JP2007184854A - Active inductance circuit, filter circuit, and receiving circuit - Google Patents
Active inductance circuit, filter circuit, and receiving circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007184854A JP2007184854A JP2006002762A JP2006002762A JP2007184854A JP 2007184854 A JP2007184854 A JP 2007184854A JP 2006002762 A JP2006002762 A JP 2006002762A JP 2006002762 A JP2006002762 A JP 2006002762A JP 2007184854 A JP2007184854 A JP 2007184854A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- phase shifter
- degree phase
- differential
- high impedance
- 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
Images
Landscapes
- Superheterodyne Receivers (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、アクティブインダクタンス回路、フィルタ回路及び受信回路に関し、例えば、ラジオ受信機、テレビジョン受信機、衛星放送受信機、ビデオテープレコーダ(VTR)、移動体通信機等に使用して好適なアクティブインダクタンス回路にラジオ受信機、テレビジョン受信機、衛星放送受信機、ビデオテープレコーダ(VTR)、移動体通信機等に使用して好適なアクティブインダクタンス回路、フィルタ回路及び受信回路に関するものである。 The present invention relates to an active inductance circuit, a filter circuit, and a receiving circuit. For example, the active inductance circuit is suitable for use in a radio receiver, a television receiver, a satellite broadcast receiver, a video tape recorder (VTR), a mobile communication device, and the like. The present invention relates to an active inductance circuit, a filter circuit, and a receiving circuit suitable for use in a radio receiver, a television receiver, a satellite broadcast receiver, a video tape recorder (VTR), a mobile communication device, and the like.
ラジオ受信機、テレビジョン受信機、衛星放送受信機、ビデオテープレコーダ(VTR)、移動体通信機等の機器においては、回路構成の一部としてフィルタ回路が用いられている。そこでこのようなフィルタ回路を、例えば集積回路(IC)の内部に構築する場合に、従来から抵抗器やコンデンサーは2端子の素子で形成することが可能であるものの、いわゆるインダクタンス成分をIC内に2端子で形成することは容易になし得るものではなかった。 In devices such as a radio receiver, a television receiver, a satellite broadcast receiver, a video tape recorder (VTR), and a mobile communication device, a filter circuit is used as part of the circuit configuration. Therefore, when such a filter circuit is constructed in an integrated circuit (IC), for example, a resistor or a capacitor can be conventionally formed of a two-terminal element, but a so-called inductance component is included in the IC. It was not easy to form with two terminals.
そこで、従来において、例えば図22に示すような、バイクワッド回路と呼ばれるインダクタンス成分を形成するための回路の構成が用いられていた。 Therefore, conventionally, for example, a circuit configuration for forming an inductance component called a biquad circuit as shown in FIG. 22 has been used.
この図22に示す回路において、2つの演算増幅器91、92が縦続に設けられる。そして入力信号Vinが演算増幅器91の非反転入力に供給され、この演算増幅器91の出力が演算増幅器92の非反転入力に供給され、この演算増幅器92の出力信号Vout が取り出されると共に、この出力信号Vout が演算増幅器91、92の反転入力に帰還される。従ってこの回路において、演算増幅器91、92の2組の積分器によって構成する帰還回路によりインダクタンス成分が形成される。
In the circuit shown in FIG. 22, two
しかしながらこの回路においては、回路的に電圧帰還が掛かるために、いわゆるQの高いフィルタ回路を形成する場合に、入力と出力とでオフセット電圧が生じ、回路設計が極めて困難になるものである。またこの回路の場合に、積分器の入出力はシングルであるために、回路全体もシングル入力のシングル出力となり、差動性に欠けるものとなる。このことは、特に回路のIC化を行う場合には致命的な欠陥であった。 However, in this circuit, since voltage feedback is applied in terms of circuit, when a so-called high-Q filter circuit is formed, an offset voltage is generated between the input and output, which makes circuit design extremely difficult. In the case of this circuit, since the input / output of the integrator is single, the entire circuit also becomes a single input with a single input and lacks differential characteristics. This is a fatal defect particularly when the circuit is made into an IC.
すなわち上述の回路においては、インダクタンス成分を単独でIC回路内に形成することができず、このため特に急峻なカットオフ特性を示すチェビシュフ型などの分布定数型のフィルタを組むことができないのである。 That is, in the above-described circuit, an inductance component cannot be formed in the IC circuit alone, and therefore, a distributed constant type filter such as a Chebyshev type exhibiting a particularly steep cutoff characteristic cannot be assembled.
そこで、本件出願人は、先に、特許文献1に示すような、インダクタンス成分をIC回路内に単独の2端子素子として形成するアクティブインダクタンス回路の構成を提案している。このアクティブインダクタンス回路を図23に示す。
Therefore, the present applicant has previously proposed a configuration of an active inductance circuit as shown in
この図23に示す構成において、90度移相器の出力電圧を一組の差動対を介して電流に変換し、この電流を90度移相器の入力側に戻すようにしている。すなわち、差動の信号源電圧源1、2(Vin、−Vin)の一端が互いに接続されて接続中点が接地されると共に、他端がトランジスタ3、4のベースに接続され、これらのトランジスタ3、4のコレクタが電源Vccの電源路5に接続される。これらのトランジスタ3、4のエミッタが抵抗6、7(R)を通じて差動対を構成するトランジスタ8、9のコレクタに接続される。さらにトランジスタ8、9のエミッタが電流源10、11(I0)を通じて接地され、エミッタ間に抵抗12(2R)が接続され、コレクタ間にコンデンサ13(C/2)が接続されると共に、このコレクタがトランジスタ16、17のベースに接続される。このトランジスタ16、17のエミッタが電流源18、19(I1)を通じて接地され、エミッタ間に抵抗20(2Re)が接続され、コレクタが信号源電圧源1、2とトランジスタ3、4のベースの接続中点に接続される。また、トランジスタ8、9のコレクタから出力信号Va、Vbの出力端子14、15が導出される。この図23に示す構成によれば、シングル入力時に、図24に示すように、完全な2端子のインダクタンス成分として動作させることができる。
In the configuration shown in FIG. 23, the output voltage of the 90-degree phase shifter is converted into a current through a pair of differential pairs, and this current is returned to the input side of the 90-degree phase shifter. That is, one ends of the differential signal
ところで、上記図23に示す構成において、90度移相器は電流源を構成するトランジスタも含めて、上下に3組のトランジスタと抵抗により構成されるため、歪無く動作させる為には、最大信号振幅をVmax、トランジスタのベース・エミッタ間電圧をVbe、電源電圧をVccとすると、これらの間に次の〔数1〕の関係が成り立つ。 By the way, in the configuration shown in FIG. 23, the 90-degree phase shifter is composed of three transistors and resistors including the transistor constituting the current source, so that the maximum signal is required for operation without distortion. Assuming that the amplitude is Vmax, the base-emitter voltage of the transistor is Vbe, and the power supply voltage is Vcc, the following [Equation 1] is established.
一般的に、Vbeはおよそ0.75V 〜 0.8Vになり、例えば電源電圧Vccが9V時Vmaxは 2.25V〜2.2Vとなり大きく取れるが、電源電圧Vccが3V時Vmaxは 0.25V〜0.2Vとなり低電源電圧状態での回路構成には限界があり、昨今のバッテリ駆動のモバイル機器に使用するためには、支障をきたすという問題点があった。 In general, Vbe is approximately 0.75 V to 0.8 V. For example, when the power supply voltage Vcc is 9 V, Vmax is 2.25 V to 2.2 V, which is large, but when the power supply voltage Vcc is 3 V, Vmax is 0.25 V to There is a limit to the circuit configuration in the low power supply voltage state at 0.2 V, and there has been a problem that it causes troubles for use in recent battery-powered mobile devices.
また、インダクタンス値Lは、90度移相器に使用する抵抗6,7,12の抵抗値Rと、コンデンサ13の容量値C及びトランジスタ16,17の差動対のエミッタ間抵抗20の抵抗値Reにより、次の〔数2〕と定まる。
The inductance value L includes the resistance value R of the
90度移相器を最適にするにはRの値を大きくとる必要があるが、所望のインダクタンス値Lを小さくしたい場合にはRの値小さくする必要がある等、両者の条件が必ずしも一致しないので、設計の自由度が狭くなってしまうという問題点があった。 In order to optimize the 90-degree phase shifter, it is necessary to increase the value of R. However, in order to reduce the desired inductance value L, it is necessary to decrease the value of R. Both conditions do not necessarily match. As a result, there is a problem that the degree of freedom of design becomes narrow.
本発明は、上述したような実情に鑑みて成されたものであって、バッテリ駆動のモバイル機器等のような低電源電圧状態での歪特定を改善して動作を安定化でき、また、設計の自由度を向上し得るようなアクティブインダクタンス回路、フィルタ回路及び受信回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can improve the distortion specification in a low power supply voltage state such as a battery-powered mobile device and can stabilize the operation. It is an object of the present invention to provide an active inductance circuit, a filter circuit, and a receiving circuit that can improve the degree of freedom.
上述の課題を解決するために、本発明に係るアクティブインダクタンス回路は、正抵抗に対して負性抵抗を帰還したハイインピーダンス回路のハイインピーダンス部分に容量を付加することにより形成した差動型の90度移相器と、入力信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を流し込む第1の差動対と、上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に戻す第2の差動対とを有して構成され、上記90度移相器の入力側からみたインピーダンスを2端子のインダクタンスとして作用させることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, an active inductance circuit according to the present invention is a
ここで、上記ハイインピーダンス回路のバイアスを、入力信号とは独立してハイインピーダンス回路自身で抵抗を用いて設定することが好ましい。また、上記差動対の電圧−電流変換部の変換係数を変化させることにより、あるいは、上記90度移相器を構成するコンデンサの容量値を変化させることによりインダクタンス値を可変することができる。 Here, it is preferable to set the bias of the high impedance circuit using a resistor in the high impedance circuit itself independently of the input signal. Further, the inductance value can be varied by changing the conversion coefficient of the voltage-current conversion unit of the differential pair or by changing the capacitance value of the capacitor constituting the 90-degree phase shifter.
また、本発明に係るアクティブインダクタンス回路は、上述の課題を解決するために、正抵抗に対して負性抵抗を帰還したハイインピーダンス回路のハイインピーダンス部分に容量を付加することにより形成した差動型の90度移相器と、2組の差動信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を互いに逆極性に流し込む第1及び第2の差動対と、上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に互いに逆極性に戻す第3及び第4の差動対とを有して構成され、上記90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させることを特徴とする。 Further, in order to solve the above-mentioned problem, the active inductance circuit according to the present invention is a differential type formed by adding a capacitor to a high impedance portion of a high impedance circuit in which a negative resistance is fed back with respect to a positive resistance. 90-degree phase shifter, first and second differential pairs that convert two sets of differential signals into current and flow currents in opposite polarities into the 90-degree phase shifter, and the 90-degree phase shift The third and fourth differential pairs that convert the output voltage of the converter into current and return the opposite polarities to the input side are configured to be mutually connected from the two sets of input sides of the 90-degree phase shifter. The observed impedance is caused to act as an inductance of four terminals.
また、本発明に係るフィルタ回路は、上述の課題を解決するために、アクティブインダクタンス回路を用いて構成したLCラダー型フィルタ回路であって、上記アクティブインダクタンス回路は、正抵抗に対して負性抵抗を帰還したハイインピーダンス回路のハイインピーダンス部分に容量を付加することにより形成した差動型の90度移相器と、2組の差動信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を互いに逆極性に流し込む第1及び第2の差動対と、上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に互いに逆極性に戻す第3及び第4の差動対とを有し、上記90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させて構成されたものであることを特徴とする。 Moreover, the filter circuit according to the present invention is an LC ladder type filter circuit configured using an active inductance circuit in order to solve the above-described problems, and the active inductance circuit has a negative resistance with respect to a positive resistance. A differential 90 degree phase shifter formed by adding a capacitor to the high impedance part of the high impedance circuit that has fed back the current, and two sets of differential signals are converted into currents, and current is sent to the 90 degree phase shifter. And the third and fourth differential pairs that convert the output voltage of the 90-degree phase shifter into a current and return the opposite polarity to the input side. And the impedance viewed from the two input sides of the 90-degree phase shifter is made to act as an inductance of four terminals.
また、本発明に係るフィルタ回路は、上述の課題を解決するために、アクティブインダクタンス回路を用いた2個のLCラダー型フィルタと3組のペア差動対による電流加算回路にて構成した、正周波数或は負周波数のみを通過させる周波数特性を有する複素数フィルタであって、上記アクティブインダクタンス回路は、正抵抗に対して負性抵抗を帰還したハイインピーダンス回路のハイインピーダンス部分に容量を付加することにより形成した差動型の90度移相器と、2組の差動信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を互いに逆極性に流し込む第1及び第2の差動対と、上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に互いに逆極性に戻す第3及び第4の差動対とを有し、上記90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させて構成されたものであることを特徴とする。 In addition, in order to solve the above-described problem, the filter circuit according to the present invention is a positive circuit composed of two LC ladder filters using an active inductance circuit and a current adding circuit including three pairs of differential pairs. A complex filter having a frequency characteristic that allows only a frequency or a negative frequency to pass. The active inductance circuit includes a capacitor added to a high impedance portion of a high impedance circuit in which a negative resistance is fed back to a positive resistance. A differential 90 degree phase shifter formed, and first and second differential pairs that convert two sets of differential signals into currents and flow currents in opposite polarities to the 90 degree phase shifter; A third and a fourth differential pair for converting the output voltage of the 90-degree phase shifter into a current and returning them to opposite polarities on the input side, from the two sets of input sides of the 90-degree phase shifter; Saw each other And wherein the impedance is one that is configured to act as an inductance for the 4 terminals.
また、本発明に係る受信回路は、上述の課題を解決するために、受信信号中のイメージチャンネル信号を抑圧するフィルタとして、アクティブインダクタンス回路を用いた2個のLCラダー型フィルタと3組のペア差動対による電流加算回路にて構成した、正周波数或は負周波数のみを通過させる周波数特性を有する複素数フィルタを用いる受信回路であって、上記アクティブインダクタンス回路は、正抵抗に対して負性抵抗を帰還したハイインピーダンス回路のハイインピーダンス部分に容量を付加することにより形成した差動型の90度移相器と、2組の差動信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を互いに逆極性に流し込む第1及び第2の差動対と、上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に互いに逆極性に戻す第3及び第4の差動対とを有し、上記90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させて構成されたものであることを特徴とする。 Further, in order to solve the above-described problem, the receiving circuit according to the present invention includes two LC ladder type filters using an active inductance circuit and three pairs of filters as a filter for suppressing the image channel signal in the received signal. A reception circuit using a complex filter having a frequency characteristic that allows only a positive frequency or a negative frequency to pass, which is configured by a current adding circuit using a differential pair, wherein the active inductance circuit has a negative resistance to a positive resistance. A differential 90 degree phase shifter formed by adding a capacitor to the high impedance part of the high impedance circuit that has fed back the current, and two sets of differential signals are converted into currents, and current is sent to the 90 degree phase shifter. The first and second differential pairs that flow in opposite polarities to each other, and the output voltage of the 90-degree phase shifter is converted into current and returned to the opposite polarity on the input side. And a fourth differential pair, is characterized in that which is configured to act as an inductance of 4 terminal impedance viewed each other from two sets of input side of the 90 degree phase shifter.
本発明によれば、ハイインピーダンス回路のバイアスを入力信号とは独立してハイインピーダンス回路自身で設定でき、ハイインピーダンス回路の動作電流を規定するのに電流源を必要とせず、ハイインピーダンス回路のトランジスタを2段で構成でき、低電源電圧での動作が可能となる。また、電源電圧に対する最大信号振幅範囲を拡大できるので、モバイル機器等の低電源電圧駆動時に歪特性を改善できる。 According to the present invention, the bias of the high-impedance circuit can be set by the high-impedance circuit itself independently of the input signal, and no current source is required to define the operating current of the high-impedance circuit. Can be configured in two stages, and operation with a low power supply voltage is possible. In addition, since the maximum signal amplitude range with respect to the power supply voltage can be expanded, distortion characteristics can be improved when the mobile device or the like is driven at a low power supply voltage.
また、本発明によれば、90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させることで、LCラダー型フィルタ等の選択度の高いフィルタを構成できる。また、アクティブインダクタンス回路の入力端にハイインピーダンス回路を用いた積分器を接続することにより、高いインピーダンスに保った状態で、入力電位を設定することで、縦列に接続したときの、端子間の電位を設定可能とでき、複雑なフィルタ回路を構成可能とすることができる。また、OPAMP(演算増幅器)を使用することなくフィルタを構成でき、OPAMPにより制限される周波数特性、歪特性、ノイズ特性の劣化を回避することができ、また、消費電力の削減と回路規模を縮小することが可能となる。さらに、複素数フィルタを用いて受信機を構成することで、イメージチャンネルによる妨害を抑圧でき受信回路の特性を向上できる。 In addition, according to the present invention, a high-selectivity filter such as an LC ladder filter can be configured by causing the impedance viewed from the two sets of input sides of the 90-degree phase shifter to act as an inductance of four terminals. Also, by connecting an integrator using a high impedance circuit to the input end of the active inductance circuit, setting the input potential while maintaining a high impedance, the potential between the terminals when connected in cascade Can be set, and a complicated filter circuit can be configured. In addition, a filter can be configured without using an OPAMP (operational amplifier), frequency characteristics, distortion characteristics, and noise characteristics that are restricted by OPAMP can be avoided, and power consumption can be reduced and the circuit scale can be reduced. It becomes possible to do. Furthermore, by configuring the receiver using a complex filter, it is possible to suppress the interference caused by the image channel and improve the characteristics of the receiving circuit.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明の第1の実施の形態となるアクティブインピーダンス回路の構成例を示す回路図である。この本発明の第1の実施の形態は、正抵抗に対して負性抵抗を帰還したハイインピーダンス回路のハイインピーダンス部分に容量を付加することにより形成した差動型の90度移相器と、入力信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を流し込む第1の差動対と、上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に戻す第2の差動対とを有して構成され、上記90度移相器の入力側からみたインピーダンスを2端子のインダクタンスとして作用させるようにしたものである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of an active impedance circuit according to the first embodiment of the present invention. The first embodiment of the present invention includes a differential 90-degree phase shifter formed by adding a capacitor to a high impedance portion of a high impedance circuit in which a negative resistance is fed back with respect to a positive resistance, A first differential pair that converts an input signal into current and flows the current into the 90-degree phase shifter, and a second differential that converts the output voltage of the 90-degree phase shifter into current and returns it to the input side In this configuration, the impedance viewed from the input side of the 90-degree phase shifter is made to act as an inductance of two terminals.
図1において、差動の入力信号Vinと−Vinを形成する信号源電圧源124、125が設けられ、これらの電圧源124、125の一端が互いに接続されてその接続中点が接地されると共に、信号源電圧源124、125の他端が入力端子101、102に接続される。入力端子101、102はそれぞれトランジスタ114、115のベースに接続される。トランジスタ114、115のコレクタが容量値C/2のコンデンサ108の両端126、127に接続される。トランジスタ114、115のエミッタが、それぞれ抵抗値R4の抵抗器117、118を通じて接地され、抵抗値2×R5のエミッタ間抵抗(抵抗器116)にて互いに接続され、第1の差動対回路140を構成する。
In FIG. 1, signal source voltage sources 124 and 125 for forming differential input signals Vin and −Vin are provided, one ends of these voltage sources 124 and 125 are connected to each other, and a midpoint of connection is grounded. The other ends of the signal source voltage sources 124 and 125 are connected to the
コンデンサ108の両端(出力端子126、127)は、抵抗値R1の抵抗106、107を通じてトランジスタ103、104のエミッタに接続され、同時に、端子126はトランジスタ109のベースとトランジスタ110のコレクタとトランジスタ119のベースに接続され、127はトランジスタ110のベースとトランジスタ109のコレクタとトランジスタ120のベースに接続される。トランジスタ103、104のコレクタとベースはVcc電源105に接続される。トランジスタ109、110のエミッタが、それぞれ抵抗値R2の抵抗器112、113を通じて接地され、抵抗値2×R3のエミッタ間抵抗(抵抗器111)にて互いに接続される。
Both ends (
トランジスタ119、120のエミッタが、それぞれ抵抗値R6の抵抗器122、123を通じて接地され、抵抗値2×R7のエミッタ間抵抗(抵抗器121)にて互いに接続され、第2の差動対回路150を構成する。トランジスタ119、120のコレクタは入力端子101、102に接続される。
The emitters of the
この図1の回路において、破線で囲った部分130は90度移相器である。トランジスタ114、115を含む第1の差動対回路140は、入力信号を電流に変換して90度移相器130に電流を流し込み、トランジスタ119、120を含む第2の差動対回路150は、90度移相器130からの出力電圧を電流に変換して入力側に戻している。以下、90度移相器130のトランジスタ103、104のエミッタ電流をia、トランジスタ109、110のコレクタ電流をib、コンデンサ108に流れる電流icとし、第1の差動対回路140のトランジスタ114、115のコレクタ電流をi1とし、第2の差動対回路150のトランジスタ119、120のコレクタ電流をi2として、動作の詳細を説明する。
In the circuit of FIG. 1, a
入力信号電圧をVin、コンデンサ108の両端の出力端子126、127の信号電圧をそれぞれ+Va,−Vaとすると、各信号電流i1,ia,ib,ic,i2は、下記の〔数3〕となる。
When the input signal voltage is Vin and the signal voltages of the
この〔数3〕における各電流ia,ib,ic,i1の間には、下記の〔数4〕の式が成り立つ。 The following [Equation 4] is established between the currents ia, ib, ic, and i1 in [Equation 3].
この〔数4〕において、下記の〔数5〕の式が成立するように、抵抗値を選ぶと、下記の〔数6〕となる。 In this [Equation 4], when the resistance value is selected so that the following equation [Equation 5] is satisfied, the following [Equation 6] is obtained.
この〔数6〕から明らかなように、図1の構成を有するアクティブインダクタンス回路は、図2に示すように、端子101と端子102間にインダクタンス128が接続された形と一致する。
As is clear from this [Equation 6], the active inductance circuit having the configuration of FIG. 1 matches the form in which the
ここで、インダクタンス値は、90度移相器130を構成する抵抗値R1、R2、R3とは関係なく、C、Ra、Rcにより定めることができ、90度移相器130を最適にするために抵抗値R1、R2、R3を大きくとる必要があるが、所望のインダクタンス値Lを小さくしたい場合には抵抗値Ra、Rcを小さくすればよく、両者の条件が必ずしも一致しない拘束条件下でも自由に設計が可能となる。
Here, the inductance value can be determined by C, Ra, and Rc irrespective of the resistance values R1, R2, and R3 constituting the 90-
また、直流電流は、各トランジスタのエミッタとGND(接地)と間に接続された各抵抗器の抵抗値であるR2、R4、R6にて定まるが、下記の〔数7〕を満たす時、トランジスタ114、115、109、110に流れる直流電流が一致し、トランジスタ103、104に流れる直流電流はその2倍の電流が流れる。
The direct current is determined by the resistance values R2, R4, and R6 of each resistor connected between the emitter of each transistor and GND (ground). When the following [Equation 7] is satisfied, the transistor The direct currents flowing through the
これにより、コンデンサ108の両端の直流電位は電源電圧の中間の電圧、つまりVcc/2となり、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので、最大電圧幅を最大化できる。なお、トランジスタ103と104のトランジスタサイズを、トランジスタ114、115、109、110のエミッタサイズの2倍とすることで、より厳密に電位を定めることができる。
As a result, the DC potential at both ends of the
ここで、最大信号振幅をVmax、トランジスタのベース・エミッタ間電圧をVbe、電源電圧をVccとすると、これらの間に次の〔数8〕の関係が成り立つ。 Here, when the maximum signal amplitude is Vmax, the base-emitter voltage of the transistor is Vbe, and the power supply voltage is Vcc, the following relationship is established.
この〔数8〕と前述した従来例の〔数1〕とを比較すると、Vmaxが拡大され、昨今のバッテリ駆動のモバイル機器に使用するためには、優位であることが分かる。 Comparing [Equation 8] with [Equation 1] of the above-mentioned conventional example, it can be seen that Vmax is expanded and is advantageous for use in a recent battery-powered mobile device.
前記図23に示す先行例では、ハイインピーダンス回路のバイアスを入力信号のバイアスに依存していることから、ハイインピーダンス回路の動作電流を規定するためには、別途電流源による直流電流を設定する必要があった。このため、ハイインピーダンス回路のトランジスタが3段構成となっている。 In the preceding example shown in FIG. 23, since the bias of the high impedance circuit depends on the bias of the input signal, in order to define the operating current of the high impedance circuit, it is necessary to separately set a direct current by a current source. was there. For this reason, the transistor of the high impedance circuit has a three-stage configuration.
図1に示すような本発明の実施の形態の回路では、ハイインピーダンス回路のバイアスを入力信号とは独立してハイインピーダンス回路自身で設定でき、ハイインピーダンス回路の動作電流を規定するのに電流源を必要とせず、ハイインピーダンス回路のトランジスタを2段で構成でき、先行例と比較して1段分削減できるので、より低電源電圧での動作が可能となる。 In the circuit according to the embodiment of the present invention as shown in FIG. 1, the bias of the high impedance circuit can be set by the high impedance circuit itself independently of the input signal, and the current source is used to define the operating current of the high impedance circuit. The transistor of the high-impedance circuit can be configured in two stages and can be reduced by one stage compared to the previous example, so that operation with a lower power supply voltage is possible.
本実施の形態の回路は、従来のアナログ信号処理に使用していたバイポーラ・トランジスタにて表記しているが、近年使用が広がってきたCMOSトランジスタ及びシリコン・ゲルマニウム・トランジスタにおいても、同様に構成することが可能であり、特に、高周波特性に優れたシリコン・ゲルマニウム・トランジスタに適用することにより、上記バイポーラ・トランジスタで実現できた周波数帯域よりも高い周波数帯域でのフィルタ回路を実現することができる。 Although the circuit of this embodiment is represented by a bipolar transistor used for conventional analog signal processing, the same configuration is applied to a CMOS transistor and a silicon germanium transistor that have recently been used. In particular, when applied to a silicon-germanium transistor having excellent high-frequency characteristics, a filter circuit in a frequency band higher than that achieved with the bipolar transistor can be realized.
ここで、シリコン・ゲルマニウム・トランジスタは現在の技術限界として、NPN型トランジスタのみ周波数特性が優れていて、PNP型トランジスタでの周波数特性は従来のバイポーラ・トランジスタよりも優れていない現状がある。従来のフィルタ回路においてはOPAMP(演算増幅器)を用いて構成されており、一般にOPAMPはNPN型トランジスタとPNP型トランジスタの両方を必要としている為、シリコン・ゲルマニウム・トランジスタの優れた高周波数特性を生かしきれない虞があるが、本回路は、NPN型トランジスタのみで構成できるので、シリコン・ゲルマニウム・トランジスタの優れた高周波数特性を生かすことができる。 Here, the silicon-germanium transistor has a current technical limit. Only the NPN transistor has excellent frequency characteristics, and the PNP transistor has a frequency characteristic that is not superior to that of the conventional bipolar transistor. The conventional filter circuit is configured using OPAMP (operational amplifier). Since OPAMP generally requires both NPN type and PNP type transistors, the high frequency characteristics of silicon germanium transistors are utilized. Although there is a possibility that this circuit cannot be used, this circuit can be composed of only an NPN type transistor, so that the excellent high frequency characteristics of the silicon-germanium transistor can be utilized.
以上説明したような本発明の第1の実施の形態によれば、インダクタンス値を、90度移相器を構成する抵抗値とは関係なく定めることができるので、設計自由度が向上する。また、90度移相器のコンデンサ端の直流電位を電源電圧の中間の電圧つまりVcc/2とでき、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので最大電圧幅を最大化できる。さらに、電源電圧に対する最大信号振幅範囲を拡大できるので、モバイル機器等の低電源電圧駆動時に歪特性を改善できる。 According to the first embodiment of the present invention as described above, the inductance value can be determined regardless of the resistance value constituting the 90-degree phase shifter, so that the degree of freedom in design is improved. Further, the DC potential at the capacitor end of the 90-degree phase shifter can be set to an intermediate voltage of the power supply voltage, that is, Vcc / 2, and the amplitude range can be taken from the center in the vertical direction, so that the maximum voltage width can be maximized. Furthermore, since the maximum signal amplitude range with respect to the power supply voltage can be expanded, distortion characteristics can be improved when driving a low power supply voltage of a mobile device or the like.
〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施の形態の構成例について、図3〜図6を参照しながら説明する。この第2の実施の形態は、上述した図1の第1の実施の形態において、第1の差動対回路140のエミッタ間抵抗(抵抗器116)及び第2の差動対回路150のエミッタ間抵抗(抵抗器121)を可変することにより、合成されるインダクタンス値を可変する構成としたものである。
[Second Embodiment]
Next, a configuration example of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This second embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 described above in that the resistance between the emitters (resistor 116) of the first
この第2の実施の形態の図3に示す具体例は、第1の差動対回路141のエミッタ間の抵抗器202及び第2の差動対回路151のエミッタ間の抵抗器201を可変可能な抵抗とすることで、アクティブインダクタンス回路を構成したものである。すなわち、この図3に示すアクティブインダクタンス回路は、上記図1の第1の実施の形態の構成に対して、第1の差動対回路140のエミッタ間の抵抗器116を可変抵抗器202とした第1の差動対回路141を用い、第2の差動対回路150のエミッタ間の抵抗器121を可変抵抗器201とした第2の差動対回路151を用いており、他の構成及び動作の詳細については、上述した第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。この第2の実施の形態のアクティブインダクタンス回路によれば、結果として、図4に示すように、端子101と端子102との間に可変インダクタンス203が接続されたものと等価な回路が構成できる。
In the specific example shown in FIG. 3 of the second embodiment, the
この第2の実施の形態における各エミッタ間抵抗値を可変する他の具体例として、図5に、MOSトランジスタを用いる方法を示す。この図5の具体例においては、第1の差動対回路142のエミッタ間にNMOSトランジスタ205を接続し、第2の差動対回路152のエミッタ間にNMOSトランジスタ204を接続し、NMOSトランジスタ205、204のゲートに制御電圧206を与えている。ここで、NMOSトランジスタの動作条件は三極管領域であることが望ましいが、それに限定されるものではない。また、MOSトランジスタとして、NMOSトランジスタを図示しているが、PMOSトランジスタでもよく、また、NMOSトランジスタとPMOSトランジスタの両方を用いて構成しても同様の作用を実現できる。
As another specific example of varying the resistance value between the emitters in the second embodiment, FIG. 5 shows a method using a MOS transistor. In the specific example of FIG. 5, an
また、第2の実施の形態における各エミッタ間抵抗値を可変するさらに他の具体例として、図6に、複数の抵抗値をスイッチにて切り換える方法、すなわちスイッチをON/OFFして合計の抵抗値を可変する方法を示す。この図6に示す具体例において、第1の差動対回路143のエミッタ間に、抵抗器213とスイッチ214を直列接続したものと、これと並列に、抵抗器215とスイッチ216を直列接続したものと、・・・これと並列に、抵抗器217とスイッチ218を直列接続したものとを接続する。同様に、第2の差動対回路153のエミッタ間に抵抗器207とスイッチ208を直列接続したものと、これと並列に、抵抗器209とスイッチ210を直列接続したものと、・・・さらにこれと並列に、抵抗器211とスイッチ212を直列接続したものとを接続する。これらのスイッチをON/OFFすることで、抵抗の接続を切り替え、合計の抵抗値を可変することができる。なお、この図6の具体例では、抵抗を並列接続した図を示しているが、抵抗は直列接続でも、並列と直列の接続であっても、同様の作用を実現できる。
As still another specific example of varying the resistance value between the emitters in the second embodiment, FIG. 6 shows a method of switching a plurality of resistance values with a switch, that is, the total resistance by turning on / off the switch. Shows how to change the value. In the specific example shown in FIG. 6, a
ここで、上述した第2の実施の形態の各具体例において、抵抗値の可変は、第1の差動対と第2の差動対の両方について行っているが、どちらか一方であっても同様の作用を実現できる。 Here, in each specific example of the second embodiment described above, the resistance value is varied for both the first differential pair and the second differential pair. Can achieve the same effect.
以上説明した本発明の第2の実施の形態によれば、インダクタンス値を、90度移相器を構成する抵抗値とは関係なく定めることができるので、設計自由度が向上する。また、90度移相器のコンデンサ端の直流電位を電源電圧の中間の電圧つまりVcc/2とでき、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので最大電圧幅を最大化できる。また、電源電圧に対する最大信号振幅範囲を拡大できるので、モバイル機器等の低電源電圧駆動時に歪特性を改善できる。さらに、抵抗値を変動することで、インダクタンス値を可変できるので、構成するフィルタの周波数特性を制御できる。 According to the second embodiment of the present invention described above, the inductance value can be determined regardless of the resistance value constituting the 90-degree phase shifter, so that the degree of freedom in design is improved. Further, the DC potential at the capacitor end of the 90-degree phase shifter can be set to an intermediate voltage of the power supply voltage, that is, Vcc / 2, and the amplitude range can be taken from the center in the vertical direction, so that the maximum voltage width can be maximized. In addition, since the maximum signal amplitude range with respect to the power supply voltage can be expanded, distortion characteristics can be improved when the mobile device or the like is driven at a low power supply voltage. Furthermore, since the inductance value can be varied by changing the resistance value, the frequency characteristics of the constituent filters can be controlled.
〔第3の実施の形態〕
本発明の第3の実施の形態について、図7及び図8を参照しながら説明する。この第3の実施の形態は、上述した図1の第1の実施の形態において、90度移相器130を構成するコンデンサ108の容量値を可変することにより、合成されるインダクタンス値を可変する構成としたものである。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the inductance value to be synthesized is varied by varying the capacitance value of the
この第3の実施の形態の図7に示す具体例では、90度移相器131を構成するコンデンサ901の容量値を、バリキャップコンデンサあるいはMOSトランジスタのゲート容量等の可変可能なコンデンサとすることで、アクティブインダクタンス回路を構成している。すなわち、図7に示すアクティブインダクタンス回路は、上記図1の第1の実施の形態の構成に対して、90度移相器130を構成するコンデンサ108を可変容量のコンデンサ901に置き換えた90度移相器131を用いたものであり、他の構成及び動作の詳細については、上記第1の実施の形態と同じであるので、説明を省略する。この第3の実施の形態によれば、結果として、上記図4に示したような、端子101と端子102との間に可変インダクタンス203が接続されたものと等価なアクティブインダクタンス回路が構成できる。
In the specific example shown in FIG. 7 of the third embodiment, the capacitance value of the capacitor 901 constituting the 90-
図8は、この第3の実施の形態の容量値を可変する他の方法として、複数の容量値をスイッチにて切り換え、合計の容量値を可変する具体例を示すものである。この図8の具体例において、90度移相器132のコンデンサ接続端に、コンデンサ902とスイッチ903を直列接続したものと、これと並列に、コンデンサ904とスイッチ905を直列接続したものと、・・・さらにこれと並列に、コンデンサ906とスイッチ907を直列接続したものとを接続する。これらのスイッチをON/OFFすることで、コンデンサの接続を切り替え、合計の容量値を可変することができる。なお、この図8の具体例では、コンデンサを並列接続した例を示しているが、コンデンサは直列接続でも、並列と直列の接続であっても、同様の作用を実現できる。
FIG. 8 shows a specific example of changing the total capacitance value by switching a plurality of capacitance values with a switch as another method for changing the capacitance value of the third embodiment. In the specific example of FIG. 8, a capacitor 902 and a switch 903 are connected in series to the capacitor connection end of the 90-
また、本第3の実施の形態では容量値の可変のみを行っているが、前述した第2の実施の形態のエミッタ間抵抗値を可変する構成と併用して、インダクタンス値を制御することも可能である。詳細な構成及び作用については、上述した各実施の形態と同様であるので、説明を省略する。 In the third embodiment, only the capacitance value is varied. However, the inductance value can also be controlled in combination with the configuration in which the resistance value between the emitters in the second embodiment is varied. Is possible. The detailed configuration and operation are the same as those in the above-described embodiments, and thus the description thereof is omitted.
以上説明した本発明の第3の実施の形態によれば、インダクタンス値を、90度移相器を構成する抵抗値とは関係なく定めることができるので、設計自由度が向上する。また、90度移相器のコンデンサ端の直流電位を電源電圧の中間の電圧つまりVcc/2とでき、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので最大電圧幅を最大化できる。また、電源電圧に対する最大信号振幅範囲を拡大できるので、モバイル機器等の低電源電圧駆動時に歪特性を改善できる。さらに、容量値を変動することで、インダクタンス値を可変できるので、構成するフィルタの周波数特性を制御できる。 According to the third embodiment of the present invention described above, since the inductance value can be determined regardless of the resistance value constituting the 90-degree phase shifter, the degree of freedom in design is improved. Further, the DC potential at the capacitor end of the 90-degree phase shifter can be set to an intermediate voltage of the power supply voltage, that is, Vcc / 2, and the amplitude range can be taken from the center in the vertical direction, so that the maximum voltage width can be maximized. In addition, since the maximum signal amplitude range with respect to the power supply voltage can be expanded, distortion characteristics can be improved when the mobile device or the like is driven at a low power supply voltage. Furthermore, since the inductance value can be varied by changing the capacitance value, the frequency characteristics of the constituent filters can be controlled.
〔第4の実施の形態〕
図9は、本発明の第4の実施の形態の構成例を示す回路図である。この第4の実施の形態は、正抵抗に対して負性抵抗を帰還したハイインピーダンス回路のハイインピーダンス部分に容量を付加することにより形成した差動型の90度移相器を有し、2組の差動信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を互いに逆極性に流し込む第1及び第2の差動対と、上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に互いに逆極性に戻す第3及び第4の差動対により構成され、上記90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させたものである。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of the fourth embodiment of the present invention. This fourth embodiment has a differential 90 degree phase shifter formed by adding a capacitor to the high impedance part of a high impedance circuit in which a negative resistance is fed back with respect to a positive resistance. First and second differential pairs that convert a pair of differential signals into current and flow currents in opposite polarities into the 90-degree phase shifter, and convert the output voltage of the 90-degree phase shifter into current This is composed of third and fourth differential pairs returning to opposite polarities on the input side, and the impedance viewed from the two input sides of the 90-degree phase shifter is made to act as an inductance of four terminals. is there.
図9において、入力電圧を+V1と−V1に設定された差動入力端子301、302をトランジスタ316、317のベースに接続する。トランジスタ316、317のコレクタが容量値C/2のコンデンサ310の両端336、337に接続される。トランジスタ316、317のエミッタが、それぞれ抵抗値R4の抵抗器319、320を通じて接地され、抵抗値2×R5のエミッタ間抵抗318にて互いに接続され、第1の差動対回路161を構成する。
In FIG. 9,
他方、入力電圧を+V2と−V2に設定された差動入力端子303、304をトランジスタ326、327のベースに接続する。トランジスタ326、327のコレクタが容量値C/2のコンデンサ310の両端(出力端子336、337)に接続される。トランジスタ326、327のエミッタが、それぞれ抵抗値R4の抵抗器329、330を通じて接地され、抵抗値2×R5のエミッタ間抵抗328にて互いに接続され、第2の差動対回路162を構成する。
On the other hand,
コンデンサ310の両端(出力端子336、337)は、抵抗値R1の抵抗308、309を通じてトランジスタ306、307のエミッタに接続され、同時に、端子336はトランジスタ311のベースとトランジスタ312のコレクタとトランジスタ321のベースとトランジスタ331のベースに接続され、337はトランジスタ312のベースとトランジスタ311のコレクタとトランジスタ322のベースとトランジスタ332のベースに接続される。トランジスタ306、307のコレクタとベースはVcc電源305に接続される。
Both ends (
トランジスタ311、312のエミッタが、それぞれ抵抗値R2の抵抗器314、315を通じて接地され、抵抗値2×R3のエミッタ間抵抗(抵抗器313)にて互いに接続される。
The emitters of the
トランジスタ321、322のエミッタが、それぞれ抵抗値R6の抵抗器324、325を通じて接地され、抵抗値2×R7のエミッタ間抵抗(抵抗器323)にて互いに接続され第3の差動対回路163を構成する。トランジスタ321、322のコレクタは入力端子301、302に接続される。
The emitters of the
トランジスタ331、332のエミッタが、それぞれ抵抗値R6の抵抗器334、335を通じて接地され、抵抗値2×R7のエミッタ間抵抗(抵抗器333)にて互いに接続され第4の差動対回路164を構成する。トランジスタ331、332のコレクタは入力端子304、303に接続される。
The emitters of the
この図9に示す回路において、破線で囲った部分338は90度移相器である。第1及び第2の差動対回路161、162により、2組の差動信号を電流に変換して90度移相器338に電流を互いに逆極性に流し込み、90度移相器338の出力電圧を、第3及び第4の差動対回路163、164により、それぞれ電流に変換して、各入力側に互いに逆極性に戻している。以下、トランジスタ306、307のエミッタ電流をia、トランジスタ311、312のコレクタ電流をib、コンデンサ310に流れる電流ic、トランジスタ316、317のコレクタ電流をi1、トランジスタ326、327のコレクタ電流をi2、トランジスタ321、322のコレクタ電流をi3トランジスタ331、332のコレクタ電流をi4、と定め、動作の詳細を説明する。
In the circuit shown in FIG. 9, a
各信号電流i1,i2,ia,ib,ic,i3,i4は、入力信号電圧をV1,V2、コンデンサ310の両端の出力端子336、337の信号電圧を+Va,−Vaとすると、下記の〔数9〕となる。
The signal currents i1, i2, ia, ib, ic, i3, and i4 are expressed as follows, assuming that the input signal voltage is V1 and V2, and the signal voltages at the
この〔数9〕の各電流ia,ib,ic,i1,i2の間には、下記の〔数10〕の式が成り立つ。 Between the currents ia, ib, ic, i1, and i2 of [Equation 9], the following [Equation 10] is established.
