JP2003124833A - Receiving device, phase shift network circuit, and image rejection method - Google Patents
Receiving device, phase shift network circuit, and image rejection methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、GPS受信機等と
して適用される受信装置等に係り、特に差動信号で動作
するフェーズシフトネットワーク回路を用いた受信装置
等に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a receiver used as a GPS receiver or the like, and more particularly to a receiver using a phase shift network circuit operating with a differential signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】GPS(Global Positioning Systems)受
信機を含め、一般的な受信装置では、信号波の位相をず
らして合成するフェーズシフトネットワーク(PSN:P
hase Shift Network)回路を使用したシステム構成を取
ることができる。このPSN方式を採用することによ
り、周波数変換を行うミキサ回路を動作させたときに発
生するイメージ信号を抑圧することができ、このイメー
ジ信号を抑圧することのできる受信回路を構成すること
ができる。一般的な受信装置にてこのような構成を取る
ことによって、ミキサ回路を一段にすることができると
共に、例えば発振器をIC上に構成する必要があって回
路をできるだけシンプルにしたい場合等に、かかる構成
は好ましいものである。2. Description of the Related Art In a general receiving device including a GPS (Global Positioning Systems) receiver, a phase shift network (PSN: P
A system configuration using a hase Shift Network) circuit can be adopted. By adopting this PSN method, it is possible to suppress an image signal generated when a mixer circuit that performs frequency conversion is operated, and it is possible to configure a receiving circuit that can suppress this image signal. By adopting such a configuration in a general receiving device, the mixer circuit can be provided in one stage, and it is necessary, for example, when the oscillator needs to be configured on the IC and the circuit is to be as simple as possible. The configuration is preferred.
【0003】図8は、従来、一般的な位相器に採用され
ていたPSN回路の回路構成を示した図である。トラン
ジスタQ1のエミッタ(E)側とコレクタ(C)側とがそれ
ぞれ逆相関係にあることから、それらを加算して、次段
のトランジスタQ2でアンプして出力している。このと
き、コンデンサC1と抵抗R3との比を設定することに
よって、希望した周波数において位相を90度回転させ
て移相信号を出力することができる。FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of a PSN circuit conventionally used in a general phase shifter. Since the emitter (E) side and the collector (C) side of the transistor Q1 are in opposite phase to each other, they are added and amplified by the next-stage transistor Q2 and output. At this time, by setting the ratio between the capacitor C1 and the resistor R3, it is possible to rotate the phase by 90 degrees at the desired frequency and output the phase shift signal.
【0004】即ち、図8に示すように、入力信号源から
の入力信号V1は、トランジスタQ1、抵抗R1、抵抗
R2からなるアンプ回路に入力される。このアンプ回路
の入力と同相の出力は、トランジスタQ1のエミッタ
(E)から取り出され、逆相の出力はトランジスタQ1の
コレクタ(C)から取り出される。トランジスタQ1のエ
ミッタ抵抗をre1とすると、逆相出力ゲインは、
R2/(R1+re1)
で示され、一般的には0dBに設定される。そのため
に、抵抗R1は抵抗R2以下の値となる。また、周波数
特性を良好にするために抵抗R2は小さく設定する必要
があり、出力レベルを確保するためには、トランジスタ
Q1に流す電流は大きくなる。That is, as shown in FIG. 8, an input signal V1 from an input signal source is input to an amplifier circuit composed of a transistor Q1, a resistor R1 and a resistor R2. The output of the same phase as the input of this amplifier circuit is the emitter of the transistor Q1.
The output of the opposite phase is taken out from the collector (C) of the transistor Q1. When the emitter resistance of the transistor Q1 is re1, the anti-phase output gain is represented by R2 / (R1 + re1) and is generally set to 0 dB. Therefore, the resistance R1 has a value less than or equal to the resistance R2. Further, the resistance R2 needs to be set small in order to improve the frequency characteristic, and the current flowing through the transistor Q1 becomes large in order to secure the output level.
【0005】ここで、コンデンサC1および抵抗R3は
位相シフト量を決定する移相素子であり、それぞれ、ト
ランジスタQ1の逆相出力と同相出力に接続される。一
方、トランジスタQ2、抵抗R4、抵抗R5は位相シフ
トされた信号の出力回路であり、同相で出力する場合に
はトランジスタQ2のエミッタ(E)から出力し、ゲイン
補正を行う場合にはトランジスタQ2のコレクタ(C)か
ら出力する。この場合に、トランジスタQ2のエミッタ
抵抗をre2とすると、この場合のゲインは、
R5/(R4+re2)
で決定される。Here, the capacitor C1 and the resistor R3 are phase shifting elements that determine the amount of phase shift, and are connected to the anti-phase output and the in-phase output of the transistor Q1, respectively. On the other hand, the transistor Q2, the resistor R4, and the resistor R5 are an output circuit of a phase-shifted signal. When outputting in-phase, the transistor Q2 outputs from the emitter (E) of the transistor Q2. Output from collector (C). In this case, assuming that the emitter resistance of the transistor Q2 is re2, the gain in this case is determined by R5 / (R4 + re2).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8に
示すような従来技術の回路構成では、妨害波の影響を受
け易く、即ち、電源またはGNDに乗った不要信号が信
号ラインに加算されてしまい、S/Nやスプリアスレベ
ル等の通信品質が悪化する問題があった。特に通信機関
係では、電源とGNDとの回り込みに非常に敏感な場合
が多く、従来技術の回路構成は、微弱な信号を扱う回路
には使用することができなかった。However, in the circuit configuration of the prior art as shown in FIG. 8, the circuit is easily affected by an interfering wave, that is, an unnecessary signal on the power supply or GND is added to the signal line. , S / N, spurious levels, etc. have a problem of deteriorating communication quality. Particularly in the field of communication equipment, in many cases, it is very sensitive to the sneak of the power supply and the GND, and the circuit configuration of the prior art cannot be used for a circuit handling a weak signal.
