JP2000357924A - Mixer circuit for low voltage and high frequency - Google Patents

Mixer circuit for low voltage and high frequency

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JP2000357924A
JP2000357924A JP11171087A JP17108799A JP2000357924A JP 2000357924 A JP2000357924 A JP 2000357924A JP 11171087 A JP11171087 A JP 11171087A JP 17108799 A JP17108799 A JP 17108799A JP 2000357924 A JP2000357924 A JP 2000357924A
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differential
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transistors
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領治 ▲崎▼山
Ryoji Sakiyama
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mixer circuit of low voltage and high frequency, which ensures the superior differential output characteristic in a simple constitution and with low noises and low power consumption by using an adder to produce the input signals, having the same amplitude and the phases opposite to each other to the 1st and 2nd differential circuits respectively. SOLUTION: A local oscillation signal LO is inputted to the base of a transistor (Tr) Q1, i.e., the non-inverted input of a 1st differential 1 (Q1, Q2), and a high frequency signal RF is inputted to the base of a Tr Q4, i.e., the non- inverted input of a 2nd differential circuit 2 (Q3, Q4). The output of an adder 5 is set so as to be (LO+RF)/2. Thus, a true input Vi1 of the circuit 1 becomes to LO-(LO+RF)/2=(LO-RF)/2, with a true input Vi2 of the circuit 2 becoming to RF-(LO+RF)/2=-(LO-RF)/2 respectively. Thereby the inputs Vi1 and Vi2 of the circuits 2 and 2 have the same amplitude and with their phases opposite to each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は低電圧高周波ミキサ
回路に関する。より詳しくは、携帯電話機等の通信分野
で使用される低雑音、低消費電力の高周波ミキサに関す
るものである。
The present invention relates to a low-voltage high-frequency mixer circuit. More specifically, the present invention relates to a low-noise, low-power-consumption high-frequency mixer used in a communication field such as a mobile phone.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7に従来技術からなるギルバートセル
構成のダブルバランスドミキサ回路の一例を示す。この
従来の集積回路用ミキサ回路においては、差動回路を構
成するトランジスタQ5,Q6に第1の入力である高周
波信号RF(周波数f1)を加えることにより、トラン
ジスタQ5に流れる電流I5とトランジスタQ6に流れ
る電流I6の和は、共通エミッタ電流Ieに等しくな
る。このため、トランジスタQ5,Q6は同一振幅で逆
位相の出力電流を各々トランジスタQ1,Q2およびト
ランジスタQ3,Q4のエミッタに供給する。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows an example of a Gilbert cell double balanced mixer circuit according to the prior art. In this conventional integrated circuit mixer circuit, a high-frequency signal RF (frequency f1), which is a first input, is applied to transistors Q5 and Q6 forming a differential circuit, so that a current I5 flowing through transistor Q5 and a transistor Q6 are added. The sum of the flowing currents I6 is equal to the common emitter current Ie. Therefore, transistors Q5 and Q6 supply output currents having the same amplitude and opposite phases to the emitters of transistors Q1 and Q2 and transistors Q3 and Q4, respectively.

【0003】これらのトランジスタQ1,Q2およびト
ランジスタQ3,Q4により2組の差動回路が形成さ
れ、これらのトランジスタQ1〜Q4に、第2の入力で
ある局部発振信号LO(周波数f2)を加えることによ
り、2組の差動回路にスイッチング動作を行わせる。こ
れにより、電流I5は、トランジスタQ1を流れる電流
I1とトランジスタQ2を流れる電流I2とに分流さ
れ、電流I6は、トランジスタQ3を流れる電流I3と
トランジスタQ4を流れる電流I4とに分流される。こ
れらの分流の比は第2の入力LOの振幅A2によって定
まる。
Two sets of differential circuits are formed by these transistors Q1 and Q2 and transistors Q3 and Q4, and a local oscillation signal LO (frequency f2) as a second input is applied to these transistors Q1 to Q4. Accordingly, the two sets of differential circuits perform the switching operation. Thus, current I5 is divided into current I1 flowing through transistor Q1 and current I2 flowing through transistor Q2, and current I6 is divided into current I3 flowing through transistor Q3 and current I4 flowing through transistor Q4. The ratio of these shunts is determined by the amplitude A2 of the second input LO.

