JP2000031744A - 変調器 - Google Patents
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- JP2000031744A JP2000031744A JP10197497A JP19749798A JP2000031744A JP 2000031744 A JP2000031744 A JP 2000031744A JP 10197497 A JP10197497 A JP 10197497A JP 19749798 A JP19749798 A JP 19749798A JP 2000031744 A JP2000031744 A JP 2000031744A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集積化が容易な変調器における変調指数を向
上させる。 【解決手段】 変調波S2は、変調波入力手段13を介
して電界効果トランジスタ(FET)12のドレインに
印加されると共に、変調波入力手段23を介してFET
22のドレインに印加される。搬送波S1は、搬送波入
力手段11を介してFET12のゲートに印加される。
FET12は、搬送波S1に対する増幅を行ってドレイ
ンに出力する。ここで、変調波S2の電圧が低い場合に
は、増幅結果における搬送波S1の成分が十分低くな
る。この増幅結果がFET22で線形に増幅され、これ
が被変調波VoutとしてFET22のドレインに出力
され、被変調波出力端子outを介して出力される。
上させる。 【解決手段】 変調波S2は、変調波入力手段13を介
して電界効果トランジスタ(FET)12のドレインに
印加されると共に、変調波入力手段23を介してFET
22のドレインに印加される。搬送波S1は、搬送波入
力手段11を介してFET12のゲートに印加される。
FET12は、搬送波S1に対する増幅を行ってドレイ
ンに出力する。ここで、変調波S2の電圧が低い場合に
は、増幅結果における搬送波S1の成分が十分低くな
る。この増幅結果がFET22で線形に増幅され、これ
が被変調波VoutとしてFET22のドレインに出力
され、被変調波出力端子outを介して出力される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、新産業分野と
して注目される車等の交通道具と道路との間の知能化に
関する高速道路交通システム(以下、「ITS」とい
う)の核となるノンストップ自動料金収受システム(以
下、「ETC」という)で、車載無線通信器等に設けら
れるMMIC(Monolithic Microwave Integrated Circ
uit )化された変調器に関するものである。
して注目される車等の交通道具と道路との間の知能化に
関する高速道路交通システム(以下、「ITS」とい
う)の核となるノンストップ自動料金収受システム(以
下、「ETC」という)で、車載無線通信器等に設けら
れるMMIC(Monolithic Microwave Integrated Circ
uit )化された変調器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献;トランジスタ技術編集部「実用電子回路ハンドブ
ック」(1997)CQ出版社、P.228 図2は、前記文献に記載された従来の変調器を示す概略
の回路図である。この変調器は、搬送波S1を入力する
分離型の変成器からなる搬送波入力部1と、増幅用バイ
ポーラトランジスタ2と、変調波S2を入力する分離型
の変成器からなる変調波入力部3と、被変調波Vout を
出力する分離型の変成器からなる被変調波出力部4と
で、構成されている。このような構成の変調器では、搬
送波S1が搬送波入力部1から入力されてバイポーラト
ランジスタ2のベースに与えられて該バイポーラトラン
ジスタ2によって増幅される。一方、変調波S2は、変
調波入力部3から入力され、バイポーラトランジスタ2
のコレクタに印加され、この変調波S2により、該バイ
ポーラトランジスタ2で増幅された搬送波S1のレベル
が制御される。これにより、搬送波S1が変調波S2で
変調されて被変調波Vout が生成される。この生成され
た被変調波Vout が、被変調波出力部4から出力され
る。
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献;トランジスタ技術編集部「実用電子回路ハンドブ
ック」(1997)CQ出版社、P.228 図2は、前記文献に記載された従来の変調器を示す概略
の回路図である。この変調器は、搬送波S1を入力する
分離型の変成器からなる搬送波入力部1と、増幅用バイ
ポーラトランジスタ2と、変調波S2を入力する分離型
の変成器からなる変調波入力部3と、被変調波Vout を
出力する分離型の変成器からなる被変調波出力部4と
で、構成されている。このような構成の変調器では、搬
送波S1が搬送波入力部1から入力されてバイポーラト
ランジスタ2のベースに与えられて該バイポーラトラン
ジスタ2によって増幅される。一方、変調波S2は、変
調波入力部3から入力され、バイポーラトランジスタ2
のコレクタに印加され、この変調波S2により、該バイ
ポーラトランジスタ2で増幅された搬送波S1のレベル
が制御される。これにより、搬送波S1が変調波S2で
変調されて被変調波Vout が生成される。この生成され
