(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する増幅器であって、
ベース、コレクタおよびエミッタを有するトランジスタと、
前記トランジスタの前記エミッタに結合されたインダクタと、
前記インダクタと並列に接続された複数の直列接続構成のインダクタ＆スイッチ対と、
前記トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された複数の直列接続構成のキャパシタ＆スイッチ対と、
（ａ）前記増幅器のゲインを変更するために前記複数の直列接続構成のインダクタ＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチ、および
（ｂ）前記固定された増幅器の入力インピーダンスを維持するために前記複数の直列接続構成のキャパシタ＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じる手段と
を備える増幅器。
【請求項２】
（ａ）前記トランジスタの前記ベースに接続され、入力無線周波数信号がその中を流れる第２インダクタと、
（ｂ）前記トランジスタの前記コレクタに結合され、出力無線周波数信号がその中を流れるキャパシタと
をさらに含む、請求項１に記載の増幅器。
【請求項３】
前記キャパシタと前記第１トランジスタの前記コレクタとの間に接続された第２トランジスタをさらに含む、請求項２に記載の増幅器。
【請求項４】
前記スイッチがＭОＳＦＥＴデバイスである、請求項３に記載の増幅器。
【請求項５】
可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する差動増幅器であって、
ベース、コレクタおよびエミッタを有する第１トランジスタと、
ベース、コレクタおよびエミッタを有する第２トランジスタと、
前記第１トランジスタの前記エミッタに一端が結合された第１インダクタと、
前記第２トランジスタの前記エミッタに一端が結合された第２インダクタと、
前記第１インダクタの他端と前記第２インダクタの他端との間に並列に接続された複数の直列接続構成のインダクタ＆スイッチ対と、
前記第１トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された第１の複数の直列接続構成のキャパシタ＆スイッチ対と、
前記第２トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された第２の複数の直列接続構成のキャパシタ＆スイッチ対と、
（ａ）前記差動増幅器のゲインを変更するために、前記複数の直列接続構成のインダクタ＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチと、
（ｂ）前記差動増幅器の前記入力インピーダンスを一定に維持するために、前記第１の複数の直列接続構成のキャパシタ＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチおよび前記第２の複数の直列接続構成のキャパシタ＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチとを閉じる手段と
を備える差動増幅器。
【請求項６】
（ａ）前記第１トランジスタの前記ベースに接続され、入力無線周波数信号がその中を流れる第３インダクタと、
（ｂ）前記第２トランジスタの前記ベースに接続され、入力無線周波数信号がその中を流れる第４インダクタと、
（ｃ）前記第１トランジスタの前記コレクタおよび前記トランジスタの前記コレクタに結合され、出力無線周波数信号がその中を流れる平衡不平衡変成器と
をさらに含む、請求項５に記載の差動増幅器。
【請求項７】
（ａ）前記平衡不平衡変成器と前記第１トランジスタの前記コレクタとの間に接続された第３トランジスタと、
（ｂ）前記平衡不平衡変成器と前記第２トランジスタの前記コレクタとの間に接続された第４トランジスタと
をさらに含む、請求項６に記載の差動増幅器。
【請求項８】
前記スイッチがＭОＳＦＥＴデバイスである、請求項７９に記載の差動増幅器。
【請求項９】
可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する増幅器であって、
ベース、コレクタおよびエミッタを有するトランジスタと、
前記トランジスタの前記エミッタに結合されたインダクタと、
前記インダクタに並列に接続された第１複数の直列接続構成のリアクタンス＆スイッチ対と、
前記トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された第２の複数の直列接続構成のリアクタンス＆スイッチ対と、
（ａ）増幅器の前記ゲインを変更するために、前記第１の複数の直列接続構成のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じ、
（ｂ）前記増幅器の入力インピーダンスを一定に維持するために、前記第２の複数の直列接続構成のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じる手段と
を備える増幅器。
【請求項１０】
可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する差動増幅器であって、
ベース、コレクタおよびエミッタを有する第１トランジスタと、
ベース、コレクタおよびエミッタを有する第２トランジスタと、
前記第１トランジスタの前記エミッタに一端が結合された第１インダクタと、
前記第２トランジスタの前記エミッタに一端が結合された第２インダクタと、
前記第１インダクタの他端と前記第２インダクタの他端との間に並列に接続された複数の直列接続構成のリアクタンス＆スイッチ対と、
前記第１トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された第２の複数の直列接続構成のリアクタンス＆スイッチ対と、
前記第２トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された第３の複数の直列接続構成のリアクタンス＆スイッチ対と、
