JP2007306208A - Transmission device and variable gain frequency converting circuit - Google Patents

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信一郎 津田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce noise by decreasing the number of circuit stages of an RF front-end section and to perform low-source-voltage operation by adaptively adjusting a bias of a circuit. <P>SOLUTION: A frequency converting circuit equipped with a gain varying function is constituted by providing another cascade stage paired with a cascade stage operating as a switch means of a gilbert circuit. The gain varying function is obtained by applying differential voltages for control to bases of transistors of the cascade stages respectively. A control voltage generating circuit has a middle-point voltage detecting function for the differential voltages for control, an adjustment target voltage generating function, and a differential voltage generating function. A control current is controlled by negative feedback according to the voltage difference between an adjustment target voltage and a middle-point voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に移動体通信用として用いられる送信装置に係り、特に、RFフロントエンド部の回路段数を削減することで低ノイズ化を実現する送信装置に関する。   The present invention relates to a transmission apparatus mainly used for mobile communication, and more particularly to a transmission apparatus that realizes low noise by reducing the number of circuit stages of an RF front end unit.

近年、携帯電話機や無線LANなど、移動体通信技術が広範に普及している。移動体通信端末のRFフロントエンドは、通常、アナログ・ベースバンド信号を周波数変換器(直交変調器)によりRF帯域にアップコンバートし、バンドパス・フィルタにより帯域制限を掛けた後、さらに利得可変増幅回路により送信電力を増幅するというのが一般的な構成である。また、最近の無線通信機では、ベースバンド信号をアップコンバートする周波数変換器として、ローカル周波数fLOと乗算することによりベースバンド信号に直接周波数変換を行なうというダイレクト・コンバージョン方式が採用されている。ダイレクト・コンバージョン方式によれば、IF(Intermediate Frequency:中間周波数)フィルタを用いないため受信機の広帯域化が容易となり、受信機の構成の柔軟性が増す。 In recent years, mobile communication technologies such as mobile phones and wireless LANs have become widespread. The RF front end of a mobile communication terminal normally upconverts an analog baseband signal to an RF band using a frequency converter (orthogonal modulator), limits the band using a bandpass filter, and then further amplifies the gain. The general configuration is that the transmission power is amplified by a circuit. In recent wireless communication devices, as a frequency converter for up-converting a baseband signal, a direct conversion method is used in which frequency conversion is directly performed on the baseband signal by multiplication with the local frequency fLO . According to the direct conversion method, since an IF (Intermediate Frequency) filter is not used, it is easy to increase the bandwidth of the receiver, and the configuration flexibility of the receiver is increased.

ここで、第3世代モバイル通信の国際標準IMT−2000で規定されている無線インタフェース規格の1つとして、W−CDMA(広帯域符号分割多元接続)方式が知られている。この種の通信システムでは、同一の周波数帯域を複数の通信者が共有することから、基地局の遠くの移動局から届く低電力の送信信号が、近くの移動局から届く高電力の送信信号に埋没するという遠近問題が生じる。この問題は、基地局のみならず移動局にも生じ得る。このため、移動局及び基地局からの送信電力を調整する「パワー・コントロール」が不可欠である。   Here, a W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) system is known as one of the radio interface standards defined by the international standard IMT-2000 for third generation mobile communication. In this type of communication system, a plurality of communicators share the same frequency band, so that a low-power transmission signal received from a mobile station far from the base station becomes a high-power transmission signal received from a nearby mobile station. The perspective problem of being buried occurs. This problem can occur in mobile stations as well as base stations. For this reason, “power control” for adjusting transmission power from the mobile station and the base station is indispensable.

送信電力のクローズドループ制御が適用される場合には、基地局及び移動局の双方において、受信信号に含まれるTPC(Transfer Power Control:送信電力制御)ビットに基づいて送信電力制御が行なわれる。例えば、基地局側で希望波の受信信号障害波電力比を測定し、ブロックエラーレートBERから求めた目標信号・障害波出力比と受信信号障害波出力比を対比することで電力の増減の判断を行ない、基地局側から移動局への信号の送信フレームにTPCビットを定義して送ることで、電力の上昇・下降を可能にし、基地局近傍の移動局からの送信電力を低下させる送信電力制御装置について提案がなされている(例えば、特許文献1を参照のこと)。   When closed loop control of transmission power is applied, transmission power control is performed based on TPC (Transfer Power Control) bits included in the received signal in both the base station and the mobile station. For example, the base station side measures the received signal disturbance wave power ratio of the desired signal, and compares the target signal / failure wave output ratio obtained from the block error rate BER with the received signal disturbance wave output ratio to determine the increase or decrease in power. The transmission power that enables the power to be increased and decreased by defining the TPC bit in the transmission frame of the signal from the base station side to the mobile station and to reduce the transmission power from the mobile station in the vicinity of the base station Proposals have been made for control devices (see, for example, Patent Document 1).

このように送信パワー・コントロールが要求される通信システムでは、利得可変増幅回路には90dB近い可変レンジが必要とされる。ところが、高周波でのアイソレーションが困難なことやキャリア・リークの問題を回避するには、1つの利得可変増幅回路での可変レンジは30dB程度となることから、図8に示すような3段構成の増幅回路を用いて90dB近い可変レンジを実現する構成が一般的である。   Thus, in a communication system that requires transmission power control, a variable range close to 90 dB is required for the variable gain amplifier circuit. However, in order to avoid the difficulty in high-frequency isolation and the problem of carrier leakage, the variable range of one gain variable amplifier circuit is about 30 dB, so a three-stage configuration as shown in FIG. In general, a configuration in which a variable range close to 90 dB is realized by using an amplifier circuit is used.

例えば、粗調整用の利得可変増幅部と微調整用の利得可変増幅部とが複数段、連接配置され、これらによって制御された利得を以って受信信号を増幅して出力する利得可変増幅手段を備えた携帯通信端末装置について提案がなされている(例えば、特許文献2を参照のこと)。   For example, a variable gain amplification means for amplifying a received signal with a gain controlled by a plurality of stages of a variable gain amplification section for coarse adjustment and a variable gain amplification section for fine adjustment connected in series. A proposal has been made on a portable communication terminal device provided with (for example, see Patent Document 2).

今後の移動体端末には、低電源電圧動作や低ノイズ化がさらに要求されている。とりわけ、低ノイズ化に関しては、周波数変換回路の後段回路の段数を削減することが必須となる。また、低電源電圧動作を実現するためには、回路のバイアスを適応的に調整することが必要である、と本発明者らは思料する。   Future mobile terminals are further required to operate with low power supply voltage and to reduce noise. In particular, in order to reduce noise, it is essential to reduce the number of stages in the subsequent circuit of the frequency conversion circuit. In addition, the present inventors consider that it is necessary to adaptively adjust the bias of the circuit in order to realize low power supply voltage operation.

