FI121044B - Aktiivivaihejakaja - Google Patents

Description

AKTIIVIVAIHEJAKAJA

Esillä oleva keksintö liittyy elektronisiin piireihin. Erityisesti esillä oleva keksintö· liittyy uuteen ja parannettuun vaihejakajaan useiden lähtösig-5 naalien, joiden amplitudi on yhtä suuri, mutta jotka ovat erivaiheisia, generoimiseksi käyttäen aktiivi-laitteita.

Vaihejakajat ovat piirejä, jotka generoivat useita lähtösignaaleja samalla amplitudilla, mutta 10 erivaiheisina. Vaihejakajia käytetään laajasti elektroniikkateollisuudessa useissa sovelluksissa. Erityisesti vaihejakajia käytetään yleisesti tietoliikennesovelluksissa. Tyypillisiin sovelluksiin kuuluu yksittäiset sivukaistamodulaattorit, kuvanpalautussekoitta-15 jät ja IQ-modulaattorit ja demodulaattorit, kuten ne-liövaihemoduloinnissa tai vaiheistetussa neliövaihemo-duloinnissa käytetyt. Nämä sovellukset vaativat 90° vaihejaon, jossa kaksi lähtösignaalia samalla amplitudilla, mutta neljännesjakson viivästettynä suhteessa 20 toisiinsa (tai 90° vaihe-erolla) vaaditaan. Vaihejaka-jille tämä tarkoittaa lähtösignaalien vaihe-eroja tai vaihe-eroja, mikä on tärkeää. Lähtösignaalien absoluuttiset vaiheet suhteessa tulosignaaliin eivät yleensä ole tärkeitä. Ideaaliselle 90° vaihejakajalle 25 amplitudivaste ja vaihe-erovaste ovat tasaisia kaikilla taajuuksilla DC: stä äärettömyyteen (cc) Hz.

Vaihejakajat voidaan toteuttaa kaikkiläpäise-vien verkkojen yhdistelmänä. Kaikkiläpäisevillä verkoilla on vakio tai tasainen amplitudivaste, mutta 30 niiden vaihevaste muuttuu taajuuden muuttuessa. Kaksi tai useampi kaikkiläpäisevää verkkoa voidaan yhdistää yhteen yhteiseen tuloon, jossa jokaisella verkolla on eri vaihevaste. Verkkojen lähtönä on signaaleja, joiden amplitudi on yhtä suuri, mutta jotka ovat erivai-35 heisiä. Tyypillisesti verkot valitaan siten, että vaihe-erot lähtösignaaleissa ovat yhtä suuret ja vastaa- 2 vat haluttua arvoa tietyllä taajuudella tai taajuusalueella .

Passiivisten vaihej akaj ien toteutusi voidaan suunnitella käyttäen yksinapaista kaikkiläpäisevää RC-5 verkkoa, joka esitetään kuviossa IA. Passiivisessa vaihejakajassa 2, vahvistin 4 muodostaa kääntävän vahvistuksen (Av = -1) , joka on tarpeellinen takaisinkyt-kentäpiirin toiminnalle. Vastus Ra 6 ja kondensaattori Ca 10 muodostavat ensimmäisen vaiheensiirron tulosig-10 naalille Vin(s) ja johtaa lähtösignaalin Va(s) pisteessä vastuksen 6 ja kondensaattorin 10 välillä. Koko selityksessä signaalit ja siirtofunktiot kuvataan s-.n funktioina, jossa s on kompleksitaajuus (s=j co) . Vastaavasti vastus Rb 8 ja kondensaattori Cb 12 muodosta-15 vat toisen vaihesiirron tulosignaalille Vin(s) ja johtavat lähtösignaalin Vb (s) . Lähtösignaaleiden siirto-funktiot Va(s)/Vin(s) ja Vb (s) /Vin (s) omaavat saman vahvistuksen, jolloin syntyy signaalit Va(s)· ja Vb(s), joiden amplitudi on yhtä suuri. Kuitenkin signaalin 2 0 Va(s) ja Vb (s) vaiheet ovat erit ja vaihe-ero voidaan piirtää taajuuden funktiona, kuten esitetään kuviossa 7. Käyrä osoittaa, että keskitaajuus ω0=2π·130.8MHz, ja vaihe-erosignaalien Va (s) ja Vb (s) välillä on 90°.

Tyypillisesti lähtösignaalien Va (s) ja Vb(s) 25 on ohjattava toista piiriä, jota kutsutaan myös kuormaksi järjestelmässä. Jos kuorman impedanssi on ääretön vastus, passiivisten vaihejakajien 2 vasteet muuttuvat . Passiivinen vaihej akaj a 2 on modifioitava tarkan amplituditasapainon ja vaihe-eron ylläpitämiseksi 30 kahden lähtösignaalin välillä. Eräs mahdollinen modifikaatio on vastusten lisääminen sarjaan Ca:n ja Cb:n kanssa (ei esitetty kuviossa IA). Vaihtoehtoisesti lähtösignaalit voidaan puskuroida ennen syöttämistä kuormaan.

3 5 Ideaaliratkaisussa, j ossa ei oteta huomioon piirin parasiittisiä vaikutuksia, jotka kuuluvat jokaiseen piiriin, passiivisten vaihej akaj ien 2 siirto- 3 funktio johtaa haluttuun amplitudiin ja vaihe-erovasteisiin. Kuitenkin käytännössä tällä piirillä on useita haittapuolia. Ensiksi passiivivaihejakaja 2 kokee tehohäviötä johtuen vastuksien 6 ja 8 olemassa 5 olosta piirissä. Tehohäviö kompensoidaan tavallisesti lisäämällä ylimääräisiä vahvistusasteita, jotka kasvattavat monimutkaisuutta ja tehonkulutusta järjestelmässä. Toiseksi passiivivaihejakaja 2 kokee kohinaomi-naisuuksien heikentymisen johtuen lämpökohinasta vas-10 tuksissa 6 ja 8. Kolmanneksi passiivivaihejakajan siirtofunktiot ovat herkkiä kuorman impedanssille. Kuormaimpedanssiherkkyys voi johtaa amplitudi- ja vaihe-erojen tasapainon heikkenemiseen. Edelleen herkkyys kuorman impedanssin muutoksille voi johtaa passiivi-15 vaihejakajan pahimman tapauksen suunnitellun hankaloi- tumiseen. Ja neljänneksi vaihe-ero passiivivaihejaka-jan lähtöjen välillä tietyllä taajuudella riippuu vastuksien 6 ja 8 absoluuttiarvoista. Absoluuttiarvojen riippuvuus prosessista ja lämpötilanmuutoksista aihe-20 uttaa muutoksia vaihe-eroon. Esillä oleva keksintö kohdistuu näihin ongelmiin aktiivivaihejakajan käytöllä. ':'

Esillä oleva keksintö on uusi ja parannettu piiri usean saman amplitudisen, mutta erivaiheisen 25 signaalin generoimiseksi käyttämällä aktiivilaitteita.

Aktiivilaitteet voivat olla bipolaariliitostransisto-reita (BJT), heteroliitosbipolaaritransistoreita (HBT) , metallioksidipuolijohdetransistoreita (MOSFET) , galliumarseniiditransistoreita (GaAsFET), P-kanava-30 laitteita tai muita aktiivisia puolijohdelaitteita.

Esillä olevan keksinnön mukainen aktiivivaihejakaja käsittää kaksi tai useamman vaiheensiirtopiirin. Jokainen vaiheensiirtopiiri käsittää joukon aktiivilaitteita ja ainakin yhden reaktiivisen komponentin (esim. 35 kondensaattorin). Yksinapaiselle aktiivivaihejakajalle kussakin vaiheensiirtopiirissä kaksi aktiivilaitetta on konfiguroitu kaskadivahvistimeksi. Ensimmäinen ak- 4 tiivilaite on konfiguroitu yhteislähdevahvistimeksi ja vastaanottaa tulosignaalin portissa.- Toinen aktiivi-laite on konfiguroitu yht eisporttivahvistimeksi ja sen lähde on kytketty ensimmäisen aktiivilaitteen nieluun.

5 Kondensaattori on kytketty ensimmäisen ..aktiivilaitteen portin ja nielun yli tarvittavan nollanapaparin generoimiseksi vaiheensiirtopiirille. Nolla generoidaan kondensaattorin ja ensimmäisen aktiivilaitteen yhdistetyllä toiminnalla ja napa generoidaan kondensaatto-10 rin ja toisen aktiivilaitteen yhdistetyllä toiminnalla. Toinen aktiivilaite myös muodostaa jännitevirta-muunnoksen lähtösignaalien generoimiseksi virtamoodis-sa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on muo-15 dostaa aktiivivaihejakaja käyttäen aktiivilaitteita ja reaktiivisia komponentteja (esim. kondensaattoreita) amplitudi- ja vaihe-erojen, jotka ovat tasapainossa, aikaansaamiseksi. Vastuksien puuttuminen piirissä parantaa kohinaominaisuuksia ja tehonkulutusta aktiivi-20 vaihejakajassa esillä olevan keksinnön mukaisesti ver rattuna tunnetun tekniikan mukaisiin passiivivaiheja-kaj iin.

Lisäksi keksinnön kohteena on muodostaa akti ivivaihej akaj a, j olla on j ännitevirtamuunnostoimin-25 to . Tämä toiminto antaa mahdol1isuuden käyttää aktii-vivaihej akaj aa aktiivipiirin muuntimena. Tällöin ylimääräisiä aktiivilaitteita ei tarvita ja DC-biasvirta voidaan tehokkaasti uudelleen käyttää aktiivipiirissä, johon muunnin liittyy.

30 Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin aktiivivaihejakaja, jonka siirtofunktio on vähemmän herkkä kuorman impedanssille . Aktiivivaihej aka-ja käyttää aktiivilaitteita, jotka on kytketty kaska-doituun kokoonpanoon tulon ja sisäisten pisteiden iso-35 loimiseksi ulkoisesta kuormituksesta.

Edelleen esillä olevan keksinnön ongelmana on muodostaa aktiivivaihejakajia, joihin kuuluu kaksi tai 5 useampia napoja. Useammat navat kasvattavat aktiivi -vaihejakajan toimintotaajuusaluetta.

Esillä olevan keksinnön muodot, tavoitteet ja edut tulevat selvemmiksi seuraavasta yksityiskohtai-5 sesta kuvauksesta, joka annetaan alla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa viitenumerot ovat kauttaaltaan samat ja joissa:

Kuviot IA - IB ovat kaaviokuvia esittäen tunnetun tekniikan mukaisia passiivivaihejakajia ilman 10 kuormavastusta ja kuormavastuksen kanssa, vastaavasti;

Kuvio 2 on esimerkinomainen kaaviokuva esillä olevan keksinnön mukaisesta yksinapaisesta aktiivivai-hejakajasta;

Kuvio 3 on kaaviokuva yksinapaisen aktiivi-15 vaihej akaj an piensignaalimallista esittäen parasiitti- siä kapasitansseja ja aktiivilaitteiden lähtöresis-tansseja;

Kuvio 4 on esimerkinomainen kaaviokuva kompensoidusta yksinapaisesta aktiivivaihejakajasta; 20 Kuvio 5 on esimerkinomainen kaaviokuva kak sinapaisesta aktiivivaihejakajasta;

Kuvio 6 on kaaviokuva esimerkinomaisesta so-velluspiiristä käyttäen esillä olevan keksinnön mukaista akt i ivivaihej akaj aa; 25 Kuvio 7 on yksinapaisen vaihejakaj an, j onka keskitaajuus on suunnilleen ω0=2π*130.8MHz, esimerkinomainen vaihe-erovaste; j a

Kuvio 8 on kaksinapaisen aktiivivaihej akaj an, jonka keskitaajuus on suunnilleen ω0=2π·120MHz, esimer-30 kinomainen vaihe-erovaste.

Vaihejakajat voidaan toteuttaa kaikkiläpäise-vien verkkoj en kombinaationa. Kaikkiläpäisevien verk-kojen siirtofunktio voidaan esittää yleisessä muodossa seuraavasti: m=Afr\' U) N2(s) 6 jossa s on kompleksitaajuus, A on DC-vahvistus, ja Nx(s) = N2 (-s) . Siirtofunktiot T(s) sisältää joukon napoja s-tason vasemmalla puoliskolla ja vastaavan määrän nollia oikealla puoliskolla. Kaikkiläpäisevälle 5 rakenteelle nollat ovat symmetrisiä navoille jm (s=0) akselilla, mikä johtaa vahvistuksen A kaikilla taajuuksilla.

Viitaten kuvioihin, tunnetun tekniikan mukainen esimerkinomainen yksinapainen passiivivaihejakaja 10 esitetään kuviossa IA. Lähtösignaaleiden Va (s) ja Vb (s) siirtofunktiot vasteena tulosignaalille Vin(s) äärettömällä kuormaimpedanssilla voidaan esittää seuraavasti:

Ta(s) = l~sR°C° ja Tb(s) - 1 (2) l + SRaCa 1 + sRbCb 15 missä Ta (s) = Va (s) /Vin (s) ja Tb (s) =Vb (s) /Vin (s) . 90° :n vaihe-eron aikaansaamiseksi Va (s) ja Vb (s) välille taajuudella co0 ulkoisten komponenttien on täytettävät seu-raavat ehdot: 20 D n λ/2+I . n V2-1 ÄeC„=- ja RbCb=-. (3) ω0 ω0

Kun yhtälön (3) ehdot täyttyvät, ero läh-tösignaalien Va (s) ja Vb (s) vaiheiden välillä (tai vai -25 he-ero) voidaan kuvata taajuuden funktiona, kuten esitetään kuviossa 7. Ideaalisessa, passiivivaihejakajassa ottamatta huomioon piirin parasiittisia ominaisuuksia, lähtösignaalien amplitudit ovat yhtä suuria.

Käytännön tilanteissa passiivivaihejakajaa 2 30 kuormitetaan äärellisellä impedanssilla. Tämä kuor- maimpedanssi muuttaa passiivivaihejakajan 2 siirto-funktiota. Kaikkiläpäisevän vasteen ylläpitämiseksi ylimääräisiä passiivikomponentteja tarvitaan. Esimerkiksi, jos kuormaimpedanssi on puhtaasti resistiivi-35 nen, kaikkiläpäisevä vaste voidaan saavuttaa lisäämäl- 7 lä liitoskondensaattori passiivivaihejakajan 2 lähtöihin. Modifioitu passiivivaihejakaja 32, jota kuormitetaan resistiivisellä kuormalla RL 24 ja 28 esitetään kuviossa IB. Siirtofunktio passiivivaihejakajalle 32 5 voidaan esittää seuraavasti: T {s) = A *-—S.R.£«- ja Th(s) = Ab ·-1 ~SRf,Ch-, (4) \ + sRa(Ca+Cca)Aa \ + sRb(Cb +Ccb)Ab

R R

missä A, = --- ja A. = ---. Jotta siirtofunk- *i+ Ra Rl + Rb 10 tiot, jotka esitetään yhtälössä (4), ovat kaikkiläpäi-seviä samoilla amplitudivasteilla, on seuraavien ehtojen täytyttävä: *»=*,=*. C. = C.i ja (5)

Rl R-l 15

Passiivivaihejakaja 32 kokee amplitudihäviön

R

--—. Lisäksi muutokset kuormaresistanssissa RL 24

RL + R

ja 28 muuttavat amplitudi- ja vaihevastetta siirto-funktioissa. Sen seurauksena Va(s) :n ja Vb(s) :n suureet 20 tulevat erisuuriksi (amplitudin epäbalanssi) ja niiden vaihe-ero poikkeaa halutusta arvosta (vaihe-epäbalanssi).

Vastukset, joita käytetään passiivivaihejaka-jissa, generoivat myös lämpökohinaa, joka lisätään 25 kuormassa generoituvaan kokonaiskohinaan. Tämä ko-hinalisäys johtaa järjestelmän kohinatehokkuuden heikentymiseen.

Kuvio 2 esittää esimerkinomaisen kaaviokuvan esillä olevan keksinnön mukaisesta aktiivivaihej aka-30 jasta. Aktiivivaihejakajaan 100 kuuluu kaksi tai useampi vaiheensiirtopiiri 110. Jokainen vaiheensiirto-piiri 110 vastaanottaa tulosignaalin Vin(s) ja muodostaa lähtösignaalit Ia(s) ja Ib(s), jotka ovat virtamoo- 8 disignaaleja. Vaiheensiirtopiirin 110 komponentit valitaan siten, että amplitudi lähtösignaaleissa on yhtä suuri, mutta erivaiheinen tietyllä taajuudella.

Kussakin vaiheensiirtopiirissä 110 aktiivi-5 laitteiden 112 ja 114 pari ja kondensaattori 116 muodostavat halutun siirtofunktion. Esimerkkisovelluksessa aktiivilaitteet 112 ja 114 voivat käsittää bipolaa-riliitostransistoreita (BJT) , heteroliitosbipolaari -transistoreita (HBT), metallioksidipuolijohdetransis-10 toreita (MOSFET), galliumarseniiditransistoreita (GaAsFET), P-kanavalaitteita tai muita aktiivisia puoli j ohdelaitteita . Esillä oleva keksintö kuvataan käyttäen MOSETteja ja viitataan ominaisuuksiin, jotka ovat tyypillisiä MOSFETeille, erityisesti porttien, lähtee-15 seen ja nieluun. Toteutuksessa, jossa käytetään bipo-laariliitostransistoreita, MOSFETin portti, lähde ja nielu korvataan BJT:n kannalla, emitterillä ja kollek-torilla, vastaavasti.

Aktiivilaitteen 112 lähde kytketään aktiivi-20 laitteen 114 nieluun. Aktiivilaitteen 112 portti bia-soidaan DC-jännitteeseen ja liitetään maahan maadoi-tuskondensaattorilla (ei esitetty kuviossa 2) . Täten aktiivilaitteen 112 portti on toiminnallisesti kytketty AC-maahan (tai maahan) AC-analyysiä varten. Konden-25 saattori 116 on kytketty aktiivilaitteen 114 portin ja nielun yli. Aktiivilaitteen 114 lähde on kytketty maahan ja aktiivilaitteen 114 portti on kytketty tulosig-naaliin Viv (s) . Lopulta aktiivilaitteen 112 nielu on vaiheensiirtopiirin 110 lähtö. Piiritopologia kussakin 30 vaiheensiirtopiirissä 110 on identtinen ja vain kondensaattorin 116 arvot ja aktiivilaitteiden 112 ja 114 konduktanssit ovat erit.

Vaiheensiirtopiirien 110 siirtofunktiot tu-losignaalista Viv(s) virtalähtösignaaleiksi Ia(s) ja 35 Ib(s) voidaan esittää seuraavasti: 9 1 _ s^'a 1 _ s^b

Tia(s) = g2· - ^ ja Tlb(s) - g2*-β- , ' (6) 1 + —^ 1 + --^ g\ Si jossa g2 on aktiivilaitteen 112 konduktanssi, g2 on ak-tiivilaitteen 114 konduktanssi, Ca on kondensaattorin 5 116a kapasitanssi, ja Cb on kondensaattorin 116b ka pasitanssi . Esimerkkisovelluksessa aktiivilaitteiden 112a ja 112b konduktanssi gx on sama yhtälön (6) laskennan ja aktiivivaihejakajan 100 suunnittelun yksinkertaistamiseksi. Vastaavasti aktiivilaitteiden 114a 10 ja 114b konduktanssi g2 on sama. Identtisten konduk-tanssien ylläpito useille aktiivilaitteille voidaan toteuttaa sovittamalla aktiivilaitteen geometria ja huolellisella piiriasettelulla tekniikoilla, jotka ovat tunnettua tekniikka integroidussa piiritoteutuk-15 sessa.

Seuraavaksi esitetään yksinkertaistettu aktiivivaihe -jakajan 100 toiminnallinen piirikuvaus. Vaiheensiirto-piirissä 110a aktiivilaitteet 112a ja 114a on konfigu-roitu kaskadivahvistimeksi. Aktiivilaite 114a on kon-20 figuroitu yhteislähdevahvistimeksi. Kondensaattori 116a on kytketty aktiivilaitteen 114a nielun j a portin yli tarvittavan napa-nollaparin generoimiseksi vai -heensiirtopiirille 110a lähdössä Ia(s) . Aktiivilait-teella 114a ja kondensaattorilla 116a napa on DC:ssä 2 5 ja nolla on arvossa s = g2/Ca. Aktiivilaite 112a on konfiguroitu yhteisporttivahvistimeksi ja se yhdistää aktiivilaitteen 114a nielun tai lähdön. Lisäämällä ak-tiivilaitetta 112a napa siirretään arvoon s = -9i/Ca vaikuttamatta nollapisteen paikkaan, mikä johtaa ha-30' luttuun siirtofunktioon.

Huomaa, että nolla ja napa eivät symmetrisesti jω-akselin ympärillä, kun transkonduktanssit gx Φ g2. Siksi amplitudivaste lähdössä Ia(s) vaihtuu taajuuden mukaan. Kaikkiläpäisevä rakenne voidaan helposti 10 toteuttaa muodostamalla transkonduktanssit yhtä suuriksi gx g2 = g. Kaikkiläpäisevä -rakenne eliminoi amplitudimuunnokset taajuuden mukaan ja muodostaa lähtöjen Ia(s) ja Ib(s) amplitudivasteet yhtä suuriksi.

5 Esillä olevassa keksinnössä kondensaattorit 116a ja 116b on valittu siten, että saadaan haluttu vaihe-ero (tyypillisesti 90°) lähtöjen Ia(s) ja Ib(s) välillä halutulla taajuudella. Aktiivilaite 112a myös isoloi tulon ja sisäiset solmut kuormasta ja minimoi siirto-10 funktion herkkyyden kuorman vaikutuksille.

Aktiivilaitteen 112 transkonduktanssi gx ja aktiivilaitteen 114 transkonduktanssin g2 ei tarvitse olla yhtä suuria halutun vaihe-eron saamiseksi tietyllä taajuudella. Kuitenkin yllä pidettäessä suhde gx = 15 g2 päädytään kaikki läpäisevässä vasteessa samaan yhtälöön kuin yhtälö (2) ja amplitudibalanssiin. Viitaten yhtälöön (6) 90°:n vaihe-ero kahden lähtösignaalin

Ia(s) ja Ib(s) välillä saadaan taajuudella α>ό, jos seu-raavat ehdot täyttyvät: 20 C0 V2+1 . c„ V2-1 — =- ja — =-. (7) g a0 g a o

Jos ehdot yhtälössä (7) täytetään, vaihe-erovaste taajuuden suhteen yksinapaisella aktiivivai-25 hejakajalla 100 on samanlainen kuin esitetään kuviossa 7 passiivivaihejakajalle tunnetun tekniikan mukaisesti. Esimerkkisovelluksessa 90°:n vaihe-eron saamiseksi lähtösignaaleissa keskitaajuudella ω0=2π·130.8MHz, kondensaattorin arvot Ca 116a on 9.05pF, kondensaattorin 30 Cb 116b on 1.55pF ja transkonduktanssi gx = g2 3.08xl0'3 mhos. Nämä arvot esitetään ainoastaan esimerkinomaisina. Teoriassa 90°:n vaihe-ero keskitaajuudel-la co0 voidaan saavuttaa usealla kapasitanssiyhdistel-mällä ja transkonduktanssiarvoilla. Esillä oleva kek-35 sintö on tarkoitettu käytettäväksi kaikilla kapasitanssi- ja transkonduktanssiarvoilla.

11

Jos ak.tiivivaib.ej aka j an 100 lähdöt kytketään kuormaan, jolla on resistiivinen tuloimpedanssi RL, siirtofunktiot jännitteille kuorman yli ovat: 1-iB 1-^ 5 T'(s) = gRi.—£- ja m = gR,·—(8) 1 + ^ 1 + ^ g g

Kuten esitetään yhtälössä (8) , kuormaimpe-danssi ei vaikuta amplitudiin ja vaihesuhteeseen lähtö j ännitteiden välillä. Edelleen aktiivivaihejakaja 10 100 kokee jonkinlaisen jännitevahvistuksen, jos trans - konduktanssi g valitaan suuremmaksi kuin 1/RL.

Aktiivivaihejakajan 100 kyky muuntaa tulojän-nite lähtövirraksi mahdollistaa sen käyttämisen aktii-vipiirien siirtomuuntimena. Aktiivivaihejakajaa 100 15 voidaan käyttää osana mitä tahansa aktiivista piiriä. Tässä tapauksessa ylimääräisiä laitteita ei tarvita siirtomuunnoksen toteuttamiseksi. Siksi kohinan ominaisuudet eivät heikkene aktiivipiirissä. Edelleen, koska DC-biasvirta aktiivivaihejakajassa 100 käytetään 20 uudelleen muilla aktiivipiirin lohkoilla, kokonaistehonkulutuksen kasvu on minimaalinen.

; Vaihe-ero aktiivivaihej akaj an 100 lähtöj en välillä tietyllä taaj uudella riippuu transkonduktans-sin g absoluuttiarvoista. Transkonduktanssi on proses -25 siparametrien, lämpötilan j a biaspisteen funktio ak-tiivilaitteissä. Riippuvuutta biasista voidaan käyttää kompensoimaan prosessi- ja lämpötilamuunnokset arvossa g ja täten vaihe-eroon aktiivivaihejakajan 100 lähtöjen välillä. Biaspiirien suunnittelutekniikat, jotka 3 0' automaattisesti säätävät biaspistettä aktiivilaitteis -sa ylläpitääkseen kiinteän t ranskondukt ans s i n, ovat tunnettuja. Esimerkki on PTAT-biaspiiri BJT:lie.

Yksinkertaistettu aktiivivaihej akaj an 100 malli esitetään kuviossa 3. Vaiheensiirtopiirissä 12 120a, aktiivilaite 112a ja 112b on mallinnettu riippuvin virtalähtein 122a ja 122b, joiden siirtofunktiot ovat Ia=g1*Va ja I^g,®^, vastaavasti. Samaten aktiivi-laitteet 114a ja 114b on mallinnettu riippuvin virta-5 lähtein 124a ja 124b siirtofunktion Ia2=g2*Vin ja

Ib2=g2«Vin, vastaavasti. Kondensaattorit 125 kuviossa 3 esittävät kondensaattoreita 116 kuviossa 2 ja niillä on samat arvot.

Yhtälö (6) lasketaan ideaaliselle aktiivivai-10 hejakajalle ilman aktiivilaitteen parasiittisia ja piiriparasiittisia ilmiöitä. Kuitenkin amplitudi- ja vaihe-erobalanssi aktiivivaihejakajassa 100 saadaan parasiittisilla kapasitansseilla ja aktiivilaitteiden 112 ja 114 äärellisillä lähtövastuksilla. Lähtövastus 15 aktiivilaitteelle 112 myös esittää riippuvuuden amplitudista ja vaihebalanssista kuormaimpedanssissa. Aktiivilaitteiden 112 ja 114 parasiittiset kapasitanssit sisältävät parasiittiset kapasitanssit aktiivilaitteen 112 portin ja lähteen välillä, mikä mallinnetaan ka-20 pasitansseilla Cgs 134, parasiittiset kapasitanssit aktiivilaitteen 112 lähdöstä huikkiin tai substraattiin piirissä, joka mallinnetaan kapasitanssilla CBb 136, parasiittiset kapasitanssit aktiivilaitteen 114 portilta sen nieluun mallinnetaan kapasitanssilla Cgd 128, 25 ja parasiittinen kapasitanssi nielusta 114 huikkiin mallinnetaan kapasitanssilla 13 8. Koska aktiivi - laitteen 112 portti on AC-maassa, yksi kapasitanssin Cgs 134 terminaaleista on kytketty maahan AC-analyysiä varten. Bulkki tai substraatti piirillä voidaan myös 30 esittää maana.

Lähtöresistanssi Rds aktiivi lait teissä 112 j a 114 esitetään resistansseilla 130 aktiivilaitteelle 112 j a resistansseille 132 aktiivilaitteelle 114. Voi -daan esittää, että riippuvuus amplitudista ja vaiheba-35 lanssista kuormaimpedanssissa voidaan j ättää huomiot -ta, jos kuormaimpedanssi on paljon pienempi kuin aktiivilaitteen 112 lähtöimpedanssi 130.

13

Aktiivilaitteiden 112 ja 114 vaikutus lähtö-vastukseen amplitudi- ja vaihebalanssissa voidaan kompensoida. Kaaviokuviot kompensoidusta yksinapaisesta aktiivivaihejakajasta 100 esitetään kuviossa 4. Kom-5 pensoitu aktiivivaihejakaja 102 kuviossa 4 on samanlainen kuin aktiivivaihejakaja 100 kuviossa 2 paitsi, että kuvion 4' aktiivivaihejakajaan on lisätty kompen-sointikapasitanssi 158 amplitudi- ja vaihe-epäbalanssien minimoimiseksi, jotka aiheutuvat lähtö-10 resistanssista Rds aktiivilaitteista. Kapasitanssi Cca 158a on kytketty aktiivilaitteen 154a nielun ja maan välille. Vastaavasti kapasitanssi Ccb 158b on kytketty aktiivilaitteen 154b nielun ja maan välille. Amplitudi- ja vaihe-epäbalanssien minimoimiseksi kapasitans-15 sit Cca 158a ja Ccb 158b on valittu siten, että seuraa-vat ehdot toteutuvat: = c™ + c:i.... ja 1l + —1—+—i—= 1+ -yalcp.. Si SiKsi §2Rch-2 ca + cgd2a g2 g2RM g2Räs2 Q + Cgdib (9) 20 , jossa Cp on kokonaiskapasitanssi lähtöpisteessä Va ja Vb, jotka voidaan esittää seuraavasti Cp = Cgsl + Csbl + C,^;, (katso kuvio 3) .

Esillä olevassa keksinnössä on edullista ta-25 sapainottaa aktiivivaihejakajan lähdöt. Joissakin sovelluksissa amplitudibalanssi ei ole kriittinen. Esimerkiksi amplitudibalanssi ei ole yhtä tärkeä, jos lähtösignaaleja käytetään ohjauskytkimissä tai sekoittamissa. Näissä sovelluksissa voidaan hyväksyä 5 pro-30 sentin tai suurempi amplitudiepäbalanssi. Siksi termit amplitudibalanssi ja yhtä suuri amplitudi käytettynä esillä olevassa keksinnössä viittaavat tarvittavaan amplitudibalanssiin sovelluksessa, joissa aktiivivaihej akaj aa käytetään.

14

Vaikka pienoissignaalimalli ja AC-analyysi ei ole tärkeää, aktiivilaitteet aktiivivaihejakajassa 102 on biasoitava sopiville DC-jännitteille, jotta ne toimivat oikein. Optimaalinen DC-biaspiste riippuu aktii-5 vilaitteen tyypistä, valmistusprosessista, toimintataajuudesta, halutusta dynaamisesta alueesta ja muista tekijöistä, jotka ovat ammattimiehille itsestään selviä. Edelleen tietyt biasointitekniikat, jotka ovat tunnettua tekniikkaa, voivat olla käytössä biasoitaes-10 sa aktiivilaitteita siten, että aikaansaadaan suorituskyky, joka on lämpötilariippumaton. Esimerkiksi bi-polaaritransistoreita käyttävän aktiivivaihejakajan toteutuksessa transistorit voidaan biasoida käyttäen absoluuttisiin lämpötilabiasointipiireihin suhteutet-15 tuja piirejä (PTAT). PTAT-piirit muodostavat vakion (tai kiinteän) transkonduktanssin lämpötilan mukaan ja kiinteä transkonduktanssi mahdollistaa aktiivivaiheja-kajan siirtofunktion muodostamisen lämpötilariippumat-tomaksi.

20 Esillä olevan keksinnön mukainen aktiivivai hej akaj a on tyypillisesti käytössä muiden sovelluspii-rien yhteydessä. Esimerkiksi aktiivivaihejakaja voidaan yhdistää Gilbertin solukertojaan yksittäisen si-vukaistamodulaattorin muodostamiseksi. Useissa sovel-25 luksissa aktiivivaihejakajia voidaan yhdistää sovel-luspiireihin tehon säästämiseksi ja piirin pinta-alan pienentämiseksi. Sovelluspiirien biasointipiirit voidaan jakaa aktiivivaihejakajan kanssa. Edelleen Ia(s) ja Ib(s) aktiivivaihejakajassa voidaan yhdistää suuri-30 impedanssisiin solmuihin sovelluspiireissä vahvis-tusasteen muodostamiseksi.

Kuten yllä esitettiin, aktiivivaihejakaja 102, joka esitetään kuviossa 4, voidaan toteuttaa muuntyyppisillä aktiivilaitteilla kuin MOSFETeilla, 35 jotka esitetään kuviossa 4. Esimerkiksi aktiivivaihe-jakaja 102 voidaan toteuttaa käyttäen BJT-transisto-reita. BJT-transistorille transkonduktanssi gm voidaan 15 valita ja laskea seuraavasti gm = IC/VT, jossa Ic on kollektorivirta ja VT on terminen jänn-ite, joka voidaan arvioida arvoksi 26 mV huoneenlämmössä (27°C),. Aktii-vilaitteet voivat sisältää yksittäisiä tai useita 5 transistoreita, kuten Darlingtonin transistoreita tai kaskadoituja transistoreita. Lisäksi aktiivilaitteet voivat sisältää passiivikomponentteja, kuten vastuksia degeneroiduissa transistoreissa.

Esillä olevan keksinnön mukaista aktiivivai-10 hejakajan konseptia voidaan laajentaa kaksi- tai use-ampinapaisen aktiivivaihejakajan muodostamiseksi. Useampi napa parantaa vaihe-eron taajuusvastetta läh-tösignaalien välillä ja mahdollistaa aktiivivaihejaka-jan toiminnan laajemmalla taajuusalueella.

15 Kuviossa 5 esitetään kaaviokuvia esimerkinomaisesta kaksinapaisesta aktiivivaihejakajasta.

Aktiivivaihejakaja 104 käsittää kaksivaiheiset siirto-piirit 200a ja 200b. Jokainen vaiheensiirtopiiri 200 vastaanottaa tulosignaalin ja muodostaa lähtösignaa-20 Iin, samaten kuin yksinapaisessa aktiivivaihejakajassa 102 kuviossa 4. Jälleen vaiheensiirtopiirien 200 komponentit valitaan siten, että lähtösignaalien amplitudit ovat yhtä suuria, mutta vaihe-ero lähtösignaaleis-sa on haluttu tietyllä taajuudella.

25 Kussakin vaiheensiirtopiirissä 200 neljä ak- tiivilaitetta 202, 204, 206 ja 208 ja kaksi konden saattoria 210 ja 212 muodostavat halutun siirtofunktion. Aktiivilaitteiden 202 lähde, kytketään aktiivilait-teen 204 nieluun. Vastaavasti aktiivilaitteen 206 läh-30 de kytketään aktiivilaitteen 208 nieluun. Aktiivilaitteiden 202 ja 206 portit biasoidaan DC-jännitteillä ja kytketään maahan kytkentäkondensaattorilla (ei esitetty kuviossa 5) . Täten aktiivilaitteiden 202 ja 206 portit on tehollisesti kytketty AC-maähan (tai maahan) 35 AC-analyysiä varten. Aktiivilaitteiden 204 ja 208 lähteet kytketään maahan. Kondensaattori 210 on kytketty aktiivilaitteen 204 portin ja nielun ylitse ja konden- 16 saattori 212 on kytketty aktiivilaitteen 208 nieluun ja maahan·. Aktiivilaitteen 204 portti on kytketty tu-losignaaliin Vin (s) . Aktiivilaitteen 208 portti on kytketty aktiivilaitteen 204 nieluun. Lopuksi aktiivi-5 laitteiden 202 ja 206 nielut on kytketty yhteen ja ne muodostavat vaiheensiirtopiirin 200 lähdön. Kunkin vaiheensiirtopiirin 200 piiritopologia on samanlainen ja ainoastaan kondensaattorien 210 ja 212 arvot ja transkonduktanssit aktiivilaitteissa 202, 204, 206 ja 10 208 ovat erilaiset.

Siirtofunktion laskennan yksinkertaistamiseksi kaikkien aktiivilaitteiden t ranskondukt ans s i t voidaan asettaa arvoon g. Tämä rajoitus johtaa toisen asteen kaikkiläpäiseviin verkkoihin seuraavin siirto-15 funktioin: s2 _ + ω^α s2 - + colb W = -8-^- ja T„(s) = -g-Sm-, (10) s2 + —5- + ω\α s1 + + a>lb Q>« Qot j ossa 20 V2g λ[2 g ^ 11 % = Ä 0,04 = y°a= |qT+ 1¾ |QT+ f2Ö[ i2cal ica2 pcM icb2 (11)

Vaiheensiirtopiirien 200 siirtofunktiot esitetään lähtövirroilla tuloj ännitteen suhteen. Täten 25 Tia (s) = Ia(s)/Vin(s) ja Tib (s) = Ib (s)/Vin (s) . Esimerkki vaihe-erovasteesta lähtösignaalien Ia(s) ja Ib(s) välillä taajuuden suhteen tilanteessa, jossa Qoa=Qob=0 · 304 , co0a=27I>l 2 0x106*1'891 ja C00b=27l«12 0χ106·1.891 esitetään kuviossa 8.

3 0 Suurin hyöty kaksinapaisesta aktiivivaihej a- kajasta 104 on merkittävästi leveämpi kaistanleveys 17 kuin yksinapaisella aktiivivaihejakajalla 102. Tämä voidaan huomata vertaamalla vaihe-erovasteita, jotka esitetään kuviossa 8 vasteisiin, jotka esitetään kuviossa 7. Kuitenkin kaksinapainen- aktiivivaihej akaj a 104 5 on heikompi siinä mielessä, että se kuluttaa enemmän tehoa kuin yksinapainen aktiivivaihejakaja 102. Viitaten yhtälöön (10), huomataan, että vahvistus DC:ssä on yhtä suuri kuin -g kaksinapaisella aktiivivaihejaka-jalla 104. Yhtälöstä (6) huomataan DC-vahvistukset yk-10 sinapaiselle aktiivivaihejakajalle 102 ovat g2 tai g. Kukin vaiheensiirtopiiri 200 kaksinapaisessa aktiivi-vaihe j akaj assa 104 sisältää kaksi virtareittiä, yhden läpiaktiivilaitteen 202 ja yhden aktiivilaitteen 206 läpi. Vastaavasti jokainen vaiheensiirtopiiri 150 yk-15 sinapaisessa aktiivivaihejakajassa 102 sisältävät yhden virtareitin aktiivilaitteen 152 läpi (katso kuvio 4) . Täten jokainen vaiheensiirtopiiri 200 kaksinapaisessa aktiivivaihejakajassa 104 kuluttaa enemmän virtaa kuin vaiheensiirtopiiri 150 yksinapaisessa aktii-20 vivaihejakajassa 102.

Vaikka tässä keksinnössä ei erityisesti esitetä, ammattimiehelle on selvää se, miten esillä olevan keksinnön konseptia voidaan laajentaa aktiivivaihe jakajiin, joissa on kolme tai useampi napa. Siksi 25 aktiivivaihejakajat, joilla on kolme tai useampi napa, ovat esillä olevan keksinnön suojapiirin sisällä.

Vaikka aktiivivaihejakajat esillä olevassa keksinnössä esitetään yksipäisinä piireinä, tehokkuutta voidaan parantaa toteuttamalla aktiivivaihejakajat 30 differentiaalipiireillä. Esimerkiksi tuloaktiivilait-teet 154a ja 154b (katso kuvio 4) , jotka on konfigu-roitu yhteislähdevahvistimiksi, voidaan korvata differentiaalivahvistimilla, jotka ovat tunnettua tekniikkaa. Differentiaalivahvistimien tulot kytketään diffe-35 rentiaalitulosignaaliin tai, jos tulo on yksipäinen, yksi tulo differentiaalivahvistimiin voidaan kytkeä 18 yksipäiseen tulosignaaliin ja muut tulot differentiaa-livahvistuksiin voivat olla AC-maadoitettuja.