【0007】また、トランジスタQ1の逆相信号側の出
力インピーダンスは抵抗R2で決まるために、抵抗R2
は小さな値に設定する必要がある。また、同時に出力ゲ
インを0dBとするので、抵抗R1も抵抗R2以下の小
さな値となってしまい、必要な出力振幅を得るために
は、トランジスタQ1に流す電流が大きくなってしまう
問題があった。The output impedance of the transistor Q1 on the negative phase signal side is determined by the resistor R2.
Should be set to a small value. Further, since the output gain is set to 0 dB at the same time, the resistance R1 also becomes a small value equal to or smaller than the resistance R2, and there is a problem that the current flowing through the transistor Q1 becomes large in order to obtain a required output amplitude.
【0008】本発明は、以上のような技術的課題を解決
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、高感度な受信回路を実現することにある。The present invention has been made to solve the above technical problems, and an object of the present invention is to realize a highly sensitive receiving circuit.
【0009】また、他の目的は、移相素子の接続先を工
夫して設計の自由度を高め、低消費電流化を可能とする
ことにある。Another object of the present invention is to devise the connection destination of the phase shift element to increase the degree of freedom in design and to reduce the current consumption.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明が適用される受信装置は、直交関係にある第1の周波
数および第2の周波数を出力する電圧制御発振器と、G
PS(Global Positioning Systems)信号等の受信信号に
て、分配された一方の受信信号と第1の周波数とをミキ
シングする第1のミキサ回路と、分配された他方の受信
信号と第2の周波数とをミキシングする第2のミキサ回
路と、第1のミキサ回路からの出力に対して90度の位
相差で位相を回す第1のフェーズシフトネットワークブ
ロックと、第2のミキサ回路からの出力に対して90度
の位相差で位相を回す第2のフェーズシフトネットワー
クブロックと、第1のフェーズシフトネットワークブロ
ックからの出力と第2のフェーズシフトネットワークブ
ロックからの出力とを加算する加算器とを備え、この第
1のフェーズシフトネットワークブロックおよび第2の
フェーズシフトネットワークブロックを構成するフェー
ズシフトネットワーク回路は、差動信号で動作すること
を特徴としている。Based on the above object, a receiving apparatus to which the present invention is applied includes a voltage controlled oscillator which outputs a first frequency and a second frequency which are in an orthogonal relationship,
In a received signal such as a PS (Global Positioning Systems) signal, a first mixer circuit that mixes one distributed received signal with a first frequency, and another distributed received signal with a second frequency To the output from the first mixer circuit, a first phase shift network block that rotates a phase with a phase difference of 90 degrees with respect to the output from the first mixer circuit, and an output from the second mixer circuit. A second phase shift network block that rotates the phase with a phase difference of 90 degrees; and an adder that adds the output from the first phase shift network block and the output from the second phase shift network block. The phase shift network circuit that constitutes the first phase shift network block and the second phase shift network block is The feature is that it operates with a differential signal.
【0011】ここで、この第1のフェーズシフトネット
ワークブロックおよび第2のフェーズシフトネットワー
クブロックは、それぞれ複数のフェーズシフトネットワ
ーク回路を備えたことを特徴とすれば、扱う帯域の幅を
広げることができる点で好ましい。If the first phase shift network block and the second phase shift network block are each provided with a plurality of phase shift network circuits, the width of the bandwidth to be handled can be widened. It is preferable in terms.
【0012】また、このフェーズシフトネットワーク回
路は、逆相信号の取り出しを差動信号の同相側から取り
出すことを特徴とすれば、逆相信号の出力インピーダン
スを低く設定することができる点で優れている。Further, this phase shift network circuit is excellent in that the output impedance of the negative phase signal can be set low if the negative phase signal is taken out from the in-phase side of the differential signal. There is.
【0013】一方、本発明が適用されるフェーズシフト
ネットワーク(PSN)回路は、第1の入力信号および差
動側である第2の入力信号を入力する差動入力端子と、
差動入力端子に入力された第1の入力信号を入力する第
1のバッファアンプと、差動入力端子に入力された第2
の入力信号を入力する第2のバッファアンプと、第1の
バッファアンプから第1の入力信号に対する同相信号が
入力され、位相シフト量を決めるための素子である移相
素子とを備え、この移相素子は、第2のバッファアンプ
から逆相信号が入力されることを特徴としている。On the other hand, a phase shift network (PSN) circuit to which the present invention is applied has a differential input terminal for inputting a first input signal and a second input signal on the differential side,
A first buffer amplifier that receives the first input signal that is input to the differential input terminal and a second buffer amplifier that is input to the differential input terminal
A second buffer amplifier for inputting the input signal and a phase shift element which is an element for determining a phase shift amount when the in-phase signal with respect to the first input signal is input from the first buffer amplifier. The phase shift element is characterized in that a negative phase signal is input from the second buffer amplifier.