（ａ）差動増幅器の前記ゲインを変更するために、前記第１の複数の直列接続構成のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じ、
（ｂ）差動増幅器の前記入力インピーダンスを一定に維持するために、前記第２の複数の直列接続構成のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチと前記第３の複数の直列接続構成のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じる手段と
を備える差動増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に可変ゲイン増幅器に関し、詳細には入力インピーダンスを変更することによりゲインが変更される増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可変ゲインは無線周波数増幅器に必要である。この可変ゲインは普通は連続ゲイン（すなわち、アナログ可変）または離散ゲイン（すなわち、ディジタル可変）の組合せによって作られる。
【０００３】
アナログ可変ゲイン回路におけるような連続可変ゲインは、通常、瞬間ダイナミック・レンジを達成し、または温度変動を補償するために使用される。一方、離散可変ゲインは、通常、工場で無線周波数の送信機のゲインを調整することによりプロセス変動を補償するために使用される。無線周波数の送信機のゲインを離散ステップで調整できる能力は、送信機チップにおけるプロセス変動を補償するだけでなく、フィルタや電力増幅器などのオフチップ構成要素のプロセス変動を補償するためにも使用される。
【０００４】
離散ゲイン変動を達成する従来の方法は、ステップ減衰器のようなスイッチと抵抗器からなる構成を使用するものである。従来のステップ減衰器の欠点は、雑音および電力放散である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一目的は、新規な改良型の可変ゲイン増幅器を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、改善されたダイナミック・レンジを有する可変ゲイン増幅器を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、ダイナミック・レンジ全域にわたって直線性が維持される可変ゲイン増幅器を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、単調性を維持するために出力整合がダイナミック・レンジ全域にわたって一定となる、すなわち、制御が連続的に増加または減少するのに対してゲインが連続的に増加または減少する可変ゲイン増幅器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って構築された、可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する増幅器は、ベース、コレクタおよびエミッタを有するトランジスタと、トランジスタのエミッタに結合されたインダクタとを含む。この増幅器はまた、インダクタと並列に接続された第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対と、トランジスタのコレクタとベースの間に並列に接続された第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対をも有する。本発明に従って構築された、可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する増幅器はさらに、増幅器のゲインを変更するために第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じ、増幅器の入力インピーダンスを一定に維持するために第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じる手段を含む。
【００１０】
本発明に従って構築された、可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する差動増幅器は、ベース、コレクタおよびエミッタを有する第１トランジスタと、ベース、コレクタおよびエミッタを有する第２トランジスタと、第１トランジスタのエミッタに結合された第１インダクタと、第２トランジスタのエミッタに結合された第２インダクタとを含む。この差動増幅器はまた、第１インダクタおよび第２インダクタに直列に接続された第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対を含み、第１インダクタと第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対の直列接続は第１インダクタと並列に接続され、第２インダクタと第１複数のリアクタンス＆スイッチ対の直列接続は第１インダクタと並列に接続される。本発明に従って構築された、可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する差動増幅器はさらに、第１トランジスタのコレクタとベースの間に並列に接続された第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対と、第２トランジスタのコレクタとベースの間に並列に接続された第３の複数のリアクタンス＆スイッチ対を含む。この差動増幅器はまた、差動増幅器のゲインを変更するために第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じ、差動増幅器の入力インピーダンスを一定に維持するために第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチと第３の複数のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じる手段をも含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明に従って構築された可変ゲイン増幅器は、ベース１０ａ、コレクタ１０ｂ、およびエミッタ１０ｃを有するトランジスタ１０を含む。
