JP2003283252A - 周波数変換回路 - Google Patents

周波数変換回路

Info

Publication number
JP2003283252A
JP2003283252A JP2002087327A JP2002087327A JP2003283252A JP 2003283252 A JP2003283252 A JP 2003283252A JP 2002087327 A JP2002087327 A JP 2002087327A JP 2002087327 A JP2002087327 A JP 2002087327A JP 2003283252 A JP2003283252 A JP 2003283252A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
local
amplifiers
conversion circuit
frequency conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002087327A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayoshi Tomikawa
庄悦 冨川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Yamagata Ltd
Original Assignee
NEC Yamagata Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Yamagata Ltd filed Critical NEC Yamagata Ltd
Priority to JP2002087327A priority Critical patent/JP2003283252A/ja
Publication of JP2003283252A publication Critical patent/JP2003283252A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミキサ特性に大きく影響を与えるローカルア
ンプ出力レベルの調整が容易な周波数変換回路を得る。 【解決手段】 ローカルアンプ部2を、互いに並列接続
した複数のECLアンプとし、またこれ等ECLアンプ
の負荷をコイルL1,L2による負荷とする。これ等E
CLアンプを使用周波数帯域に応じて選択制御すること
により、ゲイン周波数特性が調整でき、またコイル負荷
としたので、ECLアンプ入力バイアスV3,V4によ
るローカル信号レベル調整を行っても、DCバイアス変
動が生じなくなり、ミキサ特性の調整が適切に可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は周波数変換回路に関
し、特にローカル信号を増幅してこの増幅出力と入力信
号とを混合して周波数変換する周波数変換回路に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】通信機器である、例えば携帯電話におい
ては、送受信部分において、高周波ミキサ回路( 周波数
変換回路) が用いられているが、特に携帯電話用のRF
−LSIでは、高周波である1GHz〜2GHzを動作
範囲とする送信及び受信ブロック内に、この高周波ミキ
サ回路が組込まれて構成されている。この様な携帯電話
用のRF−LSIは、一般的に、送信系LSIと受信系
LSIとPLL系LSIという3つのチップにより構成
されるのが主流となってはいるが、近年では1チップ化
することが要求されている。
【0003】この様な高周波ミキサ回路の従来例とし
て、図3に示す構成のものがある。図3に示す如く、高
周波ミキサ回路は、基本的にミキサ部(周波数変換部)
1と、ローカルアンプ部2と、インピーダンスマッチン
グ部3とから構成される。
【0004】ミキサ部1は周知のギルバートセルタイプ
構成であり、トランジスタQ1〜Q6、抵抗R1〜R3
からなり、高周波入力信号(RF−IN)がカップリン
グコンデンサC1,C2を介してトランジスタQ5,Q
6のベースへ供給されており、ローカルアンプ部2から
の増幅ローカル信号がトランジスタQ1〜Q4のベース
へ直接供給されている。高周波入力信号とローカル信号
とが周波数混合されることにより、両者の差または和の
周波数を有する信号がトランジスタQ1〜Q4の各コレ
クタより導出され(MIX−OUT)て、インピーダン
スマッチング部3を介して周波数変換出力となるのであ
る。
【0005】このインピーダンスマッチング部3はコン
デンサC1とコイルL3とからなっており、出力端子の
インピーダンスを50Ωに整合するためのものである。
なお、V1はミキサ部3のトランジスタQ5,Q6のベ
ースバイアスを示している。
【0006】ローカルアンプ部2はECL(エミッタカ
ップル論理回路)型となっており、トランジスタQ7,
Q8と、コレクタ負荷抵抗R7,R8と、トランジスタ
Q7,Q8のエミッタ共通点とアースとの間に接続され
た抵抗R4と、トランジスタQ7,Q8のベースバイア
V3,V4とからなっている。ローカル信号はカップリ
ングコンデンサC4,C5を介してトランジスタQ7,
Q8のベースへ供給されており、トランジスタQ7,Q
8による増幅出力がミキサ部1へ直接供給されている。
【0007】ローカルアンプ部2のコレクタ負荷抵抗R
7,R8は、ローカルアンプ部2の出力レベルを定める
ためのものであって、ローカルアンプ出力レベル調整用
抵抗として機能する。抵抗R4はローカルアンプ部2の
動作電流を定めるためのものであって、ローカルアンプ
定電流調整用抵抗として機能する。
【0008】この様な高周波ミキサ回路において、RF
入力信号とローカル信号との周波数差または周波数和を
有するミキサ(MIX)出力信号の代表的な特性は、M
IX出力ゲインとNF(雑音指数)であり、この両者は
ローカル信号レベルと密接な関係にある。すなわち、図
4に、ローカル信号レベルとMIX出力ゲイン及びNF
との関係を示しており、ローカルアンプ部2の出力レベ
ルであるローカル信号レベルの増大に伴って、MIX出
力ゲインは増大するが、NFは逆に減少してお互いにト
レードオフの関係にある。
【0009】また、ローカル信号レベルが大きければ、
MIX出力ゲイン及びNFは共に安定領域にあるが、大
きすぎると、図5に示す如く、Noise Floor
特性が増大してスプリアス等のノイズ源となってしまう
という問題がある。なお、図5はローカル信号レベルと
MIXパワー及びNOISE FLOORとの関係を示
したものである。
【0010】従って、MIX特性を最大限に引出すため
には、上述したトレードオフやNOISE FLOOR
を考慮したローカルアンプの出力レベルの最適化を行う
ことが必要になる。
【0011】また、図3に示すような多段構成のシステ
ムでは、ミキサ回路の配置によってノイズ特性に大きく
影響する。入力信号に対してミキサ回路が前段配置であ
るときには、NFに与える影響が大きくみえ、入力信号
に対してミキサ回路が後段配置であるときには、Noi
se Floorに与える影響が大きくみえる。NF
は、ローカルアンプに対してある一定以上の出力レベル
を加えることにより、図4,5に示した如く、MIX出
力レベル(ゲインやパワーと同義)と同様に安定領域で
使用することができるが、先述した如く、ローカルアン
プレベルが大きすぎると、MIXパワーが低下しNoi
se Floorが悪化することになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】図3の従来回路におい
ては、ローカルアンプ部2の入力バイアス調整により、
すなわちトランジスタQ7,Q8のベースバイアスV
3,V4により、ローカルアンプ出力レベルの調整をす
ることが可能ではあるが、それに伴うローカルアンプ出
力のDCバイアス変動が問題となる。すなわち、ローカ
ルアンプ部2のトランジスタQ7,Q8のコレクタ負が
抵抗負荷となっており、かつこの負荷出力がミキサ部1
へ直接供給(ダイレクトカップリング)されているため
に、ローカルアンプ部のバイアス調整に起因してローカ
ルアンプ出力のDCバイアスが変動し、ひいてはミキサ
部1のDCバイアスも変動することになって、回路特性
に影響を与えることになる。
【0013】また、ローカルアンプ部2の出力負荷抵抗
を可変とすることも考えられるが、これまた、バイアス
変動の問題が発生する。図3の例では、この出力負荷抵
抗が固定抵抗であって、ローカル出力ラインの高周波寄
生成分(レイアウト、パッケージ、基板)による出力レ
ベル損失の見込みが困難であることから、ローカル出力
レベルの最適化は、いわゆるカット&トライ手法に頼ら
ざるを得ないのが現状である。
【0014】また、使用周波数帯域が単一の場合には、
図3の回路で良いが、システムによって使用周波数帯が
変わると、ローカルアンプ部2の周波数特性のために、
充分なゲインが得られず、よってミキサ特性の適正化が
図れないという問題もある。
【0015】本発明の目的は、ミキサ特性に大きく影響
を与えるローカルアンプ出力レベルの調整を容易とする
と共に使用周波数帯によってもミキサ特性の最適化が図
れるようにした周波数変換回路を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明による周波数変換
回路は、ローカル信号を増幅してこの増幅出力と入力信
号とを混合して周波数変換する周波数変換回路であっ
て、並列に設けられ各々がコイル負荷を有する複数のア
ンプからなるローカルアンプ部と、これ等複数のアンプ
をローカル周波数に応じて選択的に活性制御をなす制御
手段と、この制御手段により活性制御された前記アンプ
の並列出力と前記入力信号とを周波数混合する周波数混
合部とを含むことを特徴とする。
【0017】本発明による他の周波数変換回路は、ロー
カル信号を増幅してこの増幅出力と入力信号とを混合し
て周波数変換する周波数変換回路であって、並列に設け
られ各々が抵抗負荷を有する複数のアンプからなるロー
カルアンプ部と、これ等複数のアンプをローカル周波数
に応じて選択的に活性制御をなす制御手段と、この制御
手段により活性制御された前記アンプの並列出力と前記
入力信号とを周波数混合する周波数混合部とを含むこと
を特徴とする。
【0018】本発明の作用を述べる。ローカルアンプ部
を、互いに並列接続した複数のECLアンプにより構成
して、ローカル信号の周波数に応じてこれ等ECLアン
プを選択的に活性制御して使用するよう構成することに
より、ローカルアンプ部の周波数特性が調整できる。す
なわち、ローカル周波数が高くなれば、ローカルアンプ
部のゲインが低下する傾向があり、図4,5にて説明し
たローカル信号レベルが適切に得られず、よってMIX
特性が劣化するので、これを補償するために、ECLの
並列接続段数を増やして、ローカルアンプ部のゲインを
増大させ、ローカル信号レベル低下を補償する構成とす
るのである。
【0019】また、ECLアンプのコレクタ負荷を抵抗
負荷に代えてコイル負荷とすることで、ECLアンプの
トランジスタのベースバイアス調整を行っても、DCバ
イアス変動が生じないようにしている。なお、コイル負
荷とせずに抵抗負荷としたままでも、ローカルアンプ部
を複数の並列接続アンプとすることで、各ECLに流れ
るDCバイアス電流を小とすることができ、よって、ト
ランジスタのベースバイアス調整を行っても、DCバイ
アス変動は小に抑圧することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に、図面を用いて本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明の第一の実施
例の回路図であり、図3と同等部分は同一符号により示
している。図3の回路と相違する部分について述べる
と、ローカルアンプ部2が単一のECLアンプではな
く、複数(本例では3つ)の並列接続されたECLアン
プからなっていることである。これ等各ECLアンプの
ゲインは互いに相違するものでも良く、同じであっても
良いが、システムに応じて適宜選定される。
【0021】第一のECLアンプはトランジスタQ7,
Q8と抵抗R4からなり、第二のECLアンプはトラン
ジスタQ9,Q10と抵抗R5からなり、第三のECL
アンプはトランジスタQ11,Q12と抵抗R6からな
る。これ等のECLアンプの入出力が互いに並列接続さ
れており、出力はミキサ部1へ供給されている。また、
これ等ECLアンプのコレクタ負荷はコイルL1,L2
によるコイル負荷となっている。
【0022】更に、各ECLアンプの活性制御を行うた
めに、低電源(本例では、アース)側とエミッタ抵抗R
4〜R6の各々との間に、NチャンネルMOSトランジ
スタM1〜M3からなるスイッチが設けられている。こ
れ等スイッチは図示せぬ制御回路から供給される周波数
データに応じてオンオフ制御されるようになっており、
ローカル信号の周波数に従ってECLアンプの活性制御
を行うものである。他の構成については、図3の従来回
路と同じであり、その説明は省略するものとする。
【0023】この様に構成することにより、本高周波ミ
キサ回路は、従来例と同様に、RF入力信号とローカル
信号との周波数差または周波数和を出力することに加え
て、コイル負荷としたことによって、ローカルアンプ部
2の入力バイアス調整(V3,V4)によっても、DC
バイアスが変動することなく、ローカルアンプ出力レベ
ル制御を可能とする。更には、周波数データに応じて稼
動するECLアンプ段数を制御することにより、ローカ
ルアンプ部2の周波数特性が切り替えられることにな
り、従来の固有の周波数帯(システム)から複数の周波
数帯(システム)での使用が可能となる。
【0024】高周波ミキサ回路を動作させる手順とし
て、先ず第一に周波数帯の設定と同時に、使用周波数に
合せたECLアンプ段数を有するローカルアンプ部とし
て、周波数特性を合せる。第二に、ローカルアンプ部の
入力バイアス(V3,V4)によるローカルアンプ電源
電流調整により、ミキサのゲインとNFとのトレードオ
フを考慮したローカル信号レベルの最適化調整後、RF
入力信号とローカル信号との供給を行って、ミキシング
動作を行うことになる。
【0025】図2は本発明の第二の実施例を示す回路図
であり、図1と同等部分は同一符号により示している。
図2の回路が図1の回路と相違する部分は、ローカルア
ンプ部2のECLコレクタ負荷として、従来例と同様に
抵抗負荷(R7〜R18)を用いており、また、スイッ
チを低電源側のみならず、高電源(Vcc)側にも設けた
点である。
【0026】高電源側のスイッチはPチャンネルMOS
トランジスタM4〜M6からなり、制御データをインバ
ータI1〜I3により反転したデータによりオンオフ制
御されるようになっている。
【0027】本例でも、使用周波数帯(システム)によ
って並列ECLアンプ段数を切替えて用いることによ
り、ローカルアンプ部2のゲイン周波数特性が補償でき
る。また、ECLアンプのコレクタ負荷が抵抗負荷であ
っても、ローカル信号レベル調整のために、V3,V4
による入力バイアスを調整した場合、各ECLアンプの
コレクタ負荷に流れるバイアス電流は、従来の単一EC
Lの場合よりも小となるので、DCバイアス変動はより
小に抑えることができる。
【0028】尚、本実施例において、低電源側のみなら
ず、高電源側にもスイッチを挿入しているのは、非活性
状態のECLアンプが高電源側からみた場合にコレクタ
負荷抵抗を介して直流経路が存在するために、これを切
断することが必要だからである。
【0029】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、DC
バイアス変動に伴うミキサ特性の劣化を気にすることな
く、ローカル出力レベルの変化制御が可能になるので、
ミキサ出力ゲインとNFとのトレードオフを考慮したロ
ーカル出力レベルの最適化が容易となり、よってミキサ
特性最適化手法において、従来必要としていたIC製造
までのバックアノテーションを簡略化でき、IC製造で
必要としていた時間とコストを短縮することができると
いう効果がある。
【0030】また、周波数データに応じたローカルアン
プの周波数特性を切替えることができるので、単一の周
波数帯(システム)での使用から複数の周波数帯(シス
テム)での使用が可能となるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】本発明の他の実施例の回路図である。
【図3】従来のミキサ回路を示す図である。
【図4】ミキサ回路における、ローカル信号レベルとM
IXゲイン及びNFとの関係を示す図である。
【図5】ミキサ回路におけるローカル信号レベルとMI
Xパワー及びNoise Floorとの関係を示す図
である。
【符号の説明】
1 ミキサ部 2 ローカルアンプ部 3 マッチング部 L1,L2 コレクタ負荷コイル R7〜R12 コレクタ負荷抵抗 Q7〜Q12 ECLトランジスタ M1〜M3 NチャンネルMOSトランジスタ M4〜M6 PチャンネルMOSトランジスタ I1〜I3 インバータ V3,V4 入力バイアス

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ローカル信号を増幅してこの増幅出力と
    入力信号とを混合して周波数変換する周波数変換回路で
    あって、 並列に設けられ各々がコイル負荷を有する複数のアンプ
    からなるローカルアンプ部と、 これ等複数のアンプをローカル周波数に応じて選択的に
    活性制御をなす制御手段と、 この制御手段により活性制御された前記アンプの並列出
    力と前記入力信号とを周波数混合する周波数混合部と、
    を含むことを特徴とする周波数変換回路。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記複数のアンプの各
    々の低電源側に設けられて前記ローカル周波数に応じた
    制御信号により前記低電源のオンオフ制御をなすスイッ
    チ素子を有することを特徴とする請求項1記載の周波数
    変換回路。
  3. 【請求項3】 ローカル信号を増幅してこの増幅出力と
    入力信号とを混合して周波数変換する周波数変換回路で
    あって、 並列に設けられ各々が抵抗負荷を有する複数のアンプか
    らなるローカルアンプ部と、 これ等複数のアンプをローカル周波数に応じて選択的に
    活性制御をなす制御手段と、 この制御手段により活性制御された前記アンプの並列出
    力と前記入力信号とを周波数混合する周波数混合部と、
    を含むことを特徴とする周波数変換回路。
  4. 【請求項4】 前記制御手段は、前記複数のアンプの各
    々における高電源側と低電源側とに設けられ、前記ロー
    カル周波数に応じた制御信号により前記高電源及び前記
    低電源のオンオフ制御をなすスイッチ素子を有すること
    を特徴とする請求項3記載の周波数変換回路。
  5. 【請求項5】 前記ローカルアンプ部の出力レベルを調
    整するレベル調整手段を、更に含むことを特徴とする請
    求項1〜4いずれか記載の周波数変換回路。
  6. 【請求項6】 前記レベル調整手段は、前記アンプを構
    成するエミッタカップルトランジスタのベースバイアス
    を調整するようにしたことを特徴とする請求項5記載の
    周波数変換回路。
JP2002087327A 2002-03-27 2002-03-27 周波数変換回路 Pending JP2003283252A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002087327A JP2003283252A (ja) 2002-03-27 2002-03-27 周波数変換回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002087327A JP2003283252A (ja) 2002-03-27 2002-03-27 周波数変換回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003283252A true JP2003283252A (ja) 2003-10-03

Family

ID=29233560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002087327A Pending JP2003283252A (ja) 2002-03-27 2002-03-27 周波数変換回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003283252A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008042704A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 New Japan Radio Co Ltd ミキサ回路
JP2014007606A (ja) * 2012-06-25 2014-01-16 Fujitsu Semiconductor Ltd ミキサ回路及び混合装置
WO2021229385A1 (ja) * 2020-05-15 2021-11-18 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008042704A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 New Japan Radio Co Ltd ミキサ回路
JP2014007606A (ja) * 2012-06-25 2014-01-16 Fujitsu Semiconductor Ltd ミキサ回路及び混合装置
WO2021229385A1 (ja) * 2020-05-15 2021-11-18 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US12081171B2 (en) 2020-05-15 2024-09-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8044716B1 (en) Adjustable segmented power amplifier
KR100844398B1 (ko) 다중 레벨 전력 증폭기
US6639447B2 (en) High linearity Gilbert I Q dual mixer
JP5330464B2 (ja) 供給及びバイアスの向上による電力増幅システム
US7333565B2 (en) Semiconductor integrated circuit for communication
JP2004522350A (ja) 無線端末のための可変利得低雑音増幅器
JP3907157B2 (ja) 信号処理用半導体集積回路および無線通信システム
CN101803186B (zh) 具有可调整尺寸的本机振荡器缓冲器及混频器
US20100134189A1 (en) Radio frequency amplifier circuit and mobile communication terminal using the same
US8660514B1 (en) Multiple mode RF circuit
US7863983B2 (en) Smart linearized power amplifier and related systems and methods
US7667541B2 (en) Amplifier circuit and wireless communication device
TW201810932A (zh) 多模式堆疊放大器
US20060022748A1 (en) Variable gain amplifier circuit and radio machine
JP2006333060A (ja) 高周波電力増幅及びそれを用いた無線通信装置
US5844443A (en) Linear high-frequency amplifier with high input impedance and high power efficiency
WO2021124613A1 (ja) 電力増幅回路
US8711831B2 (en) Front end for RF transmitting-receiving systems with implicit directional control and time-multiplexing method in submicron technology
KR20050100387A (ko) 인터페이싱 방법 및 인터페이싱 회로
US9059662B1 (en) Active combiner
JP2003283252A (ja) 周波数変換回路
US7126424B2 (en) Interface circuit for connecting to an output of a frequency converter
WO2008004034A1 (en) Integrated amplifier bias circuit
US7282995B2 (en) Variable gain amplifier
US6100763A (en) Circuit for RF buffer and method of operation