Esimerkkisovelluspiiri, jossa käytetään akti ivivaihej akajaa, joka on toteutettu käyttäen diffe-5 rentiaali-MOSFET-paria, esitetään kuviossa 6. Aktiivi-piiri 230 on yksikaistainen modulaattori käsittäen kaksivaiheisen siirtopiirin 240 ja kaksi kuormaresis-tanssia 264. Kussakin vaiheensiirtopiirissä 240 aktii-vilaitteet 242 ja 244 on kytketty yhteislähdekonfigu-10 raatioon ja biasoitu virtalähteellä 260. Aktiivilait-teet 242 ja 244 käsittävät differentiaaliparin, jota ohjataan tulosignaalilla Vin(s). Aktiivilaitteet 250 ja 252 samoin kuin aktiivilaitteet 254 ja 256 on kytketty yhteisporttikonfiguraatioon ja muodostavat myös diffe-15 rentiaaliparit. Kapasitanssit 245 ja 248, jotka on kytketty aktiivilaitteiden 242 ja 244 portin ja nielun väliin vastaavasti, generoivat napanollaparin kaikki-läpäisevälle vasteelle aktiivivaihejakajassa.

Jos portin biasointij ännitteet aktiivilait-20 teillä 250, 252, 254 ja 256 muuttuvat paikallisella oskillaattoritaajuudella (LO), vaiheensiirtopiirit 240a ja 240b toimivat neljän neljänneksen kertojina. Edelleen, jos LO-signaalit VLOa j a Vlob ovat 90° erillään toisistaan j a vaiheensiirtopiirien 240a j a 240b lähdöt 25 on ristiinkytketty, kuten esitetään kuviossa 6, aktii-vipiiri 230 toimii yksikaistaisena modulaattorina.

Tämä sovellus esittää sen, kuinka aktiivivai-hej akaj aa voidaan käyttää aktiivipiirin rakennus1ohko-na, joka tässä esimerkkisovelluksessa on yksikaistai-30 nen modulaattori. Aktiivivaihej akaj aa voidaan käyttää myös LO-puskureina generoimaan LO-ohjaussignaaleja, jotka ovat 90°:n vaihe-erossa. Tällaiset LO-puskurit ovat käytössä yksikaistaisina modulaattoreina, IQ-modulaattoreina ja demodulaattoreina ja kuvanhylkäys-35 sekoittimina. Aktiivivaihej akaj aa voidaan käyttää myös muissa sovelluksissa, jotka ovat ammattimiehelle tun- 19 nettuja ja esillä olevan keksinnön suojapiirin mukaisia.

Edellä olevan edullisten sovellusten kuvaus annetaan, jotta ammattimies voisi valmistaa tai käyt-5 tää esillä olevaa keksintöä. Näiden .sovellusten eri modifikaatiot ovat ämmättimiehille selviä ja tässä esitettyjä geneerisiä periaatteita voidaan soveltaa muihin sovelluksiin keksimättä mitään uutta. Näin ollen esillä olevaa keksintöä ei ole tarkoitettu rajoi-10 tettavaksi tässä esitettyihin sovelluksiin, vaan tässä esitettyjen periaatteiden ja uusien ominaisuuksien laajimpaan piiriin.

Claims (17)

20

1. Piiri (100) aikaansaamaan antosignaale-ja, joilla on yhtä suuri amplitudi mutta eri vaiheet, käsittäen: 5 ensimmäisen vaiheensiirtopiirin (110), johon kuuluu ensimmäinen tulo ja joka muodostaa ensimmäisen annon; toinen vaiheensiirtopiiri (110), johon kuuluu toinen tulo ja joka muodostaa toisen annon; 10 jossa sanottu ensimmäinen tulo ja sanottu toinen tulo on kytketty tulosignaaliin ja jossa sanotussa ensimmäisessä ja sanotussa toisessa annossa on yhtä suuri amplitudi, mutta eri vaiheet; tunnettu siitä, että jokainen sanotuista vaiheensiirtopiireistä 15 käsittää: ensimmäisen aktiivisen laitteen (114), johon kuuluu ensimmäinen portti, ensimmäinen lähde ja ensimmäinen nielu, sanottu ensimmäinen aktiivinen laite on konfiguroitu yhteiseksi lähdevahvistimeksi, sanottu 20 ensimmäinen lähde on kytketty maahan, sanottu ensimmäinen portti vastaanottaa sanotun tulosignaalin; kondensaattorin (116) , joka on kytketty sanotun ensimmäisen portin ja sanotun ensimmäisen nielun yli; ja 25 toisen aktiivisen laitteen (112) , johon kuu luu toinen portti, toinen lähde ja toinen nielu, sanottu toinen aktiivinen laite on konfiguroitu yhtei-sporttivahvistimeksi, sanottu toinen portti on kytketty AC-maahan, sanottu toinen lähde on kytketty sanot-30 tuun ensimmäiseen nieluun, sanottu toinen nielu käsittää sanotun vaiheensiirtopiirin annon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, jossa sanotut aktiiviset laitteet valitaan ryhmästä, 35 johon kuuluu bipolaariliitostransistorit, heterolii- 21 tosbipolaaritransistorit, MOSFETit, GaAsFETit ja P-kanavan laitteet.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, 5 jossa jokaisella aktiivisella laitteella on trans- konduktanssi, ja jossa sanotut kondensaattorit ja sanotut transkonduktanssit valitaan sanotun ensimmäisen annon ja sanotun toisen annon väliselle vaihe-erolle, joka on 90 astetta määritellyllä taajuu- 10 della.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, jossa jokainen sanotuista vaiheensiirtopiireistä lisäksi käsittää: 15 kompensointikondensaattorin, joka on kytketty sanotun ensimmäisen nielun ja maan yli; jossa sanotut kompensointikondensaattorit on valittu amplitudin tasapainon aikaansaamiseksi sanotun ensimmäisen annon ja sanotun toisen annon välillä. 20

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, jossa jokaisella sanotuista aktiivisista laitteista on transkonduktanssi, sanotut transkonduktanssit sanotuissa ensimmäisissä aktiivisissa laitteissa kai- 25 kille vaiheensiirtopiireille ovat identtisiä ja sanottujen toisten aktiivisten laitteiden transkonduktanssit kaikille vaiheensiirtopiireille ovat identtisiä .

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen piiri, jossa kaikkien aktiivisten laitteiden transkonduktanssit ovat identtisiä.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, 35 jossa aktiiviset laitteet on esijännitetty lämpötilasta riippumattoman suorituskyvyn aikaansaamiseksi. 22

8. Piiri aikaansaamaan antosignaaleja, joilla on yhtä suuri amplitudi mutta eri vaiheet, käsittäen useita vaihesiirtopiirej ä, tunnettu siitä, että jokainen vaiheensiirtopiiri käsittää: 5 kaskadivahvistimen, johon kuuluu tulo ja an to, joka sanottu kaskadivahvistin käsittää ensimmäisen vahvistimen ja toisen vahvistimen, sanottu toinen vahvistin on kytketty sanottuun ensimmäiseen vahvistimeen; ja 10 kondensaattori, joka on kytketty sanotun en simmäisen vahvistimen yli; jossa sanottujen useiden vaiheensiirtopiirien tulot on kytketty tulosignaaliin ja jossa sanottujen kaskadivahvistimien annoilla on yhtä suuri amplitudi 15 mutta eri vaiheet.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen piiri, jossa jokainen sanotuista vaiheensiirtopiireistä lisäksi käsittää: 20 kompensointikondensaattorin, joka on kytketty sanottuun ensimmäiseen vahvistimeen ja maahan; jossa sanotut kompensointikondensaattorit valitaan amplitudin tasapainon saavuttamiseksi sanottujen kaskadivahvistimien sanottujen antojen välillä. 25

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen piiri, jossa jokaisella sanotuista ensimmäisistä vahvistimista ja sanotuista toisista vahvistimista on trans-konduktanssi ja jossa kaikkien ensimmäisten vahvis- 30 timien transkonduktanssit ovat identtisiä ja kaikki en toisten vahvistimien transkonduktanssit ovat identtisiä.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen piiri, 35 jossa kaikkien ensimmäisten ja kaikkien toisten vah vistimien transkonduktanssit ovat identtisiä. 23

12. Piiri aikaansaamaan antosignaaleja, joilla on yhtä suuri amplitudi mutta eri vaiheet, käsittäen useita vaiheensiirtopiirejä, tunnet -t u siitä, että jokainen vaiheensiirtopiiri käsit-5 tää: ensimmäisen aktiivisen laitteen, johon kuuluu ensimmäinen portti, ensimmäinen lähde ja ensimmäinen nielu, sanottu ensimmäinen aktiivinen laite on konfi-guroitu yhteislähdevahvistimeksi, sanottu ensimmäinen 10 lähde on kytketty maahan, sanottu ensimmäinen portti vastaanottaa sanotun tulosignaalin; ensimmäisen kondensaattorin, joka on kytketty sanotun ensimmäisen aktiivisen laitteen yli; toisen aktiivisen laitteen, johon kuuluu toi-15 nen portti, toinen lähde ja toinen nielu, sanottu toinen aktiivinen laite on konfiguroitu yhteislähdevahvistimeksi, sanottu toinen lähde on kytketty maahan, sanottu toinen portti on kytketty sanottuun ensimmäiseen nieluun; 20 toisen kondensaattorin, joka on kytketty sa notun toisen nielun ja maan yli; kolmannen aktiivisen laitteen, johon kuuluu kolmas portti, kolmas lähde ja kolmas nielu, joka kolmas aktiivinen laite on konfiguroitu yhteisporttivah-25 vistimeksi, sanottu kolmas portti on kytketty AC-maahan, sanottu kolmas lähde on kytketty sanottuun ensimmäiseen nieluun; neljännen aktiivisen laitteen, johon kuuluu neljäs portti, neljäs lähde ja neljäs nielu, sanottu 30 neljäs aktiivinen laite on konfiguroitu yhteisportti-vahvistimeksi, sanottu neljäs portti on kytketty sanottuun AC-maahan, sanottu neljäs lähde on kytketty sanottuun toiseen nieluun, sanottu neljäs nielu on kytketty sanottuun kolmanteen nieluun ja käsittää sa-35 notun vaiheensiirtopiirin sanotun annon. 24

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen piiri, jossa sanotut aktiiviset laitteet valitaan joukosta, johon kuuluu bipolaariliitostransistoreita, hetero-liitosbipolaaritransistoreita, MOSFETteja, GaAsFET- 5 tejä ja P-kanavan laitteita.

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen piiri, joka käsittää kaksi vaiheensiirtopiiriä, jossa jokaisella sanotuista aktiivisista laitteista on 10 transkonduktanssi, ja jossa sanotut kondensaattorit ja sanotut transkonduktanssit valitaan sanottujen vaiheensiirtopiirien lähtöjen välillä 90 asteen vaihe-erolle määritellyllä taajuudella.

15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen piiri, jossa jokaisella sanotuista aktiivilaitteista on transkonduktanssi, ja jossa kaikkien aktiivisten laitteiden sanotut transkonduktanssit ovat identtisiä . 20

16. Vaiheensiirtopiiri differentiaalisen autOSIyriaa Iin muodostamiseksi, tunnettu siitä, että käsittää: ensimmäisen differentiaaliparin, jolla on en- 25 simmäinen differentiaalitulo, ensimmäinen differenti-aalianto ja ensimmäinen yhteinen lähde, sanottu ensimmäinen differentiaalitulo on kytketty differentiaali-tulos ignaal iin; toisen differentiaaliparin, johon kuuluu toi- 30 nen differentiaalitulo, toinen differentiaalianto ja toinen yhteinen lähde, sanottu toinen yhteinen lähde on kytketty sanotun ensimmäisen differentiaaliannon ensimmäiseen antoon, sanottu toinen differentiaalitulo on kytketty differentiaali-LO-signaaliin; 35 kolmannen differentiaaliparin, johon kuuluu kolmas differentiaalitulo, kolmas differentiaalianto ja kolmas yhteinen lähde, sanottu kolmas yhteinen läh- 25 de on kytketty sanotun ensimmäisen differentiaaliannon toiseen antoon, sanottu kolmas differentiaalitulo on kytketty sanottuun toiseen differentiaalituloon, sanottu kolmas differentiaalianto on kytketty sanottuun 5 toiseen differentiaaliantoon ja käsittää differentiaa-liantosignaalin; parin kondensaattoreita, yksi kondensaattori on kytketty sanotun ensimmäisen differentiaalitulon jokaisen tulon ja sanotun ensimmäisen differentiaa-10 liannon jokaisen annon yli; ja virtalähteen, joka on kytketty sanottuun ensimmäiseen yhteislähteeseen.

17. Yksittäisen sivukaistan modulaattori 15 differentiaaliantosignaalin muodostamiseksi, tun nettu siitä, että käsittää: ensimmäisen vaiheensiirtopiirin, johon kuuluu ensimmäinen differentiaalitulo, ensimmäinen differen-tiaali-LO-tulo ja ensimmäinen differentiaalianto, sa-20 nottu ensimmäinen differentiaalitulo on kytketty different iaalitulosignaal iin, sanottu ensimmäinen diffe-rentiaali-LO-tulo on kytketty ensimmäiseen differenti-aali-LO-signaaliin; ja toisen vaiheensiirtopiirin, johon kuuluu toi-25 nen differentiaalitulo, toinen differentiaali-LO-tulo ja toinen differentiaalianto, sanottu toinen differen-tiaalitulo on kytketty sanottuun ensimmäiseen diffe-rentiaalituloon, sanottu toinen differentiaali-LO-tulo on kytketty toiseen differentiaali-LO-signaaliin, sa-30 nottu toinen differentiaalianto on kytketty sanottuun ensimmäiseen differentiaaliantoon ja käsittää sanotun differentiaaliantosignaalin. 26