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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】P2024070106
(43)【公開日】2024-05-22
(54)【発明の名称】平衡不平衡変換回路及び増幅回路
(51)【国際特許分類】
H01P 5/10 20060101AFI20240515BHJP
H03F 3/19 20060101ALI20240515BHJP
【ＦＩ】
H01P5/10 C
H03F3/19
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022180502
(22)【出願日】2022-11-10
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100105887
【弁理士】
【氏名又は名称】来山 幹雄
(74)【代理人】
【識別番号】100145023
【弁理士】
【氏名又は名称】川本 学
(72)【発明者】
【氏名】長谷 昌俊
(72)【発明者】
【氏名】杉山 幸大
(72)【発明者】
【氏名】徳田 勝利
(72)【発明者】
【氏名】祢津 誠晃
【テーマコード（参考）】
5J500
【Ｆターム（参考）】
5J500AA01
5J500AA22
5J500AC44
5J500AC62
5J500AF07
5J500AF08
5J500AH25
5J500AH29
5J500AH33
5J500AK13
5J500AK68
(57)【要約】
【課題】広帯域化を図ることが可能な平衡不平衡変換回路を提供する。
【解決手段】伝送線路で構成された主線路が、第１端及び第２端を有する。主線路に結合する伝送線路で構成された副線路が、第３端及び第４端を有する。主線路の第１端から第２端に向かう向きと、副線路の第３端から第４端に向かう向きとが同じ向きになるように、主線路と副線路とが結合している。不平衡信号の入出力が行われる不平衡ノードが、第１端に接続されている。第１平衡ノード及び第２平衡ノードにおいて平衡信号の入出力が行われる。第１平衡ノードが第１端に接続され、第２平衡ノードが第４端に接続されている。第２端及び第３端は基準電位に接続されている。第１平衡ノードと不平衡ノードとの間、第２平衡ノードと第４端との間、及び第１端と不平衡ノードとの間の少なくとも１カ所に第１ＬＣ共振回路が接続されている。
【選択図】図１
【解決手段】伝送線路で構成された主線路が、第１端及び第２端を有する。主線路に結合する伝送線路で構成された副線路が、第３端及び第４端を有する。主線路の第１端から第２端に向かう向きと、副線路の第３端から第４端に向かう向きとが同じ向きになるように、主線路と副線路とが結合している。不平衡信号の入出力が行われる不平衡ノードが、第１端に接続されている。第１平衡ノード及び第２平衡ノードにおいて平衡信号の入出力が行われる。第１平衡ノードが第１端に接続され、第２平衡ノードが第４端に接続されている。第２端及び第３端は基準電位に接続されている。第１平衡ノードと不平衡ノードとの間、第２平衡ノードと第４端との間、及び第１端と不平衡ノードとの間の少なくとも１カ所に第１ＬＣ共振回路が接続されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１端及び第２端を有する伝送線路で構成された主線路と、
前記主線路に結合し、第３端及び第４端を有する伝送線路で構成された副線路と、
不平衡信号の入出力が行われ、前記第１端に接続された不平衡ノードと、
平衡信号の入出力が行われる第１平衡ノード及び第２平衡ノードと
を備え、
前記主線路の前記第１端から前記第２端に向かう向きと、前記副線路の前記第３端から前記第４端に向かう向きとが同じ向きになるように、前記主線路と前記副線路とが結合しており、
前記第１平衡ノードが前記第１端に接続され、前記第２平衡ノードが前記第４端に接続されており、
前記第２端及び前記第３端は基準電位に接続されており、
さらに、前記第１平衡ノードと前記不平衡ノードとの間、前記第２平衡ノードと前記第４端との間、及び前記第１端と前記不平衡ノードとの間の少なくとも１カ所に接続された第１ＬＣ共振回路と
を備えた平衡不平衡変換回路。
前記主線路に結合し、第３端及び第４端を有する伝送線路で構成された副線路と、
不平衡信号の入出力が行われ、前記第１端に接続された不平衡ノードと、
平衡信号の入出力が行われる第１平衡ノード及び第２平衡ノードと
を備え、
前記主線路の前記第１端から前記第２端に向かう向きと、前記副線路の前記第３端から前記第４端に向かう向きとが同じ向きになるように、前記主線路と前記副線路とが結合しており、
前記第１平衡ノードが前記第１端に接続され、前記第２平衡ノードが前記第４端に接続されており、
前記第２端及び前記第３端は基準電位に接続されており、
さらに、前記第１平衡ノードと前記不平衡ノードとの間、前記第２平衡ノードと前記第４端との間、及び前記第１端と前記不平衡ノードとの間の少なくとも１カ所に接続された第１ＬＣ共振回路と
を備えた平衡不平衡変換回路。
【請求項2】
前記第１ＬＣ共振回路はＬＣ直列共振回路である請求項１に記載の平衡不平衡変換回路。
【請求項3】
前記第１ＬＣ共振回路はＬＣ並列共振回路である請求項１に記載の平衡不平衡変換回路。
【請求項4】
前記第１平衡ノードと前記第１端との間、前記第２平衡ノードと前記第４端との間、及び前記第１端と前記不平衡ノードとの間のうち、前記第１ＬＣ共振回路が接続されていない少なくとも１つの箇所に接続された第２ＬＣ共振回路を、さらに備えた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の平衡不平衡変換回路。
【請求項5】
不平衡信号を平衡信号に変換する第１平衡不平衡変換回路と、
前記第１平衡不平衡変換回路から出力された平衡信号を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器から出力された平衡信号を不平衡信号に変換する第２平衡不平衡変換回路と
を備え、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち一方は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の平衡不平衡変換回路であり、第１周波数の高周波信号及び第２周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち他方は、前記第１周波数及び前記第２周波数の一方の周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、他方の周波数の高周波信号に対しては、平衡不平衡変換回路として動作しない増幅回路。
前記第１平衡不平衡変換回路から出力された平衡信号を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器から出力された平衡信号を不平衡信号に変換する第２平衡不平衡変換回路と
