JP2008092021A - Radio communication device, amplifier, and method of controlling amplifier for radio communication device - Google Patents

Radio communication device, amplifier, and method of controlling amplifier for radio communication device Download PDF

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JP2008092021A JP2006267578A JP2006267578A JP2008092021A JP 2008092021 A JP2008092021 A JP 2008092021A JP 2006267578 A JP2006267578 A JP 2006267578A JP 2006267578 A JP2006267578 A JP 2006267578A JP 2008092021 A JP2008092021 A JP 2008092021A
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貴志 小島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact direct conversion system radio communication device having a simple configuration that appropriately suppresses a DC offset even under a condition that transmission and reception sections be changed frequently for selective operation. <P>SOLUTION: A switch is provided at the pre-stage of a low-pass filter interposed in the feedback circuit of a baseband amplifier. At a period when the switch sets a reception section to a non-operation state, the transmission of a feedback signal is denied for maintaining a signal level corresponding to the feedback signal by the capacitive element of the low-pass filter, thus shortening settling time in the feedback circuit sharply when the operation of the reception section is restarted for coping with the frequent switching of transmission and reception appropriately. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、送信部と受信部とが、例えば一つの構造ユニットに、対をなすようにして構
成されたダイレクトコンバージョン方式の無線通信装置であって、送信部および受信部の
何れか一方が稼動状態にある期間には何れか他方が非稼動状態となるように機能する無線
通信装置、および、この無線通信装置にも適合し得る増幅器、ならびに、無線通信装置用
増幅器の制御方法に関する。
The present invention relates to a direct-conversion wireless communication apparatus in which a transmission unit and a reception unit are configured, for example, as a pair in one structural unit, and either the transmission unit or the reception unit is in operation. The present invention relates to a wireless communication device that functions so that one of the other devices is inactive during a period of time, an amplifier that can be adapted to the wireless communication device, and a method for controlling the amplifier for the wireless communication device.

図9は、従来のダイレクトコンバージョン方式の無線通信装置としてのQPSK送受信
機を表すブロック図である。このQPSK送受信機は、送信部110と受信部120とが
、例えば一つの構造ユニットに、対をなすようにして構成される。
PLL101の出力に同期したローカル発信器102で生成されたローカル信号は移相
器103において0度、−180度、90度、および、−90度のように各個に位相が所
定量シフトされた2×2系統の信号に変換された後、I信号およびQ信号に各対応するミ
クサ111,112に供給されてベースバンドの信号がローカル発信器の出力と混合され
、これらI,Q各個の信号が更に加算回路113で加算される。
FIG. 9 is a block diagram showing a QPSK transceiver as a conventional direct conversion wireless communication apparatus. This QPSK transceiver is configured such that a transmission unit 110 and a reception unit 120 are paired with, for example, one structural unit.
The local signal generated by the local oscillator 102 synchronized with the output of the PLL 101 is phase-shifted by the phase shifter 103 so that each phase is shifted by a predetermined amount such as 0 degree, −180 degrees, 90 degrees, and −90 degrees. After being converted into × 2 system signals, the I and Q signals are supplied to the corresponding mixers 111 and 112, and the baseband signals are mixed with the outputs of the local oscillators. Further, the addition circuit 113 adds the values.

加算回路113で加算された信号は、電力増幅器114で増幅され、送受信切換え回路
140を通してアンテナ151に供給される。
一方、アンテナ151で受けた信号波は送受信切換え回路140を通してローノイズア
ンプ121に供給されて増幅され、I,Q各系統のミクサ122,123で2×2系統の
ローカル信号と混合されて、I,Q各系統の各個のベースバンド信号に変換され、 I
,Q各系統のIFアンプ124,125で増幅された後、各IFアンプ124,125
の出力毎に対応して設けられたコンパレータ126,127で各所定の閾値と比較されて
デジタル信号として再生される。
The signal added by the adder circuit 113 is amplified by the power amplifier 114 and supplied to the antenna 151 through the transmission / reception switching circuit 140.
On the other hand, a signal wave received by the antenna 151 is supplied to the low noise amplifier 121 through the transmission / reception switching circuit 140 and amplified, and mixed with 2 × 2 local signals by the mixers 122 and 123 of the I and Q systems. Q is converted into each baseband signal of each system, I
, Q After being amplified by the IF amplifiers 124, 125 of each system, the IF amplifiers 124, 125 are amplified.
Comparators 126 and 127 provided corresponding to the respective outputs are compared with predetermined threshold values and reproduced as digital signals.

図10は、図9のダイレクトコンバージョン方式の無線通信装置としてのQPSK送受
信機におけるIFアンプ124(125)の構成を表すブロック図である。増幅回路10
01の出力をローパスフィルタ(以下、LPF)1002を通して入力側に帰還(負帰還
)する帰還回路1003が設けられている。LPF1002がカットオフ周波数fLPF
特性を有する場合、この周波数fLPF以下の帯域を通過した信号のみが帰還される。帰還
信号は入力から差し引かれ、この結果、DC成分は抑圧される。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of IF amplifier 124 (125) in the QPSK transceiver as the direct-conversion wireless communication apparatus of FIG. Amplifier circuit 10
A feedback circuit 1003 that feeds back the output of 01 to the input side through a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) 1002 (negative feedback) is provided. If LPF1002 has the characteristics of a cut-off frequency f LPF, only the signal which has passed through the band below the frequency f LPF is fed back. The feedback signal is subtracted from the input, so that the DC component is suppressed.

図11は、図10のIFアンプ124(125)の特性を表す図である。
ダイレクトコンバージョン方式を採用した無線通信機はヘテロダイン方式と比べ、中間
周波フィルタ(以下、IFフィルタ)が不要であり構成が簡素化されコストの低減が図ら
れるという特徴がある。
しかし、ダイレクトコンバージョン方式により復調した信号には、回路を構成するトラ
ンジスタのばらつき等に起因するDCオフセットが発生し、場合によってはIFアンプを
飽和させてしまうため、DCオフセットの抑制が重要な課題となる。
FIG. 11 is a diagram illustrating characteristics of the IF amplifier 124 (125) of FIG.
Compared with the heterodyne system, the wireless communication apparatus adopting the direct conversion system does not require an intermediate frequency filter (hereinafter referred to as IF filter), has a feature that the configuration is simplified and the cost is reduced.
However, DC offset due to variations in the transistors constituting the circuit occurs in the signal demodulated by the direct conversion method, and the IF amplifier is saturated in some cases. Therefore, it is important to suppress the DC offset. Become.

DCオフセットを抑制する方法としては、図10を参照して説明したように、帰還回路
を備えた増幅回路を用い、DC成分のみを帰還し、相殺する方法がある。この方法は比較
的小規模な回路で実現できるが、所要の信号通過帯域を確保するためにはLPFの高域カ
ットオフ周波数を十分に下げる必要があり、帰還ループが収束するまでに長い時間を必要
とするという課題がある。
As a method of suppressing the DC offset, as described with reference to FIG. 10, there is a method of using an amplifier circuit including a feedback circuit and feeding back and canceling out only the DC component. Although this method can be realized with a relatively small circuit, it is necessary to sufficiently reduce the high-frequency cutoff frequency of the LPF in order to secure a required signal passband, and it takes a long time for the feedback loop to converge. There is a problem of need.

