专利名称：动态范围宽的可小型化的发射器的检波电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及对发射器的输出功率进行检波的电路。
背景技术：
根据图4来说明用于携带电话机等的现有的发射器的检波电路。发射信号在功率放大器51中被放大到预定的输出功率，从天线52进行发射。功率放大器51的发射信号的一部分由检波电路53进行倍压整流，然后，作为AGC电压输出给功率放大器51。接着，控制功率放大器51的放大率以使功率放大器51的输出电压成为一定。
检波电路53具有由偏置电压源54提供正向电压的第一二极管55和正极连接在第一二极管55的负极上的第二二极管56。第一二极管55的正极通过隔直电容器61而接地，第二二极管56的负极通过平滑电容器62而接地。第二二极管56的负极通过串联连接的第一电阻器57和第二电阻器58而接地。第一电阻器57和第二电阻器58的连接点连接在输出端63上。
以上构成的检波电路53的动作为以下这样来自功率放大器51的发射信号的一部分通过充电电容器59、串联电阻器60被输入第一二极管55的负极与第二二极管56的正极的连接点。发射信号被倍压整流，从第一电阻器57与第二电阻器58的连接点输出与输出电压成比例的电压，作为AGC电压从输出端63施加到功率放大器51上。
在上述构成中，由于检波电路53的动态范围窄，而存在发射信号的输出功率的动态范围变窄的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供动态范围宽的检波电路。
为了解决以上课题，本发明的发射器的检波电路，包括第一整流电路，对从功率放大器所输出的发射信号进行整流；对数放大器，由以下部分构成上述对数放大器电压电流变换电路，输出与上述第一整流电路的输出电压成比例的电流；二端子型的PN结型电子元件，流通上述电流而在其两端之间表现与上述电流的对数成比例的电压。
而且，本发明的检波电路的上述电压电流变换电路具有进行差动工作的第一和第二晶体管、连接在上述第一和第二晶体管的集电极或者发射极任一方上的恒流源、连接在另一方上的第一电流镜象电路，在上述第一晶体管或者上述第二晶体管的基极上输入上述第一整流电路的输出电压，把上述第一电流镜象电路的输入端连接在上述第一晶体管上，同时，把上述第一电流镜象电路的输出端连接在上述第二晶体管上，使在上述第二晶体管中流过的电流与在上述电流镜象电路的上述输出端侧的晶体管中流过的电流之差的电流流过上述PN结型电子元件。
而且，本发明的检波电路设有与上述第一整流电路相同构成的第二整流电路，给上述第一和第二整流电路的整流器施加相同的偏置电压，向上述第一晶体管的基极输入上述第一或第二任一方的整流电路的输出电压，向上述第二晶体管的基极输入另一方的整流电路的输出电压。
而且，本发明的检波电路的PN结型电子元件由第三晶体管构成，把上述第三晶体管的基极与集电极相连接。
而且，所述的发射器的检波电路，其特征在于，由二极管构成本发明的检波电路的上述PN结型电子元件。
而且，本发明的检波电路把上述电压电流变换电路和上述PN结型电子元件设在一个集成电路内。
而且，本发明的检波电路，把上述第一晶体管或第二晶体管与第一电流镜象电路的连接点通过第一电阻器连接在地或者电源电压上。
图1是表示本发明的发射器的检波电路的一个实施例的电路图；图2是表示本发明的发射器的检波电路的另一个实施例的电路图；图3是表示本发明的发射器的检波电路的另一个实施例的电路图；图4是表示现有的发射器的检波电路的电路图。
具体实施例方式
首先，按照图1来说明本发明的发射器的检波电路的一个实施例。发射信号在由功率放大器1进行放大之后，被放大到预定的输出功率上，从天线2进行发射。从功率放大器1所输出的发射信号的一部分被输入检波电路3进行检波。所检波的电压作为AGC电压被输入功率放大器1，控制功率放大器1的放大率，以使功率放大器1的输出电压成为一定。
检波电路3由第一整流电路4、第二整流电路5和对数放大器6所构成。第一整流电路4具有由二极管组成的两个整流器，第一整流器8和第二整流器9串联连接，通过偏置电压源7来提供正向电压。第一整流器8的正极通过第一隔直电容器12而接地，第二整流器9的负极通过第一平滑电容器14而接地。第二整流器9的负极通过串联连接的第一电阻器16和第二电阻器17被接地。第一电阻器16与第二电阻器17的连接点连接在对数放大器6的第一输入端子21上。
在对数放大器6的第二输入端子22上连接第二整流电路5。第二整流电路5为与第一整流电路4相同的构成。第二整流电路5具有第三整流器10、正极连接在第三整流器10的负极上的第四整流器11。第三整流器10的正极通过第二隔直电容器13而接地，第四整流器11的负极通过第二平滑电容器15而接地。第四整流器11的负极通过串联连接的第三电阻器18和第四电阻器19而接地。从偏置电压源7给第三整流器10和第四整流器11提供偏置电压。第三电阻器18和第四电阻器19的连接点连接在对数放大器6的第二输入端子22上。
对数放大器6设在一个集成电路内，由电压电流变换电路23、PN结型电子元件31、反向电路33、放大电路39所构成。
电压电流变换电路23具有基极连接在第一输入端子21上的PNP型的第三晶体管27、基极连接在第三晶体管27的发射极上的PNP型的第一晶体管25、基极连接在第二输入端子22上的PNP型的第四晶体管28、基极连接在第四晶体管28的发射极上的PNP型的第二晶体管26、连接在第一晶体管25和第二晶体管26的发射极上的第一恒流源24、输入端子连接在第一晶体管25的集电极上并且输出端子连接在第二晶体管26的集电极上的第一电流镜象电路29、输入端子连接在第二晶体管26的集电极上的第二电流镜象电路30。第一晶体管25和第二晶体管26构成进行差动工作的差动放大器。第二晶体管26的集电极通过设在集成电路外的调节用电阻器20而接地。调节用电阻器20是为了抵消集成电路内的第一晶体管25和第二晶体管26以及第三晶体管27和第四晶体管28的特性的偏差，而用于使预定电流流到电压电流变换电路23外的电阻器。
PN结型电子元件31由NPN型晶体管组成，基极和集电极被连接起来，通过电阻器32而施加3V的恒定电压Vcc，在发射极上连接第二电流镜象电路30的输出端。
反向电路33包括由第五晶体管34和第六晶体管35组成的差动放大器和第三电流镜象电路38。而且，第五晶体管34和第六晶体管35的各自集电极连接在第二恒流源37上。第六晶体管35的集电极连接在第三电流镜象电路38的输入端上。第五晶体管34的基极连接在PN结型电子元件31的发射极上，在第六晶体管35的基极上施加通过第七晶体管36而降低电压的电压。
放大电路39由第四电流镜象电路40和第五电流镜象电路41所构成。第四电流镜象电路40的输出侧的晶体管40b的基极—发射极间的面积为输入侧的晶体管40a的基极—发射极间的面积的5倍，使从输入端流入的电流成为5倍，并从输出端流出。第四电流镜象电路40的输出通过第五电流镜象电路41作为AGC电压输出给功率放大器1。
在以上构成中，该实施例的发射器的检波电路的动作为以下这样发射信号由功率放大器1进行放大，从天线2进行发射。功率放大器1的输出端连接在检波电路3上，所放大的发射信号被输入检波电路3。
被输入检波电路3的发射信号由第一整流电路4进行倍压整流，其输出电压被输入对数放大器6的第一输入端子21。
被输入对数放大器6的输出电压由电压电流变换电路23的第三晶体管27进行放大，然后，被输入第一晶体管25。另一方面，第二整流电路5的输出电压作为基准电压由第四晶体管28进行放大，然后，被输入第二晶体管26。接着，通过第一晶体管25和第二晶体管26进行差动放大。
在此，使第一整流电路4的输出电压为V1[V]，使第二整流电路5的输出电压为V2[V]，使从第一恒流源24流过的电流为IT[mA]，从第一晶体管25的集电极输入第一电流镜象电路29的电流I1[mA]用下式表示式1I1=-m1(V1-V2)+IT2]]>(其中，m1为常数)而且，从第二晶体管26流过的电流12[mA]用下式表示
式2I2=m1(V1-V2)+IT2]]>这样，被输入第二电流镜象电路30的电流I3[mA]用下式表示式3I3＝I2-I1＝2m1(V1-V2)而且，由于从第二电流镜象电路30所输出的电流I4[mA]等于电流I3[mA]，则与第一整流电路4和第二整流电路5的输出电压之差的电压成比例。而且，由于施加在第一整流电路4和第二整流电路5上的偏置电压源7是同一个，则流过PN结型电子元件31的电流与发射信号的电压成比例。
使流过PN结型电子元件31的电流为I4，波耳兹曼常数为k，温度为T，电子的电荷量为q，PN结型电子元件31的基极—发射极间反向电流为Is，在PN结型电子元件31的基极—发射极间产生的电压Vbe用下式表示式4Vbe=kTqlogeI4Is]]>由于电流I4与发射信号的电压成比例，当I4＝m2Vin时，Vbe由下式表示式5Vbe=kTqlogem2VinIs]]>(其中，m2为常数)由于向反向电路33输入PN结型电子元件31的发射极电压，作为输入反向电路33的电压Vo由下式表示，其中，使恒定电压Vcc的电压为Vcc[V]，电阻器32的电阻值为R[Ω]式6V0=Vcc-Rm2Vin-kTqlogem2VinIs]]>当设计为第七晶体管36的电压降为适当的大小时，从反向电路33所输出的电流I5[mA]由下式表示式7I5=m2kTqlogem2VinIs]]>电流I5被输入第三电流镜象电路38，相同大小的电流I6被输入放大电路39。由放大电路39的第四电流镜象电路40把电流I6放大到5倍的大小，向第五电流镜象电路41输入电流I7。而且，从第五电流镜象电路41所输出的电流I8由电阻器42a、42b进行分压，输出与电流I8成比例的电压，作为AGC电压被输入功率放大器1。这样，AGC电压与电流I5成比例，因此，AGC电压由下式表示式8Vout=m3I5=m3m2kTqlogem2VinIs]]>(其中，m3为常数)下面根据图2来说明本发明的发射器的检波电路的另一个实施例。在该实施例中，与图1所示的实施例的不同点为第一整流电路4的输出连接在第二晶体管26的基极上，第二整流电路5的输出连接在第一晶体管25的基极上；第一～第四晶体管25～28由NPN型晶体管构成；PN结型电子元件31’由二极管构成。在此情况下，也从PN结型电子元件31’输出与发射信号电压的对数成比例的电压。
其中，当说明本实施例的检波电路3的动作时，为以下这样发射信号由第一整流电路4进行倍压检波，被输入对数放大器6的第二输入端子22。另一方面，第二整流电路5的输出连接在第一输入端子21上。
当第一整流电路4的输出电压为V1[V]，第二整流电路5的输出电压为V2[V]，从第一恒流源24流过的电流为IT[mA]时，从第一晶体管25的集电极输入第一电流镜象电路29的电流I1[mA]由下式表示式9I1=-m1(V1-V2)+IT2]]>而且，从第二晶体管26流过的电流I2[mA]由下式表示式10I2=m2(V1-V2)+IT2]]>这样，输入第二电流镜象电路30的电流I3[mA]由下式表示式11I3＝I2-I1＝2m1(V1-V2)而且，由于从第二电流镜象电路30所输出的电流I4[mA]等于电流I3[mA]，与第一整流电路4和第二整流电路5的输出电压差的电压成比例。而且，由于施加在第一整流电路4和第二整流电路5上的偏置电压源7是同一个，则在PN结型电子元件31’中所流通的电流与发射信号的电压成比例。
当流过PN结型电子元件31’的电流为I4[mA]时，在PN结型电子元件31的正极与负极之间产生的电压由下式表示式12Vbe=kTqlogeI4Is]]>由于反向电路33和放大电路39的动作与图1的实施例相同，则省略其说明。
下面根据图3来对本发明的发射器的检波电路的另一个实施例进行说明。在该实施例中，与图1所示的实施例的不同点为在构成差动放大器的第一晶体管25和第二晶体管26的电源侧设置第一电流镜象电路29和第二电流镜象电路30，第一恒流源24设在接地侧；调节用电阻器20的一端连接在第一晶体管25与第一电流镜象电路29的输入端之间，给调节用电阻器20的另一端施加电源电压；在第二电流镜象电路30和PN结型电子元件31之间设置第六电流镜象电路43。在此情况下，从电压电流变换电路23也输出与发射信号的电压成比例的电流。
在此，当说明本实施例的检波电路3的动作时，为以下这样发射信号由第一整流电路4进行倍压检波，被输入对数放大器6的第一输入端子21。另一方面，第二整流电路5的输出被输入第二输入端子22。
当使第一整流电路4的输出电压为V1[V]，第二整流电路5的输出电压为V2[V]，从第一恒流源24流过的电流为IT[mA]时，从第一晶体管25的集电极输入第一电流镜象电路29的电流I1[mA]由下式表示式13I1=-m1(V1-V2)+IT2]]>而且，从第二晶体管26流过的电流I2[mA]由下式表示式14I2=-m1(V1-V2)+IT2]]>这样，被输入第二电流镜象电路30的电流I3[mA]由下式表示式15I3＝I2-I1＝2m1(V1-V2)而且，由于从第二电流镜象电路30所输出的电流I4[mA]和从第六电流镜象电路43所输出的电流I9[mA]等于电流I3[mA]，因此，与第一整流电路4和第二整流电路5的输出电压之差的电压成比例。而且，由于施加在第一整流电路4和第二整流电路5上的偏置电压源7是同一个，因此，流过PN结型电子元件31的电流与发射信号的电压成比例。
由于PN结型电子元件31、反向电路33和放大电路39的动作与第一实施例相同，因此，省略其说明。
发明的效果如以上那样，本发明的发射器的检波电路，由电压电流变换电路把从整流电路所输出的电压变换为电流，在PN结型电子元件的两端上出现与该电流的对数成比例的电压，因此，检波电路的动态范围变宽。而且，能够用一个元件进行对数变换，而能够使检波电路小型化。
而且，本发明的发射器的检波电路的电压电流变换电路进行动作，难于受到电源电压的变动的影响，即使用于用电池工作的携带用发射器，也能正确动作。
而且，本发明的发射器的检波电路设置与第一整流电路相同构成的第二整流电路，给第一和第二整流电路的整流器施加同一偏置电压，因此，即使整流器的特性随温度而变化，检波电路的输出电压也不会受到由温度所引起的影响。
而且，本发明的发射器的检波电路的PN结型电子元件由晶体管构成，因此，能够减小对数变换元件的尺寸。
而且，本发明的发射器的检波电路的PN结型电子元件由二极管构成，因此，能够减小对数变换元件的尺寸。
而且，由于仅用半导体来构成本发明的发射器的检波电路的电压电流变换电路和对数变换元件，进行集成电路化，因此，能够实现小型化。
而且，本发明的发射器的检波电路把第一晶体管或第二晶体管与第一电流镜象电路的连接点通过调节用电阻器连接在接地或电源电压上，因此，能够用分立部件来校正集成电路内的第一晶体管和第二晶体管的每批量的误差。
权利要求
1.一种发射器的检波电路，其特征在于，包括第一整流电路，对从功率放大器所输出的发射信号进行整流；对数放大器；上述对数放大器由以下部分构成电压电流变换电路，输出与上述第一整流电路的输出电压成比例的电流；二端子型的PN结型电子元件，流过上述电流而在其两端之间出现与上述电流的对数成比例的电压。
2.根据权利要求1所述的发射器的检波电路，其特征在于，上述电压电流变换电路具有进行差动工作的第一和第二晶体管、连接在上述第一和第二晶体管的集电极或者发射极任一方上的恒流源、连接在另一方上的第一电流镜象电路，在上述第一晶体管或者上述第二晶体管的基极上输入上述第一整流电路的输出电压，把上述第一电流镜象电路的输入端连接在上述第一晶体管上，同时，把上述第一电流镜象电路的输出端连接在上述第二晶体管上，使在上述第二晶体管中流过的电流与在上述电流镜象电路的上述输出端侧的晶体管中流过的电流之差的电流流过上述PN结型电子元件。
3.根据权利要求2所述的发射器的检波电路，其特征在于，设有与上述第一整流电路相同构成的第二整流电路，给上述第一和第二整流电路的整流器施加相同的偏置电压，向上述第一晶体管的基极输入上述第一或第二的任一方的整流电路的输出电压，向上述第二晶体管的基极输入另一方的整流电路的输出电压。
4.根据权利要求1所述的发射器的检波电路，其特征在于，上述PN结型电子元件由晶体管构成，把上述PN结型电子元件的晶体管的基极与集电极相连接而构成。
5.根据权利要求1所述的发射器的检波电路，其特征在于，由二极管构成上述PN结型电子元件。
6.根据权利要求1所述的发射器的检波电路，其特征在于，把上述电压电流变换电路和上述PN结型电子元件设在一个集成电路内。
7.根据权利要求1所述的发射器的检波电路，其特征在于，把上述第一晶体管或第二晶体管与第一电流镜象电路的连接点通过调节用电阻器而连接在地或者电源电压上。
全文摘要
本发明的目的是用小型化的电路来提供动态范围宽的检波电路。由第一整流电路4对从功率放大器所输出的发射信号进行整流,输入电压电流变换电路23的第一晶体管,同时,从第二整流电路5输出基准电压,输入电压电流变换电路23的第二晶体管26。从第二晶体管26的输出电流中通过第一电流镜象电路29而抽出第一晶体管25的输出电流,使与功率放大器1的输出电压成比例的电流流过两端子型的PN结型电子元件31。而且,从PN结型电子元件31的两端间输出与该电流的对数成比例的电压。
文档编号H03G3/30GK1381954SQ02118109
公开日2002年11月27日 申请日期2002年4月18日 优先权日2001年4月18日
发明者青木一晴, 菊池二郎 申请人:阿尔卑斯电气株式会社