を備え、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち一方は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の平衡不平衡変換回路であり、第１周波数の高周波信号及び第２周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち他方は、前記第１周波数及び前記第２周波数の一方の周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、他方の周波数の高周波信号に対しては、平衡不平衡変換回路として動作しない増幅回路。
【請求項6】
不平衡信号を平衡信号に変換する第１平衡不平衡変換回路と、
前記第１平衡不平衡変換回路から出力された平衡信号を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器から出力された平衡信号を不平衡信号に変換する第２平衡不平衡変換回路と
を備え、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち一方は、請求項４に記載の平衡不平衡変換回路であり、第１周波数の高周波信号及び第２周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち他方は、前記第１周波数及び前記第２周波数の一方の周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、他方の周波数の高周波信号に対しては、平衡不平衡変換回路として動作しない増幅回路。
前記第１平衡不平衡変換回路から出力された平衡信号を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器から出力された平衡信号を不平衡信号に変換する第２平衡不平衡変換回路と
を備え、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち一方は、請求項４に記載の平衡不平衡変換回路であり、第１周波数の高周波信号及び第２周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち他方は、前記第１周波数及び前記第２周波数の一方の周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、他方の周波数の高周波信号に対しては、平衡不平衡変換回路として動作しない増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、平衡不平衡変換回路及び増幅回路に関する。
【背景技術】
【0002】
ルスロフ型伝送線路トランスを用いた平衡不平衡変換回路が公知である（非特許文献１）。非特許文献１に開示された平衡不平衡変換回路においては、２つの平衡端子の一方と不平衡端子との間に位相補償用の伝送線路を接続することによって、不平衡端子から主線路と副線路とに分岐する分岐点における位相の不均衡を補償している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】Hua-Yen Chung, et. al., Design of Step-Down Broadband and Low-Loss Ruthroff-Type Baluns Using IPD Technology, IEEE Trans. on Components, Packing and Manufacturing Technology, Vol. 4, No.6, JUNE (2014)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
伝送線路を伝送される高周波信号の位相の変化量は、高周波信号の周波数に対して単調増加の傾向を示す。このため、伝送線路を用いて、広い周波数帯域にわたって適切な位相補償を行うことが困難である。その結果、非特許文献１に記載の平衡不平衡変換回路の構成では、広帯域化が困難である。
【0005】
本発明の目的は、広帯域化を図ることが可能な平衡不平衡変換回路を提供することである。本発明の他の目的は、この平衡不平衡変換回路を用いて入力信号に重畳された妨害波の影響を受けにくい増幅回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一観点によると、
第１端及び第２端を有する伝送線路で構成された主線路と、
前記主線路に結合し、前記第１端の側の第３端及び前記第２端の側の第４端を有する伝送線路で構成された副線路と、
不平衡信号の入出力が行われ、前記第１端に接続された不平衡ノードと、
平衡信号の入出力が行われる第１平衡ノード及び第２平衡ノードと
を備え、
前記第１平衡ノードが前記第１端に接続され、前記第２平衡ノードが前記第４端に接続されており、
前記第２端及び前記第３端は基準電位に接続されており、
さらに、前記第１平衡ノードと前記不平衡ノードとの間、前記第２平衡ノードと前記第４端との間、及び前記第１端と前記不平衡ノードとの間の少なくとも１カ所に接続された第１ＬＣ共振回路と
を備えた平衡不平衡変換回路が提供される。
第１端及び第２端を有する伝送線路で構成された主線路と、
前記主線路に結合し、前記第１端の側の第３端及び前記第２端の側の第４端を有する伝送線路で構成された副線路と、
不平衡信号の入出力が行われ、前記第１端に接続された不平衡ノードと、
平衡信号の入出力が行われる第１平衡ノード及び第２平衡ノードと
を備え、
前記第１平衡ノードが前記第１端に接続され、前記第２平衡ノードが前記第４端に接続されており、
前記第２端及び前記第３端は基準電位に接続されており、
さらに、前記第１平衡ノードと前記不平衡ノードとの間、前記第２平衡ノードと前記第４端との間、及び前記第１端と前記不平衡ノードとの間の少なくとも１カ所に接続された第１ＬＣ共振回路と
を備えた平衡不平衡変換回路が提供される。
【0007】
本発明の他の観点によると、
不平衡信号を平衡信号に変換する第１平衡不平衡変換回路と、
前記第１平衡不平衡変換回路から出力された平衡信号を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器から出力された平衡信号を不平衡信号に変換する第２平衡不平衡変換回路と
を備え、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち一方は、前記平衡不平衡変換回路であり、第１周波数の高周波信号及び第２周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち他方は、前記第１周波数及び前記第２周波数の一方の周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、他方の周波数の高周波信号に対しては、平衡不平衡変換回路として動作しない増幅回路が提供される。