た被変調波Vout が、被変調波出力部4から出力され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
図2の変調器では、次のような課題があった。図2の変
調器では、分離型の変成器で構成された搬送波入力部1
と、分離型のバイポーラトランジスタ2と、分離型の変
成器で構成された変調波入力部3と、分離型の変成器で
構成された被変調波出力部4とを有するので、MMIC
化が困難であり、回路の寸法が大きくなるばかりでな
く、生産コストも上昇するという課題があった。このよ
うな課題を克服しようとすると、例えば、搬送波S1を
直接ゲートに入力し、該搬送波S1を増幅してドレイン
から出力する電界効果トランジスタ(以下、FETとい
う)を用い、変調波S2をFETのドレインに直接印加
して該FETのドレイン電圧を制御することにより、被
変調波Vout を生成して出力する変調器が考えられる。
図2の変調器では、次のような課題があった。図2の変
調器では、分離型の変成器で構成された搬送波入力部1
と、分離型のバイポーラトランジスタ2と、分離型の変
成器で構成された変調波入力部3と、分離型の変成器で
構成された被変調波出力部4とを有するので、MMIC
化が困難であり、回路の寸法が大きくなるばかりでな
く、生産コストも上昇するという課題があった。このよ
うな課題を克服しようとすると、例えば、搬送波S1を
直接ゲートに入力し、該搬送波S1を増幅してドレイン
から出力する電界効果トランジスタ(以下、FETとい
う)を用い、変調波S2をFETのドレインに直接印加
して該FETのドレイン電圧を制御することにより、被
変調波Vout を生成して出力する変調器が考えられる。
【0004】このような構成の変調器では、FETが搬
送波S1を増幅してドレインから出力し、これが変調波
S2によって変調され、被変調波Vout として負荷に出
力される。ここで、変調波S1が最大のときには、負荷
及びバイアス等の設定により、FETは飽和状態とな
る。変調波S1が小さくなると、FETの出力特性から
みると、動作点が原点に近づき、FETのドレインId
sとドレイン・ソース間電圧Vdsが小さくなる。その
ため、やはり、飽和状態で変調波S2の大きさと比例す
る出力で変調された被変調波Vout が得られる。被変調
波Vout の大きさと変調波S2との関係は、大範囲及び
大信号で線形の特性が得られる。そして、MMIC化が
容易な変調器を実現できる。ところが、このMMIC化
が容易な変調器には、まだ、次のような解決すべき課題
が残っている。
送波S1を増幅してドレインから出力し、これが変調波
S2によって変調され、被変調波Vout として負荷に出
力される。ここで、変調波S1が最大のときには、負荷
及びバイアス等の設定により、FETは飽和状態とな
る。変調波S1が小さくなると、FETの出力特性から
みると、動作点が原点に近づき、FETのドレインId
sとドレイン・ソース間電圧Vdsが小さくなる。その
ため、やはり、飽和状態で変調波S2の大きさと比例す
る出力で変調された被変調波Vout が得られる。被変調
波Vout の大きさと変調波S2との関係は、大範囲及び
大信号で線形の特性が得られる。そして、MMIC化が
容易な変調器を実現できる。ところが、このMMIC化
が容易な変調器には、まだ、次のような解決すべき課題
が残っている。
【0005】図3は、MMIC化が容易な従来の変調器
における変調特性及び変調指数のシミュレーションデー
タを示す図であり、横軸は変調波S2の電圧を示し、縦
軸は被変調波Vout の包絡線電圧を示している。MMI
C化が容易な従来の変調器においては、変調波S2が小
さいとき或いはゼロのときに、被変調波Vout における
振幅は小さくなるが、それでも、ある程度は残っしま
う。そのため、被変調波Vout の最大振幅と最小振幅と
の比が、例えば図3のように、825/45=18倍と
なる。この場合には、(最大振幅−最小振幅)/(最大
振幅+最小振幅)で定義される変調指数Kが0.896
となり、ETCシステム等で要求される実測値で0.9
以上の変調指数Kが得られない場合がある。本発明は、
以上のような従来技術の課題を解決し、変調指数Kが十
分に得られ、かつ、MMIC化に適した変調器を提供す
ることを目的とする。
における変調特性及び変調指数のシミュレーションデー
タを示す図であり、横軸は変調波S2の電圧を示し、縦
軸は被変調波Vout の包絡線電圧を示している。MMI
C化が容易な従来の変調器においては、変調波S2が小
さいとき或いはゼロのときに、被変調波Vout における
振幅は小さくなるが、それでも、ある程度は残っしま
う。そのため、被変調波Vout の最大振幅と最小振幅と
の比が、例えば図3のように、825/45=18倍と
なる。この場合には、(最大振幅−最小振幅)/(最大
振幅+最小振幅)で定義される変調指数Kが0.896
となり、ETCシステム等で要求される実測値で0.9
以上の変調指数Kが得られない場合がある。本発明は、
以上のような従来技術の課題を解決し、変調指数Kが十
分に得られ、かつ、MMIC化に適した変調器を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のうちの第1の発明は、変調器において、次
のような構成にしている。即ち、搬送波を変調波で変調
する第1の変調回路と、前記第1の変調回路によって前
記変調された搬送波をさらに前記変調波で変調して被変
