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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024117599
(43)【公開日】2024-08-29
(54)【発明の名称】可変利得ＩＦアンプ
(51)【国際特許分類】
H03G 3/10 20060101AFI20240822BHJP
【ＦＩ】
H03G3/10 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023023777
(22)【出願日】2023-02-17
(71)【出願人】
【識別番号】000191238
【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三柴 竹太郎
(72)【発明者】
【氏名】岡部 孝弘
【テーマコード（参考）】
5J100
【Ｆターム（参考）】
5J100AA03
5J100AA16
5J100AA20
5J100BA05
5J100BB08
5J100BB15
5J100BC04
5J100CA11
5J100FA02
(57)【要約】
【課題】回路規模の増加を抑制しつつ、可変利得範囲の制限を緩和し、ひいては、後段の受信回路のダイナミックレンジを拡大することが可能な可変利得ＩＦアンプを提供する。
【解決手段】実施形態の可変利得ＩＦアンプは、入力端子から入力電圧信号が入力され、電圧／電流変換を行う電圧電流変換器と、ソース端子が電源または基準電圧源に接続され、ドレイン端子が当該可変利得ＩＦアンプの出力端子及び電圧電流変換器の出力端子に接続されたＭＯＳトランジスタを有し、入力電圧信号に対応する電圧を出力端子から出力する能動負荷部と、入力された利得制御信号に基づいて、ＭＯＳトランジスタのドレイン端子－ゲート端子間の抵抗値を設定する利得制御部と、を備える。
【選択図】図８
【解決手段】実施形態の可変利得ＩＦアンプは、入力端子から入力電圧信号が入力され、電圧／電流変換を行う電圧電流変換器と、ソース端子が電源または基準電圧源に接続され、ドレイン端子が当該可変利得ＩＦアンプの出力端子及び電圧電流変換器の出力端子に接続されたＭＯＳトランジスタを有し、入力電圧信号に対応する電圧を出力端子から出力する能動負荷部と、入力された利得制御信号に基づいて、ＭＯＳトランジスタのドレイン端子－ゲート端子間の抵抗値を設定する利得制御部と、を備える。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力端子から入力電圧信号が入力され、電圧／電流変換を行う電圧電流変換器と、
ソース端子が電源または基準電圧源に接続され、ドレイン端子が出力端子及び前記電圧電流変換器の出力端子に接続されたＭＯＳトランジスタを有し、前記入力電圧信号に対応する電圧を出力端子から出力する能動負荷部と、
入力された利得制御信号に基づいて、前記ＭＯＳトランジスタのドレイン端子－ゲート端子間の抵抗値を設定する利得制御部と、
を備えた、可変利得ＩＦアンプ。
ソース端子が電源または基準電圧源に接続され、ドレイン端子が出力端子及び前記電圧電流変換器の出力端子に接続されたＭＯＳトランジスタを有し、前記入力電圧信号に対応する電圧を出力端子から出力する能動負荷部と、
入力された利得制御信号に基づいて、前記ＭＯＳトランジスタのドレイン端子－ゲート端子間の抵抗値を設定する利得制御部と、
を備えた、可変利得ＩＦアンプ。
【請求項2】
前記入力端子は、差動入力電圧信号が入力される第１入力端子及び第２入力端子を有し、
前記可変利得ＩＦアンプの出力端子は、前記第１入力端子からの入力電圧信号に対応する利得倍された第１出力電圧を出力する第１出力端子及び前記第２入力端子からの入力電圧信号に対応する利得倍された第２出力電圧を出力する第２出力端子を有し、
前記能動負荷部は、前記ＭＯＳトランジスタとして、ソース端子が前記電源または基準電圧源に接続され、ドレイン端子が前記第１出力端子に接続された第１ＭＯＳトランジスタと、ソース端子が前記電源に接続され、ドレイン端子が前記第２出力端子に接続された第２ＭＯＳトランジスタと、
を備えた請求項１記載の可変利得ＩＦアンプ。
前記可変利得ＩＦアンプの出力端子は、前記第１入力端子からの入力電圧信号に対応する利得倍された第１出力電圧を出力する第１出力端子及び前記第２入力端子からの入力電圧信号に対応する利得倍された第２出力電圧を出力する第２出力端子を有し、
前記能動負荷部は、前記ＭＯＳトランジスタとして、ソース端子が前記電源または基準電圧源に接続され、ドレイン端子が前記第１出力端子に接続された第１ＭＯＳトランジスタと、ソース端子が前記電源に接続され、ドレイン端子が前記第２出力端子に接続された第２ＭＯＳトランジスタと、
を備えた請求項１記載の可変利得ＩＦアンプ。
【請求項3】
前記利得制御部は、一端が前記第１ＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続され、他端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、少なくとも一部が直列接続された複数の抵抗を有する第１抵抗群と、
一端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、前記第１抵抗群を構成する抵抗の一部を前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に電気的に接続する一または複数の第１スイッチと、
一端が前記第２ＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続され、他端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、少なくとも一部が直列接続された複数の抵抗を有する第２抵抗群と、
一端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、前記第２抵抗群を構成する抵抗の一部を前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に電気的に接続する一または複数の第２スイッチと、
を備えた請求項２記載の可変利得ＩＦアンプ。
一端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、前記第１抵抗群を構成する抵抗の一部を前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に電気的に接続する一または複数の第１スイッチと、
一端が前記第２ＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続され、他端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、少なくとも一部が直列接続された複数の抵抗を有する第２抵抗群と、
一端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、前記第２抵抗群を構成する抵抗の一部を前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に電気的に接続する一または複数の第２スイッチと、
を備えた請求項２記載の可変利得ＩＦアンプ。
【請求項4】
前記第１スイッチは、複数設けられ、一端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、他端が前記第１抵抗群を構成する一対の抵抗の接続点に接続されて、排他的にオン状態とされ、あるいは、全てオフ状態とされ、
前記第２スイッチは、複数設けられ、一端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、他端が前記第２抵抗群を構成する一対の抵抗の接続点に接続されて、排他的にオン状態とされ、あるいは、全てオフ状態とされる、
請求項３記載の可変利得ＩＦアンプ。
前記第２スイッチは、複数設けられ、一端が前記第１ＭＯＳトランジスタのゲート端子及び前記第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、他端が前記第２抵抗群を構成する一対の抵抗の接続点に接続されて、排他的にオン状態とされ、あるいは、全てオフ状態とされる、
請求項３記載の可変利得ＩＦアンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、可変利得ＩＦアンプに関する。
【背景技術】
【0002】
従来において、電流制御で利得を可変する可変利得ＩＦアンプが提案されている。
このような可変利得ＩＦアンプにおいては、負荷抵抗に流れる電流量が変化するため、利得に応じて出力電圧（直流電圧成分）が変化する構成となっていた。
このように、出力電圧（直流電圧成分）が変化すると後段回路の動作範囲に影響を及ぼし、可変利得範囲に制限が生じ、受信回路のダイナミックレンジが悪化する虞があった。
このような可変利得ＩＦアンプにおいては、負荷抵抗に流れる電流量が変化するため、利得に応じて出力電圧（直流電圧成分）が変化する構成となっていた。
このように、出力電圧（直流電圧成分）が変化すると後段回路の動作範囲に影響を及ぼし、可変利得範囲に制限が生じ、受信回路のダイナミックレンジが悪化する虞があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００１－０２８５５３号公報
【特許文献2】特開２００３－２１８６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
これを回避するため可変利得ＩＦアンプと後段回路との間に、直流電流を遮断するためにコンデンサを用いた回路が提案されている。
このように、可変利得ＩＦアンプと後段回路との間に、直流電流を遮断するためにコンデンサを用いた回路を構成した場合には、中間周波数帯において直流電流を遮断するため、必要とされるコンデンサの容量値も大きくなり、回路規模が増加するという課題があった。
このように、可変利得ＩＦアンプと後段回路との間に、直流電流を遮断するためにコンデンサを用いた回路を構成した場合には、中間周波数帯において直流電流を遮断するため、必要とされるコンデンサの容量値も大きくなり、回路規模が増加するという課題があった。
【0005】
また、出力される直流電圧が不安定となると受信回路のＩＦアンプとしては用いることはできないため、従来においては、直流電圧を安定化させるためコモンフィードバック回路が必要とされていたが、このような構成においても回路規模が増加するという課題があった。
【0006】
上記課題に鑑み、回路規模の増加を抑制しつつ、可変利得範囲の制限を緩和し、ひいては、後段の受信回路のダイナミックレンジを拡大することが可能な可変利得ＩＦアンプを提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態の可変利得ＩＦアンプは、入力端子から入力電圧信号が入力され、電圧／電流変換を行う電圧電流変換器と、ソース端子が電源または基準電圧源に接続され、ドレイン端子が当該可変利得ＩＦアンプの出力端子及び電圧電流変換器の出力端子に接続されたＭＯＳトランジスタを有し、入力電圧信号に対応する電圧を出力端子から出力する能動負荷部と、入力された利得制御信号に基づいて、ＭＯＳトランジスタのドレイン端子－ゲート端子間の抵抗値を設定する利得制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に実施形態について、図面を参照して説明する。
［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態の可変利得ＩＦアンプを有する実施形態の無線装置の概要構成ブロック図である。
無線装置１０は、アンテナ１１と、共用器１２と、可変利得低雑音アンプ１３と、ＲＦバンドパスフィルタ１４と、ミキサ１５と、第１局部発振器１６と、ＩＦフィルタ１７と、可変利得ＩＦアンプ１８と、第２局部発振器１９と、直交復調器２０と、ベースバンドフィルタ２１－１、２１－２と、信号強度検出器２２と、信号強度判定器２３と、を備えている。
アンテナ１１は、無線信号を送受信する。
共用器１２は、アンテナ１を送受信に共用するために分波を行う。
可変利得低雑音アンプ１３は、受信信号を低雑音で、利得を可変可能に増幅する。
ＲＦバンドパスフィルタ１４は、増幅された受信信号の帯域を制限する。
ミキサ１５は、ＲＦバンドパスフィルタ１４を通過した受信信号を中間周波数（ＩＦ）信号に変換する。
第１局部発振器１６は、ミキサ１５に第１局部発振信号Ｌｏ１を出力する。
ＩＦフィルタ１７は、ミキサ１５の出力から不要成分を除去する。
可変利得ＩＦアンプ１８は、変換された中間周波数（ＩＦ）信号のレベルを調整して出力する。
第２局部発振器１９は、中間周波数（ＩＦ）信号を変換するための第２局部発振信号Ｌｏ２を出力する。
直交復調器２０は、第２局部発振信号Ｌｏ２に基づいて、直交検波を行って、Ｉ復調信号ＳＩ及びＱ復調信号ＳＱに復調して出力する。
ベースバンドフィルタ２１－１は、Ｉ復調信号ＳＩの不要成分を除去して出力する。
ベースバンドフィルタ２１－２は、Ｑ信復調号ＳＱの不要成分を除去して出力する。
信号強度検出器２２は、Ｉ復調信号ＳＩ及びＱ復調信号ＳＱの信号強度を検出する。
信号強度判定器２３は、検出されたＩ復調信号ＳＩ及びＱ復調信号ＳＱの信号強度に基づいて可変利得低雑音アンプ１３及び可変利得ＩＦアンプ１８の利得を制御する。このため、信号強度判定器２３は、可変利得低雑音アンプ１３に利得制御信号Ｓ０を出力し、可変利得ＩＦアンプ１８に利得制御信号Ｓを出力する。
［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態の可変利得ＩＦアンプを有する実施形態の無線装置の概要構成ブロック図である。
無線装置１０は、アンテナ１１と、共用器１２と、可変利得低雑音アンプ１３と、ＲＦバンドパスフィルタ１４と、ミキサ１５と、第１局部発振器１６と、ＩＦフィルタ１７と、可変利得ＩＦアンプ１８と、第２局部発振器１９と、直交復調器２０と、ベースバンドフィルタ２１－１、２１－２と、信号強度検出器２２と、信号強度判定器２３と、を備えている。
アンテナ１１は、無線信号を送受信する。
共用器１２は、アンテナ１を送受信に共用するために分波を行う。
可変利得低雑音アンプ１３は、受信信号を低雑音で、利得を可変可能に増幅する。
ＲＦバンドパスフィルタ１４は、増幅された受信信号の帯域を制限する。
ミキサ１５は、ＲＦバンドパスフィルタ１４を通過した受信信号を中間周波数（ＩＦ）信号に変換する。
第１局部発振器１６は、ミキサ１５に第１局部発振信号Ｌｏ１を出力する。
ＩＦフィルタ１７は、ミキサ１５の出力から不要成分を除去する。
可変利得ＩＦアンプ１８は、変換された中間周波数（ＩＦ）信号のレベルを調整して出力する。
第２局部発振器１９は、中間周波数（ＩＦ）信号を変換するための第２局部発振信号Ｌｏ２を出力する。
直交復調器２０は、第２局部発振信号Ｌｏ２に基づいて、直交検波を行って、Ｉ復調信号ＳＩ及びＱ復調信号ＳＱに復調して出力する。
ベースバンドフィルタ２１－１は、Ｉ復調信号ＳＩの不要成分を除去して出力する。
ベースバンドフィルタ２１－２は、Ｑ信復調号ＳＱの不要成分を除去して出力する。
信号強度検出器２２は、Ｉ復調信号ＳＩ及びＱ復調信号ＳＱの信号強度を検出する。
信号強度判定器２３は、検出されたＩ復調信号ＳＩ及びＱ復調信号ＳＱの信号強度に基づいて可変利得低雑音アンプ１３及び可変利得ＩＦアンプ１８の利得を制御する。このため、信号強度判定器２３は、可変利得低雑音アンプ１３に利得制御信号Ｓ０を出力し、可変利得ＩＦアンプ１８に利得制御信号Ｓを出力する。
【0010】
図２は、第２実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
第１実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８は、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２と、電圧電流変換器３３と、を備えている。
第１実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８は、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２と、電圧電流変換器３３と、を備えている。
【0011】
能動負荷部３１は、高電位側電源ＶＨと、第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２との間に接続され、ゲート端子が共通接続点ＣＰで接続された第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１及び第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２を備えている。
【0012】
この場合において、第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１は、第１トランジスタとして機能し、第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２は、第２トランジスタとして機能している。
【0013】
利得制御部３２は、一端が第１出力端子Ｔｏｕｔ１に接続され、他端がＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、複数の抵抗が直列接続された第１抵抗群ＲＧ１と、一端が第２出力端子Ｔｏｕｔ２に接続され、他端がＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、複数の抵抗が直列接続された第２抵抗群ＲＧ２と、第１スイッチＳＷ１１、第２スイッチＳＷ２１を備えている。
【0014】
ここで、図２の例においては、第１抵抗群ＲＧ１は、直列接続された第１抵抗Ｒ１１及び第２抵抗Ｒ１２を備えており、第１抵抗Ｒ１１の一端は、第１出力端子Ｔｏｕｔ１に接続され、第２抵抗Ｒ１２の一端は、共通接続点ＣＰに接続されている。
【0015】
同様に第２抵抗群ＲＧ２は、直列接続された第１抵抗Ｒ２１及び第２抵抗Ｒ２２を備えており、第１抵抗Ｒ２１の一端は、第２出力端子Ｔｏｕｔ２に接続され、第２抵抗Ｒ２２の一端は、共通接続点ＣＰに接続されている。
【0016】
また、第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１は、利得制御信号Ｓに基づいて、同じ動作を行う。すなわち、利得制御信号Ｓにより第１スイッチＳＷ１１がオフ状態（開状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２１はオフ状態（開状態）とされる。また、利得制御信号Ｓにより第１スイッチＳＷ１１がオン状態（閉状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２１はオン状態（閉状態）とされる。
【0017】
図３は、電圧電流変換器の回路構成の一例の説明図である。
電圧電流変換器３３は、第１入力端子Ｔｉｎ１にゲート端子が接続され、ドレイン端子が第１出力端子Ｔｏｕｔ１に接続された第１ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４１と、第２入力端子Ｔｉｎ２にゲート端子が接続され、ドレイン端子が第２出力端子Ｔｏｕｔ２に接続された第２ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４２と、一端が第１ＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース端子及び第２ＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース端子に接続され、他端が低電位側電源に接続された定電流源４３と、を備えている。
この場合において、第１入力端子Ｔｉｎ１及び第２入力端子Ｔｉｎ２には、差動電圧入力信号が入力される。
電圧電流変換器３３は、第１入力端子Ｔｉｎ１にゲート端子が接続され、ドレイン端子が第１出力端子Ｔｏｕｔ１に接続された第１ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４１と、第２入力端子Ｔｉｎ２にゲート端子が接続され、ドレイン端子が第２出力端子Ｔｏｕｔ２に接続された第２ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４２と、一端が第１ＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース端子及び第２ＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース端子に接続され、他端が低電位側電源に接続された定電流源４３と、を備えている。
この場合において、第１入力端子Ｔｉｎ１及び第２入力端子Ｔｉｎ２には、差動電圧入力信号が入力される。
【0018】
上記構成によれば、第１ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４１のドレイン端子－ソース端子間には、第１入力端子Ｔｉｎ１の電圧に比例する電流が流れ、第２ＮチャネルＭＯＳトランジスタ４２のドレイン端子－ソース端子間には、第２入力端子Ｔｉｎ２の電圧に比例する電流が流れ、それらの和は、定電流源４３を流れる一定電流となる。
【0019】
したがって、第１出力端子Ｔｏｕｔ１から出力される出力電圧は、第１入力端子Ｔｉｎ１の電圧及び利得制御部３２で設定された利得に比例する電圧となる。
また、第２出力端子Ｔｏｕｔ２から出力される出力電圧は、第２入力端子Ｔｉｎ２の電圧及び利得制御部３２で設定された利得に比例する電圧となる。
また、第２出力端子Ｔｏｕｔ２から出力される出力電圧は、第２入力端子Ｔｉｎ２の電圧及び利得制御部３２で設定された利得に比例する電圧となる。
【0020】
ここで、第１実施形態における利得の設定について説明する。
以下の説明においては、理解の容易のため、抵抗値を対応する抵抗の符号で表すものとする。例えば抵抗Ｒ１１の抵抗値については、「Ｒ１１」と表記するものとする。また、電圧電流変換器３３の変換係数をｇｍで表すものとする。
以下の説明においては、理解の容易のため、抵抗値を対応する抵抗の符号で表すものとする。例えば抵抗Ｒ１１の抵抗値については、「Ｒ１１」と表記するものとする。また、電圧電流変換器３３の変換係数をｇｍで表すものとする。
【0021】
利得制御信号Ｓにより第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１がオフ状態（開状態）の場合の利得ＧａｉｎＨは、次式で表される。
ＧａｉｎＨ＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
ＧａｉｎＨ＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
【0022】
また、利得制御信号Ｓにより第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１がオン状態（閉状態）の場合の利得ＧａｉｎＬは、次式で表される。
ＧａｉｎＬ＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ２１）
ＧａｉｎＬ＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ２１）
【0023】
そして、いずれの場合でも、第１入力端子Ｔｉｎ１の入力電圧信号の電圧に対し、利得（ＧａｉｎＨまたはＧａｉｎＬ）倍した電圧が第１出力端子Ｔｏｕｔ１から出力される。
【0024】
同様に第２入力端子Ｔｉｎ２の入力電圧信号の電圧に対し、利得（ＧａｉｎＨまたはＧａｉｎＬ）倍した電圧が第２出力端子Ｔｏｕｔ２から出力される。
【0025】
以上の説明のように、第１実施形態によれば、第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１によって、利得設定抵抗（第１抵抗群ＲＧ１及び第２抵抗群ＲＧ２を構成する抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２のうち、実効的に第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のゲート端子－ドレイン端子間及び第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲート端子－ドレイン端子間に接続されている抵抗）が切り替わることで利得が変更されるようになっている。
【0026】
図２の構成においては、第１入力端子Ｔｉｎ１及び第２入力端子Ｔｉｎ２が無信号状態の場合には、利得設定抵抗には電流が流れないため、利得を変更したとしても、第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧が変化することはない。
【0027】
さらに第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧は、第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１、第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧（Ｖｇｓ）によって定まることとなる。