双方向通信が必要なアプリケーションで、かつ低消費電力化が必要な場合、送信部(T
X)、受信部(RX)の何れか一方が稼動状態にある期間には何れか他方が非稼動状態と
なるように逐一作動を切換えて、機器の電力を節約しなければならないため、帰還ループ
が収束するまでに長い時間を必要とする前述の方法では回路の動作がこのような切換えに
追随しきれなくなるといった問題が生じる。
If the application requires bi-directional communication and low power consumption is required, the transmitter (T
X), and during the period when either one of the receivers (RX) is in an operating state, the operation must be switched one by one so that the other is in an inactive state, so that the power of the device must be saved. In the above-described method that requires a long time for the convergence of the circuit, there arises a problem that the operation of the circuit cannot follow such switching.

尚、ADコンバータによりDCオフセットに起因する誤差電圧を測定し、必要な校正値
を補正テーブル(メモリ)に蓄積し、起動時にDAコンバータから供給することで、DC
オフセット抑制と高速な起動が実現する技術が既に提案されている(特許文献1)。
特開平8−256079号公報(段落0011〜段落0017、図2)
The AD converter measures the error voltage due to the DC offset, stores the necessary calibration value in the correction table (memory), and supplies it from the DA converter at startup.
A technology that realizes offset suppression and high-speed startup has already been proposed (Patent Document 1).
JP-A-8-256079 (paragraphs 0011 to 0017, FIG. 2)

しかし、上記特許文献1に提案の技術では、ADコンバータ、DAコンバータ、補正テ
ーブルとして機能するメモリなどの複雑な回路を必要とし、回路規模が大きくなるという
課題を残している。
本発明は上述のような状況に鑑みてなされたものであり、送信部と受信部とを頻繁に切
換えて選択的に稼動させるような条件下であってもDCオフセット抑制の機能が適切に働
き、且つ、小型で簡素な構成を有するダイレクトコンバージョン方式の無線通信装置、お
よび、増幅器、ならびに、無線通信装置用増幅器の制御方法を提供することを目的として
いる。
However, the technique proposed in Patent Document 1 requires a complicated circuit such as an AD converter, a DA converter, and a memory functioning as a correction table, which leaves a problem that the circuit scale increases.
The present invention has been made in view of the above situation, and the DC offset suppression function works properly even under conditions where the transmitter and the receiver are frequently switched and selectively operated. It is another object of the present invention to provide a direct conversion wireless communication device, an amplifier, and a method for controlling the wireless communication device amplifier having a small and simple configuration.

上記課題を解決するべく、本願では次に列記するような技術を提案する。
(1)送信部および受信部を含んで構成されるダイレクトコンバージョン方式の無線通
信装置であって、
前記送信部および前記受信部の何れか一方が稼動状態にある期間には何れか他方を非稼
動状態におくように切換え制御する制御信号を出力するシステムコントローラを備え、
前記受信部は、
受信信号と局部発信信号とを混合してベースバンド信号を得るミキサと、
前記ミキサの後段に配置され前記ベースバンド信号を増幅するベースバンド増幅器と、
を備え、
前記ベースバンド増幅器は、
DCオフセットを除去するローパスフィルタを有する帰還回路
を備え、
前記帰還回路は、
前記システムコントローラから出力された前記制御信号に応じて前記受信部が非稼動状
態にある期間のうちの所定期間は当該帰還回路の帰還信号の伝達を断つスイッチ回路
を備えることを特徴とする無線通信装置。
In order to solve the above problems, the present application proposes the following technologies.
(1) A direct conversion wireless communication device including a transmitter and a receiver,
A system controller that outputs a control signal for switching control so that either one of the transmission unit and the reception unit is in an operating state and the other is in a non-operating state;
The receiver is
A mixer that mixes the received signal and the local transmission signal to obtain a baseband signal;
A baseband amplifier disposed after the mixer and amplifying the baseband signal;
With
The baseband amplifier is
A feedback circuit having a low-pass filter for removing a DC offset;
The feedback circuit is
A wireless communication comprising: a switch circuit that cuts off transmission of a feedback signal of the feedback circuit during a predetermined period of a period in which the receiving unit is in a non-operating state according to the control signal output from the system controller apparatus.

上記(1)の無線通信装置では、ダイレクトコンバージョン方式を採ることによってヘ
テロダイン方式に比して構成が大幅に簡素化される上、システムコントローラによって送
信部および受信部の何れか一方が稼動状態にある期間には何れか他方が非稼動状態に転じ
るように制御されるため省電力化が図られ、且つ、ベースバンド増幅器の帰還回路中に介
挿されたスイッチ回路によって受信部が非稼動状態にある期間のうちの所定期間では当該
帰還回路の帰還信号の伝達が断たれるため、ローパスフィルタの容量性素子に蓄積保持さ
れた帰還信号に相応する信号レベルが維持され、受信回路の稼動再開に際して、帰還回路
のセトリングタイムを大幅に短縮して、送受信の頻繁な切換りにも適切に応じることが可
能になる。
In the wireless communication device of (1), the direct conversion method is used to greatly simplify the configuration as compared to the heterodyne method, and either the transmission unit or the reception unit is in an operating state by the system controller. Power is saved because one of them is controlled to be inactive during the period, and the receiving unit is inactive by a switch circuit inserted in the feedback circuit of the baseband amplifier. Since the transmission of the feedback signal of the feedback circuit is interrupted in a predetermined period of the period, the signal level corresponding to the feedback signal accumulated and held in the capacitive element of the low-pass filter is maintained, and when the operation of the receiving circuit is resumed, The settling time of the feedback circuit is greatly shortened, and it is possible to appropriately respond to frequent switching between transmission and reception.

(2)前記ベースバンド増幅器は、バイアス電圧の供給を制御することによって増幅機
能の稼動状態と非稼動状態とを切換えるバイアス切換回路を更に有し、
前記スイッチ回路は、前記バイアス切換回路が前記増幅機能を非稼動状態に切換えるタ
イミングよりも以前のタイミングで前記帰還回路の帰還信号の伝達を絶ち、且つ、前記バ
イアス切換回路が前記増幅機能を稼動状態に切換えるタイミングよりも所定期間後のタイ
ミングで前記帰還回路の帰還信号の伝達を開始するように構成されていることを特徴とす
る(1)の無線通信装置。
(2) The baseband amplifier further includes a bias switching circuit that switches between an operation state and a non-operation state of the amplification function by controlling supply of a bias voltage.
The switch circuit cuts off the transmission of the feedback signal of the feedback circuit at a timing earlier than the timing at which the bias switching circuit switches the amplification function to the non-operating state, and the bias switching circuit operates the amplification function (1) The wireless communication device according to (1), wherein transmission of a feedback signal of the feedback circuit is started at a timing after a predetermined period of time from the timing of switching to.