調波を生成する第2の変調回路とで構成している。この
ような構成を採用したことにより、変調波によって搬送
波が2段階に変調されて被変調波が生成されるので、変
調波のレベルが低いときの被変調波の振幅が十分小さく
なる。
に、本発明のうちの第1の発明は、変調器において、次
のような構成にしている。即ち、搬送波を変調波で変調
する第1の変調回路と、前記第1の変調回路によって前
記変調された搬送波をさらに前記変調波で変調して被変
調波を生成する第2の変調回路とで構成している。この
ような構成を採用したことにより、変調波によって搬送
波が2段階に変調されて被変調波が生成されるので、変
調波のレベルが低いときの被変調波の振幅が十分小さく
なる。
【0007】第2の発明では、第1の発明における第1
の変調回路及び第2の変調回路を次のように構成してい
る。即ち、前記第1の変調回路は、第1の入力端子から
入力された前記搬送波を変成することなく伝達する搬送
波入力手段と、第1の導通電極と第2の導通電極と前記
搬送波入力手段に接続され該第1及び第2の導通電極間
の導通状態を制御する第1の制御電極とを有し、前記搬
送波を増幅して該第1の導通電極に出力する第1のトラ
ンジスタと、第2の入力端子から入力された前記変調波
を変成することなく前記第1のトランジスタの第1の導
通電極に伝達し、該第1のトランジスタで増幅された前
記搬送波を該変調波で変調する第1の変調波入力手段と
で構成している。前記第2の変調回路は、第3の導通電
極と第4の導通電極と前記第1のトランジスタの第1の
導通電極に接続され該第3及び第4の導通電極間の導通
状態を制御する第2の制御電極とを有し、前記変調され
た搬送波を増幅して該第3の導通電極に出力する第2の
トランジスタと、前記第2の入力端子から入力された前
記変調波を変成することなく前記第2のトランジスタの
第3の導通電極に与えることにより、前記変調波で変調
された搬送波をさらに該変調波で変調して前記被変調波
を生成する第2の変調波入力手段と、前記被変調波を変
成することなく出力端子に伝達する被変調波出力手段と
で構成している。このような構成を採用したことによ
り、分離型トランス等のMMIC化に適さない変成器を
用いずに、直接的に搬送波及び変調波が、第1のトラン
ジスタの第1の制御電極と第1の導通電極、及び第2の
トランジスタの第3の導通電極に与えられる。第1及び
第2のトランジスタにより、変調波によって搬送波が2
段階に変調されて被変調波が生成され、変調波のレベル
が低いときの被変調波の振幅が十分小さくなる。
の変調回路及び第2の変調回路を次のように構成してい
る。即ち、前記第1の変調回路は、第1の入力端子から
入力された前記搬送波を変成することなく伝達する搬送
波入力手段と、第1の導通電極と第2の導通電極と前記
搬送波入力手段に接続され該第1及び第2の導通電極間
の導通状態を制御する第1の制御電極とを有し、前記搬
送波を増幅して該第1の導通電極に出力する第1のトラ
ンジスタと、第2の入力端子から入力された前記変調波
を変成することなく前記第1のトランジスタの第1の導
通電極に伝達し、該第1のトランジスタで増幅された前
記搬送波を該変調波で変調する第1の変調波入力手段と
で構成している。前記第2の変調回路は、第3の導通電
極と第4の導通電極と前記第1のトランジスタの第1の
導通電極に接続され該第3及び第4の導通電極間の導通
状態を制御する第2の制御電極とを有し、前記変調され
た搬送波を増幅して該第3の導通電極に出力する第2の
トランジスタと、前記第2の入力端子から入力された前
記変調波を変成することなく前記第2のトランジスタの
第3の導通電極に与えることにより、前記変調波で変調
された搬送波をさらに該変調波で変調して前記被変調波
を生成する第2の変調波入力手段と、前記被変調波を変
成することなく出力端子に伝達する被変調波出力手段と
で構成している。このような構成を採用したことによ
り、分離型トランス等のMMIC化に適さない変成器を
用いずに、直接的に搬送波及び変調波が、第1のトラン
ジスタの第1の制御電極と第1の導通電極、及び第2の
トランジスタの第3の導通電極に与えられる。第1及び
第2のトランジスタにより、変調波によって搬送波が2
段階に変調されて被変調波が生成され、変調波のレベル
が低いときの被変調波の振幅が十分小さくなる。
【0008】第3の発明では、第2の発明の変調器にお
いて、次のような構成にしている。即ち、前記第1及び
第2のトランジスタは、共通のGaAs(ガリウムひ
素)基板に形成されたGaAsFETで構成し、前記搬
送波入力手段、前記第1の変調波入力手段、前記第2の
変調波入力手段及び前記被変調波出力手段は、前記共通
のガリウムひ素基板に形成された受動素子で構成してい
る。このような構成を採用したことにより、第1の変調
回路及び第2の変調回路が共通の高周波特性にすぐれた
GaAs基板に形成され、MMIC化される。第4の発
明では、第2または第3の発明の変調器において、次の
ような第3のトランジスタを設けている。この第3のト
ランジスタは、電源に接続された第5の導通電極と、前
記第1及び第2の変調波入力手段に接続された第6の導
通電極と、前記第2の入力端子に接続され該第5及び第
6の導通電極間の導通状態を制御する第3の制御電極と
を有し、該第3の制御電極に該第2の入力端子から前記
変調波が与えられ、該変調波を電源で駆動した信号を該
第1及び第2の変調波入力手段に与えるものである。こ