【００１２】
この可変ゲイン増幅器または、トランジスタ１０のエミッタ１０ｃに結合されたインダクタ１２も含む。インダクタ１２とトランジスタ１０のエミッタ１０ｃとの間に示されたインダクタ１４は、残留インダクタンスないし寄生インダクタンスを表し、インダクタ１２とアースとの間に示されたインダクタ１６も、残留インダクタンスないし寄生インダクタンスを表す。
【００１３】
図１の可変ゲイン増幅器はさらに、第１インダクタ１２と並列に接続された第１の複数のリアクタンスとスイッチとの対（本願では「リアクタンス＆スイッチ対」と言う。インダクタとスイッチとの対、キャパシタとスイッチとの対についても同様）を含む。ここで説明している本発明の実施形態では、第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対は複数のインダクタ＆スイッチ対１８ａ、１８ｂ．．．．．１８ｎである。複数のインダクタ＆スイッチ対１８ａ、１８ｂ．．．．．１８ｎの各々はインダクタ２０ａ、２０ｂ．．．．．２０ｎおよび直列に接続されたスイッチ２２ａ、２２ｂ．．．．．２２ｎを含む。スイッチ２２ａ、２２ｂ．．．．．２２ｎの各々はＭОＳＦＥＴデバイスであることが好ましい。
【００１４】
本発明に従って構築された、可変ゲイン増幅器はまた、トランジスタ１０のコレクタ１０ｂとベース１０ａの間に並列に接続された第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対をも含む。ここで説明している本発明の実施形態では、第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対は、複数のキャパシタ＆スイッチ対２４ａ、２４ｂ．．．．．２４ｎである。複数のキャパシタ＆スイッチ対２４ａ、２４ｂ．．．．．２４ｎの各々は、ここで説明している本発明の実施形態では、複数のインダクタ＆スイッチ対１８ａ、１８ｂ．．．．．１８ｎの１つに関連付けられている。複数のキャパシタ＆スイッチ対２４ａ、２４ｂ．．．．．２４ｎの各々は、キャパシタ２６ａ、２６ｂ．．．．．２６ｎおよび直列に接続されたスイッチ２８ａ、２８ｂ．．．．．２８ｎを含む。スイッチ２８ａ、２８ｂ．．．．．２８ｎの各々はＭОＳＦＥＴデバイスであることが好ましい。
【００１５】
図１の可変ゲイン増幅器は、さらに増幅器のゲインを変更するために閉じられる複数のインダクタ＆スイッチ対１８ａ、１８ｂ．．．．．１８ｎのうちの選択されたスイッチと、その複数のインダクタ＆スイッチ対のうちで、増幅器の入力インピーダンスを一定に維持するために閉じられるスイッチに関連付けられた複数のキャパシタ＆スイッチ対２４ａ、２４ｂ．．．．．２４ｎのうちの選択されたスイッチとを閉じる手段を含む。このような手段は、図１では制御回路３０で表されている。選択されたインダクタに関連付けられたスイッチ１８ａ、１８ｂ．．．．．１８ｎを閉じる制御回路３０からの制御信号によって増幅器のゲインを確立するためにインダクタ２０ａ、２０ｂ．．．．．２０ｎが選択されたとき、キャパシタ＆スイッチ対２４ａ、２４ｂ．．．．．２４ｎにおける選択されたインダクタに関連付けられたスイッチも、関連するキャパシタをフィードバック経路に含め、特定のインダクタ２０ａ、２０ｂ．．．．．２０ｎの選択によって引き起こされる入力インピーダンスの変化を補償するために、制御回路３０からの制御信号によって閉じられる。
【００１６】
増幅器の所望のゲインが１つまたは複数のインダクタ２０ａ、２０ｂ．．．．．２０ｎの選択によって確立でき、固定した入力インピーダンスを維持するための所望の補償が１つまたは複数のキャパシタ２６、２６ｂ．．．．．および２６ｎの選択によって達成できることに留意されたい。換言すると、インダクタ２０ａ、２０ｂ．．．．．２０ｎとキャパシタ２６、２６ｂ．．．．．および２６ｎとの間に１対１の関連は必要でない。その代わりに、増幅器の入力インピーダンスを一定に維持しながら増幅器の所望のゲインを確立するために、制御回路３０から供給される適切な制御信号によってインダクタおよびキャパシタをグループで選択することができる。インダクタ２０ａ、２０ｂ．．．．．２４ｎとキャパシタ２６、２６ｂ．．．．．２６ｎが１対１で関連付けられていると、制御回路３０の論理が簡単になる。必要なエミッタ回路のインダクタンスとフィードバック回路のキャパシタンスがインダクタのグループとキャパシタのグループの選択によって実現される場合、入力インピーダンスを一定に維持しながら所望のゲインを確立するために必要な構成部品の数を減らすことができる。
【００１７】
また、この可変ゲイン増幅器のエミッタ回路およびフィードバック回路のリアクタンスはそれぞれ厳密にインダクタおよびキャパシタである必要はない。これらのリアクタンスは、たとえば、インダクタとキャパシタの組合せとすることもできる。
【００１８】
図１の可変ゲイン増幅器は、トランジスタ１０のベース１０ａに接続され入力無線周波数信号ＲＦINがその中を流れる、第４のインダクタ３２も含む。インダクタ３２は可変ゲイン増幅器と前段の間の整合に寄与する。
【００１９】
図１の可変ゲイン増幅器はまた、トランジスタ１０のコレクタ１０ｂに結合され、出力無線周波数信号ＲＦОUTがその中を流れるキャパシタ３４とインダクタ３５から構成される、整合ネットワーク３３をも含む。キャパシタ３５は可変ゲイン増幅器と次段の間の整合に寄与する。
【００２０】
さらに、図１の可変ゲイン増幅器は、整合ネットワーク３３とトランジスタ１０のコレクタ１０ｂの間に結合された第２のトランジスタ３６も含む。トランジスタ３６は図１の可変ゲイン増幅器に余分なゲインを提供し、その分離を行う。
【００２１】