【0014】ここで、この第2のバッファアンプから第
2の入力信号と同相の信号が入力され位相シフト量を決
めるための素子である差動側移相素子とを更に備え、こ
の差動側移相素子は、第2の入力信号と逆相の信号を第
1のバッファアンプから入力することを特徴とすること
ができる。Here, a signal on the same phase as the second input signal is input from the second buffer amplifier, and a differential side phase shift element which is an element for determining a phase shift amount is further provided. The phase shift element can be characterized in that a signal having a phase opposite to that of the second input signal is input from the first buffer amplifier.
【0015】更に他の観点から把えると、本発明は、受
信信号と電圧制御発振器から出力される周波数とがミキ
シングされたIF信号に対して位相を回して移相するフ
ェーズシフトネットワーク回路であって、IF信号の同
相信号に対して移相された信号を出力する第1の出力手
段と、IF信号の差動信号に対して移相された信号を出
力する第2の出力手段とを備えたことを特徴としてい
る。From another point of view, the present invention is a phase shift network circuit in which the received signal and the frequency output from the voltage controlled oscillator rotate the phase with respect to the mixed IF signal. A first output means for outputting a signal phase-shifted with respect to the in-phase signal of the IF signal, and a second output means for outputting a signal phase-shifted with respect to the differential signal of the IF signal. It is characterized by having.
【0016】また、本発明は、イメージリジェクション
方法として把握することができる。ここでは、直交関係
にある2つの周波数を出力し、分配された受信信号のそ
れぞれと出力される2つの周波数とをミキシングしてI
F周波数に変換し、変換されたIF信号に対してそれぞ
れ90度の位相差で位相を回して移相信号を出力し、出
力された移相信号を加算してイメージ信号を抑圧するイ
メージリジェクション方法であり、ここで出力される移
相信号は、差動関係にある信号であることを特徴として
いる。Further, the present invention can be understood as an image rejection method. Here, two frequencies having an orthogonal relationship are output, and each of the distributed reception signals and the two frequencies output are mixed to obtain I
Image rejection for converting to an F frequency, rotating the phase with a phase difference of 90 degrees for each of the converted IF signals, outputting a phase shift signal, and adding the output phase shift signals to suppress an image signal The method is characterized in that the phase shift signal output here is a signal having a differential relationship.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は、本実施の
形態が適用される受信装置の構成を示すブロック図であ
る。この図1に示す受信装置は、GPSなどの受信機に
て、高周波信号とローカル信号とを混合し中間周波数信
号(IF信号)に変換する際にイメージ成分を除去するイ
メージリジェクションミキサを備えたものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a receiving apparatus to which this embodiment is applied. The receiver shown in FIG. 1 is equipped with an image rejection mixer for removing an image component when a high frequency signal and a local signal are mixed and converted into an intermediate frequency signal (IF signal) in a receiver such as GPS. It is a thing.
【0018】図1に示す受信システムは、高周波の受信
信号を増幅する高周波増幅器(RFAMP)11、直交関
係にある2つの周波数を出力する電圧制御発振器(VC
O)12、RF AMP11にて増幅された受信信号とV
CO12で作られた直交する位相を持つローカル信号と
をミキシングして(掛け算して)IF周波数に変換するミ
キサ回路13,16、IF周波数に変換されたIF信号
を増幅するIF AMP14,17、差動動作して90度
の位相差で位相を回すフェーズシフトネットワーク(P
SN:Phase Shift Network)ブロック15,18、直交
系の2つの系を足し合わせる加算器19、帯域制限を行
うBPF20、および帯域制限された信号を増幅出力す
るためのLIM AMP21を備えている。The receiving system shown in FIG. 1 comprises a high frequency amplifier (RFAMP) 11 for amplifying a high frequency received signal and a voltage controlled oscillator (VC) for outputting two frequencies in orthogonal relation.
O) 12, received signal amplified by RF AMP11 and V
Mixer circuits 13 and 16 for mixing (multiplying) a local signal having a quadrature phase made by the CO 12 and converting to an IF frequency, IF AMPs 14 and 17 for amplifying the IF signal converted to an IF frequency, a difference Phase shift network that moves dynamically and rotates the phase with a phase difference of 90 degrees (P
It includes SN (Phase Shift Network) blocks 15 and 18, an adder 19 for adding two orthogonal systems, a BPF 20 for band limiting, and a LIM AMP 21 for amplifying and outputting a band limited signal.
【0019】図1に示されるRF AMP11にて増幅
された受信信号は、同相2分配される。同相2分配され
たもののうちの一方はVCO12で作られた第1のロー
カル信号とミキサ回路13で掛け算され、また、他方は
VCO12で作られた第1のローカル信号と直交する位
相を持つ第2のローカル信号とミキサ回路16で掛け算
され、それぞれIF周波数に変換される。ミキサ回路1
3で変換されたIF信号は、IF AMP14で増幅さ
れ、PSNブロック15によって90度の位相差で位相
が回され、加算器19に入力される。一方、ミキサ回路
16で変換されたIF信号は、IF AMP17で増幅
され、PSNブロック18によって90度の位相差で位
相が回され、加算器19に入力される。The received signal amplified by the RF AMP 11 shown in FIG. 1 is divided into two in-phase. One of the two in-phase divided signals is multiplied by the first local signal made by the VCO 12 by the mixer circuit 13, and the other is divided by the second local signal having a phase orthogonal to the first local signal made by the VCO 12. Is multiplied by the local signal of and is converted into an IF frequency. Mixer circuit 1
The IF signal converted in 3 is amplified by the IF AMP 14, the phase thereof is rotated by the PSN block 15 with a phase difference of 90 degrees, and the IF signal is input to the adder 19. On the other hand, the IF signal converted by the mixer circuit 16 is amplified by the IF AMP 17, the phase is rotated by the PSN block 18 with a phase difference of 90 degrees, and the IF signal is input to the adder 19.
【0020】次に、加算器19の入力部において見る
と、ミキサ回路13およびミキサ回路16に入力された
受信信号の希望周波数帯とイメージ周波数帯との違いに
より、ミキサ回路13からのIF信号およびミキサ回路
16からのIF信号では、希望周波数帯から周波数変換
されたIF信号では同相信号、イメージ周波数帯から変
換されたIF信号では逆相信号となる。そのために、こ
の加算器19にて加算された出力では、希望周波数帯か
ら変換されたIF信号は出力されるが、イメージ周波数
帯の信号は、トータルで180度位相が異なり、互いに
打ち消し合うことで抑圧され、除去される。Next, looking at the input section of the adder 19, the IF signal from the mixer circuit 13 and the IF signal from the mixer circuit 13 are different due to the difference between the desired frequency band and the image frequency band of the received signals input to the mixer circuits 13 and 16. The IF signal from the mixer circuit 16 becomes an in-phase signal in the IF signal frequency-converted from the desired frequency band, and becomes an anti-phase signal in the IF signal converted from the image frequency band. Therefore, the IF signal converted from the desired frequency band is output at the output added by the adder 19, but the signals in the image frequency band differ in phase by 180 degrees in total and cancel each other out. Suppressed and eliminated.
【0021】その後、イメージ周波数帯の信号が除去さ
れたIF信号は、BPF20にて帯域制限され、LIM
AMP21で増幅されて出力される。After that, the IF signal from which the signal in the image frequency band is removed is band-limited by the BPF 20 and LIM.
It is amplified by AMP21 and output.
【0022】図2は、PSNブロック15,18の構成
を示した図である。PSNブロック15,18は、図2
に示すように、複数のフェーズシフトネットワーク(P
SN)回路によってブロックを構成している。図2では
PSN1〜PSN4の4つのPSN回路が縦列接続され
ている。このPSNブロック15,18は、PSN回路
を複数段とせずに1段にすることも可能であるが、受信
装置で使用される受信信号の帯域に対し、段数を増やす
ことで扱える帯域の幅を広げることが可能である。本実
施の形態では、図2に示すPSN1〜PSN4にて、1
つ1つで扱う帯域をずらし、受け持つ周波数を少しずつ
変えることで、扱える帯域の幅を広くしている。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the PSN blocks 15 and 18. The PSN blocks 15 and 18 are shown in FIG.
, Multiple phase shift networks (P
A block is composed of an (SN) circuit. In FIG. 2, four PSN circuits PSN1 to PSN4 are connected in cascade. The PSN blocks 15 and 18 may have one PSN circuit instead of a plurality of stages, but the width of the band that can be handled by increasing the number of stages with respect to the band of the reception signal used in the receiving device. It is possible to spread. In the present embodiment, in PSN1 to PSN4 shown in FIG.
The band that can be handled is widened by shifting the band handled by each one and gradually changing the frequency that it handles.
【0023】次に、本実施の形態が適用されるPSN回
路について説明する。図3は、本実施の形態が適用され
るPSN回路の第1の例について説明するための図であ
る。この図3に示す回路では、入力信号V2を差動入力
端子IN、INXから入力する。入力された信号は、ト
ランジスタQ3、電流I1、および差動関係にあるトラ
ンジスタQ6、電流I4のバッファアンプに入力され
る。移相量を決める移相素子である抵抗R6、コンデン
サC2、および差動側の移相素子である抵抗R10、コ
ンデンサC3は、先のバッファアンプのそれぞれ逆相関
係にある出力間に接続されており、この移相された信号
は、トランジスタQ4、トランジスタQ5、抵抗R7、
抵抗R8、抵抗R9、電流I2、電流I3からなるアン
プで必要量増幅され、差動出力端子OUTおよびOUT
Xにて差動信号として出力される。コンデンサC2とコ
ンデンサC3、および抵抗R6と抵抗R10とは、それ
ぞれ同じ値となっている。Next, a PSN circuit to which this embodiment is applied will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the first example of the PSN circuit to which the present embodiment is applied. In the circuit shown in FIG. 3, the input signal V2 is input from the differential input terminals IN and INX. The input signal is input to the transistor Q3, the current I1, and the buffer amplifier of the transistor Q6 and the current I4 which are in a differential relationship. A resistor R6 and a capacitor C2, which are phase shift elements that determine the amount of phase shift, and a resistor R10 and a capacitor C3, which are phase shift elements on the differential side, are connected between the outputs of the buffer amplifier in the opposite phase relationship. This phase-shifted signal is transferred to the transistor Q4, the transistor Q5, the resistor R7,
The necessary amount is amplified by an amplifier composed of the resistor R8, the resistor R9, the current I2, and the current I3, and the differential output terminals OUT and OUT.
It is output as a differential signal at X. The capacitors C2 and C3, and the resistors R6 and R10 have the same value.
【0024】図3に示すPSN回路では、入力部、バッ
ファアンプ、移相素子、アンプの全てが差動動作する構
成となっている。そのために、電源およびGNDから不
要信号が加算されても、アンプ部のコモンモードリジェ
クションより出力に影響を与えにくい状態にて動作す
る。In the PSN circuit shown in FIG. 3, all of the input section, the buffer amplifier, the phase shift element, and the amplifier operate differentially. Therefore, even if an unnecessary signal is added from the power supply and the GND, the operation is performed in a state in which the output is less affected by the common mode rejection of the amplifier section.
【0025】また、図3に示すPSN回路においては、
移相素子に入力する逆相信号を差動信号の逆相側バッフ
ァアンプ(P点、Q点)から取り出すことにより、従来の
PSN回路(図8)で問題となっていた「逆相信号側の出
力インピーダンスの問題」を解決している。即ち、図3
に示すPSN回路では、逆相側の信号を、図8のような
トランジスタQ3およびトランジスタQ6のコレクタ
(C)側から取るのではなく、差動信号の同相側、言い換
えると、お互いの逆相関係にあるエミッタ(E)側から取
っており、電源とGND側からのノイズが乗りにくくな
っている。即ち、アンプ回路の入力と同相の出力はトラ
ンジスタQ3のエミッタ(E)から取り出され、逆相の出
力はトランジスタQ6のエミッタ(E)側であるP点から
取り出される。一方、差動信号側では、まず、入力と同
相の出力(アンプ回路の入力から見れば逆相)はトランジ
スタQ6のエミッタ(E)から取り出され、それとは逆相
の出力は、トランジスタQ3のエミッタ(E)側であるQ
点から取り出される。Further, in the PSN circuit shown in FIG.
By extracting the negative-phase signal input to the phase-shift element from the negative-phase side buffer amplifier (point P, point Q) of the differential signal, there is a problem in the conventional PSN circuit (Fig. 8) The problem of output impedance is solved. That is, FIG.
In the PSN circuit shown in, the signal on the opposite phase side is output to the collectors of the transistors Q3 and Q6 as shown in FIG.
It is not taken from the (C) side, but from the in-phase side of the differential signal, in other words, from the emitter (E) side, which has an opposite phase relationship to each other, so that noise from the power supply and GND side is hard to get on. . That is, the output of the same phase as the input of the amplifier circuit is taken out from the emitter (E) of the transistor Q3, and the output of the opposite phase is taken out from the point P which is the emitter (E) side of the transistor Q6. On the other hand, on the differential signal side, first, the output in phase with the input (opposite phase when viewed from the input of the amplifier circuit) is taken out from the emitter (E) of the transistor Q6, and the output of opposite phase is the emitter of the transistor Q3. Q on the (E) side
Taken out from a point.
【0026】このように、図3に示すPSN回路では、
出力インピーダンスがバッファアンプのトランジスタQ
3、トランジスタQ6におけるエミッタ抵抗reで決ま
ることから、これらのトランジスタQ3,Q6に流す電
流のみで出力インピーダンスを決めることが可能となっ
た。そのために、従来技術である図8では、信号振幅と
出力インピーダンスを考慮する必要があったが、本実施
の形態によれば、かかる考慮が不要となり、低消費電流
の設計が可能となる。As described above, in the PSN circuit shown in FIG.
Transistor Q whose output impedance is a buffer amplifier
3. Since it is determined by the emitter resistance re of the transistor Q6, it becomes possible to determine the output impedance only by the current flowing through these transistors Q3, Q6. Therefore, in FIG. 8 which is a conventional technique, it is necessary to consider the signal amplitude and the output impedance, but according to the present embodiment, such consideration is not necessary, and a design with low current consumption is possible.
【0027】尚、図3の回路では、出力をトランジスタ
Q4およびトランジスタQ5のコレクタ側から得てい
る。トランジスタQ4およびトランジスタQ5のエミッ
タ側から出力を得ることも可能であるが、ゲインが落ち
た場合の調整をするためには、トランジスタQ4および
トランジスタQ5を通したコレクタ側から出力を得るこ
とが好ましい。In the circuit of FIG. 3, the output is obtained from the collector side of the transistors Q4 and Q5. Although it is possible to obtain the output from the emitter side of the transistors Q4 and Q5, it is preferable to obtain the output from the collector side through the transistors Q4 and Q5 in order to adjust when the gain drops.
【0028】図4は、図2に示した4段のPSN回路か
らなるPSNブロック15,18を使用した場合に実現
できる位相特性例を示した図である。図4において、横
軸は周波数(Hz)、縦軸は位相(deg)であり、4段の
PSN回路によって、4箇所の帯域を扱うことが可能と
なっている。即ち、図4では、図1に示した加算器19
に入力されるイメージ周波数帯の信号における位相特性
(PSNブロック15とPSNブロック18との差分)が
示されており、打ち消されるイメージ信号の位相が示さ
れている。加算されるイメージ周波数帯の信号が、中間
周波数約30KHz〜約10MHzの範囲において約1
80度となり、位相がちょうど180度のところに来た
場合には(180度の線とクロスするときには)、イメー
ジ信号は打ち消される。但し、回路の特性によって、1
80度から若干ずれた特性を示すことから、打ち消され
ずに残るものが存在する。FIG. 4 is a diagram showing an example of a phase characteristic that can be realized when the PSN blocks 15 and 18 composed of the 4-stage PSN circuit shown in FIG. 2 are used. In FIG. 4, the horizontal axis represents frequency (Hz) and the vertical axis represents phase (deg), and the four-stage PSN circuit makes it possible to handle four bands. That is, in FIG. 4, the adder 19 shown in FIG.
Characteristics of signals in the image frequency band input to the camera
(Difference between PSN block 15 and PSN block 18) is shown, and the phase of the image signal to be canceled is shown. The signal of the image frequency band to be added is about 1 in the intermediate frequency range of about 30 KHz to about 10 MHz.
When it is 80 degrees and the phase is exactly 180 degrees (when crossing the 180 degree line), the image signal is canceled. However, depending on the circuit characteristics, 1
Since some of the characteristics are slightly deviated from 80 degrees, some remain without being canceled.
【0029】図5は、PSN回路のゲイン特性例を示し
た図であり、縦軸は減衰量(dB)、横軸は周波数(Hz)
である。ここでは、希望信号ゲインと共に、イメージ信
号ゲインが示されている。この例では、イメージ信号
は、−40dB〜−70dB弱程度まで、周波数によっ
て変化している。このイメージ信号の減衰量は、図4に
示した位相特性における180度からのずれ量やゲイン
のずれ量によって決定される。FIG. 5 is a diagram showing an example of gain characteristics of the PSN circuit, where the vertical axis represents the amount of attenuation (dB) and the horizontal axis represents the frequency (Hz).
Is. Here, the image signal gain is shown together with the desired signal gain. In this example, the image signal changes with frequency up to about −40 dB to slightly less than −70 dB. The attenuation amount of the image signal is determined by the deviation amount from 180 degrees and the deviation amount of the gain in the phase characteristic shown in FIG.
【0030】次に、PSN回路の変形例について説明す
る。図6は、図3に示したPSN回路の第1の変形例を
示した図である。図3と同様に、差動動作する構成とな
っており、電源およびGNDからの不要信号の飛び込み
が改善され、外乱に対して強い点は、図3のPSN回路
と同様である。逆相の取り出しは、図8に示した従来技
術と同様であり、入力部のトランジスタQ7、トランジ
スタQ10のコレクタ側から逆相信号を取り出してい
る。図6の構成では、トランジスタQ7およびトランジ
スタQ10のエミッタ側に対して、電流源を使用せずに
抵抗で作り、逆相側とのゲインをそろえる構成にする必
要があることから、電源電圧が大きく動く回路等の回路
の動作条件を決定する際には、図3のPSN回路の方が
使い勝手に優れている。Next, a modification of the PSN circuit will be described. FIG. 6 is a diagram showing a first modification of the PSN circuit shown in FIG. Similar to FIG. 3, the configuration is such that it operates differentially, the jumping of unnecessary signals from the power supply and GND is improved, and points that are strong against disturbance are the same as in the PSN circuit of FIG. The extraction of the negative phase is similar to that of the conventional technique shown in FIG. 8, and the negative phase signal is extracted from the collector side of the transistors Q7 and Q10 in the input section. In the configuration of FIG. 6, the power supply voltage is large because the emitter sides of the transistors Q7 and Q10 need to be made of resistors without using a current source and have the same gain as the opposite phase side. The PSN circuit of FIG. 3 is more convenient when determining the operating conditions of a circuit such as a moving circuit.
【0031】図7は、図3に示したPSN回路の第2の
変形例を示した図である。この図7に示すPSN回路で
は、移相素子のコンデンサと抵抗の数を半分に減らす一
方で、出力は差動の形をとっている。移相素子の数が増
えると、集積化に際して面積的に不利になる場合があ
る。しかしながら、この第2の変形例によれば、移送素
子が抵抗R20とコンデンサC6の2素子で済み、IF
周波数の低い領域をカバーするPSN回路の回路規模を
小さくすることが可能となる。この図7に示す第2の変
形例では、アンプ回路の入力と同相の出力はトランジス
タQ11のエミッタ(E)から取り出され、逆相の出力は
トランジスタQ13のエミッタ(E)側であるR点から取
り出されている。そのために、図3と同様に、逆相信号
の出力インピーダンスを低く設定することが可能とな
り、消費電力を少なく設定することができる。但し、出
力段であるトランジスタQ12、抵抗R22が差動構成
ではないことから、図3および図6に示したPSN回路
よりも、電源およびGNDからの影響を受け易い。FIG. 7 is a diagram showing a second modification of the PSN circuit shown in FIG. In the PSN circuit shown in FIG. 7, the number of capacitors and resistors of the phase shift element is reduced to half, while the output has a differential form. When the number of phase shift elements increases, it may be disadvantageous in area when integrated. However, according to this second modified example, the transfer element may be two elements of the resistor R20 and the capacitor C6, and
It is possible to reduce the circuit scale of the PSN circuit that covers the low frequency region. In the second modification shown in FIG. 7, the output in phase with the input of the amplifier circuit is taken out from the emitter (E) of the transistor Q11, and the output in reverse phase is from the point R on the emitter (E) side of the transistor Q13. It has been taken out. Therefore, similarly to FIG. 3, the output impedance of the negative phase signal can be set low, and the power consumption can be set low. However, since the transistor Q12 and the resistor R22, which are the output stage, do not have a differential configuration, they are more easily affected by the power supply and GND than the PSN circuit shown in FIGS.
【0032】このように、本実施の形態によれば、GP
S等の受信システムで使用するPSN回路において、差
動信号で動作させることにより、電源およびGNDから
の不要な信号の回り込みを受け難く、受信装置において
特に必要な高感度を実現することができる。また、逆相
信号の取り出しを差動信号の逆相側から取り出すこと
で、逆相信号の出力インピーダンスを低く設定すること
が可能となり、消費電力を少なくすることができる。As described above, according to the present embodiment, the GP
In the PSN circuit used in the receiving system such as S, by operating with a differential signal, it is difficult to receive an unnecessary signal from the power supply and the GND, and it is possible to realize the high sensitivity particularly required in the receiving device. Further, by extracting the negative phase signal from the negative phase side of the differential signal, the output impedance of the negative phase signal can be set low, and the power consumption can be reduced.
【0033】尚、本実施の形態では、GPS等の受信シ
ステムで使用するPSN回路について説明したが、微弱
な信号を扱う他の通信装置等に対しても適用することが
可能である。例えば、コードレス電話の盗聴防止システ
ム等の音声処理において、本実施の形態における差動信
号で動作させるPSN回路を用いて外乱の影響を軽減す
ることが可能となる。In the present embodiment, the PSN circuit used in the receiving system such as GPS has been described, but the present invention can be applied to other communication devices handling weak signals. For example, in voice processing such as a wiretapping prevention system for a cordless telephone, it is possible to reduce the influence of disturbance by using the PSN circuit operated by the differential signal according to the present embodiment.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高感度な受信回路を実現した受信装置を提供することが
できる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a receiving device that realizes a highly sensitive receiving circuit.
【図1】 本実施の形態が適用される受信装置の構成を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus to which this embodiment is applied.
【図2】 PSNブロックの構成を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a PSN block.
【図3】 本実施の形態が適用されるPSN回路の第1
の例について説明するための図である。FIG. 3 is a first PSN circuit to which the present embodiment is applied.
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of FIG.
【図4】 4段のPSN回路からなるPSNブロックを
使用した場合に実現できる位相特性例を示した図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing an example of phase characteristics that can be realized when a PSN block including a 4-stage PSN circuit is used.
【図5】 PSN回路のゲイン特性例を示した図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing an example of gain characteristics of a PSN circuit.
【図6】 図3に示したPSN回路の第1の変形例を示
した図である。6 is a diagram showing a first modification of the PSN circuit shown in FIG.
【図7】 図3に示したPSN回路の第2の変形例を示
した図である。7 is a diagram showing a second modification of the PSN circuit shown in FIG.
【図8】 従来、一般的な位相器に採用されていたPS
N回路の回路構成を示した図である。FIG. 8 is a PS that has been conventionally adopted in a general phase shifter.
It is the figure which showed the circuit structure of N circuit.
11…高周波増幅器(RF AMP)、12…電圧制御発
振器(VCO)、13…ミキサ回路、14…IF AM
P、15…フェーズシフトネットワーク(PSN)ブロッ
ク、16…ミキサ回路、17…IF AMP、18…フ
ェーズシフトネットワーク(PSN)ブロック、19…加
算器、20…BPF、21…LIM AMP11 ... High frequency amplifier (RF AMP), 12 ... Voltage controlled oscillator (VCO), 13 ... Mixer circuit, 14 ... IF AM
P, 15 ... Phase shift network (PSN) block, 16 ... Mixer circuit, 17 ... IF AMP, 18 ... Phase shift network (PSN) block, 19 ... Adder, 20 ... BPF, 21 ... LIM AMP
Claims (11)
の周波数を出力する電圧制御発振器と、 分配された一方の受信信号と前記電圧制御発振器から出
力された前記第1の周波数とをミキシングする第1のミ
キサ回路と、 分配された他方の受信信号と前記電圧制御発振器から出
力された前記第2の周波数とをミキシングする第2のミ
キサ回路と、 前記第1のミキサ回路からの出力に対して90度の位相
差で位相を回す第1のフェーズシフトネットワークブロ
ックと、 前記第2のミキサ回路からの出力に対して90度の位相
差で位相を回す第2のフェーズシフトネットワークブロ
ックと、 前記第1のフェーズシフトネットワークブロックからの
出力と前記第2のフェーズシフトネットワークブロック
からの出力とを加算する加算器とを備え、 前記第1のフェーズシフトネットワークブロックおよび
前記第2のフェーズシフトネットワークブロックを構成
するフェーズシフトネットワーク回路は、差動信号で動
作することを特徴とする受信装置。1. A first frequency and a second frequency which are in an orthogonal relationship.
A voltage-controlled oscillator that outputs the frequency, a first mixer circuit that mixes one of the distributed received signals and the first frequency that is output from the voltage-controlled oscillator, and the other received signal that is distributed. A second mixer circuit for mixing with the second frequency output from the voltage controlled oscillator; and a first phase shift for rotating the phase with a phase difference of 90 degrees with respect to the output from the first mixer circuit. A network block, a second phase shift network block that rotates a phase with a phase difference of 90 degrees with respect to an output from the second mixer circuit, an output from the first phase shift network block, and a second phase shift network block. An adder for adding the output from the phase shift network block, and the first phase shift network block and The phase-shift network circuits constituting the second phase shift network block, receiving apparatus characterized by operating in a differential signal.
ブロックおよび前記第2のフェーズシフトネットワーク
ブロックは、それぞれ複数のフェーズシフトネットワー
ク回路を備え、複数の当該フェーズシフトネットワーク
回路は、差動信号で動作することを特徴とする請求項1
記載の受信装置。2. The first phase shift network block and the second phase shift network block each include a plurality of phase shift network circuits, and the plurality of phase shift network circuits operate with differential signals. Claim 1 characterized by the above-mentioned.
The receiver described.
は、逆相信号の取り出しを差動信号の同相側から取り出
すことを特徴とする請求項2記載の受信装置。3. The receiving device according to claim 2, wherein the phase shift network circuit extracts the reverse phase signal from the in-phase side of the differential signal.
サ回路によってミキシングされる前記受信信号は、GP
S(Global Positioning Systems)信号であることを特徴
とする請求項1記載の受信装置。4. The received signal mixed by the first mixer circuit and the second mixer circuit is GP.
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the receiving apparatus is an S (Global Positioning Systems) signal.
の入力信号を入力する差動入力端子と、 前記差動入力端子に入力された前記第1の入力信号を入
力する第1のバッファアンプと、 前記差動入力端子に入力された前記第2の入力信号を入
力する第2のバッファアンプと、 前記第1のバッファアンプから前記第1の入力信号に対
する同相信号が入力され、位相シフト量を決めるための
素子である移相素子とを備え、 前記移相素子は、前記第2のバッファアンプから逆相信
号が入力されることを特徴とするフェーズシフトネット
ワーク回路。5. A first input signal and a second differential side.
A differential input terminal for inputting the input signal, a first buffer amplifier for inputting the first input signal input to the differential input terminal, and a second buffer input for the differential input terminal A second buffer amplifier which inputs an input signal; and a phase shift element which is an element for determining a phase shift amount when the in-phase signal with respect to the first input signal is input from the first buffer amplifier, The phase shift network circuit, wherein the phase shift element receives a negative phase signal from the second buffer amplifier.
の入力信号と同相の信号が入力され、位相シフト量を決
めるための素子である差動側移相素子とを更に備え、 前記差動側移相素子は、前記第2の入力信号と逆相の信
号を前記第1のバッファアンプから入力することを特徴
とする請求項5記載のフェーズシフトネットワーク回
路。6. The second buffer amplifier to the second buffer amplifier
A signal having the same phase as that of the input signal is input, and the differential-side phase-shifting element is an element for determining the amount of phase shift. 6. The phase shift network circuit according to claim 5, wherein the signal is input from the first buffer amplifier.
る周波数とがミキシングされたIF信号に対して位相を
回して移相するフェーズシフトネットワーク回路であっ
て、 前記IF信号の同相信号に対して移相された信号を出力
する第1の出力手段と、 前記IF信号の差動信号に対して移相された信号を出力
する第2の出力手段とを備えたことを特徴とするフェー
ズシフトネットワーク回路。7. A phase shift network circuit, in which a received signal and a frequency output from a voltage controlled oscillator rotate a phase with respect to a mixed IF signal to shift a phase, wherein a phase shift network circuit is provided for the in-phase signal of the IF signal. Phase shifter comprising: first output means for outputting a phase-shifted signal and second output means for outputting a phase-shifted signal with respect to the differential signal of the IF signal. Network circuit.
る逆相信号の取り出しを前記差動信号の同相側から取り
出すことを特徴とする請求項7記載のフェーズシフトネ
ットワーク回路。8. The phase shift network circuit according to claim 7, wherein the first output means extracts a reverse phase signal for the phase shift element from the in-phase side of the differential signal.
る逆相信号の取り出しを前記同相信号の同相側から取り
出すことを特徴とする請求項7記載のフェーズシフトネ
ットワーク回路。9. The phase shift network circuit according to claim 7, wherein the second output means extracts a reverse phase signal for the phase shift element from the same phase side of the common mode signal.
し、 分配された受信信号のそれぞれと出力される2つの周波
数とをミキシングしてIF周波数に変換し、 IF周波数に変換されたIF信号に対してそれぞれ90
度の位相差で位相を回して移相信号を出力し、 出力された前記移相信号を加算してイメージ信号を抑圧
するイメージリジェクション方法であり、 出力される前記移相信号は、差動関係にある信号である
ことを特徴とするイメージリジェクション方法。10. Outputting two frequencies that are in an orthogonal relationship, mixing each of the distributed received signals with the two frequencies that are output, converting to an IF frequency, and converting to an IF signal converted to an IF frequency. 90 for each
Is a method of rotating a phase with a phase difference of 1 degree to output a phase shift signal, and adding the output phase shift signals to suppress an image signal. An image rejection method characterized in that they are related signals.
信号に対する逆相信号の取り出しを差動信号の同相側か
ら取り出して当該移相信号を生成することを特徴とする
請求項10記載のイメージリジェクション方法。11. The IF for outputting the phase shift signal
11. The image rejection method according to claim 10, wherein an out-of-phase signal with respect to the signal is extracted from the in-phase side of the differential signal to generate the phase-shifted signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001315758A JP2003124833A (en) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | Receiving device, phase shift network circuit, and image rejection method |
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