JP2006060472A - 受信フロントエンド回路、受信回路、および、これを用いた通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 想定外の強入力条件下でもＩＦ出力レベルが著しく低下しない、低消費電流の受信フロントエンド回路と、受信レベル検出で誤差が生じない受信回路を提供する。
【解決手段】 平均レベル検波回路１０は、ベースバンド出力信号またはミキサ回路の入力信号のレベルを検出する。平滑回路１１は、平均レベル検波回路１０の出力信号から、ＡＣ成分を除去する。基準比較回路１２は、平滑回路１１の出力信号が所定の基準電圧を超えたときにレベル抑制信号を出力する。リミッタ回路１３は、基準比較回路１２からレベル抑制信号が出力されたときに、バイアス回路１４を制御することにより、ミキサ回路のバイアス電流を抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動体通信機器などに使用される受信回路、および、これに含まれる受信フロントエンド回路に関する。

近年、移動体通信機器を小型化するために、半導体集積回路を用いて無線回路を構成することが進められている。また、無線回路を低消費電力化するために、複数の回路ブロックで電流を共用化する技術や、低電圧でダイナミックレンジを拡大する技術などが検討されている。

図１１は、特許文献１に記載された、複数の回路ブロックで電流を共用化した回路を示す図である。図１１に示す回路では、電子回路８０２は、電源線８１０および抵抗素子８１４を介して、電源８０３に接続されている。また、電子回路８０２の接地すべき側には、抵抗素子８１３を介して、電子回路８０１の電源線８１０が接続される。このように２つの電子回路８０１、８０２を共通の電流８０８、８０９で駆動することにより、回路の消費電流を低減することができる。

また、図１２は、非特許文献１に記載された、折り返し負荷型ダウンコンバータ回路を示す図である。図１２に示す回路において、入力端子９０３から入力された信号Ｉ_inは、ミキサ回路９０１で周波数変換され、変換後の信号は、折り返し用カレントミラー回路９０２の作用により、電流信号として折り返される。折り返された信号は、負荷回路９０４で電圧信号に戻された後、ＩＦ（Intermediate Frequency）出力端子９０６から出力される。これにより、ミキサ回路９０１と負荷回路９０４を縦積みにするよりも低い電流で、電圧のダイナミックレンジを確保することができる。
特開平５−３７２４５号公報 アイトリプルイー・ジャーナル・オブ・ソリッド・ステート・サーキッツ（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、Ｖｏｌ．３７、Ｎｏ．１２、ｐ．１７１０−１７２０

しかしながら、移動体通信機器は、電源投入時の初期状態や建物の陰から基地局を見通せる場所に移動した場合などに、受信回路のゲインが高く設定された状態で、想定外の強信号を受信することがある。このような想定外の強入力条件下では、ミキサ回路の電流が、回路の飽和動作に伴い増加する。上記従来の回路では、折り返し用カレントミラー回路の作用により、ミキサ回路を流れる電流と折り返し負荷回路を流れる電流との合計が一定になるので、ミキサ回路を流れる電流が増加する分だけ、折り返し負荷回路を流れる電流が減少する（図１３を参照）。この結果、回路は動作不能となり、ＩＦ出力レベルが著しく低下するという問題が生じる。また、ＩＦ出力レベルが著しく低下すると、ＩＦ出力レベルを用いて検出した受信レベルに大きな誤差が生じるという問題が生じる。

それ故に、本発明は、想定外の強入力条件下でもＩＦ出力レベルが著しく低下することのない、低消費電流の受信フロントエンド回路、および、受信レベル検出で誤差が生じない受信回路を提供することを目的とする。

本発明の受信フロントエンド回路は、ミキサ回路とカレントミラー回路と負荷回路とを含み、カレントミラー回路でミキサ回路の出力を折り返し、カレントミラー回路の折り返し出力に負荷回路が接続されている折り返し負荷型ダウンコンバータ回路と、折り返し負荷型ダウンコンバータ回路の入力信号または出力信号を検波する検波回路と、検波回路の出力信号を平滑化する平滑回路と、平滑回路の出力信号と所定の基準電圧とを比較する基準比較回路と、基準比較回路における比較結果に応じて、折り返し負荷型ダウンコンバータ回路のバイアスを制御するバイアス制御回路とを備える。

この受信フロントエンド回路では、バイアス制御回路はミキサ回路またはカレントミラー回路のバイアスを制御してもよく、検波回路はミキサ回路の入力または負荷回路の出力に接続されていてもよい。検波回路は、信号のＡＣ振幅および／またはＤＣレベルを検波してもよい。また、基準電圧が複数のレベルに切り換えられてもよく、基準電圧が切り換えられるときに、平滑回路のカットオフ周波数が切り換えられてもよい。

また、折り返し負荷型ダウンコンバータ回路が、負荷回路と複数のミキサ回路と複数のカレントミラー回路とを含み、各カレントミラー回路で各ミキサ回路の出力を折り返し、各カレントミラー回路の折り返し出力が共通の出力に接続され、当該共通の出力に負荷回路が接続されている多入力１出力回路であり、受信フロントエンド回路は複数のバイアス制御回路を備え、各バイアス制御回路が、折り返し負荷型ダウンコンバータ回路のうちで各入力信号について設けられた回路のバイアスを制御してもよい。この場合、各バイアス制御回路は、各ミキサ回路または各カレントミラー回路のバイアスを制御してもよい。また、受信フロントエンド回路は複数の検波回路を備え、各検波回路は各ミキサ回路の入力に接続されていてもよく、あるいは、検波回路は負荷回路の出力に接続されていてもよい。

本発明の受信回路は、受信信号のレベルを調整するゲイン切り換え回路と、ゲイン切り換え回路の出力に接続された上記受信フロントエンド回路を備える。この受信回路では、ゲイン切り換え回路のゲインは、バイアス制御回路がバイアスを抑制している間に、低い値に切り換えられてもよい。また、ゲイン切り換え回路は、可変利得増幅器または可変減衰器を含んでもよく、あるいは、固定利得増幅器と、低ゲイン時には、固定利得増幅器を通過する信号をバイパスさせるバイパス回路とを含んでもよい。また、受信回路は受信フロントエンド回路の出力信号を増幅する可変利得増幅器をさらに備え、可変利得増幅器のゲインはゲイン切り換え回路のゲインと同じタイミングで切り換えられてもよい。

また、受信回路は複数のゲイン切り換え回路を備え、折り返し負荷型ダウンコンバータ回路が上記多入力１出力回路であり、受信フロントエンド回路は複数のバイアス制御回路を含み、各バイアス制御回路が、折り返し負荷型ダウンコンバータ回路のうちで各入力信号について設けられた回路のバイアスを制御してもよい。この場合、少なくとも１つのゲイン切り換え回路が、可変利得増幅器または可変減衰器を含んでもよく、あるいは、固定利得増幅器と、低ゲイン時には、固定利得増幅器を通過する信号をバイパスさせるバイパス回路とを含んでもよい。

本発明の通信機器は、電波を送受信するアンテナと、アンテナに接続されたアンテナ共用回路と、アンテナ共用回路に接続された送信回路と、アンテナ共用回路に接続された上記受信回路とを備える。

本発明の受信フロントエンド回路では、想定外の強入力条件下でも、負荷回路を流れる電流は０にならない。したがって、想定外の強入力条件下でも出力レベルが著しく低下することのない、低消費電流の受信フロントエンド回路を得ることができる。また、本発明の受信回路および通信機器は、想定外の強入力条件下でも出力レベルが著しく低下することのない、受信フロントエンド回路を備えている。したがって、想定外の強入力条件下でも、動作不良を起こさない、低消費電流の受信回路および通信機器を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の第１〜第６の実施形態を説明する。第１〜第４の実施形態では、受信フロントエンド回路について、第５の実施形態では、第１または第２の実施形態に係る受信フロントエンド回路を備えた受信回路について、第６の実施形態では、第３または第４の実施形態に係る受信フロントエンド回路を備えた受信回路について説明する。以下では、各実施形態の構成要素のうち、既に説明した実施形態と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して、説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る受信フロントエンド回路の構成を示すブロック図である。図１に示す受信フロントエンド回路は、折り返しカレントミラー回路の定電流源１、ギルバートミキサ回路の上部トランジスタ２、ギルバートミキサ回路の下部トランジスタ３、ギルバートミキサ回路のエミッタインダクタ４、信号入力端子５、ローカル信号入力端子６、折り返しカレントミラー回路の２次側トランジスタ７、負荷回路８、ＩＦ出力端子９、平均レベル検波回路１０、平滑回路１１、基準比較回路１２、リミッタ回路１３、および、バイアス回路１４を備えている。

図２は、図１に示す受信フロントエンド回路の特性図である。図２（ａ）は、入力レベルに対するＩＦ出力レベルを示し、図２（ｂ）は、入力レベルに対するミキサ回路および折り返し負荷回路の消費電流を示す。なお、図２（ａ）には、従来の回路の特性も破線で記載されている。

図２（ｂ）に示すように、想定外の強入力条件下では、ミキサ回路を流れる電流が通常動作時よりも増加する。一方、折り返しカレントミラー回路の作用により、ミキサ回路を流れる電流と折り返し負荷回路を流れる電流の合計は、常に一定に保たれる。したがって、想定外の強入力条件下では、折り返し負荷回路の消費電流が減少する。このため、従来の回路では、想定外の強入力条件下では、折り返し負荷回路を流れる電流が０に近づく。このとき、回路は動作不良を起こし、図２（ａ）に破線で示すように、ＩＦ出力レベルは著しく低下する。

このようなＩＦ出力レベルの低下を防止するために、本実施形態に係る受信フロントエンド回路は、平均レベル検波回路１０、平滑回路１１、基準比較回路１２、リミッタ回路１３、および、バイアス回路１４を備えている。平均レベル検波回路１０は、負荷回路８の出力に接続され、受信フロントエンド回路から出力されるベースバンド出力信号（図では、ＢＢ出力と記載）の平均ＡＣ振幅レベルを検出する。平滑回路１１は、平均レベル検波回路１０の出力信号から、ＡＣ成分を除去する。基準比較回路１２は、平滑回路１１の出力信号と所定の基準電圧とを比較し、平滑回路１１の出力信号が基準電圧を超えたときにレベル抑制信号を出力する。リミッタ回路１３およびバイアス回路１４は、バイアス制御回路として機能する。バイアス回路１４は、ミキサ回路にバイアス電流を供給する。リミッタ回路１３は、基準比較回路１２からレベル抑制信号が出力されたときに、バイアス回路１４を制御することにより、ミキサ回路のバイアス電流を所定量以下に抑制する。

このように、図１に示す受信フロントエンド回路では、入力レベルの上昇に伴いＩＦ出力レベルが上昇すると、ミキサ回路のバイアス電流は所定量以下に抑制される。したがって、入力レベルが上昇しても、この回路は、従来の回路のように動作不良を起こすことがなく、ＩＦ出力レベルが低下することもない（図２（ａ）を参照）。

以上に示すように、本実施形態に係る受信フロントエンド回路では、想定外の強入力条件下でも、折り返し負荷回路を流れる電流は０にならない。したがって、想定外の強入力条件下でもＩＦ出力レベルが著しく低下することのない、低消費電流の受信フロントエンド回路を得ることができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る受信フロントエンド回路の構成を示すブロック図である。図３に示す受信フロントエンド回路は、第１の実施形態に係る受信フロントエンド回路（図１）と同じ構成要素を備えている。ただし、平均レベル検波回路１０は、負荷回路８の出力ではなく、ミキサ回路の入力に接続されている。平均レベル検波回路１０は、ミキサ回路の入力信号の平均ＡＣ振幅レベルを検出する。平均レベル検波回路１０以外の構成要素は、いずれも、第１の実施形態に係る受信フロントエンド回路と同様に動作する。本実施形態に係る受信フロントエンド回路は、第１の実施形態に係る受信フロントエンド回路と同様の効果を奏する。

（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る受信フロントエンド回路の構成を示すブロック図である。図４に示す受信フロントエンド回路は、第１の実施形態に係る受信フロントエンド回路（図１）を、２本の受信信号を処理するように変形したものである。この受信フロントエンド回路は、折り返しカレントミラー回路の定電流源１ａ、１ｂ、ギルバートミキサ回路の上部トランジスタ２ａ、２ｂ、ギルバートミキサ回路の下部トランジスタ３ａ、３ｂ、ギルバートミキサ回路のエミッタインダクタ４ａ、４ｂ、信号入力端子５ａ、５ｂ、ローカル信号入力端子６ａ、６ｂ、折り返しカレントミラー回路の２次側トランジスタ７、負荷回路８、ＩＦ出力端子９、平均レベル検波回路１０、平滑回路１１、基準比較回路１２、リミッタ回路１３ａ、１３ｂ、および、バイアス回路１４ａ、１４ｂを備えている。

このうち、折り返しカレントミラー回路の定電流源１ａ、ギルバートミキサ回路の上部トランジスタ２ａ、ギルバートミキサ回路の下部トランジスタ３ａ、および、ギルバートミキサ回路のエミッタインダクタ４ａは、第１のミキサ回路を構成する。また、折り返しカレントミラー回路の定電流源１ｂ、ギルバートミキサ回路の上部トランジスタ２ｂ、ギルバートミキサ回路の下部トランジスタ３ｂ、および、ギルバートミキサ回路のエミッタインダクタ４ｂは、第２のミキサ回路を構成する。信号入力端子５ａおよびローカル信号入力端子６ａは、第１のミキサ回路用の入力端子であり、リミッタ回路１３ａおよびバイアス回路１４ａは、第１のミキサ回路用に設けられている。また、信号入力端子５ｂおよびローカル信号入力端子６ｂは、第２のミキサ回路用の入力端子であり、リミッタ回路１３ｂおよびバイアス回路１４ｂは、第２のミキサ回路用に設けられている。

第１のミキサ回路と第２のミキサ回路は、排他的に動作する。第１のミキサ回路が動作し、第２のミキサ回路が動作を停止しているときには、平均レベル検波回路１０は、第１のミキサ回路に受信信号が入力されたときのベースバンド出力信号の平均ＡＣ振幅レベルを検出する。平滑回路１１および基準比較回路１２は、第１の実施形態に係る受信フロントエンド回路と同様に動作する。バイアス回路１４ａは、第１のミキサ回路にバイアス電流を供給する。リミッタ回路１３ａは、基準比較回路１２からレベル抑制信号が出力されたときに、バイアス回路１４ａを制御することにより、第１のミキサ回路のバイアス電流を所定量以下に抑制する。したがって、第１のミキサ回路に想定外の強信号が入力された場合でも、折り返し負荷回路を流れる電流は０にならず、ＩＦ出力レベルが著しく低下することはない。

逆に、第２のミキサ回路が動作し、第１のミキサ回路が動作を停止しているときには、平均レベル検波回路１０は、第２のミキサ回路に受信信号が入力されたときのベースバンド出力信号の平均ＡＣ振幅レベルを検出する。平滑回路１１および基準比較回路１２は、第１の実施形態に係る受信フロントエンド回路と同様に動作する。バイアス回路１４ｂは、第２のミキサ回路にバイアス電流を供給する。リミッタ回路１３ｂは、基準比較回路１２からレベル抑制信号が出力されたときに、バイアス回路１４ｂを制御することにより、第２のミキサ回路のバイアス電流を所定量以下に抑制する。したがって、第２のミキサ回路に想定外の強信号が入力された場合でも、折り返し負荷回路を流れる電流は０にならず、ＩＦ出力レベルが著しく低下することはない。

このように、図４に示す受信フロントエンド回路は、複数の帯域に対応して２個のミキサ回路と、これらに共通する１個の折り返し負荷回路を備えている。また、２個のミキサ回路のいずれに想定外の強信号が入力された場合でも、折り返し負荷回路の電流は０にならず、ＩＦ出力レベルが著しく低下することはない。

以上に示すように、本実施形態に係る受信フロントエンド回路は、複数のミキサ回路を備え、いずれのミキサ回路に想定外の強信号が入力された場合でも、折り返し負荷回路を流れる電流は０にならない。したがって、複数のミキサ回路を備え、想定外の強入力条件下でもＩＦ出力レベルが著しく低下することのない、低消費電流の受信フロントエンド回路を得ることができる。

（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態に係る受信フロントエンド回路の構成を示すブロック図である。図５に示す受信フロントエンド回路は、第３の実施形態に係る受信フロントエンド回路（図４）の構成要素に加えて、さらに平均レベル検波回路１０ｂを備えている。第１のミキサ回路用の平均レベル検波回路１０ａは、負荷回路８の出力ではなく、第１のミキサ回路の入力に接続されており、第２のミキサ回路用の平均レベル検波回路１０ｂは、第２のミキサ回路の入力に接続されている。

第３の実施形態と同様に、図５に示す受信フロントエンド回路においても、第１および第２のミキサ回路が構成される。平均レベル検波回路１０ａ、１０ｂは、それぞれ、第１および第２のミキサ回路に入力される信号の平均ＡＣ振幅レベルを検出する。

第１のミキサ回路と第２のミキサ回路は、排他的に動作する。第１のミキサ回路が動作し、第２のミキサ回路が動作を停止しているときには、平滑回路１１は、平均レベル検波回路１０ａの出力信号からＡＣ成分を除去し、基準比較回路１２、リミッタ回路１３ａ、および、バイアス回路１４ａは、第３の実施形態に係る受信フロントエンド回路と同様に動作する。したがって、第１のミキサ回路に想定外の強信号が入力された場合でも、折り返し負荷回路の電流は０にならず、ＩＦ出力レベルが著しく低下することはない。

逆に、第２のミキサ回路が動作し、第１のミキサ回路が動作を停止しているときには、平滑回路１１は、平均レベル検波回路１０ｂの出力信号からＡＣ成分を除去し、基準比較回路１２、リミッタ回路１３ｂ、および、バイアス回路１４ｂは、第３の実施形態に係る受信フロントエンド回路と同様に動作する。したがって、第２のミキサ回路に想定外の強信号が入力された場合でも、折り返し負荷回路の電流は０にならず、ＩＦ出力レベルが著しく低下することはない。

以上に示すように、本実施形態に係る受信フロントエンド回路は、複数のミキサ回路を備え、いずれのミキサ回路に想定外の強信号が入力された場合でも、折り返し負荷回路を流れる電流は０にならない。したがって、本実施形態に係る受信フロントエンド回路は、第３の実施形態に係る受信フロントエンド回路と同様の効果を奏する。

なお、第１〜第４の実施形態については、以下に示す各種の変形例を構成することができる。まず、上記各実施形態に係る受信フロントエンド回路は、ミキサ回路のバイアス電流の増加を防ぐリミッタ回路を備えることとしたが、これに代えて、折り返しカレントミラー回路を流れる電流を、ミキサ回路を流れる電流の増加分だけ増加させる電流制御回路を備えていてもよい。このように構成された受信フロントエンド回路は、上記各実施形態に係る受信フロントエンド回路と同様の効果を奏する。

また、上記各実施形態に係る受信フロントエンド回路は、信号の平均ＡＣ振幅レベルを検出する平均レベル検波回路を備えることとした。ところが、ＩＦ出力レベルが低下する主因は、ミキサ回路の電流が増加することに伴い、折り返し負荷回路の電流が減少することにある。したがって、受信フロントエンド回路は、信号の平均ＡＣ振幅レベルを検出する検波回路に代えて、信号のＤＣレベルを検出する検波回路や、信号の平均ＡＣ振幅レベルとＤＣレベルを合わせて検出する検波回路を備えていてもよい。このように構成された受信フロントエンド回路も、上記各実施形態に係る受信フロントエンド回路と同様の効果を奏する。

また、上記各実施形態に係る受信フロントエンド回路は、ミキサ回路として、ギルバートミキサ回路を備えることとしたが、これに代えて、強入力条件下で電流が増加する特性を有する他の種類のミキサ回路を備えていてもよい。このように構成された受信フロントエンド回路も、上記各実施形態に係る受信フロントエンド回路と同様の効果を奏する。

また、上記各実施形態に係る受信フロントエンド回路では、基準比較回路は、基準電圧を複数のレベルに切り換えてもよい。このように構成された受信フロントエンド回路によれば、基準電圧の切り換えに応じて、リミッタ回路の電流制御値を切り換えたり、平滑回路のカットオフ周波数を切り換えたりすることができる。特に、第３および第４の実施形態に係る受信フロントエンド回路では、リミッタ回路の電流制御値をミキサ回路ごとに切り換えることができる。したがって、基準電圧を複数のレベルに切り換える受信フロントエンド回路は、上記各実施形態に係る受信フロントエンド回路が奏する効果に加えて、応答速度の改善など、付加的な効果を奏する。

（第５の実施形態）
第５の実施形態では、第１または第２の実施形態に係る受信フロントエンド回路を備えた、３種類の受信回路（以下、第１〜第３構成例という）を説明する。

図６は、本実施形態の第１構成例に係る受信回路の構成を示すブロック図である。図６に示す受信回路は、ゲイン可変増幅器１０４、フィルタ１０５、受信フロントエンド回路１０６、ローカル部１０７、および、ＩＦ可変ゲイン回路１０８を備え、アンテナ１０１、アンテナ共用回路１０２、および、送信端子１０３に接続された送信回路（図示せず）とともに、通信機器の無線通信部を構成する。受信フロントエンド回路１０６には、第１または第２の実施形態に係る受信フロントエンド回路が使用される。図７は、図３（ａ）に、図６に示す受信回路のゲイン動作の説明を加えた図である。

一般に、受信回路は、入力信号のレベルに応じて受信回路全体のゲイン設定を調整することにより、ＩＦ出力レベルを一定に保つ制御を行う。ところが、移動体通信機器は、電源投入時の初期状態や建物の陰から基地局を見通せる場所に移動した場合などに、想定外の強信号を受信する場合がある。従来の回路は、想定外の強入力条件下では、図７に破線で示すように、ＩＦ出力レベルを一定に保つために、受信回路のゲインをさらに上げる誤動作を起こしてしまう。

これに対して、図６に示す受信回路は、受信フロントエンド回路１０６として、第１または第２の実施形態に係る受信フロントエンド回路を備えている。第１または第２の実施形態に係る受信フロントエンド回路を用いれば、想定外の強入力条件下でもＩＦ出力レベルが著しく低下することはない。そこで、図７に白抜き矢印で示すように、ゲイン可変増幅器１０４のゲインを下げることにより、過剰な入力レベルを適正な入力レベルにまで下げることができる。このゲインを下げる処理は、受信フロントエンド回路１０６がバイアスを抑制している間に行うことが好ましい。

図８は、本実施形態の第２構成例に係る受信回路の構成を示すブロック図である。図８に示す受信回路は、第１構成例に係る受信回路（図６）において、ゲイン可変増幅器１０４を固定利得の増幅器２０４および可変減衰器２０９に置換したものである。図８に示す受信回路では、第１構成例に係る受信回路と同様に、可変減衰器２０９の減衰量を増加させることにより、過剰な入力レベルを適正な入力レベルにまで下げることができる。したがって、図８に示す受信回路は、第１構成例に係る受信回路と同様の効果を奏する。

図９は、本実施形態の第３構成例に係る受信回路の構成を示すブロック図である。図９に示す受信回路は、第１構成例に係る受信回路（図６）において、ゲイン可変増幅器１０４を固定利得の増幅器３０４およびバイパス回路３１０に置換したものである、図９に示す受信回路は、第１および第２構成例に係る受信回路と同様に、増幅器３０４のバイアスを遮断し、バイパス回路３１０を導通状態に制御することにより、過剰な入力レベルを適正な入力レベルにまで下げることができる。したがって、図９に示す受信回路は、第１および第２構成例に係る受信回路と同様の効果を奏する。

以上に示すように、本実施形態に係る受信回路は、過剰な入力レベルを適切な入力レベルにまで下げることができる。したがって、想定外の強入力条件下でも動作不良を起こさず、受信レベル検出で誤差が生じない低消費電流の受信回路を得ることができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態では、第３または第４の実施形態に係る受信フロントエンド回路を備えた受信回路を説明する。

図１０は、本実施形態に係る受信回路の構成を示すブロック図である。図１０に示す受信回路は、ゲイン可変増幅器１０４ａ、１０４ｂ、フィルタ１０５ａ、１０５ｂ、受信フロントエンド回路４０６、ローカル部１０７ａ、１０７ｂ、および、ＩＦ可変ゲイン回路１０８を備え、アンテナ１０１、アンテナ共用回路１０２ａ、１０２ｂ、送信端子１０３ａ、１０３ｂに接続された２つの送信回路（図示せず）、および、切り換えスイッチ４１１とともに、通信機器の無線通信部を構成する。受信フロントエンド回路４０６には、第３または第４の実施形態に係る受信フロントエンド回路が使用される。

なお、図１０に示す受信回路は、ゲイン可変増幅器１０４ａ、１０４ｂに代えて、第５の実施形態で述べたように、固定利得の増幅器および可変減衰器、あるいは、固定利得の増幅器およびバイパス回路を備えていてもよい。

図１０に示す受信回路、および、その変形例に係る受信回路が、第５の実施形態に係る受信回路と同様の効果を奏することは、第３〜第５の実施形態の説明から明らかである。したがって、本実施形態によれば、複数の受信信号に対応でき、想定外の強入力条件下でも動作不良を起こさず、受信レベル検出で誤差が生じない低消費電流の受信回路を得ることができる。

なお、第５および第６の実施形態に係る受信回路では、ＩＦ可変ゲイン回路は、可変増幅器、可変減衰器、あるいは、バイパス回路において入力レベルを下げたときには、下げた分だけゲインを上げることとしてもよい。このように構成された受信回路によれば、より正確な受信動作を行うことができる。

本発明の受信フロントエンド回路および受信回路は、想定外の強入力条件下でもＩＦ出力レベルが著しく低下することがないので、移動体通信機器など、各種の通信機器に利用するこができる。

本発明の第１の実施形態に係る受信フロントエンド回路のブロック図 本発明の第１の実施形態に係る受信フロントエンド回路の特性図 本発明の第２の実施形態に係る受信フロントエンド回路のブロック図 本発明の第３の実施形態に係る受信フロントエンド回路のブロック図 本発明の第４の実施形態に係る受信フロントエンド回路のブロック図 本発明の第５の実施形態の第１構成例に係る受信回路のブロック図 本発明の第５の実施形態に係る受信回路の動作説明図 本発明の第５の実施形態の第２構成例に係る受信回路のブロック図 本発明の第５の実施形態の第３構成例に係る受信回路のブロック図 本発明の第６の実施形態に係る受信回路のブロック図 従来の複数ブロック電流共用化回路のブロック図 従来の折り返し負荷型ダウンコンバータ回路のブロック図 従来の折り返し負荷型ダウンコンバータ回路の特性図

符号の説明

１…折り返しカレントミラー回路の定電流源
２…ギルバートミキサ回路の上部トランジスタ
３…ギルバートミキサ回路の下部トランジスタ
４…ギルバートミキサ回路のエミッタインダクタ
５…信号入力端子
６…ローカル信号入力端子
７…折り返しカレントミラー回路の２次側トランジスタ
８…負荷回路
９…ＩＦ出力端子
１０…平均レベル検波回路
１１…平滑回路
１２…基準比較回路
１３…リミッタ回路
１４…バイアス回路
１０１…アンテナ
１０２…アンテナ共用回路
１０３…送信端子
１０４…ゲイン可変増幅器
１０５…フィルタ
１０６、４０６…受信フロントエンド回路
１０７…ローカル部
１０８…ＩＦ可変ゲイン回路
２０４、３０４…増幅器
２０９…可変減衰器
３１０…バイパス回路
４１１…切り換えスイッチ

Claims (27)

1. 通信機器の受信回路に設けられる受信フロントエンド回路であって、
   ミキサ回路とカレントミラー回路と負荷回路とを含み、前記カレントミラー回路で前記ミキサ回路の出力を折り返し、前記カレントミラー回路の折り返し出力に前記負荷回路が接続されている折り返し負荷型ダウンコンバータ回路と、
   前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路の入力信号または出力信号を検波する検波回路と、
   前記検波回路の出力信号を平滑化する平滑回路と、
   前記平滑回路の出力信号と所定の基準電圧とを比較する基準比較回路と、
   前記基準比較回路における比較結果に応じて、前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路のバイアスを制御するバイアス制御回路とを備えた、受信フロントエンド回路。
2. 前記バイアス制御回路が、前記ミキサ回路のバイアスを制御することを特徴とする、請求項１に記載の受信フロントエンド回路。
3. 前記バイアス制御回路が、前記カレントミラー回路のバイアスを制御することを特徴とする、請求項１に記載の受信フロントエンド回路。
4. 前記検波回路が、前記ミキサ回路の入力に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の受信フロントエンド回路。
5. 前記検波回路が、前記負荷回路の出力に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の受信フロントエンド回路。
6. 前記検波回路が、信号のＡＣ振幅を検波することを特徴とする、請求項１に記載の受信フロントエンド回路。
7. 前記検波回路が、信号のＤＣレベルを検波することを特徴とする、請求項１に記載の受信フロントエンド回路。
8. 前記検波回路が、信号のＡＣ振幅とＤＣレベルを合わせて検波することを特徴とする、請求項１に記載の受信フロントエンド回路。
9. 前記基準電圧が、複数のレベルに切り換えられることを特徴とする、請求項１に記載の受信フロントエンド回路。
10. 前記基準電圧が切り換えられるときに、前記平滑回路のカットオフ周波数が切り換えられることを特徴とする、請求項９に記載の受信フロントエンド回路。
11. 前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路が、前記負荷回路と複数の前記ミキサ回路と複数の前記カレントミラー回路とを含み、各前記カレントミラー回路で各前記ミキサ回路の出力を折り返し、各前記カレントミラー回路の折り返し出力が共通の出力に接続され、当該共通の出力に前記負荷回路が接続されている多入力１出力回路であり、
    複数の前記バイアス制御回路を備え、
    各前記バイアス制御回路が、前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路のうちで各入力信号について設けられた回路のバイアスを制御することを特徴とする、請求項１に記載の受信フロントエンド回路。
12. 各前記バイアス制御回路が、各前記ミキサ回路のバイアスを制御することを特徴とする、請求項１１に記載の受信フロントエンド回路。
13. 各前記バイアス制御回路が、各前記カレントミラー回路のバイアスを制御することを特徴とする、請求項１１に記載の受信フロントエンド回路。
14. 複数の前記検波回路を備え、
    各前記検波回路が、各前記ミキサ回路の入力に接続されていることを特徴とする、請求項１１に記載の受信フロントエンド回路。
15. 前記検波回路が、前記負荷回路の出力に接続されていることを特徴とする、請求項１１に記載の受信フロントエンド回路。
16. 通信機器に含まれる受信回路であって、
    受信信号のレベルを調整するゲイン切り換え回路と、
    前記ゲイン切り換え回路の出力に接続される受信フロントエンド回路とを備え、
    前記受信フロントエンド回路は、
    ミキサ回路とカレントミラー回路と負荷回路とを含み、前記カレントミラー回路で前記ミキサ回路の出力を折り返し、前記カレントミラー回路の折り返し出力に前記負荷回路が接続されている折り返し負荷型ダウンコンバータ回路と、
    前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路の入力信号または出力信号を検波する検波回路と、
    前記検波回路の出力信号を平滑化する平滑回路と、
    前記平滑回路の出力信号と所定の基準電圧とを比較する基準比較回路と、
    前記基準比較回路における比較結果に応じて、前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路のバイアスを制御するバイアス制御回路とを含んだ、受信回路。
17. 前記ゲイン切り換え回路のゲインは、前記バイアス制御回路がバイアスを抑制している間に、低い値に切り換えられることを特徴とする、請求項１６に記載の受信回路。
18. 前記ゲイン切り換え回路が、可変利得増幅器を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の受信回路。
19. 前記ゲイン切り換え回路が、可変減衰器を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の受信回路。
20. 前記ゲイン切り換え回路が、固定利得増幅器と、低ゲイン時には、前記固定利得増幅器を通過する信号をバイパスさせるバイパス回路とを含むことを特徴とする、請求項１６に記載の受信回路。
21. 前記受信フロントエンド回路の出力信号を増幅する可変利得増幅器をさらに備え、
    前記可変利得増幅器のゲインは、前記ゲイン切り換え回路のゲインと同じタイミングで切り換えられることを特徴とする、請求項１６に記載の受信回路。
22. 複数の前記ゲイン切り換え回路を備え、
    前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路が、前記負荷回路と複数の前記ミキサ回路と複数の前記カレントミラー回路とを含み、各前記カレントミラー回路で各前記ミキサ回路の出力を折り返し、各前記カレントミラー回路の折り返し出力が共通の出力に接続され、当該共通の出力に前記負荷回路が接続されている多入力１出力回路であり、
    前記受信フロントエンド回路は、複数の前記バイアス制御回路を含み、
    各前記バイアス制御回路が、前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路のうちで各入力信号について設けられた回路のバイアスを制御することを特徴とする、請求項１６に記載の受信回路。
23. 少なくとも１つの前記ゲイン切り換え回路が、可変利得増幅器を含むことを特徴とする、請求項２２に記載の受信回路。
24. 少なくとも１つの前記ゲイン切り換え回路が、可変減衰器を含むことを特徴とする、請求項２２に記載の受信回路。
25. 少なくとも１つの前記ゲイン切り換え回路が、固定利得増幅器と、低ゲイン時には、前記固定利得増幅器を通過する信号をバイパスさせるバイパス回路とを含むことを特徴とする、請求項２２に記載の受信回路。
26. 無線通信を行う通信機器であって、
    電波を送受信するアンテナと、
    前記アンテナに接続されたアンテナ共用回路と、
    前記アンテナ共用回路に接続された送信回路と、
    前記アンテナ共用回路に接続された受信回路とを備え、
    前記受信回路は、
    前記アンテナ共用回路から出力された受信信号のレベルを調整するゲイン切り換え回路と、
    前記ゲイン切り換え回路の出力に接続される受信フロントエンド回路とを含み、
    前記受信フロントエンド回路は、
    ミキサ回路とカレントミラー回路と負荷回路とを含み、前記カレントミラー回路で前記ミキサ回路の出力を折り返し、前記カレントミラー回路の折り返し出力に前記負荷回路が接続されている折り返し負荷型ダウンコンバータ回路と、
    前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路の入力信号または出力信号を検波する検波回路と、
    前記検波回路の出力信号を平滑化する平滑回路と、
    前記平滑回路の出力信号と所定の基準電圧とを比較する基準比較回路と、
    前記基準比較回路における比較結果に応じて、前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路のバイアスを制御するバイアス制御回路とを含んだ、通信機器。
27. 前記受信回路は、複数の前記ゲイン切り換え回路を含み、
    前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路が、前記負荷回路と複数の前記ミキサ回路と複数の前記カレントミラー回路とを含み、各前記カレントミラー回路で各前記ミキサ回路の出力を折り返し、各前記カレントミラー回路の折り返し出力が共通の出力に接続され、当該共通の出力に前記負荷回路が接続されている多入力１出力回路であり、
    前記受信フロントエンド回路は、複数の前記バイアス制御回路を含み、
    各前記バイアス制御回路が、前記折り返し負荷型ダウンコンバータ回路のうちで各入力信号について設けられた回路のバイアスを制御することを特徴とする、請求項２６に記載の通信機器。