CN1481605A - 混频电路 - Google Patents

Abstract

本机振荡波的频率分量信号L0输入构成本机频率倍增部(10)的晶体管(1)的基极，本机振荡波的反相信号(↓L0)输入晶体管(2)的基极，各晶体管(1，2)的集电极和发射极相互连接，从各晶体管的集电极输出调制信号，晶体管(1，2)与参考用的晶体管(3)差动连接，成为差动连接的输出的各晶体管(1～3)的集电极与负载(6)连接，差动连接的各晶体管(1～3)的发射极与集电极连接，调制波信号输入用晶体管(4)的基极，发射极与恒流源(5)连接，从而构成混频电路。

Description

混频电路

技术领域

本发明涉及混频电路，具体地说，涉及移动通信中采用的直接变换混频器。

背景技术

已知有将调制成射频的信号直接变换成基带信号，并从基带直接调制成射频的直接调制方式。一般地说，由于该方式未设置中间频率，因而具有不需要镜频抑制，降低寄生的发生源并简化系统等的优点。但是也具有2次相互调制失真和本机振荡波噪声等的缺点。作为改正这些缺点的方法，有反并联二极管等的偶次谐波混频器等。

另一方面，近来，以便携电话等为代表的高频无线通信用IC要求小型化和低价格化。这样的市场中，消耗电流的降低和IC的成品率成为重要的课题。

偶次谐波混频器中，混频电路本身没有消耗电流，但是为了使混频电路动作，需要高的本机振荡波输入电平，因而全体的消耗电流的降低成为课题。另外，需要降低半导体工艺偏差的影响。

近来，作为克服这样的课题的方法，正在研究利用晶体管的二极管特性的方式。

图5是表示采用传统的晶体管的偶次谐波混频器的一例的电路图。如图5所示，晶体管1、2的集电极和发射极分别相互连接，构成本机频率倍增部。集电极和电源间连接有电阻R1，发射极和接地间连接有电阻R2。调制波信号BB输入晶体管1、2的各发射极，各基极分别输入具有相位反相的本机振荡波的频率分量的信号LO/↓LO(↓表示反相信号)。从而，本机频率倍增部中生成2倍的本机振荡波频率分量，通过将输入信号的频率和本机振荡频率分量相乘，可抽出希望的频率分量。

但是，图5所示偶次谐波混频器的功率增益小，为了使本机频率倍增部动作，必须有高的本机振荡波输入。

发明的公开

因而，本发明的主要目的为提供：在高频无线通信领域中，可实现低频电流、高IC成品率及简化的系统构成的混频电路。

本发明的混频电路由以下部分构成：本机频率倍增部，由其输入电极输入本机振荡波的频率分量信号的第1晶体管和输入本机振荡波的反相信号的第2晶体管构成，第1晶体管和第2晶体管各自的第1电极相互连接，且各自的第2电极相互连接，从各晶体管的第1电极输出调制信号；第3晶体管，与本机频率倍增部的第1及第2晶体管成对地连接，其输入电极输入参考信号，同时，从其第1电极差动输出调制信号；电压源，向第1，第2及第3晶体管的各第1电极施加规定的电压；信号输入部，与第1、第2及第3晶体管的各第2电极连接并输入调制信号；恒流源，与信号输入部连接。

另外，信号输入部是第4晶体管，调制波信号输入其输入电极，第1、第2及第3晶体管的各第2电极与其第1电极连接，同时其第2电极与恒流源连接。

另外，本机频率倍增部、参考用的第3晶体管以及第4晶体管设成2组，电压源与2组本机频率倍增部共同连接，恒流源向2组第4晶体管共同供给恒流。

另外，恒流源的特征为它是可变恒流源。

而且，其特征在于具备可变电流源，使提供给第3晶体管的输入电极的偏置电流可变。

图面的简单说明

图1是本发明的一实施例的混频电路的电路图。

图2是本发明的其他实施例的电路图。

图3是本发明的其他实施例的电路图。

图4是本发明的又一实施例的电路图。

图5是表示采用传统的晶体管的偶次谐波混频器的一例的电路图。

发明的最佳实施例

图1是本发明一实施例的混频电路的电路图。图1中，与传统例的图5同样，晶体管1、2的集电极和发射极相互连接，各集电极经由电阻R3供给电源，本机振荡波的频率分量信号LO/↓LO分别输入晶体管1、2的基极，构成本机频率倍增部10。该本机频率倍增部10与偶次谐波混频器同样，生成本机振荡波频率的2倍的频率。

而且，晶体管1、2的发射极与参考用晶体管3的发射极连接，参考用晶体管3的集电极经由电阻R4与电源连接。参考用晶体管3的基极施加偏置电流(Ref.)。

电阻R3和R4构成作为电压源的负载部6，但是也可取代电阻R3、R4而连接其他负载。各晶体管1、2及3的发射极与调制波输入用晶体管4的集电极连接，发射极供给来自恒流源5的恒流。调制波输入用晶体管4的基极输入调制波信号BB。

图1所示混频电路中，流过晶体管1、2组成的本机频率倍增部10的电流和流过参考用晶体管3的电流之和等于流过调制波输入用晶体管4的电流。另外，流过晶体管4的电流等于恒流源5的恒流。从而，通过使晶体管4具有增益，可实现具有增益的混频电路。

由晶体管1、2构成的本机频率倍增部10所生成的2倍的频率使本机频率倍增部10的电流变化。由于晶体管4向本机频率倍增部10及晶体管3提供恒流，因而，变动的电流的变化量导致晶体管3中流过反相的电流。晶体管4对输入的调制波具有增益，放大的信号在本机频率倍增部10中频率变换。频率变换后的信号作为差动输出信号RF/↓RF从负载部6输出。

从而，根据该实施例，由晶体管1、2组成的本机频率倍增部10和晶体管4组成的调制波输入部所构成的混频电路中，与本机频率倍增部1 0成对地设置参考用的晶体管3，通过进行差动混频，不必提高本机振荡波的输入电平，可实现高增益的混频电路。

图2是本发明的其他实施例的电路图。图2中，本机频率倍增部10、晶体管3、4具有与图1所示部件同样的构成。本机频率倍增部20、晶体管9、11具有与图1所示混频电路同样的构成。即，晶体管7的集电极和晶体管8的集电极，晶体管7的发射极和晶体管8的发射极分别连接，晶体管7、8的基极分别输入本机振荡波的频率分量信号LO、↓LO。

晶体管7、8的发射极与参考用晶体管9的发射极连接，该参考用晶体管9的基极输入偏置电流。各晶体管7、8及9的发射极与调制波输入用晶体管11的集电极连接。晶体管11的基极输入与输入晶体管4的基极的调制波信号BB反相的调制波信号↓BB。

本机频率倍增部20的各集电极与本机频率倍增部10的各集电极连接，各集电极共同经由电阻R3供给电源。晶体管9的集电极与晶体管3的集电极连接，分别经由电阻R4供给电源。晶体管11发射极与晶体管4的发射极连接，分别连接到共同的恒流源5。即，图2所示混频电路具有将图1所示混频电路吉尔伯特单元化后的构成。

从而，根据该实施例，具有与图1相同构成的各混频电路具有前述的高增益，而且，通过形成吉尔伯特单元结构，可实现抑制向输出侧漏泄本机振荡波的频率分量的混频电路。

图3是本发明的其他实施例的电路图。该实施例取代图1所示恒流源5而设置可变电流源12，可获得可变增益控制效果。

图4是本发明又一实施例的电路图。该实施例中，图1所示参考用晶体管3的基极与可变电流源13连接，使偏置电流可变，可获得可变增益控制效果。

另外，上述的实施例说明了混合本机振荡波的频率分量和调制波信号BB并输出调制波信号的混频电路，但是，也可以输入作为调制波信号接收的射频信号，与本机振荡波的频率分量混合，将基带信号作为调制信号输出。

另外，上述的实施例由双极型晶体管构成，但也可由电界效果晶体管构成。

如上所述，根据本发明，在由本机频率倍增部和调制波输入部组成的混频电路中设置参考用的晶体管，通过进行差动混频，可容易地以高增益实现简化的系统结构。另外，通过进行恒流控制，可减少对半导体工艺的偏差的依存性，通过采用带隙结构的恒流源，可降低电源电压变动和温度变动。

产业上的利用可能性

本发明的混频电路兼备传统的混频电路的优点和偶次谐波混频器的优点，通过激活偶次谐波混频器，可实现不受载波分量的影响的高增益的混频电路，适用于将基带信号直接调制成射频的移动通信。

Claims (5)

1.一种混频电路，包括：

本机频率倍增部(10)，由其输入电极输入本机振荡波的频率分量信号的第1晶体管(1)和输入所述本机振荡波的反相信号的第2晶体管(2)构成，所述第1晶体管和所述第2晶体管各自的第1电极相互连接，且各自的第2电极相互连接，从各晶体管的第1电极输出调制信号；

第3晶体管(3)，与所述本机频率倍增部的第1及第2晶体管成对地连接，其输入电极输入参考信号，同时，从其第1电极差动输出所述调制信号；

电压源(6)，向所述第1，第2及第3晶体管的各第1电极施加规定的电压；

信号输入部，与所述第1、第2及第3晶体管的各第2电极连接并输入调制信号；

恒流源(5)，与所述信号输入部连接。

2.如权利要求1所述的混频电路，其特征在于：

所述信号输入部是第4晶体管(4)，所述调制波信号输入其输入电极，所述第1、第2及第3晶体管的各第2电极与其第1电极连接，同时其第2电极与所述恒流源连接。

3。如权利要求1所述的混频电路，其特征在于：

所述本机频率倍增部(10，20)、所述参考用的第3晶体管(3，9)以及第4晶体管(4，11)设成2组，

所述电压源与所述2组本机频率倍增部共同连接，

所述恒流源(5)向所述2组第4晶体管共同供给恒流。

4.如权利要求2所述的混频电路，其特征在于：

所述恒流源是可变恒流源(12)。

5.如权利要求1所述的混频电路，其特征在于：

还具备可变电流源(13)，使提供给所述第3晶体管的输入电极的偏置电流可变。

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