不平衡信号を平衡信号に変換する第１平衡不平衡変換回路と、
前記第１平衡不平衡変換回路から出力された平衡信号を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器から出力された平衡信号を不平衡信号に変換する第２平衡不平衡変換回路と
を備え、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち一方は、前記平衡不平衡変換回路であり、第１周波数の高周波信号及び第２周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち他方は、前記第１周波数及び前記第２周波数の一方の周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、他方の周波数の高周波信号に対しては、平衡不平衡変換回路として動作しない増幅回路が提供される。
【発明の効果】
【0008】
第１ＬＣ共振回路のインピーダンスは、共振周波数より低周波数側及び高周波数側の一方で誘導性になり、他方で容量性になる。インピーダンスが誘導性を示す周波数帯及び容量性を示す周波数帯の両方で、それぞれ適切な位相補償を行う条件を見出すことができる。これにより、平衡不平衡変換回路の広帯域化を図ることが可能になる。
【0009】
第１平衡不平衡変換回路及び第２平衡不平衡変換回路のうち両方が平衡不平衡変換回路として動作する周波数の高周波信号は増幅される。第１平衡不平衡変換回路が平衡不平衡変換回路として動作し、第２平衡不平衡変換回路が平衡不平衡変換回路として動作しない周波数の高周波信号は、第２平衡不平衡変換回路で不平衡信号に変換される際に、２つの平衡信号が相互に打ち消しあう。このため、入力信号を増幅し、妨害波を増幅しないような条件を見出すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
［第１実施例］
図１を参照して、第１実施例による平衡不平衡変換回路（以下、バラン（Ｂａｌｕｎ）という。）について説明する。
図１を参照して、第１実施例による平衡不平衡変換回路（以下、バラン（Ｂａｌｕｎ）という。）について説明する。
【0012】
図１は、第１実施例によるバランの等価回路図である。第１実施例によるバランは、伝送線路で構成された主線路１１及び副線路１２を含む。図１において、副線路１２にハッチングを付している。主線路１１及び副線路１２は、ルスロフ（Ｒｕｔｈｒｏｆｆ）型伝送線路トランスを構成する。主線路１１の一方の端部を第１端ＥＰ１といい、他方の端部を第２端ＥＰ２ということとする。副線路１２の一方の端部を第３端ＥＰ３といい、他方の端部を第４端ＥＰ４ということとする。主線路１１の第１端ＥＰ１から第２端ＥＰ２に向かう向きと、副線路１２の第３端ＥＰ３から第４端ＥＰ４に向かう向きとが同じ向きになるように、主線路１１と副線路１２とが結合している。
【0013】
主線路１１の第１端ＥＰ１が、不平衡信号の入出力が行われる不平衡ノード２１に接続されている。主線路１１の第２端ＥＰ２は基準電位（グランド電位）に接続されている。不平衡ノード２１は、平衡信号の入出力が行われる一対の平衡ノードの一方である第１平衡ノード２２Ａに接続されている。他方の平衡ノードである第２平衡ノード２２Ｂは、副線路１２の第４端ＥＰ４に接続されている。副線路１２の第３端ＥＰ３は基準電位に接続されている。第１平衡ノード２２Ａと不平衡ノード２１との間に、ＬＣ共振回路３０が接続されている。ＬＣ共振回路３０は、インダクタとキャパシタとを含み、少なくとも１つの共振周波数を有する。ＬＣ共振回路３０のリアクタンスは、共振周波数より低周波数域及び高周波数域の一方で容量性、他方で誘導性になる。
【0014】
出力インピーダンスＺＳを有する高周波信号源１５から不平衡ノード２１に不平衡信号が入力される。第１平衡ノード２２Ａと第２平衡ノード２２Ｂとの間に、負荷１８が接続される。不平衡ノード２１から流入した電流は、主線路１１に向かう経路と副線路１２に向かう経路とに分岐される。
【0015】
高周波信号源１５の出力電圧をＶＳと標記し、不平衡ノード２１から負荷側を見た入力インピーダンスをＺｉｎと標記する。負荷１８の負荷インピーダンスをＺＬと標記する。第１平衡ノード２２Ａ及び第２平衡ノード２２Ｂから入力側を見た出力インピーダンスをＺｏｕｔと標記する。
【0016】
次に、第１実施例によるバランの動作について説明する。不平衡ノード２１からバランに流入する電流をＩと標記する。主線路１１に高周波電流が流れると、副線路１２にオッドモードの誘導電流が流れる。副線路１２を流れる誘導電流の大きさは、主線路１１を流れる高周波電流の大きさと等しく、副線路１２を流れる誘導電流の位相は、主線路１１を流れる高周波電流の位相に対して反転している。このため、不平衡ノード２１に入力された高周波電流Ｉは、主線路１１と副線路１２とに等分に分岐される。すなわち、主線路１１及び副線路１２を流れる電流の大きさは、Ｉ／２に等しい。
【0017】
主線路１１の第１端ＥＰ１の電圧をＶと標記する。主線路１１の第２端ＥＰ２の電圧は０である。すなわち、主線路１１の両端の電位差はＶに等しい。このとき、副線路１２の両端の電位差もＶに等しくなる。副線路１２の第３端ＥＰ３の電圧が０であるため、第４端の電圧は－Ｖに等しい。すなわち、第１平衡ノード２２Ａの電圧がＶであり、第２平衡ノード２２Ｂの電圧が－Ｖである。また、負荷１８を流れる電流はＩ／２に等しい。
【0018】
不平衡ノード２１の電圧がＶ、不平衡ノード２１から流入する電流がＩであるとき、第１平衡ノード２２Ａと第２平衡ノード２２Ｂとの電位差が２Ｖ、負荷１８を流れる電流がＩ／２になる。このため、出力インピーダンスＺｏｕｔは入力インピーダンスＺｉｎの４倍になる。第１実施例によるバランは、不平衡ノード２１から入力される不平衡信号を平衡信号に変換するとともに、インピーダンス変換を行う。
【0019】
なお、第１平衡ノード２２Ａ及び第２平衡ノード２２Ｂを入力ノードとして使用し、不平衡ノード２１を出力ノードとして使用してもよい。この場合、第１実施例によるバランは、第１平衡ノード２２Ａ及び第２平衡ノード２２Ｂから入力される平衡信号を不平衡信号に変換するとともに、インピーダンス変換を行う。
【0020】
ＬＣ共振回路３０は、不平衡ノード２１において、主線路１１側に流れる電流と副線路１２側に流れる電流との位相の不均衡を補償する。ＬＣ共振回路３０に代えてインダクタのみ、またはキャパシタのみを接続すると、インダクタのインダクタンス、またはキャパシタのキャパシタンスに応じた１つの周波数域で位相の不均衡が補償される。ＬＣ共振回路３０を用いると、ＬＣ共振回路３０のリアクタンスが誘導性を示す周波数域と、容量性を示す周波数域との２つの周波数域で、位相の不均衡を補償することが可能になる。
【0021】
次に、第１実施例の優れた効果について説明する。
第１実施例では、上述のように２つの周波数域で、位相の不均衡を補償することができる。このため、平衡不平衡変換回路が平衡不平衡変換を行うことができる周波数域を広帯域化することが可能である。
第１実施例では、上述のように２つの周波数域で、位相の不均衡を補償することができる。このため、平衡不平衡変換回路が平衡不平衡変換を行うことができる周波数域を広帯域化することが可能である。
【0022】
【0023】
図２は、第２実施例によるバランの等価回路図である。第１実施例（図１）では、ＬＣ共振回路３０の具体的な回路構成について言及していないが、第２実施例では、ＬＣ共振回路３０としてＬＣ直列共振回路が用いられる。
【0024】
図３Ａは、主線路１１及び副線路１２の概略斜視図であり、図３Ｂは、主線路１１、副線路１２、及び絶縁膜の斜視図である。主線路１１及び副線路１２は、基板５０の一方の面である上面の上に配置された多層配線構造内の配線で構成される。主線路１１と副線路１２とは、相互に異なる配線層に配置されており、例えば、基板５０の上面を高さの基準として、副線路１２は主線路１１より低い位置に配置されている。また、平面視において、主線路１１と副線路１２とは相互に平行である。
【0025】
図３Ａに示すように、主線路１１の線路長、幅、及び高さを、それぞれＬ、Ｗ、Ｈと標記する。副線路１２の線路長Ｌ、幅Ｗ、高さＨは、それぞれ主線路１１の線路長Ｌ、幅Ｗ、高さＨと等しい。副線路１２は主線路１１に対して幅方向にオフセットして配置されている。このオフセット量をＯｆｆと標記する。主線路１１と副線路１２との高さ方向の間隔をＧと標記する。図３では、主線路１１及び副線路１２が直線状に延びているが、両者をスパイラル形状にしてもよい。
【0026】
図３Ｂに示すように、基板５０の一方の面である上面に、副線路１２及び１層目の絶縁膜５１が配置されている。１層目の絶縁膜５１の厚さは副線路１２の高さＨ（図３Ａ）と等しい。副線路１２及び絶縁膜５１の上に、２層目の絶縁膜５２が配置されている。２層目の絶縁膜５２の厚さは、間隔Ｇ（図３Ａ）と等しい。絶縁膜５２の上に、主線路１１及び３層目の絶縁膜５３が配置されている。３層目の絶縁膜５３の厚さは、主線路１１の高さＨ（図３Ａ）と等しい。主線路１１及び絶縁膜５３の上に、４層目の絶縁膜５４が配置されている。
【0027】
次に、図４Ａから図７までの図面を参照して第２実施例の優れた効果について説明する。
図４Ａから図６Ｂまでの図面は、主線路１１及び副線路１２の線路長Ｌ及びオフセット量Ｏｆｆを変化させたときのコモンモード除去比（ＣＭＲＲ）のシミュレーション結果を示すグラフである。横軸は線路長Ｌを正規化した値（正規化線路長Ｌｎ）で表し、縦軸はオフセット量Ｏｆｆを正規化した値（正規化オフセット量Ｏｆｆｎ）で表す。なお、正規化線路長Ｌｎと正規化オフセット量Ｏｆｆｎとは、それぞれ図４Ａにおいて周波数ｆが６１５０ＭＨｚのときにＣＭＲＲが最大値を示す線路長Ｌ及びオフセット量Ｏｆｆが基準値１になるように正規化したものである。
図４Ａから図６Ｂまでの図面は、主線路１１及び副線路１２の線路長Ｌ及びオフセット量Ｏｆｆを変化させたときのコモンモード除去比（ＣＭＲＲ）のシミュレーション結果を示すグラフである。横軸は線路長Ｌを正規化した値（正規化線路長Ｌｎ）で表し、縦軸はオフセット量Ｏｆｆを正規化した値（正規化オフセット量Ｏｆｆｎ）で表す。なお、正規化線路長Ｌｎと正規化オフセット量Ｏｆｆｎとは、それぞれ図４Ａにおいて周波数ｆが６１５０ＭＨｚのときにＣＭＲＲが最大値を示す線路長Ｌ及びオフセット量Ｏｆｆが基準値１になるように正規化したものである。
【0028】
図４Ａから図６Ｂまでのグラフにおいて、黒色の実線は、周波数がｆ＝６１５０ＭＨｚのときのＣＭＲＲの等値線を示し、灰色の実線は、周波数がｆ／２＝３０７５ＭＨｚのときのＣＭＲＲの等値線を示す。ＣＭＲＲの各等値線に付した数値は、ＣＭＲＲの値を単位［ｄＢ］で示したものである。なお、図３Ｂに示した基板５０、絶縁膜５１、５２、５３、５４の比誘電率を、それぞれ３．９０１、３．７００、３，８４８、３，７００、及び５．７２３とした。
【0029】
図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれＬＣ共振回路３０（図２）に代えてインダクタンスが１．０ｎＨ及び０．２ｎＨのインダクタを接続した場合のＣＭＲＲを示す。図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれＬＣ共振回路３０（図２）に代えてキャパシタンスが１０ｐＦ及び５ｐＦのキャパシタを接続した場合のＣＭＲＲを示す。
【0030】
【0031】
図４Ａから図６Ｂまでのグラフにおいて、正規化オフセット量Ｏｆｆｎが１．２５となる条件が、オフセット量Ｏｆｆが主線路１１及び副線路１２の幅Ｗと等しい条件に相当する。すなわち、正規化オフセット量Ｏｆｆｎが１．２５未満の範囲では、平面視において主線路１１の幅方向の一部が副線路１２の幅方向の一部と重なっている。正規化オフセット量Ｏｆｆｎが１．２５より大きい範囲では、平面視において副線路１２が主線路１１に重なっていない。
【0032】
図６Ａに示すように、ＬＣ共振回路３０の箇所を短絡状態にした場合、バランを周波数ｆ／２で動作させたとき、正規化線路長Ｌｎが約０．７、正規化オフセット量Ｏｆｆｎが２．５の近傍でＣＭＲＲが極大値を示している。ところが、周波数ｆで動作させたときは、この範囲においてＣＭＲＲが低い。すなわち、このバランは、周波数ｆ／２ではバランとして動作するが、周波数ｆでは、バランとして動作しない。
【0033】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ＬＣ共振回路３０の箇所にインダクタを接続すると、正規化線路長Ｌｎが０．５以上１．１以下、正規化オフセット量Ｏｆｆｎが０以上１．２以下の範囲で、周波数ｆの高周波信号に対してＣＭＲＲが極大値を示す条件を実現することができる。ところが、この範囲では、周波数ｆ／２の高周波信号に対してはＣＭＲＲが低下してしまう。これは、周波数ｆの高周波信号に対しては、不平衡ノード２１において、主線路１１側に流れる電流と副線路１２側に流れる電流との位相の不均衡が補償されるが、周波数ｆ／２の高周波信号に対しては、位相の不均衡が補償されないためである。本明細書において、「位相の不均衡の補償」は、主線路１１側に流れる電流と副線路１２側に流れる電流との位相を完全に均衡させる補償の他に、位相の不均衡の程度を小さくし、位相の均衡の程度を高める補償を含む。「位相の不均衡の補償」を、単に「位相補償」という場合がある。
【0034】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ＬＣ共振回路３０の箇所にキャパシタを接続すると、正規化線路長Ｌｎが約０．７の条件で、周波数ｆ／２の高周波信号に対してＣＭＲＲが極大値を示す条件を実現することができる。ところが、この条件では、周波数ｆの高周波信号に対してはＣＭＲＲが低下してしまう。これは、周波数ｆ／２の高周波信号に対しては、不平衡ノード２１における位相の均衡が補償されるが、周波数ｆの高周波信号に対しては、不平衡ノード２１における位相の不均衡が補償されないためである。
【0035】
このように、ＬＣ共振回路３０に代えてインダクタまたはキャパシタを接続した構成では、周波数ｆとｆ／２との両方の高周波信号に対して、不平衡ノード２１における位相の不均衡を補償することが困難である。
【0036】
図６Ｂのグラフに示した条件では、ＬＣ共振回路３０の共振周波数４１０９ＭＨｚが、周波数ｆ＝６１５０ＭＨｚとｆ／２＝３０７５ＭＨｚとの間に位置する。このため、ＬＣ共振回路３０のインピーダンスは、周波数ｆにおいて誘導性であり、周波数ｆ／２において容量性である。このため、周波数ｆの高周波信号及び周波数ｆ／２の高周波信号の両方に対して、不平衡ノード２１における位相の不均衡を補償することが可能である。
【0037】
図６Ｂに示すように、正規化線路長Ｌｎが約０．７、正規化オフセット量Ｏｆｆｎが約０．５以上１以下の範囲で、周波数ｆ及びｆ／２の両方の高周波信号に対して高いＣＭＲＲが得られている。このように、ＬＣ共振回路３０を接続することにより、共振周波数の両側の２つの周波数の高周波信号に対して、不平衡ノード２１における位相の不均衡を補償し、高いＣＭＲＲを得ることができる。言い換えると、２つの周波数帯において平衡不平衡変換を行うことが可能な広帯域のバランを実現することができる。
【0038】
図７は、ＣＭＲＲの周波数依存性のシミュレーション結果を示すグラフである。横軸は周波数を単位［ＧＨｚ］で表し、縦軸はＣＭＲＲを単位［ｄＢ］で表す。グラフ中の実線は、ＬＣ共振回路３０のキャパシタンスを３．０ｐＦ、インダクタンスを０．５ｎＨとした構成のＣＭＲＲを示し、破線は、ＬＣ共振回路３０に代えてインダクタンス１．０ｎＨのインダクタを接続した構成（すなわち、キャパシタを短絡した構成）のＣＭＲＲを示す。
【0039】
ＬＣ共振回路３０に代えてインダクタを接続した構成では、周波数ｆ＝６１５０ＭＨｚを含む周波数帯ｆｃで高いＣＭＲＲが得られているが、周波数ｆ／２＝３０７５ＮＨｚを含む周波数帯ｆｉでは、ＣＭＲＲが低い。これに対して第２実施例のようにＬＣ共振回路３０を接続した構成では、周波数帯ｆｃにおいて破線で示した特性と同等のＣＭＲＲを維持し、かつ周波数帯ｆｉでは、破線で示した特性と比べて十分高いＣＭＲＲが得られている。具体的には、周波数帯ｆｉにおいて、ＣＭＲＲが最大２０ｄＢ程度改善されている。
【0040】
なお、図４Ａから図７までに示したシミュレーションにおけるシミュレーション条件は一例である。主線路１１及び副線路１２の線路長Ｌ、幅Ｗ、高さＨ、間隔Ｇ、オフセット量Ｏｆｆの好ましい値は、取り扱う周波数帯及び目標とするＣＭＲＲに応じて、種々のシミュレーションまたは評価実験を行うことにより決定することができる。
【0041】
このように、第２実施例においては、ＬＣ共振回路３０を接続することにより、ＬＣ共振回路３０の共振周波数の両側の２つの周波数帯において、高いＣＭＲＲを実現することができる。すなわち、第２実施例によるバランは、２つの周波数帯において平衡不平衡変換を行うことが可能である。
【0042】
【0043】
第２実施例（図２）では、ＬＣ共振回路３０として、ＬＣ直列共振回路を用いている。これに対して図８Ａに示した変形例では、ＬＣ共振回路３０として、ＬＣ並列共振回路を用いている。ＬＣ並列共振回路においても、共振周波数を境界として容量性インピーダンスと誘導性インピーダンスとの両方が実現される。このため、第２実施例と同様に、不平衡ノード２１から主線路１１と副線路１２とに分岐する分岐点における位相の不均衡を、２つの周波数で適切に補償することができる。これにより、図８に示した変形例によるバランは、２つの周波数帯で平衡不平衡変換を行うことができる。
【0044】
第２実施例（図２）では、ＬＣ共振回路３０を、第１平衡ノード２２Ａと不平衡ノード２１との間に接続している。これに対して図８Ｂ及び図８Ｃに示した変形例では、第１平衡ノード２２Ａと不平衡ノード２１とが相互に短絡されており、第２平衡ノード２２Ｂと副線路１２の第４端ＥＰ４との間に、ＬＣ共振回路３１が接続されている。図８Ｂに示した変形例では、ＬＣ共振回路３１としてＬＣ直列共振回路が用いられており、図８Ｃに示した変形例では、ＬＣ共振回路３１としてＬＣ並列共振回路が用いられている。
【0045】
図９Ａ及び図９Ｂに示した変形例では、不平衡ノード２１と主線路１１の第１端ＥＰ１との間に、ＬＣ共振回路３２が接続されている。第１平衡ノード２２Ａは不平衡ノード２１に短絡され、第２平衡ノード２２Ｂは第４端ＥＰ４に短絡されている。図９Ａに示した変形例では、ＬＣ共振回路３２としてＬＣ直列共振回路が用いられており、図９Ｂに示した変形例では、ＬＣ共振回路３２としてＬＣ並列共振回路が用いられている。
【0046】
【0047】
第２実施例（図２）、及び図８Ａから図９Ｂまでの図面を参照して説明した第２実施例の変形例においては、ＬＣ共振回路３０、３１、３２として、ＬＣ直列共振回路またはＬＣ並列共振回路が用いられているが、その他の構成のＬＣ共振回路を用いてもよい。例えば、１つ以上のインダクタ及び１つ以上のキャパシタを含み、１つ以上の共振周波数を持ち、共振周波数を境界として容量性インピーダンスと誘導性インピーダンスとの両方が実現される回路を用いるとよい。
【0048】
［第３実施例］
次に、図１０Ａを参照して第３実施例によるバランについて説明する。以下、図２から図９Ｂまでの図面を参照して説明した第２実施例及びその変形例によるバランと共通の構成については説明を省略する。
次に、図１０Ａを参照して第３実施例によるバランについて説明する。以下、図２から図９Ｂまでの図面を参照して説明した第２実施例及びその変形例によるバランと共通の構成については説明を省略する。
【0049】
図１０Ａは、第３実施例によるバランの等価回路図である。第２実施例（図２）では、第１平衡ノード２２Ａと不平衡ノード２１との間にＬＣ共振回路３０が接続されている。また、図８Ｂに示した変形例では、第２平衡ノード２２Ｂと第４端ＥＰ４との間にＬＣ共振回路３１が接続されており、図９Ａに示した変形例では、第１端ＥＰ１と不平衡ノード２１との間にＬＣ共振回路３２が接続されている。
【0050】
これに対して第３実施例においては、第１平衡ノード２２Ａと不平衡ノード２１との間、及び第２平衡ノード２２Ｂと第４端ＥＰ４との間に、それぞれＬＣ共振回路３０、３１が接続されている。ＬＣ共振回路３０、３１の各々は、ＬＣ直列共振回路である。
【0051】
次に、第３実施例の優れた効果について説明する。
第３実施例においても第２実施例と同様に、不平衡ノード２１における位相の不均衡を補償することにより、２つの周波数帯において平衡不平衡変換を行うことができる。また、第３実施例においては、第１平衡ノード２２Ａ及び第２平衡ノード２２Ｂのそれぞれで、位相補償量を個別に最適化可能である。このため、不平衡信号の位相に対して平衡信号の位相の調整の自由度が高くなるという優れた効果が得られる。
