１４の減衰量を６０[ｄＢ]に設定することが可能である。
【００１７】
この場合、第１の初段ＬＮＡ１は、一の入力端子ＩＮから入力される信号を増幅する。第２の初段ＬＮＡ２は、一の入力端子ＩＮから入力されて第１のアッテネータ１１で１５[ｄＢ]減衰された信号を増幅する。第３の初段ＬＮＡ３は、一の入力端子ＩＮから入力されて第２のアッテネータ１２で３０[ｄＢ]減衰された信号を増幅する。また、第４の初段ＬＮＡ４は、一の入力端子ＩＮから入力されて第３のアッテネータ１３で４５[ｄＢ]減衰された信号を増幅する。さらに、第５の初段ＬＮＡ５は、一の入力端子ＩＮから入力されて第４のアッテネータ１４で６０[ｄＢ]減衰された信号を増幅する。
【００１８】
なお、ここでは４個のアッテネータ１１〜１４を一の入力端子ＩＮに対して並列に接続する例について説明したが、これに限定されない。例えば、一の入力端子ＩＮに対して４個のアッテネータ１１〜１４を４段に縦続接続し、各段のアッテネータ１１〜１４の出力タップから信号を取り出して第２〜第５の初段ＬＮＡ２〜５にそれぞれ入力するようにしてもよい。この場合、例えば各アッテネータ１１〜１４の減衰量を１５[ｄＢ]としておけば、第１のアッテネータ１１の出力タップからは１５[ｄＢ]減衰された信号が取り出され、第２のアッテネータ１２の出力タップからは２段のトータルで３０[ｄＢ]減衰された信号が取り出され、第３のアッテネータ１３の出力タップからは３段のトータルで４５[ｄＢ]減衰され、第４のアッテネータ１３の出力タップからは４段のトータルで６０[ｄＢ]減衰された信号が取り出される。
【００１９】
また、ここでは５個の初段ＬＮＡ１〜５のうち一部の初段ＬＮＡ２〜５に対してアッテネータ１１〜１４を接続する構成について説明したが、これに限定されない。例えば、全ての初段ＬＮＡ１〜５に対してアッテネータを接続するようにしてもよい。
【００２０】
可変電流源２０は、図示しないＡＧＣ回路から利得調整のための制御電圧ＶＡＧＣを入力し、当該制御電圧ＶＡＧＣに基づいて、５個の初段ＬＮＡ１〜５に流す制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５および１個の次段ＬＮＡ６に流す制御電流ＩＢ６を発生する。このとき可変電流源２０は、利得を０[ｄＢ]以上にするための制御電圧ＶＡＧＣが入力されたときには、初段ＬＮＡ１〜５に同時に流れる制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５のトータル値が、制御電圧ＶＡＧＣの大きさにかかわらず所定値で常に一定となるように制御する。
【００２１】
一方、利得を０[ｄＢ]未満にするための制御電圧ＶＡＧＣが入力されたときには、可変電流源２０は、初段ＬＮＡ１〜５に同時に流れる制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５のトータル値が上記所定値より小さくなるように制御する。具体的には、可変電流源２０は、利得が０[ｄＢ]未満の領域において、入力される制御電圧ＶＡＧＣ（目標とする利得）が小さくなるほど、初段ＬＮＡ１〜５に流す制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５が小さくなるように制御する。
【００２２】
図２は、５個の初段ＬＮＡ１〜５に流れる制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５の例を示す図である。利得を０[ｄＢ]以上にするための制御電圧ＶＡＧＣ、すなわち、比較的大きい制御電圧ＶＡＧＣ（例えば、第４および第５の制御電流ＩＢ４，ＩＢ５が流れない約１．９２[Ｖ]以上の制御電圧ＶＡＧＣ）が入力されているとき、可変電流源２０は、第１の制御電流ＩＢ１を第１の初段ＬＮＡ１に単独で流すか、第１の制御電流ＩＢ１〜第３の制御電流ＩＢ３の何れか２つまたは３つを第１〜第３の初段ＬＮＡ１〜３に同時に流す。
【００２３】
例えば、制御電圧ＶＡＧＣが約２．２４[Ｖ]以上の領域では第１の制御電流ＩＢ１のみが流れ、第１の初段ＬＮＡ１のみが動作する。また、制御電圧ＶＡＧＣが約２．１[Ｖ]以上かつ約２．２４[Ｖ]未満の領域では第１の制御電流ＩＢ１と第２の制御電流ＩＢ２とが同時に適切な比率で流れ、第１の初段ＬＮＡ１および第２の初段ＬＮＡ２が動作する。また、制御電圧ＶＡＧＣが約１．９２[Ｖ]以上かつ約２．１[Ｖ]未満の領域では第１〜第３の制御電流ＩＢ１〜ＩＢ３が同時に適切な比率で流れ、第１〜第３の初段ＬＮＡ１〜３が動作する。
【００２４】
この場合、可変電流源２０は、第１〜第３の初段ＬＮＡ１〜３に同時に流れる制御電流ＩＢ１〜ＩＢ３のトータル値が、制御電圧ＶＡＧＣの大きさにかかわらず所定値で常に一定となるように制御する。具体的には、可変電流源２０が第１〜第３の初段ＬＮＡ１〜３に流す制御電流ＩＢ１〜ＩＢ３は、図４に示した従来例の制御電流Ｉ１〜Ｉ３と同じである。
【００２５】
これに対して、利得を０[ｄＢ]未満にするための制御電圧ＶＡＧＣ、すなわち、比較的小さい制御電圧ＶＡＧＣ（例えば、第４および第５の制御電流ＩＢ４，ＩＢ５が流れる約１．９２[Ｖ]未満の制御電圧ＶＡＧＣ）が入力されているとき、可変電流源２０は、第５の制御電流ＩＢ５を第５の初段ＬＮＡ５に単独で流すか、第３の制御電流ＩＢ３〜第５の制御電流ＩＢ５の何れか２つまたは３つを第３〜第５の初段ＬＮＡ３〜５に同時に流す。
【００２６】
例えば、制御電圧ＶＡＧＣが約１．４８[Ｖ]未満の領域では第５の制御電流ＩＢ５のみが流れ、第５の初段ＬＮＡ５のみが動作する。また、制御電圧ＶＡＧＣが約１．４８[Ｖ]以上かつ約１．６４[Ｖ]未満の領域では第４の制御電流ＩＢ４と第５の制御電流ＩＢ５とが同時に適切な比率で流れ、第４の初段ＬＮＡ４および第５の初段ＬＮＡ５が動作する。また、制御電圧ＶＡＧＣが約１．６４[Ｖ]以上かつ約１．７６[Ｖ]未満の領域では第３〜第５の制御電流ＩＢ３〜ＩＢ５が同時に適切な比率で流れ、第３〜第５の初段ＬＮＡ３〜５が動作する。
【００２７】
この場合、可変電流源２０は、第３〜第５の初段ＬＮＡ３〜５に同時に流れる制御電流ＩＢ３〜ＩＢ５のトータル値が、上述した第１〜第３の初段ＬＮＡ１〜３に同時に流れる制御電流ＩＢ１〜ＩＢ３のトータル値よりも小さくなるように制御する。具体的には、可変電流源２０は、第４の制御電流ＩＢ４をそのピーク値が第３の制御電流ＩＢ３のそれよりも小さくなるように制御し、第５の制御電流ＩＢ５をそのピーク値が第４の制御電流ＩＢ４のそれよりも小さくなるように制御する。つまり、制御電圧ＶＡＧＣが小さくなるに従い、第４の制御電流ＩＢ４が第３の制御電流ＩＢ３より小さくなり、第５の制御電流ＩＢ５が第４の制御電流ＩＢ４より小さくなるように制御する。
【００２８】
なお、ここでは、制御電圧ＶＡＧＣの大きさが、利得を０[ｄＢ]以上にするための領域に属するか０[ｄＢ]未満にするための領域に属するかに応じて、制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５の制御方法を変える例について説明したが、境界とする利得にマージンを含ませるようにしてもよい。例えば、制御電圧ＶＡＧＣの大きさが利得を＋３[ｄＢ]以上にするための領域に属するか否か、あるいは制御電圧ＶＡＧＣの大きさが利得を−３[ｄＢ]以上にするための領域に属するか否かで制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５の制御方法を変えるようにしてもよい。
【００２９】
以上のように、一の入力端子ＩＮより入力された信号とそれを４個のアッテネータ１１〜１４で１５[ｄＢ]ずつ深く減衰させた信号とを５個の初段ＬＮＡ１〜５にて増幅するように成し、それぞれの初段ＬＮＡ１〜５に流す制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５を制御することにより、初段ＬＮＡ１〜５による増幅を連続的に切り替えるようにしている。具体的には、制御電圧ＶＡＧＣが上昇するに従い、初段ＬＮＡ１〜５に流れる制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５がＩＢ５→ＩＢ４→ＩＢ３→ＩＢ２→ＩＢ１と適切な比率で連続的に変化するように制御する。
【００３０】
このようにすることで、初段ＬＮＡ１〜５の１つ１つでは１５[ｄＢ]程度しか確保できないダイナミックレンジに対して、５個の初段ＬＮＡ１〜５の全体として７５[ｄＢ]程度の広いダイナミックレンジを確保することができる。また、３個の初段ＬＮＡ３〜５に同時に流れる制御電流ＩＢ３〜ＩＢ５のトータル値が常に一定となるようにすることにより、少なくとも利得を０[ｄＢ]以上に制御する領域（受信電力が小さいとき）においては低い雑音特性と高い線形性も確保することができる。
【００３１】
なお、利得を０[ｄＢ]未満に制御する領域（受信電力が大きいとき）は、第３〜第５の初段ＬＮＡ３〜５に同時に流れる制御電流ＩＢ３〜ＩＢ５のトータル値が一定ではなくなるので、低雑音特性は多少悪化する。しかし、利得が０[ｄＢ]未満となるように制御するときは受信電力が大きいときであるため、高い低雑音特性は要求されない。よって、低雑音特性が多少悪化しても、実用上の支障はない。
【００３２】
次段ＬＮＡ６は、５個の初段ＬＮＡ１〜５の後段に接続される。ここで、５個の初段ＬＮＡ１〜５のうち、制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５が同時には流れることのない初段ＬＮＡの出力線どうしを接続して複数の合成出力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を形成し、当該複数の合成出力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を次段ＬＮＡ６の複数の入力端子ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３に別々に入力する。
【００３３】
具体的には、図２に示すように、第１の制御電流ＩＢ１と第４の制御電流ＩＢ４とが同時に流れることはないので、第１の初段ＬＮＡ１と第４の初段ＬＮＡ４の出力線どうしを接続して第１の合成出力線Ｌ１を形成する。また、第２の制御電流ＩＢ２と第５の制御電流ＩＢ５とが同時に流れることはないので、第２の初段ＬＮＡ２と第５の初段ＬＮＡ５の出力線どうしを接続して第２の合成出力線Ｌ２を形成する。なお、第３の制御電流ＩＢ３に関しては、他の制御電流ＩＢ１，ＩＢ２，ＩＢ３，ＩＢ４の何れかと常に同時に流れるので、第３の初段ＬＮＡ３の出力線をそのまま第３の合成出力線Ｌ３とする。
【００３４】
そして、以上３本の合成出力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を次段ＬＮＡ６の３つの入力端子ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３に別々に入力する。次段ＬＮＡ６は、３つの入力端子ＩＮ１〜ＩＮ３より入力された信号を各々増幅し、増幅した各信号を加算して出力する。
【００３５】
ところで、非特許文献１に示される利得可変低雑音増幅器はＢｉ−ＣＭＯＳプロセスにより構成されている。Ｂｉ−ＣＭＯＳプロセスを用いれば、電圧利得が２０[ｄＢ]程度、雑音指数が３[ｄＢ]程度のＬＮＡは一段のカスコード増幅器で実現できる。また、カスコード増幅器の出力段は抵抗負荷であるので、複数のカスコード増幅器の出力点を接続することにより、各カスコード増幅器の出力電圧を加算することができる。
【００３６】
これに対して、一般的な抵抗負荷のカスコード増幅器を用いた場合、ＣＭＯＳプロセスでは雑音指数（ＮＦ）を小さくすることが困難であり、所望のＮＦが得られなくなるため、受信感度が悪化してしまうという問題を生じる。そこで、一般的なカスコード増幅器の代わりにノイズキャンセル型のカスコード増幅器を用いれば、ＣＭＯＳプロセスでもＮＦを小さくすることが可能である。しかし、この種のカスコード増幅器の場合は出力段がソースフォロワ形式になるため、抵抗負荷のカスコード増幅器のようには各カスコード増幅器の出力信号を出力段で加算することができない。そのため、ＣＭＯＳプロセスで構成した複数のカスコード増幅器を単純に並列接続して電流制御するだけでは、ＮＦを良好にしつつ広いダイナミックレンジを確保することができない。
【００３７】
そこで、本実施形態では、ＣＭＯＳプロセスで構成したカスコード増幅器を多段接続するに当たり、カスコード増幅器を有する複数の初段ＬＮＡ１〜５と、カスコード増幅器を有する次段ＬＮＡ６との２段に分けて、制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５が同時には流れることのない初段ＬＮＡ１〜５、つまり、同時には動作することのない初段ＬＮＡ１〜５の出力線どうしを接続し、その合成出力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を次段ＬＮＡ６に各々入力するようにしている。そして、同時に動作している初段ＬＮＡ１〜５の出力信号の加算は次段増幅器６において行うようにしている。
【００３８】
すなわち、初段ＬＮＡ１〜５を構成するカスコード増幅器の出力段がソースフォロワ形式になっていても、制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５が同時には流れることのない初段ＬＮＡ１〜５、つまり、同時には動作することのない初段ＬＮＡ１〜５の出力線どうしが接続されるので、その接続された合成出力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３において信号の加算が行われることはない。同時に動作しているカスコード増幅器の出力信号の加算は、当該出力信号が複数の合成出力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を介して別々に入力される次段増幅器６において行われる。これにより、出力段がソースフォロワ形式になっているＣＭＯＳプロセスの利得可変増幅器においても、ＮＦを良好にしつつ広いダイナミックレンジを確保することができる。
【００３９】
以上詳しく説明したように、本実施形態では、利得を略０[ｄＢ]以上にするための制御電圧ＶＡＧＣが可変電流源２０に入力されたときには、３個の初段ＬＮＡ１〜３に同時に流れる制御電流ＩＢ１〜ＩＢ３のトータル値が所定値で常に一定となるようにしている。これにより、少なくとも利得を０[ｄＢ]以上に制御する領域（受信電力が小さいとき）においては、低い雑音特性と、制御電圧ＶＡＧＣとそれによって制御される利得との関係における高い線形性とを確保することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、利得を略０[ｄＢ]未満にするための制御電圧ＶＡＧＣが可変電流源２０に入力されたときは、３個の初段ＬＮＡ３〜５に同時に流れる制御電流ＩＢ３〜ＩＢ５のトータル値が所定値より小さくなるようにしている。これにより、利得が略０[ｄＢ]未満に制御される領域（受信電力が大きいとき）においては、アッテネータ１２〜１４によってレベルの減衰された受信信号を初段ＬＮＡ３〜５で増幅する際に、レベルの小さい受信信号の増幅に過剰な制御電流ＩＢ３〜ＩＢ５が供給されることがなくなるので、利得変化特性の単調性が失われるという不都合を回避して、利得調整動作の安定化を図ることができる。
【００４１】
図３は、図２のように制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５を制御した場合における、制御電圧ＶＡＧＣと利得との関係を示す特性図である。図３に示すように、制御電圧ＶＡＧＣが１．６[Ｖ]および１．７５[Ｖ]のときでも利得変化特性の単調性は失われていない。すなわち、自動利得制御回路の可変利得範囲の全域において、利得変化特性の単調性を確保できている。
【００４２】
なお、上記実施形態では、初段ＬＮＡ１〜５の数を５個としたが、これは単なる一例に過ぎない。また、上記実施形態では、２つの初段ＬＮＡの出力を結線して合成出力線を形成しているが、これも単なる一例に過ぎない。すなわち、制御電流が同時に流れない初段ＬＮＡどうしであれば、３つ以上の初段ＬＮＡの出力を結線して合成出力線を形成するようにしても良い。
【００４３】
また、上記実施形態では、５つの制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５のうち最大で３つの制御電流を同時に流す例について説明したが、これに限定されない。例えば、初段ＬＮＡの数を４個とする場合において、最大で２つの制御電流を同時に流すようにしても良い。また、初段ＬＮＡの数を５個より多くする場合において、４つ以上の制御電流を同時に流すケースがあっても良い。
【００４４】
また、上記実施形態では、可変電流源２０は、利得が０[ｄＢ]未満の領域において、入力される制御電圧ＶＡＧＣが小さくなるほど、初段ＬＮＡ１〜５に流す制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５が小さくなるように制御する例について説明したが、これに限定されない。例えば、反転増幅器等を用いれば制御電圧ＶＡＧＣの極性を逆にできるので、入力される制御電圧ＶＡＧＣが大きくなるほど、初段ＬＮＡ１〜５に流す制御電流ＩＢ１〜ＩＢ５が小さくなるように制御することもできる。
【００４５】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、複数の増幅器を接続して利得可変範囲を大きくした利得可変増幅器に有用である。例えば、本発明の利得可変増幅器は、車載機や携帯電話機などの移動体に実装されるラジオチューナに用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態による利得可変増幅器の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態による５個の初段ＬＮＡに流れる制御電流の例を示す図である。
【図３】本実施形態の可変電流源に入力される制御電圧とこれによって制御される利得との関係を示す特性図である。
【図４】従来の利得可変増幅器において並列に接続された５つのカスコード増幅器に流れる制御電流の例を示す図である。
【図５】従来の問題を示す図であり、制御電圧とこれによって制御される利得との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００４８】
１〜５  初段ＬＮＡ
６  次段ＬＮＡ
１１〜１４  アッテネータ
２０  可変電流源
【図１】
2009005056.tif 000003
【図２】
2009005056.tif 000004
【図３】
2009005056.tif 000005
【図４】
2009005056.tif 000006
【図５】
2009005056.tif 000007