のような構成を採用したことにより、変調波の代わり
に、第1のトランジスタの第1の導通電極と第2のトラ
ンジスタの第3の導通電極とには、第1及び第2の変調
波入力手段を介し、第3のトランジスタで変調波を電源
で駆動した信号が与えられる。
いて、次のような構成にしている。即ち、前記第1及び
第2のトランジスタは、共通のGaAs(ガリウムひ
素)基板に形成されたGaAsFETで構成し、前記搬
送波入力手段、前記第1の変調波入力手段、前記第2の
変調波入力手段及び前記被変調波出力手段は、前記共通
のガリウムひ素基板に形成された受動素子で構成してい
る。このような構成を採用したことにより、第1の変調
回路及び第2の変調回路が共通の高周波特性にすぐれた
GaAs基板に形成され、MMIC化される。第4の発
明では、第2または第3の発明の変調器において、次の
ような第3のトランジスタを設けている。この第3のト
ランジスタは、電源に接続された第5の導通電極と、前
記第1及び第2の変調波入力手段に接続された第6の導
通電極と、前記第2の入力端子に接続され該第5及び第
6の導通電極間の導通状態を制御する第3の制御電極と
を有し、該第3の制御電極に該第2の入力端子から前記
変調波が与えられ、該変調波を電源で駆動した信号を該
第1及び第2の変調波入力手段に与えるものである。こ
のような構成を採用したことにより、変調波の代わり
に、第1のトランジスタの第1の導通電極と第2のトラ
ンジスタの第3の導通電極とには、第1及び第2の変調
波入力手段を介し、第3のトランジスタで変調波を電源
で駆動した信号が与えられる。
【0009】第5の発明では、第4の発明の変調器にお
いて、前記第3のトランジスタは、前記共通のGaAs
基板に形成されたGaAsFETで構成している。この
ような構成を採用したことにより、第3のトランジスタ
もGaAs基板に形成され、MMIC化される。また、
変調波を第1及び第2のトランジスタの第1の導通電極
及び第3の導通電極に与えるのではなく、該変調波を駆
動した信号を与えることになる。
いて、前記第3のトランジスタは、前記共通のGaAs
基板に形成されたGaAsFETで構成している。この
ような構成を採用したことにより、第3のトランジスタ
もGaAs基板に形成され、MMIC化される。また、
変調波を第1及び第2のトランジスタの第1の導通電極
及び第3の導通電極に与えるのではなく、該変調波を駆
動した信号を与えることになる。
【0010】
【発明の実施の形態】第1の実施形態 図1は、本発明の第1の実施形態を示す変調器の概略の
回路図である。この変調器は、共通のGaAs基板に形
成された初段の第1の変調回路10及び後段の第2の変
調回路20で構成され、MMIC化されている。変調回
路10は、搬送波S1を入力する第1の入力端子In1
に接続された搬送波入力手段11と、該搬送波入力手段
11を介した搬送波S1を第1の制御電極であるゲート
に入力するMES型のGaAsFET12と、変調波S
2を入力する第2の入力端子In2に接続された変調波
入力手段13と、該GaAsFET12の第2の導通電
極であるソースと接地との間に接続された該GaAsF
ET12の自己バイアス回路14とを備えている。搬送
波入力手段11は、搬送波S1を伝達する手段であり、
一方の電極が入力端子In1に接続され、他方の電極が
GaAsFET12のゲートに接続されたキャパシタ1
1aと、GaAsFET12のゲート及び該キャパシタ
11aの接続点と接地との間に接続された抵抗11bと
を有している。変調波入力手段13は、変調波S2を伝
達する手段であると共に、GaAsFET12の負荷を
構成するものであり、入力端子In2に一端が接続され
た抵抗13aと、該抵抗13aの他端とGaAsFET
12の第1の導通電極のドレインとの間に接続されたイ
ンダクタ13bとを有している。自己バイアス回路14
は、GaAsFET12のソースを接地に直流的に接続
する抵抗14aと、該GaAsFET12のソースを接
地に交流的に接続するキャパシタ14bとを有してい
る。
回路図である。この変調器は、共通のGaAs基板に形
成された初段の第1の変調回路10及び後段の第2の変
調回路20で構成され、MMIC化されている。変調回
路10は、搬送波S1を入力する第1の入力端子In1
に接続された搬送波入力手段11と、該搬送波入力手段
11を介した搬送波S1を第1の制御電極であるゲート
に入力するMES型のGaAsFET12と、変調波S
2を入力する第2の入力端子In2に接続された変調波
入力手段13と、該GaAsFET12の第2の導通電
極であるソースと接地との間に接続された該GaAsF
ET12の自己バイアス回路14とを備えている。搬送
波入力手段11は、搬送波S1を伝達する手段であり、
一方の電極が入力端子In1に接続され、他方の電極が
GaAsFET12のゲートに接続されたキャパシタ1
1aと、GaAsFET12のゲート及び該キャパシタ
11aの接続点と接地との間に接続された抵抗11bと
を有している。変調波入力手段13は、変調波S2を伝
達する手段であると共に、GaAsFET12の負荷を
構成するものであり、入力端子In2に一端が接続され
た抵抗13aと、該抵抗13aの他端とGaAsFET
12の第1の導通電極のドレインとの間に接続されたイ
ンダクタ13bとを有している。自己バイアス回路14
は、GaAsFET12のソースを接地に直流的に接続
する抵抗14aと、該GaAsFET12のソースを接
地に交流的に接続するキャパシタ14bとを有してい
る。
【0011】一方、変調回路20は、前記GaAsFE
T12のドレインから与えられた信号を入力する入力回
路21と、該入力回路21にゲートが接続された第2の
トランジスタであるGaAsFET22と、入力端子I
n2に接続された第2の変調波入力手段23と、自己バ
イアス回路24と、被変調波出力手段25とを備えてい
る。入力回路21は、第1の変調回路10中のGaAs
FET12のドレインに一方の電極が接続されると共に
他方の電極がGaAsFET22の第2の制御電極であ
るゲートに接続されたキャパシタ21aと、該キャパシ
タ21aの他方の電極及びGaAsFET22のゲート
の接続点と接地との間に接続された抵抗21bとを有し
ている。変調波入力手段23は、GaAsFET22に
変調波S2を伝達する手段であり、入力端子In2に一
方の電極が接続されると共に他方の電極が接地されたキ
ャパシタ23aと、入力端子In2に一端が接続され、
他端がGaAsFET22の第3の導通電極であるドレ
インに接続されたインダクタ23bとを有している。自
己バイアス回路24は、GaAsFET22の第4の導
通電極であるソースを接地に直流的に接続する抵抗24
aと、このGaAsFET22のソースを接地に交流的
に接続するキャパシタ24bとを有している。被0調波
出力手段25は、GaAsFET22のドレインと出力
端子Outとの間に接続されたキャパシタ25aを有し
ている。
T12のドレインから与えられた信号を入力する入力回
路21と、該入力回路21にゲートが接続された第2の
トランジスタであるGaAsFET22と、入力端子I
n2に接続された第2の変調波入力手段23と、自己バ
イアス回路24と、被変調波出力手段25とを備えてい
る。入力回路21は、第1の変調回路10中のGaAs
FET12のドレインに一方の電極が接続されると共に
他方の電極がGaAsFET22の第2の制御電極であ
るゲートに接続されたキャパシタ21aと、該キャパシ
タ21aの他方の電極及びGaAsFET22のゲート
の接続点と接地との間に接続された抵抗21bとを有し
ている。変調波入力手段23は、GaAsFET22に
変調波S2を伝達する手段であり、入力端子In2に一
方の電極が接続されると共に他方の電極が接地されたキ
ャパシタ23aと、入力端子In2に一端が接続され、
他端がGaAsFET22の第3の導通電極であるドレ
インに接続されたインダクタ23bとを有している。自
己バイアス回路24は、GaAsFET22の第4の導
通電極であるソースを接地に直流的に接続する抵抗24
aと、このGaAsFET22のソースを接地に交流的
に接続するキャパシタ24bとを有している。被0調波
出力手段25は、GaAsFET22のドレインと出力
端子Outとの間に接続されたキャパシタ25aを有し
ている。
【0012】次に、図1の変調器の動作を説明する。変
調波S2は、変調波入力手段13を介してGaAsFE
T12のドレインに印加されると共に、変調波入力手段
23を介してGaAsFET22のドレインに印加され
る。搬送波S1は、搬送波入力手段11を介してGaA
sFET12のゲートに印加される。GaAsFET1
2は、印加された変調波S1に基づき搬送波S1の増幅
を行いドレインに出力する。図4は、図1中のGaAs
FET12の直流特性と負荷線を示す特性図である。図
4は、MDS(Microwave Design System )を用いたシ
ミュレーション結果であり、搬送波S1を5.8KHzと
したものである。変調波S2のレベルが低いとき、仮に
搬送波S1が同じであっても、変調波S2のレベルの低
下に伴ってドレイン電圧が移動することにより、図4の
ように負荷線も原点側に移動し、GaAsFET12の
増幅結果における搬送波S1の成分も小さくなる。即
ち、変調回路10では、小信号の変調波S2でかなり振
幅の小さい被変調波が得られることになる。変調回路1
0から出力された増幅結果は、入力回路21を介して変
調回路20中のGaAsFET22のゲートに与えられ
る。GaAsFET22は、インダクタ23b及びキャ
パシタ25aの負荷やバイアスの設定により、飽和状態
になり、入力回路21を介して与えられた変調回路10
の増幅結果を大範囲で増幅して、被変調波Voutを生
成してドレインに出力する。ここの増幅では、変調波S
2に比例する増幅となり、線形変調された被変調波Vo
utが得られる。
調波S2は、変調波入力手段13を介してGaAsFE
T12のドレインに印加されると共に、変調波入力手段
23を介してGaAsFET22のドレインに印加され
る。搬送波S1は、搬送波入力手段11を介してGaA
sFET12のゲートに印加される。GaAsFET1
2は、印加された変調波S1に基づき搬送波S1の増幅
を行いドレインに出力する。図4は、図1中のGaAs
FET12の直流特性と負荷線を示す特性図である。図
4は、MDS(Microwave Design System )を用いたシ
ミュレーション結果であり、搬送波S1を5.8KHzと
したものである。変調波S2のレベルが低いとき、仮に
搬送波S1が同じであっても、変調波S2のレベルの低
下に伴ってドレイン電圧が移動することにより、図4の
ように負荷線も原点側に移動し、GaAsFET12の
増幅結果における搬送波S1の成分も小さくなる。即
ち、変調回路10では、小信号の変調波S2でかなり振
幅の小さい被変調波が得られることになる。変調回路1
0から出力された増幅結果は、入力回路21を介して変
調回路20中のGaAsFET22のゲートに与えられ
る。GaAsFET22は、インダクタ23b及びキャ
パシタ25aの負荷やバイアスの設定により、飽和状態
になり、入力回路21を介して与えられた変調回路10
の増幅結果を大範囲で増幅して、被変調波Voutを生
成してドレインに出力する。ここの増幅では、変調波S
2に比例する増幅となり、線形変調された被変調波Vo
utが得られる。
【0013】以上のように、この第1の実施形態では、
次のような利点を有している。 (1) 搬送波入力手段11、変調波入力手段13,2
3、被変調波出力手段25は変成を行わずに、GaAs
FET12,22に搬送波S1及び変調波S2を直接与
えるようにしたので、トランス等が不要となってMMI
C化が容易になり、コストを低減できる。 (2) 変調をGaAs基板に形成したGaAsFET
12,22で行うので、高周波に適した変調が可能にな
る。 (3) 図5は、図1の変調特性及び変調指数を示す図
である。変調回路10と変調回路20の2段階で搬送波
S1を変調波S2で変調する構成とし、変調回路10で
の変調で、搬送波S1の成分の振幅が小さい被変調波を
生成し、変調回路20では、それを飽和状態で大範囲で
の変調をするようにしたので、大範囲及び大信号での線
形の変調特性が得られるばかりでなく、被変調波Vout
の最大振幅と最小振幅との比が、例えば図5のように、
大きくなり、(最大振幅−最小振幅)/(最大振幅+最
小振幅)で定義される変調指数Kが0.975となり、
ETCシステム等で要求される実測値で0.9以上の変
調指数Kが十分得られる。
次のような利点を有している。 (1) 搬送波入力手段11、変調波入力手段13,2
3、被変調波出力手段25は変成を行わずに、GaAs
FET12,22に搬送波S1及び変調波S2を直接与
えるようにしたので、トランス等が不要となってMMI
C化が容易になり、コストを低減できる。 (2) 変調をGaAs基板に形成したGaAsFET
12,22で行うので、高周波に適した変調が可能にな
る。 (3) 図5は、図1の変調特性及び変調指数を示す図
である。変調回路10と変調回路20の2段階で搬送波
S1を変調波S2で変調する構成とし、変調回路10で
の変調で、搬送波S1の成分の振幅が小さい被変調波を
生成し、変調回路20では、それを飽和状態で大範囲で
の変調をするようにしたので、大範囲及び大信号での線
形の変調特性が得られるばかりでなく、被変調波Vout
の最大振幅と最小振幅との比が、例えば図5のように、
大きくなり、(最大振幅−最小振幅)/(最大振幅+最
小振幅)で定義される変調指数Kが0.975となり、
ETCシステム等で要求される実測値で0.9以上の変
調指数Kが十分得られる。
【0014】第2の実施形態 図6は、本発明の第2の実施形態を示す変調器の概略の
回路図であり、第1の実施形態を示す図1中の要素と共
通の要素には共通の符号が付されている。第1の実施形
態では、入力端子In2から入力された変調波S2を変
調波入力手段13,23を介してGaAsFET12,
22のドレインに与えるようにしていたが、この第2の
実施形態では、変調波S2をGaAsFET12,22
のドレインに与えるのではなく、該変調波S2に対応す
る駆動信号S3を生成し、該駆動信号S3をGaAsF
ET12,22のドレインに与えるようにしたもので
り、入力端子In2に接続された入力回路30と、第3
のトランジスタであるGaAsFET31を設けてい
る。
回路図であり、第1の実施形態を示す図1中の要素と共
通の要素には共通の符号が付されている。第1の実施形
態では、入力端子In2から入力された変調波S2を変
調波入力手段13,23を介してGaAsFET12,
22のドレインに与えるようにしていたが、この第2の
実施形態では、変調波S2をGaAsFET12,22
のドレインに与えるのではなく、該変調波S2に対応す
る駆動信号S3を生成し、該駆動信号S3をGaAsF
ET12,22のドレインに与えるようにしたもので
り、入力端子In2に接続された入力回路30と、第3
のトランジスタであるGaAsFET31を設けてい
る。
【0015】入力回路30は、入力端子In2と接地と
の間に接された抵抗30aを有し、GaAsFET31
の第3の制御電極であるゲートに、該入力回路30を介
して変調波S2が入力される接続になっている。GaA
sFET31の第5の導通電極であるドレインは、電源
32に接続され、該GaAsFET31の第6の導通電
極であるソースは、インダクタ33を介して第1の実施
形態における変調波入力手段S13の抵抗13aの一端
に接続されている。抵抗13aとインダクタ33との接
続点がキャパシタ34を介して接地されている。GaA
sFET31のソースは、また、変調回路20中の変調
波入力手段23のキャパシタ23aとインダクタ23b
との接続点に接続されている。変調回路10及び20の
他の構成は、第1の実施形態の図1と同様になってい
る。
の間に接された抵抗30aを有し、GaAsFET31
の第3の制御電極であるゲートに、該入力回路30を介
して変調波S2が入力される接続になっている。GaA
sFET31の第5の導通電極であるドレインは、電源
32に接続され、該GaAsFET31の第6の導通電
極であるソースは、インダクタ33を介して第1の実施
形態における変調波入力手段S13の抵抗13aの一端
に接続されている。抵抗13aとインダクタ33との接
続点がキャパシタ34を介して接地されている。GaA
sFET31のソースは、また、変調回路20中の変調
波入力手段23のキャパシタ23aとインダクタ23b
との接続点に接続されている。変調回路10及び20の
他の構成は、第1の実施形態の図1と同様になってい
る。
【0016】この図6の変調器では、入力回路30を介
して変調波S2がGaAsFET31のゲートに入力さ
れる。GaAsFET31は、電源32により、変調波
S2に対応する駆動信号S3を生成してソースに出力す
る。この駆動信号S3が、変調波S2の代わりに、変調
波入力手段13,23に入力される。変調波S2の代わ
りに、駆動信号S3が変調波入力手段13,23に入力
された変調回路10,20は、第1の実施形態と同様に
動作し、出力端子Outから被変調波Voutが出力さ
れる。以上のように、この第2の実施形態では、GaA
sFET31を設け、駆動信号S3を生成し、駆動信号
S3を変調波S2の代わりに、変調波入力手段13,2
3に入力するようにしたので、変調波S2を小さい電流
値にすることが可能になり、安定なMMIC化された変
調器を実現できる。
して変調波S2がGaAsFET31のゲートに入力さ
れる。GaAsFET31は、電源32により、変調波
S2に対応する駆動信号S3を生成してソースに出力す
る。この駆動信号S3が、変調波S2の代わりに、変調
波入力手段13,23に入力される。変調波S2の代わ
りに、駆動信号S3が変調波入力手段13,23に入力
された変調回路10,20は、第1の実施形態と同様に
動作し、出力端子Outから被変調波Voutが出力さ
れる。以上のように、この第2の実施形態では、GaA
sFET31を設け、駆動信号S3を生成し、駆動信号
S3を変調波S2の代わりに、変調波入力手段13,2
3に入力するようにしたので、変調波S2を小さい電流
値にすることが可能になり、安定なMMIC化された変
調器を実現できる。
【0017】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ず種々の変形が可能である。その変形例としては、例え
ば次のようなものがある。 (i) FET12,22,31はMES型のFETを
用いたが、他のHMETやMOS型等のFETを用いる
ことも可能であり、さらにバイポーラトランジスタを用
いることも可能である。 (ii) 変調波入力手段13,23、搬送波入力手段1
1、被変調波出力手段25等は、キャパシタを用いた簡
単な構成にしているが、インダクタ及びキャパシタを組
み合せて複雑に接続した構成或いは分布型の伝送線で構
成してもよい。
ず種々の変形が可能である。その変形例としては、例え
ば次のようなものがある。 (i) FET12,22,31はMES型のFETを
用いたが、他のHMETやMOS型等のFETを用いる
ことも可能であり、さらにバイポーラトランジスタを用
いることも可能である。 (ii) 変調波入力手段13,23、搬送波入力手段1
1、被変調波出力手段25等は、キャパシタを用いた簡
単な構成にしているが、インダクタ及びキャパシタを組
み合せて複雑に接続した構成或いは分布型の伝送線で構
成してもよい。
【0018】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、変調器を2段の第1の変調回路と第2の変調
回路とで構成したので、変調波のレベルが低いときの被
変調波の振幅を十分小さくでき、変調指数を向上でき
る。第2及び第3の発明によれば、搬送波を変成するこ
となく伝達する搬送波入力手段と、変調波を変成するこ
となく伝達する第1及び第2の変調波入力手段と、第1
及び第2のトランジスタと、被変調波を変成することな
く出力端子に伝達する被変調波出力手段とで、第1の発
明の変調器を構成したので、MMIC化に適した変調器
を実現でき、コストが低減できる。第4及び第5の発明
によれば、第2または第3の発明の変調器において、第
3のトランジスタを設け、第1のトランジスタの第1の
導通電極と第2のトランジスタの第3の導通電極とに
は、第1及び第2の変調波入力手段を介して、第3のト
ランジスタで変調波を電源で駆動した信号が与えられる
ようにしたので、例えば外部から入力する変調波の電流
を小さくすることが可能になり、安定した変調器が実現
できる。
によれば、変調器を2段の第1の変調回路と第2の変調
回路とで構成したので、変調波のレベルが低いときの被
変調波の振幅を十分小さくでき、変調指数を向上でき
る。第2及び第3の発明によれば、搬送波を変成するこ
となく伝達する搬送波入力手段と、変調波を変成するこ
となく伝達する第1及び第2の変調波入力手段と、第1
及び第2のトランジスタと、被変調波を変成することな
く出力端子に伝達する被変調波出力手段とで、第1の発
明の変調器を構成したので、MMIC化に適した変調器
を実現でき、コストが低減できる。第4及び第5の発明
によれば、第2または第3の発明の変調器において、第
3のトランジスタを設け、第1のトランジスタの第1の
導通電極と第2のトランジスタの第3の導通電極とに
は、第1及び第2の変調波入力手段を介して、第3のト
ランジスタで変調波を電源で駆動した信号が与えられる
ようにしたので、例えば外部から入力する変調波の電流
を小さくすることが可能になり、安定した変調器が実現
できる。
【図1】本発明の第1の実施形態を示す変調器の概略の
回路図である。
回路図である。
【図2】従来の変調器を示す概略の回路図である。
【図3】MMIC化が容易な従来の変調器における変調
特性及び変調指数のシミュレーションデータを示す図で
ある。
特性及び変調指数のシミュレーションデータを示す図で
ある。
【図4】図1中のGaAsFET12の直流特性と負荷
線を示す特性図である。
線を示す特性図である。
【図5】図1の変調特性及び変調指数を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施形態を示す変調器の概略の
回路図である。
回路図である。
10,20 変調回路 11 搬送波入力手段 12,22,31 GaAsFET 13,23 変調波入力手段 14,24 自己バイアス回路 25 被変調波出力手段 S1 搬送波 S2 変調波 Vout 被変調波
Claims (5)
- 【請求項1】 搬送波を変調波で変調する第1の変調回
路と、 前記第1の変調回路によって前記変調された搬送波をさ
らに前記変調波で変調して被変調波を生成する第2の変
調回路とを備えたことを特徴とする変調器。 - 【請求項2】 前記第1の変調回路は、 第1の入力端子から入力された前記搬送波を変成するこ
となく伝達する搬送波入力手段と、 第1の導通電極と第2の導通電極と前記搬送波入力手段
に接続され該第1及び第2の導通電極間の導通状態を制
御する第1の制御電極とを有し、前記搬送波を増幅して
該第1の導通電極に出力する第1のトランジスタと、 第2の入力端子から入力された前記変調波を変成するこ
となく前記第1のトランジスタの第1の導通電極に伝達
し、該第1のトランジスタで増幅された前記搬送波を該
変調波で変調する第1の変調波入力手段とで構成し、 前記第2の変調回路は、 第3の導通電極と第4の導通電極と前記第1のトランジ
スタの第1の導通電極に接続され該第3及び第4の導通
電極間の導通状態を制御する第2の制御電極とを有し、
前記変調された搬送波を増幅して該第3の導通電極に出
力する第2のトランジスタと、 前記第2の入力端子から入力された前記変調波を変成す
ることなく前記第2のトランジスタの第3の導通電極に
与えることにより、前記変調波で変調された搬送波をさ
らに該変調波で変調して前記被変調波を生成する第2の
変調波入力手段と、 前記被変調波を変成することなく出力端子に伝達する被
変調波出力手段とで構成したことを特徴とする請求項1
記載の変調器。 - 【請求項3】 前記第1及び第2のトランジスタは、共
通のGaAs基板に形成されたGaAs電界効果トラン
ジスタで構成し、 前記搬送波入力手段、前記第1の変調波入力手段、前記
第2の変調波入力手段及び前記被変調波出力手段は、前
記共通のGaAs基板に形成された受動素子で構成した
ことを特徴とする請求項2記載の変調器。 - 【請求項4】 電源に接続された第5の導通電極と、前
記第1及び第2の変調波入力手段に接続された第6の導
通電極と、前記第2の入力端子に接続され該第5及び第
6の導通電極間の導通状態を制御する第3の制御電極と
を有し、該第3の制御電極に該第2の入力端子から前記
変調波が与えられ、該変調波を駆動した信号を該第1及
び第2の変調波入力手段に与える第3のトランジスタ
を、設けたことを特徴とする請求項2または3記載の変
調器。 - 【請求項5】 前記第3のトランジスタは、前記共通の
GaAs基板に形成されたGaAs電界効果トランジス
タで構成したことを特徴とする請求項4記載の変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10197497A JP2000031744A (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10197497A JP2000031744A (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000031744A true JP2000031744A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16375465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10197497A Withdrawn JP2000031744A (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000031744A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008125127A (ja) * | 2002-03-04 | 2008-05-29 | St Microelectronics Nv | 無線周波数伝送用共振電力変換器と方法 |
-
1998
- 1998-07-13 JP JP10197497A patent/JP2000031744A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008125127A (ja) * | 2002-03-04 | 2008-05-29 | St Microelectronics Nv | 無線周波数伝送用共振電力変換器と方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |