JP2004072361A - ゲインコントロールアンプ、受信回路および無線通信装置 - Google Patents
ゲインコントロールアンプ、受信回路および無線通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004072361A JP2004072361A JP2002228187A JP2002228187A JP2004072361A JP 2004072361 A JP2004072361 A JP 2004072361A JP 2002228187 A JP2002228187 A JP 2002228187A JP 2002228187 A JP2002228187 A JP 2002228187A JP 2004072361 A JP2004072361 A JP 2004072361A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gain control
- differential amplifier
- stage
- output
- circuit
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3036—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/45475—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using IC blocks as the active amplifying circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45479—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection
- H03F3/45928—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection using IC blocks as the active amplifying circuit
- H03F3/45968—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection using IC blocks as the active amplifying circuit by offset reduction
- H03F3/45973—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection using IC blocks as the active amplifying circuit by offset reduction by using a feedback circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3052—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in bandpass amplifiers (H.F. or I.F.) or in frequency-changers used in a (super)heterodyne receiver
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/04—Frequency selective two-port networks
- H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
- H03H11/1291—Current or voltage controlled filters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/372—Noise reduction and elimination in amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45082—Indexing scheme relating to differential amplifiers the common mode signal being taken or deducted from the one or more outputs of the differential amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45101—Control of the DC level being present
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/45—Indexing scheme relating to differential amplifiers
- H03F2203/45286—Indexing scheme relating to differential amplifiers the temperature dependence of a differential amplifier being controlled
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
Abstract
【解決手段】例えば3個のGCA段11〜13が縦続接続されてなるゲインコントロールアンプにおいて、GCA段11〜13の各々に対応して設けられたコモンフィードバック回路16〜18によって各GCA段11〜13の出力DCのセンター値を一定に保つとともに、GCA段11〜13の最終段の出力側と初段の入力側との間に設けられたDCフィードバック回路19によってゲインコントロール電圧VGに応じてDC帰還量を変化させるようにする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲインコントロールアンプ、受信回路および無線通信装置に関し、特にDCオフセットをキャンセルする機能を持つゲインコントロールアンプ、当該ゲインコントロールアンプを用いた受信回路および当該受信回路を搭載した携帯電話に代表される無線通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
無線通信システムにおける受信方式は、受信した高周波信号を中間周波信号に周波数変換して処理するスーパーヘテロダイン方式と、受信した高周波信号を直接ベースバンド信号に周波数変換して処理するダイレクトコンバージョン方式とに大別される。これらの受信方式のうち、ダイレクトコンバージョン方式の受信機(以下、ダイレクトコンバージョン受信機と記す)は、スーパーヘテロダイン方式の受信機に比較して、IF(中間周波)段が不要な分だけ外付け部品が少ないため低コストであり、また回路構成が比較的簡易であるためマルチバンド、マルチモード受信機などに適している。これらの理由から、最近、多くの無線通信システムにダイレクトコンバージョン受信機が用いられている。
【0003】
ダイレクトコンバージョン受信機では、受信した高周波信号の周波数をfRF、当該高周波信号をベースバンド信号に周波数変換するためにミキサー(混合器)に与えられるローカル信号の周波数をfLOとすると、fRF=fLOであるため、ミキサーの出力信号はDCからとなる。したがって、ベースバンド信号の振幅調整のためにミキサーの後段に設けられるゲインコントロールアンプ(GCA)にはDC成分も入力される。
【0004】
無線通信装置、特に携帯電話では、受信信号の信号レベルが例えば−百数dBm程度と非常に微小であり、この微小な信号レベルをゲインコントロールアンプによって−十数dBm程度の信号レベルに増幅する必要がある。したがって、ゲインコントロールアンプとしては、1段構成では対応できなく、一般的に多段接続の構成となっており、その最大ゲインは60dB程度ある。この多段接続のゲインコントロールアンプにおいて、その入力段でのDCオフセットおよび各段で発生するDCオフセットがそのまま後段に伝わった場合、当該ゲインコントロールアンプのダイナミックレンジを越えてしまうことになる。このため、ゲインコントロールアンプにおけるDCオフセットのキャンセルは重要な課題である。
【0005】
ゲインコントロールアンプのDCオフセットをキャンセルする回路としては、例えば、無信号時におけるDCオフセット電圧を検出し、その検出結果で補正をかける構成のものが知られている(例えば、特開平2000−216836号公報参照)。具体的には、電源が投入された直後所定期間に亘ってゲインコントロールアンプの増幅率を制御して直交検波器への無入力状態を発生させ、この無入力状態が続いている間における復調器への入力を平均化し、復調器におけるDCオフセット調整量を決定するというものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術では、例えば携帯電話のGSM(Global Systems for MobileCommunications )方式のように、無信号状態が存在するシステムの場合には、その無信号期間を利用してその都度DCオフセットに対して補正をかけることが可能であるが、W(Wide−band)−CDMA(Code Division Multiple Access)のように、連続的に受信動作を行うシステムの場合には、無信号期間を利用したDCオフセットキャンセルを行うことができない。しかも、温度等の動作条件によるDCオフセットの変化については補正することができない。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、連続的に受信動作を行うシステムにも対応できるとともに、温度等の動作条件によるDCオフセットの変化についても補正可能なゲインコントロールアンプ、当該ゲインコントロールアンプを用いた受信回路および当該受信回路を搭載した無線通信装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によるゲインコントロールアンプは、ゲインコントロール電圧によってゲインコントロールが行われる互いに縦続接続された複数の差動アンプ段と、前記複数の差動アンプ段の各々に対応して設けられ、各差動アンプ段の出力DCのセンター値を一定に保つ複数のコモンフィードバック回路と、前記複数の差動アンプ段の最終段の出力側と初段の入力側との間に設けられ、前記ゲインコントロール電圧に応じてDC帰還量を変化させるDCフィードバック回路とを備えた構成となっている。このゲインコントロールアンプは、受信回路において、受信信号を周波数変換して得られる信号の振幅を調整するゲインコントロールアンプして用いられる。また、当該ゲインコントロールアンプを用いた受信回路は、携帯電話に代表される無線通信装置に搭載されて用いられる。
【0009】
上記構成のゲインコントロールアンプ、当該ゲインコントロールアンプを用いた受信回路または当該受信回路を搭載した無線通信装置において、複数のコモンフィードバック回路により、複数の差動アンプ段の各々の出力DCのセンター値を一定に保つフィードバック制御が行われることで、電源電圧変動に起因する出力DC変動がキャンセルされる。また、DCフィードバック回路により、ゲインコントロール電圧に応じてDC帰還量の制御が行われることで、ゲインコントロールアンプのゲインが高いときにおいても系の安定性が保たれる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るゲインコントロールアンプの構成例を示すブロック図である。
【0011】
図1から明らかなように、本実施形態に係るゲインコントロールアンプは、多段接続、例えば3段の差動アンプ段(以下、GCA段と記す)11〜13が縦続接続されており、入力段に設けられたオフセットキャンセル回路14と、出力段に設けられた出力バッファ15と、GCA段11〜13の各々に対応して設けられたコモンフィードバック回路16〜18と、最終段のGCA段13の出力端と入力段のオフセットキャンセル回路14との間に設けられたDCフィードバック回路19とを有する構成となっている。
【0012】
3段のGCA段11〜13の各々には、外部から入力されるゲインコントロール電圧VGに対して、各段に対応したオフセット電圧ΔV1,ΔV2,ΔV3を付与することによって得られるゲインコントロール電圧V1〜V3が与えられ、これらゲインコントロール電圧V1〜V3によってGCA段11〜13の各ゲインが制御される。このGCA段11〜13の具体的な構成およびその作用について以下に説明する。
【0013】
3段のGCA段11〜13の構成の一例を図2に示す。本例に係るGCA段11〜13は、ギルバートセルを用いた差動増幅器等によって構成されている。GCA段11〜13の各々の構成は全く同じであることから、ここでは、初段のGCA段11の構成を例に挙げて説明するものとする。
【0014】
差動増幅器21は、互いに逆相の入力信号IN,INXをそれぞれベース入力とするトランジスタ対Q11,Q12と、これらトランジスタ対Q11,Q12の各エミッタ間に接続された抵抗R11と、トランジスタ対Q11,Q12の各エミッタとグランドとの間に接続された定電流源I11,I12と、トランジスタQ11のコレクタに各エミッタが共通に接続されたトランジスタ対Q13,Q14と、トランジスタQ12のコレクタに各エミッタが共通に接続されたトランジスタ対Q15,Q16とを有する構成となっている。
【0015】
この差動増幅器21において、トランジスタQ13,Q16の各ベースに先述したゲインコントロール電圧V1が、トランジスタQ14,Q15の各ベースにゲインコントロール電圧V1と逆相のゲインコントロール電圧V1Xがそれぞれ与えられる。そして、ゲインコントロール電圧V1,V1XによってGCA段11のゲインがコントロールされる。このとき、このゲインコントロールによって出力DCが変動する。ギルバートセル回路22は、このDC変動をキャンセルする作用を行う。
【0016】
ギルバートセル回路22は、エミッタが共通に接続され、ゲインコントロール電圧V1,V1Xをベース入力とするトランジスタ対Q17,Q18と、このトランジスタ対Q17,Q18の各エミッタ共通接続点とグランドとの間に接続された定電流源I13と、トランジスタ対Q17,Q18の各コレクタと電源VCCとの間に接続された定電流源I14,I15と、トランジスタ対Q13,Q14の各コレクタと電源VCCとの間に接続され、定電流源I14,I15とそれぞれカレントミラーを構成する定電流源I16,I17と、トランジスタ対Q15,Q16の各コレクタと電源VCCとの間に接続され、定電流源I15,I14とそれぞれカレントミラーを構成する定電流源I18,I19とを有する構成となっている。
【0017】
このギルバートセル回路22において、ゲインコントロール電圧V1,V1Xに応じて定電流源I14,I15(第1の電流源)の各電流値が変化する。これにより、定電流源I14,I15とカレントミラーを構成する定電流源I16,I17および定電流源I18,I19(第2の電流源)の各電流値が変化し、DCオフセットキャンセル電流がコントロールされる。その結果、電源電圧VCCに依存することなく、差動増幅器21のゲインコントロールによる出力DCの変動をキャンセルすることができる。
【0018】
再び図1において、コモンフィードバック回路16〜18は、GCA段11〜13の各々に対して出力DCのセンター値を一定に保つ作用をなす。このコモンフィードバック回路16〜18の具体的な構成およびその作用について以下に説明する。コモンフィードバック回路16〜18の各々の構成は全く同じであることから、ここでは、コモンフィードバック回路16の構成を例に挙げて説明するものとする。
【0019】
コモンフィードバック回路16の構成の一例を図3に示す。同図から明らかなように、コモンフィードバック回路16は、2つの差分回路31,32、基準電圧源33、加算器34およびバッファアンプ35を有する構成となっている。差分回路31,32としては例えば差動増幅器が用いられる。差分回路31は、GCA段11の正相出力GCAOUTを非反転(+)入力、基準電圧源33から与えられる基準電圧Vrefを反転(−)入力とし、基準電圧Vrefに対する正相出力GCAOUTの差分を出力する。
【0020】
差分回路32は、GCA段11の逆相出力GCAOUTXを反転入力、基準電圧Vrefを非反転入力とし、基準電圧Vrefに対する逆相出力GCAOUTXの差分を出力する。差分回路31,32の各差分出力は、加算器34で加算され、バッファアンプ35を介してコモンコントロール電圧Vcm1としてGCA段11に与えられる。
【0021】
図3には、GCA段11の出力段部分のみの構成を示している。この出力段部分は、例えば、エミッタフォロワのトランジスタQ21,Q22と、これらトランジスタQ21,Q22の各エミッタに各一端が接続された抵抗R21,R22と、これら抵抗R21,R22の各他端とグランドとの間に接続されたバイアス電流源I21,I22とを有する構成となっている。
【0022】
このGCA段11の出力段部分において、バイアス電流源I21,I22の各電流値がコモンフィードバック回路16から与えられるコモンコントロール電圧Vcm1、即ち基準電圧Vrefに対する正相出力GCAOUTの差分と逆相出力GCAOUTXの差分とを加算して得られる信号によってコントロールされることで、出力DCのセンター値が一定に保たれることになる。このようなコモンフィードバック回路16によるフィードバック制御により、電源電圧VCCの変動に起因する出力DC変動をキャンセルすることができる。
【0023】
さらに、電源電圧VCCの変動だけでなく、GCA段11で発生したDC成分もキャンセルすることができる。すなわち、図2に示したギルバートセルを用いた差動増幅器からなるGCA段11において、その電流出力を電源依存のないバイアス電流源I21,I22で抵抗R21,R22を介して受けることにより、GCA段11で発生したDC成分をキャンセルすることができる。
【0024】
再び図1において、DCフィードバック回路19は、最終段のGCA段13の出力側と初段のGCA段11の入力側との間に設けられ、外部から与えられるゲインコントロール電圧VGによってDC帰還量を変化させる作用をなす。このDCフィードバック回路19の構成の一例を図4に示す。本例に係るDCフィードバック回路19は、最終段のGCA段13の出力電圧OUT,OUTXを検出する検出回路、例えばコンダクタンス回路(以下、gmアンプと記す)41、DCカット用コンデンサC1、可変ゲインアンプ(VGA)42および係数回路43を有する構成となっている。
【0025】
gmアンプ41は電圧−電流変換回路であり、最終段のGCA段13の出力電圧OUT,OUTXを検出し、この電圧を電流に変換する。コンデンサC1は、可変ゲインアンプ42の入力端間に接続され、gmアンプ41の出力に対してDCカットを行う。可変ゲインアンプ42は、DCカットされたgmアンプ41の出力を増幅してフィードバック電圧Vfb,VfbXとして、入力段のオフセットキャンセル回路14に与える。係数回路43は、外部から与えられるゲインコントロール電圧VGに係数aを乗じて、可変ゲインアンプ42にそのゲインコントロール電圧a*VGとして与える。
【0026】
なお、初段のGCA11の入力側に設けられたオフセットキャンセル回路14は、2つの加算器44,45からなり、加算器44で入力信号INに正相のフィードバック電圧Vfbを加算し、加算器45で入力信号INXに逆相のフィードバック電圧VfbXを加算することで、オフセットキャンセルを行う構成となっている。
【0027】
上記構成のDCフィードバック回路19において、ゲインコントロール電圧a*VGによる可変ゲインアンプ42のゲインコントロールがないときを考える。本実施形態に係るゲインコントロールアンプのゲインをG、gmアンプ41のコンダクタンスをgm、可変ゲインアンプ42のゲインをA、コンデンサC1の容量をCとすると、DCフィードバック回路19のカットオフ周波数ωoは、
ωo=(G*gm*A)/C ……(1)
で表される。(1)式から明らかなように、DCフィードバック回路19のカットオフ周波数ωoは、ゲインコントロールアンプのゲインGに比例する。
【0028】
携帯電話に代表される無線端末では一般的に、ゲインコントロール範囲は数十dBと広い。よって、ゲインが最小のときと最大のときとでは、DCフィードバック回路19のカットオフ周波数ωoがゲイン最小のときに対して何十倍〜何百倍もの範囲で変化する。コンデンサC1として、外付けの大きな容量を使用すれば、充分にカットオフ周波数ωoを低くすることができる。
【0029】
しかし、ICに集積化するために、コンデンサC1を小さな容量で実現しようとした場合には、高ゲインのときのカットオフ周波数ωoが高くなってしまう。また、前述したように、無線端末のゲインコントロールアンプはゲインが高いため、高ゲインのときフィードバック系のゲインが高くなり、系が不安定になってしまう懸念がある。
【0030】
そこで、本実施形態に係るゲインコントロールアンプにおいては、図4に示すように、外部から与えられるゲインコントロール電圧VGを用い、可変ゲインアンプ42のゲインA、即ちDCフィードバック回路19の帰還ゲインを変化させる構成を採っている。このとき、DCフィードバック回路19のカットオフ周波数ωo′は、
ωo′=G*gm*A*a*VG ……(2)
で表される。ここで、ゲインコントロールアンプのゲインGは、ゲインコントロール電圧VGに比例する。
【0031】
この構成を採ることにより、ゲインコントロールアンプのゲインGが、ゲインコントロール電圧VGによってコントロールされていることから、DCフィードバック回路19のカットオフ周波数ωo′の変化幅を狭くすることができる。換言すれば、ゲインコントロールアンプのゲインGが大きく変化しても、DCフィードバック回路19のカットオフ周波数ωo′の変化が小さい。つまり、高ゲイン時のカットオフ周波数ωo′を下げることができる。したがって、小さな容量でDCフィードバックをかけることが可能であるため、ICに集積化が容易になる。逆に、低ゲイン時には、カットオフ周波数ωo′が低くなりすぎることがなくなるので、低ゲイン時においても、系の応答スピードが遅くならない。
【0032】
上記構成の本実施形態に係るゲインコントロールアンプにおいては、動作状態では常に、DCフィードバック回路19によるDC帰還がかかることになるが、GCA段11〜13での出力DCのコントロール、コモンフィードバック回路16〜18による電源電圧変動に起因する出力DC変動のキャンセル、DCフィードバック回路19によるDC帰還量のコントロールにより、常にDC帰還をかけても安定した系が得られる。これは、携帯電話のW−CDMAシステムなど、信号を切れ間なく受信する、即ち連続的に受信動作を行うシステムに有効であることを意味している。
【0033】
また、コモンフィードバック回路16〜18の作用により、電源電圧変動だけでなく、各GCA段11〜13で発生したDC成分についてもキャンセルすることができるため、温度等の動作条件によるDCオフセットの変化についても補正を行うことができる。
【0034】
[適用例]
以上説明した本実施形態に係るゲインコントロールアンプは、無線通信装置、例えば携帯電話などで用いられるダイレクトコンバージョン受信機の受信回路に用いて好適なものである。図5は、ダイレクトコンバージョン受信機における要部の構成の一例を示すブロック図である。
【0035】
図5において、アンテナ51で受信された高周波信号は、バンドパスフィルタ52および低雑音増幅器53を経由してミキサー54i,54qに各一方の入力として与えられる。ミキサー54iには他方の入力として、ローカル発振器55から出力されるローカル信号が、90°移相器56で90°移相されて供給される。ミキサー54qには他方の入力として、ローカル発振器55から出力されるローカル信号が直接供給される。ローカル信号の周波数fRFと高周波信号の周波数fLOとは同一周波数に設定されている。
【0036】
ミキサー54iは、入力される高周波信号に対して位相差90°のローカル信号を混合することによってベースバンド(0Hz)の同相成分I(以下、I信号と記す)を得る。ミキサー54qは、入力される高周波信号に対して位相差0°のローカル信号を混合することによってベースバンドの直交成分Q(以下、Q信号と記す)を得る。I,Q信号は、アナログローパスフィルタ(以下、アナログLPFと記す)57i,57qに供給される。
【0037】
アナログLPF57i,57qは、受信された信号から希望帯域(希望チャネル)の信号のみを取り出す役割を有している。アナログLPF57i,57qで取り出された希望帯域の信号は、アナログゲインコントロールアンプ58i,58qで振幅が調整された後、AGC(Automatic Gain Control)部59に直接供給され、さらにA/D(アナログ/デジタル)変換器60i,60qでデジタル信号に変換されてデジタル部61に供給される。
【0038】
デジタル部61は、A/D変換器60i,60qの後方に順に接続されたデジタルローパスフィルタ、例えばFIR(Finite Impulse Response;有限長インパルス応答)フィルタ62i,62qおよびデジタルゲインコントロールアンプ63i,63qと、デジタル受信信号を復調する復調部64とを有する構成となっている。そして、アナログLPF57i,57qとFIRフィルタ62i,62qとのそれぞれの組み合わせで、チャネルセレクトのために必要な遮断特性を得ている。
【0039】
希望受信チャネルに隣接するチャネルに干渉となる信号が存在する場合、アナログLPF57i,57qの遮断特性が不十分であるために、A/D変換器60i,60qの入力信号には隣接チャネル信号が残っている。したがって、FIRフィルタ62i,62qでその隣接チャネル信号を所望のレベルまで落とす。そして、復調部64の入力信号レベルが最適かつ安定になるように、アナログゲインコントロールアンプ58i,58qのゲインコントロールに加えて、デジタルゲインコントロールアンプ63i,63qのゲインコントロールを行うようにしている。
【0040】
アナログゲインコントロールアンプ58i,58qおよびデジタルゲインコントロールアンプ63i,63qの各ゲインコントロールは、AGC部59によって行われる。AGC部59は、アナログゲインコントロールアンプ58i,58qのゲインコントロールを行うアナログAGCループと、デジタルゲインコントロールアンプ63i,63qのゲインコントロールを行うデジタルAGCループとから構成されている。
【0041】
アナログAGCループは、アナログゲインコントロールアンプ58i,58qの出力信号をレベル検波する検波回路71と、その検波レベルをデジタル信号に変換するA/D変換器72と、このA/D変換器72の出力信号を基に適正なゲイン値を設定する制御ロジック回路73と、この制御ロジック回路73から出力されるゲインデータをアナログ信号に変換するD/A(デジタル/アナログ)変換器74と、このD/A変換器74の出力信号に応じたゲインコントロール電圧VGによってアナログゲインコントロールアンプ58i,58qのゲインをコントロールする利得制御回路75とから形成され、フィードバック制御にてゲインコントロールを行う構成となっている。
【0042】
デジタルAGCループは、FIRフィルタ62i,62qの出力信号、即ちデジタルゲインコントロールアンプ63i,63qの入力信号の信号強度を検出する電力検出回路76と、この電力検出回路76の検出値を基に適正なゲイン値を設定する制御ロジック回路73と、この制御ロジック回路73から出力されるゲインデータに応じてデジタルゲインコントロールアンプ63i,63qのゲインをコントロールする利得制御回路77とから形成され、フィードフォワード制御にてゲインコントロールを行う構成となっている。
【0043】
上記構成のダイレクトコンバージョン受信機において、ベースバンド用の受信回路におけるアナログゲインコントロールアンプ58i,58qとして、先述した実施形態に係るゲインコントロールアンプが用いられる。このダイレクトコンバージョン受信機では、先述したように、fRF=fLOであるため、ミキサー54i,54qの出力信号はDCからとなり、ミキサー54i,54qの後段のゲインコントロールアンプ58i,58qにはDC成分も入力されるため、このDCオフセットをキャンセルする必要がある。
【0044】
そこで、先述した実施形態に係るゲインコントロールアンプをアナログゲインコントロールアンプ58i,58qとして用いることで、電源電圧変動や温度等の動作条件に影響されず、またゲインコントロール電圧VGによらず、一定の出力DCを得ることができ、しかも信号を切れ間なく受信する、即ち連続的に受信動作を行うシステム、例えば携帯電話のW−CDMAシステム等に有効なものとなる。
【0045】
なお、本適用例では、ダイレクトコンバージョン受信機に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの適用例に限られるものではなく、受信した高周波信号を低IF(中間周波数)に周波数変換して処理する低IF方式の受信機にも同様に適用可能である。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の差動アンプ段が縦続接続されてなるゲインコントロールアンプにおいて、複数の差動アンプ段の各々に対応して設けられたコモンフィードバック回路によって各差動アンプ段の出力DCのセンター値を一定に保つとともに、複数の差動アンプ段の最終段の出力側と初段の入力側との間に設けられたDCフィードバック回路によってゲインコントロール電圧VGに応じてDC帰還量を変化させることにより、電源電圧変動や温度等の動作条件に影響されず、またゲインコントロール電圧によらず、一定の出力DCを得ることができ、しかも連続的に受信動作を行うシステムにも対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るゲインコントロールアンプの構成例を示すブロック図である。
【図2】GCA段の構成の一例を示す回路図である。
【図3】コモンフィードバック回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図4】DCフィードバック回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図5】ダイレクトコンバージョン受信機における要部の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11〜13…GCA段、14…オフセットキャンセル回路、16〜18…コモンフィードバック回路、19…DCフィードバック回路、21…差動増幅器、22…ギルバートセル回路、31,32…差分回路、41…gmアンプ、42…可変ゲインアンプ
Claims (6)
- ゲインコントロール電圧によってゲインコントロールが行われる互いに縦続接続された複数の差動アンプ段と、
前記複数の差動アンプ段の各々に対応して設けられ、各差動アンプ段の出力DCのセンター値を一定に保つ複数のコモンフィードバック回路と、
前記複数の差動アンプ段の最終段の出力側と初段の入力側との間に設けられ、前記ゲインコントロール電圧に応じてDC帰還量を変化させるDCフィードバック回路と
を備えたことを特徴とするゲインコントロールアンプ。 - 前記複数の差動アンプ段の各々は、前記ゲインコントロール電圧に応じてゲインが変化する差動増幅器と、前記ゲインコントロール電圧に応じて電流値が変化する第1の電流源および前記差動増幅器の負荷側と電源との間に接続され、前記第1の電流源とカレントミラーを構成する第2の電流源を含むギルバートセル回路とを有する
ことを特徴とする請求項1記載のゲインコントロールアンプ。 - 前記複数のコモンフィードバック回路の各々は、所定の基準電圧に対する前記複数の差動アンプ段の各正相出力の差分を出力する第1の差分回路と、前記基準電圧に対する前記複数の差動アンプ段の各逆相出力の差分を出力する第2の差分回路と、前記第1,第2の差分回路の各差分出力を加算する加算器とを有し、前記加算器の加算出力によって前記複数の差動アンプ段の各出力段を構成する電流源の電流値をコントロールする
ことを特徴とする請求項1記載のゲインコントロールアンプ。 - 前記DCフィードバック回路は、前記複数の差動アンプ段の最終段の出力電圧を検出する検出回路と、前記ゲインコントロール電圧に応じたゲインで前記検出回路の出力を増幅する可変ゲインアンプとを有し、前記可変ゲインアンプの出力を前記複数の差動アンプ段の初段の入力に加算する
ことを特徴とする請求項1記載のゲインコントロールアンプ。 - 受信信号を周波数変換して得られる信号の振幅を調整するゲインコントロールアンプを備え、
前記ゲインコントロールアンプが、
ゲインコントロール電圧によってゲインコントロールが行われる互いに縦続接続された複数の差動アンプ段と、
前記複数の差動アンプ段の各々に対応して設けられ、各差動アンプ段の出力DCのセンター値を一定に保つ複数のコモンフィードバック回路と、
前記複数の差動アンプ段の最終段の出力側と初段の入力側との間に設けられ、前記ゲインコントロール電圧に応じてDC帰還量を変化させるDCフィードバック回路とを有する
ことを特徴とする受信回路。 - アンテナと、
前記アンテナで受信された高周波信号の周波数変換を行う周波数変換手段と、
前記周波数変換手段で周波数変換された信号の振幅を調整するゲインコントロールアンプとを備え、
前記ゲインコントロールアンプが、
ゲインコントロール電圧によってゲインコントロールが行われる互いに縦続接続された複数の差動アンプ段と、
前記複数の差動アンプ段の各々に対応して設けられ、各差動アンプ段の出力DCのセンター値を一定に保つ複数のコモンフィードバック回路と、
前記複数の差動アンプ段の最終段の出力側と初段の入力側との間に設けられ、前記ゲインコントロール電圧に応じてDC帰還量を変化させるDCフィードバック回路とを有する
ことを特徴とする無線通信装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002228187A JP4264623B2 (ja) | 2002-08-06 | 2002-08-06 | ゲインコントロールアンプ、受信回路および無線通信装置 |
DE60328107T DE60328107D1 (de) | 2002-08-06 | 2003-08-06 | Verstärkungsgeregelter verstärker, empfängerschaltung und funkkommunikationsgerät |
PCT/JP2003/010014 WO2004013961A1 (ja) | 2002-08-06 | 2003-08-06 | ゲインコントロールアンプ、受信回路および無線通信装置 |
US10/522,152 US7196579B2 (en) | 2002-08-06 | 2003-08-06 | Gain-controlled amplifier, receiver circuit and radio communication device |
EP03766762A EP1538744B1 (en) | 2002-08-06 | 2003-08-06 | Gain-controlled amplifier, receiver circuit and radio communication device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002228187A JP4264623B2 (ja) | 2002-08-06 | 2002-08-06 | ゲインコントロールアンプ、受信回路および無線通信装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004072361A true JP2004072361A (ja) | 2004-03-04 |
JP4264623B2 JP4264623B2 (ja) | 2009-05-20 |
Family
ID=31492242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002228187A Expired - Fee Related JP4264623B2 (ja) | 2002-08-06 | 2002-08-06 | ゲインコントロールアンプ、受信回路および無線通信装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7196579B2 (ja) |
EP (1) | EP1538744B1 (ja) |
JP (1) | JP4264623B2 (ja) |
DE (1) | DE60328107D1 (ja) |
WO (1) | WO2004013961A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009101993A1 (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-20 | Nec Corporation | 移相器及びその制御方法、アレイアンテナを備える無線通信装置 |
JP2012508494A (ja) * | 2008-11-07 | 2012-04-05 | エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム | 無線レシーバの利得を制御する方法および装置 |
JP2014053835A (ja) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | 飽和増幅回路 |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7378881B1 (en) * | 2003-04-11 | 2008-05-27 | Opris Ion E | Variable gain amplifier circuit |
JP4196380B2 (ja) * | 2003-12-15 | 2008-12-17 | 京セラ株式会社 | 無線受信装置 |
US7409189B2 (en) * | 2004-03-30 | 2008-08-05 | Intel Corporation | Calibration and testing architecture for receivers |
US7570696B2 (en) * | 2004-06-25 | 2009-08-04 | Intel Corporation | Multiple input multiple output multicarrier communication system and methods with quantized beamforming feedback |
US7256650B1 (en) * | 2005-02-28 | 2007-08-14 | Rf Micro Devices, Inc. | VSWR tolerant power detector |
US8280329B2 (en) | 2005-03-10 | 2012-10-02 | Nxp B.V. | Receiver having a gain-controllable input amplifier |
US7969222B2 (en) * | 2005-09-16 | 2011-06-28 | Broadcom Corporation | Method and system for DC offset correction loop for a mobile digital cellular television environment |
KR100819119B1 (ko) * | 2006-01-09 | 2008-04-04 | 삼성전자주식회사 | 초광대역 응용을 위한 필터의 cmos 증폭기 및 그 방법 |
US8920343B2 (en) | 2006-03-23 | 2014-12-30 | Michael Edward Sabatino | Apparatus for acquiring and processing of physiological auditory signals |
DE102006018309A1 (de) * | 2006-04-20 | 2007-10-25 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Vorrichtung zum Entstören von kleinen Signalen |
US8457259B2 (en) * | 2006-07-17 | 2013-06-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and system for partitioning gain for wireless radio frequency integrated circuits |
US7372392B1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-05-13 | National Semiconductor Corporation | Charge balancing method in a current input ADC |
US7834692B2 (en) * | 2007-09-17 | 2010-11-16 | Finisar Corporation | Peak detector with active ripple suppression |
US8315341B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-11-20 | Maxim Integrated Products, Inc. | Soft repetition code combiner using channel state information |
US8315152B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-11-20 | Maxim Integrated Products, Inc. | System and method for applying multi-tone OFDM based communications within a prescribed frequency range |
US8149967B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-04-03 | Maxim Integrated Products, Inc. | Combined dual feed-forward and feedback analog and digital automatic gain control for broadband communication |
US8276025B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-09-25 | Maxim Integrated Products, Inc. | Block interleaving scheme with configurable size to achieve time and frequency diversity |
US8139614B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-03-20 | Maxim Integrated Products, Inc. | Robust narrowband symbol and frame synchronizer for power-line communication |
US8284825B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-10-09 | Maxim Integrated Products, Inc. | Blind channel quality estimator |
US8472576B2 (en) | 2008-06-06 | 2013-06-25 | Maxim Integrated Products, Inc. | Jammer canceller for power-line communication |
US8165172B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-04-24 | Maxim Integrated Products, Inc. | Robust wideband symbol and frame synchronizer for power-line communication |
US8320233B2 (en) | 2009-06-12 | 2012-11-27 | Maxim Integrated Products, Inc. | Transmitter and method for applying multi-tone OFDM based communications within a lower frequency range |
US8358940B2 (en) * | 2009-07-10 | 2013-01-22 | Luxtera Inc. | Method and system for optoelectronic receivers for uncoded data |
US20150161429A1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-11 | Hand Held Products, Inc. | High dynamic-range indicia reading system |
TWI509994B (zh) * | 2013-12-27 | 2015-11-21 | Rdc Semiconductor Co Ltd | 直流偏移消除電路 |
US9647646B2 (en) * | 2014-04-22 | 2017-05-09 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for gain and offset control |
DE102015110274A1 (de) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | Intel IP Corporation | Eine vorrichtung und ein verfahren zum verstärken eines eingangssignals |
US9866179B1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-01-09 | SiTune Corporation | Multipath linear low noise amplifier |
CN110808718B (zh) * | 2018-08-06 | 2023-07-14 | 锐迪科创微电子(北京)有限公司 | 一种高稳定性的射频功率放大器 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4870372A (en) * | 1988-05-20 | 1989-09-26 | At&E Corporation | AGC delay on an integrated circuit |
JPH07122950A (ja) | 1993-09-06 | 1995-05-12 | Yokogawa Electric Corp | 可変利得増幅器 |
KR960011407B1 (ko) | 1994-04-26 | 1996-08-22 | 한국전기통신공사 | 저전압 고속동작의 씨모스 (cmos) 연산증폭기 |
US5471665A (en) * | 1994-10-18 | 1995-11-28 | Motorola, Inc. | Differential DC offset compensation circuit |
US5999052A (en) * | 1998-04-28 | 1999-12-07 | Lucent Technologies Inc. | High speed, fine-resolution gain programmable amplifier |
JP2000216836A (ja) | 1999-01-22 | 2000-08-04 | Japan Radio Co Ltd | Dcオフセット調整回路及び方法 |
JP2000269755A (ja) | 1999-03-17 | 2000-09-29 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 増幅装置および通信装置 |
JP2001156566A (ja) | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 利得制御回路 |
JP2001292043A (ja) | 2000-04-06 | 2001-10-19 | New Japan Radio Co Ltd | 可変利得増幅回路 |
JP4237381B2 (ja) | 2000-06-14 | 2009-03-11 | 日機装株式会社 | 気相成長炭素繊維充填物及び気相成長炭素繊維充填物の製造方法 |
JP2002185275A (ja) | 2000-10-06 | 2002-06-28 | Toshiba Corp | 可変利得増幅器 |
US6456158B1 (en) | 2000-10-13 | 2002-09-24 | Oki America, Inc. | Digitally programmable transconductor |
GB0027067D0 (en) * | 2000-11-06 | 2000-12-20 | Nokia Networks Oy | Amplifier linearisation |
JP2004120306A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Renesas Technology Corp | 利得可変増幅器 |
-
2002
- 2002-08-06 JP JP2002228187A patent/JP4264623B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-08-06 DE DE60328107T patent/DE60328107D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-08-06 EP EP03766762A patent/EP1538744B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-08-06 WO PCT/JP2003/010014 patent/WO2004013961A1/ja active Application Filing
- 2003-08-06 US US10/522,152 patent/US7196579B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009101993A1 (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-20 | Nec Corporation | 移相器及びその制御方法、アレイアンテナを備える無線通信装置 |
JP5347976B2 (ja) * | 2008-02-14 | 2013-11-20 | 日本電気株式会社 | 移相器及びその制御方法、アレイアンテナを備える無線通信装置 |
US8862080B2 (en) | 2008-02-14 | 2014-10-14 | Nec Corporation | Phase shifter and method for controlling same, and radio communication device with array antenna |
JP2012508494A (ja) * | 2008-11-07 | 2012-04-05 | エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム | 無線レシーバの利得を制御する方法および装置 |
US8934584B2 (en) | 2008-11-07 | 2015-01-13 | Ericsson Modems Sa | Method and device to control the gain of a radio receiver |
US9461853B2 (en) | 2008-11-07 | 2016-10-04 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and device to control the gain of a radio receiver |
JP2014053835A (ja) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | 飽和増幅回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE60328107D1 (de) | 2009-08-06 |
EP1538744A1 (en) | 2005-06-08 |
WO2004013961A1 (ja) | 2004-02-12 |
US7196579B2 (en) | 2007-03-27 |
EP1538744A4 (en) | 2006-06-07 |
JP4264623B2 (ja) | 2009-05-20 |
EP1538744B1 (en) | 2009-06-24 |
US20060132235A1 (en) | 2006-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4264623B2 (ja) | ゲインコントロールアンプ、受信回路および無線通信装置 | |
US7564302B2 (en) | Method and system for gain control and power saving in broadband feedback low-noise amplifiers | |
JP3174340B2 (ja) | 受信機の自動利得制御装置 | |
US7587010B2 (en) | Complex filter circuit and receiver circuit | |
JP4628881B2 (ja) | 可変利得増幅回路及びそのdcオフセット補正方法並びに無線受信装置 | |
US7039377B2 (en) | Switchable gain amplifier | |
US20090058531A1 (en) | Variable gain amplifier | |
US6215989B1 (en) | Variable gain circuit | |
US20070164826A1 (en) | Gain controllable low noise amplifier and wireless communication receiver having the same | |
WO2003005562A2 (en) | Radio receiver using a feedback loop to compensate i/q amplitude errors, and method | |
TW200822534A (en) | Peak detector and fixed gain amplifier circuit for automatic gain control and variable gain amplifier circuit and method thereof | |
US7039376B2 (en) | AGC amplifier circuit for use in a digital satellite broadcast receiver apparatus | |
JP2004048581A (ja) | 受信装置及び利得制御システム | |
KR20010051293A (ko) | 가변이득회로 | |
JP4047274B2 (ja) | 電力調整型の送信機構造 | |
US8050642B2 (en) | Variable gain amplifier and receiver including the same | |
US7840202B2 (en) | Method and system for compensation of DC offset in an RF receiver | |
JP4444174B2 (ja) | 周波数変換器及び無線機 | |
JP2007036621A (ja) | 自動利得制御回路及び受信機 | |
JP2003500878A (ja) | 供給電圧の変化に対応して動作回路のバイアスレベルを補正する補償メカニズム | |
JP4310003B2 (ja) | 利得可変増幅回路および利得制御回路並びに通信機器 | |
JP2013120957A (ja) | 半導体集積回路、および、受信機 | |
GB2362770A (en) | Variable gain control circuit comprising operational transconductance amplifier circuit and programmable conveying circuit | |
US6563361B1 (en) | Method and apparatus for a limiting amplifier with precise output limits | |
JP4222368B2 (ja) | 信号処理装置、及びダイレクトコンバージョン受信装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050608 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080617 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080730 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090120 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090202 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |