本发明涉及检波电路。
背景技术：
作为在发送无线信号时对无线信号的功率进行放大的电路，广泛使用了功率放大器。此外，为了对从功率放大器输出的无线信号的输出功率进行检波，多使用检波电路。
例如，专利文献1中公开有具备2个晶体管的检波电路。具体而言，专利文献1的图1中所公开的检波电路包括晶体管tr1以及晶体管tr2。晶体管tr1的集电极电压根据rf输入功率而变化，晶体管tr2的集电极电压(检波电压)根据晶体管tr1的集电极电压的变化而变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008－148214号公报
技术实现要素：
发明所要解决的技术问题
然而，流过晶体管的电流相对于提供至基极的电压呈指数函数变化。因此，在专利文献1所公开的检波电路中，检波电压相对于rf输入功率通常也呈指数函数变化。检波电路中，优选检波电压相对于rf输入功率的变化呈线性。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提高检波电路的线性度。
用于解决技术问题的技术手段
本发明一个方面所涉及的检波电路包括：第1晶体管，该第1晶体管的基极输入有交流信号，并从集电极输出与交流信号相对应的第1检波信号；第2晶体管，该第2晶体管的基极输入有第1检波信号，并从集电极输出与第1检波信号相对应的第2检波信号；以及交流信号路径，该交流信号路径向第2晶体管的基极提供交流信号。
发明效果
根据本发明，能提高检波电路的线性度。
附图说明
图1是示出包含本发明的一个实施方式的检波电路的功率放大模块的结构的图。
图2是示出检波电路120的构成的一个示例的图。
图3是示出用于与检波电路120a进行比较的检波电路300的结构的图。
图4a是示出检波电压vdet相对于放大信号rfout的变化的模拟结果。
图4b是示出检波电压vdet相对于放大信号rfout的灵敏度的模拟结果的图。
图5是示出检波电路120的结构的另一示例的图。
图6是示出检波电路120的结构的另一示例的图。
图7是示出检波电路120的结构的另一示例的图。
图8是示出检波电路120的结构的另一示例的图。
图9a是示出检波电压vdet相对于放大信号rfout的变化的模拟结果的图。
图9b是示出检波电压vdet相对于放大信号rfout的灵敏度的模拟结果的图。
图10是示出检波电路120的结构的另一示例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1是示出包含本发明的一个实施方式的检波电路的功率放大模块的结构的图。功率放大模块100包括功率放大器110a、110b、110c、以及检波电路120。
功率放大模块100例如对移动电话或无线lan(localareanetwork：局域网)等所使用的无线频率(rf)信号的功率进行放大。
功率放大器110a、110b、110c构成3级放大电路。利用功率放大器110a、110b、110c对rf信号rfin进行放大，并输出放大信号rfout。另外，放大电路的级数不限于3级，可以是1级或2级，也可以是4级以上。
检波电路120输出与放大信号rfout的功率相对应的检波电压vdet。
图1的结构中，第2级功率放大器110b的输出信号成为输入至检波电路120的输入信号detin。从第2级功率放大器110b与第3级功率放大器11c之间提取输入信号detin，从而能抑制因天线等负载的阻抗变化所造成的对检波电压vdet的影响。另外，输入检波电路120的输入信号detin也可以从其他部位进行提取。例如，在第3级功率放大器110c的后级设置耦合器(定向耦合器)，并利用该耦合器来提取输入信号detin。
例如，基于检波电压vdet对功率放大器110a的增益进行控制，使得功率放大模块100的放大信号rfout的功率成为所希望的水平。
图2是示出检波电路120的结构的一个示例的图。检波电路120a包括晶体管tr1、tr2、电阻器re1、rbc1、rc1、re2、rc2、rb2、rj1、rout、以及电容器cin、ce1、ce2、cj1、cout。串联连接的电阻器rj1及电容器cj1构成交流信号路径200。
晶体管tr1(第1晶体管)以及晶体管tr2(第2晶体管)例如为异质结双极型晶体管(hbt)。
通过电容器cin向晶体管tr1的基极提供输入信号detin(交流信号)。晶体管tr1的基极通过电阻器rbc1(第2电阻器)与晶体管tr1的集电极相连接。向电阻器rc1的一端提供规定电平的基准电压vref，电阻器rc1的另一端与晶体管tr1的集电极相连接。电阻器re1的一端与晶体管tr1的发射极相连接，电阻器re1的另一端接地。电容器ce1的一端与晶体管tr1的发射极相连接，电容器ce1的另一端接地。在上述连接关系中，晶体管tr1从集电极输出与输入信号detin(交流信号)相对应的检波信号det1(第1检波信号)。
另外，电容器cin具备对功率放大器110b的输出与检波电路120进行疏耦合的功能、以及去除输入信号detin的直流分量的功能。此外，为了对晶体管tr1的偏差进行调整而设置有电阻器re1，为了使晶体管tr1的发射极以交流方式进行接地而设置有电容器ce1。
通过电阻器rb2向晶体管tr2的基极提供检波信号det1。此外，通过电容器cin及交流信号路径200向晶体管tr2的基极提供输入信号detin。向电阻器rc2的一端提供基准电压vref，电阻器rc2的另一端与晶体管tr2的集电极相连接。电阻器re2的一端与晶体管tr2的发射极相连接，电阻器re2(第3电阻器)的另一端接地。电容器ce2(第3电容器)的一端与晶体管tr2的发射极相连接，电容器ce2的另一端接地。在上述连接关系中，晶体管tr2从集电极输出与检波信号det1相对应的检波信号det2(第2检波信号)。
另外，为了对晶体管tr2的偏差进行调整而设置有电阻器re2，为了使晶体管tr2的发射极以交流方式进行接地而设置有电容器ce2。
电容器cout的一端与晶体管tr2的集电极相连接，电容器cout的另一端接地。电阻器rout的一端与晶体管tr2的集电极相连接，电阻器rout的另一端接地。电容器cout及电阻器rout使检波信号det2平滑化，并输出检波电压vdet。
由于具备交流信号路径200，检波电路120a的线性度得以提高。对该点进行说明。若输入信号detin变大，则流过晶体管tr1的电流增加，因电阻器rc1而产生的电压下降量变大，检波信号det1降低。若检波信号det1降低，则晶体管tr2的电流减少，因电阻器rc2而产生的电压下降量变小，检波信号det2变大。由此，随着输入信号detin的增大，检波电压vdet增大。此处，晶体管tr1、tr2具有相对于基极的电压变化、电流呈指数函数变化的特性。因此，若忽略交流信号路径200，则检波电压vdet相对于输入信号detin的变化呈指数函数变化。
与此相对，检波电路120a中，输入信号detin通过交流信号路径200被提供至晶体管tr2的基极。根据该输入信号detin的不同，流过晶体管tr2的电流量发生变化，其随着输入信号detin的增大而增加。因此，随着输入信号detin的增大，检波信号det2的抑制量变大。由此，检波电压vdet相对于输入信号detin的变化而呈指数函数的变化被抑制，线性度得以提高。
此外，检波电路120a在晶体管tr1的基极·集电极间具备电阻器rbc1。在不存在该电阻器rbc1的而发生了短路的情况下，晶体管tr1的基极与集电极直接相连，等效于二极管。该情况下，可将晶体管tr1(二极管)视为随着输入信号detin的增大而电容值变大的可变电容器。因此，随着输入信号detin的变化，检波电路120a的输入阻抗也发生变化。若检波电路120a的输入阻抗变化，则功率放大器110b、110c的级间匹配电路的阻抗发生变化，功率放大模块100的特性会劣化。
与此相对，检波电路120a中，在晶体管tr1的基极·集电极间具备电阻器rbc1，从而能抑制伴随输入信号detin的变化而产生的检波电路120a的输入阻抗的变化。因此，能抑制功率放大模块100的特性劣化。
利用模拟结果示出检波电路120a中的线性度的提高。图3是示出用于与检波电路120a进行比较的检波电路300的结构的图。另外，对与检波电路120a相同的要素标注相同的标号，并省略详细说明。检波电路300与检波电路120a相比，不具备交流信号路径200。此外，由于检波电路300不具备交流信号路径200，因此也不具备电容器ce2。
图4a是示出检波电压vdet相对于放大信号rfout的变化的模拟结果的图。在图4a中，横轴为放大信号rfout的功率(dbm)，纵轴为检波电压vdet(mv)。如图4a所示，可知检波电路120a与检波电路300相比，线性度较为良好。例如，检波电路300中，检波电压vdet呈指数函数增加，因此在放大信号rfout的功率为16dbm的附近，检波电压vdet超过了1000mv。另一方面，检波电路120a中，当放大信号rfout的功率在2～22dbm的范围内时，能将检波电压vdet控制在200～1000mv的范围内。
图4b是示出检波电压vdet相对于放大信号rfout的灵敏度的模拟结果的图。在图4b中，横轴为放大信号rfout的功率(dbm)，纵轴为灵敏度(mv/db)。如图4b所示，可知检波电路120a与检波电路300相比，灵敏度更为平坦。从该图4b也可知检波电路120a与检波电路300相比，线性度较为良好。
图5是示出检波电路120的结构的另一示例的图。另外，对与检波电路120a相同的要素标注相同的标号，并省略详细说明。检波电路120b在检波电路120a所具备的要素的基础上还具备电容器cce1。
电容器cce1的一端与晶体管tr1的集电极相连接，电容器cce1的另一端与晶体管tr1的发射极相连接。检波电路120b中，在晶体管tr1的集电极·发射极间具备电容器cce1，从而能进一步抑制伴随输入信号detin的变化而产生的检波电路120b的输入阻抗的变化。因此，能进一步抑制功率放大模块100的特性劣化。
图6是示出检波电路120的结构的另一示例的图。另外，对与检波电路120a相同的要素标注相同的标号，并省略详细说明。检波电路120c在检波电路120a所具备的要素的基础上还具备电容器cc1(第2电容器)。电容器cc1的一端与晶体管tr1的集电极相连接，电容器cc1的另一端接地。在上述结构中，也能得到与图5所示的检波电路120b相同的效果。
图7是示出检波电路120的结构的另一示例的图。另外，对与检波电路120a相同的要素标注相同的标号，并省略详细说明。检波电路120d在检波电路120a所具备的要素的基础上还具备晶体管tr3。
晶体管tr3(第3晶体管)例如为hbt。向晶体管tr3的集电极提供电源电压vcc，向晶体管tr3的基极输入检波信号det2。从晶体管tr3的发射极输出检波信号det3(第3检波信号)。检波信号det3成为从检波信号det2降低了晶体管tr3的基极·发射极间电压(例如1.3v)后的电压。由此，晶体管tr3起到缓冲器的作用。利用电容器cout及电阻器rout使检波信号det3平滑化，并输出检波电压vdet。
图2所示的检波电路120a中，检波信号det2的电压根据流过电阻器rc2的电流而变化。因此，若与检波电压vdet的输出端子相连接的负载的阻抗发生变化，则检波信号det2变化，检波电压vdet也随之变化。
与此相对，检波电路120d与检波电路120a相比，具备晶体管tr3(缓冲器)，从而能抑制伴随与检波电压vdet的输出端子相连接的负载的阻抗变化而产生的检波电压vdet的变化。
图8是示出检波电路120的结构的另一示例的图。另外，对与检波电路120a相同的要素标注相同的标号，并省略详细说明。检波电路120e包括晶体管tr1、tr2、电阻器rb1、rc1a、rc1b、rc2、rb2、rj1、rout、以及电容器cin、ce2、cj1、cout。
通过电容器cin向晶体管tr1的基极提供输入信号detin(交流信号)。向电阻器rb1的一端提供规定电平的基准电压vref1，电阻器rb1的另一端与晶体管tr1的基极相连接。向电阻器rc1a的一端提供规定电平的基准电压vref2，电阻器rc1a的另一端与电阻器rc1b的一端相连接。电阻器rc1b的另一端与晶体管tr1的集电极相连接。在上述连接关系中，晶体管tr1从集电极输出与输入信号detin(交流信号)相对应的检波信号det1(第1检波信号)。
通过电阻器rb2向晶体管tr2的基极提供检波信号det1。此外，通过电容器cin及交流信号路径200向晶体管tr2的基极提供输入信号detin。向电阻器rc2的一端提供基准电压vref2，电阻器rc2的另一端与晶体管tr2的集电极相连接。电阻器re2的一端与晶体管tr2的发射极相连接，电阻器re2的另一端接地。电容器ce2的一端与晶体管tr2的发射极相连接，电容器ce2的另一端接地。在上述连接关系中，晶体管tr2从集电极输出与检波信号det1相对应的检波信号det2(第2检波信号)。
电容器cout的一端与晶体管tr2的集电极相连接，电容器cout的另一端接地。电阻器rout的一端与晶体管tr2的集电极相连接，电阻器rout的另一端接地。电容器cout及电阻器rout使检波信号det2平滑化，并输出检波电压vdet。
在上述检波电路120e中，与图2所示的检波电路120a相同地，也能通过设置有交流信号路径200，从而提高线性度。
利用模拟结果示出检波电路120e中的线性度的提高。图9a是示出检波电压vdet相对于放大信号rfout的变化的模拟结果的图。在图9a中，横轴为放大信号rfout的功率(dbm)，纵轴为检波电压vdet(mv)。如图9a所示，可知检波电路120e与检波电路300相比，线性度较为良好。例如，检波电路300中，检波电压vdet呈指数函数性的增加，因此在放大信号rfout的功率为16dbm的附近，检波电压vdet超过了1000mv。另一方面，检波电路120a中，当放大信号rfout的功率在2～22dbm的范围内时，能将检波电压vdet控制在200～1000mv的范围内。
图9b是示出检波电压vdet相对于放大信号rfout的灵敏度的模拟结果的图。在图9b中，横轴为放大信号rfout的功率(dbm)，纵轴为灵敏度(mv/db)。如图9b所示，可知检波电路120e与检波电路300相比，灵敏度更为平坦。从该图9b也可知，检波电路120e与检波电路300相比线性度较为良好。
图10是示出检波电路120的结构的另一示例的图。另外，对与检波电路120e相同的要素标注相同的标号，并省略详细说明。检波电路120f在检波电路120e所具备的要素的基础上还具备晶体管tr3。该晶体管tr3与图7所示的检波电路120d的情况相同，作为缓冲器进行作用。检波电路120f与检波电路120d相同地，具备晶体管tr3(缓冲器)，从而能抑制伴随与检波电压vdet的输出端子相连接的负载的阻抗变化而产生的检波电压vdet的变化。
以上，对本发明例示的实施方式进行了说明。检波电路120a～120f中，向晶体管tr1的基极提供交流信号(输入信号detin)，并从晶体管tr1的集电极输出与交流信号相对应的检波信号det1。此外，向晶体管tr2的基极输入检波信号det1，并从晶体管tr2的集电极输出与检波信号det1相对应的检波信号det2。此外，检波电路120a～120f具备将交流信号(输入信号detin)提供至晶体管tr2的基极的交流信号路径200。
检波电路120a～120f中，输入信号detin通过交流信号路径200被提供至晶体管tr2的基极。根据该输入信号detin的不同，流过晶体管tr2的电流量发生变化，其随着输入信号detin的增大而增加。因此，随着输入信号detin的增大，检波信号det2的抑制量变大。由此，检波电压vdet相对于输入信号detin的变化而呈指数函数的变化被抑制，线性度得以提高。
交流信号路径200例如可以利用串联连接的电阻器rj1(第1电阻器)及电容器cj1(第1电容器)来构成。
此外，检波电路120a～120d具备设置在晶体管tr1的基极·集电极间的电阻器rbc1。由此，能抑制伴随输入信号detin的变化而产生的输入阻抗的变化。因此，能抑制功率放大模块100的特性劣化。
此外，检波电路120b还具备设置在晶体管tr1的集电极·发射极间的电容器cce1(第2电容器)。同样地，检波电路120c具备设置在晶体管tr1的集电极与接地之间的电容器cc1。由此，通过设置一端与晶体管tr1的集电极相连接的电容器，从而能进一步抑制伴随输入信号detin的变化而产生的输入阻抗的变化。因此，能进一步抑制功率放大模块100的特性劣化。
此外，检波电路120a～f具备在晶体管tr2的发射极与接地之间并联连接的电阻器re2以及电容器ce2。由此，能利用电阻器re2来调整晶体管tr2的偏差，并能利用电容器ce2来使晶体管tr2的发射极以交流方式进行接地。
此外，检波电路120d、120f具备晶体管tr3，该晶体管tr3的基极输入有检波信号det2，并从发射极输出与检波信号det2相对应的检波信号det3。由此，通过具备晶体管tr3(缓冲器)，从而能抑制伴随与检波电压vdet的输出端子相连接的负载的阻抗变化而产生的检波电压vdet的变化。
上述所说明的各实施方式是为了便于理解本发明，但并非对本发明进行限定解释。本发明可以在不脱离其主旨的范围内进行变更/改良，并且本发明还包含与其等价的内容。即，只要在本领域技术人员对各实施方式进行适当的设计改变而得到的技术方案中包含本发明的特征，则认为其包含于本发明的范围内。例如，各实施方式所具有的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限于示例，能进行适当的改变。此外，各实施方式所具有的各要素能在技术上可实现的范围内进行组合，只要该组合包含本发明的特征则认为其也包含于本发明的范围中。
标号说明
100功率放大模块
110a、110b、110c功率放大器
120检波电路
200交流信号路径
tr1、tr2晶体管
re1、rbc1、rc1、re2、rc2、rb2、rj1、rout、rb1、rc1a、rc1b电阻器
cin、ce1、ce2、cj1、cout、cce1、cc1电容器