上記(2)の無線通信装置では、(1)の無線通信装置において特に、バイアス電圧の
供給を制御することによって増幅機能の稼動状態と非稼動状態とを切換えるバイアス切換
回路を更に有し、スイッチ回路は、バイアス切換回路が増幅機能を非稼動状態に切換える
タイミングよりも以前のタイミングで帰還回路の帰還信号の伝達を絶ち、且つ、バイアス
切換回路が増幅機能を稼動状態に切換えるタイミングよりも所定期間後のタイミングで帰
還回路の帰還信号の伝達を開始する。このため、ローパスフィルタの容量性素子に、帰還
信号に相応する信号レベルが適正に蓄積保持された、且つ、受信回路の稼動再開に際して
、ベースバンド増幅器の動作が安定する。
In the wireless communication device of (2), particularly in the wireless communication device of (1), the wireless communication device further includes a bias switching circuit that switches between an operating state and a non-operating state of the amplification function by controlling supply of a bias voltage, The circuit disconnects the feedback signal from the feedback circuit at a timing earlier than the timing at which the bias switching circuit switches the amplification function to the non-operating state, and the predetermined period from the timing at which the bias switching circuit switches the amplification function to the operating state. At a later timing, transmission of the feedback signal of the feedback circuit is started. Therefore, the signal level corresponding to the feedback signal is properly stored and held in the capacitive element of the low-pass filter, and the operation of the baseband amplifier is stabilized when the operation of the receiving circuit is resumed.

(3)前記スイッチ回路は、PMOSトランジスタとNMOSとトランジスタとのコン
プリメンタリ接続で構成されていることを特徴とする(1)〜(2)の何れか一の無線通
信装置。
上記(3)の無線通信装置では、(1)〜(2)の何れか一の無線通信装置において特
に、スイッチ回路は、PMOSトランジスタとNMOSとトランジスタとのコンプリメン
タリ接続で構成されているため、ベースバンド増幅器が非稼動状態に切換るに際して適切
に帰還信号を保持し、また、稼動状態に切換るに際して維持していた帰還信号を速やかに
入力側に帰還することができる。
(3) The wireless communication device according to any one of (1) to (2), wherein the switch circuit is configured by complementary connection of a PMOS transistor, an NMOS, and a transistor.
In the wireless communication device of the above (3), in particular, in the wireless communication device of any one of (1) to (2), the switch circuit is configured by a complementary connection of a PMOS transistor, an NMOS, and a transistor. When the band amplifier is switched to the non-operating state, a feedback signal can be appropriately held, and the feedback signal maintained when the band amplifier is switched to the operating state can be quickly returned to the input side.

(4)前記システムコントローラは、前記バイアス切換回路が前記増幅機能を稼動状態
に切換えた後の所定期間は前記スイッチ回路が前記帰還回路の帰還信号を断つ状態を保持
して、前記ベースバンド増幅器のキャリブレーションを実行するように制御することを特
徴とする(2)〜(3)の何れか一の無線通信装置。
上記(4)の無線通信装置では、(2)〜(3)の何れか一の無線通信装置において特
に、帰還電圧のキャリブレーションを実行することによって動作が安定する。
(4) The system controller maintains a state in which the switch circuit cuts off a feedback signal of the feedback circuit for a predetermined period after the bias switching circuit switches the amplification function to an active state, The wireless communication apparatus according to any one of (2) to (3), wherein control is performed so as to execute calibration.
In the wireless communication device of (4) above, the operation is stabilized by performing feedback voltage calibration, particularly in the wireless communication device of any one of (2) to (3).

(5)前記システムコントローラは、一定期間前記スイッチ回路を帰還信号の伝達を行
う状態に維持して前記ベースバンド増幅器のキャリブレーションを実行した後、前記スイ
ッチ回路を帰還信号の伝達を断つ状態にして非キャリブレーション状態を所定期間維持し
つつ前記バイアス切換回路を切換え制御して前記受信部の稼動状態と非稼動状態とを切換
え、該非キャリブレーション状態の期間が経過したタイミングで前記キャリブレーション
を再開し、当該再開のタイミング以降、前記非キャリブレーション状態の期間を挟んで、
前記キャリブレーションを繰り返し実行するように構成されていることを特徴とする(2
)〜(4)の何れか一の無線通信装置。
(5) The system controller performs calibration of the baseband amplifier while maintaining the switch circuit in a state for transmitting a feedback signal for a certain period of time, and then sets the switch circuit in a state for interrupting transmission of the feedback signal. The bias switching circuit is controlled to switch between the operating state and the non-operating state of the receiving unit while maintaining the non-calibrating state for a predetermined period, and the calibration is resumed at the timing when the non-calibrating state period elapses. After the restart timing, the non-calibration state period is sandwiched,
The calibration is configured to be repeatedly executed (2
) To (4).

上記(5)の無線通信装置では、(2)〜(4)の何れか一の無線通信装置において特
に、システムコントローラによって、一定期間前記スイッチ回路を帰還信号の伝達を行う
状態に維持してベースバンド増幅器のキャリブレーションを実行した後、スイッチ回路を
帰還信号の伝達を断つ状態にして非キャリブレーション状態を所定期間維持しつつバイア
ス切換回路のオンオフを切換え制御して受信部の稼動状態と非稼動状態とを切換え、該非
キャリブレーション状態の期間が経過したタイミングでキャリブレーションを再開し、当
該再開のタイミング以降、上述のような非キャリブレーション状態の期間を挟んで、キャ
リブレーションが繰り返し実行されるため、ローパスフィルタで維持されている帰還電圧
が漸減しても再度のキャリブレーションが行われ、DCオフセットの除去が適切に行われ
て動作が安定する。
In the wireless communication device of (5) above, particularly in the wireless communication device of any one of (2) to (4), the system controller maintains the switch circuit in a state for transmitting a feedback signal for a certain period of time. After calibrating the band amplifier, the switch circuit is turned off to transmit the feedback signal, and the bias switching circuit is switched on and off while maintaining the non-calibration state for a predetermined period. Since the calibration is repeated at the timing when the period of the non-calibration state has elapsed, and the calibration is repeatedly performed after the timing of the restart, with the period of the non-calibration state as described above being sandwiched. Even if the feedback voltage maintained by the low-pass filter gradually decreases, Deployment takes place, the removal of the DC offset operation done properly stabilized.

(6)前記ベースバンド増幅器は、縦続接続された複数段の増幅器を有して構成され、
前記帰還回路は、
前記複数段の増幅器のうちの最終段の増幅器の出力を初段の増幅器の入力に帰還するよ
うに設けられていることを特徴とする(1)〜(5)の何れか一の無線通信装置。
上記(6)の無線通信装置では、(1)〜(5)の何れか一の無線通信装置において特
に、縦続接続された複数段の増幅器によって高い増幅率が実現され、且つ、帰還回路およ
び該帰還回路に介挿されたスイッチ回路によって、DCオフセットが適切に除去された良
好な特性を得ることができる。
(6) The baseband amplifier includes a plurality of cascaded amplifiers,
The feedback circuit is
The wireless communication device according to any one of (1) to (5), wherein an output of a last-stage amplifier among the plurality of stages of amplifiers is provided so as to be fed back to an input of the first-stage amplifier.
In the wireless communication device of (6) above, in the wireless communication device of any one of (1) to (5), a high amplification factor is realized by a plurality of cascaded amplifiers. By the switch circuit inserted in the feedback circuit, it is possible to obtain a good characteristic in which the DC offset is appropriately removed.