WO97/50197WO97 / 50197 特開2005−167519号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-167519

本発明の目的は、主に移動体通信用として用いられ、RFフロントエンド部の回路段数を削減することで低ノイズ化を実現することができる、優れた送信装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an excellent transmission device that is mainly used for mobile communication and can realize low noise by reducing the number of circuit stages of an RF front end unit.

本発明のさらなる目的は、RFフロントエンド部におけるバイアスを適応的に調整することで、低電源電圧動作に適した回路構成を備えた、優れた送信装置を提供することにある。   It is a further object of the present invention to provide an excellent transmitter having a circuit configuration suitable for low power supply voltage operation by adaptively adjusting the bias in the RF front end section.

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、RFフロントエンド部として、利得変換機能付き周波数変換回路と、1段以上の利得可変増幅回路を備えることを特徴とする送信装置である。   The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and is a transmission device including a frequency conversion circuit with a gain conversion function and one or more gain variable amplification circuits as an RF front end unit. .

W−CDMAを始めとする送信パワー・コントロールが必須となる通信システムでは、90dB近い可変レンジが必要とされるため、送信機のRFフロントエンド部においては、利得可変増幅器を多段接続構成にすることが一般的である。しかしながら、移動体端末の低ノイズ化を実現するためには、周波数変換回路の後段回路の段数を削減する必要がある。また、低電源電圧動作を実現するためには、回路のバイアスを適応的に調整することが必要である。   In a communication system that requires transmission power control such as W-CDMA, a variable range close to 90 dB is required. Therefore, a variable gain amplifier is configured in a multi-stage connection configuration in the RF front end of the transmitter. Is common. However, in order to reduce the noise of the mobile terminal, it is necessary to reduce the number of stages in the subsequent circuit of the frequency conversion circuit. In order to realize the low power supply voltage operation, it is necessary to adaptively adjust the bias of the circuit.

本発明では、ベースバンド信号をアップコンバートする周波数変換回路として、利得可変機能を備えた直交変調回路を用いることで、後段の利得可変増幅回路の段数を削減したので、低ノイズ化を実現することができる。   In the present invention, the use of the quadrature modulation circuit having a variable gain function as the frequency conversion circuit for up-converting the baseband signal reduces the number of stages of the variable gain amplification circuit at the subsequent stage, thereby realizing low noise. Can do.

周波数変換回路としてギルバート回路が知られている。ギルバート回路は、電圧変換利得を持ち、近似的に、スイッチ段における出力負荷Rc1と増幅段における抵抗RE1との比率が利得になる。しかしながら、RE1はデジェネレーション用に装荷されている抵抗であり、アナログ・ベースバンド信号の歪を解消し、振幅の幅に対して直線性を持たせる役割がある。このことから、ギルバート回路に利得変換機能を持たせるべくRE1を可変制御すると、RE1を小さく制御する領域において、アナログ・ベースバンド信号に対する線形性が劣化し、歪成分を生じてしまうという問題がある。   A Gilbert circuit is known as a frequency conversion circuit. The Gilbert circuit has a voltage conversion gain, and approximately the ratio between the output load Rc1 in the switch stage and the resistor RE1 in the amplification stage is a gain. However, RE1 is a resistor loaded for degeneration, and has a role of eliminating the distortion of the analog baseband signal and having linearity with respect to the amplitude width. Therefore, if RE1 is variably controlled so that the Gilbert circuit has a gain conversion function, the linearity with respect to the analog baseband signal is deteriorated in a region where RE1 is controlled to be small, and a distortion component is generated. .

そこで、本発明に係る送信装置では、利得変換機能付き周波数変換回路は、バイアス電流源と、増幅段と、第1のスイッチ段及び出力負荷が直列に接続されるギルバート回路に対し、前記第1のスイッチ段に並列に接続される第2のスイッチ段をさらに備えている。前記増幅段に入力された入力信号と前記第1のスイッチ段に入力されたローカル信号を混合して、前記第1のスイッチ段と前記出力負荷の間から出力する。このとき、前記第1及び第2のスイッチ段に印加する制御用差動電圧に基づいて、各スイッチ段に供給されるバイアス電流の大小を調整することによって、入力信号に対する混合出力信号の利得を調整することができる。   Therefore, in the transmission device according to the present invention, the frequency conversion circuit with a gain conversion function includes the first current stage, the amplification stage, the first switch stage, and the output load with respect to the Gilbert circuit connected in series. And a second switch stage connected in parallel to the switch stages. The input signal input to the amplification stage and the local signal input to the first switch stage are mixed and output from between the first switch stage and the output load. At this time, the gain of the mixed output signal with respect to the input signal is adjusted by adjusting the magnitude of the bias current supplied to each switch stage based on the control differential voltage applied to the first and second switch stages. Can be adjusted.

具体的には、増幅段は1対のトランジスタTr1及びTr2からなり、トランジスタTr1とTr2の各エミッタにバイアス電流Ibiasを供給する定電流源を介して接地されている。 Specifically, the amplification stage includes a pair of transistors Tr1 and Tr2, and is grounded via a constant current source that supplies a bias current I bias to the emitters of the transistors Tr1 and Tr2.

スイッチ段として動作する第1のカスコード段は、2対のトランジスタTr3及びTr4とTr5及びTr6からなり、一方の対のトランジスタTr3及びTr4のエミッタが前記増幅段の一方のトランジスタTr1のコレクタに直列接続されるとともに他方の対のトランジスタTr5及びTr6のエミッタが前記増幅段の他方のトランジスタTr2のコレクタに接続されている。そして、第1のカスコード段におけるトランジスタ対Tr3及びTr5とTr4及びTr6のコレクタにそれぞれ直列接続された出力負荷Rc1及びRc2を介して定電圧電源Vccが接続されている。 The first cascode stage that operates as a switch stage comprises two pairs of transistors Tr3 and Tr4 and Tr5 and Tr6, and the emitters of one pair of transistors Tr3 and Tr4 are connected in series to the collector of one transistor Tr1 in the amplification stage. The emitters of the other pair of transistors Tr5 and Tr6 are connected to the collector of the other transistor Tr2 in the amplification stage. A constant voltage power supply Vcc is connected via output loads Rc1 and Rc2 connected in series to the collectors of the transistor pairs Tr3 and Tr5 and Tr4 and Tr6 in the first cascode stage, respectively.

また、第1のカスコード段と並列に接続される第2のカスコード段は、2対のトランジスタTr7及びTr8とTr9及びTr10からなり、第1のカスコード段を構成する各トランジスタ対Tr3及びTr4とTr5及びTr6とエミッタ同士が接続されるとともに、カスコード接続されたトランジスタ対Tr7及びTr9とTr8及びTr10のコレクタが定電圧電源Vccに接続されている。 The second cascode stage connected in parallel with the first cascode stage is composed of two pairs of transistors Tr7, Tr8, Tr9 and Tr10, and each pair of transistors Tr3, Tr4 and Tr5 constituting the first cascode stage. Tr6 and emitter are connected to each other, and the collectors of cascode-connected transistor pairs Tr7 and Tr9 and Tr8 and Tr10 are connected to a constant voltage power supply Vcc .

増幅段を構成する各トランジスタTr1及びTr2のベースにそれぞれ入力信号Vinの差動入力が与えられ、また、ローカル信号VLOの差動入力を交流結合して前記第1及び前記第2のカスコード段のトランジスタ対のベースに印加される。そして、出力負荷Rc1及びRc2を介して、入力信号とローカル信号の混合信号の出力電圧Voutが取り出される。 Differential inputs to the bases of the transistors Tr1 and Tr2 constituting the amplifier stage input signal V in is supplied, also, the first and second cascode by AC coupling a differential input of the local signal V LO Applied to the base of the stage transistor pair. And the output voltage Vout of the mixed signal of an input signal and a local signal is taken out via output load Rc1 and Rc2.

第1及び前記第2のカスコード段のトランジスタ対のベースに制御用差動電圧(Vc−VcX)を差動入力すると、VcにVcXに比べて高いDC電圧を与えると、第2のカスコード段に比べ第1のカスコード段に供給されるバイアス電流が大きくなり、利得は増加する。一方、VcにVcXに比べて低いDC電圧を与えると、第2のカスコード段に比べ第1のカスコード段に供給されるバイアス電流が小さくなり、利得は低下する。したがって、制御用差動電圧によって、周波数変換回路の利得を可変にすることができる。 When a differential control voltage (V c −V cX ) is differentially input to the bases of the transistor pair of the first and second cascode stages, a second DC voltage is applied to V c as compared with V cX . The bias current supplied to the first cascode stage is larger than that of the first cascode stage, and the gain is increased. On the other hand, when a DC voltage lower than V cX is applied to V c , the bias current supplied to the first cascode stage is smaller than the second cascode stage, and the gain is reduced. Therefore, the gain of the frequency conversion circuit can be made variable by the control differential voltage.

ここで、低電源電圧環境下で差動電圧(Vc−VcX)を用いて利得の調整を行なう場合には、VcとVcXの中点をより高精度に制御する必要がある。そこで、送信装置は、制御用差動電圧に対して中点電圧が調整された差動電圧を供給する差動電圧生成手段をさらに備えていることが好ましい。この差動電圧生成手段は、例えば、制御用差動電圧の中点電圧を検出する手段と、調整目標電圧を生成する手段と、差動電圧を生成する手段を備え、検出した中点電圧と調整目標電圧の差に応じて制御電流を負帰還により可変制御する。半導体装置のプロセスばらつきや温度変化に対しても、差動電圧(Vc−VcX)の中点電圧を安定して生成することが可能となる。 Here, when the gain is adjusted using the differential voltage (V c −V cX ) in a low power supply voltage environment, it is necessary to control the midpoint of V c and V cX with higher accuracy. Therefore, it is preferable that the transmission device further includes a differential voltage generation unit that supplies a differential voltage in which the midpoint voltage is adjusted with respect to the control differential voltage. The differential voltage generation means includes, for example, a means for detecting the midpoint voltage of the control differential voltage, a means for generating the adjustment target voltage, and a means for generating the differential voltage, and the detected midpoint voltage The control current is variably controlled by negative feedback according to the difference in the adjustment target voltage. The midpoint voltage of the differential voltage (V c −V cX ) can be stably generated against process variations and temperature changes of the semiconductor device.

また、この差動電圧生成手段による制御用差動電圧を用いて利得可変増幅回路の利得制御を行なうことで、安定したバイアス供給が可能となるから、低電源電圧動作時における直線性を確保することができる。   Further, by controlling the gain of the variable gain amplifier circuit using the differential voltage for control by the differential voltage generating means, it becomes possible to supply a stable bias, so that the linearity at the time of low power supply voltage operation is ensured. be able to.

本発明によれば、主に移動体通信用として用いられ、RFフロントエンド部の回路段数を削減することで低ノイズ化を実現することができる、優れた送信装置、RFフロントエンド部に用いられる利得可変周波数変換回路を提供することができる。   According to the present invention, it is mainly used for mobile communication, and can be used for an excellent transmission apparatus and RF front end unit that can realize low noise by reducing the number of circuit stages of the RF front end unit. A gain variable frequency conversion circuit can be provided.

また、本発明によれば、RFフロントエンド部におけるバイアスを適応的に調整することで、低電源電圧動作に適した回路構成を備えた、優れた送信装置、RFフロントエンド部に用いられる利得可変周波数変換回路を提供することができる。   In addition, according to the present invention, by adjusting the bias in the RF front end section adaptively, an excellent transmission apparatus having a circuit configuration suitable for low power supply voltage operation, variable gain used in the RF front end section A frequency conversion circuit can be provided.

本発明に係る送信装置によれば、2個のカスコード段が並列に接続された周波数変換回路を用い、制御用差動電圧を印加してそれぞれのカスコード段に供給されるバイアス電流を制御することで利得可変機能を実現するので、後続の利得可変増幅回路の段数を削減することができる。   According to the transmitting apparatus of the present invention, a bias voltage supplied to each cascode stage is controlled by applying a control differential voltage using a frequency conversion circuit in which two cascode stages are connected in parallel. Since the variable gain function is realized, the number of subsequent variable gain amplifier circuits can be reduced.

また、制御用差動電圧の中点電圧を検出する手段と、調整目標電圧を生成する手段と、差動電圧を生成する手段を備え、検出した中点電圧と調整目標電圧の差に応じて制御電流を負帰還により可変制御する差動電圧生成回路を用いることによって、プロセスばらつきや温度変化に対しても、中点電圧が安定した制御用差動電圧を利得可変周波数変換回路に供給することができる。さらにこの差動電圧生成回路で生成した制御用作動電圧を用いて利得可変増幅回路の利得制御を行なうことで、安定したバイアス供給が可能となり、装置の低電源電圧動作時においても直線性が改善される。   Further, the control differential voltage includes means for detecting a midpoint voltage of the control differential voltage, means for generating the adjustment target voltage, and means for generating the differential voltage, and according to a difference between the detected midpoint voltage and the adjustment target voltage. By using a differential voltage generation circuit that variably controls the control current using negative feedback, a control differential voltage with a stable midpoint voltage can be supplied to the variable gain frequency converter circuit even with process variations and temperature changes. Can do. Furthermore, by controlling the gain of the variable gain amplifier circuit using the control operating voltage generated by this differential voltage generation circuit, it becomes possible to supply a stable bias and to improve the linearity even when the device operates at a low power supply voltage. Is done.

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。   Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1には、本発明に係る送信装置において用いられるRFフロントエンド部の構成を模式的に示している。図示のように、ベースバンド信号をアップコンバートする周波数変換回路として、利得可変機能を備えた直交変調回路を用いることで、後段の利得可変増幅回路の段数を削減することができ、低ノイズ化を実現することができる。   FIG. 1 schematically shows the configuration of the RF front end unit used in the transmission apparatus according to the present invention. As shown in the figure, by using a quadrature modulation circuit with a variable gain function as the frequency conversion circuit that upconverts the baseband signal, the number of stages of the variable gain amplification circuit at the subsequent stage can be reduced, and the noise can be reduced. Can be realized.

周波数変換利得を備えた周波数変換回路は、「アクティブ・ミキサ」とも呼ばれ、ギルバート回路(Gilbert cell)が知られている。図2には、ギルバート回路を用いて周波数変換回路の一構成例を示している。   A frequency conversion circuit having a frequency conversion gain is also called an “active mixer”, and a Gilbert cell is known. FIG. 2 shows a configuration example of a frequency conversion circuit using a Gilbert circuit.

図示のギルバート回路は、1対のトランジスタTr1及びTr2からなる増幅段と、2対のトランジスタTr3及びTr4とTr5及びTr6からなるスイッチ段(以下、「カスコード段」とも呼ぶ)を襷(たすき)掛けに直列に接続した回路である。図示の例では、差動対をなすトランジスタTr1とTr2、Tr3とTr4、Tr5とTr6はいずれもバイポーラ型トランジスタからなるが、MOS(Metal Oxide Semiconductor)型トランジスタで構成することも可能である。   In the illustrated Gilbert circuit, an amplification stage composed of a pair of transistors Tr1 and Tr2 and a switch stage composed of two pairs of transistors Tr3, Tr4, Tr5 and Tr6 (hereinafter also referred to as “cascode stage”) are multiplied. Is a circuit connected in series. In the example shown in the figure, the transistors Tr1 and Tr2, Tr3 and Tr4, and Tr5 and Tr6 forming a differential pair are all bipolar transistors, but may be configured by MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors.

高周波信号Vinの差動入力がトランジスタTr1及びTr2のベースにそれぞれ与えられ、ローカル信号VLOの差動入力がトランジスタTr3とTr6のベース及びトランジスタTr4とTr5のベースにそれぞれ与えられる。トランジスタTr3とTr5のコレクタ及びトランジスタTr4とTr6のコレクタはそれぞれ出力負荷Rc1及びRc2を介してハイレベルの電源にそれぞれ接続されるとともに、周波数変換された信号のバランス出力端となる。トランジスタTr1とTr2のエミッタはそれぞれバイアス電流Ibiasを供給する定電流源を介して接地され、また、トランジスタTr1とTr2のエミッタ間には線形性の向上のために、負荷RE1が接続されている。負荷Rc1、Rc2、RE1は実抵抗である他、LやCなどの交流負荷を用いたインピーダンスであってもよい。 Differential input high-frequency signal V in is applied to the bases of the transistors Tr1 and Tr2, the differential input of the local signal V LO is applied to the bases of the base and the transistor Tr4 and Tr5 of the transistor Tr3 and Tr6. The collectors of the transistors Tr3 and Tr5 and the collectors of the transistors Tr4 and Tr6 are connected to a high-level power supply via output loads Rc1 and Rc2, respectively, and serve as a balanced output terminal for frequency-converted signals. The emitters of the transistors Tr1 and Tr2 are each grounded via a constant current source that supplies a bias current I bias , and a load RE1 is connected between the emitters of the transistors Tr1 and Tr2 in order to improve linearity. . The loads Rc1, Rc2, and RE1 may be actual resistances, and may be impedances using AC loads such as L and C.

そして、トランジスタTr1、Tr2がローカル入力信号VLOによりスイッチングされた電流がI3、I4、I5、I6であり、VLOがマイナスのときはI3=I1、I4=0、I5=0、I6=I2となり、また、VLOがプラスのときにはI3=0、I4=I2、I5=I1、I6=0となる。 The currents when the transistors Tr1 and Tr2 are switched by the local input signal V LO are I 3 , I 4 , I 5 and I 6 , and when V LO is negative, I 3 = I 1 , I 4 = 0, I 5 = 0, I 6 = I 2 , and when V LO is positive, I 3 = 0, I 4 = I 2 , I 5 = I 1 , and I 6 = 0.

ここで、RF入力信号VRFの周波数がωRFであり、ローカル入力信号VLOの周波数がωLOであるとすると、ギルバート回路の出力には、VRFとVLOの周波数和成分(ωLO+ωRF)となる上片側帯(USB:Upper Side Band)と、VRFとVLOの周波数差成分(ωLO−ωRF)となる下片側帯(LSB:Lower Side Band)の2つの周波数成分が得られることが知られている。したがって、送信系では、ギルバート回路の後段でバンドパス・フィルタを用いてUSB成分、あるいはLSB成分のみを取り出して、アップコンバート・ミキサとして使用することができる。また、受信系では逆にLSB成分を取り出してダウンコンバート・ミキサとして使用することができる。 Here, an RF frequency omega of the RF input signal V RF, the frequency of the local input signal V LO is assumed to be omega LO, the output of the Gilbert circuit, the frequency sum component of V RF and V LO LO Two frequency components of an upper side band (USB: Upper Side Band) that becomes + ω RF ) and a lower side band (LSB: Lower Side Band) that becomes a frequency difference component (ω LO −ω RF ) of V RF and V LO Is known to be obtained. Therefore, in the transmission system, it is possible to extract only the USB component or the LSB component using a bandpass filter after the Gilbert circuit and use it as an up-conversion mixer. On the other hand, in the receiving system, the LSB component can be extracted and used as a down-conversion mixer.

また、ギルバート回路は、電圧変換利得を持つことが知られており、基本的には、出力負荷Rc1とデジェネレーション用の抵抗RE1との比率が利得になることが知られている(例えば、渡辺一雄著「実用アナログ電子回路設計法」第6章高周波回路設計法と設計留意点(平河工業社、1996年6月22日第1版)を参照のこと)。   The Gilbert circuit is known to have a voltage conversion gain. Basically, it is known that the ratio between the output load Rc1 and the degeneration resistor RE1 is a gain (for example, Watanabe). Kazuo “Practical analog electronic circuit design method”, Chapter 6, High-frequency circuit design method and design considerations (refer to Hirakawa Kogyo, June 22, 1996, 1st edition).

したがって、一見すると、図1に示したRFフロントエンド部において、利得可変周波数変換回路として図2に示したギルバート回路を適用し、例えば通信相手から受信した送信電力制御ビットに応じてRE1を可変制御することにより、後段の利得可変増幅回路の段数を削減することができるように考えられる。   Therefore, at first glance, the Gilbert circuit shown in FIG. 2 is applied as the gain variable frequency conversion circuit in the RF front end unit shown in FIG. 1, and RE1 is variably controlled according to the transmission power control bit received from the communication partner, for example. By doing so, it is considered that the number of stages of the variable gain amplifier circuit in the subsequent stage can be reduced.

しかしながら、RE1はデジェネレーション用に装荷されている抵抗であり、アナログ・ベースバンド信号の振幅に対して直線性を持たせる役割があるから、なるべく高い抵抗値に設定する必要がある。言い換えれば、RE1を可変制御すると、RE1を小さく制御する領域において、アナログ・ベースバンド信号に対する線形性が劣化し、歪成分を生じてしまうので、送信系に適用する場合には、RE1を可変にして用いることは得策でない。   However, RE1 is a resistor loaded for degeneration, and has a role of providing linearity with respect to the amplitude of the analog baseband signal. Therefore, it is necessary to set the resistance value as high as possible. In other words, if RE1 is variably controlled, linearity with respect to the analog baseband signal deteriorates in a region where RE1 is controlled to be small, and distortion components are generated. Therefore, when applied to a transmission system, RE1 is made variable. It is not a good idea to use them.

そこで、本実施形態に係る送信装置では、利得可変周波数変換回路は、バイアス電流源と、増幅段と、第1のカスコード段及び出力負荷が直列に接続されるギルバート回路に対し、第1のカスコード段に並列接続される第2のカスコードをさらに設け、第1及び第2のカスコード段でスイッチ段を構成している。増幅段に入力された入力信号と第1のカスコード段に入力されたローカル信号を混合して、第1のカスコード段と前記出力負荷の間から出力する。第1及び第2のカスコード段に印加する制御用差動電圧に基づいて、各スイッチ段に供給されるバイアス電流の大小を調整することによって、入力信号に対する混合出力信号の利得を調整することができる。周波数変換機能については一般的なギルバート回路と同様であるから、以下では主に利得可変機能について説明する。   Therefore, in the transmission apparatus according to the present embodiment, the variable gain frequency conversion circuit includes a first cascode for a Gilbert circuit in which a bias current source, an amplification stage, a first cascode stage, and an output load are connected in series. A second cascode connected in parallel to the stage is further provided, and the first and second cascode stages constitute a switch stage. The input signal input to the amplification stage and the local signal input to the first cascode stage are mixed and output from between the first cascode stage and the output load. The gain of the mixed output signal relative to the input signal can be adjusted by adjusting the magnitude of the bias current supplied to each switch stage based on the control differential voltage applied to the first and second cascode stages. it can. Since the frequency conversion function is the same as that of a general Gilbert circuit, the gain variable function will be mainly described below.

図3には、この利得可変周波数変換回路の具体的構成を示している。図示の周波数変換回路は、バイアス電流源と、増幅段と、第1のカスコード段及び出力負荷が直列に接続されるギルバート回路に対し、前記第1のカスコード段に並列に接続される第2のカスコード段をさらに備えている。   FIG. 3 shows a specific configuration of this variable gain frequency conversion circuit. The illustrated frequency conversion circuit includes a second current connected in parallel to the first cascode stage with respect to a Gilbert circuit in which a bias current source, an amplification stage, a first cascode stage and an output load are connected in series. A cascode stage is further provided.

すなわち、第1のカスコード段を構成するカスコード接続された各トランジスタTr3、Tr4、Tr5、Tr6に対して、対をなす同一構成の第2のスイッチ段が設けられている。この第2のカスコード段はトランジスタTr7、Tr8、Tr9、Tr10がカスコード接続されており、第1及び第2のカスコード段の各トランジスタのエミッタ同士が接続されている。   That is, a second switch stage having the same configuration as a pair is provided for each of the cascode-connected transistors Tr3, Tr4, Tr5, and Tr6 constituting the first cascode stage. In this second cascode stage, transistors Tr7, Tr8, Tr9, Tr10 are cascode-connected, and the emitters of the transistors of the first and second cascode stages are connected to each other.

これらの対を成すカスコード段には、抵抗Rb1とRb2、及びRb3とRb4を介して差動電圧(Vc−VcX)が印加され、トランジスタのベース電圧としてバイアスされる。 A differential voltage (V c −V cX ) is applied to the pair of cascode stages via resistors Rb1 and Rb2 and Rb3 and Rb4, and is biased as a base voltage of the transistor.

また、ローカル信号(VLO−VLOX)は、キャパシタンスC1、C2、C3、C4を介して交流結合され、周波数変換回路のスイッチ段として動作する両カスコード段に入力される。 The local signal (V LO -V LOX ) is AC-coupled via capacitances C1, C2, C3, and C4, and is input to both cascode stages that operate as switch stages of the frequency conversion circuit.

増幅段のトランジスタTr1とTr2はエミッタ接地ペアを構成し、入力差動信号(Vin−VinX)を電流に変換するトランス・コンダクタンス段として動作する。また、このエミッタ接地部は、テール電流Ibiasでバイアスされている。 The transistors Tr1 and Tr2 in the amplification stage constitute a grounded emitter pair and operate as a transconductance stage that converts an input differential signal (V in −V inX ) into a current. The grounded emitter is biased with a tail current Ibias .

ここで、差動電圧(Vc−VcX)の信号レベルを制御することにより、各カスコード段に供給されるバイアス電流を制御することができ、その結果として、入力差動信号(Vin−VinX)とローカル信号(VLO−VLOX)の混合出力差動信号(Vout−VoutX)の信号レベルを可変制御することができる。 Here, by controlling the signal level of the differential voltage (V c −V cX ), the bias current supplied to each cascode stage can be controlled. As a result, the input differential signal (V in − The signal level of the mixed output differential signal (V out -V outX ) of V inX ) and the local signal (V LO -V LOX ) can be variably controlled.

例えば、VcにVcXに比べて高いDC電圧を与えると、Tr7、Tr8、Tr9、Tr10からなる第2のカスコード段に比べ、Tr3、Tr4、Tr5、Tr6からなる第1のカスコード段に供給されるバイアス電流I11、I12が大きくなるから(図4を参照のこと)、利得が増加する。一方、VcにVcXに比べて低いDC電圧を与えると、Tr7、Tr8、Tr9、Tr10からなる第2のカスコード段に比べ、Tr3、Tr4、Tr5、Tr6からなる第1のカスコード段に供給されるバイアス電流I11、I12が小さくなるから(図4を参照のこと)、利得が低下する。すなわち、図3に示した周波数変換回路が持つ利得は、図5に示すように差動電圧(Vc−VcX)によって制御することが可能である。 For example, when a higher DC voltage than V cX is applied to V c , it is supplied to the first cascode stage consisting of Tr3, Tr4, Tr5, Tr6 compared to the second cascode stage consisting of Tr7, Tr8, Tr9, Tr10. Since the bias currents I 11 and I 12 to be applied increase (see FIG. 4), the gain increases. On the other hand, when a DC voltage lower than V cX is applied to V c , it is supplied to the first cascode stage consisting of Tr3, Tr4, Tr5 and Tr6 compared to the second cascode stage consisting of Tr7, Tr8, Tr9 and Tr10. Since the bias currents I 11 and I 12 to be applied are reduced (see FIG. 4), the gain is reduced. That is, the gain of the frequency conversion circuit shown in FIG. 3 can be controlled by the differential voltage (V c −V cX ) as shown in FIG.

なお、図3に示した例では、トランジスタはいずれもバイポーラ型トランジスタからなるが、MOS型トランジスタで構成することも可能である。また、負荷Rc1、Rc2、RE1は実抵抗である他、LやCなどの交流負荷を用いたインピーダンスであってもよい。   In the example shown in FIG. 3, all the transistors are bipolar transistors, but may be composed of MOS transistors. Further, the loads Rc1, Rc2, and RE1 may be impedances using AC loads such as L and C in addition to actual resistances.

ここで、低電源電圧環境下で、差動電圧(Vc−VcX)を用いて利得の調整を行なう場合には、VcとVcXの中点をより高精度に制御する必要がある。 Here, when the gain is adjusted using the differential voltage (V c −V cX ) in a low power supply voltage environment, it is necessary to control the midpoint of V c and V cX with higher accuracy. .

図6には、図3に示した周波数変換回路に対して、中点電圧が安定化された差動電圧(Vc−VcX)を供給することができる差動電圧生成回路の構成の一例を示している。図示の差動電圧生成回路は、制御用差動電圧の中点電圧を検出する中点電圧検出回路と、調整目標電圧を生成する調整目標電圧生成回路と、差動電圧を生成する差動電圧生成回路と、検出した中点電圧と調整目標電圧の差に応じて制御電流を負帰還により可変制御する中点電圧調整回路で構成されている。 FIG. 6 shows an example of the configuration of a differential voltage generation circuit that can supply a differential voltage (V c −V cX ) with a stabilized midpoint voltage to the frequency conversion circuit shown in FIG. Is shown. The illustrated differential voltage generation circuit includes a midpoint voltage detection circuit that detects a midpoint voltage of a control differential voltage, an adjustment target voltage generation circuit that generates an adjustment target voltage, and a differential voltage that generates a differential voltage. A generation circuit and a midpoint voltage adjustment circuit that variably controls the control current by negative feedback according to the difference between the detected midpoint voltage and the adjustment target voltage.

図3に示した周波数変換回路において、各カスコード段をそれぞれ完全にオフにするためには、差動電圧として+250mV又は−250mV程度の電圧差が必要である。図2に示した一般的なギルバート回路と異なり、カスコード段のトランジスタに供給するバイアス電圧を変化させるため、この条件下でも充分な直線性が得られるようなバイアス設計が要求される。特に、低電源電圧動作する場合にはより注意が必要である。   In the frequency conversion circuit shown in FIG. 3, a voltage difference of about +250 mV or −250 mV is required as a differential voltage in order to completely turn off each cascode stage. Unlike the general Gilbert circuit shown in FIG. 2, since the bias voltage supplied to the cascode stage transistor is changed, a bias design is required so that sufficient linearity can be obtained even under this condition. In particular, it is necessary to be more careful when operating at a low power supply voltage.

図6に示した差動電圧生成回路では、調整目標電圧生成回路は、ICチップ内において比較的容易に精度が得られる抵抗比を利用し、一定の基準電圧Vrefを分圧することによって調整目標電圧Vtgtを生成している。 In the differential voltage generation circuit shown in FIG. 6, the adjustment target voltage generation circuit uses a resistance ratio that can obtain accuracy relatively easily in the IC chip, and divides a constant reference voltage V ref to adjust the adjustment target. A voltage V tgt is generated.

また、中点電圧検出回路では、制御差動電圧の中点電圧は常に一定になることを利用して、制御の過渡的な中点電圧を検出する。すなわち、差動電圧VcとVcX間の電位差を2個の抵抗体で分圧して中点電圧を取り出し、これを中点電圧調整回路に帰還する。 Further, the midpoint voltage detection circuit detects a transient midpoint voltage of the control by utilizing that the midpoint voltage of the control differential voltage is always constant. That is, the potential difference between the differential voltages V c and V cX is divided by two resistors to take out the midpoint voltage, and this is fed back to the midpoint voltage adjustment circuit.

中点電圧調整回路では、中点電圧検出回路から帰還される中点電圧と調整目標電圧をコンパレータ(COMP)で比較する。そして、調整目標電圧が検出中点電圧よりも高い場合は、スイッチSW1をオン、スイッチSW2をオフにする。さらに、調整目標電圧及び検出中点電圧の電圧差に応じて、負帰還ループ内で可変電流Ivar1を可変制御することで、検出中点電圧を調整目標電圧に収束させる。一方、調整目標電圧が検出中点電圧よりも低い場合は、スイッチSW1をオフ、スイッチSW2をオンにする。さらに、調整目標電圧及び検出中点電圧の電圧差に応じて、負帰還ループ内で可変電流Ivar2を可変制御することで、検出中点電圧を調整目標電圧に収束させる。 In the midpoint voltage adjustment circuit, the midpoint voltage fed back from the midpoint voltage detection circuit and the adjustment target voltage are compared by a comparator (COMP). When the adjustment target voltage is higher than the detection midpoint voltage, the switch SW1 is turned on and the switch SW2 is turned off. Further, the variable current I var1 is variably controlled in the negative feedback loop according to the voltage difference between the adjusted target voltage and the detected midpoint voltage, so that the detected midpoint voltage is converged to the adjusted target voltage. On the other hand, when the adjustment target voltage is lower than the detection midpoint voltage, the switch SW1 is turned off and the switch SW2 is turned on. Further, the variable current I var2 is variably controlled in the negative feedback loop according to the voltage difference between the adjustment target voltage and the detection midpoint voltage, so that the detection midpoint voltage is converged to the adjustment target voltage.

このような差動電圧生成回路の構成によれば、プロセスばらつきや温度変化に対しても、適応的に制御用差動電圧の中点電圧を調整目標電圧に高精度に調整することが可能である。したがって、入力アナログ・ベースバンド信号に対する直線性を確保する上で重要となる、周波数変換回路へのバイアス供給を安定して行なうことが可能となる。   According to such a configuration of the differential voltage generation circuit, it is possible to adaptively adjust the midpoint voltage of the control differential voltage to the adjustment target voltage with high accuracy even for process variations and temperature changes. is there. Therefore, it is possible to stably supply the bias to the frequency conversion circuit, which is important for ensuring linearity with respect to the input analog baseband signal.

また、この差動電圧生成回路の構成を、後段の利得可変増幅回路にも適用することができる。   The configuration of the differential voltage generation circuit can also be applied to a subsequent variable gain amplifier circuit.

図7には、図6に示した差動電圧生成回路のシミュレーション結果の一例を示している。但し、調整目標電圧は、電源電圧VDDに比例して変化するように設計している。ここでは、適用的に制御されているさまを確認するために、電源電圧VDD、バンドギャップ・リファレンス電圧V_BGを時間とともに変化させた上で、トランジェント・シミュレーションを行なった。図示のように、検出中点電圧は調整目標電圧に追従して制御されていることが判る。 FIG. 7 shows an example of a simulation result of the differential voltage generation circuit shown in FIG. However, the adjustment target voltage is designed to change in proportion to the power supply voltage V DD . Here, in order to confirm that the control is applied appropriately, the transient simulation was performed after changing the power supply voltage V DD and the band gap reference voltage V_BG with time. As shown in the figure, it can be seen that the detected midpoint voltage is controlled following the adjustment target voltage.

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。   The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention.

本明細書では、送信パワー・コントロールが要求される通信システムにおける送信装置に適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。送信パワー・コントロールが要求されるか否かに拘らず、アップコンバートしたRF信号の利得増幅回路において大きな可変レンジが要求される送信機や、あるいはダウンコンバートしたベースバンド信号の利得増幅回路において大きな可変レンジが要求される受信機においても、同様に本発明を適用することができる。   In the present specification, the embodiment applied to a transmission apparatus in a communication system requiring transmission power control has been mainly described, but the gist of the present invention is not limited to this. Regardless of whether transmission power control is required or not, transmitters that require a large variable range in an upconverted RF signal gain amplifying circuit or large variable in a downconverted baseband signal gain amplifying circuit The present invention can be similarly applied to a receiver that requires a range.

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。   In short, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the description of the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims should be taken into consideration.

図1は、本発明に係る送信装置において用いられるRFフロントエンド部の構成を模式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an RF front end unit used in a transmission apparatus according to the present invention. 図2は、ギルバート回路を用いて周波数変換回路の一構成例を示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a frequency conversion circuit using a Gilbert circuit. 図3は、本発明の一実施形態に係る利得可変周波数変換回路の構成例を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a variable gain frequency conversion circuit according to an embodiment of the present invention. 図4は、差動電圧(Vc−VcX)の調整に伴う各カスコード段に供給されるバイアス電流の変化を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a change in bias current supplied to each cascode stage in accordance with the adjustment of the differential voltage (V c −V cX ). 図5は、差動電圧(Vc−VcX)の調整による周波数変換回路の可変利得の変化を示した図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a change in the variable gain of the frequency conversion circuit by adjusting the differential voltage (V c −V cX ). 図6は、図3に示した周波数変換回路に対して、中点電圧が安定化された差動電圧(Vc−VcX)を供給することができる差動電圧生成回路の構成例を示した図である。FIG. 6 shows a configuration example of a differential voltage generation circuit that can supply a differential voltage (V c −V cX ) with a stabilized midpoint voltage to the frequency conversion circuit shown in FIG. It is a figure. 図7は、図6に示した差動電圧生成回路のシミュレーション結果の一例を示した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a simulation result of the differential voltage generation circuit illustrated in FIG. 図8は、送信装置のRFフロントエンド部の構成例(従来技術)を示した図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example (prior art) of the RF front end unit of the transmission apparatus.

Claims (8)

RFフロントエンド部として、利得変換機能付き周波数変換回路と、1段以上の利得可変増幅回路を備える、
ことを特徴とする送信装置。
As an RF front end unit, a frequency conversion circuit with a gain conversion function and a gain variable amplification circuit having one or more stages are provided.
A transmission apparatus characterized by the above.
前記利得変換機能付き周波数変換回路は、
バイアス電流源と、増幅段と、第1のスイッチ段及び出力負荷が直列に接続されるとともに、第2のスイッチ段が前記第1のスイッチ段に並列に接続され、
前記増幅段に入力された入力信号と前記第1のスイッチ段に入力されたローカル信号を混合して、前記第1のスイッチ段と前記出力負荷の間から出力するとともに、入力信号に対する混合出力信号の利得を前記第1及び第2のスイッチ段に印加する制御用差動電圧により調整する、
ことを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
The frequency conversion circuit with the gain conversion function is
A bias current source, an amplification stage, a first switch stage and an output load are connected in series, and a second switch stage is connected in parallel to the first switch stage,
The input signal input to the amplification stage and the local signal input to the first switch stage are mixed and output from between the first switch stage and the output load, and a mixed output signal corresponding to the input signal Is adjusted by a control differential voltage applied to the first and second switch stages,
The transmission apparatus according to claim 1, wherein:
前記利得変換機能付き周波数変換回路は、
1対のトランジスタTr1及びTr2からなる増幅段と、
前記増幅段を構成するトランジスタTr1とTr2の各エミッタにバイアス電流Ibiasを供給する定電流源を介して接地する接地手段と、
カスコード接続された2対のトランジスタTr3及びTr4とTr5及びTr6からなり、一方の対のトランジスタTr3及びTr4のエミッタが前記増幅段の一方のトランジスタTr1のコレクタに直列接続されるとともに他方の対のトランジスタTr5及びTr6のエミッタが前記増幅段の他方のトランジスタTr2のコレクタに接続され、スイッチ段として動作する第1のカスコード段と、
前記第1のカスコード段においてカスコード接続されたトランジスタ対Tr3及びTr5とTr4及びTr6のコレクタにそれぞれ直列接続された出力負荷Rc1及びRc2を介して定電圧Vccを印加する電源と、
カスコード接続された2対のトランジスタTr7及びTr8とTr9及びTr10からなり、前記第1のカスコード段を構成する各トランジスタ対Tr3及びTr4とTr5及びTr6とエミッタ同士が接続されるとともに、カスコード接続されたトランジスタ対Tr7及びTr9とTr8及びTr10のコレクタが前記電源に接続された第2のカスコード段と、
前記増幅段を構成する各トランジスタTr1及びTr2のベースにそれぞれ入力信号(Vin−VinX)の差動入力を与える入力信号印加手段と、
ローカル信号(VLO−VLOX)の差動入力を交流結合して前記第1及び前記第2のカスコード段のトランジスタ対のベースに印加するローカル信号印加手段と、
前記増幅段及び前記第1のカスコード段に入力された入力信号Vin及びローカル信号VLOを混合した信号の出力電圧Voutを前記第1のカスコード段と前記出力負荷の間から出力する混合出力手段と、
前記第1及び前記第2のカスコード段のトランジスタ対のベースに制御用電圧(Vc−VcX)を差動入力する制御用差動電圧入力手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
The frequency conversion circuit with the gain conversion function is
An amplification stage composed of a pair of transistors Tr1 and Tr2,
Grounding means for grounding via a constant current source for supplying a bias current I bias to each emitter of the transistors Tr1 and Tr2 constituting the amplification stage;
Two pairs of transistors Tr3 and Tr4 and Tr5 and Tr6 connected in cascode are connected, and the emitters of one pair of transistors Tr3 and Tr4 are connected in series to the collector of one transistor Tr1 in the amplification stage and the other pair of transistors. A first cascode stage operating as a switch stage with the emitters of Tr5 and Tr6 connected to the collector of the other transistor Tr2 of the amplification stage;
A power supply for applying a constant voltage Vcc via output loads Rc1 and Rc2 connected in series to the collectors of the transistor pairs Tr3 and Tr5 and Tr4 and Tr6 that are cascode-connected in the first cascode stage, respectively;
Each transistor pair Tr3, Tr4, Tr5, Tr6 and emitters constituting the first cascode stage are connected to each other, and the cascode connection is made. A second cascode stage in which the collectors of the transistor pairs Tr7 and Tr9 and Tr8 and Tr10 are connected to the power source;
Input signal applying means for providing a differential input of an input signal (V in −V inX ) to the bases of the transistors Tr1 and Tr2 constituting the amplification stage;
A local signal applying means for applying a differential input of a local signal (V LO -V LOX ) to the base of the transistor pair of the first and second cascode stages by AC coupling;
Mixed output for outputting an output voltage V out of the amplifier stage and the first inputted to the cascode stage input signal V in and the signal obtained by mixing a local signal V LO from between the output load and the first cascode stage Means,
Control differential voltage input means for differentially inputting a control voltage (V c −V cX ) to the base of the transistor pair of the first and second cascode stages;
The transmission apparatus according to claim 1, further comprising:
前記制御用差動電圧に対して中点電圧が調整された制御用差動電圧を供給する差動電圧生成手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項3に記載の送信装置。
A differential voltage generating means for supplying a control differential voltage in which a midpoint voltage is adjusted with respect to the control differential voltage;
The transmission apparatus according to claim 3.
前記差動電圧生成手段は、制御用差動電圧の中点電圧を検出する手段と、調整目標電圧を生成する手段と、差動電圧を生成する手段を備え、検出した中点電圧と調整目標電圧の差に応じて制御電流を負帰還により可変制御する、
ことを特徴とする請求項4に記載の送信装置。
The differential voltage generating means includes means for detecting a midpoint voltage of the control differential voltage, means for generating an adjustment target voltage, and means for generating a differential voltage, and the detected midpoint voltage and the adjustment target The control current is variably controlled by negative feedback according to the voltage difference.
The transmission apparatus according to claim 4, wherein:
前記差動電圧生成手段が生成する制御用作動電圧を用いて前記利得可変増幅回路の利得制御を行なう、
ことを特徴とする請求項4に記載の送信装置。
The gain control of the variable gain amplifier circuit is performed using a control operating voltage generated by the differential voltage generating means.
The transmission apparatus according to claim 4, wherein:
バイアス電流源と、増幅段と、第1のスイッチ段及び出力負荷が直列に接続されるとともに、第2のスイッチ段が前記第1のスイッチ段に並列に接続され、
前記増幅段に入力された入力信号と前記第1のスイッチ段に入力されたローカル信号を混合して、前記第1のスイッチ段と前記出力負荷の間から出力するとともに、入力信号に対する混合出力信号の利得を前記第1及び第2のスイッチ段に印加する制御用差動電圧により調整する、
ことを特徴とする利得可変周波数変換回路。
A bias current source, an amplification stage, a first switch stage and an output load are connected in series, and a second switch stage is connected in parallel to the first switch stage,
The input signal input to the amplification stage and the local signal input to the first switch stage are mixed and output from between the first switch stage and the output load, and a mixed output signal corresponding to the input signal Is adjusted by a control differential voltage applied to the first and second switch stages,
A gain variable frequency conversion circuit characterized by the above.
1対のトランジスタTr1及びTr2からなる増幅段と、
前記増幅段を構成するトランジスタTr1とTr2の各エミッタにバイアス電流Ibiasを供給する定電流源を介して接地する接地手段と、
カスコード接続された2対のトランジスタTr3及びTr4とTr5及びTr6からなり、一方の対のトランジスタTr3及びTr4のエミッタが前記増幅段の一方のトランジスタTr1のコレクタに直列接続されるとともに他方の対のトランジスタTr5及びTr6のエミッタが前記増幅段の他方のトランジスタTr2のコレクタに接続され、スイッチ段として動作する第1のカスコード段と、
前記第1のカスコード段においてカスコード接続されたトランジスタ対Tr3及びTr5とTr4及びTr6のコレクタにそれぞれ直列接続された出力負荷Rc1及びRc2を介して定電圧Vccを印加する電源と、
カスコード接続された2対のトランジスタTr7及びTr8とTr9及びTr10からなり、前記第1のカスコード段を構成する各トランジスタ対Tr3及びTr4とTr5及びTr6とエミッタ同士が接続されるとともに、カスコード接続されたトランジスタ対Tr7及びTr9とTr8及びTr10のコレクタが前記電源に接続された第2のカスコード段と、
前記増幅段を構成する各トランジスタTr1及びTr2のベースにそれぞれ入力信号(Vin−VinX)の差動入力を与える入力信号印加手段と、
ローカル信号(VLO−VLOX)の差動入力を交流結合して前記第1及び前記第2のカスコード段のトランジスタ対のベースに印加するローカル信号印加手段と、
前記増幅段及び前記第1のカスコード段に入力された入力信号Vin及びローカル信号VLOを混合した信号の出力電圧Voutを前記第1のカスコード段と前記出力負荷の間から出力する混合出力手段と、
前記第1及び前記第2のカスコード段のトランジスタ対のベースに制御用電圧(Vc−VcX)を差動入力する制御用差動電圧入力手段と、
を具備することを特徴とする利得可変周波数変換回路。
An amplification stage composed of a pair of transistors Tr1 and Tr2,
Grounding means for grounding via a constant current source for supplying a bias current I bias to each emitter of the transistors Tr1 and Tr2 constituting the amplification stage;
Two pairs of transistors Tr3 and Tr4 and Tr5 and Tr6 connected in cascode are connected, and the emitters of one pair of transistors Tr3 and Tr4 are connected in series to the collector of one transistor Tr1 in the amplification stage and the other pair of transistors. A first cascode stage operating as a switch stage with the emitters of Tr5 and Tr6 connected to the collector of the other transistor Tr2 of the amplification stage;
A power supply for applying a constant voltage Vcc via output loads Rc1 and Rc2 connected in series to the collectors of the cascode-connected transistor pairs Tr3 and Tr5 and Tr4 and Tr6 respectively in the first cascode stage;
Each transistor pair Tr3, Tr4, Tr5, Tr6 and emitters constituting the first cascode stage are connected to each other, and the cascode connection is made. A second cascode stage in which the collectors of the transistor pairs Tr7 and Tr9 and Tr8 and Tr10 are connected to the power source;
Input signal applying means for providing a differential input of an input signal (V in −V inX ) to the bases of the transistors Tr1 and Tr2 constituting the amplification stage;
A local signal applying means for applying a differential input of a local signal (V LO -V LOX ) to the base of the transistor pair of the first and second cascode stages by AC coupling;
Mixed output for outputting an output voltage V out of the amplifier stage and the first inputted to the cascode stage input signal V in and the signal obtained by mixing a local signal V LO from between the output load and the first cascode stage Means,
Control differential voltage input means for differentially inputting a control voltage (V c −V cX ) to the base of the transistor pair of the first and second cascode stages;
A gain variable frequency conversion circuit comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108768326A (en) * 2018-08-31 2018-11-06 上海迦美信芯通讯技术有限公司 Fine gain step size controlling amplifier and navigation neceiver
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