【0028】
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、可変利得ＩＦアンプにおいて、利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、無線装置１０において、受信回路のダイナミックレンジを拡大することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
【0029】
［２］第２実施形態
図４は、第２実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
図４において、図２の第１実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
第２実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８Ａは、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２Ａと、電圧電流変換器３３と、を備えている。
図４は、第２実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
図４において、図２の第１実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
第２実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８Ａは、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２Ａと、電圧電流変換器３３と、を備えている。
【0030】
能動負荷部３１は、高電位側電源ＶＨと、第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２との間に接続され、ゲート端子が共通接続点ＣＰで接続された第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１及び第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２を備えている。
【0031】
利得制御部３２Ａは、一端が第１出力端子Ｔｏｕｔ１に接続され、他端がＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、複数の抵抗が直列接続された第１抵抗群ＲＧ１と、一端が第２出力端子Ｔｏｕｔ２に接続され、他端がＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、複数の抵抗が直列接続された第２抵抗群ＲＧ２と、第１スイッチＳＷ１１、第２スイッチＳＷ２１と、第１抵抗群ＲＧ１及び第２抵抗群ＲＧ２と並列に接続された抵抗Ｒ３と、を備えている。
【0032】
ここで、図４の例においても、第１抵抗群ＲＧ１は、直列接続された第１抵抗Ｒ１１及び第２抵抗Ｒ１２を備えており、第１抵抗Ｒ１１の一端は、第１出力端子Ｔｏｕｔ１に接続され、第２抵抗Ｒ１２の一端は、共通接続点ＣＰに接続されている。
【0033】
同様に第２抵抗群ＲＧ２は、直列接続された第１抵抗Ｒ２１及び第２抵抗Ｒ２２を備えており、第１抵抗Ｒ２１の一端は、第２出力端子Ｔｏｕｔ２に接続され、第２抵抗Ｒ２２の一端は、共通接続点ＣＰに接続されている。
【0034】
また、第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１は、利得制御信号Ｓに基づいて、同じ動作を行う。すなわち、利得制御信号Ｓにより第１スイッチＳＷ１１がオフ状態（開状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２１はオフ状態（開状態）とされる。また、利得制御信号Ｓにより第１スイッチＳＷ１１がオン状態（閉状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２１はオン状態（閉状態）とされる。
【0035】
ここで、第２実施形態における利得の設定について説明する。
以下の説明においては、理解の容易のため、抵抗値を対応する抵抗の符号で表すものとする。例えば抵抗Ｒ１１の抵抗値については、「Ｒ１１」と表記するものとする。また、電圧電流変換器３３の変換係数をｇｍで表すものとする。
以下の説明においては、理解の容易のため、抵抗値を対応する抵抗の符号で表すものとする。例えば抵抗Ｒ１１の抵抗値については、「Ｒ１１」と表記するものとする。また、電圧電流変換器３３の変換係数をｇｍで表すものとする。
【0036】
利得制御信号Ｓにより第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１がオフ状態（開状態）の場合の利得ＧａｉｎＨ’は、次式で表される。
この場合において、利得制御部３２Ａとして利得制御に関係する全体の抵抗値をＲＡＬとする。
ＧａｉｎＨ’＝ｇｍ×ＲＡＬ
ここで、
ＲＡＬ＝Ｒ３・（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
／（Ｒ３+Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
である。
この場合において、利得制御部３２Ａとして利得制御に関係する全体の抵抗値をＲＡＬとする。
ＧａｉｎＨ’＝ｇｍ×ＲＡＬ
ここで、
ＲＡＬ＝Ｒ３・（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
／（Ｒ３+Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
である。
【0037】
また、利得制御信号Ｓにより第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１がオン状態（閉状態）の場合の利得ＧａｉｎＬ’は、次式で表される。
ＧａｉｎＬ’＝ｇｍ×ＲＡＬ
ここで、
ＲＡＬ＝Ｒ３・（Ｒ１１+Ｒ２１）／（Ｒ３+Ｒ１１+Ｒ２１）
である。
ＧａｉｎＬ’＝ｇｍ×ＲＡＬ
ここで、
ＲＡＬ＝Ｒ３・（Ｒ１１+Ｒ２１）／（Ｒ３+Ｒ１１+Ｒ２１）
である。
【0038】
そして、いずれの場合でも、第１入力端子Ｔｉｎ１の入力電圧信号の電圧に対し、利得（ＧａｉｎＨ’まはたＧａｉｎＬ’）倍した電圧が第１出力端子Ｔｏｕｔ１から出力される。
【0039】
同様に第２入力端子Ｔｉｎ２の入力電圧信号の電圧に対し、利得（ＧａｉｎＨ’またはＧａｉｎＬ’）倍した電圧が第２出力端子Ｔｏｕｔ２から出力される。
【0040】
以上の説明のように、第２実施形態においても、第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１によって、利得設定抵抗（第１抵抗群ＲＧ１及び第２抵抗群ＲＧ２を構成する抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２のうち、実効的に第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のゲート端子－ドレイン端子間及び第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲート端子－ドレイン端子間に接続されている抵抗）が切り替わることで利得が変更されるようになっている。
【0041】
図４の構成においても、第１入力端子Ｔｉｎ１及び第２入力端子Ｔｉｎ２が無信号状態の場合には、利得設定抵抗には電流が流れないため、利得を変更したとしても、第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧が変化することはない。
【0042】
さらに第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧は、第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１、第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧（Ｖｇｓ）によって定まることとなる。
【0043】
以上の説明のように、本第２実施形態によっても、可変利得ＩＦアンプにおいて、利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、無線装置１０において、受信回路のダイナミックレンジを拡大することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