トランジスタ１０の回路におけるエミッタ・インダクタンスの所与の量に対してトランジスタ１０の回路におけるコレクタ−ベース・フィードバック・キャパシタンスの適切な量が使用されるようにするには、制御回路３０からの適切なスイッチング論理が必要である。これは最小のインダクタンスが選択されたときに最小のフィードバック・キャパシタンスだけが使用されるようにすることによって達成される。逆に、最大のインダクタンスが選択されたときは最大のフィードバック・キャパシタンスが使用される。
【００２２】
本発明によれば、無損失フィードバックの可変ゲイン増幅器を使用することにより、送信ダイナミック・レンジが改善される。換言すると、雑音値は受動ステップ減衰器の場合のようにゲインの減少につれて直線的に増大しない。ダイナミック・レンジ全域にわたって直線性を維持するために定電流を使用する。単調性を維持するために出力整合はダイナミック・レンジ全域にわたって一定のままである。単調性はよりインテリジェントなゲイン設定アルゴリズムが可能となるので重要である。本発明では、出力整合が一定のままとなるようにすることによって単調性が維持される。
【００２３】
図２を参照すると、本発明に従って構築された差動可変ゲイン増幅器は、ベース４０ａ、コレクタ４０ｂおよびエミッタ４０ｃを有する第１トランジスタ４０と、ベース４２ａ、コレクタ４２ｂおよびエミッタ４２ｃを有する第２トランジスタ４２とを含む。
【００２４】
この差動可変ゲイン増幅器はまた、第１トランジスタ４０のエミッタ４０ｃに結合された第１インダクタ４３と、第２トランジスタ４２のエミッタ４２ｃに結合された第２インダクタ４４もを含む。インダクタ４３とトランジスタ４０のエミッタ４０ｃとの間に示されるインダクタ４５と、インダクタ４４とトランジスタ４２のエミッタ４２ｃとの間に示されるインダクタ４６と、アースとインダクタ４３および４４との間に示されるインダクタ４７は、残留インダクタンスないし寄生インダクタンスを表す。
【００２５】
図２の差動可変ゲイン増幅器はさらに、第１インダクタ４３と直列に接続され、第２インダクタ４４とも直列に接続された第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対を含み、第１インダクタと第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対の直列接続が第２インダクタ４４と並列に接続され、第２インダクタと第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対との直列接続が第１インダクタ４３と並列に接続されている。ここで説明している本発明の実施形態では、第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対は複数のインダクタ＆スイッチ対４８ａ、４８ｂ．．．．．４８ｎである。複数のインダクタ＆スイッチ対４８ａ、４８ｂ．．．．．４８ｎの各々はインダクタ５０ａ、５０ｂ．．．．．５０ｎおよび直列に接続されたスイッチ５２ａ、５２ｂ．．．．．５２ｎを含む。スイッチ５２ａ、５２ｂ．．．．．５２ｎの各々はＭОＳＦＥＴデバイスであることが好ましい。
【００２６】
本発明に従って構築される差動可変ゲイン増幅器はまた、第１トランジスタ４０のコレクタ４０ｂとベース４０ａの間に並列に接続された第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対と、第２トランジスタ４２のコレクタ４２ｂとベース４２ａの間に並列に接続された第３の複数のリアクタンス＆スイッチ対をも含む。ここで説明している発明の実施形態では、第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対は複数のキャパシタ＆スイッチ対５４ａ、５４ｂ．．．．．５４ｎであり、第３の複数のリアクタンス＆スイッチ対は複数のキャパシタ＆スイッチ対５６ａ、５６ｂ．．．．．５６ｎである。本発明のこの実施形態では、第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対の各キャパシタ＆スイッチ対は複数のインダクタ＆スイッチ対４８ａ、４８ｂ．．．．．４８ｎの１つと関連付けられており、第３の複数のリアクタンス＆スイッチ対の各キャパシタ＆スイッチ対は複数のインダクタ＆スイッチ対４８ａ、４８ｂ．．．．．４８ｎの１つと関連付けられている。複数のキャパシタ＆スイッチ対５４ａ、５４ｂ．．．．．５４ｎの各々は、キャパシタ５８ａ、５８ｂ．．．．．５８ｎおよび直列に接続されたスイッチ６０ａ、６０ｂ．．．．．６０ｎを含む。各スイッチ６０ａ、６０ｂ．．．．．６０ｎはＭОＳＦＥＴデバイスであることが好ましい。複数のキャパシタ＆スイッチ対５６ａ、５６ｂ．．．．．５６ｎの各々は、キャパシタ６２ａ、６２ｂ．．．．．６２ｎおよび直列に接続されたスイッチ６４ａ、６４ｂ．．．．．６４ｎを含む。各スイッチ６４ａ、６４ｂ．．．．．６４ｎはＭОＳＦＥＴデバイスであることが好ましい。
【００２７】
図２の差動可変ゲイン増幅器はさらに、差動増幅器のゲインを変更するために閉じられる複数のインダクタ＆スイッチ対４８ａ、４８ｂ．．．．．４８ｎのうちの選択されたスイッチと、複数のインダクタ＆スイッチ対のうちの閉じられたスイッチと関連付けられた複数のキャパシタ＆スイッチ対５４ａ、５４ｂ．．．．．５４ｎのうちの選択されたスイッチと、差動増幅器の入力インピーダンスを一定に維持するために複数のインダクタ＆スイッチ対のうちで、閉じられたスイッチに関連付けられた複数のキャパシタ＆スイッチ対５６ａ、５６ｂ．．．．．５６ｎのうちの選択されたスイッチを閉じる手段を含む。このような手段は図２では制御回路６６で表されている。選択されたインダクタに関連付けられたスイッチ５２ａ、５２ｂ．．．．．５２ｎを閉じる制御回路６６からの制御信号によって差動増幅器のゲインを確立するためにインダクタ５０ａ、５０ｂ．．．．．５０ｎが選択されるとき、キャパシタ＆スイッチ対５４ａ、５４ｂ．．．．．５４ｎにおいて選択されたインダクタに関連付けられたスイッチと、キャパシタ＆スイッチ対５６ａ、５６ｂ．．．．．５６ｎにおいて選択されたインダクタに関連付けられたスイッチも、関連キャパシタをフィードバック経路に含め、特定のインダクタ５０ａ、５０ｂ．．．．．５０ｎの選択によって引き起こされる入力インピーダンスの変化を補償するために、制御回路６６からの制御信号によって閉じられる。