(7)前記ベースバンド増幅器は、縦続接続された複数段の増幅器を有して構成され、
前記帰還回路は、前記複数段の増幅器のうちの各個の増幅器の出力を、当該各個の増幅
器の入力に帰還するように設けられていることを特徴とする(1)〜(5)の何れか一の
無線通信装置。
上記(7)の無線通信装置では、(1)〜(5)の何れか一の無線通信装置において特
に、各個にスイッチ回路が介挿されている帰還回路を持ち縦続接続された複数段の増幅器
によって高い増幅率が実現され、且つ、帰還回路および該帰還回路に介挿されたスイッチ
回路によって、DCオフセットが適切に除去された良好な特性を得ることができる。
(7) The baseband amplifier includes a plurality of cascaded amplifiers,
Any one of (1) to (5), wherein the feedback circuit is provided so as to feed back an output of each of the plurality of amplifiers to an input of each of the amplifiers. A wireless communication device.
In the wireless communication device of the above (7), in particular, in any one of the wireless communication devices of (1) to (5), a plurality of stages of amplifiers connected in cascade with a feedback circuit in which a switch circuit is inserted in each unit Thus, a high gain can be realized, and a good characteristic in which the DC offset is appropriately removed can be obtained by the feedback circuit and the switch circuit inserted in the feedback circuit.

(8)増幅回路部と帰還回路部とを有する増幅器であって、前記増幅回路部は作動電源
が供給されて稼動する稼動状態と該作動電源の供給が断たれた非稼動状態とが切換え制御
されるように構成され、前記帰還回路部は帰還経路中に前記増幅回路部の出力を保持する
容量性素子と該容量性素子の前段に設けられたスイッチとを含み、前記スイッチは前記切
換え制御に関連したタイミングで開閉制御されるように構成されていることを特徴とする
増幅器。
(8) An amplifier having an amplifying circuit section and a feedback circuit section, wherein the amplifying circuit section is controlled to switch between an operating state in which operating power is supplied and a non-operating state in which the operating power supply is cut off. The feedback circuit unit includes a capacitive element that holds an output of the amplifier circuit unit in a feedback path, and a switch provided in a preceding stage of the capacitive element, and the switch includes the switching control. An amplifier configured to be controlled to open and close at a timing related to the above.

上記(8)の増幅器では、増幅器の帰還回路中に介挿されたスイッチ回路によって増幅
器が非稼動状態にある期間では帰還信号の伝達が断たれるように制御され得るため、容量
性素子に蓄積保持された帰還信号に相応する信号レベルが維持され、増幅器の稼動再開に
際して、帰還のセトリングタイムを大幅に短縮して、増幅器の稼動非稼動の切換りに対す
る応答性が向上する。
In the amplifier of the above (8), since the transmission of the feedback signal can be controlled to be cut off during the period when the amplifier is in the non-operating state by the switch circuit inserted in the feedback circuit of the amplifier, it is stored in the capacitive element. The signal level corresponding to the held feedback signal is maintained, and when the operation of the amplifier is resumed, the settling time of the feedback is greatly shortened, and the responsiveness to the switching of the operation of the amplifier is improved.

(9)前記増幅回路部は、送信部および受信部を含んで構成されるダイレクトコンバー
ジョン方式の無線通信装置の受信部に適合するように構成され、当該受信部における稼動
状態および非稼動状態の切換りに応じて前記切換え制御が行われるように構成されている
ことを特徴とする(8)の増幅器。
上記(9)の増幅器では、(8)の増幅器において特に、送信部および受信部を含んで
構成されるダイレクトコンバージョン方式の無線通信装置の受信部に適合するように構成
され、当該受信部における稼動状態および非稼動状態の切換りに応じて作動電源の供給の
断続による稼動非稼動の切換え制御が行われるため、省電力化が図られる。
(9) The amplifying circuit unit is configured to be adapted to a receiving unit of a direct conversion wireless communication device including a transmitting unit and a receiving unit, and switching between an operating state and a non-operating state in the receiving unit. (8) The amplifier according to (8), wherein the switching control is performed in accordance with the control.
In the amplifier of (9), the amplifier of (8) is configured so as to be suitable for the receiving unit of the direct-conversion-type radio communication apparatus including the transmitting unit and the receiving unit, and the receiver is operated. Since operation / non-operation switching control is performed by intermittent supply of operating power in accordance with switching between the state and the non-operation state, power saving can be achieved.

(10)前記増幅回路部は、自己のバイアス回路に設けられたスイッチング素子の開閉
によって前記稼動状態と非稼動状態とが切換え制御されるように構成されていることを特
徴とする(8)〜(9)の何れか一の増幅器。
上記(10)の増幅器では、(8)〜(9)の何れか一の増幅器において特に、自己の
バイアス回路に設けられたスイッチング素子の開閉によって前記稼動状態と非稼動状態と
が切換え制御されるため、作動電源の供給の断続に関する他の別段の開閉手段を要しない
簡素な構成が実現される。
(10) The amplifier circuit section is configured to be controlled to be switched between the operating state and the non-operating state by opening and closing a switching element provided in its own bias circuit. The amplifier according to any one of (9).
In the amplifier of the above (10), in particular, in the amplifier of any one of (8) to (9), the operation state and the non-operation state are switched and controlled by opening and closing a switching element provided in its own bias circuit. Therefore, a simple configuration that does not require other separate opening / closing means related to the intermittent supply of the operating power supply is realized.

(11)前記帰還回路部の容量性素子は、ローパスフィルタを構成するキャパシタであ
ることを特徴とする(8)〜(10)の何れか一の増幅器。
上記(11)の増幅器では、(8)〜(10)の何れか一の増幅器において特に、帰還
回路部の容量性素子は、ローパスフィルタを構成するキャパシタで構成されるため、帰還
レベルを保持するための他の別段の記憶手段等を要しない簡素な構成が実現される。
(11) The amplifier according to any one of (8) to (10), wherein the capacitive element of the feedback circuit section is a capacitor constituting a low-pass filter.
In the amplifier of (11) above, particularly in the amplifier of any one of (8) to (10), the capacitive element of the feedback circuit unit is configured by a capacitor constituting a low-pass filter, and therefore maintains the feedback level. Therefore, a simple configuration that does not require other separate storage means is realized.

(12)帰還回路を有する増幅器を断続的に稼動させるに際し、当該増幅器の出力を前
記帰還回路に接続された容量性素子に保持した状態で、且つ、当該増幅器を稼動状態から
非稼動状態に転じさせるよりも以前のタイミングで前記帰還回路による帰還を断ち、当該
増幅器を非稼動状態から稼動状態に転じさせて以降のタイミングで前記帰還回路による帰
還を開始させることを特徴とする無線通信装置用増幅器の制御方法。
(12) When an amplifier having a feedback circuit is intermittently operated, the output of the amplifier is held in a capacitive element connected to the feedback circuit, and the amplifier is changed from an operating state to a non-operating state. An amplifier for a radio communication apparatus, wherein feedback by the feedback circuit is cut off at an earlier timing than before, the amplifier is switched from a non-operating state to an operating state, and feedback by the feedback circuit is started at a later timing Control method.

上記(12)の無線通信装置用増幅器の制御方法では、帰還回路を有する増幅器を断続
的に稼動させるに際し、当該増幅器の出力を前記帰還回路に接続された容量性素子に保持
した状態で、且つ、当該増幅器を稼動状態から非稼動状態に転じさせるよりも以前のタイ
ミングで前記帰還回路による帰還を断ち、当該増幅器を非稼動状態から稼動状態に転じさ
せて以降のタイミングで前記帰還回路による帰還を再開するため、帰還回路を有する増幅
器を一旦停止させ、再度稼動させるに際して、セトリングタイムが短い速やかな応答特性
が得られる。
In the method for controlling an amplifier for a wireless communication device according to (12) above, when an amplifier having a feedback circuit is intermittently operated, the output of the amplifier is held in a capacitive element connected to the feedback circuit, and The feedback circuit cuts off the feedback at a timing earlier than when the amplifier is switched from the operating state to the non-operating state, and the amplifier is switched from the non-operating state to the operating state at a later timing. In order to restart, when the amplifier having the feedback circuit is temporarily stopped and then restarted, a quick response characteristic with a short settling time can be obtained.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下に参照する図において
は、便宜上、説明の主題となる要部は適宜誇張し、要部以外については適宜簡略化し乃至
省略されている。
図1は、本発明の実施の形態としての無線通信装置を表す図である。図1の無線通信装
置は、ダイレクトコンバージョン方式のQPSK送受信機であり、送信部110と受信部
120とが、例えば一つの構造ユニットに、対をなすようにして構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings to be referred to below, for the sake of convenience, the main part that is the subject of the description is exaggerated as appropriate, and other than the main part is appropriately simplified or omitted.
FIG. 1 is a diagram showing a wireless communication apparatus as an embodiment of the present invention. The wireless communication apparatus of FIG. 1 is a direct conversion QPSK transceiver, and is configured such that a transmission unit 110 and a reception unit 120 are paired, for example, in one structural unit.

PLL101の出力に同期したローカル発信器102で生成されたローカル信号は移相
器103において0度、−180度、90度、および、−90度のように各個に位相がシ
フトされた2×2系統の信号に変換されたのち、I信号およびQ信号各対応するミクサ1
11,112に供給されてベースバンドの信号がローカル発信器の出力と混合され、これ
らI,Q各個の信号が更に加算回路113で混合される。
The local signal generated by the local oscillator 102 synchronized with the output of the PLL 101 is 2 × 2 whose phase is shifted to 0, −180 degrees, 90 degrees, and −90 degrees in the phase shifter 103. After being converted to a system signal, the corresponding mixer 1 for each of the I and Q signals
11 and 112, the baseband signal is mixed with the output of the local oscillator, and these I and Q signals are further mixed by the adder circuit 113.

加算回路113で混合された信号は、電力増幅器114で増幅され、送受信切換え回路
140を通してアンテナ151に供給される。
一方、アンテナ151で受けた信号波は送受信切換え回路140を通してローノイズア
ンプ121に供給されて増幅され、I,Q各系統のミキサ122,123で2×2系統の
ローカル信号と混合されて、I,Q各系統の各個のベースバンド信号に変換され、I,Q
各系統のベースバンド信号を増幅するベースバンド増幅器としてのIFアンプ124a,
125aで増幅された後、各IFアンプ124a,125aの出力毎に対応して設けられ
たコンパレータ126,127で各所定の閾値と比較されてデジタル信号として再生され
る。
The signal mixed by the adding circuit 113 is amplified by the power amplifier 114 and supplied to the antenna 151 through the transmission / reception switching circuit 140.
On the other hand, the signal wave received by the antenna 151 is supplied to the low noise amplifier 121 through the transmission / reception switching circuit 140 and amplified, and mixed with 2 × 2 local signals by the mixers 122 and 123 of the I and Q systems. Q is converted into each baseband signal of each system, I, Q
IF amplifier 124a as a baseband amplifier for amplifying a baseband signal of each system,
After being amplified by 125a, it is compared with each predetermined threshold value by comparators 126 and 127 provided corresponding to the outputs of the IF amplifiers 124a and 125a and reproduced as a digital signal.

図1の無線通信装置では特に、送信部110および受信部120の何れか一方が稼動状
態にある期間には何れか他方を非稼動状態におくように給電状態を切換え制御すると共に
該当する各部を統括的に制御するシステムコントローラ130と、を備えている。
図2は、図1のダイレクトコンバージョン方式の無線通信装置としてのQPSK送受信
機におけるIFアンプ124a(125a)の構成を表すブロック図である。増幅回路2
01の出力をローパスフィルタ(以下適宜「LPF」という)202を通して入力側に帰
還(負帰還)する帰還回路203が設けられている。LPF202がカットオフ周波数f
LPFの特性を有する場合、この周波数fLPF以下の帯域を通過した信号のみが帰還される。
帰還信号は入力から差し引かれ、この結果、DC成分は抑圧される。
In the wireless communication device of FIG. 1, in particular, during the period in which one of the transmission unit 110 and the reception unit 120 is in an operating state, the power feeding state is switched and controlled so that the other is in a non-operating state. And a system controller 130 for overall control.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of IF amplifier 124a (125a) in the QPSK transceiver as the direct conversion wireless communication apparatus of FIG. Amplifier circuit 2
A feedback circuit 203 that feeds back (negative feedback) the output of 01 to the input side through a low-pass filter (hereinafter referred to as “LPF” as appropriate) 202 is provided. LPF 202 has a cutoff frequency f
In the case of having an LPF characteristic, only a signal that has passed through a band below this frequency f LPF is fed back.
The feedback signal is subtracted from the input, so that the DC component is suppressed.

図2のIFアンプ124(125)では特に、帰還回路203中、増幅回路201の出
力をLPF202に供給される経路にスイッチ回路204が介挿されている。このスイッ
チ回路204は、図1のシステムコントローラ130による制御信号に応答して受信部1
20が非稼動状態にある期間の少なくとも一部を占める帰還停止期間では当該帰還回路2
03の帰還信号の伝達を断つように作動する。
In particular, in the IF amplifier 124 (125) of FIG. 2, a switch circuit 204 is inserted in a path through which the output of the amplifier circuit 201 is supplied to the LPF 202 in the feedback circuit 203. The switch circuit 204 responds to a control signal from the system controller 130 of FIG.
In the feedback stop period that occupies at least a part of the period in which 20 is not operating, the feedback circuit 2
It operates to cut off the transmission of the 03 feedback signal.

図1および図2を参照して説明したQPSK送受信機では、ダイレクトコンバージョン
方式を採ることによってヘテロダイン方式に比して構成が大幅に簡素化される上、システ
ムコントローラ130によって送信部110および受信部120の何れか一方が稼動状態
にある期間には何れか他方が非稼動状態に転じるように制御されるため省電力化が図られ
る。
In the QPSK transceiver described with reference to FIGS. 1 and 2, the direct conversion method is used to greatly simplify the configuration as compared to the heterodyne method, and the system controller 130 transmits the transmission unit 110 and the reception unit 120. Since either one of them is in the operating state, the other is controlled so as to turn into the non-operating state, so that power saving is achieved.