【0044】
［３］第３実施形態
図５は、第３実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
図５において、図４の第２実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとし、その詳細な説明を援用するものとする。
第３実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８Ｂは、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２Ｂと、電圧電流変換器３３と、を備えている。
図５は、第３実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
図５において、図４の第２実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとし、その詳細な説明を援用するものとする。
第３実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８Ｂは、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２Ｂと、電圧電流変換器３３と、を備えている。
【0045】
利得制御部３２Ｂが第２実施形態と異なる点は、抵抗Ｒ３に代えて、抵抗Ｒ３１、スイッチＳＷ３及び抵抗Ｒ４１が直列接続されて、第１抵抗群ＲＧ１及び第２抵抗群ＲＧ２と並列に接続されている点、利得制御信号Ｓに代えて利得制御信号Ｓ１が入力されている点及びスイッチＳＷ３に利得制御信号Ｓ１とは独立な第２の利得制御信号Ｓ２が入力されている点である。
【0046】
ここで、図５の例においても、第１抵抗群ＲＧ１は、直列接続された第１抵抗Ｒ１１及び第２抵抗Ｒ１２を備えており、第１抵抗Ｒ１１の一端は、第１出力端子Ｔｏｕｔ１に接続され、第２抵抗Ｒ１２の一端は、共通接続点ＣＰに接続されている。
【0047】
同様に第２抵抗群ＲＧ２は、直列接続された第１抵抗Ｒ２１及び第２抵抗Ｒ２２を備えており、第１抵抗Ｒ２１の一端は、第２出力端子Ｔｏｕｔ２に接続され、第２抵抗Ｒ２２の一端は、共通接続点ＣＰに接続されている。
【0048】
また、第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１は、利得制御信号Ｓ１に基づいて、同じ動作を行う。すなわち、利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１がオフ状態（開状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２１はオフ状態（開状態）とされる。また、利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１がオン状態（閉状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２１はオン状態（閉状態）とされる。
【0049】
ここで、第３実施形態における利得の設定について説明する。
以下の説明においては、理解の容易のため、抵抗値を対応する抵抗の符号で表すものとする。例えば抵抗Ｒ１１の抵抗値については、「Ｒ１１」と表記するものとする。また、電圧電流変換器３３の変換係数をｇｍで表すものとする。
以下の説明においては、理解の容易のため、抵抗値を対応する抵抗の符号で表すものとする。例えば抵抗Ｒ１１の抵抗値については、「Ｒ１１」と表記するものとする。また、電圧電流変換器３３の変換係数をｇｍで表すものとする。
【0050】
利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１がオフ状態（開状態）の場合の利得ＧａｉｎＨは、利得制御信号Ｓ２によりスイッチＳＷ３がオフ状態の場合は第１実施形態と同様に次式で表される。
ＧａｉｎＨ＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
ＧａｉｎＨ＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
【0051】
また、利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１がオン状態（閉状態）の場合の利得ＧａｉｎＬは、利得制御信号Ｓ２によりスイッチＳＷ３がオフ状態の場合は第１実施形態と同様に次式で表される。
ＧａｉｎＬ＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ２１）
ＧａｉｎＬ＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ２１）
【0052】
また、利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１がオフ状態（開状態）の場合の利得ＧａｉｎＨ’は、利得制御信号Ｓ２によりスイッチＳＷ３がオン状態の場合には、次式で表される。
この場合において、利得制御部３２Ｂとして利得制御に関係する全体の抵抗値をＲＡＬとする。
ＧａｉｎＨ’＝ｇｍ×ＲＡＬ
ここで、
ＲＡＬ＝（Ｒ３１+Ｒ４１）・（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
／（Ｒ３１+Ｒ４１+Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
である。
この場合において、利得制御部３２Ｂとして利得制御に関係する全体の抵抗値をＲＡＬとする。
ＧａｉｎＨ’＝ｇｍ×ＲＡＬ
ここで、
ＲＡＬ＝（Ｒ３１+Ｒ４１）・（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
／（Ｒ３１+Ｒ４１+Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
である。
【0053】
また、利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１がオン状態（閉状態）の場合の利得ＧａｉｎＬ’は、利得制御信号Ｓ２によりスイッチＳＷ３がオン状態の場合には、次式で表される。
ＧａｉｎＬ’＝ｇｍ×ＲＡＬ
ここで、
ＲＡＬ＝（Ｒ３１+Ｒ４１）・（Ｒ１１+Ｒ２１）
／（Ｒ３１+Ｒ４１+Ｒ１１+Ｒ２１）
である。
ＧａｉｎＬ’＝ｇｍ×ＲＡＬ
ここで、
ＲＡＬ＝（Ｒ３１+Ｒ４１）・（Ｒ１１+Ｒ２１）
／（Ｒ３１+Ｒ４１+Ｒ１１+Ｒ２１）
である。
【0054】
そして、いずれの場合でも、第１入力端子Ｔｉｎ１の入力電圧信号の電圧に対し、利得（ＧａｉｎＨ’またはＧａｉｎＬ’）倍した電圧が第１出力端子Ｔｏｕｔ１から出力される。
【0055】
同様に第２入力端子Ｔｉｎ２の入力電圧信号の電圧に対し、利得（ＧａｉｎＨ’またはＧａｉｎＬ’）倍した電圧が第２出力端子Ｔｏｕｔ２から出力される。
【0056】
以上の説明のように、第３実施形態においても、第１スイッチＳＷ１１、第２スイッチＳＷ２１及びスイッチＳＷ３によって、利得設定抵抗（第１抵抗群ＲＧ１及び第２抵抗群ＲＧ２を構成する抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２と、利得制御部３２Ｂの抵抗Ｒ３１、Ｒ４１とのうち、実効的に第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のゲート端子－ドレイン端子間及び第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲート端子－ドレイン端子間に接続されている抵抗）が切り替わることで利得が変更されるようになっている。
【0057】
図５の構成においても、第１入力端子Ｔｉｎ１及び第２入力端子Ｔｉｎ２が無信号状態の場合には、利得設定抵抗には電流が流れないため、利得を変更したとしても、第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧が変化することはない。
【0058】
さらに第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧は、第１実施形態と同様に第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１、第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧（Ｖｇｓ）によって定まることとなる。
【0059】
以上の説明のように、本第３実施形態によっても、可変利得ＩＦアンプにおいて、利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、無線装置１０において、受信回路のダイナミックレンジを拡大することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
【0060】
［４］第４実施形態
図６は、第４実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
図６において、図４の第２実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとし、その詳細な説明を援用するものとする。
第４実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８Ｃは、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２Ｃと、電圧電流変換器３３と、を備えている。
図６は、第４実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
図６において、図４の第２実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとし、その詳細な説明を援用するものとする。
第４実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８Ｃは、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２Ｃと、電圧電流変換器３３と、を備えている。
【0061】
利得制御部３２Ｃが第２実施形態と異なる点は、抵抗Ｒ３に代えて、抵抗Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ４２及び抵抗Ｒ４１が直列接続されて、第１抵抗群ＲＧ１及び第２抵抗群ＲＧ２と並列に接続されている点、第３スイッチＳＷ３１及び第３スイッチＳＷ３２を備えている点、利得制御信号Ｓに代えて利得制御信号Ｓ１が入力されている点及び第３スイッチＳＷ３１及び第３スイッチＳＷ３２に利得制御信号Ｓ１とは独立な第２の利得制御信号Ｓ２が入力されている点である。
【0062】
ここで、図６の例においても、第１抵抗群ＲＧ１は、直列接続された第１抵抗Ｒ１１及び第２抵抗Ｒ１２を備えており、第１抵抗Ｒ１１の一端は、第１出力端子Ｔｏｕｔ１に接続され、第２抵抗Ｒ１２の一端は、共通接続点ＣＰに接続されている。
【0063】
同様に第２抵抗群ＲＧ２は、直列接続された第１抵抗Ｒ２１及び第２抵抗Ｒ２２を備えており、第１抵抗Ｒ２１の一端は、第２出力端子Ｔｏｕｔ２に接続され、第２抵抗Ｒ２２の一端は、共通接続点ＣＰに接続されている。
【0064】
また、第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１は、利得制御信号Ｓ１に基づいて、同じ動作を行う。すなわち、利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１がオフ状態（開状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２１はオフ状態（開状態）とされる。また、利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１がオン状態（閉状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２１はオン状態（閉状態）とされる。
【0065】
同様に、第３スイッチＳＷ３１及び第３スイッチＳＷ３２は、利得制御信号Ｓ２に基づいて、同じ動作を行う。すなわち、利得制御信号Ｓ２により第３スイッチＳＷ３１がオフ状態（開状態）とされる場合には、第３スイッチＳＷ３２はオフ状態（開状態）とされる。また、利得制御信号Ｓ２により第３スイッチＳＷ３１がオン状態（閉状態）とされる場合には、第３スイッチＳＷ３２はオン状態（閉状態）とされる。
【0066】
この第４実施形態においても、利得は、第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のゲート端子と第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲート端子と、第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のドレイン端子あるいは、第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のドレイン端子に電気的に接続された抵抗の合成抵抗値によって定まる利得となる。
【0067】
以上の説明のように、第４実施形態においても、第１スイッチＳＷ１１、第２スイッチＳＷ２１、第３スイッチＳＷ３１及び第３スイッチＳＷ３２によって、利得設定抵抗（第１抵抗群ＲＧ１及び第２抵抗群ＲＧ２を構成する抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２と利得制御部３２Ｃの抵抗Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ４１、Ｒ４２のうち、実効的に第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のゲート端子－ドレイン端子間及び第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲート端子－ドレイン端子間に接続されている抵抗）が切り替わることで利得が変更されるようになっている。
【0068】
図６の構成においても、第１入力端子Ｔｉｎ１及び第２入力端子Ｔｉｎ２が無信号状態の場合には、利得設定抵抗には電流が流れないため、利得を変更したとしても、第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧が変化することはない。
【0069】
さらに第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧は、第１実施形態と同様に第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１、第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧（Ｖｇｓ）によって定まることとなる。
【0070】
以上の説明のように、本第４実施形態によっても、可変利得ＩＦアンプにおいて、利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、無線装置１０において、受信回路のダイナミックレンジを拡大することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
［５］第５実施形態
図７は、第５実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
図７において、図６の第４実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとし、その詳細な説明を援用するものとする。
第４実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８Ｄは、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２Ｄと、電圧電流変換器３３と、を備えている。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
［５］第５実施形態
図７は、第５実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
図７において、図６の第４実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとし、その詳細な説明を援用するものとする。
第４実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８Ｄは、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２Ｄと、電圧電流変換器３３と、を備えている。
【0071】
利得制御部３２Ｄが第４実施形態と異なる点は、抵抗Ｒ３２と抵抗Ｒ４２との間に、直列にスイッチＳＷ４を設け、スイッチＳＷ４に利得制御信号Ｓ１及び利得制御信号Ｓ２とは独立な第３の利得制御信号Ｓ３が入力されている点である。
【0072】
この第５実施形態においても、利得は、第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のゲート端子と第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲート端子と、第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のドレイン端子あるいは、第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のドレイン端子に電気的に接続された抵抗の合成抵抗値によって定まる利得となる。
【0073】
以上の説明のように、第５実施形態においても、第１スイッチＳＷ１１、第２スイッチＳＷ２１、第３スイッチＳＷ３１、第３スイッチＳＷ３２及びスイッチＳＷ４によって、利得設定抵抗（第１抵抗群ＲＧ１及び第２抵抗群ＲＧ２を構成する抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２と、利得制御部３２Ｄの抵抗Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ４１、Ｒ４２と、のうち、実効的に第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１のゲート端子－ドレイン端子間及び第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲート端子－ドレイン端子間に接続されている抵抗）が切り替わることで利得が変更されるようになっている。
【0074】
図７の構成においても、第１入力端子Ｔｉｎ１及び第２入力端子Ｔｉｎ２が無信号状態の場合には、利得設定抵抗には電流が流れないため、利得を変更したとしても、第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧が変化することはない。
【0075】
さらに第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧は、第１実施形態と同様に第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１、第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧（Ｖｇｓ）によって定まることとなる。
【0076】
以上の説明のように、本第５実施形態によっても、可変利得ＩＦアンプにおいて、利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、無線装置１０において、受信回路のダイナミックレンジを拡大することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
【0077】
［６］第６実施形態
図８は、第６実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
図８において、図２の第１実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
第６実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８Ｅは、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２Ｅと、電圧電流変換器３３と、を備えている。
図８は、第６実施形態の可変利得ＩＦアンプの概要構成図である。
図８において、図２の第１実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
第６実施形態の可変利得ＩＦアンプ１８Ｅは、大別すると、能動負荷部３１と、利得制御部３２Ｅと、電圧電流変換器３３と、を備えている。
【0078】
能動負荷部３１は、高電位側電源ＶＨと、第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２との間に接続され、ゲート端子が共通接続点ＣＰで接続された第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１及び第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２を備えている。
【0079】
利得制御部３２Ｅは、一端が第１出力端子Ｔｏｕｔ１に接続され、他端がＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、複数の抵抗が直列接続された第１抵抗群ＲＧ１と、一端が第２出力端子Ｔｏｕｔ２に接続され、他端がＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続され、複数の抵抗が直列接続された第２抵抗群ＲＧ２と、第１スイッチＳＷ１１、第１スイッチＳＷ１２、第１スイッチＳＷ１３、第２スイッチＳＷ２１、第２スイッチＳＷ２２、第２スイッチＳＷ２３を備えている。
【0080】
ここで、図８の例においては、第１抵抗群ＲＧ１は、直列接続された第１抵抗Ｒ１１～第３抵抗Ｒ１３および第４抵抗Ｒ１４を備えており、第１抵抗Ｒ１１の一端は、第１出力端子Ｔｏｕｔ１に接続され、第４抵抗Ｒ１４の一端は、共通接続点ＣＰに接続されている。
【0081】
同様に第２抵抗群ＲＧ２は、直列接続された第１抵抗Ｒ２１～第３抵抗Ｒ２３および第４抵抗Ｒ２４を備えており、第１抵抗Ｒ２１の一端は、第２出力端子Ｔｏｕｔ２に接続され、第４抵抗Ｒ２４の一端は、共通接続点ＣＰに接続されている。
【0082】
また、第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１は、利得制御信号Ｓ１に基づいて、同じ動作を行う。すなわち、利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１がオフ状態（開状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２１はオフ状態（開状態）とされる。同様に、利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１がオン状態（閉状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２１はオン状態（閉状態）とされる。
【0083】
また、第１スイッチＳＷ１２及び第２スイッチＳＷ２２は、利得制御信号Ｓ２に基づいて、同じ動作を行う。すなわち、利得制御信号Ｓ２により第１スイッチＳＷ１２がオフ状態（開状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２２はオフ状態（開状態）とされる。同様に、利得制御信号Ｓ２により第１スイッチＳＷ１２がオン状態（閉状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２２はオン状態（閉状態）とされる。
【0084】
また、第１スイッチＳＷ１３及び第２スイッチＳＷ２３は、利得制御信号Ｓ３に基づいて、同じ動作を行う。すなわち、利得制御信号Ｓ３により第１スイッチＳＷ１３がオフ状態（開状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２３はオフ状態（開状態）とされる。同様に、利得制御信号Ｓ３により第１スイッチＳＷ１３がオン状態（閉状態）とされる場合には、第２スイッチＳＷ２３はオン状態（閉状態）とされる。
【0085】
ここで、第６実施形態における利得の設定について説明する。
以下の説明においては、理解の容易のため、抵抗値を対応する抵抗の符号で表すものとする。例えば抵抗Ｒ１１の抵抗値については、「Ｒ１１」と表記するものとする。また、電圧電流変換器３３の変換係数をｇｍで表すものとする。
以下の説明においては、理解の容易のため、抵抗値を対応する抵抗の符号で表すものとする。例えば抵抗Ｒ１１の抵抗値については、「Ｒ１１」と表記するものとする。また、電圧電流変換器３３の変換係数をｇｍで表すものとする。
【0086】
利得制御信号Ｓ１～Ｓ３により第１スイッチＳＷ１１、第２スイッチＳＷ２１、第１スイッチＳＷ１２、第２スイッチＳＷ２２、第１スイッチＳＷ１３、第２スイッチＳＷ２３の全てがオフ状態（開状態）の場合の利得Ｇａｉｎ０は、次式で表される。
Ｇａｉｎ０＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ１３+Ｒ１４
+Ｒ２４+Ｒ２３+Ｒ２２+Ｒ２１）
Ｇａｉｎ０＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ１３+Ｒ１４
+Ｒ２４+Ｒ２３+Ｒ２２+Ｒ２１）
【0087】
また、利得制御信号Ｓ１により第１スイッチＳＷ１１及び第２スイッチＳＷ２１のみがオン状態（閉状態）の場合の利得Ｇａｉｎ１は、次式で表される。
Ｇａｉｎ１＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ１３+Ｒ２３+Ｒ２２+Ｒ２１）
Ｇａｉｎ１＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ１３+Ｒ２３+Ｒ２２+Ｒ２１）
【0088】
また、利得制御信号Ｓ２により第１スイッチＳＷ１２及び第２スイッチＳＷ２２がオン状態（閉状態）の場合の利得Ｇａｉｎ２は、次式で表される。
Ｇａｉｎ２＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
Ｇａｉｎ２＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ１２+Ｒ２２+Ｒ２１）
【0089】
また、利得制御信号Ｓ３により第１スイッチＳＷ１３及び第２スイッチＳＷ２３がオン状態（閉状態）の場合の利得Ｇａｉｎ３は、次式で表される。
Ｇａｉｎ３＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ２１）
Ｇａｉｎ３＝ｇｍ×（Ｒ１１+Ｒ２１）
【0090】
そして、いずれの場合でも、第１入力端子Ｔｉｎ１の入力電圧信号の電圧に対し、利得倍した電圧が第１出力端子Ｔｏｕｔ１から出力される。
【0091】
同様に第２入力端子Ｔｉｎ２の入力電圧信号の電圧に対し、利得倍した電圧が第２出力端子Ｔｏｕｔ２から出力される。
【0092】
図８の構成においても、第１入力端子Ｔｉｎ１及び第２入力端子Ｔｉｎ２が無信号状態の場合には、利得設定抵抗には電流が流れないため、利得を変更したとしても、第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧が変化することはない。
【0093】
さらに第１出力端子Ｔｏｕｔ１及び第２出力端子Ｔｏｕｔ２からの出力直流電圧は、第１実施形態と同様に第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ１、第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタＴＲ２のゲートソース間電圧（Ｖｇｓ）によって定まることとなる。
【0094】
以上の説明のように、本第６実施形態によっても、可変利得ＩＦアンプにおいて、利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、無線装置１０において、受信回路のダイナミックレンジを拡大することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
さらに利得を変更した場合でも直流電圧が変化しないので、実際に可変利得ＩＦアンプを用いる場合に、利得可変範囲の制限が緩和され、ひいては広い利得可変範囲を実現することが可能となる。
【0095】
［７］実施形態の変形例
以上の説明においては、第１ＭＯＳトランジスタ及び第２ＭＯＳトランジスタとしてＰチャネルＭＯＳトランジスタを用いていたが、電位関係を反転して第１ＭＯＳトランジスタ及び第２ＭＯＳトランジスタとしてＮチャネルＭＯＳトランジスタを用いた構成にすることも可能である。その場合、第１ＭＯＳトランジスタ及び第２ＭＯＳトランジスタのソース端子は、ＧＮＤや定電圧源などの基準電圧源に接続される。
また、以上の説明では、利得を最大４段階で切替可能な場合について説明したが、これに制限されるものではなく、任意数の切替可能な構成とすることができる。
以上の説明においては、第１ＭＯＳトランジスタ及び第２ＭＯＳトランジスタとしてＰチャネルＭＯＳトランジスタを用いていたが、電位関係を反転して第１ＭＯＳトランジスタ及び第２ＭＯＳトランジスタとしてＮチャネルＭＯＳトランジスタを用いた構成にすることも可能である。その場合、第１ＭＯＳトランジスタ及び第２ＭＯＳトランジスタのソース端子は、ＧＮＤや定電圧源などの基準電圧源に接続される。
また、以上の説明では、利得を最大４段階で切替可能な場合について説明したが、これに制限されるものではなく、任意数の切替可能な構成とすることができる。
【0096】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0097】
１０ 無線装置
１１ アンテナ
１２ 共用器
１３ 可変利得低雑音アンプ
１４ ＲＦバンドパスフィルタ
１５ ミキサ
１６ 第１局部発振器
１７ ＩＦフィルタ
１８、１８Ａ～１８Ｅ 可変利得ＩＦアンプ
１９ 第２局部発振器
２０ 直交復調器
２１ ベースバンドフィルタ
２２ 信号強度検出器
２３ 信号強度判定器
３１ 能動負荷部
３２、３２Ａ～３２Ｅ 利得制御部
３３ 電圧電流変換器
４１ 第１ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
４２ 第２ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
４３ 定電流源
ＣＰ 共通接続点
ＧａｉｎＨ 利得
ＧａｉｎＬ 利得
ＧａｉｎＨ’ 利得
ＧａｉｎＬ’ 利得
Ｇａｉｎ０～Ｇａｉｎ３ 利得
Ｒ１１ 第１抵抗
Ｒ１２ 第２抵抗
Ｒ１３ 第３抵抗
Ｒ１４ 第４抵抗
Ｒ２１ 第１抵抗
Ｒ２２ 第２抵抗
Ｒ２３ 第３抵抗
Ｒ２４ 第４抵抗
Ｒ３１ 抵抗
Ｒ４１ 抵抗
Ｒ４２ 抵抗
Ｒ３ 抵抗
ＲＧ１ 第１抵抗群
ＲＧ２ 第２抵抗群
Ｓ、Ｓ１～Ｓ３ 利得制御信号
ＳＷ１１ 第１スイッチ
ＳＷ１２ 第１スイッチ
ＳＷ１３ 第１スイッチ
ＳＷ２１ 第２スイッチ
ＳＷ２２ 第２スイッチ
ＳＷ２３ 第２スイッチ
ＳＷ３ スイッチ
ＳＷ３１ 第３スイッチ
ＳＷ３２ 第３スイッチ
ＳＷ４ スイッチ
Ｔｉｎ１ 第１入力端子
Ｔｉｎ２ 第２入力端子
Ｔｏｕｔ１ 第１出力端子
Ｔｏｕｔ２ 第２出力端子
ＴＲ１ 第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタ
ＴＲ２ 第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタ
１１ アンテナ
１２ 共用器
１３ 可変利得低雑音アンプ
１４ ＲＦバンドパスフィルタ
１５ ミキサ
１６ 第１局部発振器
１７ ＩＦフィルタ
１８、１８Ａ～１８Ｅ 可変利得ＩＦアンプ
１９ 第２局部発振器
２０ 直交復調器
２１ ベースバンドフィルタ
２２ 信号強度検出器
２３ 信号強度判定器
３１ 能動負荷部
３２、３２Ａ～３２Ｅ 利得制御部
３３ 電圧電流変換器
４１ 第１ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
４２ 第２ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
４３ 定電流源
ＣＰ 共通接続点
ＧａｉｎＨ 利得
ＧａｉｎＬ 利得
ＧａｉｎＨ’ 利得
ＧａｉｎＬ’ 利得
Ｇａｉｎ０～Ｇａｉｎ３ 利得
Ｒ１１ 第１抵抗
Ｒ１２ 第２抵抗
Ｒ１３ 第３抵抗
Ｒ１４ 第４抵抗
Ｒ２１ 第１抵抗
Ｒ２２ 第２抵抗
Ｒ２３ 第３抵抗
Ｒ２４ 第４抵抗
Ｒ３１ 抵抗
Ｒ４１ 抵抗
Ｒ４２ 抵抗
Ｒ３ 抵抗
ＲＧ１ 第１抵抗群
ＲＧ２ 第２抵抗群
Ｓ、Ｓ１～Ｓ３ 利得制御信号
ＳＷ１１ 第１スイッチ
ＳＷ１２ 第１スイッチ
ＳＷ１３ 第１スイッチ
ＳＷ２１ 第２スイッチ
ＳＷ２２ 第２スイッチ
ＳＷ２３ 第２スイッチ
ＳＷ３ スイッチ
ＳＷ３１ 第３スイッチ
ＳＷ３２ 第３スイッチ
ＳＷ４ スイッチ
Ｔｉｎ１ 第１入力端子
Ｔｉｎ２ 第２入力端子
Ｔｏｕｔ１ 第１出力端子
Ｔｏｕｔ２ 第２出力端子
ＴＲ１ 第１ＰチャネルＭＯＳトランジスタ
ＴＲ２ 第２ＰチャネルＭＯＳトランジスタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】