この〔数10〕において、下記の〔数11〕が成立するように、抵抗値を選ぶと、下記の〔数12〕となる。 In this [Equation 10], when the resistance value is selected so that the following [Equation 11] holds, the following [Equation 12] is obtained.
この〔数12〕から明らかなように、図9の構成を有するアクティブインダクタンス回路は、2組の差動入力端を有する浮遊型のインダクタンスを構成したのと等価であり、図10に示すように、差動入力端子301、302と差動入力端子303、304の間に、インダクタンス339が接続された形と一致する。
As is clear from [Equation 12], the active inductance circuit having the configuration of FIG. 9 is equivalent to the configuration of a floating type inductance having two sets of differential input terminals, as shown in FIG. This corresponds to a form in which an
ここで、本発明の第4の実施の形態となる図9の構成を有するアクティブインダクタンス回路のインダクタンス値は、90度移相器338を構成する抵抗値R1、R2、R3とは関係なく、C、Ra、Rcにより定めることができ、90度移相器338を最適にするために抵抗値R1、R2、R3を大きくとる必要があるが、所望のインダクタンス値Lを小さくしたい場合には抵抗値Ra、Rc小さくすればよく、両者の条件が必ずしも一致しない拘束条件下でも自由に設計が可能となる。
Here, the inductance value of the active inductance circuit having the configuration of FIG. 9 according to the fourth embodiment of the present invention is independent of the resistance values R1, R2, and R3 constituting the 90-
また、直流電流は、各トランジスタのエミッタとGND(接地)と間に接続された各抵抗の抵抗値であるR2、R4、R6にて定まるが、下記の〔数13〕を満たす時、トランジスタ316、317、311、312、326、327に流れる直流電流が一致し、トランジスタ306、307に流れる直流電流はその3倍の電流が流れる。
The direct current is determined by R2, R4, and R6, which are resistance values of resistors connected between the emitter of each transistor and GND (ground). When the following [Equation 13] is satisfied, the
これにより、コンデンサ310の両端の直流電位は電源電圧の中間の電圧、つまりVcc/2となり、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので、最大電圧幅を最大化できる。なお、トランジスタ306と307のトランジスタサイズを、トランジスタ316、317、311、312、326、327のエミッタサイズの3倍とすることで、より厳密に電位をさだめることができる。
As a result, the DC potential at both ends of the
ここで、最大信号振幅をVmax、トランジスタのベース・エミッタ間電圧をVbe、電源電圧をVccとすると、上記第1の実施の形態と同様に、上記〔数8〕の関係が成り立ち、前述した従来例の場合の〔数1〕の関係に対して、Vmaxが拡大され、昨今のバッテリ駆動のモバイル機器に使用するためには、優位であることが分かる。 Here, assuming that the maximum signal amplitude is Vmax, the base-emitter voltage of the transistor is Vbe, and the power supply voltage is Vcc, the relationship of the above [Equation 8] is established as in the first embodiment, and the above-described conventional technique. In contrast to the relationship of [Equation 1] in the example, Vmax is expanded, and it can be seen that it is superior for use in a battery-powered mobile device these days.
以上説明したような本発明の第4の実施の形態によれば、インダクタンス値を、90度移相器を構成する抵抗値とは関係なく定めることができるので、設計自由度が向上する。また、90度移相器のコンデンサ端の直流電位を電源電圧の中間の電圧つまりVcc/2とでき、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので最大電圧幅を最大化できる。また、電源電圧に対する最大信号振幅範囲を拡大できるので、モバイル機器等の低電源電圧駆動時に歪特性を改善できる。さらに、90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させることで、LCラダー型フィルタ等の選択度の高いフィルタを構成できる。 According to the fourth embodiment of the present invention as described above, since the inductance value can be determined regardless of the resistance value constituting the 90-degree phase shifter, the degree of freedom in design is improved. Further, the DC potential at the capacitor end of the 90-degree phase shifter can be set to an intermediate voltage of the power supply voltage, that is, Vcc / 2, and the amplitude range can be taken from the center in the vertical direction, so that the maximum voltage width can be maximized. In addition, since the maximum signal amplitude range with respect to the power supply voltage can be expanded, distortion characteristics can be improved when the mobile device or the like is driven at a low power supply voltage. Furthermore, a filter with high selectivity, such as an LC ladder filter, can be configured by causing the impedance viewed from the two sets of input sides of the 90-degree phase shifter to act as an inductance of four terminals.
〔第5の実施の形態〕
図11は、本発明の第5の実施の形態を示す回路図である。この第5の実施の形態は、上記第4の実施の形態のアクティブインダクタンス回路を用いてLCラダー型フィルタ回路を構成したものである。
[Fifth Embodiment]
FIG. 11 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, an LC ladder filter circuit is configured by using the active inductance circuit of the fourth embodiment.
図11において、入力電圧が+Vinと−Vinに設定された差動入力端子401、402を、抵抗値Roの抵抗器412、413を通じて、容量値C1/2のコンデンサ414の両端に接続され、さらに、アクティブインダクタンス回路410の一方の入力端403、404に接続される。ここで、アクティブインダクタンス回路410は、上記図9と共に説明した本発明の第4の実施の形態の構成を使用する。
アクティブインダクタンス回路410の他方の入力端子405、406は、容量値C3/2のコンデンサ415、抵抗値2×Roの抵抗器416の両端に接続され、さらに、出力端子407、408に接続される。
In FIG. 11,
The
アクティブインダクタンス回路410は、図10に示したように、2組の差動入力端を有する浮遊型のインダクタンスを構成したのと等価であり、従って、図11の構成は、図12に示すように、LCラダー型のフィルタ回路を構成することになる。このフィルタの伝達関数は、下記の〔数14〕となる。
As shown in FIG. 10, the
なお、図11の具体例では、LPF(ローパスフィルタ)構成を示しているが、インダクタンスを用いて構成できるフィルタ全般について、本回路を使用して同様の作用を実現することが可能であり、LPFに限定されるものではない。 In the specific example of FIG. 11, an LPF (low-pass filter) configuration is shown. However, for all filters that can be configured using inductance, the same operation can be realized using this circuit. It is not limited to.
以上説明したような本発明の第5の実施の形態によれば、インダクタンス値を、90度移相器を構成する抵抗値とは関係なく定めることができるので、設計自由度が向上する。また、90度移相器のコンデンサ端の直流電位を電源電圧の中間の電圧つまりVcc/2とでき、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので最大電圧幅を最大化できる。また、電源電圧に対する最大信号振幅範囲を拡大できるので、モバイル機器等の低電源電圧駆動時に歪特性を改善できる。さらに、90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させることで、LCラダー型フィルタ等の選択度の高いフィルタを構成できる。 According to the fifth embodiment of the present invention as described above, since the inductance value can be determined regardless of the resistance value constituting the 90-degree phase shifter, the degree of design freedom is improved. Further, the DC potential at the capacitor end of the 90-degree phase shifter can be set to an intermediate voltage of the power supply voltage, that is, Vcc / 2, and the amplitude range can be taken from the center in the vertical direction, so that the maximum voltage width can be maximized. In addition, since the maximum signal amplitude range with respect to the power supply voltage can be expanded, distortion characteristics can be improved when the mobile device or the like is driven at a low power supply voltage. Furthermore, a filter with high selectivity, such as an LC ladder filter, can be configured by causing the impedance viewed from the two sets of input sides of the 90-degree phase shifter to act as an inductance of four terminals.
〔第6の実施の形態〕
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。この第6の実施の形態は、アクティブインダクタンス回路の入力端にハイインピーダンス回路を用いた積分器を接続することにより、高いインピーダンスに保った状態で、入力電位を設定することで、縦列に接続したときの、端子間の電位を設定可能とするものであり、構成例を図13に示す。この図13のアクティブインダクタンス回路505としては、上記図9と共に説明した本発明の第4の実施の形態の構成を使用すればよい。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the sixth embodiment, an integrator using a high-impedance circuit is connected to the input end of the active inductance circuit, and the input potential is set in a state where the impedance is maintained at a high impedance. The potential between the terminals can be set, and a configuration example is shown in FIG. As the
図13において、アクティブインダクタンス回路505の入力端子501、502を抵抗値R8の抵抗器510、511を通じて、トランジスタ508、509のエミッタに接続され、同時に、端子501はトランジスタ512のベースとトランジスタ513のコレクタに接続され、端子502はトランジスタ513のベースとトランジスタ512のコレクタに接続される。トランジスタ508、509のコレクタとベースはVcc電源507に接続される。トランジスタ512、513のエミッタが、それぞれ抵抗値R9の抵抗器515、516を通じて接地され、抵抗値2×R10のエミッタ間抵抗(抵抗器517)にて互いに接続される。以上により、積分器506が構成される。
In FIG. 13,
同様に、アクティブインダクタンス回路505の他方の入力端子503、504を抵抗値R8の抵抗器521、522を通じて、トランジスタ519、520のエミッタに接続され、同時に、端子503はトランジスタ523のベースとトランジスタ524のコレクタに接続され、端子504はトランジスタ524のベースとトランジスタ523のコレクタに接続される。トランジスタ519、520のコレクタとベースはVcc電源518に接続される。トランジスタ523、524のエミッタが、それぞれ抵抗値R9の抵抗器526、527を通じて接地され、抵抗値2×R10のエミッタ間抵抗(抵抗器525)にて互いに接続される。以上により、積分器517が構成される。
Similarly, the
この図13の構成において、以下、トランジスタ508、509のエミッタ電流をia1、トランジスタ512、513のコレクタ電流をib1、トランジスタ519、520のエミッタ電流をia3、トランジスタ523、524のコレクタ電流をib3、アクティブインダクタンス回路505に流れる電流をi3と定め、動作を説明する。
In the configuration of FIG. 13, the emitter currents of the
各信号電流ia1,ib1,ia2,ib2,i3は、端子電圧を+V1、−V1、+V2、−V2とすると、下記の〔数15〕となる。 The signal currents ia1, ib1, ia2, ib2, and i3 are represented by the following [Equation 15], assuming that the terminal voltages are + V1, -V1, + V2, and -V2.
この〔数15〕の各電流ia1、ib1、ia2、ib2、i3には下記の〔数16〕の式が成り立つので。 This is because the following [Equation 16] holds for each current ia1, ib1, ia2, ib2, and i3 of [Equation 15].
この〔数16〕において、下記の〔数17〕が成立するように、抵抗値を選ぶと、下記の〔数18〕となる。 In this [Equation 16], when the resistance value is selected so that the following [Equation 17] is established, the following [Equation 18] is obtained.
この〔数18〕から明らかなように、図13の構成におけるiL1及びiL2は、積分器506、517の内部電流に関係なく決まり、図14に示すように、差動入力端501、502と差動入力端503、504の間に、インダクタンス505が接続された形と一致する。
As apparent from [Equation 18], iL1 and iL2 in the configuration of FIG. 13 are determined regardless of the internal currents of the
ここで、図13の構成における積分器506、517の直流電流は、トランジスタのエミッタとGND(接地)との間に接続された抵抗器の抵抗値であるR6、R9にて定まるが、下記の〔数19〕を満たす時、トランジスタ512,513,321,322及び523,524,331,332に流れる直流電流が一致し、トランジスタ508,509及び519,520に流れる直流電流はその2倍の電流が流れる。
Here, the DC currents of the
これにより、アクティブインダクタンス回路の両端の直流電位は、電源電圧の中間の電圧つまりVcc/2となり、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので、最大電圧幅を最大化できる。なお、トランジスタ508,509及び519,520のトランジスタサイズを、トランジスタ512,513,321,322及び523,524,331,332のエミッタサイズの2倍とすることで、より厳密に電位を定めることができる。
As a result, the DC potential at both ends of the active inductance circuit becomes an intermediate voltage of the power supply voltage, that is, Vcc / 2, and the amplitude range can be taken from the center in the vertical direction, so that the maximum voltage width can be maximized. Note that by setting the transistor size of the
従って、アクティブインダクタンス回路の入力端に積分器を接続することで、アクティブインダクタンスの入力抵抗成分を高いインピーダンスに保った状態で、入力電位を設定するもので、図15に示すように、アクティブインダクタンスを縦列に接続するときに、アクティブインダクタンス間の接続端子の抵抗成分を高いインピーダンスに保った状態で電位を設定することができ、複雑なフィルタを構成することが可能となる。 Therefore, by connecting an integrator to the input terminal of the active inductance circuit, the input potential is set while maintaining the input resistance component of the active inductance at a high impedance. As shown in FIG. When connecting in cascade, the potential can be set in a state where the resistance component of the connection terminal between the active inductances is kept at a high impedance, and a complicated filter can be configured.
この第6の実施の形態では、アクティブインダクタンスの両端に積分器を接続したが、入力抵抗成分を高いインピーダンスに保った状態で入力電位を設定する必要のある一方の側のみに積分器を接続することでも、同様の作用を得ることができる。 In the sixth embodiment, the integrator is connected to both ends of the active inductance. However, the integrator is connected only to one side where the input potential needs to be set with the input resistance component maintained at a high impedance. In this way, the same effect can be obtained.
以上説明したような本発明の第6の実施の形態によれば、インダクタンス値を、90度移相器を構成する抵抗値とは関係なく定めることができるので、設計自由度が向上する。また、90度移相器のコンデンサ端の直流電位を電源電圧の中間の電圧つまりVcc/2とでき、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので最大電圧幅を最大化でき、電源電圧に対する最大信号振幅範囲を拡大できるので、モバイル機器等の低電源電圧駆動時に歪特性を改善できる。さらに、アクティブインダクタンス回路の入力端にハイインピーダンス回路を用いた積分器を接続することにより、高いインピーダンスに保った状態で、入力電位を設定することで、縦列に接続したときの、端子間の電位を設定可能とでき、複雑なフィルタ回路を構成可能とすることができる。 According to the sixth embodiment of the present invention as described above, the inductance value can be determined regardless of the resistance value constituting the 90-degree phase shifter, so that the degree of freedom in design is improved. In addition, the DC potential at the capacitor end of the 90-degree phase shifter can be set to an intermediate voltage of the power supply voltage, that is, Vcc / 2, and the amplitude range can be taken from the center in the vertical direction, so that the maximum voltage width can be maximized. Since the maximum signal amplitude range can be expanded, distortion characteristics can be improved when driving a low power supply voltage of a mobile device or the like. Furthermore, by connecting an integrator using a high impedance circuit to the input terminal of the active inductance circuit, the potential between the terminals when connected in a column is set by setting the input potential while maintaining a high impedance. Can be set, and a complicated filter circuit can be configured.
〔第7の実施の形態〕
次に、本発明の第7の実施の形態について、図16を参照しながら説明する。この第7の実施の形態は、上記第6の実施の形態のアクティブインダクタンス回路を用いた2個のLCラダー型フィルタと、3組のペア差動対による電流加算回路にて構成した、正周波数あるいは負周波数のみを通過させる周波数特性を実現する複素数フィルタを構成したものである。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The seventh embodiment is a positive frequency composed of two LC ladder type filters using the active inductance circuit of the sixth embodiment and a current adding circuit with three pairs of differential pairs. Alternatively, a complex filter that realizes a frequency characteristic that allows only a negative frequency to pass is configured.
この図16において、入力電圧が+Vinと−Vinに設定された差動入力端子606、607は、抵抗値Roの抵抗器658、659を通じて、容量値C1/2のコンデンサ660の両端に接続され、さらに、アクティブインダクタンス回路601の一方の入力端子650、651に接続される。ここで、アクティブインダクタンス回路601としては、上記図13の第6の実施の形態に示したような、入力端に積分器を接続した構成のものを使用する。
In FIG. 16, differential input terminals 606 and 607 whose input voltages are set to + Vin and −Vin are connected to both ends of a capacitor 660 having a capacitance value C1 / 2 through resistors 658 and 659 having a resistance value Ro. Further, it is connected to one input terminal 650, 651 of the
アクティブインダクタンス回路601の他方の入力端652、653は、容量値C3/2のコンデンサ661、抵抗値2×Roの抵抗器662の両端に接続され、さらに、出力端子610、611に接続される。アクティブインダクタンス回路601は、2組の差動入力端を有する浮遊型のインダクタンスを構成したのと等価であり、LCラダー型のフィルタを構成している。
The other input terminals 652 and 653 of the
一方、上記の入力電圧+Vin、−Vinを90度位相回転した入力電圧である+jVin、−jVinに設定された差動入力端608、609は、抵抗値Roの抵抗器663、664を通じて、容量値C1/2のコンデンサ665の両端に接続され、さらに、アクティブインダクタンス回路602の一方の入力端子654、655に接続される。ここで、アクティブインダクタンス回路602は、上記第6の実施の形態に示したような、入力端に積分器を接続した構成を使用する。
On the other hand, the differential input terminals 608 and 609 set to + jVin and −jVin, which are input voltages obtained by rotating the input voltages + Vin and −Vin by 90 degrees, pass through the resistors 663 and 664 having the resistance value Ro. It is connected to both ends of a C1 / 2 capacitor 665 and further connected to one
アクティブインダクタンス回路602の他方の入力端子656、657は、容量値C3/2のコンデンサ666、抵抗値2×Roの抵抗器667の両端に接続され、さらに、出力端子668、669に接続される。アクティブインダクタンス回路602は、2組の差動入力端を有する浮遊型のインダクタンスを構成したのと等価であり、LCラダー型のフィルタを構成している。
The
アクティブインダクタンス回路601の入力端子650、651は、トランジスタ627、628のベースとトランジスタ612、613のコレクタに接続されている。また、アクティブインダクタンス回路602の入力端子655、654は、トランジスタ612、613のベースとトランジスタ628、627のコレクタに接続されている。トランジスタ612、613のエミッタが、それぞれ抵抗値R11の抵抗器615、616を通じて接地され、抵抗値2×R12のエミッタ間抵抗(抵抗器614)にて互いに接続され差動対を構成する。トランジスタ627、628のエミッタが、それぞれ抵抗値R11の抵抗器630、631を通じて接地され、抵抗値2×R12のエミッタ間抵抗(抵抗器629)にて互いに接続され差動対を構成する。これらの2個の差動対により、90度位相差の信号間の電流加算回路603が構成される。
Input terminals 650 and 651 of the
同様に、アクティブインダクタンス回路601の入力端子652、653は、トランジスタ637、638のベースとトランジスタ622、623のコレクタに接続されている。また、アクティブインダクタンス回路602の入力端子657、656は、トランジスタ622、623のベースとトランジスタ638、637のコレクタに接続されている。トランジスタ622、623のエミッタが、それぞれ抵抗値R15の抵抗器625、626を通じて接地され、抵抗値2×R16のエミッタ間抵抗(抵抗器624)にて互いに接続され差動対を構成する。トランジスタ637、638のエミッタが、それぞれ抵抗値R15の抵抗器640、641を通じて接地され、抵抗値2×R16のエミッタ間抵抗(抵抗器639)にて互いに接続され差動対を構成する。これらの2個の差動対により、90度位相差の信号間の電流加算回路605が構成される。
Similarly, the input terminals 652 and 653 of the
さらに、アクティブインダクタンス回路601のコンデンサ両端の端子670、671は、トランジスタ632、633のベースとトランジスタ617、618のコレクタに接続されている。また、アクティブインダクタンス回路602のコンデンサ両端の端子673、672は、トランジスタ617、618のベースとトランジスタ633、632のコレクタに接続されている。トランジスタ617、618のエミッタが、それぞれ抵抗値R13の抵抗器620、621を通じて接地され、抵抗値2×R14のエミッタ間抵抗(抵抗器619)にて互いに接続され差動対を構成する。トランジスタ632、633のエミッタが、それぞれ抵抗値R13の抵抗器635、636を通じて接地され、抵抗値2×R14のエミッタ間抵抗(抵抗器634)にて互いに接続され差動対を構成する。これらの2個の差動対により、90度位相差の信号間の電流加算回路604が構成される。
Furthermore, terminals 670 and 671 at both ends of the capacitor of the
以上、2個のLCラダー型フィルタと3個のペア差動対による電流加算回路にて、複素数フィルタを構成している。 As described above, the complex filter is configured by the current adding circuit including the two LC ladder type filters and the three differential pairs.
この複素数フィルタは、「Jan Crols and Michiel S. J. Steyaert 「Low-IF Topologies for High-Performance Analog Front Ends of Fully Integrated Receivers」IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS-II: ANALOG AND DIGITAL SIGNAL PROCESSING, VOL. 45, NO. 3, MARCH 1998」等にて、公開されているフィルタの構成方法で、図17に示すように、2個のLPF(ローパスフィルタ)と電流加算回路によって構成される。ここでは、抵抗比によって、位相加算量2Qが定まり、伝達関数で考えると、図18に示すようにj2Qだけ位相加算がなされ、図19の(A)、(B)に示すように、LPFの中心周波数が、2Qだけシフトした周波数特性を得られる。上記図16に示す本発明の第7の実施の形態の構成により、図17と同等な機能を有する回路を構成することができる。
This complex filter is `` Jan Crols and Michiel SJ Steyaert `` Low-IF Topologies for High-Performance Analog Front Ends of Fully Integrated Receivers '' IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS-II: ANALOG AND DIGITAL SIGNAL PROCESSAL, VOL. 45, NO. 3, MARCH 1998 ", etc., and is composed of two LPFs (low-pass filters) and a current adding circuit as shown in FIG. Here, the
本実施の形態では、上記と同様の作用を得るために、2個のLCラダー型フィルタと3個のペア差動対による電流加算回路を用いており、電流加算回路を構成するペア差動対の電圧−電流変換係数により位相加算量2Qを定めている。
In this embodiment, in order to obtain the same operation as described above, a current addition circuit using two LC ladder filters and three pair differential pairs is used, and a pair differential pair constituting the current addition circuit is used. The
ここで、差動対を構成する抵抗値を、下記の〔数20〕すると、位相加算量2Qでの加算がなされ、図19の(B)と同様の周波数特性が得られる。
Here, when the resistance values constituting the differential pair are expressed by the following [Equation 20], addition is performed with the
この〔数20〕において、抵抗値R4〜R7は、図16の各アクティブインダクタンス回路601、602に相当する図13の構成(あるいはその一部としての図9の構成)のそれぞれ対応する抵抗器の抵抗値である。
In this [Equation 20], the resistance values R4 to R7 are the values of the resistors corresponding to the configuration of FIG. 13 (or the configuration of FIG. 9 as a part thereof) corresponding to each of the
本実施の形態では、OPAMP(演算増幅器)を使用することなく、フィルタを構成しているので、OPAMPにより制限される周波数特性、歪特性、ノイズ特性の劣化を回避することができ、また、消費電力の削減と回路規模を縮小することが可能となる。 In this embodiment, since the filter is configured without using an OPAMP (operational amplifier), it is possible to avoid deterioration of frequency characteristics, distortion characteristics, and noise characteristics limited by OPAMP, and consumption. It becomes possible to reduce the power and the circuit scale.
また、本実施の形態をTV受信機等の複数チャンネルから希望チャンネルを選曲するような回路に使用することにより、希望チャンネルに妨害を与えるイメージチャンネルの抑圧効果を高めることができる。 Further, by using this embodiment in a circuit for selecting a desired channel from a plurality of channels such as a TV receiver, the effect of suppressing an image channel that interferes with the desired channel can be enhanced.
以上説明した本発明の第7の実施の形態によれば、インダクタンス値を、90度移相器を構成する抵抗値とは関係なく定めることができるので、設計自由度が向上する。また、90度移相器のコンデンサ端の直流電位を電源電圧の中間の電圧つまりVcc/2とでき、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので最大電圧幅を最大化でき、電源電圧に対する最大信号振幅範囲を拡大できるので、モバイル機器等の低電源電圧駆動時に歪特性を改善できる。また、アクティブインダクタンス回路の入力端にハイインピーダンス回路を用いた積分器を接続することにより、高いインピーダンスに保った状態で、入力電位を設定することで、縦列に接続したときの、端子間の電位を設定可能とでき、複雑なフィルタ回路を構成可能とすることができる。さらに、アクティブインダクタンス回路を用いた2個のLCラダー型フィルタと3個のペア差動対による電流加算回路にて構成することで、正周波数或は負周波数のみを通過させる周波数特性を実現できる。またさらに、OPAMP(演算増幅器)を使用することなく、フィルタを構成しているので、OPAMPにより制限される周波数特性、歪特性、ノイズ特性の劣化を回避することができ、また、消費電力の削減と回路規模を縮小することが可能となる。 According to the seventh embodiment of the present invention described above, since the inductance value can be determined regardless of the resistance value constituting the 90-degree phase shifter, the degree of freedom in design is improved. In addition, the DC potential at the capacitor end of the 90-degree phase shifter can be set to an intermediate voltage of the power supply voltage, that is, Vcc / 2, and the amplitude range can be taken from the center in the vertical direction, so that the maximum voltage width can be maximized. Since the maximum signal amplitude range can be expanded, distortion characteristics can be improved when driving a low power supply voltage of a mobile device or the like. Also, by connecting an integrator using a high impedance circuit to the input end of the active inductance circuit, setting the input potential while maintaining a high impedance, the potential between the terminals when connected in cascade Can be set, and a complicated filter circuit can be configured. Furthermore, by constituting with two LC ladder type filters using an active inductance circuit and a current adding circuit with three pair differential pairs, it is possible to realize a frequency characteristic that allows only a positive frequency or a negative frequency to pass. Furthermore, since the filter is configured without using an OPAMP (operational amplifier), deterioration of frequency characteristics, distortion characteristics, and noise characteristics limited by OPAMP can be avoided, and power consumption can be reduced. It is possible to reduce the circuit scale.
〔第8の実施の形態〕
図20は、本発明の第8の実施の形態を示すブロック図である。この第8の実施の形態は、上述した第7の実施の形態のような複素数フィルタを用いた受信回路の一例を示すものである。
[Eighth Embodiment]
FIG. 20 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention. The eighth embodiment shows an example of a receiving circuit using a complex filter like the seventh embodiment described above.
図20において、アンテナ801より入力した受信信号をAMP(増幅器)802にて増幅し、ミキサ803及び804にて周波数変換する。ここで、複素数信号を取り出すために、発振器806の出力をミキサ803に供給すると共に、局部発振器806の出力に90度移相器805により90度位相差をつけてミキサ804に供給し、周波数変換する。周波数変換したミキサ出力(I出力及びQ出力)を、複素数フィルタ807により希望チャンネルのみ取り出して、加算器808にて再度IF信号として、AMP(増幅器)809にて増幅し、IF出力を得る。この図20の構成の複素数フィルタ807として、上記図16に示したような構成を有する複素数フィルタ(図17と同様の特性を有する複素数フィルタ)を用いることができる。
In FIG. 20, a received signal input from an
図21は、この図20に示す受信回路の動作(主として複素数フィルタの動作)を説明するための、イメージチャンネルの重なりと抑圧の様子を示す図である。横軸は周波数あるいは複素周波数を示し、縦軸はレベルを示している。 FIG. 21 is a diagram showing the state of image channel overlap and suppression for explaining the operation of the receiving circuit shown in FIG. 20 (mainly the operation of a complex filter). The horizontal axis represents frequency or complex frequency, and the vertical axis represents level.
図21の(A)は、アンテナ801にて受信した信号の様子で、希望チャンネルX以外の複数の信号があり、局部発振器806の発振周波数であるLOを対称として上下反対側にイメージチャンネルYが存在していると仮定する。ここで、説明のため、希望チャンネルXのレベルを他のチャンネルより大きくしているが、限定するものではない。
FIG. 21A shows the state of the signal received by the
図21の(B)は、ミキサ803、804により周波数変換したMIX出力を示す。周波数軸上では、希望チャンネルXにイメージチャンネルYが重なってくる。これを複素数(複素周波数)でみると、図21の(C)のようになっており、正周波数側に希望チャンネルX、負周波数側にイメージチャンネルYが存在している。これに、複素数フィルタ807をかけると、負周波数側が取り除かれ、図21の(D)のようになり、イメージチャンネルYが抑圧され、最終的に図21の(E)に示すようなIF出力が得られる。以上説明したように、図20に示すような受信回路において、複素数フィルタ807にてイメージチャンネルが抑圧できることが分かる。
FIG. 21B shows the MIX output frequency-converted by the
以上説明した本発明の第8の実施の形態によれば、インダクタンス値を、90度移相器を構成する抵抗値とは関係なく定めることができるので、設計自由度が向上する。また、90度移相器のコンデンサ端の直流電位を電源電圧の中間の電圧つまりVcc/2とでき、振幅範囲を上下方向でセンタに対して取れるので最大電圧幅を最大化でき、電源電圧に対する最大信号振幅範囲を拡大できるので、モバイル機器等の低電源電圧駆動時に歪特性を改善できる。また、アクティブインダクタンス回路の入力端にハイインピーダンス回路を用いた積分器を接続することにより、高いインピーダンスに保った状態で、入力電位を設定することで、縦列に接続したときの、端子間の電位を設定可能とでき、複雑なフィルタ回路を構成することができる。また、アクティブインダクタンス回路の入力端にハイインピーダンス回路を用いた積分器を接続することにより、高いインピーダンスに保った状態で、入力電位を設定することで、縦列に接続したときの、端子間の電位を設定可能とでき、複雑なフィルタ回路を構成できる。さらに、複素数フィルタを用いて受信機を構成することで、イメージチャンネルによる妨害を抑圧できTV受信機等の特性を向上できる。 According to the eighth embodiment of the present invention described above, since the inductance value can be determined regardless of the resistance value constituting the 90-degree phase shifter, the degree of design freedom is improved. In addition, the DC potential at the capacitor end of the 90-degree phase shifter can be set to an intermediate voltage of the power supply voltage, that is, Vcc / 2, and the amplitude range can be taken from the center in the vertical direction, so that the maximum voltage width can be maximized. Since the maximum signal amplitude range can be expanded, distortion characteristics can be improved when driving a low power supply voltage of a mobile device or the like. Also, by connecting an integrator using a high impedance circuit to the input end of the active inductance circuit, setting the input potential while maintaining a high impedance, the potential between the terminals when connected in cascade Can be set, and a complicated filter circuit can be configured. Also, by connecting an integrator using a high impedance circuit to the input end of the active inductance circuit, setting the input potential while maintaining a high impedance, the potential between the terminals when connected in cascade Can be set, and a complicated filter circuit can be configured. Furthermore, by configuring the receiver using a complex filter, it is possible to suppress interference due to the image channel and improve the characteristics of the TV receiver or the like.
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態においては、従来のアナログ信号処理に使用していたバイポーラ・トランジスタにて表記しているが、近年使用が広がってきたCMOSトランジスタ及びシリコン・ゲルマニウム・トランジスタにおいても、同様に構成することが可能であり、特に、高周波特性に優れたシリコン・ゲルマニウム・トランジスタに適用することにより、上記バイポーラ・トランジスタで実現できた周波数帯域よりも高い周波数帯域でのフィルタ回路等を実現することができる。また、上記アクティブインダクタンス回路は、フィルタ回路や受信回路に用いるのみならず、例えば位相ロックループや、AM復調器、FM復調器、フィルタ等の用途にも本発明を応用することができるものである。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, a bipolar transistor used for conventional analog signal processing is described. CMOS transistors and silicon germanium transistors, which have been widely used, can be configured in the same way, and in particular, realized with the above bipolar transistors by applying to silicon germanium transistors with excellent high-frequency characteristics. A filter circuit or the like in a frequency band higher than the generated frequency band can be realized. The active inductance circuit is not only used in a filter circuit and a reception circuit, but also can be applied to applications such as a phase lock loop, an AM demodulator, an FM demodulator, and a filter. . Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
101,102 入力端子、 126,127 出力端子、 130,131,132 90度移相器、 140〜143,150〜153 差動対回路、 301,302,303,304 入力端子、 338 90度移相器、 161〜164 差動対回路、 410,505 アクティブインダクタンス回路、 506,517 積分回路、 601,602 (積分器を含む)アクティブインダクタンス回路
101,102 input terminal, 126,127 output terminal, 130,131,132 90 degree phase shifter, 140-143,150-153 differential pair circuit, 301,302,303,304 input terminal, 338 90
Claims (10)
入力信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を流し込む第1の差動対と、
上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に戻す第2の差動対とを有して構成され、
上記90度移相器の入力側からみたインピーダンスを2端子のインダクタンスとして作用させることを特徴とするアクティブインダクタンス回路。 A differential 90 degree phase shifter formed by adding a capacitor to the high impedance part of the high impedance circuit that feeds back the negative resistance with respect to the positive resistance;
A first differential pair that converts an input signal into a current and flows the current into the 90-degree phase shifter;
A second differential pair that converts the output voltage of the 90-degree phase shifter into a current and returns it to the input side,
An active inductance circuit characterized in that an impedance viewed from the input side of the 90-degree phase shifter acts as an inductance of two terminals.
2組の差動信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を互いに逆極性に流し込む第1及び第2の差動対と、
上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に互いに逆極性に戻す第3及び第4の差動対とを有して構成され、
上記90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させることを特徴とするアクティブインダクタンス回路。 A differential 90 degree phase shifter formed by adding a capacitor to the high impedance part of the high impedance circuit that feeds back the negative resistance with respect to the positive resistance;
A first and a second differential pair for converting two sets of differential signals into currents and causing the currents to flow in opposite polarities to the 90-degree phase shifter;
A third and a fourth differential pair configured to convert the output voltage of the 90-degree phase shifter into a current and return them to opposite polarities on the input side;
An active inductance circuit characterized in that impedances viewed from two sets of input sides of the 90-degree phase shifter act as inductances of four terminals.
高いインピーダンスに保った状態で、入力電位を設定することにより、縦列に接続したときの、端子間の電位を設定することを特徴とする請求項5記載のアクティブインダクタンス回路。 Connect an integrator using a high impedance circuit to the output side,
6. The active inductance circuit according to claim 5, wherein the potential between the terminals when connected in a column is set by setting the input potential while maintaining a high impedance.
上記アクティブインダクタンス回路は、
正抵抗に対して負性抵抗を帰還したハイインピーダンス回路のハイインピーダンス部分に容量を付加することにより形成した差動型の90度移相器と、
2組の差動信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を互いに逆極性に流し込む第1及び第2の差動対と、
上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に互いに逆極性に戻す第3及び第4の差動対とを有し、
上記90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させて構成されたものである
ことを特徴とするフィルタ回路。 An LC ladder type filter circuit configured using an active inductance circuit,
The active inductance circuit is
A differential 90 degree phase shifter formed by adding a capacitor to the high impedance part of the high impedance circuit that feeds back the negative resistance with respect to the positive resistance;
A first and a second differential pair for converting two sets of differential signals into currents and causing the currents to flow in opposite polarities to the 90-degree phase shifter;
A third and a fourth differential pair for converting the output voltage of the 90-degree phase shifter into a current and returning them to opposite polarities on the input side;
A filter circuit characterized in that the 90 ° phase shifter is configured by causing impedances viewed from two sets of input sides to act as inductances of four terminals.
高いインピーダンスに保った状態で、入力電位を設定することにより、縦列に接続したときの、端子間の電位を設定することを特徴とする請求項7記載のフィルタ回路。 An integrator using a high impedance circuit is connected to the input end of the active inductance circuit,
8. The filter circuit according to claim 7, wherein the potential between the terminals when connected in a column is set by setting the input potential while maintaining a high impedance.
上記アクティブインダクタンス回路は、
正抵抗に対して負性抵抗を帰還したハイインピーダンス回路のハイインピーダンス部分に容量を付加することにより形成した差動型の90度移相器と、
2組の差動信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を互いに逆極性に流し込む第1及び第2の差動対と、
上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に互いに逆極性に戻す第3及び第4の差動対とを有し、
上記90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させて構成されたものである
ことを特徴とするフィルタ回路。 A complex filter having a frequency characteristic that allows only a positive frequency or a negative frequency to pass, comprising two LC ladder type filters using an active inductance circuit and a current adding circuit with three pairs of differential pairs,
The active inductance circuit is
A differential 90 degree phase shifter formed by adding a capacitor to the high impedance part of the high impedance circuit that feeds back the negative resistance with respect to the positive resistance;
A first and a second differential pair for converting two sets of differential signals into currents and causing the currents to flow in opposite polarities to the 90-degree phase shifter;
A third and a fourth differential pair for converting the output voltage of the 90-degree phase shifter into a current and returning them to opposite polarities on the input side;
A filter circuit characterized in that the 90 ° phase shifter is configured by causing impedances viewed from two sets of input sides to act as inductances of four terminals.
上記アクティブインダクタンス回路は、
正抵抗に対して負性抵抗を帰還したハイインピーダンス回路のハイインピーダンス部分に容量を付加することにより形成した差動型の90度移相器と、
2組の差動信号を電流に変換して上記90度移相器に電流を互いに逆極性に流し込む第1及び第2の差動対と、
上記90度移相器の出力電圧を電流に変換して入力側に互いに逆極性に戻す第3及び第4の差動対とを有し、
上記90度移相器の2組の入力側から互いをみたインピーダンスを4端子のインダクタンスとして作用させて構成されたものである
ことを特徴とする受信回路。 As a filter to suppress the image channel signal in the received signal, only positive frequency or negative frequency composed of two LC ladder type filters using active inductance circuit and current adding circuit with 3 pairs of differential pairs A reception circuit using a complex filter having a frequency characteristic to pass
The active inductance circuit is
A differential 90 degree phase shifter formed by adding a capacitor to the high impedance part of the high impedance circuit that feeds back the negative resistance with respect to the positive resistance;
A first and a second differential pair for converting two sets of differential signals into currents and causing the currents to flow in opposite polarities to the 90-degree phase shifter;
A third and a fourth differential pair for converting the output voltage of the 90-degree phase shifter into a current and returning them to opposite polarities on the input side;
A receiving circuit, wherein the 90-degree phase shifter is configured by causing impedances viewed from two sets of input sides to act as inductances of four terminals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006002762A JP4867352B2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Filter circuit and receiving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006002762A JP4867352B2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Filter circuit and receiving circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007184854A true JP2007184854A (en) | 2007-07-19 |
JP4867352B2 JP4867352B2 (en) | 2012-02-01 |
Family
ID=38340541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006002762A Expired - Fee Related JP4867352B2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Filter circuit and receiving circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4867352B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117052380A (en) * | 2023-10-10 | 2023-11-14 | 四川宏大安全技术服务有限公司 | Wireless pressure measurement device and method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1197981A (en) * | 1997-09-25 | 1999-04-09 | Sony Corp | Active inductance circuit |
JPH11205087A (en) * | 1998-01-14 | 1999-07-30 | Sony Corp | Impedance converting circuit, video equipment, audio equipment and communication equipment |
JP2001036380A (en) * | 1999-07-16 | 2001-02-09 | Sony Corp | Active inductance circuit, filter circuit and demodulation circuit |
JP2004343373A (en) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Nec Electronics Corp | Active inductance circuit and differential amplifier circuit |
-
2006
- 2006-01-10 JP JP2006002762A patent/JP4867352B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1197981A (en) * | 1997-09-25 | 1999-04-09 | Sony Corp | Active inductance circuit |
JPH11205087A (en) * | 1998-01-14 | 1999-07-30 | Sony Corp | Impedance converting circuit, video equipment, audio equipment and communication equipment |
JP2001036380A (en) * | 1999-07-16 | 2001-02-09 | Sony Corp | Active inductance circuit, filter circuit and demodulation circuit |
JP2004343373A (en) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Nec Electronics Corp | Active inductance circuit and differential amplifier circuit |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117052380A (en) * | 2023-10-10 | 2023-11-14 | 四川宏大安全技术服务有限公司 | Wireless pressure measurement device and method |
CN117052380B (en) * | 2023-10-10 | 2024-01-02 | 四川宏大安全技术服务有限公司 | Wireless pressure measurement device and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4867352B2 (en) | 2012-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4713939B2 (en) | Voltage controlled oscillator and wireless communication device using the same | |
US7414468B2 (en) | Amplifier, filter using the same, and radio communication device | |
JP5846840B2 (en) | Filter circuit and receiver | |
JP2009044527A (en) | Variable resistor and filter employing the same, variable gain amplifier and integrated circuit | |
JP2003298355A (en) | Mixer and differential amplifier | |
US20050233725A1 (en) | Image reject filtering in a direct sampling mixer | |
US7043220B1 (en) | Image-rejection mixer having high linearity and high gain | |
Lakys et al. | A fully active frequency agile filter for multistandard transceivers | |
US7984093B1 (en) | Polyphase filter having a tunable notch for image rejection | |
JP4867352B2 (en) | Filter circuit and receiving circuit | |
US20080113644A1 (en) | Low Noise Mixer | |
US20120049920A1 (en) | Iq signal generation circuit | |
Notten et al. | A 5th order 14 mWatt active polyphase filter for analog and digital TV on mobile applications | |
EP0951144B1 (en) | Filter circuit | |
JPH11103237A (en) | High impedance circuit | |
Hintea et al. | On the design of a reconfigurable OTA-C filter for software radio | |
JP3300321B2 (en) | Low pass filter circuit | |
WO2002001707A1 (en) | A quadrature hf oscillator with isolating amplifier | |
JP3700338B2 (en) | 90 degree phase shifter | |
WO2009059831A2 (en) | Mixing apparatus | |
JP2000114929A (en) | Impedance circuit and phase shifter | |
Matei et al. | A programmable band-select filter for digital if software defined radio receivers | |
JP3628402B2 (en) | Tuning amplifier | |
Emira et al. | A BiCMOS Bluetooth/Wi-Fi Receiver | |
JPH11205085A (en) | Band-pass filter circuit, video equipment, audio equipment and communication equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080908 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110809 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110916 |
|
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: 20111018 |
|
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: 20111031 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |