專利名稱：衰減控制裝置、信號衰減裝置、自動(dòng)增益控制裝置、衰減控制方法以及自動(dòng)增益控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在高頻信號的接收裝置中使用的衰減控制裝置、信號衰減裝置、自動(dòng)增益控制裝置、衰減控制方法以及自動(dòng)增益控制方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)在接收機(jī)中輸入大信號時(shí)，在低噪聲放大器(LNA)等具有非線性成分的電路中發(fā)生相互調(diào)制干擾(inter modulation :IM)，因此導(dǎo)致SNR等接收機(jī)的特性惡化。作為其對策，有如下方法在具有非線性成分的電路的前級連接信號衰減電路，使輸入到具有非線性成分的電路的信號衰減，由此抑制相互調(diào)制干擾的產(chǎn)生。但是，雖然在信號衰減電路中越使信號衰減越抑制相互調(diào)制干擾，但是在接收機(jī)中，時(shí)常同時(shí)輸入大輸入的無用信號和小輸入(弱輸入)的希望信號(接收信號)，在這樣的條件下，越對信號進(jìn)行衰減，希望信號變得越小，而發(fā)生接收靈敏度惡化這樣的折中 (trade off) 0為了抑制這樣的折中的影響，例如如圖1所示，將向具有非線性成分的電路的信號輸入限制到相互調(diào)制干擾可以容許的最大電平，當(dāng)有可能超過該最大電平的大信號被輸入到接收機(jī)時(shí)，使信號衰減到該最大電平是有效的。即，設(shè)置控制增益以使向具有非線性成分的電路的信號輸入保持為恒定的自動(dòng)增益控制電路(AGC電路)是有效的。圖2是用于實(shí)現(xiàn)圖1所示的增益特性的現(xiàn)有的AGC電路的例子。輸入信號IN經(jīng)由信號路徑1被輸入到LNA等具有非線性成分的電路2。差動(dòng)放大器4對通過信號強(qiáng)度檢測電路3檢測具有非線性成分的電路2的輸出信號OUT而得的電平與預(yù)定的基準(zhǔn)值的差分進(jìn)行放大。通過差動(dòng)放大器4對該差分進(jìn)行放大而得的差電壓通過積分器5被積分。通過電壓/電流變換器6對積分器5的輸出電壓進(jìn)行等價(jià)變換而得的電流流過衰減電路7的 PIN(p-type，intrinsic, n-type) 二極管，由此使輸入信號IN衰減。例如，專利文獻(xiàn)1公開了涉及通過使流過PIN 二極管的電流變化來改變衰減量的形式的可變衰減器的技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開昭62-64111號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，圖2所示的模擬的信號強(qiáng)度檢測電路3通過包絡(luò)線檢波對信號的振幅成分進(jìn)行檢測，因此需要RC電路等LPF(低通濾波器)。特別是在IC中為了通過模擬電路實(shí)現(xiàn)信號強(qiáng)度檢測電路，需要在IC內(nèi)部確保用于配置RC電路的電容器的大的區(qū)域，或者外接RC 電路的電容器。并且，關(guān)于積分器5也同樣需要在IC內(nèi)部確保用于配置RC電路的電容器的大的區(qū)域，或者外接RC電路的電容器。這對于使芯片尺寸更小、并且極力消除外接部件來抑制成本的Soc (System-on-chip)的目的來說構(gòu)成了障礙。另一方面，如面向移動(dòng)體的接收機(jī)的情況那樣，存在由于接收機(jī)的移動(dòng)等而使高頻信號的輸入電平始終變化的情形。如果基于衰減電路的高頻信號的衰減量的增減幅度 (分辨率resolution)不是大致恒定，則由于信號輸入電平的細(xì)微的變化，會(huì)導(dǎo)致SNR等接收機(jī)特性發(fā)生較大變化。本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的，其目的在于提供可以實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)，使基于衰減電路的高頻信號的衰減量的增減幅度大致恒定的衰減控制裝置、信號衰減裝置、自動(dòng)增益控制裝置、衰減控制方法以及自動(dòng)增益控制方法。用于解決課題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明的衰減控制裝置是在高頻信號的接收裝置中使用的使高頻信號衰減的衰減控制裝置，其特征在于，具有數(shù)據(jù)輸出部，其輸出用于控制高頻信號的衰減量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；以及DA變換器，其將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)DA變換為控制電流，該控制電流控制在用于使高頻信號衰減的PIN 二極管中流過的電流，所述DA變換器將為使高頻信號的衰減量的對數(shù)值相對所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)大致線性地變化而被修正的模擬電流作為所述控制電流來輸出。為了解決上述課題，本發(fā)明的衰減控制方法是在高頻信號的接收裝置中使用的使高頻信號衰減的衰減控制方法，其特征在于，具有數(shù)據(jù)輸出步驟，輸出用于控制高頻信號的衰減量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；DA變換步驟，將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)DA變換為控制電流，該控制電流控制在用于使高頻信號衰減的PIN 二極管中流過的電流；以及電流輸出步驟，將為使高頻信號的衰減量的對數(shù)值相對所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)大致線性地變化而被修正的模擬電流作為所述控制電流來輸出。為了解決上述課題，本發(fā)明的自動(dòng)增益控制方法是在高頻信號的接收裝置中使用的控制高頻信號的增益的自動(dòng)增益控制方法，其特征在于，具有放大步驟，對通過用于使高頻信號衰減的PIN 二極管而被衰減后的高頻信號進(jìn)行放大；強(qiáng)度檢測步驟，檢測通過所述放大步驟對高頻信號進(jìn)行放大而得的放大信號的強(qiáng)度；數(shù)據(jù)輸出步驟，根據(jù)通過所述強(qiáng)度檢測步驟檢測出的強(qiáng)度與基準(zhǔn)值的差分，輸出用于控制基于所述PIN 二極管的高頻信號的衰減量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；DA變換步驟，將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)DA變換為用于控制在所述PIN 二極管中流過的電流的控制電流；以及電流輸出步驟，將為使基于所述PIN 二極管的高頻信號的衰減量的對數(shù)值相對所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)大致線性地變化而被修正的模擬電流作為所述控制電流來輸出。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的偏置(offset)補(bǔ)償電路以及偏置補(bǔ)償方法，能夠不增大電路規(guī)模地高速且高精度地補(bǔ)償DC偏置以及頻率偏置。


圖1是表示在信號衰減電路中保持LNA的輸入電平為恒定的AGC的增益特性的圖。圖2是表示用于實(shí)現(xiàn)圖1所示的增益特性的現(xiàn)有的AGC電路的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示本發(fā)明的自動(dòng)增益控制裝置的實(shí)施方式的AGC電路的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示與衰減電路連接的信號路徑的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示圖4所示的信號路徑的一例的電路圖。圖6是表示比較器和運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)的圖。圖7是表示一個(gè)PIN 二極管的正向電流和電阻值的關(guān)系的圖。圖8是表示阻抗高的信號路徑通過電阻來衰減(damping)的情況下的電阻值和信號衰減量的關(guān)系的圖。圖9是表示使用兩個(gè)PIN 二極管來得到0 60dB的衰減量的正向電流的圖。圖10是表示通過8比特(0 255)輸入來線性地輸出16mA的D/A變換器的輸入輸出特性的圖。圖11是表示將具有圖10的特性的DA變換器的線性的輸出電流供給PIN 二極管時(shí)的信號衰減量與DA變換器的輸入值的關(guān)系的圖。圖12是表示針對具有圖10的特性的DA變換器的輸入值的變化的信號衰減量的分辨率的圖。圖13是表示具有16個(gè)(N = 4)電流輸出模塊的DA變換器11的結(jié)構(gòu)的圖。圖14是表示具有5個(gè)電流輸出模塊的一個(gè)電流輸出模塊的結(jié)構(gòu)的圖。圖15是用不同的斜率的四條直線近似獲得圖9所示的必要的衰減量G的范圍的圖形部分，對各直線按對數(shù)等間隔分割，表示與其分割點(diǎn)的控制電流I對應(yīng)的圖形部分上的共計(jì)16個(gè)描繪點(diǎn)的圖。圖16是表示各分割點(diǎn)的電流值I與電流值I的階梯變化量Is的關(guān)系的表。圖17是表示本發(fā)明的DA變換器的輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D與、將控制電流I供給PIN 二極管時(shí)得到的信號衰減量G的關(guān)系的圖。圖18是表示針對本發(fā)明的DA變換器的輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D的變化的信號衰減量的分
辨率的圖。圖19是表示線性的衰減特性(理想曲線)的圖。圖20是表示非線性的衰減特性的圖。圖21是表示線性的衰減特性的情況下的干擾信號輸入對AGC后的信號輸出的圖。圖22是表示非線性的衰減特性的情況下的干擾信號輸入對AGC后的信號輸出的圖。圖23是表示線性的衰減特性的情況下的干擾信號輸入對希望信號的解調(diào)SNR的圖。圖M是表示非線性的衰減特性的情況下的干擾信號輸入對希望信號的解調(diào)SNR 的圖。圖25是用于說明通過AGC電路進(jìn)行的信號控制方法和自動(dòng)增益控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照

用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。圖3是表示本發(fā)明的自動(dòng)增益控制裝置的實(shí)施方式的AGC電路100的結(jié)構(gòu)的圖。
6AGC電路100，作為將電流供給在與高頻信號的信號路徑1上連接的衰減電路7中包含的 PIN(p-type, intrinsic,n-type) 二極管的單元，具備根據(jù)所輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出模擬電流的DA變換器(DAC)ll。此外，還具備檢測LNA(低噪聲放大器)等具有非線性成分的電路2 的輸出信號的強(qiáng)度的采樣保持電路8、和比較通過采樣保持電路8檢測出的強(qiáng)度的水平和預(yù)定的基準(zhǔn)值的比較器9。此外，具備根據(jù)比較器9的比較結(jié)果進(jìn)行動(dòng)作，輸出被輸入到DA 變換器11的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的運(yùn)算器10。通過構(gòu)成DA變換器11，可以將現(xiàn)有的模擬電路的部分置換為邏輯電路等數(shù)字電路(例如采樣保持電路8、比較器9、運(yùn)算器10)，因此能夠省去需要大靜電容量的電容器的LPF或積分器，可以使AGC電路100的尺寸小型化。AGC電路100，作為本發(fā)明的衰減控制裝置的實(shí)施方式，包含將運(yùn)算器10和DA變換器11作為主要結(jié)構(gòu)的衰減控制電路。此外，AGC電路100，作為本發(fā)明的信號衰減裝置的實(shí)施方式，包含將運(yùn)算器10、DA變換器11和與信號路徑1連接的衰減電路7作為主要結(jié)構(gòu)的信號衰減電路。本發(fā)明的實(shí)施方式內(nèi)置于FM廣播頻帶等電波的接收裝置中。運(yùn)算器10是輸出用于控制通過衰減電路7進(jìn)行的高頻信號的衰減量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸出部。DA變換器11將從運(yùn)算器10輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行DA變換為為使針對衰減電路7的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的衰減特性大致成為線性而被修正的控制電流，然后進(jìn)行輸出。衰減電路7具有用于使由于天線接收電波而產(chǎn)生的高頻信號衰減的PIN 二極管。圖4是表示與衰減電路7連接的信號路徑1的結(jié)構(gòu)的框圖。信號路徑1具有與接收電波的天線電氣連接的天線端子12、經(jīng)由天線端子12輸入高頻信號的帶通濾波器13、 和輸入帶通濾波器13的輸出信號的調(diào)諧電路14。衰減電路7與帶通濾波器13連接，以使通過帶通濾波器13的高頻信號通過衰減電路7衰減后輸出。圖5是表示圖4所示的信號路徑的一例的電路圖。帶通濾波器13具有將電容Cl、電感L2、電感L3、電容C4以及電容C5按照這樣的順序串聯(lián)連接的串聯(lián)電路、和在電容Cl以及電感L2的連接點(diǎn)與大地之間設(shè)置的電感Li。 電容Cl的一端與天線端子12連接，電容C5的一端與LNA等具有非線性成分的電路2連接。調(diào)諧電路14具有二極管D3和電感L4的并聯(lián)電路、向二極管D3的中間端子供給調(diào)諧電壓的電阻R3。調(diào)諧電路14的并聯(lián)電路與電容C4和C5之間的路徑連接。二極管D3 是將連接兩個(gè)變?nèi)荻O管的陰極的連接點(diǎn)作為中間端子而具備的元件。調(diào)諧電路14進(jìn)行從通過天線接收電波而產(chǎn)生的高頻信號中取出要解調(diào)的頻帶 (例如FM廣播頻帶)的高頻信號的調(diào)諧動(dòng)作。調(diào)諧電路14能夠根據(jù)從外部輸入的調(diào)諧電壓，使從通過天線接收電波而產(chǎn)生的高頻信號取出的信號成分的頻帶變化。即，調(diào)諧電路14 能夠從通過天線接收電波而產(chǎn)生的高頻信號中取出與調(diào)諧電壓對應(yīng)的頻帶的信號成分。衰減電路7具有電感Li、電感L2、電感L3、陰極與電感L2和L3的連接點(diǎn)連接的 PIN 二極管D1、在PIN 二極管Dl的陽極和大地之間設(shè)置的電容C2、與PIN 二極管Dl和電容 C2的連接點(diǎn)連接且設(shè)置在從DA變換器11輸出的模擬電流的供給路徑中的電阻Rl、陰極與電感L3和電容C4的連接點(diǎn)連接的PIN 二極管D2、在PIN 二極管D2的陽極和大地之間設(shè)置的電容C3、與PIN 二極管D2和電容C3的連接點(diǎn)連接且設(shè)置在從DA變換器11輸出的模擬電流的供給路徑中的電阻R2。在衰減電路7中，當(dāng)在R1、D1、L2、L1的路徑以及R2、D2、L3、L2、Ll的路徑中流過模擬電流時(shí)，PIN 二極管Dl、D2成為與電阻元件等價(jià)的元件。因此，從天線端子12輸入的高頻信號經(jīng)由Dl、C2的路徑和D2、C3的路徑下降到大地，由此衰減。圖6是表示比較器9、運(yùn)算器10的結(jié)構(gòu)的框圖。采樣保持電路8按照與時(shí)鐘15 的時(shí)鐘周期對應(yīng)的采樣保持周期，對從具有非線性成分的電路2輸出的高頻信號進(jìn)行采樣保持。時(shí)鐘15的頻率是十幾MHz，例如是12MHz。如果是這樣的頻率，則采樣保持電路8中使用的電容的值例如為0. 1 0. 2pF足夠，可以用芯片上的小面積實(shí)現(xiàn)。被采樣保持的輸出信號被輸入比較器9。比較器9具有第一比較器9A和第二比較器9B。比較器9A比較被采樣保持的輸出信號和預(yù)定的基準(zhǔn)值REFl。比較器9B比較被采樣保持的輸出信號與預(yù)定的基準(zhǔn)值REF2?；鶞?zhǔn)值REF2比基準(zhǔn)值REFl低，例如為低3dB的值。鎖存電路18(19)將比較器9A(9B)的輸出通過時(shí)鐘16復(fù)位并進(jìn)行鎖存。時(shí)鐘16 的頻率例如是10kHz。鎖存電路18(19)的輸出被輸入計(jì)數(shù)器2(K21)。在計(jì)數(shù)器20中，對 “1”的輸入進(jìn)行計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)器21中對“0”的輸入進(jìn)行計(jì)數(shù)。即，在計(jì)數(shù)器20中，對信號電平大于基準(zhǔn)值REFl的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)器21中，對信號電平小于基準(zhǔn)值REF2的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器20通過時(shí)鐘17復(fù)位，例如在通過時(shí)鐘17確定的預(yù)定期間，如果“ 1”被計(jì)數(shù)4次則輸出1。另外，計(jì)數(shù)器21通過時(shí)鐘17復(fù)位，例如在通過時(shí)鐘17確定的預(yù)定期間， 如果“0”被計(jì)數(shù)1次則輸出1。時(shí)鐘17的頻率例如是時(shí)鐘16的頻率的五分之一(五倍的周期)。計(jì)數(shù)器20和計(jì)數(shù)器21的輸出被輸入邏輯加減運(yùn)算電路22。邏輯加減運(yùn)算電路 22在計(jì)數(shù)器20的輸出值為“1”的情況下，向使輸入到信號路徑1的高頻信號衰減的方向?qū)?yīng)該輸入到DA變換器11的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，在計(jì)數(shù)器21的輸出值為“1”的情況下，向使輸入到信號路徑1的高頻信號不衰減的方向?qū)?yīng)該輸入到DA變換器11的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，并將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出給DA變換器11。DA變換器11將對所輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行DA變換而得的模擬電流輸出給衰減電路 7。與該模擬電流對應(yīng)的正向電流流過衰減電路7的PIN 二極管。通過該電路環(huán)，在有超過了基準(zhǔn)值REFl的電平的信號的情況下，為使信號電平成為基準(zhǔn)值REFl和基準(zhǔn)值REF2之間的值而進(jìn)行基于AGC電路100的自動(dòng)增益控制。如上所述，PIN 二極管具有電阻元件的性質(zhì)，當(dāng)流過正向電流時(shí)，其電阻值變化。圖7是表示一個(gè)PIN 二極管的正向電流及其電阻值的關(guān)系的圖。正向電流變大時(shí)電阻值減小，正向電流的對數(shù)值和電阻值的對數(shù)值成反比例的關(guān)系。因此，通過在信號路徑1和大地(AC-GND)之間連接的PIN 二極管7中流過正向電流，阻抗高的信號路徑1通過小值的電阻衰減(damping)，因此可以使輸入信號IN衰減。圖8是表示通過衰減電阻衰減阻抗高的信號路徑1時(shí)的衰減電阻的電阻值與信號路徑1的輸入輸出間的衰減量G的關(guān)系的圖。信號路徑1的輸入輸出間的衰減量G表示相對于輸入到信號路徑1的輸入信號的電平E1，從信號路徑1向LNA2輸出的輸出信號的電平E2衰減的衰減量。信號路徑1的衰減特性，將比(E2/E1)作為衰減率通過分貝[dB]來表示。信號路徑1的輸入輸出間的衰減量G[cB]用式“G = 201ogl0(E2/El)”來表示。如圖8所示，隨著衰減電阻的電阻值變小，衰減量變大。另外，圖9是表示使用兩個(gè)PIN二極管來得到0 60dB的衰減量的正向電流的圖。圖9是根據(jù)圖7以及圖8的數(shù)據(jù)求出的正向電流的圖。圖9的橫軸用PIN 二極管的正向電流的對數(shù)值表示，縱軸用高頻信號的衰減量的對數(shù)值(即衰減量G)來表示。使用兩個(gè)PIN 二極管是為了確保為得到60dB的衰減量而需要的等價(jià)電阻值。根據(jù)圖9，隨著流過PIN 二極管7的正向電流增加，可以增加信號路徑1的輸入輸出間的衰減量G。通過從DA變換器11輸出的模擬電流(控制電流)供給該正向電流。但是，一般的DA變換器相對于輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，輸出線性的模擬電流(或電壓)。這樣的線性輸出特性的DA變換器在K比特輸入的情況下，對于以2的冪比排列的K個(gè)電流源分別根據(jù)各輸入比特的值進(jìn)行接通/關(guān)斷，由此通過設(shè)計(jì)成輸出對從接通的電流源流過的電流進(jìn)行合計(jì)而得的總電流的結(jié)構(gòu)，可以比較容易地實(shí)現(xiàn)。圖10是表示以K = 8比特(0 255)的輸入線性地輸出0 16mA的DA變換器的輸入輸出特性的圖。圖11是根據(jù)圖9的數(shù)據(jù)求出將具有圖10的線性特性的DA變換器的線性的輸出電流供給PIN 二極管時(shí)的信號路徑1的輸入輸出間的衰減量G、與該DA變換器的輸入值的關(guān)系的圖。進(jìn)而，圖12表示針對具有圖10的線性特性的DA變換器的輸入值的變化的、信號路徑1的輸入輸出間的衰減量G的變化，即衰減量G的分辨率。作為信號衰減器，如后所述，希望相對于DA變換器的輸入值的變化，信號衰減量按照對數(shù)(dB線性)變化，即分辨率大致為恒定值。但是，在具有圖10的線性特性的DA變換器的情況下，如圖12所示，分辨率從2. 6dB變化到0. 05dB，無法得到期望的大致恒定的特性。即，為了針對DA變換器的輸入值的變化使信號衰減量按照對數(shù)(dB線性)變化， 針對DA變換器的輸入值，必須使從該DA變換器輸出的模擬電流非線性地變化。為了實(shí)現(xiàn)表示從DA變換器輸出的模擬電流的變化特性的非線性曲線，例如考慮設(shè)計(jì)成如下的結(jié)構(gòu) 增大DA變換器的輸入比特?cái)?shù)K，用輸入值接通/關(guān)斷分別輸出沿著該非線性曲線的最佳電流值的2的K次冪個(gè)電流源。但是，當(dāng)采用這樣的結(jié)構(gòu)時(shí)，例如如果為8比特輸入，則需要 255個(gè)不相關(guān)的電流源。此外，各電流源的偏差的影響也直接體現(xiàn)在DA變換器的輸出特性中。因此，本發(fā)明的DA變換器11在維持抑制用于供給針對輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而輸出的模擬電流的電流源的數(shù)量的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)了最佳的非直線電流曲線的輸出特性，并且，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整針對輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而輸出的模擬電流，實(shí)現(xiàn)了抑制信號路徑1的輸入輸出間的衰減量G的偏差的影響。然后，詳細(xì)說明本發(fā)明的DA變換器11的結(jié)構(gòu)。在DA變換器11中輸入K( = Ν+Μ) 比特的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D (N為2以上的整數(shù)、M為2以上的整數(shù))。DA變換器11將從運(yùn)算器10輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D進(jìn)行DA變換為用于控制流過使高頻信號衰減的PIN 二極管的電流的控制電流I。DA變換器11將為使高頻信號的衰減量 G(高頻信號的衰減量的對數(shù)值)相對所輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)大致線性地變化而被修正的模擬電流作為控制電流I來輸出。此外，實(shí)際在PIN二極管中流過的電流的電流值和控制電流I的電流值，因?yàn)榭梢院鲆曤娐飞系碾娮枇康?，因此為了簡單地說明，考慮為相等的值。如果根據(jù)電阻量等，兩者的差大到無法忽視的程度，則可以考慮該差。
DA變換器11并列地具備多個(gè)電流輸出模塊，理想的是具備(N為2以上的整數(shù))電流輸出模塊。圖13是表示具備16個(gè)(N = 4)電流輸出模塊的DA變換器11的結(jié)構(gòu)的圖。Vdd 表示各電流輸出模塊的電源電壓，Vout表示DA變換器11的輸出電壓(控制電流I的輸出端子的端子電壓)?？刂齐娏鱅是將根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D的上位側(cè)的比特區(qū)域(第一區(qū)域)的N(N為2以上的整數(shù))個(gè)二進(jìn)制數(shù)字從多個(gè)電流輸出模塊中選擇的一個(gè)或兩個(gè)以上的電流輸出模塊的各電流輸出模塊輸出的電流Is[l] Is[N]合計(jì)而得的總電流。在圖13的情況下，控制電流I是將從16個(gè)電流輸出模塊中選擇的一個(gè)或兩個(gè)以上的電流輸出模塊的各電流輸出模塊輸出的電流Is[1] Is[16]合計(jì)而得的總電流。通過根據(jù)第一區(qū)域的N個(gè)二進(jìn)制數(shù)字進(jìn)行接通/關(guān)斷的N個(gè)開關(guān)SW來進(jìn)行應(yīng)該輸出電流的電流輸出模塊的選擇。針對每個(gè)電流輸出模塊設(shè)置開關(guān)SW。通過開關(guān)SW的接通，來自與該接通的開關(guān)連接的電流輸出模塊的電流輸出接通，通過開關(guān)SW的關(guān)斷，來自與該關(guān)斷的開關(guān)SW連接的電流輸出模塊的電流輸出關(guān)斷。開關(guān)SW例如是MOSFET等半導(dǎo)體開關(guān)元件。此外，多個(gè)電流輸出模塊的各電流輸出模塊并聯(lián)地具有用于輸出將分配給該各電流輸出模塊的電流量作為限度的電流的多個(gè)電流源。圖14是表示具有5個(gè)電流輸出模塊的一個(gè)電流輸出模塊的結(jié)構(gòu)的圖。從多個(gè)電流輸出模塊的各電流輸出模塊輸出的各電流Is[l] Is[N]，是將根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D的第一區(qū)域的下位的比特區(qū)域(第二區(qū)域)的M(M為2以上的整數(shù))個(gè)二進(jìn)制數(shù)字從用于輸出該各電流的多個(gè)電流源中選擇的一個(gè)或兩個(gè)以上的電流源的各電流源輸出的電流合計(jì)而得的總電流。理想的是多個(gè)電流輸出模塊分別具有(M+1)個(gè)電流源。圖14 表示M = 4的情形。通過根據(jù)第二區(qū)域的M個(gè)二進(jìn)制數(shù)字進(jìn)行接通/關(guān)斷的M個(gè)開關(guān)sw來進(jìn)行應(yīng)該輸出電流的電流源的選擇。針對每個(gè)電流源設(shè)置開關(guān)SW。通過接通開關(guān)SW，來自與該接通的開關(guān)連接的電流源的電流輸出接通，通過關(guān)斷開關(guān)SW，來自與該關(guān)斷的開關(guān)SW連接的電流源的電流輸出關(guān)斷。由此，各電流輸出模塊可以輸出每(1/2M)而改變的Is。開關(guān)sw例如是MOSFET等半導(dǎo)體開關(guān)元件。此外，電流源可以通過采用電流鏡來抑制電流值的偏差。分配給多個(gè)電流輸出模塊的各電流輸出模塊的電流量，可以通過用多條直線來近似表示流過PIN 二極管的電流的對數(shù)值與高頻信號的衰減量的對數(shù)值的相關(guān)數(shù)據(jù)的曲線 (參照圖9)而得到。如圖9所示，在PIN 二極管的正向電流的對數(shù)值和信號衰減量(dB)的關(guān)系中部分地具有直線性，另一方面，也存在曲線的部分。因此，用多條直線近似表示PIN 二極管的正向電流的對數(shù)值和信號衰減量(dB)的相關(guān)數(shù)據(jù)的曲線。在用多條直線近似表示PIN 二極管中流過的控制電流I的對數(shù)值和衰減量G(dB) 的相關(guān)數(shù)據(jù)的曲線圖形的情況下，用多條直線近似該曲線圖形中的、獲得由標(biāo)準(zhǔn)等要求的衰減量G的范圍的圖形部分即可。圖15是用不同斜率的4條直線近似圖9所示的得到必要的衰減量G的范圍的圖形部分，對各直線按照對數(shù)進(jìn)行等間隔分割，表示與其分割點(diǎn)的控制電流I對應(yīng)的圖形部分上的共計(jì)16個(gè)描繪點(diǎn)的圖。在通過多條直線近似得到必要的衰減量G的范圍的圖形部分的情況下，求出多條直線與該圖形部分相交的交點(diǎn)。然后，針對各直線，將各直線與該圖形部分相交的兩個(gè)交點(diǎn)之間變化的控制電流I的變動(dòng)幅度按照對數(shù)等間隔地進(jìn)行分割。對該圖形部分進(jìn)行等間隔分割而得的分割區(qū)間的數(shù)量，與DA變換器11的電流輸出模塊的總數(shù)—致。圖15在N =4的情況下存在16個(gè)分割區(qū)間。圖16是表示各分割點(diǎn)處的電流值I和電流值I的階梯變化量Is的關(guān)系的表。與分配給多個(gè)電流輸出模塊的各電流輸出模塊的電流量相當(dāng)?shù)碾A梯變化量Is與各分割區(qū)間中變化的電流量一致。因此，例如，在輸入了設(shè)定N = 4且M = 4時(shí)的8比特的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D(K = 8)的DA 變換器11的情況下，如圖13所示，構(gòu)成輸出電流Is的16個(gè)電流輸出模塊。各電流輸出模塊如圖14所示，將輸出電流值Is/16的電路和其等倍(1倍)、2倍、4倍、8倍的電流輸出電路共計(jì)排列5個(gè)，根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的下位側(cè)的4比特(M = 4)的輸入值，接通/關(guān)斷各電路， 由此輸出變化到全部電流Is的1/16 16/16的線性電流。然后，如圖13所示，在排列了 16個(gè)的電流輸出模塊中，通過8比特的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D 的上位4比特(N = 4)，從電流值小的模塊依次接通。進(jìn)而，通過數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D的下位4比特 (M = 4)控制接通的模塊中的電流值最大的模塊的內(nèi)部的電流源(圖14)的電流輸出。此外，圖14所示的電流輸出模塊內(nèi)的各電流源由單位電阻的等倍、2倍、4倍以及 8倍的電阻構(gòu)成。單位電阻的電阻值R由下式?jīng)Q定。R = 16 (Vdd-Vout)/Is圖17表示DA變換器的輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D和將控制電流I供給PIN 二極管時(shí)得到的信號衰減量G的關(guān)系。圖18表示針對DA變換器的輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D的變化的信號衰減量G 的變化，即信號衰減量G的分辨率。如圖17所示，相對于DA變換器的輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D的變化，信號衰減量G (dB)大致呈直線變化。另一方面，相對于恒定的0. 235dB( = 60dB/255)為理想值，如圖18所示，衰減量G的分辨率為0. 2以上0. 4dB以下的范圍，因此得到與理想近似的特性。在PIN 二極管中流過正向電流時(shí)的電阻值由下式表示。

權(quán)利要求
1.一種在高頻信號的接收裝置中使用的使高頻信號衰減的衰減控制裝置，其特征在于，具有數(shù)據(jù)輸出部，其輸出用于控制高頻信號的衰減量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；以及 DA變換器，其將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)DA變換為控制電流，該控制電流控制在用于使高頻信號衰減的PIN 二極管中流過的電流，所述DA變換器將為使高頻信號的衰減量的對數(shù)值相對所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)大致線性地變化而被修正的模擬電流作為所述控制電流來輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衰減控制裝置，其特征在于， 所述DA變換器具有多個(gè)電流輸出模塊，所述控制電流是將根據(jù)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的第一區(qū)域的N個(gè)二進(jìn)制數(shù)字從所述多個(gè)電流輸出模塊中選擇的一個(gè)或兩個(gè)以上的電流輸出模塊的各電流輸出模塊輸出的電流合計(jì)而得的總電流，其中N為2以上的整數(shù)，所述多個(gè)電流輸出模塊分別具有用于輸出電流的多個(gè)電流源，所述電流是將分配給各電流輸出模塊的電流量作為限度的電流，從所述多個(gè)電流輸出模塊的各電流輸出模塊輸出的各電流，是將根據(jù)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的所述第一區(qū)域的下位的第二區(qū)域的M個(gè)二進(jìn)制數(shù)字從用于輸出該各電流的多個(gè)電流源中選擇的一個(gè)或兩個(gè)以上的電流源的各電流源輸出的電流合計(jì)而得的總電流，其中M為2以上的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衰減控制裝置，其特征在于，通過用多條直線來近似曲線，得到被分配給所述多個(gè)電流輸出模塊的各電流輸出模塊的電流量，所述曲線表示在所述PIN 二極管中流過的電流的對數(shù)值與高頻信號的衰減量的對數(shù)值的相關(guān)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衰減控制裝置，其特征在于，所述DA變換器具有作為所述多個(gè)電流輸出模塊的2N個(gè)電流輸出模塊。
5.一種信號衰減裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的衰減控制裝置；和具有所述PIN 二極管的衰減電路。
6.一種具有權(quán)利要求5所述的信號衰減裝置的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于， 具有對通過所述衰減電路而被衰減后的高頻信號進(jìn)行放大的放大器；和檢測所述放大器的輸出信號的強(qiáng)度的強(qiáng)度檢測電路，所述數(shù)據(jù)輸出部，根據(jù)通過所述強(qiáng)度檢測電路檢測出的強(qiáng)度與基準(zhǔn)值的差分，輸出所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
7.一種在高頻信號的接收裝置中使用的使高頻信號衰減的衰減控制方法，其特征在于，具有以下步驟數(shù)據(jù)輸出步驟，輸出用于控制高頻信號的衰減量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)； DA變換步驟，將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)DA變換為控制電流，該控制電流控制在用于使高頻信號衰減的PIN 二極管中流過的電流；以及電流輸出步驟，將為使高頻信號的衰減量的對數(shù)值相對所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)大致線性地變化而被修正的模擬電流作為所述控制電流來輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的衰減控制方法，其特征在于，所述DA變換步驟是通過具有多個(gè)電流輸出模塊的DA變換器，將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)DA變換為所述控制電流的步驟，所述控制電流是將根據(jù)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的第一區(qū)域的N個(gè)二進(jìn)制數(shù)字從所述多個(gè)電流輸出模塊中選擇的一個(gè)或兩個(gè)以上的電流輸出模塊的各電流輸出模塊輸出的電流合計(jì)而得的總電流，其中N為2以上的整數(shù)，所述多個(gè)電流輸出模塊分別具有用于輸出電流的多個(gè)電流源，所述電流是將分配給該各電流輸出模塊的電流量作為限度的電流，從所述多個(gè)電流輸出模塊的各電流輸出模塊輸出的各電流，是將根據(jù)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的所述第一區(qū)域的下位的第二區(qū)域的M個(gè)二進(jìn)制數(shù)字從用于輸出該各電流的多個(gè)電流源中選擇的一個(gè)或兩個(gè)以上的電流源的各電流源輸出的電流合計(jì)而得的總電流，其中M為2以上的整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的衰減控制方法，其特征在于，通過用多條直線來近似曲線，得到被分配給所述多個(gè)電流輸出模塊的各電流輸出模塊的電流量，所述曲線表示在所述PIN 二極管中流過的電流的對數(shù)值與高頻信號的衰減量的對數(shù)值的相關(guān)數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的衰減控制方法，其特征在于，所述DA變換器具有作為所述多個(gè)電流輸出模塊的2N個(gè)電流輸出模塊。
11.一種在高頻信號的接收裝置中使用的控制高頻信號的增益的自動(dòng)增益控制方法， 其特征在于，具有以下步驟放大步驟，對通過用于使高頻信號衰減的PIN 二極管而被衰減后的高頻信號進(jìn)行放大；強(qiáng)度檢測步驟，檢測通過所述放大步驟對高頻信號進(jìn)行放大而得的放大信號的強(qiáng)度；數(shù)據(jù)輸出步驟，根據(jù)通過所述強(qiáng)度檢測步驟檢測出的強(qiáng)度與基準(zhǔn)值的差分，輸出用于控制基于所述PIN 二極管的高頻信號的衰減量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；DA變換步驟，將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)DA變換為用于控制在所述PIN 二極管中流過的電流的控制電流；以及電流輸出步驟，將為使基于所述PIN 二極管的高頻信號的衰減量的對數(shù)值相對所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)大致線性地變化而被修正的模擬電流作為所述控制電流來輸出。
全文摘要
衰減控制裝置是在高頻信號的接收裝置中使用的使高頻信號衰減的衰減控制裝置，其特征在于，具備輸出用于控制高頻信號的衰減量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的運(yùn)算器、和將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)DA變換為控制電流的DA變換器，所述控制電流控制在用于使高頻信號衰減的PIN二極管中流過的電流，DA變換器將為使高頻信號的衰減量的對數(shù)值相對于所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)大致線性地變化而被修正的模擬電流作為所述控制電流來輸出。
文檔編號H03G3/20GK102549930SQ20108003428
公開日2012年7月4日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者八島公紀(jì) 申請人:三美電機(jī)株式會(huì)社