信号生成电路的制作方法

本公开涉及生成预定的输出信号的信号生成电路。

背景技术：

在专利文献1中公开了具备通过按照控制信号对振荡信号进行调制来生成调制信号的调制部的电路。

在先技术文献

专利文献1：国际公开第2013/065254号

技术实现要素：

发明要解决的问题

在现有技术中，希望使用一个输入信号的变化来切换双系统的输出信号。

用于解决问题的技术方案

本公开的一个技术方案的信号生成电路具备：输入第1输入信号的第1输入端子；输入第2输入信号的第2输入端子；电源端子；第1开关元件；第2开关元件；第3开关元件；第1高频波阻断元件；第2高频波阻断元件；输出第1输出信号的第1输出端子；以及输出第2输出信号的第2输出端子，所述电源端子与所述第1开关元件的第1端子、所述第2开关元件的第1端子以及所述第3开关元件的第1端子连接，所述第2开关元件的第2端子与所述第3开关元件的第2端子在第1连接点连接，所述第1连接点连接于地，所述第3开关元件的导通控制端子连接于将所述电源端子和所述第1开关元件的第1端子连结的路径，所述第1开关元件的第2端子连接于所述第1连接点，所述第1输入端子连接于所述第1连接点，所述第2输入端子与所述第1开关元件的导通控制端子和所述第2开关元件的导通控制端子连接，所述第1输出端子连接于将所述电源端子和所述第2开关元件的第1端子连结的路径上的第2连接点，所述第2输出端子连接于将所述电源端子和所述第3开关元件的第1端子连结的路径上的第3连接点，所述第1高频波阻断元件设置于将所述电源端子和所述第2连接点连结的路径，所述第2高频波阻断元件设置于将所述电源端子和所述第3连接点连结的路径。

发明的效果

根据本公开，能够使用一个输入信号的变化来切换双系统的输出信号。

附图说明

图1是表示实施方式1的信号生成电路1000的概略结构的电路图。

图2是表示第1输入信号、第2输入信号、第1输出信号以及第2输出信号的一例的图。

图3是表示实施方式2的信号生成电路2000的概略结构的电路图。

图4是表示图2的期间T1的工作例的图。

图5是表示图2的期间T2的工作例的图。

图6是表示实施方式2的信号生成电路2000的输出强度的测定结果的图。

图7是表示实施方式3的信号生成电路3000的概略结构的电路图。

标号说明

101 第1输入端子

102 第2输入端子

201 第1输出端子

202 第2输出端子

300 电源端子

S1 第1开关元件

S2 第2开关元件

S3 第3开关元件

S4 第4开关元件

L1 第1高频波阻断元件

L2 第2高频波阻断元件

L3 第3电感器

R1 第1电阻元件

R2 第2电阻元件

R3 第3电阻元件

C1 第1电容器

C2 第2电容器

C3 第3电容器

C4 第4电容器

1000 信号生成电路

2000 信号生成电路

3000 信号生成电路

具体实施方式

以下，参照附图来说明本公开的实施方式。

此外，以下说明的实施方式均是表示包括性或具体性的例子的实施方式。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一个例子，并非限定本公开的意思。另外，关于以下的实施方式中的构成要素中的未记载在表示最上位概念的独立权利要求中的构成要素，作为任意的构成要素而说明。

(实施方式1)

图1是表示实施方式1的信号生成电路1000的概略结构的电路图。

实施方式1的信号生成电路1000具备第1输入端子101、第2输入端子102、电源端子300、第1开关元件S1、第2开关元件S2、第3开关元件S3、第1高频波阻断元件L1、第2高频波阻断元件L2、第1输出端子201和第2输出端子202。

