JPH0722248B2 - Limiter circuit - Google Patents
Limiter circuitInfo
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- JPH0722248B2 JPH0722248B2 JP6035391A JP6035391A JPH0722248B2 JP H0722248 B2 JPH0722248 B2 JP H0722248B2 JP 6035391 A JP6035391 A JP 6035391A JP 6035391 A JP6035391 A JP 6035391A JP H0722248 B2 JPH0722248 B2 JP H0722248B2
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- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、トランジスタ出力振
幅をリミッティングするリミッタ回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a limiter circuit for limiting the output amplitude of a transistor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、電界効果トランジスタ(以
下、FETと記す)等の能動素子、キャパシタ、インダ
クタ等で構成したマイクロ波リミッタ回路は、入力信号
レベルの変動に対して出力信号を一定レベルに抑圧する
働きを持ち、レーダ通信システム等では重要なコンポー
ネントとなっている。2. Description of the Related Art Conventionally, a microwave limiter circuit composed of active elements such as field effect transistors (hereinafter referred to as FETs), capacitors, inductors, etc., keeps an output signal at a constant level in response to fluctuations in the input signal level. It has a suppressing function and is an important component in radar communication systems and the like.
【0003】図4に従来のマイクロ波通信に用いられて
いるFETリミッタ回路の構成を示す。FIG. 4 shows the structure of a conventional FET limiter circuit used in microwave communication.
【0004】図4において、11はソース接地されたF
ET、12はマイクロ波信号入力端子、13は信号出力
端子、14は入力整合回路、15は出力整合回路であ
る。FET11のドレイン電圧はバイアス供給端子16
からドレイン抵抗17を介して供給される。ゲートバイ
アス電圧はバイアス供給端子18からゲート抵抗19を
介して供給される。In FIG. 4, 11 is a source grounded F
ET and 12 are microwave signal input terminals, 13 is a signal output terminal, 14 is an input matching circuit, and 15 is an output matching circuit. The drain voltage of the FET 11 is the bias supply terminal 16
Is supplied via the drain resistor 17. The gate bias voltage is supplied from the bias supply terminal 18 via the gate resistor 19.
【0005】FET11は、図5のFET静特性図に示
すように、ピンチ・オフ近傍でかつドレイン・ソース間
電圧VDSがknee電圧近傍となるようにバイアス点
Pが設定される。ここで、マイクロ波信号が信号入力端
子12に印加されると、バイアス点Pは交流負荷線A上
を周期的に移動することになり、入力信号レベルの増加
に伴ってドレイン電流が図6に示すように2乗半波整流
波に近い形で変化する。In the FET 11, as shown in the FET static characteristic diagram of FIG. 5, the bias point P is set so as to be in the vicinity of pinch-off and the drain-source voltage V DS in the vicinity of the knee voltage. Here, when the microwave signal is applied to the signal input terminal 12, the bias point P moves cyclically on the AC load line A, and the drain current changes as shown in FIG. 6 as the input signal level increases. As shown, it changes in a form close to a squared half-wave rectified wave.
【0006】したがって、ドレイン電流の直流成分I
DC2は、ドレイン電流の変化が2乗半波整流波である
と仮定すると、 IDC2=I0/4 …(1) となる。I0は図5で示した電流振幅の最大値である。
このとき、FET11のバイアス点Pがピンチ・オフ近
傍にあるため、 IDC2>IDC0 …(2) となる。IDC0は無信号時でのバイアス電流である。Therefore, the direct current component I of the drain current I
DC2, if the change in the drain current is assumed to be square half-wave rectification wave, and I DC2 = I 0/4 ... (1). I0 is the maximum value of the current amplitude shown in FIG.
At this time, since the bias point P of the FET 11 is in the vicinity of pinch off, I DC2 > I DC0 (2) IDCO is a bias current when there is no signal.
【0007】一方、FET11のドレインバイアス電圧
はドレイン抵抗17を介して供給されているので、ドレ
イン・ソース間電圧VDSはドレイン電流の直流成分の
増加分だけ小さくなる。このため、FET11の飽和出
力信号レベルが抑圧され、入力信号レベルがリミッティ
ングされる。つまり、FETリミッタ回路のリミッティ
ング特性はドレイン電流の直流成分の増加量に依存す
る。On the other hand, since the drain bias voltage of the FET 11 is supplied through the drain resistor 17, the drain-source voltage V DS becomes smaller by the increase of the direct current component of the drain current. Therefore, the saturated output signal level of the FET 11 is suppressed and the input signal level is limited. That is, the limiting characteristic of the FET limiter circuit depends on the increase amount of the direct current component of the drain current.
【0008】しかしながら、上記構成の従来のFETリ
ミッタ回路では、マイクロ波モノリシック回路(MMI
C)で構成した場合、FETのバイアス点Pがピンチ・
オフ近傍に設定されているため、回路のFETパラメー
タに対する素子感度が高く、FET11の整合状態がM
MICのロット毎にばらついてしまう。このばらつき
は、上記ドレイン電流の直流成分の増加にばらつきを生
じさせ、リミッティングがかかる入力信号レベルにも、
例えば図7に示すように、ロット1,2,3のようにば
らつきを生じさせる。よって、ばらつきが許容範囲か否
かの検査が必要となり、このことがMMIC製造におけ
る歩留り低下の原因となっていた。However, in the conventional FET limiter circuit having the above structure, the microwave monolithic circuit (MMI) is used.
In the case of C), the bias point P of the FET is pinched.
Since it is set near OFF, the element sensitivity to the FET parameter of the circuit is high, and the matching state of the FET 11 is M.
It varies from lot to lot of MIC. This variation causes variation in the increase of the direct current component of the drain current, and the limiting input signal level also
For example, as shown in FIG. 7, variations are generated in lots 1, 2, and 3. Therefore, it is necessary to inspect whether or not the variation is within the allowable range, which causes a reduction in yield in MMIC manufacturing.
【0009】また、ハイブリッドIC(HIC)で構成
したFETリミッタ回路では、FETのロットの違いや
アセンブリのばらつきがFETの整合状態にばらつきを
生じさせるため、そのリミッティング特性の調整が必要
となり、このことがHIC製造における歩留り低下の原
因となっていた。Further, in a FET limiter circuit composed of a hybrid IC (HIC), differences in FET lots and variations in assembly cause variations in the matching state of the FETs, so that it is necessary to adjust the limiting characteristics. This has been the cause of the yield reduction in HIC manufacturing.
【0010】尚、以上のことは、FETのみならず、通
常のトランジスタを用いた場合でも同様である。The above is true not only when using a FET but also when using a normal transistor.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のリミッタ回路では、トランジスタ素子のバイアス点
をピンチ・オフ近傍に設定しているため、回路パラメー
タに対する素子感度が高く、MMICではロット毎に、
HICではさらにアセンブリのばらつき等の影響でトラ
ンジスタ素子入出力の整合状態が異なり、これがリミッ
ティング特性のばらつきの原因となっている。As described above, in the conventional limiter circuit, since the bias point of the transistor element is set near the pinch-off, the element sensitivity to the circuit parameter is high, and the MMIC has lot-to-lot correspondence. To
In the HIC, the matching state of the input and output of the transistor element is different due to the influence of variations in the assembly, which causes the variations in the limiting characteristics.
【0012】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたもので、トランジスタ素子のバイアス点をピンチ
・オフ近傍に設定して、トランジスタ素子入出力の整合
状態にばらつきが生じていても、リミッティング特性の
ばらつきを抑えることのできるリミッタ回路を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the bias point of a transistor element is set near pinch-off so that even if the matching state of the input and output of the transistor element varies, the limit An object of the present invention is to provide a limiter circuit capable of suppressing variations in the charging characteristics.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、トランジスタの第1の被制御電極を接地
し、第2の被制御電極に抵抗を介してバイアス電圧を印
加し、制御電極に供給される入力信号の増加に伴ってバ
イアス電流を制限して第2の被制御電極の出力振幅をリ
ミッティングするリミッタ回路において、前記第2の被
制御電極に接続され、当該電極を制御電極入力周波数に
対して基本周波数を除く整数倍の周波数で短絡状態とす
るフィルタ回路を具備して構成される。In order to achieve the above object, the present invention controls a transistor by grounding a first controlled electrode of a transistor and applying a bias voltage to the second controlled electrode via a resistor. A limiter circuit that limits a bias current with an increase in an input signal supplied to an electrode to limit the output amplitude of a second controlled electrode, and is connected to the second controlled electrode to control the electrode. It is configured by including a filter circuit that makes a short-circuit state at an integer multiple frequency excluding the fundamental frequency with respect to the electrode input frequency.
【0014】[0014]
【作用】上記構成によるリミッタ回路では、第2の被制
御電極を制御電極入力周波数に対して基本周波数を除く
整数倍の周波数で短絡状態として、第2の被制御電極の
直流成分の増加量を増やし、これによってトランジスタ
素子のバイアス点をピンチ・オフ近傍に設定して、トラ
ンジスタ素子入出力の整合状態にばらつきが生じても、
リミッティング特性のばらつきを抑える。In the limiter circuit having the above structure, the second controlled electrode is short-circuited at a frequency that is an integral multiple of the control electrode input frequency, excluding the fundamental frequency, and the increase amount of the DC component of the second controlled electrode is increased. Even if the bias point of the transistor element is set near the pinch-off and the input / output matching state of the transistor element varies,
Suppress variations in limiting characteristics.
【0015】[0015]
【実施例】以下、図1乃至図3を参照してこの発明の一
実施例を説明する。但し、図1において、図4と同一部
分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分を中
心に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. However, in FIG. 1, the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be mainly described here.
【0016】図1はその構成を示すもので、MMICで
構成されている。前記FET11のドレイン電極と信号
出力端子13との間にはフィルタ回路18が接続され
る。このフィルタ回路20はFET11のソース入力信
号周波数に対して基本周波数fを除く整数倍の周波数で
上記ドレイン電極が短絡状態とする機能を持つ。現実に
は第2、第3高調波2f,3fまでを考慮してフィルタ
を形成すれば、高調波に対する短絡状態を実現するには
十分であるため、同図の実施例では、第2、第3高調波
2f,3fに対してドレイン電極が短絡状態となるよう
に、開放端スタブa,bを用いて実現する。aは第2高
調波短絡用、bは第3高調波短絡用のスタブである。FIG. 1 shows the structure, which is composed of an MMIC. A filter circuit 18 is connected between the drain electrode of the FET 11 and the signal output terminal 13. The filter circuit 20 has a function of making the drain electrode short-circuit at a frequency that is an integral multiple of the source input signal frequency of the FET 11 excluding the fundamental frequency f. In reality, if the filter is formed in consideration of the second and third harmonics 2f and 3f, it is sufficient to realize the short-circuit state with respect to the harmonics. Therefore, in the embodiment shown in FIG. This is realized by using the open end stubs a and b so that the drain electrode is short-circuited with respect to the three harmonics 2f and 3f. a is a stub for shorting the second harmonic, and b is a stub for shorting the third harmonic.
【0017】尚、図1では前記入力整合回路14及び出
力整合回路15をそれぞれスタブc,d,e,fを用い
て構成した場合を示している。Incidentally, FIG. 1 shows a case where the input matching circuit 14 and the output matching circuit 15 are constructed by using stubs c, d, e and f, respectively.
【0018】上記構成において、以下図2、図3を参照
してその動作を説明する。The operation of the above structure will be described below with reference to FIGS.
【0019】いま、入力信号入力端子12にマイクロ波
信号が供給されると、第5図に示したバイアス点Pは交
流負荷線A上を周期的に移動する。入力信号レベルが増
加するに従って、FET11のドレイン電流は、フィル
タ回路20によって入力信号周波数fの高調波成分の短
絡電流が流れるため、第2図に示すように矩形波に近い
形で変化する。When a microwave signal is supplied to the input signal input terminal 12, the bias point P shown in FIG. 5 periodically moves on the AC load line A. As the input signal level increases, the drain current of the FET 11 changes in a form close to a rectangular wave as shown in FIG. 2 because a short-circuit current of a harmonic component of the input signal frequency f flows through the filter circuit 20.
【0020】そこで、ドレイン電流の変化が矩形波状で
あると仮定すると、ドレイン電流の直流成分I
DC1は、 IDC1=I0/π …(3) となり、 IDC1>IDC2 …(4) の関係が得られる。Therefore, assuming that the change in the drain current has a rectangular wave shape, the direct current component I of the drain current I
DC1 is I DC1 = I 0 / π (3), and the relationship of I DC1 > I DC2 (4) is obtained.
【0021】したがって、上記構成によるFETリミッ
タ回路は、例えばFET11の整合状態がMMICのロ
ット毎に異なっていたとしても、ドレイン電流の直流成
分が大きいため、例えば図3に示すように、MMICの
ロット1,2,3毎のリミッティングがかかる入力信号
レベルのばらつきを抑えることができる。これによっ
て、MMIC製造における歩溜りを約10%以上改善す
ることができる。Therefore, in the FET limiter circuit having the above structure, even if the matching state of the FET 11 is different for each lot of MMICs, the DC component of the drain current is large, so that, for example, as shown in FIG. It is possible to suppress the variation of the input signal level which is subject to the limiting for each of 1, 2, and 3. As a result, the yield in MMIC manufacturing can be improved by about 10% or more.
【0022】尚、上記実施例では、ドレイン電流の変化
が矩形波状であると仮定して説明したが、これは奇数次
高調波成分だけであり、実際には偶数次高調波成分によ
る直流成分が加わるため、ドレイン電流の直流成分の増
加が大きくなる。これによってリミッティング特性のば
らつきをさらに抑えることができる。In the above embodiment, the change in drain current is assumed to have a rectangular wave shape, but this is only an odd-order harmonic component. Actually, a direct-current component due to an even-order harmonic component is present. Therefore, the increase of the direct current component of the drain current becomes large. This makes it possible to further suppress variations in limiting characteristics.
【0023】また、以上はFETを用いた場合について
説明したが、この発明は通常のトランジスタを用いた場
合にも適用することができ、同様な結果を得ることがで
きる。HICで構成した場合にも適用可能であることは
いうまでもない。Further, although the case where the FET is used has been described above, the present invention can be applied to the case where a normal transistor is used and the same result can be obtained. It goes without saying that the present invention is also applicable to the case where the HIC is used.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、トラン
ジスタ素子のバイアス点をピンチ・オフ近傍に設定し
て、トランジスタ素子入出力の整合状態にばらつきが生
じていても、リミッティング特性のばらつきを抑えるこ
とのできるリミッタ回路を提供することができる。As described above, according to the present invention, the bias point of the transistor element is set in the vicinity of pinch-off, and even if the matching state of the input / output of the transistor element varies, the variation of the limiting characteristic is caused. It is possible to provide a limiter circuit capable of suppressing the above.
【図1】この発明に係るリミッタ回路の一実施例として
FETを用いた場合の構成を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration when an FET is used as an example of a limiter circuit according to the present invention.
【図2】同実施例のドレイン電流波形を示す波形図。FIG. 2 is a waveform diagram showing a drain current waveform of the same example.
【図3】同実施例のFETリミッタ回路をMMICで構
成した場合のロット毎のリミッティング特性を示す特性
図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a limiting characteristic for each lot when the FET limiter circuit of the embodiment is composed of MMIC.
【図4】従来のFETリミッタ回路の構成を示す回路
図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional FET limiter circuit.
【図5】FETの静特性を示す特性図。FIG. 5 is a characteristic diagram showing static characteristics of an FET.
【図6】図4のドレイン電流波形を示す波形図。FIG. 6 is a waveform diagram showing the drain current waveform of FIG.
【図7】図4のFETリミッタ回路をMMICで構成し
た場合のロット毎のリミッティング特性を示す特性図。7 is a characteristic diagram showing limiting characteristics for each lot when the FET limiter circuit of FIG. 4 is configured by MMIC.
11…FET、12…マイクロ波信号入力端子、13…
信号出力端子、14…入力整合回路、15…出力整合回
路、16…ドレインバイアス供給端子、17…ドレイン
抵抗、18…ゲートバイアス供給端子、19…ゲート抵
抗、20…フィルタ回路、a,b…開放端スタブ。11 ... FET, 12 ... Microwave signal input terminal, 13 ...
Signal output terminal, 14 ... Input matching circuit, 15 ... Output matching circuit, 16 ... Drain bias supply terminal, 17 ... Drain resistance, 18 ... Gate bias supply terminal, 19 ... Gate resistance, 20 ... Filter circuit, a, b ... Open Edge stub.
Claims (5)
し、第2の被制御電極に抵抗を介してバイアス電圧を印
加し、制御電極に供給される入力信号の増加に伴ってバ
イアス電流を制限して第2の被制御電極の出力振幅をリ
ミッティングするリミッタ回路において、前記第2の被
制御電極に接続され、当該電極を制御電極入力周波数に
対して基本周波数を除く整数倍の周波数で短絡状態とす
るフィルタ回路を具備するリミッタ回路。1. A first controlled electrode of a transistor is grounded, a bias voltage is applied to a second controlled electrode via a resistor, and a bias current is increased as an input signal supplied to the control electrode increases. In a limiter circuit that limits and limits the output amplitude of the second controlled electrode, the limiter circuit is connected to the second controlled electrode, and the electrode is at an integral multiple frequency excluding the fundamental frequency with respect to the control electrode input frequency. A limiter circuit having a filter circuit for making a short circuit.
を特徴とする請求項1記載のリミッタ回路。2. The limiter circuit according to claim 1, wherein the limiter circuit is a microwave monolithic circuit.
することを特徴とする請求項2記載のリミッタ回路。3. The limiter circuit according to claim 2, wherein the filter circuit is formed by an open end stub.
を特徴とする請求項1記載のリミッタ回路。4. The limiter circuit according to claim 1, wherein the limiter circuit is a microwave hybrid circuit.
することを特徴とする請求項4記載のリミッタ回路。5. The limiter circuit according to claim 4, wherein the filter circuit is formed by an open end stub.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6035391A JPH0722248B2 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Limiter circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6035391A JPH0722248B2 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Limiter circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04294621A JPH04294621A (en) | 1992-10-19 |
JPH0722248B2 true JPH0722248B2 (en) | 1995-03-08 |
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ID=13139710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP6035391A Expired - Fee Related JPH0722248B2 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Limiter circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0722248B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2014077148A1 (en) | 2012-11-15 | 2017-01-05 | 古野電気株式会社 | Radar equipment |
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1991
- 1991-03-25 JP JP6035391A patent/JPH0722248B2/en not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH04294621A (en) | 1992-10-19 |
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