JP2002009593A - 周波数乗算回路を備える電子装置、周波数乗算回路および信号周波数を乗算する方法 - Google Patents
周波数乗算回路を備える電子装置、周波数乗算回路および信号周波数を乗算する方法Info
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- H03B21/00—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies
- H03B21/01—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies by beating unmodulated signals of different frequencies
- H03B21/02—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies by beating unmodulated signals of different frequencies by plural beating, i.e. for frequency synthesis ; Beating in combination with multiplication or division of frequency
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
(CML)にしたがって用いることができる乗算回路を
提供する。 【解決手段】 電子装置は、周期的な信号生成器と、こ
れらの周期的な信号の周波数を乗算する周波数除算回路
と、を備える。乗算回路は、前記周期的な信号を受け入
れる排他的論理和ゲートと、このゲートの入力と出力と
の間に接続された周波数分割回路と、に基づいて形成さ
れている。この分割回路によって、非常に簡単の方法に
より90度位相の異なる信号を生成することが可能とな
り、このように位相が90度異なる信号は、「ゼロ復
調」という名前で知られるタイプの変調を行なうことを
許容している。
Description
を備える電子装置、周波数乗算回路および信号周波数を
乗算する方法に係り、特に、周期的な信号を生成する信
号生成器と、前記周期的な信号を受信する排他的論理和
ゲートに基づいて形成され、それらの周波数を乗算する
周波数乗算回路とを少なくとも備える電子装置に関す
る。
する実際の周波数乗算回路にもまた関する。この発明は
同様に、クロック信号の周波数を乗算する方法にも関す
る。この発明は、特に高周波数信号を用いる電気通信技
術の分野に適用する場合に、とりわけ高い顕著性を有す
るものである。
64,246号公報からも公知である。この特許公報に
は、クロック信号の遅延された複製(replica)信号を
生成する位相シフト要素を用いることが提案されている
ので、クロック信号と複製信号とを結合させることによ
り、排他的論理和ゲートは2倍の周波数で信号を生成し
ている。
となった電子装置は、信号の位相を良好にシフトするこ
とができた複製信号が、特に高周波数帯の領域では容易
に実現することができず、もしも実現することができた
としても高いコストを必要とするものとなっていた。
号を生成する信号生成器と、前記周期的な信号を受信す
る排他的論理和ゲートに基づいて形成され、それらの周
波数を乗算する周波数乗算回路とを少なくとも備える電
子装置において、位相シフト要素を設けなくても高周波
領域での再現性に優れていると共に費用を掛けることな
く高周波領域の再生を容易に実現することができる電子
装置を提供することを目的としている。
子装置は、周期的な信号を生成する信号生成器と、前記
周期的な信号を受信する排他的論理和ゲートに基づいて
形成され、それらの周波数を乗算する周波数乗算回路と
を少なくとも備える電子装置において、前記ゲートの出
力と入力との間に接続された周波数分割回路を備えるこ
とを特徴としている。
のような電子装置は、前記周期的な信号の周波数の位相
が90度シフトされた信号を生成するための複数の出力
を有していることを特徴としている。
によって知られている復調をより容易に、かつ、より費
用を掛けずに実現することができるという長所を提供し
ている。
実施形態に基づいて明らかなものとなるであろうし、ま
た、その他のアスペクトも以下の実施形態により解明さ
れるであろう。
波数乗算回路および信号周波数を乗算する方法の実施形
態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。図
1は、符号1を付された本発明の実施形態に係る電子装
置を示している。この電子装置1は、例えば、高周波信
号を受信する受信ヘッド端部10を備えている。このヘ
ッド端部は、高周波局部発振器と呼ばれている。この周
波数を得るためには、周期的な信号を生成する信号生成
器12が用いられており、周波数2倍(doubler )回路
14が少なくとも用いられている。
路図である。図において、周波数2倍回路14は、符号
20を付された排他的論理和ゲートにより構成されてい
る。この排他的論理和ゲート20は、この説明されてい
る例においては2倍の周波数の信号を生成するための出
力を有しており、また、2つの入力も有している。信号
生成器12の出力に接続された第1の入力は、その周波
数が2倍にされるべき信号を受信しており、この発明に
よれば、第2の入力は、周波数分割器(分周器)22を
介してゲート20の出力に接続されている。
を用いて説明する。この図はこの周波数2倍回路14に
現れる各種の信号のタイミング図である。波形線HH
は、排他的論理和ゲート20の第1の入力に現れる信号
を示している。波形線DDは、ゲート20の第2の入力
に現れる信号、すなわち周波数2倍回路14のゲート2
0により生成された出力信号XORの分周前の波形を示
している。
の値が「0」に等しくなる時点として考慮され、この瞬
間t0は周波数分割器22が初期化されてその入力に供
給される信号、この信号が信号XORであるが、その各
立ち上がりエッジにおいてその出力信号の値が変化する
であろうと考えられている。
また値「1」であると仮定させる値「1」を仮定する。
この信号XORのローからハイへの最初の遷移は、瞬間
t2において、分周器22の出力信号を変化させるだろ
う。この瞬間t2は、持続時間τを分周器22の転送時
間に等しくした後に生じている。分周器22の出力にお
ける信号Dが値「1」であるものと仮定するとすぐに、
信号HHの変換があるので、信号XORは値「0」であ
るものと仮定される。瞬間t3では信号HHの遷移が発
生し、これにより信号XORは値を変更し、ローからハ
イへの遷移を引き起こすものであり、この遷移は、時間
τ経過後に、周波数分割器22の出力における信号の状
態を変化させるものである。このようにして、信号XO
Rは信号HHの周波数の2倍の周波数を有する信号であ
る。
る装置を示している。この装置のタイプは、例えばフィ
リップス・セミコンダクタ社により製造された回路UA
A3500HLの仕様書に記載されている。この装置の
受信ヘッド端部10は、本質において、「0-復調器」
の名称により知られた復調器を備えている。この復調器
を得るために、2つのミキサ19,21が用いられてお
り、これらは、変調されるべきである信号であって、か
つ、増幅器25から供給されている信号を受信してい
る。ミキサ19,21の入力に現れたこれらの信号の搬
送波周波数は、1/3fsに等しいものである。
が、局部信号の周波数も1/3fsであり、これらの信
号の相互の位相差は90度の信号である。これらのミキ
サに供給される信号は、ミキサ27により行なわれる成
分の混合とフィルタ28によるフィルタリングとを経て
きている。ミキサ27は、復調されるべき、かつ、周波
数が等しい搬送波を伴って転送されるべき信号を受信し
ているので、この搬送波の1/3の周波数の値を付与し
ている。
ヘッド端部10の第1のステージ30より供給されてい
る。このヘッド端部10により生成される信号は、端子
32および33において有用なものとして取り扱われ
る。端子32は、増幅器34およびフィルタ36を介し
てミキサ19の出力に接続されているのに対して、端子
33は増幅器37およびフィルタ38を介してミキサ2
1の出力に接続されている。
は、この発明に基づいて実現された周波数乗算回路14
によって生成されており、この周波数乗算回路14は更
に、多すぎる追加的な支出をすることなく、ミキサ19
および21の90度位相のずれた信号IIとQQを供給
する。乗算回路14は、その発振周波数が1/3fsに