第1输入端子101是输入第1输入信号的端子。

第2输入端子102是输入第2输入信号的端子。

第1输出端子201是输出第1输出信号的端子。

第2输出端子202是输出第2输出信号的端子。

电源端子300连接于第1开关元件S1的第1端子(例如，漏极端子)、第2开关元件S2的第1端子(例如，漏极端子)和第3开关元件S3的第1端子(例如，漏极端子)。

第2开关元件S2的第2端子(例如，源极端子)和第3开关元件S3的第2端子(例如，源极端子)在第1连接点a1连接。

第1连接点a1连接于地(GND)。

第3开关元件S3的导通控制端子(例如，栅极端子)连接于将电源端子300和第1开关元件S1的第1端子连结的路径。

第1开关元件S1的第2端子(例如，源极端子)连接于第1连接点a1。

第1输入端子101连接于第1连接点a1。

第2输入端子102连接于第1开关元件S1的导通控制端子(例如，栅极端子)和第2开关元件S2的导通控制端子(例如，栅极端子)。

第1输出端子201连接于将电源端子300和第2开关元件S2的第1端子连结的路径上的第2连接点a2。

第2输出端子202连接于将电源端子300和第3开关元件S3的第1端子连结的路径上的第3连接点a3。

第1高频波阻断元件L1设置于将电源端子300和第2连接点a2连结的路径。

第2高频波阻断元件L2设置于将电源端子300和第3连接点a3连结的路径。

根据以上的结构，能够使用一个输入信号(第2输入信号)的变化来生成双系统的输出信号(第1输出信号和第2输出信号)。例如，如果将高频信号用作第1输入信号，则能够生成与第2输入信号的变化相应的双系统的输出高频信号。例如，能够生成成为与第1输出信号反转的关系的信号来作为第2输出信号。

另外，根据以上的结构，不使用常断型的晶体管而仅使用常通型的晶体管(耗尽型晶体管)作为开关元件，就能够实现信号生成电路(例如，具有信号反转功能的混合电路)。由此，能够使用例如N型且常通型的氮化物半导体的场效应晶体管来构成该信号生成电路。因此，能够容易地对利用高频电力的电力传输装置和该信号生成电路进行集成。另外，例如，与利用了硅半导体的情况相比，能够实现输出更高输出的高频的电力传输装置等。另外，能够降低用于信号生成的功耗。

电源端子300例如连接于电压源。在电源端子300输入例如预定的电压值的直流电压。

第1高频波阻断元件L1是向第2开关元件S2供给来自电源端子300的电源电压、另一方面阻断高频波的偏置电路部。

第2高频波阻断元件L2是向第3开关元件S3供给来自电源端子300的电源电压、另一方面阻断高频波的偏置电路部。

第1高频波阻断元件L1或第2高频波阻断元件L2例如可以由电感器构成。或者，第1高频波阻断元件L1或第2高频波阻断元件L2也可以是其他的偏置电路(例如，阻断高频波的布线)。

实施方式1的信号生成电路1000根据第2开关元件S2和第3开关元件S3中的哪一个开关进行工作，能够切换输出信号。

图2是表示第1输入信号、第2输入信号、第1输出信号以及第2输出信号的一例的图。

如图2所示，在实施方式1中，第1输入信号可以是高频信号。

另外，如图2所示，在实施方式1中，第2输入信号可以是包括第1信号和第2信号的信号。

第1信号是具有第1电压值的信号(例如，图2中的期间T1或期间T3)。

第2信号是具有第2电压值的信号(例如，图2中的期间T2或期间T4)。

此时，第1电压值比第2电压值大。

根据以上的结构，能够使用一个输入信号(第2输入信号)的变化来生成例如双系统的输出高频信号。例如，如图2所示，能够生成成为与第1输出信号反转的关系的高频信号来作为第2输出信号。

作为第1输入信号而输入的高频波例如可以为比第2输入信号的频率高的频率。作为第1输入信号而输入的高频波也可以为100MHz左右以上的频率。作为第1输入信号而输入的高频波也可以为恒定频率且恒定振幅的信号。或者，作为第1输入信号而输入的高频波也可以为对频率或振幅进行了调制后的信号。第1输入信号可以通过高频振荡部来生成并输出。具体而言，高频振荡部可以是考毕子(Colpitts)振荡器、哈特莱(Hartley)振荡器或产生微波的其他振荡器。实施方式1的信号生成电路1000也可以具备该高频振荡部。

第2输入信号可以为二进制值的脉冲波形的信号。或者，第2输入信号也可以为其他的波形(例如，正弦波等)。或者，第2输入信号也可以为具有二进制值以外的值的信号。或者，第2输入信号也可以为经相位调制后的信号。第2输入信号可以通过控制部来生成并输出。控制部例如可以通过处理器(例如，CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、MPU(Micro-Processing Unit，微处理单元)等)而构成。控制部还可以具备存储器。控制部也可以通过由处理器读出存储器所存储的程序并执行来生成并输出第2输入信号。实施方式1的信号生成电路1000也可以具备该控制部。

在实施方式1的信号生成电路1000中，第1开关元件S1、第2开关元件S2和第3开关元件S3可以是晶体管。

例如，第1开关元件S1、第2开关元件S2和第3开关元件S3也可以是常通型晶体管。

根据以上的结构，不使用负电压电源而仅使用正电源电压，就能够实现实施方式1的信号生成电路。由此，能够将实施方式1的信号生成电路容易地组装到例如集成电路中。

例如，第1开关元件、第2开关元件和第3开关元件也可以是氮化物半导体的常通型且N型的场效应型晶体管。

由此，高频特性优良。另外，能够实现高输出。

此外，在实施方式1的信号生成电路1000中，也可以使用4个以上的开关元件(晶体管)。

另外，在实施方式1的信号生成电路1000中，也可以具备3个以上的输出端子。

另外，在实施方式1的信号生成电路1000中，也可以在第2输入端子与第2开关元件S2的导通控制端子之间插入电阻元件。

另外，在实施方式1的信号生成电路1000中，也可以在第2输入端子与第3开关元件S3的导通控制端子之间插入电阻元件。

如果使用实施方式1的信号生成电路1000，则能够构成例如使信号叠加于(或振幅调制于)高频载波的高频混合器。

实施方式1的信号生成电路1000也可以应用于其他的混频电路(例如，吉尔伯特单元混合器等)。

实施方式1的信号生成电路1000也可以应用于与混合电路不同的电路(例如，用于切换输出或切换强度的放大电路等)。

(实施方式2)

以下，作为实施方式1的具体的构成例，说明实施方式2。适当省略与上述的实施方式1重复的说明。

图3是表示实施方式2的信号生成电路2000的概略结构的电路图。

实施方式2的信号生成电路2000具备上述的实施方式1的信号生成电路1000的结构。除此以外，实施方式2的信号生成电路2000还具备下述的结构。

即，实施方式2的信号生成电路2000具备第1电阻元件R1。

此时，第1电阻元件R1设置于将第1开关元件S1的第2端子和第1连接点a1连结的路径。

根据以上的结构，通过调整第1电阻元件R1的电阻值，能够高精度地调整对第3开关元件S3的导通控制端子施加的电压的大小。

另外，实施方式2的信号生成电路2000具备第2电阻元件R2。

此时，第2电阻元件R2设置于将电源端子300和第1开关元件S1的第1端子连结的路径。

根据以上的结构，通过调整第2电阻元件R2的电阻值，能够高精度地调整对第3开关元件S3的导通控制端子施加的电压的大小。

此时，第1电阻元件R1的电阻值可以比第2电阻元件R2的电阻值大。

根据以上的结构，能够使与对第1开关元件S1的导通控制端子施加的电压的变化相应的对第3开关元件S3的导通控制端子施加的电压的变化更大。

另外，实施方式2的信号生成电路2000具备第3电阻元件R3。

此时，第3电阻元件R3设置于将第1连接点a1和地连结的路径。

根据以上的结构，通过调整第3电阻元件R3的电阻值，能够高精度地调整第1连接点a1处的电压(即，对第2开关元件S2以及第3开关元件S3而言的基准电压)的大小。

另外，实施方式2的信号生成电路2000具备第4开关元件S4。

此时，第4开关元件S4的第1端(例如，漏极端子)连接于第1连接点a1。

第4开关元件S4的第2端(例如，源极端子)连接于地。

第4开关元件S4的导通控制端子(例如，栅极端子)连接于第1输入端子101。

根据以上的结构，能够放大向第1输入端子101输入的高频信号。

此外，第4开关元件S4可以是晶体管。例如，第4开关元件S4也可以是常通型晶体管。例如，第4开关元件S4也可以是氮化物半导体的常通型且N型的场效应型晶体管。由此，高频特性优良。另外，能够实现高输出。

另外，实施方式2的信号生成电路2000也可以具备第4电容器C4。

此时，第4电容器C4设置在第1输入端子101与第4开关元件S4的导通控制端子之间。

另外，实施方式2的信号生成电路2000具备第1电容器C1和第2电容器C2。

此时，第1高频波阻断元件L1是第1电感器。

另外，第2高频波阻断元件L2是第2电感器。

此时，第1电容器C1与第1电感器并联连接。

另外，第2电容器C2与第2电感器并联连接。

根据以上的结构，能够使用于阻断高频波的结构更加小型化。

将以上的信号生成电路2000作为具体例，以下说明信号生成电路的工作的一例。

在以下的工作例中，对电源端子300施加的电源电压为12V。

另外，在以下的工作例中，第1开关元件S1、第2开关元件S2、第3开关元件S3和第4开关元件S4各自的栅极的阈值电压均为-2.5V。

第1电阻元件R1的电阻值为1.5kΩ。

第2电阻元件R2的电阻值为300Ω。

第3电阻元件R3的电阻值为100Ω。

此外，作为第3电阻元件R3，例如可以使用30Ω～150Ω的电阻值的电阻元件。

另外，在以下的工作例中，第1输入信号和第2输入信号是图2所示的信号。

第1输入信号是频率为2.4GHz的高频信号。

第2输入信号是包括具有5V来作为第1电压值的第1信号(激活(on)信号)和具有0V作为第2电压值的第2信号(非激活(off)信号)的信号。此时，第2输入信号为300MBPS。

以下，说明图2的期间T1和期间T2的各期间的工作例。

<期间T1>

图4是表示图2的期间T1的工作例的图。

对第2输入端子102施加5V的电压。

由此，第2开关元件S2的栅极电压成为5V。

第4开关元件S4的漏极电压(基准电压)成为6.5V。

因此，第2开关元件S2的栅极·源极电压成为-1.5V。

因此，第2开关元件S2成为导通状态。

换言之，通过第2开关元件S2成为导通状态，从电源端子300流动电流，第4开关元件S4的漏极电压(基准电压)成为6.5V。

因为第2开关元件S2为导通状态，所以从第1输入端子101输入的高频波经由第2开关元件S2从第1输出端子201输出。

在此，对第1开关元件S1的栅极也施加5V的电压。

因此，第1开关元件S1成为导通状态。

由此，在第1电阻元件R1中流动大电流。

因此，第1开关元件S1的漏极电压大大下降。

因此，第1开关元件S1的漏极电压(即，第3开关元件S3的栅极电压)成为2.8V。

在此，第3开关元件S3的栅极·源极电压成为-3.7V。

因此，第3开关元件S3成为截止状态。

因为第3开关元件S3为截止状态，所以从第1输入端子101输入的高频不会从第2输出端子202输出。

如上所述，第2开关元件S2和第3开关元件S3中的栅极电压高的一个开关元件成为导通状态。另一个开关元件由于产生基准电压而成为截止状态。

<期间T2>

图5是表示图2的期间T2的工作例的图。

对第2输入端子102施加的电压为0V。

由此，第2开关元件S2的栅极电压成为0V。

另外，第1开关元件S1的栅极电压也成为0V。

因此，在第1开关元件S1中流动的电流比上述的期间T1的情况下在第1开关元件S1中流动的电流小。

因此，第1开关元件S1的漏极电压不怎么下降。

由此，第1开关元件S1的漏极电压成为高的电压(3.5V)。

因此，第3开关元件S3的栅极电压也成为3.5V。

另一方面，第2开关元件S2的栅极电压为0V。

因此，第3开关元件S3成为导通状态。

由此，从电源端子300经由第3开关元件S3流动电流，第4开关元件S4的漏极电压(基准电压)成为5V。

此时，第3开关元件S3的栅极·源极电压成为-1.5V。

因此，第3开关元件S3成为导通状态。

因为第3开关元件S3为导通状态，所以从第1输入端子101输入的高频波经由第3开关元件S3而从第2输出端子202输出。

另一方面，第2开关元件S2的栅极·源极电压成为-5V。

因此，第2开关元件S2成为截止状态。

因为第2开关元件S2为截止状态，所以从第1输入端子101输入的高频波不会从第1输出端子201输出。

图6是表示实施方式2的信号生成电路2000的输出强度的测定结果的图。

测定了从第1输入端子101输入2.4GHz的高频波并使向第2输入端子102输入的第2输入信号的电压变化的情况下的输出强度。

首先，如图6所示，在第2输入信号的电压为0V的情况下，从第2输出端子202输出高频波。另一方面，从第1输出端子201不输出高频波。

另外，如图6所示，在第2输入信号的电压为5V的情况下，从第1输出端子201输出高频波。另一方面，从第2输出端子202不输出高频波。

如上所述，根据本公开的信号生成电路，能够仅通过第2输入信号的电压的变化来切换输出端子。

根据本公开的信号生成电路，能够仅通过一个输入信号的变化来实现切换高频输出的混合电路。

进而，根据本公开的信号生成电路，能够仅通过N型晶体管来形成具有反转功能的高频混合电路。

因此，根据本公开的信号生成电路，能够不需要负电源。即，能够仅通过单一的电源电压进行工作。

进而，如果是本公开的信号生成电路，则用于反转功能的功耗由在第1电阻元件R1和第2电阻元件R2中流动的电流和所施加的电压而决定。因此，能够减小用于反转功能的功耗。

(实施方式3)

以下，作为实施方式1的具体的构成例，说明实施方式3。适当省略与上述的实施方式1或实施方式2重复的说明。

图7是表示实施方式3的信号生成电路3000的概略结构的电路图。

实施方式3的信号生成电路3000具备上述的实施方式1的信号生成电路1000的结构。除此以外，实施方式3的信号生成电路3000还具备下述的结构。

即，实施方式3的信号生成电路3000具备第3电感器L3。

此时，第3电感器L3设置于将第1开关元件S1的第2端子和第1连接点a1连结的路径。

根据以上的结构，能够抑制从第1输入端子101输入的高频波到达第1开关元件S1。

另外，实施方式3的信号生成电路3000也可以具备第3电容器C3。

此时，第3电容器C3与第3电感器L3并联连接。

根据以上的结构，能够使用于阻断高频波的结构更加小型化。

此外，在本公开的信号生成电路中，也可以取代第3电感器L3而使用用于阻断第1输入信号的其他电路。

此外，在上述的实施方式2中示出的结构的一部分也可以选择性地适当用作实施方式3的信号生成电路的结构。

此外，在上述的实施方式中，“两个元件间的连接”(例如，某元件与另外的元件连接)不仅是指直接连接，也可以是电连接和在这两个元件间插入有其他元件(例如，不损害实施方式的功能的布线、电阻元件等)的连接。

此外，本公开不限定于这些实施方式及其变形例。在不脱离本公开的主旨的范围内在本实施方式或其变形例中实施本领域技术人员能够想到的各种变形而得到的实施方式、或者将不同的实施方式或其变形例中的构成要素组合而构筑的实施方式也包含在本公开的范围内。

产业上的可利用性

本公开例如可以利用于以非接触方式传输电力信号的传输装置或传输高频信号的传输装置等。