【００２８】
本発明の図１の実施形態の場合と同様、差動増幅器の所望のゲインは１つまたは複数のインダクタ５０ａ、５０ｂ．．．．．５０ｎを選択することによって確立でき、入力インピーダンスを一定に維持するための所望の補償は１つまたは複数のキャパシタ５８ａ、５８ｂ．．．．．および５８ｎおよび１つまたは複数のキャパシタ６２ａ、６２ｂ．．．．．および６２ｎを選択することによって達成できることに留意されたい。換言すると、インダクタ５０ａ、５０ｂ．．．．．５０ｎとキャパシタ５８ａ、５８ｂ．．．．．および５８ｎの間の１対１の関連付けは必要でなく、インダクタ５０ａ、５０ｂ．．．．．５０ｎとキャパシタ６２ａ、６２ｂ．．．．．および６２ｎの間の１対１の関連付けも必要でない。その代わりに、差動増幅器の入力インピーダンスを一定に維持しながら増幅器の所望のゲインを確立するために制御回路６６から供給される適当な制御信号によってインダクタおよびキャパシタをグループで選択することができる。インダクタ５０ａ、５０ｂ．．．．．５０ｎとキャパシタ５８ａ、５８ｂ．．．．．および５８ｎの間の１対１の関連付けおよびインダクタ５０ａ、５０ｂとキャパシタ６２ａ、６２ｂ．．．．．および６２ｎの間の１対１関連付けがあると、制御回路６６の論理が簡単になる。必要なエミッタ回路のインダクタンスおよびフィードバック回路のキャパシタンスが、インダクタのグループおよびキャパシタのグループの選択によって実現できる場合には、所望のゲインを確立し、入力インピーダンスを一定に維持するために必要な構成要素の数を減らすことができる。
【００２９】
本発明の図１における実施形態の場合と同様に、エミッタ回路およびフィードバック回路のリアクタンスは厳密にそれぞれインダクタおよびキャパシタである必要はない。これらのリアクタンスを、たとえば、インダクタとキャパシタの組合せとすることもできる。
【００３０】
図２の差動可変ゲイン増幅器はまた、第１トランジスタ４０のベース４０ａに接続され、入力無線周波数信号ＲＦINがその中を流れる第３のインダクタ６８と、第２トランジスタ４２のベース４２ａに接続され、入力無線周波数信号ＲＦINがその中を流れる第４のインダクタ７０をも含む。インダクタ６８および７０は差動可変ゲイン増幅器と前段の間の整合に寄与する。
【００３１】
図２の差動可変ゲイン増幅器にはまた、トランジスタ４０のコレクタ４０ｂと出力無線周波数信号ＲＦОUTがその中を流れるトランジスタ４２のコレクタ４２ｂとに結合された平衡不平衡変成器７２を含む。平衡不平衡変成器７２、キャパシタ７３およびキャパシタ７４は差動可変ゲイン増幅器と次段の間の整合に寄与する。
【００３２】
さらに、図２の差動可変ゲイン増幅器は、平衡不平衡変成器７２と第１トランジスタ４０のコレクタ４０ｂとの間に接続された第３トランジスタ７５と、平衡不平衡変成器７２と第２トランジスタ４２のコレクタ４２ｂとの間に接続された第４トランジスタ７６を含む。
【００３３】
トランジスタ４０および４２の回路におけるエミッタ・インダクタンスの所与の量に対してトランジスタ４０および４２の回路におけるコレクタ−ベース・フィードバック・キャパシタンスの適当な量が使用されるようにするために制御回路６６からの適切なスイッチング論理が必要である。これは最小のインダクタンスが選択されたとき、最小のフィードバック・キャパシタンスだけが使用されるようにすることによって達成される。逆に、最大のフィードバック・キャパシタンスは最大のインダクタンスが選択されたときに使用される。
【００３４】
この場合も、本発明によれば、無損失フィードバックの可変ゲイン増幅器を使用することによって、送信ダイナミック・レンジが改善される。換言すると、雑音値は、受動ステップ減衰器の場合のようにゲインの減少につれて直線的に増大しない。ダイナミック・レンジ全域にわたって直線性を維持するために定電流を使用する。単調性を維持するために出力整合はダイナミック・レンジ全域にわたって一定のままとなる。単調性は、よりインテリジェントなゲイン設定アルゴリズムが可能になるので重要である。本発明では、単調性は出力整合を一定のままにすることによって維持される。本発明の差動可変ゲイン増幅器では、これは共通ベース・増幅器を使用することにより差動可変ゲイン増幅器出力から共通エミッタ可変フィードバック・増幅器をバッファすることによって行われる。
【００３５】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００３６】
（１）可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する増幅器であって、
ベース、コレクタおよびエミッタを有するトランジスタと、
前記トランジスタの前記エミッタに結合されたインダクタと、
前記インダクタと並列に接続された複数のインダクタ＆スイッチ対と、
前記トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された複数のキャパシタ＆スイッチ対と、
（ａ）前記増幅器のゲインを変更するために前記複数のインダクタ＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチ、および
（ｂ）前記固定された増幅器の入力インピーダンスを維持するために前記複数のキャパシタ＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチ
を閉じる手段とを備える増幅器。
（２）（ａ）前記複数のインダクタ＆スイッチ対の各々が、直列に接続されたインダクタとスイッチとを含み、
（ｂ）前記複数のキャパシタ＆スイッチ対の各々が、直列に接続されたキャパシタとスイッチとを含む、
上記（１）に記載の増幅器。
（３）（ａ）前記トランジスタの前記ベースに接続され、入力無線周波数信号がその中を流れる第２インダクタと、
（ｂ）前記トランジスタの前記コレクタに結合され、出力無線周波数信号がその中を流れるキャパシタと
をさらに含む、上記（２）に記載の増幅器。
（４）前記キャパシタと前記第１トランジスタの前記コレクタとの間に接続された第２トランジスタをさらに含む、上記（３）に記載の増幅器。
（５）前記スイッチがＭОＳＦＥＴデバイスである、上記（４）に記載の増幅器。
（６）可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する差動増幅器であって、
ベース、コレクタおよびエミッタを有する第１トランジスタと、
ベース、コレクタおよびエミッタを有する第２トランジスタと、
前記第１トランジスタの前記エミッタに結合された第２インダクタと、
前記第２トランジスタの前記エミッタに結合された第２インダクタと、
（ａ）前記第１インダクタ、および（ｂ）前記第２インダクタと直列に接続された複数のインダクタ＆スイッチ対であって、
前記第１インダクタと前記複数のインダクタ＆スイッチ対との間の前記直列接続が前記第２インダクタに並列に結合され、
前記第２インダクタと前記複数のインダクタ＆スイッチ対との間の前記直列接続が前記第１インダクタに並列に接続された複数のインダクタ＆スイッチ対と、
前記第１トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された第１の複数のキャパシタ＆スイッチ対と、
前記第２トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された第２の複数のキャパシタ＆スイッチ対と、
（ａ）前記差動増幅器のゲインを変更するために、前記複数のインダクタ＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチと、
（ｂ）前記差動増幅器の前記入力インピーダンスを一定に維持するために、前記第１の複数のキャパシタ＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチおよび前記第２の複数のキャパシタ＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチとを閉じる手段と
を備える差動増幅器。
（７）（ａ）前記複数のインダクタ＆スイッチ対の各々が、直列に接続されたインダクタとスイッチとを含み、
（ｂ）前記第１の複数のキャパシタ＆スイッチ対の各々が、直列に接続されたキャパシタとスイッチとを含み、
（ｃ）前記第２の複数のキャパシタ＆スイッチ対の各々が、直列に接続されたキャパシタとスイッチとを含む、
上記（６）に記載の差動増幅器。
（８）（ａ）前記第１トランジスタの前記ベースに接続され、入力無線周波数信号がその中を流れる第３インダクタと、
（ｂ）前記第２トランジスタの前記ベースに接続され、入力無線周波数信号がその中を流れる第４インダクタと、
（ｃ）前記第１トランジスタの前記コレクタおよび前記トランジスタの前記コレクタに結合され、出力無線周波数信号がその中を流れる平衡不平衡変成器と
をさらに含む、上記（７）に記載の差動増幅器。
（９）（ａ）前記平衡不平衡変成器と前記第１トランジスタの前記コレクタとの間に接続された第３トランジスタと、
（ｂ）前記平衡不平衡変成器と前記第２トランジスタの前記コレクタとの間に接続された第４トランジスタと
をさらに含む、上記（８）に記載の差動増幅器。
（１０）前記スイッチがＭОＳＦＥＴデバイスである、上記（９）に記載の差動増幅器。
（１１）可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する増幅器であって、
ベース、コレクタおよびエミッタを有するトランジスタと、
前記トランジスタの前記エミッタに結合されたインダクタと、
前記インダクタに並列に接続された第１複数のリアクタンス＆スイッチ対と、
前記トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対と、
（ａ）増幅器の前記ゲインを変更するために、前記第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じ、
（ｂ）前記増幅器の入力インピーダンスを一定に維持するために、前記第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチ
を閉じる手段と
を備える増幅器。
（１２）可変ゲインと固定入力インピーダンスを有する差動増幅器であって、
ベース、コレクタおよびエミッタを有する第１トランジスタと、
ベース、コレクタおよびエミッタを有する第２トランジスタと、
前記第１トランジスタの前記エミッタに結合された第１インダクタと、
前記第２トランジスタの前記エミッタに結合された第２インダクタと、
（ａ）前記第１インダクタ、および（ｂ）前記第２インダクタと直列に接続された第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対であって、
前記第１インダクタと前記第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対との前記直列接続が前記第２インダクタに並列に接続され、
前記第２インダクタと前記第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対との間の前記直列接続が前記第１インダクタに並列に接続された、第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対と、
前記第１トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対と、
前記第２トランジスタの前記コレクタと前記ベースの間に並列に接続された第３の複数のリアクタンス＆スイッチ対と、
（ａ）差動増幅器の前記ゲインを変更するために、前記第１の複数のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じ、
（ｂ）差動増幅器の前記入力インピーダンスを一定に維持するために、前記第２の複数のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチと前記第３の複数のリアクタンス＆スイッチ対のうちの選択されたスイッチを閉じる手段と
を備える差動増幅器。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従って構築された可変ゲイン増幅器の回路図である。
【図２】  本発明に従って構築された差動可変ゲイン増幅器の回路図である。
【符号の説明】
１０  トランジスタ
１０ａ  ベース
１０ｂ  コレクタ
１０ｃ  エミッタ
１２  インダクタ
１４  インダクタ
１６  インダクタ
１８ａ  インダクタ＆スイッチ対
１８ｂ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｃ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｄ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｅ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｆ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｇ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｈ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｉ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｊ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｋ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｌ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｍ  リアクタンス＆スイッチ対
１８ｎ  リアクタンス＆スイッチ対
２０ａ  インダクタ
２０ｂ  インダクタ
２０ｃ  インダクタ
２０ｄ  インダクタ
２０ｅ  インダクタ
２０ｆ  インダクタ
２０ｇ  インダクタ
２０ｈ  インダクタ
２０ｉ  インダクタ
２０ｊ  インダクタ
２０ｋ  インダクタ
２０ｌ  インダクタ
２０ｍ  インダクタ
２０ｎ  インダクタ
２２ａ  スイッチ
２２ｂ  スイッチ
２２ｃ  スイッチ
２２ｄ  スイッチ
２２ｅ  スイッチ
２２ｆ  スイッチ
２２ｇ  スイッチ
２２ｈ  スイッチ
２２ｉ  スイッチ
２２ｊ  スイッチ
２２ｋ  スイッチ
２２ｌ  スイッチ
２２ｍ  スイッチ
２２ｎ  スイッチ
２４ａ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｂ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｃ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｄ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｅ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｆ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｇ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｈ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｉ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｋ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｌ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｍ  キャパシタ＆スイッチ対
２４ｎ  キャパシタ＆スイッチ対
２６ａ  キャパシタ
２６ｂ  キャパシタ
２６ｃ  キャパシタ
２６ｄ  キャパシタ
２６ｅ  キャパシタ
２６ｆ  キャパシタ
２６ｇ  キャパシタ
２６ｈ  キャパシタ
２６ｉ  キャパシタ
２６ｊ  キャパシタ
２６ｋ  キャパシタ
２６ｌ  キャパシタ
２６ｍ  キャパシタ
２６ｎ  キャパシタ
２８ａ  スイッチ
２８ｂ  スイッチ
２８ｃ  スイッチ
２８ｄ  スイッチ
２８ｅ  スイッチ
２８ｆ  スイッチ
２８ｇ  スイッチ
２８ｈ  スイッチ
２８ｉ  スイッチ
２８ｊ  スイッチ
２８ｋ  スイッチ
２８ｌ  スイッチ
２８ｍ  スイッチ
２８ｎ  スイッチ
３０  制御回路
３２  インダクタ
３３  整合ネットワーク
３４  キャパシタ
３５  インダクタ、キャパシタ
３６  トランジスタ
４０  トランジスタ
４０ａ  ベース
４０ｂ  コレクタ
４０ｃ  エミッタ
４２  トランジスタ
４２ａ  ベース
４２ｂ  コレクタ
４２ｃ  エミッタ
４３  インダクタ
４４  インダクタ
４５  インダクタ
４６  インダクタ
４７  インダクタ
４８ａ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｂ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｃ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｄ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｅ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｆ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｇ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｈ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｉ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｊ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｋ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｌ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｍ  インダクタ＆スイッチ対
４８ｎ  インダクタ＆スイッチ対
５０ａ  インダクタ
５０ｂ  インダクタ
５０ｃ  インダクタ
５０ｄ  インダクタ
５０ｅ  インダクタ
５０ｆ  インダクタ
５０ｇ  インダクタ
５０ｈ  インダクタ
５０ｉ  インダクタ
５０ｊ  インダクタ
５０ｋ  インダクタ
５０ｌ  インダクタ
５０ｍ  インダクタ
５０ｎ  インダクタ
５２ａ  スイッチ
５２ｂ  スイッチ
５２ｃ  スイッチ
５２ｄ  スイッチ
５２ｅ  スイッチ
５２ｆ  スイッチ
５２ｇ  スイッチ
５２ｈ  スイッチ
５２ｉ  スイッチ
５２ｊ  スイッチ
５２ｋ  スイッチ
５２ｌ  スイッチ
５２ｍ  スイッチ
５２ｎ  スイッチ
５４ａ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｂ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｃ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｄ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｅ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｆ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｇ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｈ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｉ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｊ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｋ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｌ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｍ  キャパシタ＆スイッチ対
５４ｎ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ａ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｂ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｃ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｄ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｅ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｆ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｇ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｈ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｉ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｊ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｋ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｌ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｍ  キャパシタ＆スイッチ対
５６ｎ  キャパシタ＆スイッチ対
５８ａ  キャパシタ
５８ｂ  キャパシタ
５８ｃ  キャパシタ
５８ｄ  キャパシタ
５８ｅ  キャパシタ
５８ｆ  キャパシタ
５８ｇ  キャパシタ
５８ｈ  キャパシタ
５８ｉ  キャパシタ
５８ｊ  キャパシタ
５８ｋ  キャパシタ
５８ｌ  キャパシタ
５８ｍ  キャパシタ
５８ｎ  キャパシタ
６０ａ  スイッチ
６０ｂ  スイッチ
６０ｃ  スイッチ
６０ｄ  スイッチ
６０ｅ  スイッチ
６０ｆ  スイッチ
６０ｇ  スイッチ
６０ｈ  スイッチ
６０ｉ  スイッチ
６０ｊ  スイッチ
６０ｋ  スイッチ
６０ｌ  スイッチ
６０ｍ  スイッチ
６０ｎ  スイッチ
６２ａ  キャパシタ
６２ｂ  キャパシタ
６２ｃ  キャパシタ
６２ｄ  キャパシタ
６２ｅ  キャパシタ
６２ｆ  キャパシタ
６２ｇ  キャパシタ
６２ｈ  キャパシタ
６２ｉ  キャパシタ
６２ｊ  キャパシタ
６２ｋ  キャパシタ
６２ｌ  キャパシタ
６２ｍ  キャパシタ
６２ｎ  キャパシタ
６４ａ  スイッチ
６４ｂ  スイッチ
６４ｃ  スイッチ
６４ｄ  スイッチ
６４ｅ  スイッチ
６４ｆ  スイッチ
６４ｇ  スイッチ
６４ｈ  スイッチ
６４ｉ  スイッチ
６４ｊ  スイッチ
６４ｋ  スイッチ
６４ｌ  スイッチ
６４ｍ  スイッチ
６４ｎ  スイッチ
６６  制御回路
６８  インダクタ
７０  インダクタ
７２  平衡不平衡変成器
７３  キャパシタ
７４  キャパシタ
７５  トランジスタ
７６  トランジスタ
【図１】
0003859997.tif 000002
【図２】
0003859997.tif 000003