等しい発振器12から供給される信号を実際に用いてい
る。
ている。この周波数乗算回路14は信号および上述した
ようなCML論理の特徴的な性質であるこれらの信号の
相補的な信号について対称的に動作している。前記ゲー
ト20は、このようにして相補的な信号を伴って動作し
ている。
慮されている間に、2つのD形フリップフロップ50お
よび51により構成されている。前記信号IIは、前記
フリップフロップ51の出力から引き出され、信号QQ
は前記フリップフロップ50の出力から引き出されてい
る。これは、排他的論理和ゲート回路20の第1の入力
に供給されるこの信号QQである。フリップフロップの
クロック入力は、ゲート回路20の出力に接続されてい
る。
よび50の出力上の信号Q(II)およびQ(QQ)の
形成を説明している。その周波数が分割される信号は、
回路20の出力にとって利用できる信号XORである。
これらのフリップフロップは立ち上がりおよび立ち下が
りエッジにおいてアクティブ(活性的)であるので、こ
れらの信号はアクティブエッジで位相をシフトされてい
る。もしも信号XORのデューティサイクルが0.5に
等しいならば、そのときにはこの信号XORはπ/2に
等しく位相をシフトさせられている。換言すれば、この
ことはまた、この信号が値「0」を有している期間が、
信号が値「1」を有している期間と等しいとも言うこと
でもある。この信号XORは、例えばパラメータτを変
化させることにより得られるようにしても良い。
際には信号は以下の事実に依存してサイン波形であって
も良い。一方では、これらの信号は高周波数の信号であ
り、他方では、高周波の限定と言う固有の方法を示すこ
れらの回路は信号の高いランクの調波を通過させること
を許容しないからである。
数乗算回路の好適な実施形態を示している。
一の構成を有しているので、フリップフロップ50の構
成についてのみ説明する。このフリップフロップ50は
トランジスタT1およびT2により形成される第1の対
称的な配置により形成されており、これらトランジスタ
T1およびT2のソース電極はトランジスタT3のドレ
インに接続されている。トランジスタT3のゲートに
は、電流生成器GCにより電力が供給されている。トラ
ンジスタT1およびT2のそれぞれは、第1のトランジ
スタとしての1対のトランジスタT5およびT6と、第
2のトランジスタとしての1対のトランジスタT8およ
びT9に電力を供給している。
は、抵抗R1に接続されているのに対して、トランジス
タT6およびT8のドレインは抵抗R2に接続されてい
る。これらの抵抗の端部は、ドレインには接続されてお
らず、供給電圧VCCを受け入れている。相補的な信号
QQは、それぞれのドレイン同士が接続されたトランジ
スタの接続点より引き出されている。これらの出力信号
QQは、フリップフロップ51の入力Hに接続されてい
る。このフリップフロップ50の入力Hは、トランジス
タT1およびT2のゲートによって形成される。電流生
成器GCと共に共同で動作するトランジスタT3は、ト
ランジスタT1およびT2に電力を供給している。
のトランジスタT10により形成されており、そのソー
スはトランジスタT3と丁度同じように接地に接続さ
れ、そのドレインは、2つのトランジスタT11および
T12のソースに接続されている。トランジスタT11
およびT12のゲートは信号IIを受け入れている。ト
ランジスタT11およびT12のドレインは、2つのト
ランジスタ対、すなわち第1の対としてのトランジスタ
T14およびT15と、第2の対としてのトランジスタ
T17およびT18、にそれぞれ接続されている。
ンは、抵抗R5の一方の端子に接続され、その他端は供
給電圧VCCを受け入れている。同様に、トランジスタ
T15およびT18のドレインは、抵抗R7の一方の端
子に接続され、その他端はまた供給電圧VCCを受け入
れている。トランジスタT14,T15,T17および
T18のゲートは、その周波数が増幅されることが求め
られる信号HHを受け入れている。トランジスタのドレ
インが接続された抵抗R5およびR7の接続点より引き
出されたこの回路20の出力信号は、バッファ増幅器6
0の入力に接続されている。
電力が供給される差動対として配置された1対のトラン
ジスタにより形成されている。この対は、それらのソー
スがトランジスタT20のドレインに接続され、それら
のドレインが抵抗R8およびR9の第1の端子に接続さ
れた2つのトランジスタT22およびT24により形成
され、これらの抵抗の他方の端子は供給電圧VCCを受
け入れている。
幅器60の入力を形成しているのに対して、これらのト
ランジスタのドレインは増幅器60の出力を形成してい
る。トランジスタT3,T10およびT20のゲート
は、トランジスタT40のゲートに接続されており、ト
ランジスタT40のドレインはそのゲートと電流生成器
GCとの両方に接続されておりこれによってカレントミ
ラーを形成している。
更することによって、上述したような2つの異なる乗算
率によって周波数乗算回路が演算を行なうことができる
ことは、良く観察されるべきである。
係る周波数乗算回路によれば、排他的論理和ゲートの出
力と入力との間に接続された周波数分割回路を設けるよ
うにしたので、位相シフト要素を設けなくても、高周波
数信号を含む再生信号を生成することが可能となる。
現性に優れていると共に高周波領域の再生を容易に実現
することができる。また、高周波信号を再生することを
単に実現できるばかりでなく、費用を掛けることなく再
生することができ、周波数乗算回路の電子装置への適用
を低コストで行なうことができるばかりでなく、信号周
波数の乗算を低コストで行なうことも可能になる。
ック図である。
成を示す回路図である。
イミング図である。
回路図である。
算回路を示す回路図である。
るためのタイミング図である。
4に示されたタイプの周波数乗算回路の実施形態の一例
を示す回路図である。
Claims (8)
- 【請求項1】周期的な信号を生成する信号生成器と、前
記周期的な信号を受信する排他的論理和ゲートに基づい
て形成され、それらの周波数を乗算する周波数乗算回路
と、を少なくとも含む周波数乗算回路を備える電子装置
において、 前記周波数乗算回路は、前記排他的論理和ゲートに加え
て、前記排他的論理和ゲートの出力と入力との間に接続
された周波数分割回路を含むことを特徴とする周波数乗
算回路を備える電子装置。 - 【請求項2】前記周波数乗算回路は、前記周期的な信号
の周波数で90度位相がシフトされた信号を生成するた
めに2つの出力を有していることを特徴とする請求項1
に記載の周波数乗算回路を備える電子装置。 - 【請求項3】前記2つの出力は、前記周波数分割回路の
接続点によって形成されることを特徴とする請求項2に
記載の周波数乗算回路を備える電子装置。 - 【請求項4】前記周波数乗算回路は、電流モード論理と
呼ばれる論理により実現されていることを特徴とする請
求項1ないし請求項3の何れかに記載の周波数乗算回路
を備える電子装置。 - 【請求項5】前記周波数分割回路は、フリップフロップ
入力を有するフリップフロップにより形成され、前記周
波数分割回路の状態は前記フリップフロップ入力へ供給
される方形波出力信号の各立ち上がりまたは立ち下がり
エッジ毎に変化可能であることを特徴とする請求項1な
いし請求項4の何れかに記載の周波数乗算回路を備える
電子装置。 - 【請求項6】前記方形波出力信号は、前記フリップフロ
ップの出力に接続されていることを特徴とする請求項5
に記載の周波数乗算回路を備える電子装置。 - 【請求項7】請求項1ないし請求項6の何れかに記載の
電子装置に用いるのに適する周波数乗算回路であって、
前記周波数乗算回路は、その周波数が乗算されることを
望まれている信号を受信する排他的論理和ゲートに基づ
いて形成され、前記周波数乗算回路は、その出力が前記
乗算回路の出力を形成すると共に他方の入力が前記乗算
回路の入力を形成する前記ゲートの出力と一方の入力と
の間に接続された周波数分割回路を含むことを特徴とす
る周波数乗算回路。 - 【請求項8】請求項1ないし請求項6の何れかに記載の
電子装置に用いられる信号の周波数を乗算する方法であ
って、 その周波数が乗算されることが望まれており、周波数を
乗算された信号を生成する観点より処理される信号を有
する排他的論理和ゲートによる第1の動作ステップと、 前記第1の動作から結果する信号の周波数を分割するこ
とにより前記処理された信号を生成する第2の動作ステ
ップと、 を備えることを特徴とする信号周波数を乗算する方法。
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