【0004】負荷抵抗であるR1およびR2には、それ
ぞれI1−I3およびI2−I4の電流が流れ、その結
果、VOUT=Vcc−R1*(I1−I3)および VOUTX
=Vcc−R2*(I2−I4)からなる出力電圧を生じ
る。このとき、VOUT とVOUTXも同一振幅で逆位相にな
る。この出力電圧は、第1の入力と第2の入力の掛け算
結果を含むため、VOUT およびVOUTXは、第1の入力R
Fと第2の入力LOの混合信号(f1±f2成分)とな
る。
The currents of I1-I3 and I2-I4 flow through the load resistors R1 and R2, respectively. As a result, VOUT = Vcc-R1 * (I1-I3) and VOUTX
= Vcc-R2 * (I2-I4). At this time, VOUT and VOUTX also have the same amplitude and opposite phases. Since this output voltage includes the result of multiplication of the first input and the second input, VOUT and VOUTX are equal to the first input R
It becomes a mixed signal (f1 ± f2 component) of F and the second input LO.

【0005】図8は、従来技術の他の例として差動回路
を用いたミキサ回路の一例を示す回路図である。図8の
回路方式は、第1の入力信号LOと第2の入力信号RF
をそれぞれ抵抗R1およびR2を介して加算し、これを
トランジスタQ1を介して、トランジスタQ2,Q3か
らなる差動回路に入力し、この差動回路を用いて中間周
波信号VOUTおよびVOUTXを得る方式であり、LC回路
からなる共振回路により希望の中間周波信号成分のみを
抜取る構成である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a mixer circuit using a differential circuit as another example of the prior art. 8 employs a first input signal LO and a second input signal RF.
Are added via resistors R1 and R2, respectively, and input to a differential circuit composed of transistors Q2 and Q3 via a transistor Q1 to obtain intermediate frequency signals VOUT and VOUTX using the differential circuit. In this configuration, only a desired intermediate frequency signal component is extracted by a resonance circuit including an LC circuit.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7の
ギルバートセル構成のミキサ回路ではその構成上、トラ
ンジスタを縦積みしているため、2個分のトランジスタ
のエミッタ−コレクタ間電圧Vceに加え、負荷抵抗によ
る電圧降下がある。携帯電話などの電源電圧は3V程度
であり、各トランジスタVceを大きくできない。トラン
ジスタの特性は、Vceが大きい程利得および歪特性が良
好である。したがって、Vceを充分大きくできない従来
構成では、利得や歪特性を確保するために電流を大きく
する必要があり、このため、消費電力の増加とともに負
荷抵抗による電圧降下分の増大という問題を生じる。ま
た、トランジスタQ5,Q6からなる差動回路は基本的
には増幅回路であり、イメージ帯域に含まれるノイズ成
分までトランジスタQ1〜Q4でミキシングを行うた
め、雑音指数NFが悪化するという問題がある。
However, in the mixer circuit of the Gilbert cell configuration shown in FIG. 7, since transistors are stacked vertically due to the configuration, the load is added to the emitter-collector voltage Vce of the two transistors and the load. There is a voltage drop due to resistance. The power supply voltage of a mobile phone or the like is about 3 V, and each transistor Vce cannot be increased. Regarding the characteristics of the transistor, the gain and distortion characteristics are better as Vce is larger. Therefore, in the conventional configuration in which Vce cannot be made sufficiently large, it is necessary to increase the current in order to secure gain and distortion characteristics. Therefore, there is a problem that the power consumption increases and the voltage drop due to the load resistance increases. Further, the differential circuit including the transistors Q5 and Q6 is basically an amplifying circuit, and the noise components included in the image band are mixed by the transistors Q1 to Q4. Therefore, there is a problem that the noise figure NF deteriorates.

【0007】一方、図8のミキサ回路の構成では、トラ
ンジスタを縦積み構成にしていないため、3V程度の低
電圧でもトランジスタのVceを充分に確保できトランジ
スタの特性を充分に引出すことができる。
On the other hand, in the configuration of the mixer circuit shown in FIG. 8, since the transistors are not vertically stacked, the Vce of the transistor can be sufficiently secured even at a low voltage of about 3 V, and the characteristics of the transistor can be sufficiently obtained.

【0008】しかしながら、ベース接地とみなせるトラ
ンジスタQ3は、携帯電話で用いられる周波数帯域(R
F信号が数百MHz程度)ではトランジスタの電流増幅
率hfeが充分でないため、トランジスタQ2,Q3に
流れる電流に差動性が保たれないという問題がある。
However, transistor Q3, which can be regarded as a base ground, has a frequency band (R
When the F signal is about several hundred MHz), the current amplification factor hfe of the transistor is not sufficient, so that there is a problem that the differential current cannot be maintained in the current flowing through the transistors Q2 and Q3.

【0009】また、基本的には非線形成分である歪を含
む出力の中から共振回路により希望の中間周波数を抜取
って特性を改善する回路であるため、出力特性は共振回
路のQ(共振の鋭さ)に依存する。このQをあまり高く
した場合、温度特性の影響などを受けやすいため、安定
した特性を得るためには温度補償回路等が必要になり、
回路が複雑化するという問題を生じる。
Also, since the circuit is basically a circuit for extracting a desired intermediate frequency from the output including distortion as a non-linear component by a resonance circuit to improve the characteristics, the output characteristics are Q (resonance of resonance) of the resonance circuit. Sharpness). If this Q is set too high, it is susceptible to the influence of temperature characteristics and the like, so a temperature compensation circuit or the like is required to obtain stable characteristics.
There is a problem that the circuit becomes complicated.

【0010】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、簡単な構成で差動出力特性の優れた低雑音で低消
費電力の高周波ミキサの提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-mentioned prior art, and has as its object to provide a low-noise, low-power-consumption high-frequency mixer having a simple configuration and excellent differential output characteristics.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、第1の差動回路と第2の差動回路とを
備え、各差動回路に対し同一振幅で逆位相となる入力信
号を作成するための加算器を備えたことを特徴とする低
電圧高周波ミキサ回路を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a first differential circuit and a second differential circuit, wherein the differential circuits have the same amplitude and opposite phases. Provided is a low-voltage high-frequency mixer circuit including an adder for generating an input signal.

【0012】この構成によれば、2組の差動回路を用い
てそれぞれに対しミキシングすべき2つの高周波信号を
印加するとともに、これらの高周波信号に基づいて加算
器で作成した同一振幅で逆位相の入力信号を付与してミ
キシングするため、各差動回路に対する入力信号条件が
揃えられ、差動出力特性が向上するとともに、出力側の
中間周波信号による入力側の高周波信号に対する影響が
抑制され、また、各差動回路の出力を1つの差動出力と
することができ各信号間の干渉を低減して、ノイズ特性
が良好で低消費電力の低電圧高周波ミキサ回路が得られ
る。
According to this configuration, two sets of differential circuits are used to apply two high-frequency signals to be mixed to each of them, and based on these high-frequency signals, opposite phases with the same amplitude created by the adder are used. Input signal for mixing, the input signal conditions for each differential circuit are aligned, the differential output characteristics are improved, and the influence of the intermediate frequency signal on the output side on the high frequency signal on the input side is suppressed. In addition, the output of each differential circuit can be one differential output, and interference between signals can be reduced, so that a low-voltage high-frequency mixer circuit with good noise characteristics and low power consumption can be obtained.

【0013】好ましい構成例では、前記各差動回路は、
エミッタ側を共通とする1対又は複数対のトランジスタ
からなり、混合すべき第1および第2の高周波信号のう
ち一方を第1の差動回路に入力させ、他方を第2の差動
回路に入力させるとともに、前記第1および第2の高周
波信号を前記加算器を介して前記第1および第2の差動
回路に入力させ、前記加算器の出力は、前記第1および
第2の高周波信号の和の1/2に設定されたことを特徴
としている。
In a preferred configuration example, each of the differential circuits includes:
One or a plurality of pairs of transistors having a common emitter side, one of the first and second high-frequency signals to be mixed is input to the first differential circuit, and the other is input to the second differential circuit. And the first and second high-frequency signals are input to the first and second differential circuits via the adder, and the output of the adder is the first and second high-frequency signals. Is set to の of the sum of.

【0014】この構成によれば、各差動回路に対し、混
合すべき第1および第2の高周波信号の一方が入力され
るとともに、これらの和の1/2の信号が加算器から入
力されるため、各差動回路に対する差動入力が同一振幅
で逆位相になる。
According to this configuration, one of the first and second high-frequency signals to be mixed is input to each differential circuit, and a signal that is a half of the sum of the first and second high-frequency signals is input from the adder. Therefore, the differential inputs to the respective differential circuits have the same amplitude and opposite phases.

【0015】さらに好ましい構成例では、前記加算器
は、第1の差動回路の対となるトランジスタのベース間
に設けた第1の抵抗と、第2の差動回路の対となるトラ
ンジスタのベース間に設けた第2の抵抗とからなること
を特徴としている。
In a further preferred configuration example, the adder includes a first resistor provided between bases of a pair of transistors of the first differential circuit, and a base of the pair of transistors of the second differential circuit. And a second resistor provided therebetween.

【0016】この構成によれば、各差動回路に対応した
抵抗を用いることにより、簡単な構成で加算器を形成す
ることができる。
According to this configuration, an adder can be formed with a simple configuration by using a resistor corresponding to each differential circuit.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態
に係る低電圧高周波ミキサ回路の基本回路図である。こ
のミキサ回路は基本的に、エミッタを共通とする一対の
トランジスタQ1,Q2からなる第1の差動回路1と、
同じくエミッタを共通とする一対のトランジスタQ3,
Q4からなる第2の差動回路2と、これらの作動回路
1,2の一方の入力端子となるトランジスタQ2,Q3
のベースに接続された加算器5とにより構成される。第
1差動回路1のエミッタ側は、例えば抵抗からなる定電
流回路3を介して接地され、第2差動回路2のエミッタ
側は、同様に抵抗等からなる定電流回路4を介して接地
される。第1、第2の差動回路1,2の出力側となるト
ランジスタQ2,Q3のコレクタにコイルL1,L2お
よびコンデンサC1からなる共振回路6が接続される。
また、第1、第2差動回路1,2のトランジスタQ1,
Q4のコレクタに対し、電源電圧Vccが直接接続され
る。この電源電圧Vccは3V程度の低電圧である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a basic circuit diagram of a low-voltage high-frequency mixer circuit according to an embodiment of the present invention. This mixer circuit basically includes a first differential circuit 1 including a pair of transistors Q1 and Q2 having a common emitter,
Similarly, a pair of transistors Q3 and
Q2, a second differential circuit 2, and transistors Q2, Q3, which are one input terminals of these operating circuits 1, 2.
And an adder 5 connected to the base. The emitter side of the first differential circuit 1 is grounded via a constant current circuit 3 composed of, for example, a resistor, and the emitter side of the second differential circuit 2 is grounded via a constant current circuit 4 also composed of a resistance and the like. Is done. The resonance circuit 6 including the coils L1 and L2 and the capacitor C1 is connected to the collectors of the transistors Q2 and Q3 on the output sides of the first and second differential circuits 1 and 2.
Also, the transistors Q1, Q1 of the first and second differential circuits 1, 2
The power supply voltage Vcc is directly connected to the collector of Q4. This power supply voltage Vcc is a low voltage of about 3V.

【0018】このよううなミキサ回路において、まず局
部発信信号LO=A1cos(2π*f1*t)を第1
の差動回路1(Q1,Q2)の非反転入力であるトラン
ジスタQ1のベースに入力し、高周波信号RF=A2c
os(2π*f2*t)を第2の差動回路2(Q3,Q
4)の非反転入力であるトランジスタQ4のベースに入
力する。なお、A1,A2はそれぞれLOおよびRFの
振幅(信号最大値)であり、f1,f2はそれぞれLO
およびRFの周波数である。混合すべき高周波信号であ
るLOおよびRFは、100MHz程度から数GHzの
周波数に対し本発明は適用可能である。
In such a mixer circuit, first, the local oscillation signal LO = A1cos (2π * f1 * t) is applied to the first
To the base of the transistor Q1, which is the non-inverting input of the differential circuit 1 (Q1, Q2), and the high-frequency signal RF = A2c
os (2π * f2 * t) to the second differential circuit 2 (Q3, Q
4) is input to the base of the transistor Q4 which is the non-inverting input. A1 and A2 are LO and RF amplitudes (signal maximum values), respectively, and f1 and f2 are LO and RF, respectively.
And RF frequencies. The present invention is applicable to LO and RF, which are high-frequency signals to be mixed, at frequencies of about 100 MHz to several GHz.

【0019】ここで、加算器5の出力を(LO+RF)
/2となるように設定しておく。これにより、第1の差
動回路1の真の入力Vi1は、LO−(LO+RF)/
2=(LO−RF)/2となり、第2の差動回路2の真
の入力Vi2は、RF−(LO+RF)/2=−(LO
−RF)/2となる。このようにして、第1および第2
の差動回路1,2の入力Vi1およびVi2は、同一振
幅で互いに逆位相となる。
Here, the output of the adder 5 is (LO + RF)
/ 2. Thus, the true input Vi1 of the first differential circuit 1 is equal to LO− (LO + RF) /
2 = (LO−RF) / 2, and the true input Vi2 of the second differential circuit 2 is RF− (LO + RF) / 2 = − (LO
-RF) / 2. Thus, the first and second
The inputs Vi1 and Vi2 of the differential circuits 1 and 2 have the same amplitude and opposite phases.

【0020】このような同一振幅で逆位相の2つの入力
信号Vi1,Vi2をトランジスタQ1〜Q4からなる
同一構成の2つの差動回路1,2でミキシングし、互い
の非反転出力部に設けられたLC回路(L1,L2,C
1)からなる共振回路6を介して出力させ、同一振幅で
逆位相の差動出力VOUT ,VOUTX を得る。
The two input signals Vi1 and Vi2 having the same amplitude and opposite phases are mixed by the two differential circuits 1 and 2 having the same configuration composed of the transistors Q1 to Q4, and provided at the non-inverting output sections of each other. LC circuit (L1, L2, C
The differential outputs VOUT and VOUTX having the same amplitude and opposite phases are output through the resonance circuit 6 of 1).