第３実施例においても第２実施例と同様に、不平衡ノード２１における位相の不均衡を補償することにより、２つの周波数帯において平衡不平衡変換を行うことができる。また、第３実施例においては、第１平衡ノード２２Ａ及び第２平衡ノード２２Ｂのそれぞれで、位相補償量を個別に最適化可能である。このため、不平衡信号の位相に対して平衡信号の位相の調整の自由度が高くなるという優れた効果が得られる。
【0052】
一方のＬＣ共振回路３０と他方のＬＣ共振回路３１との共振周波数を異ならせると、一方の共振周波数の低周波数側及び高周波数側の２つの周波数帯、及び他方の共振周波数の低周波数側及び高周波数側の２つの周波数帯において、位相の不均衡を補償することが可能になる。これにより、２つよりも多い周波数帯において、平衡不平衡変換を行うバランを実現することが可能である。すなわち、より広帯域のバランを実現することが可能になる。
【0053】
次に、図１０Ｂを参照して第３実施例の変形例によるバランについて説明する。図１０Ｂは、第３実施例の変形例によるバランの等価回路図である。第３実施例では、ＬＣ共振回路３０、３１の各々にＬＣ直列共振回路を用いているが、図１０Ｂに示した変形例では、ＬＣ共振回路３０、３１の各々にＬＣ並列共振回路を用いている。また、ＬＣ共振回路３０、３１の一方にＬＣ直列共振回路を用い、他方にＬＣ並列共振回路を用いてもよい。
【0054】
次に、図１０Ｃを参照して第３実施例の他の変形例によるバランについて説明する。図１０Ｃは、第３実施例の他の変形例によるバランの等価回路図である。第３実施例（図１０Ａ）では、第１平衡ノード２２Ａと不平衡ノード２１との間、及び第２平衡ノード２２Ｂと第４端ＥＰ４との間に、それぞれＬＣ共振回路３０、３１が接続されている。これに対して図１０Ｃに示した変形例では、さらに第１端ＥＰ１と不平衡ノード２１との間にも、ＬＣ共振回路３２が接続されている。すなわち、３箇所にＬＣ共振回路３０、３１、３２が接続されている。ＬＣ共振回路３０、３１、３２には、ＬＣ直列共振回路を用いてもよいし、ＬＣ並列共振回路を用いてもよい。また、両者を混在させてもよい。
【0055】
このように、３カ所にＬＣ共振回路３０、３１、３２を接続することにより、バランのさらなる広帯域化を図ることが可能になる。
【0056】
［第４実施例］
図１１、図１２Ａ、及び図１２Ｂを参照して第４実施例による増幅回路について説明する。第４実施例による増幅回路には、第２実施例、第３実施例、またはその変形例のいずれかのバランが搭載されている。
図１１、図１２Ａ、及び図１２Ｂを参照して第４実施例による増幅回路について説明する。第４実施例による増幅回路には、第２実施例、第３実施例、またはその変形例のいずれかのバランが搭載されている。
【0057】
図１１は、第４実施例による増幅回路のブロック図である。第４実施例による増幅回路は、入力バラン４１、差動増幅器４３、及び出力バラン４２を含む。入力端子ＲＦｉｎから入力された不平衡信号が入力バラン４１の不平衡ノード４１ｉに入力される。入力バラン４１は、不平衡周波信号を平衡信号に変換する。変換された平衡信号が、一対の平衡ノード４１ｏａ、４１ｏｂから出力される。入力バラン４１から出力された平衡信号が差動増幅器４３で増幅され、出力バラン４２の平衡ノード４２ｉａ、４２ｉｂに入力される。出力バラン４２は、平衡信号を不平衡信号に変換する。変換された不平衡信号が、不平衡ノード４２ｏから出力される。出力バラン４２の不平衡ノードが出力端子ＲＦｏｕｔに接続されている。
【0058】
入力バラン４１は、周波数帯ｆｃの高周波信号に対してバランとして動作するが、周波数帯ｆｃの１／２の周波数帯ｆｉの高周波信号に対してはバランとして動作しない。例えば、ＣＭＲＲが２０ｄＢ以下である場合、バランとして動作しないということができる。
【0059】
出力バラン４２として、第２実施例、第３実施例、またはその変形例によるバランが用いられる。例えば、出力バラン４２の不平衡ノード４２ｏ、平衡ノード４２ｉａ、４２ｉｂが、それぞれ第２実施例、第３実施例、及びその変形例によるバラン（図１０Ａ）の不平衡ノード２１、第１平衡ノード２２Ａ、及び第２平衡ノード２２Ｂに対応する。出力バラン４２は、周波数帯ｆｃ、及び周波数帯ｆｃの１／２の周波数帯ｆｉのいずれにおいてもバランとして動作する。
【0060】
図１１において、入力端子ＲＦｉｎと入力バラン４１との間、入力バラン４１と差動増幅器４３との間、差動増幅器４３と出力バラン４２との間、及び出力バラン４２と出力端子ＲＦｏｕｔとの間に表示されたグラフは、周波数帯ｆｉ及びｆｃの高周波信号の大きさ及び位相を模式的に示したものである。横軸は周波数を表す。縦軸は信号の大きさを表す。上向きの矢印と下向きの矢印とは、位相が相互に反転していることを意味する。
【0061】
次に、第４実施例による増幅回路の動作について説明する。入力バラン４１に、周波数帯ｆｃの入力信号Ｓが入力される。なお、入力信号Ｓの他に、周波数帯ｆｉの妨害波Ｓｊも入力される。例えば、妨害波Ｓｊの周波数帯ｆｉの周波数は、入力信号Ｓの周波数帯ｆｃの周波数の１／２である。
【0062】
一例として、ＷｉＦｉのバンドＵＮＩＩ－１（５１５０ＭＨｚ以上５２５０ＭＨｚ以下）及びバンドＵＮＩＩ－２（５２５０ＭＨｚ以上５３５０ＭＨｚ以下）の周波数の１／２の周波数帯と、セルラーバンドＢ４１（周波数２４９６ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下）とが重複する。このため、ＷｉＦｉのバンドＵＮＩＩ－１、ＵＮＩＩ－２の高周波信号に対して、セルラーバンドＢ４１の高周波信号が妨害波となり得る。また、ＷｉＦｉのバンドＵＮＩＩ－７（６５２５ＭＨｚ以上６８７５ＭＨｚ以下）及びバンドＵＮＩＩ－８（６８７５ＭＨｚ以上７１２５ＭＨｚ以下）の周波数の１／２の周波数帯と、セルラーバンドＮ７７（周波数３３００ＭＨｚ以上４２００ＭＨｚ以下）とが重複する。このため、ＷｉＦｉのバンドＵＮＩＩ－７、ＵＮＩＩ－８の高周波信号に対して、セルラーバンドＮ７７の高周波信号が妨害波となり得る。
【0063】
入力信号Ｓは入力バラン４１によって平衡信号に変換され、平衡ノード４１ｏａ、４１ｏｂからそれぞれ高周波信号Ｓａ、Ｓｂが出力される。高周波信号Ｓａ、Ｓｂの位相は、相互に反転している。妨害波Ｓｊの周波数帯ｆｉにおいては、入力バラン４１がバランとして動作しないため２つの平衡ノード４１ｏａ、４１ｏｂから、それぞれ同相の妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂが出力される。
【0064】
高周波信号Ｓａ及び妨害波Ｓｊａが差動増幅器４３の一方の増幅器で増幅され、増幅された高周波信号Ｓａ及び妨害波Ｓｊａが出力される。高周波信号Ｓｂ及び妨害波Ｓｊｂが差動増幅器４３の他方の増幅器で増幅され、増幅された高周波信号Ｓｂ及び妨害波Ｓｊｂが出力される。差動増幅器４３を構成する２つの増幅器のゲイン及び位相特性は等しい。このため、増幅された高周波信号ＳａとＳｂとの大きさは等しく、増幅された高周波信号Ｓｂの位相は、高周波信号Ｓａの位相に対して反転したままである。増幅された妨害波ＳｊａとＳｊｂとの大きさは等しく、両者は同相のままである。