【0021】このような回路構成では、非反転出力型の
差動回路を用いるため、本来の入力である高周波信号R
Fと局部発振信号LOの周波数特性が、ベース−コレク
タ間の寄生容量に基づくミラー効果により悪化すること
がなくなる。また、高周波で見受けられる差動特性の悪
化についても、2組の差動回路を同一条件で動作させ、
各差動回路の非反転出力を差動出力として用いるため、
差動特性の悪化を低減できる。さらに、加算回路によっ
て各々の信号に含まれる同相成分がトランジスタQ2,
Q3のベースに入力されるため、IC内部の電送経路で
起こる他の回路からの干渉などによるノイズの混入につ
いて、差動回路によって抑圧できるという効果を有す
る。
In such a circuit configuration, since a non-inverted output type differential circuit is used, the high frequency signal R which is the original input is used.
The frequency characteristics of F and the local oscillation signal LO do not deteriorate due to the Miller effect based on the parasitic capacitance between the base and the collector. Also, regarding the deterioration of differential characteristics observed at high frequencies, two sets of differential circuits are operated under the same conditions,
Since the non-inverted output of each differential circuit is used as a differential output,
Deterioration of differential characteristics can be reduced. Further, the in-phase component included in each signal is added to the transistor Q2 by the addition circuit.
Since the signal is input to the base of Q3, there is an effect that the noise can be suppressed by the differential circuit due to interference from other circuits occurring in the transmission path inside the IC.

【0022】この出力を各々別に見た場合には、非直線
性より発生する歪成分を含んでいるが、基本的には2次
成分が支配的であるとともにVOUT およびVOUTXがとも
に同一方向の歪であるため、差動出力で取り出すことに
より、次段回路において2次歪成分を抑圧することがで
きる。このため、共振回路6のQを低く抑えることが可
能になり、温度特性などによる共振周波数の変動に対し
てシングル出力より有利となる。この結果、温度補償回
路を簡単な回路構成で実現でき、集積度が問題となるI
Cにおいては大きな効果となる。
When this output is viewed separately, it contains a distortion component generated due to nonlinearity. However, basically, the secondary component is dominant, and both VOUT and VOUTX have distortion in the same direction. Therefore, the second-order distortion component can be suppressed in the next-stage circuit by taking out the differential output. For this reason, the Q of the resonance circuit 6 can be suppressed to be low, which is more advantageous than the single output with respect to the fluctuation of the resonance frequency due to the temperature characteristic or the like. As a result, the temperature compensation circuit can be realized with a simple circuit configuration, and the degree of integration becomes a problem.
In C, a great effect is obtained.

【0023】また、本発明のミキサ回路は、非反転出力
型差動回路で構成するため、出力から入力へ漏れ込む経
路が、トランジスタQ1,Q2からなる第1の差動回路
1の場合、トランジスタQ2のコレクタ−ベース間容量
およびベース−エミッタ間容量およびトランジスタQ1
のエミッタ−ベース間容量となるため、入力への漏れ込
みを低減できる。すなわち、本発明構成では、電源電圧
Vccが直接差動回路の入力側を構成するトランジスタQ
1のコレクタに接続されるため、各トランジスタの寄生
容量にかかわらず出力信号が入力信号に漏れ込んでノイ
ズの原因となるような影響を低減することができる。
Further, since the mixer circuit of the present invention is constituted by a non-inverting output type differential circuit, when the path that leaks from the output to the input is the first differential circuit 1 including the transistors Q1 and Q2, Q2 collector-base capacitance and base-emitter capacitance and transistor Q1
, The leakage to the input can be reduced. That is, in the configuration of the present invention, the power supply voltage Vcc is directly applied to the transistor Q constituting the input side of the differential circuit.
Since it is connected to one collector, it is possible to reduce the influence of the output signal leaking into the input signal and causing noise regardless of the parasitic capacitance of each transistor.

【0024】また、上記本発明のミキサ回路において、
共振回路6を介して出力を取り出すため、周波数の選択
が可能になり、純度の高い出力信号を取り出すことがで
きるとともに、インピーダンスのマッチングの設定が行
いやすくなる。
In the above mixer circuit of the present invention,
Since the output is taken out through the resonance circuit 6, it is possible to select a frequency, to take out an output signal with high purity, and to easily set impedance matching.

【0025】図2は、図1の加算器6をさらに具体的に
示した低電圧高周波ミキサ回路の構成図である。この例
では、加算器6を(A)に示すように2つの抵抗R1お
よびR2で構成し、これらを(B)に示すように、第1
および第2の差動回路1,2にそれぞれ組込んだもので
ある。これにより、簡単な構成で加算器6を形成するこ
とができる。この場合、コレクタ−ベース間の寄生容量
による、出力からトランジスタQ2,Q3のベースへの
漏れ込みを抑えるため、および各差動回路の入力の差動
性を保つために、インピーダンスは低く抑える必要があ
る。
FIG. 2 is a block diagram of a low-voltage high-frequency mixer circuit showing the adder 6 of FIG. 1 more specifically. In this example, the adder 6 is composed of two resistors R1 and R2 as shown in (A), and these are added to a first resistor as shown in (B).
And the second differential circuits 1 and 2 respectively. Thus, the adder 6 can be formed with a simple configuration. In this case, the impedance needs to be kept low in order to suppress the leakage from the output to the bases of the transistors Q2 and Q3 due to the parasitic capacitance between the collector and the base, and to maintain the input differential of each differential circuit. is there.

【0026】図3は、本発明の別の実施の形態に係るミ
キサ回路図である。この実施形態では、エミッタを共通
とする複数対(N対)のトランジスタQ1,Q2により
第1の差動回路を構成し、同じくエミッタを共通とする
複数対(N対)のトランジスタQ3,Q4により第2の
差動回路を構成する。各差動回路の入力側にバッファア
ンプとしてトランジスタQ5,Q6を設ける。前述の図
2の回路と同様に、加算器を構成する抵抗R1およびR
2が各差動回路に備る。また、出力側にコイルL1,L
2およびコンデンサC1からなる共振回路が備る。
FIG. 3 is a mixer circuit diagram according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, a first differential circuit is constituted by a plurality of pairs (N pairs) of transistors Q1 and Q2 having a common emitter, and a plurality of pairs (N pairs) of transistors Q3 and Q4 also having a common emitter. A second differential circuit is configured. Transistors Q5 and Q6 are provided as buffer amplifiers on the input side of each differential circuit. As in the circuit of FIG. 2, the resistors R1 and R
2 is provided for each differential circuit. Also, the coils L1 and L
2 and a resonance circuit composed of a capacitor C1.

【0027】前述の図2のミキサ回路では、加算器とし
て抵抗を用いたことによるこの抵抗を介して中間周波数
信号VOUT およびVOUTXが高周波信号RFおよび局部発
振信号LOに漏れ込むことを防止するために、前段の出
力インピーダンスを低く抑える必要がある。
In the mixer circuit shown in FIG. 2, the intermediate frequency signals VOUT and VOUTX are prevented from leaking into the high frequency signal RF and the local oscillation signal LO via the resistors due to the use of the resistors as adders. It is necessary to keep the output impedance of the preceding stage low.

【0028】これに対し、図3のミキサ回路では、トラ
ンジスタQ5,Q6を入力部に追加することにより、出
力信号である中間周波数信号VOUT およびVOUTXが入力
側の高周波信号RFおよび局部発振信号LOに漏れ込む
ことを防止している。
On the other hand, in the mixer circuit shown in FIG. 3, by adding the transistors Q5 and Q6 to the input section, the intermediate frequency signals VOUT and VOUTX, which are the output signals, are added to the input high-frequency signal RF and the local oscillation signal LO. It prevents leakage.

【0029】前述の図2の回路でも、従来の図7に示し
たギルバートセル構成のミキサとは異なり、トランジス
タを縦積みしないため、各トランジスタのコレクタ−エ
ミッタ間電圧Vceを大きく取ることができ、変換効率が
改善されるためNFが改善される。しかしながら、従来
の図8に示したミキサ回路に比べると、高周波信号と局
部発振信号の大きさが同一である場合、差動回路が2組
の回路構成であるため、各々の差動回路の入力が1/2
となりNFが3dB程度悪化する。そこで、本実施形態
の回路では、各トランジスタを並列接続することにより
NFを従来のミキサ以上に改善している。
In the circuit of FIG. 2 as well, unlike the conventional mixer of the Gilbert cell configuration shown in FIG. 7, since the transistors are not stacked vertically, the collector-emitter voltage Vce of each transistor can be increased. NF is improved because the conversion efficiency is improved. However, compared to the conventional mixer circuit shown in FIG. 8, when the magnitudes of the high-frequency signal and the local oscillation signal are the same, the differential circuit has two sets of circuit configurations. Is 1/2
And NF deteriorates by about 3 dB. Therefore, in the circuit of the present embodiment, the NF is improved more than the conventional mixer by connecting the respective transistors in parallel.

【0030】図4は、本発明のさらに別の実施の形態に
係るミキサ回路図である。この実施形態では、図3と同
様の複数対のトランジスタからなる2組の差動回路に対
し、加算器7により局部発振信号LOおよび高周波信号
RFを予め加算して、この加算された信号をトランジス
タQ7およびコンデンサC2を介して第1の差動回路の
トランジスタQ1のベースに入力するものである。第2
の差動回路の入力となるトランジスタQ4のベースは、
交流的に接地した形となる。
FIG. 4 is a mixer circuit diagram according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a local oscillation signal LO and a high-frequency signal RF are added in advance to two sets of differential circuits composed of a plurality of pairs of transistors as in FIG. The signal is input to the base of the transistor Q1 of the first differential circuit via Q7 and the capacitor C2. Second
The base of the transistor Q4 which is the input of the differential circuit of
It is grounded in an alternating current.

【0031】この実施形態の回路においては、仮にあま
り大きな容量値のコンデンサを使用することができずV
i/{1+j2π*f*C(R1+R2)}で表わされ
る信号がトランジスタQ4から入力されても、振幅が、
Viと上記Vi/{1+j2π*f*C(R1+R
2)}の和の1/2であり、逆位相の信号が各々の差動
回路に入力されるため、本発明の特徴を損うことなく優
れた差動出力を得ることができる。
In the circuit of this embodiment, it is not possible to use a capacitor having an excessively large capacitance value.
Even if a signal represented by i / {1 + j2π * f * C (R1 + R2)} is input from the transistor Q4, the amplitude becomes
Vi and the above Vi / {1 + j2π * f * C (R1 + R
2) Since the signal having the opposite phase is 1/2 of the sum of} and is input to each differential circuit, an excellent differential output can be obtained without impairing the features of the present invention.

【0032】図5は、本発明に係る低電圧高周波ミキサ
回路の使用例を示す回路図である。本発明によるミキサ
回路は、携帯電話等の通信分野に使用される低雑音低消
費電力の高周波ミキサに関するものであり、電源電圧V
ccは上記各実施形態において、3V程度の低電圧として
いる。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of use of the low-voltage high-frequency mixer circuit according to the present invention. The mixer circuit according to the present invention relates to a low-noise and low-power-consumption high-frequency mixer used in a communication field such as a mobile phone, and includes a power supply voltage V
In each of the above embodiments, cc is a low voltage of about 3V.

【0033】図5に示すように、自動利得制御を行うA
GC(Automatic Gain Control)回路8を介して出力レ
ベルを一定に保たれた高周波信号RFが本発明のミキサ
回路9に入力され、局部発振周波数を合成して選局等を
行うPLL(Phase-Locked Loop)回路 10を介して位
相を同期された局部発振信号LOがミキサ回路9に入力
され、前述の実施形態で示したようにミキシングされ、
フィルタ11を介して中間周波信号IFとして取り出さ
れる。
As shown in FIG. 5, A for performing automatic gain control
A high-frequency signal RF whose output level is kept constant via a GC (Automatic Gain Control) circuit 8 is input to a mixer circuit 9 of the present invention, and a PLL (Phase-Locked) for synthesizing a local oscillation frequency and selecting a station or the like. Loop) The local oscillation signal LO whose phase is synchronized via the circuit 10 is input to the mixer circuit 9 and mixed as described in the above-described embodiment.
The signal is extracted as an intermediate frequency signal IF via the filter 11.

【0034】このように、本発明に係るミキサ回路は、
受信時に高周波信号RFと局部発振信号LOを混合して
中間周波信号IFを得るミキサ回路、または送受信時に
ベースバンド信号をIF信号に変換後、RF周波数にさ
らに変換するミキサ回路として使用される。前記実施形
態は受信系に使用されるミキサ回路を示したが、送受信
系として使用した場合もその構成や動作および作用効果
に相違はない。
As described above, the mixer circuit according to the present invention
It is used as a mixer circuit that mixes a high-frequency signal RF and a local oscillation signal LO during reception to obtain an intermediate frequency signal IF, or a mixer circuit that converts a baseband signal into an IF signal during transmission and reception and further converts the signal to an RF frequency. In the above-described embodiment, the mixer circuit used in the receiving system is shown. However, even when the mixer circuit is used as the transmitting / receiving system, there is no difference in the configuration, operation, and operation and effect.

【0035】図6は、本発明のミキサ回路の出力をシン
グル出力とするためのバラン回路の構成図である。この
バラン回路の入力端子a,bにそれぞれ前述の各実施形
態の差動回路のトランジスタQ2,Q3のコレクタを接
続し、前述の共振回路に代えてこのバラン回路を設ける
ことにより、前述の本発明の作用効果を保持したままシ
ングル出力を得ることができる。
FIG. 6 is a configuration diagram of a balun circuit for making the output of the mixer circuit of the present invention a single output. By connecting the input terminals a and b of the balun circuit to the collectors of the transistors Q2 and Q3 of the differential circuit of each of the above-described embodiments, respectively, and providing this balun circuit in place of the above-described resonance circuit, the present invention described above. A single output can be obtained while maintaining the effect of the above.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、2組
の差動回路を用いてそれぞれに対しミキシングすべき2
つの高周波信号を印加するとともに、これらの高周波信
号に基づいて加算器で作成した同一振幅で逆位相の入力
信号を付与してミキシングするため、各差動回路に対す
る入力信号条件が揃えられ、差動出力特性が向上すると
ともに、出力側の中間周波信号による入力側の高周波信
号に対する影響が抑制され、また、各差動回路の出力を
1つの差動出力とすることができ各信号間の干渉を低減
して、簡単な回路構成によりノイズ特性が良好で低消費
電力の低電圧高周波ミキサ回路が得られる。
As described above, according to the present invention, two sets of differential circuits are to be mixed using two sets of differential circuits.
In addition to applying two high-frequency signals and adding and mixing input signals of the same amplitude and opposite phase created by the adder based on these high-frequency signals, the input signal conditions for each differential circuit are aligned and the differential The output characteristics are improved, the influence of the intermediate frequency signal on the output side on the high-frequency signal on the input side is suppressed, and the output of each differential circuit can be made one differential output, thereby reducing interference between the signals. A low-voltage high-frequency mixer circuit with good noise characteristics and low power consumption can be obtained with a reduced and simple circuit configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るミキサ回路の基本構成図。FIG. 1 is a basic configuration diagram of a mixer circuit according to the present invention.

【図2】 図1のミキサ回路のさらに具体的な実施形態
の回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a more specific embodiment of the mixer circuit of FIG. 1;

【図3】 本発明の別の実施の形態の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.

【図4】 本発明のさらに別の実施の形態の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of still another embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の使用例の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a usage example of the present invention.

【図6】 本発明のミキサ回路からシングル出力を得る
ための回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram for obtaining a single output from the mixer circuit of the present invention.

【図7】 従来のミキサ回路の回路図。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional mixer circuit.

【図8】 従来の別のミキサ回路の回路図。FIG. 8 is a circuit diagram of another conventional mixer circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:第1の差動回路、2:第2の差動回路、3,4:定
電流回路、5:加算器、6:共振回路、7:加算器、
8:AGC回路、9:ミキサ回路、10:PLL回路、
11:フィルタ。
1: first differential circuit, 2: second differential circuit, 3, 4: constant current circuit, 5: adder, 6: resonance circuit, 7: adder,
8: AGC circuit, 9: mixer circuit, 10: PLL circuit,
11: Filter.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の差動回路と第2の差動回路とを備
え、各差動回路に対し同一振幅で逆位相となる入力信号
を作成するための加算器を備えたことを特徴とする低電
圧高周波ミキサ回路。
1. A differential circuit comprising: a first differential circuit and a second differential circuit; and an adder for generating input signals having the same amplitude and opposite phases with respect to each differential circuit. Low-voltage high-frequency mixer circuit.
【請求項2】前記各差動回路は、エミッタ側を共通とす
る1対又は複数対のトランジスタからなり、 混合すべき第1および第2の高周波信号のうち一方を第
1の差動回路に入力させ、他方を第2の差動回路に入力
させるとともに、前記第1および第2の高周波信号を前
記加算器を介して前記第1および第2の差動回路に入力
させ、 前記加算器の出力は、前記第1および第2の高周波信号
の和の1/2に設定されたことを特徴とする請求項1に
記載の低電圧高周波ミキサ回路。
2. Each of the differential circuits comprises one or more pairs of transistors having a common emitter side, and one of first and second high-frequency signals to be mixed is supplied to the first differential circuit. And inputting the other to a second differential circuit, and inputting the first and second high-frequency signals to the first and second differential circuits via the adder. 2. The low-voltage high-frequency mixer circuit according to claim 1, wherein an output is set to a half of a sum of the first and second high-frequency signals.
【請求項3】前記加算器は、第1の差動回路の対となる
トランジスタのベース間に設けた第1の抵抗と、第2の
差動回路の対となるトランジスタのベース間に設けた第
2の抵抗とからなることを特徴とする請求項2に記載の
低電圧高周波ミキサ回路。
3. The adder is provided between a base of a pair of transistors of the first differential circuit and a base of a pair of transistors of the second differential circuit. The low-voltage high-frequency mixer circuit according to claim 2, comprising a second resistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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