【0065】
さらに、差動増幅器４３の非線形性により、妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂの２次高調波Ｓｈａ、Ｓｈｂが現れる。妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂの偶数次の高調波の位相は、妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂの位相関係によらず同相になる。このため、２次高調波Ｓｈａ、Ｓｈｂは同相である。
【0066】
差動増幅器４３から出力された高周波信号Ｓａ、妨害波Ｓｊａ、２次高調波Ｓｈａが、出力バラン４２の一方の平衡ノード４２ｉａに入力され、高周波信号Ｓｂ、妨害波Ｓｊｂ、２次高調波Ｓｈｂが、出力バラン４２の他方の平衡ノード４２ｉｂに入力される。これらの信号が、出力バラン４２によって不平衡信号に変換される。出力バラン４２は、周波数帯ｆｉ、ｆｃのいずれの信号に対してもバランとして動作する。このため、一方の平衡ノード４２ｉａに入力される高周波信号Ｓａ、妨害波Ｓｊａ、２次高調波Ｓｈａの位相は反転せず、他方の平衡ノード４２ｉｂに入力される高周波信号Ｓｂ、妨害波Ｓｊｂ、２次高調波Ｓｈｂは、位相が反転して出力される。
【0067】
出力バラン４２の不平衡ノード４２ｏから出力された妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂは、位相が相互に反転しているため打ち消し合う。出力バラン４２の不平衡ノード４２ｏから出力された２次高調波Ｓｈａ、Ｓｈｂも、位相が相互に反転しているため打ち消し合う。出力バラン４２の不平衡ノード４２ｏから出力された高周波信号Ｓａ、Ｓｂは同相になるため、足し合わされる。
【0068】
次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して、入力バラン４１（図１１）の一例について説明する。図１２Ａは、入力バラン４１（図１１）の等価回路図である。主線路１１及び副線路１２がルスロフ型伝送線路トランスを構成している。主線路１１の第１端ＥＰ１が不平衡ノード４１ｉに接続されており、第２端ＥＰ２がＬＣ共振回路３５を介して基準電位に接続されている。ＬＣ共振回路３５には、ＬＣ並列共振回路が用いられる。
【0069】
副線路１２の第３端ＥＰ３が基準電位に接続され、第４端ＥＰ４が一方の平衡ノード４１ｏｂに接続されている。他方の平衡ノード４１ｏａが、不平衡ノード４１ｉに接続されている。平衡ノード４１ｏａ、４１ｏｂは、差動増幅器４３の入力端子に接続されている。
【0070】
ＬＣ共振回路３５は、その共振周波数においてインピーダンスが無限大になる。このため、ＬＣ共振回路３５の共振周波数において、主線路１１の第２端ＥＰ２が基準電位から切り離される。したがってＬＣ共振回路３５の共振周波数において、出力バラン４２はバランとして動作しなくなる。
【0071】
図１２Ｂは、入力バラン４１のＣＭＲＲの周波数依存性の一例を示すグラフである。横軸は周波数を単位［ＧＨｚ］で表し、縦軸はＣＭＲＲを単位［ｄＢ］で表す。図１２Ｂのグラフ中の実線は、図１２Ａに示したバランのＣＭＲＲを示し、破線（図７において実線で示したグラフと同一）は、図２に示した第２実施例によるバランのＣＭＲＲを示す。ＬＣ共振回路３５の共振周波数は約３ＧＨｚである。
【0072】
図１２Ａに示したバランにおいては、周波数３ＧＨｚを含む周波数帯ｆｉにおいて、ＣＭＲＲが極小値を示しており、入力バラン４１がバランとして動作していないことがわかる。なお、入力信号Ｓの周波数帯ｆｃにおいては、ＣＭＲＲが高く、入力バラン４１がバランとして動作している。
【0073】
次に、第４実施例の優れた効果について説明する。
第４実施例による増幅回路においては、妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂが相殺され、２次高調波Ｓｈａ、Ｓｈｂも相殺される。このため、雑音指数の劣化を抑制することが可能である。これにより、妨害波Ｓｊの影響を受けにくい増幅器、例えば高周波増幅器を実現することが可能である。さらに、差動増幅器４３の入力側の回路に妨害波抑制のためのフィルタを挿入する必要がなくなることから、フィルタの挿入損失が生じなくなる。その結果、差動増幅器４３の必要ゲインが小さくなり、消費電流を低減させることが可能になる。
第４実施例による増幅回路においては、妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂが相殺され、２次高調波Ｓｈａ、Ｓｈｂも相殺される。このため、雑音指数の劣化を抑制することが可能である。これにより、妨害波Ｓｊの影響を受けにくい増幅器、例えば高周波増幅器を実現することが可能である。さらに、差動増幅器４３の入力側の回路に妨害波抑制のためのフィルタを挿入する必要がなくなることから、フィルタの挿入損失が生じなくなる。その結果、差動増幅器４３の必要ゲインが小さくなり、消費電流を低減させることが可能になる。
【0074】
【0075】
図１３は、第５実施例による増幅回路のブロック図である。第４実施例（図１１）では、入力バラン４１が、周波数帯ｆｃでバランとして動作し、周波数帯ｆｉではバランとして動作しない。これに対して第５実施例では、入力バラン４１として、第２実施例、第３実施例、またはその変形例によるバランが用いられ、入力バラン４１は、周波数帯ｆｃ、ｆｉの両方でバランとして動作する。また、第４実施例（図１１）では、出力バラン４２が、周波数帯ｆｃ、ｆｉの両方においてバランとして動作する。これに対して第５実施例では、出力バラン４２は、周波数帯ｆｃでバランとして動作し、周波数帯ｆｉではバランとして動作しない。出力バラン４２として、例えば図１２Ａに示したバランが用いられる。
【0076】
第４実施例（図１１）では、入力バラン４１が周波数帯ｆｉでバランとして動作しないため、一対の平衡ノード４１ｏａ、４１ｏｂから出力された妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂは同相である。これに対して第５実施例では、入力バラン４１が周波数帯ｆｉでもバランとして動作する。このため、一方の平衡ノード４１ｏｂから出力された妨害波Ｓｊｂの位相は、他方の平衡ノード４１ｏａから出力された妨害波Ｓｊａの位相に対して反転している。差動増幅器４３で増幅された妨害波Ｓｊｂの位相も、妨害波Ｓｊａの位相に対して反転している。
【0077】
妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂの位相が相互に反転した関係であっても、妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂの２次高調波Ｓｈａ、Ｓｈｂは同相になる。
【0078】
出力バラン４２は、周波数帯ｆｉにおいてバランとして動作しないため、出力バラン４２の不平衡ノード４２ｏから出力される妨害波Ｓｊｂの位相は、妨害波Ｓｊａの位相に対して反転したままである。出力バラン４２は、周波数帯ｆｃにおいてバランとして動作するため、出力バラン４２に入力された同相の妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂは、不平衡ノード４２ｏから出力されると、両者の位相は相互に反転した関係になる。高周波信号Ｓａ、Ｓｂの位相関係は、第４実施例による増幅回路（図１１）のこれらの信号の位相関係と同一である。
【0079】
したがって、第５実施例においても、不平衡ノード４２ｏから出力された妨害波Ｓｊａ、Ｓｊｂが相互に打ち消しあい、２次高調波Ｓｈａ、Ｓｈｂも相互に打ち消しあう。このため、雑音指数の劣化や消費電流の増加を抑制することが可能である。これにより、妨害波Ｓｊの影響を受けにくい増幅器、例えば高周波増幅器を実現することが可能である。
【0080】
上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【0081】
本明細書に記載した上記実施例に基づき、以下の発明を開示する。
＜１＞
第１端及び第２端を有する伝送線路で構成された主線路と、
前記主線路に結合し、第３端及び第４端を有する伝送線路で構成された副線路と、
不平衡信号の入出力が行われ、前記第１端に接続された不平衡ノードと、
平衡信号の入出力が行われる第１平衡ノード及び第２平衡ノードと
を備え、
前記主線路の前記第１端から前記第２端に向かう向きと、前記副線路の前記第３端から前記第４端に向かう向きとが同じ向きになるように、前記主線路と前記副線路とが結合しており、
前記第１平衡ノードが前記第１端に接続され、前記第２平衡ノードが前記第４端に接続されており、
前記第２端及び前記第３端は基準電位に接続されており、
さらに、前記第１平衡ノードと前記不平衡ノードとの間、前記第２平衡ノードと前記第４端との間、及び前記第１端と前記不平衡ノードとの間の少なくとも１カ所に接続された第１ＬＣ共振回路と
を備えた平衡不平衡変換回路。
＜１＞
第１端及び第２端を有する伝送線路で構成された主線路と、
前記主線路に結合し、第３端及び第４端を有する伝送線路で構成された副線路と、
不平衡信号の入出力が行われ、前記第１端に接続された不平衡ノードと、
平衡信号の入出力が行われる第１平衡ノード及び第２平衡ノードと
を備え、
前記主線路の前記第１端から前記第２端に向かう向きと、前記副線路の前記第３端から前記第４端に向かう向きとが同じ向きになるように、前記主線路と前記副線路とが結合しており、
前記第１平衡ノードが前記第１端に接続され、前記第２平衡ノードが前記第４端に接続されており、
前記第２端及び前記第３端は基準電位に接続されており、
さらに、前記第１平衡ノードと前記不平衡ノードとの間、前記第２平衡ノードと前記第４端との間、及び前記第１端と前記不平衡ノードとの間の少なくとも１カ所に接続された第１ＬＣ共振回路と
を備えた平衡不平衡変換回路。
【0082】
＜２＞
前記第１ＬＣ共振回路はＬＣ直列共振回路である＜１＞に記載の平衡不平衡変換回路。
前記第１ＬＣ共振回路はＬＣ直列共振回路である＜１＞に記載の平衡不平衡変換回路。
【0083】
＜３＞
前記第１ＬＣ共振回路はＬＣ並列共振回路である＜１＞に記載の平衡不平衡変換回路。
前記第１ＬＣ共振回路はＬＣ並列共振回路である＜１＞に記載の平衡不平衡変換回路。
【0084】
＜４＞
前記第１平衡ノードと前記第１端との間、前記第２平衡ノードと前記第４端との間、及び前記第１端と前記不平衡ノードとの間のうち、前記第１ＬＣ共振回路が接続されていない少なくとも１つの箇所に接続された第２ＬＣ共振回路を、さらに備えた＜１＞乃至＜３＞のいずれか１つに記載の平衡不平衡変換回路。
前記第１平衡ノードと前記第１端との間、前記第２平衡ノードと前記第４端との間、及び前記第１端と前記不平衡ノードとの間のうち、前記第１ＬＣ共振回路が接続されていない少なくとも１つの箇所に接続された第２ＬＣ共振回路を、さらに備えた＜１＞乃至＜３＞のいずれか１つに記載の平衡不平衡変換回路。
【0085】
＜５＞
不平衡信号を平衡信号に変換する第１平衡不平衡変換回路と、
前記第１平衡不平衡変換回路から出力された平衡信号を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器から出力された平衡信号を不平衡信号に変換する第２平衡不平衡変換回路と
を備え、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち一方は、＜１＞乃至＜４＞のいずれか１つに記載の平衡不平衡変換回路であり、第１周波数の高周波信号及び第２周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち他方は、前記第１周波数及び前記第２周波数の一方の周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、他方の周波数の高周波信号に対しては、平衡不平衡変換回路として動作しない増幅回路。
不平衡信号を平衡信号に変換する第１平衡不平衡変換回路と、
前記第１平衡不平衡変換回路から出力された平衡信号を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器から出力された平衡信号を不平衡信号に変換する第２平衡不平衡変換回路と
を備え、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち一方は、＜１＞乃至＜４＞のいずれか１つに記載の平衡不平衡変換回路であり、第１周波数の高周波信号及び第２周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、
前記第１平衡不平衡変換回路及び前記第２平衡不平衡変換回路のうち他方は、前記第１周波数及び前記第２周波数の一方の周波数の高周波信号に対して平衡不平衡変換回路として動作し、他方の周波数の高周波信号に対しては、平衡不平衡変換回路として動作しない増幅回路。
【符号の説明】
【0086】
１１ 主線路
１２ 副線路
１５ 高周波信号源
１８ 負荷
２１ 不平衡ノード
２２Ａ 第１平衡ノード
２２Ｂ 第２平衡ノード
３０、３１、３２、３５ ＬＣ共振回路
４１ 入力バラン
４１ｉ 不平衡ノード
４１ｏａ、４１ｏｂ 平衡ノード
４２ 出力バラン
４２ｉａ、４２ｉｂ 平衡ノード
４２ｏ 不平衡ノード
４３ 差動増幅器
５０ 基板
５１、５２、５３、５４ 絶縁膜
１２ 副線路
１５ 高周波信号源
１８ 負荷
２１ 不平衡ノード
２２Ａ 第１平衡ノード
２２Ｂ 第２平衡ノード
３０、３１、３２、３５ ＬＣ共振回路
４１ 入力バラン
４１ｉ 不平衡ノード
４１ｏａ、４１ｏｂ 平衡ノード
４２ 出力バラン
４２ｉａ、４２ｉｂ 平衡ノード
４２ｏ 不平衡ノード
４３ 差動増幅器
５０ 基板
５１、５２、５３、５４ 絶縁膜
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】