また、ベースバンド増幅器(IFアンプ)124a(125a)の帰還回路203中に
介挿されたスイッチ回路204によって受信部120が非稼動状態にある期間の少なくと
も一部を占める帰還停止期間では当該帰還回路の帰還信号の伝達が断たれるため、LPF
202の容量性素子(キャパシタ)に蓄積保持された帰還信号に相応する信号レベルが維
持され、受信回路120の稼動再開に際して、帰還回路203のセトリングタイムを大幅
に短縮して、送受信の頻繁な切換りにも適切に応じることが可能になる。
In addition, the feedback circuit during the feedback stop period occupying at least a part of the period in which the receiving unit 120 is not in operation by the switch circuit 204 inserted in the feedback circuit 203 of the baseband amplifier (IF amplifier) 124a (125a). Since the transmission of the feedback signal is interrupted, the LPF
The signal level corresponding to the feedback signal accumulated and held in the capacitive element (capacitor) 202 is maintained, and when the operation of the receiving circuit 120 is resumed, the settling time of the feedback circuit 203 is greatly shortened, and frequent switching between transmission and reception is performed. It is possible to respond appropriately.

図3は、図2のベースバンド増幅器(IFアンプ)124a(125a)の回路図であ
る。トランジスタM11,M12,M31,M32,M30、抵抗R31,R32、およ
び、コンプリメンタリ接続されてスイッチ304a,304bを構成する各トランジスタ
M1,M2、ならびに、各ローパスフィルタ302a,302bを構成する各抵抗R,キ
ャパシタCが図示のように接続されて構成されている。
FIG. 3 is a circuit diagram of the baseband amplifier (IF amplifier) 124a (125a) of FIG. Transistors M11, M12, M31, M32, M30, resistors R31, R32, and transistors M1, M2 that are complementary connected to form switches 304a, 304b, and resistors R, 302b, 302b A capacitor C is connected as shown in the figure.

図中、破線で囲まれた増幅回路301の一方の出力OUT_Nはスイッチ回路304a
とLPF302aが介挿された帰還回路303aを通して一方の入力IN_P側(自己の
ゲートが入力端IN_PとされたトランジスタM11に並列接続されたトランジスタM3
3のゲート)に帰還されるように構成されている。
同様に、増幅回路301の他方の出力OUT_Pはスイッチ回路304bとLPF30
2bが介挿された帰還回路303bを通して他方の入力IN_N側(自己のゲートが入力
端IN_NとされたトランジスタM12に並列接続されたトランジスタM34のゲート)
に帰還されるように構成されている。
In the drawing, one output OUT_N of the amplifier circuit 301 surrounded by a broken line is a switch circuit 304a.
And an input IN_P side (transistor M3 connected in parallel to the transistor M11 having its own gate as the input terminal IN_P) through a feedback circuit 303a in which the LPF 302a is inserted.
3).
Similarly, the other output OUT_P of the amplifier circuit 301 is connected to the switch circuit 304b and the LPF 30.
The other input IN_N side through the feedback circuit 303b in which 2b is inserted (the gate of the transistor M34 connected in parallel to the transistor M12 whose own gate is the input terminal IN_N)
It is comprised so that it may return to.

上述のスイッチ回路304aはNMOSトランジスタM1とPMOSトランジスタM2
とのコンプリメンタリ接続によって構成され、また、LPF302aは抵抗Rとその後段
に接続された容量性素子(キャパシタ)Cとによって構成されている。
同様に、上述のスイッチ回路304bはNMOSトランジスタM1とPMOSトランジ
スタM2とのコンプリメンタリ接続によって構成され、また、LPF302bは抵抗Rと
その後段に接続された容量性素子(キャパシタ)Cとによって構成されている。
The switch circuit 304a described above includes an NMOS transistor M1 and a PMOS transistor M2.
The LPF 302a is composed of a resistor R and a capacitive element (capacitor) C connected to the subsequent stage.
Similarly, the switch circuit 304b described above is configured by a complementary connection of an NMOS transistor M1 and a PMOS transistor M2, and the LPF 302b is configured by a resistor R and a capacitive element (capacitor) C connected to the subsequent stage. .

増幅回路301は、図1のシステムコントローラ130からの信号に応答してバイアス
電圧の供給のオンオフを制御することによって増幅機能の稼動状態と非稼動状態とを切換
えるバイアス切換回路としてのトランジスタM30を更に有する。
スイッチ304a(304b)は、システムコントローラ130からの信号(VB)に
応答して、トランジスタM30がオフに切換えられて増幅機能が非稼動状態に転じるタイ
ミングよりも以前のタイミングでオフ(即ち、帰還信号の伝達を断つ状態)に転じ且つト
ランジスタM30がオンに切換えられて増幅機能が稼動状態に転じる時点よりも所定時間
遅延したタイミングでオン(即ち、帰還信号の伝達を行う状態)に転じるように構成され
ている。
The amplifying circuit 301 further includes a transistor M30 as a bias switching circuit that switches between an operating state and a non-operating state of the amplifying function by controlling on / off of supply of a bias voltage in response to a signal from the system controller 130 of FIG. Have.
In response to the signal (VB) from the system controller 130, the switch 304a (304b) is turned off at a timing earlier than the timing at which the transistor M30 is turned off and the amplification function is turned off (ie, the feedback signal). And the transistor M30 is turned on and turned on (that is, the state where the feedback signal is transmitted) at a timing delayed by a predetermined time from the time when the amplification function is turned on. Has been.

即ち、トランジスタM30は増幅回路301の作動電源の供給の断続に関するスイッチ
ング素子としても機能し、これの開閉によって増幅回路301の稼動状態と非稼動状態と
が切換え制御されるように構成されている。このため、作動電源の供給の断続に関する他
の別段の開閉手段を要しない簡素な構成が実現されている。
尚、図3の構成例では、スイッチ回路304aおよび304bとして、それぞれNMO
SトランジスタとPMOSトランジスタとのコンプリメンタリ接続回路を適用しているが
、これに替えて、単一のNMOSトランジスタまたはPMOSトランジスタを適用するこ
とも可能である。
図2および図3のベースバンド増幅器(IFアンプ)124a(125a)の動作につい
て更に詳述する。
In other words, the transistor M30 also functions as a switching element related to the intermittent supply of operating power to the amplifier circuit 301, and is configured to be controlled to be switched between the operating state and the non-operating state of the amplifier circuit 301 by opening and closing the transistor M30. For this reason, the simple structure which does not require the other separate opening / closing means regarding the intermittent supply of an operating power supply is implement | achieved.
In the configuration example of FIG. 3, each of the switch circuits 304a and 304b is an NMO.
Although the complementary connection circuit of the S transistor and the PMOS transistor is applied, it is also possible to apply a single NMOS transistor or PMOS transistor instead.
The operation of the baseband amplifier (IF amplifier) 124a (125a) of FIGS. 2 and 3 will be described in further detail.

先ず、DCオフセットがあり且つ信号入力がない場合に、システムコントローラ130
(図1)からの信号によってスイッチ回路304aはオン状態を維持しているものとする
。この状態で、2つの入力のうちIN_Pに正のDCオフセットが印加され、IN_Nに
負のDCオフセットが印加されると仮定する。
IN_Pに正のDCオフセットが加わると、トランジスタM11のオーバードライブ電
圧が上昇し、トランジスタM11に流れる電流が増加する。この電流の増加に従って、ト
ランジスタでの電圧降下(所謂PMOS負荷の電圧降下)が大きくなり出力OUT_Nの
電圧値が低下する。
First, when there is a DC offset and there is no signal input, the system controller 130
It is assumed that the switch circuit 304a is kept on by the signal from (FIG. 1). In this state, it is assumed that a positive DC offset is applied to IN_P and a negative DC offset is applied to IN_N of the two inputs.
When a positive DC offset is applied to IN_P, the overdrive voltage of the transistor M11 increases, and the current flowing through the transistor M11 increases. As this current increases, the voltage drop in the transistor (so-called PMOS load voltage drop) increases and the voltage value of the output OUT_N decreases.

この出力電圧は帰還回路303aのスイッチ回路304aとLPF302aを経てトラ
ンジスタM33のゲートに印加される。このとき出力電圧OUT_NはDCオフセットの
影響により低下している。
このため、トランジスタM33のオーバードライブ電圧が低下し、トランジスタM33
に流れる電流は減少する。上述のようにトランジスタM11で増加した電流と、トランジ
スタM33で減少した電流が釣り合う条件でフィードバックは平衡になり、DCオフセッ
トがキャンセルされる。
This output voltage is applied to the gate of the transistor M33 via the switch circuit 304a and the LPF 302a of the feedback circuit 303a. At this time, the output voltage OUT_N is lowered due to the influence of the DC offset.
For this reason, the overdrive voltage of the transistor M33 decreases, and the transistor M33
The current that flows through is reduced. As described above, the feedback is balanced under the condition that the current increased in the transistor M11 and the current decreased in the transistor M33 are balanced, and the DC offset is cancelled.

一方、上記とは反対に、入力IN_Nに負のDCオフセットが加わると、トランジスタ
M12のオーバードライブ電圧が低下し、トランジスタM12に流れる電流が減少する。
トランジスタM12に流れる電流が減少するとトランジスタでの電圧降下(所謂PMOS
負荷の電圧降下)が小さくなり出力電圧OUT_Pが上昇する。
出力電圧OUT_Pはスイッチ回路304aとLPF302aが介挿された帰還回路3
03aを通してトランジスタM12に並列接続されたトランジスタM34のゲートに帰還
される。このときの出力OUT_Pの電圧値はDCオフセットにより上昇しているため、
M34のオーバードライブ電圧は上昇し、M34に流れる電流が増加する。M12で減少
した電流と、M34で増加した電流が釣り合う条件でフィードバックは平衡になり、DC
オフセットがキャンセルされる。
On the other hand, when a negative DC offset is applied to the input IN_N, the overdrive voltage of the transistor M12 decreases and the current flowing through the transistor M12 decreases.
When the current flowing through the transistor M12 decreases, the voltage drop in the transistor (so-called PMOS)
The voltage drop of the load) becomes smaller and the output voltage OUT_P rises.
The output voltage OUT_P is a feedback circuit 3 in which a switch circuit 304a and an LPF 302a are inserted.
The signal is fed back to the gate of the transistor M34 connected in parallel to the transistor M12 through 03a. Since the voltage value of the output OUT_P at this time increases due to the DC offset,
The overdrive voltage of M34 increases and the current flowing through M34 increases. The feedback is balanced under the condition that the current decreased by M12 and the current increased by M34 are balanced, and DC
The offset is cancelled.

図4は、図3の回路の動作を表すタイミングチャートである。電源投入時には、帰還ル
ープが収束するためのキャリブレーション時間の後、正規の動作に移行する。
信号VBによってトランジスタM30をオフに転じて増幅回路301を非稼動状態に転
じるよりも僅かに以前のタイミングで帰還回路303a(303b)のスイッチ304a
(304b)を切り、キャパシタCに記憶する形でそのタイミングでの帰還電圧を保持す
る。次いでトランジスタM30をオフし、増幅回路301への電流の供給を断ち、非稼動
状態に移行させる。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the circuit of FIG. When the power is turned on, a normal operation is performed after a calibration time for the feedback loop to converge.
The switch 304a of the feedback circuit 303a (303b) is slightly before the timing when the transistor M30 is turned off by the signal VB and the amplifier circuit 301 is turned off.
(304b) is cut off, and the feedback voltage at that timing is held in the form stored in the capacitor C. Next, the transistor M30 is turned off, the supply of current to the amplifier circuit 301 is cut off, and the state is shifted to a non-operating state.

信号VBによってトランジスタM30をオンに切換えて増幅回路301が稼動状態に転
じたタイミングから所定時間遅延したタイミングで増幅回路301の動作点電圧が安定し
てからスイッチ304a(304b)をオンし、帰還回路303a(303b)による帰
還信号の伝達を再開する。
以上のようにスイッチ304a(304b)の開閉とトランジスタM30のオンオフの
タイミングを図ることによって、スイッチ両端の電位差を少なくし、立ち上がり時間(セ
トリングタイム)をより短くすることができる。
The switch 304a (304b) is turned on after the operating point voltage of the amplifier circuit 301 is stabilized at a timing delayed by a predetermined time from the timing at which the transistor M30 is turned on by the signal VB and the amplifier circuit 301 is turned on. The transmission of the feedback signal by 303a (303b) is resumed.
As described above, by opening / closing the switch 304a (304b) and turning on / off the transistor M30, the potential difference between both ends of the switch can be reduced and the rise time (settling time) can be further shortened.

図5は、増幅器(増幅回路301)の稼動と非稼動(オンオフ)の遷移のタイミングに
応じてローパスフィルタ302a(302b)の容量性素子(キャパシタ)Cに保持され
る電圧値が変化する様子を表す図である。
図5(A)に示されるように、十分に長い時間に亘ってスイッチ304a(304b)
がオンの状態を維持するとき、換言すれば、図1の送受信装置における送信部110と受
信部120との稼動・非稼動の状態の切換りの頻度が余り高くない状況では、容量性素子
(キャパシタ)Cに保持される電圧値には累積誤差が残りにくく、装置はDCオフセット
がキャンセルされた正規の状態で作動する。
FIG. 5 shows how the voltage value held in the capacitive element (capacitor) C of the low-pass filter 302a (302b) changes according to the transition timing of the operation (amplification circuit 301) of the amplifier (amplifier circuit 301). FIG.
As shown in FIG. 5A, the switches 304a (304b) for a sufficiently long time.
Is maintained in the ON state, in other words, in a situation where the frequency of switching between the operation state and the non-operation state between the transmission unit 110 and the reception unit 120 in the transmission / reception apparatus of FIG. Accumulated errors are unlikely to remain in the voltage value held in the capacitor C), and the apparatus operates in a normal state in which the DC offset is canceled.

これに対し、図5(B)に示されるように、比較的短時間でスイッチ304a(304
b)のオンオフが繰り返されるとき、換言すれば、図1の送受信装置における送信部11
0と受信部120との稼動・非稼動の状態の切換りの頻度が高い状況では、容量性素子(
キャパシタ)Cに保持される電圧値には次第に誤差が累積され、装置はDCオフセットが
十分にキャンセルされ得ず正規の状態で作動することが困難になる。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, the switches 304a (304
When ON / OFF of b) is repeated, in other words, the transmission unit 11 in the transmission / reception apparatus of FIG.
In a situation where the frequency of switching between the operating state and the non-operating state between 0 and the receiving unit 120 is high, a capacitive element (
Errors gradually accumulate in the voltage value held in the capacitor (C), and the DC offset cannot be sufficiently canceled, making it difficult to operate in a normal state.

図6は、図5(B)の状況に対処するための制御態様を表すタイミングチャートである
。即ち、図5(B)を参照して既述のように容量性素子(キャパシタ)Cに保持される電
圧値は徐々にではあるがずれていくため、必要に応じて再キャリブレーションを行う。
図6におけるキャリブレーションは、システムコントローラによって、一定期間前記ス
イッチ回路のオン状態を維持してベースバンド増幅器のキャリブレーションを実行した後
、スイッチ回路をオフにして該オフの状態が維持された非キャリブレーション状態を所定
期間維持しつつバイアス切換回路のオンオフを切換え制御して受信部の稼動状態と非稼動
状態とを切換え、該非キャリブレーション状態の期間が経過したタイミングでキャリブレ
ーションを再開し、当該再開のタイミング以降、上述のような非キャリブレーション状態
の期間を挟んで、キャリブレーションを繰り返し実行するようにして行われる。このため
、ローパスフィルタで維持されている帰還電圧が経時的に漸減しようとしても再度のキャ
リブレーションが行われ、DCオフセットの除去が適切に行われて動作が安定する。
FIG. 6 is a timing chart showing a control mode for dealing with the situation of FIG. That is, the voltage value held in the capacitive element (capacitor) C gradually shifts as described above with reference to FIG. 5B, and therefore recalibration is performed as necessary.
The calibration in FIG. 6 is a non-calibration in which the switch state is maintained by turning off the switch circuit after performing calibration of the baseband amplifier by maintaining the switch circuit on state for a certain period by the system controller. The bias switching circuit is switched on and off while maintaining the calibration state for a predetermined period to switch between the operating state and the non-operating state of the receiving unit, and the calibration is restarted at the timing when the period of the non-calibration state has elapsed. After this timing, the calibration is repeatedly performed with the period of the non-calibration state as described above interposed therebetween. For this reason, even if the feedback voltage maintained by the low-pass filter gradually decreases with time, the calibration is performed again, and the DC offset is appropriately removed to stabilize the operation.

図6の例では、キャリブレーション→受信部オン(稼動)→受信部オフ(非稼動)→…
→受信部オン→受信部オフ→キャリブレーション→受信部オン…という順序になっている
が、キャリブレーション前後の動作はオンでもオフでも良い。
以上より理解されるとおり、本実施の形態では、ローパスフィルタを構成するキャパシ
タCが帰還回路において帰還レベルを保持するための容量性素子Cとしても機能するよう
に構成されている。このため、帰還レベルを保持するための他の別段の記憶手段等を要し
ない簡素な構成が実現されている。
In the example of FIG. 6, calibration → receiving unit on (operation) → receiving unit off (non-operation) →.
→ Receiver on → Receiver off → Calibration → Receiver on ... The order before and after calibration may be on or off.
As understood from the above, in the present embodiment, the capacitor C constituting the low-pass filter is configured to function also as the capacitive element C for holding the feedback level in the feedback circuit. For this reason, a simple configuration is realized that does not require other separate storage means for maintaining the feedback level.

図7は、図1の送受信装置における受信部120に適用されるベースバンド増幅器とし
てのIFアンプ124a(125a)の他の構成例を表す図である。
図7の例では、縦続接続された複数段(図示の例では2段)の増幅器701a,701
bによって構成され、該複数段の増幅器701a,701bのうちの最終段の増幅器70
1bの出力を初段の増幅器701aの入力に帰還するように帰還回路703が設けられ、
帰還回路703に、ローパスフィルタ702とスイッチ704とが介挿されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration example of the IF amplifier 124a (125a) as a baseband amplifier applied to the reception unit 120 in the transmission / reception apparatus of FIG.
In the example of FIG. 7, a plurality of cascaded amplifiers 701a and 701 (two stages in the illustrated example) are connected.
b, and the final-stage amplifier 70 of the plurality of stages of amplifiers 701a and 701b.
A feedback circuit 703 is provided to feed back the output of 1b to the input of the first stage amplifier 701a.
A low-pass filter 702 and a switch 704 are inserted in the feedback circuit 703.

図7の態様では、縦続接続された複数段の増幅器701a,701bによって高い増幅
率が実現され、且つ、帰還回路703および該帰還回路703に介挿されたトランジスタ
回路710のスイッチ704によって、DCオフセットが適切に除去された良好な特性を
得ることができる。
図8は、図1の送受信装置における受信部120に適用されるベースバンド増幅器とし
てのIFアンプ124a(125a)の更に他の構成例を表す図である。
In the aspect of FIG. 7, a high amplification factor is realized by a plurality of cascaded amplifiers 701 a and 701 b, and a DC offset is achieved by the feedback circuit 703 and the switch 704 of the transistor circuit 710 inserted in the feedback circuit 703. It is possible to obtain good characteristics in which is appropriately removed.
FIG. 8 is a diagram illustrating still another configuration example of the IF amplifier 124a (125a) as a baseband amplifier applied to the reception unit 120 in the transmission / reception apparatus of FIG.

図8の例では、ローパスフィルタ802aとスイッチ804aとが介挿されている帰還
回路803aが設けられている増幅器801aと、同様に、ローパスフィルタ802bと
スイッチ804bとが介挿されている帰還回路803bが設けられている増幅器801b
との複数段(図示の例では2段)の増幅器の縦続接続によって構成されている。
図8の態様では、各個に帰還回路803a,803bを持ち縦続接続された複数段の増
幅器801a,801bによって高い増幅率が実現され、且つ、帰還回路803a,80
3bおよび該帰還回路に介挿されたスイッチ804a,804bによって、DCオフセッ
トが適切に除去された良好な特性を得ることができる。
In the example of FIG. 8, an amplifier 801a provided with a feedback circuit 803a in which a low-pass filter 802a and a switch 804a are provided, and similarly, a feedback circuit 803b in which a low-pass filter 802b and a switch 804b are interposed. Is provided with an amplifier 801b
And a plurality of stages of amplifiers (two stages in the illustrated example).
In the embodiment of FIG. 8, a high amplification factor is realized by a plurality of stages of amplifiers 801a and 801b, each of which has feedback circuits 803a and 803b, and the feedback circuits 803a and 803 are connected in cascade.
With the switches 3804b and 804a and 804b inserted in the feedback circuit, it is possible to obtain a good characteristic in which the DC offset is appropriately removed.

本発明の実施の形態としての無線通信装置を表す図である。It is a figure showing the radio | wireless communication apparatus as embodiment of this invention. 図1の無線通信装置におけるベースバンド増幅器の構成を表すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a baseband amplifier in the wireless communication apparatus of FIG. 1. 図2のベースバンド増幅器の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of the baseband amplifier of FIG. 2. 図3の回路の動作を表すタイミングチャートである。4 is a timing chart illustrating the operation of the circuit of FIG. 3. 図3の増幅器の稼動と非稼動の遷移のタイミングに応じて容量性素子に保持される電圧値が変化する様子を表す図である。It is a figure showing a mode that the voltage value hold | maintained at a capacitive element changes according to the timing of a transition of operation | movement of the amplifier of FIG. 3, and non-operation. 図5(B)の状況に対処するための制御態様を表すタイミングチャートである。It is a timing chart showing the control mode for coping with the situation of FIG. 図1の送受信装置における受信部に適用されるベースバンド増幅器の他の構成例を表す図である。It is a figure showing the other structural example of the baseband amplifier applied to the receiving part in the transmission / reception apparatus of FIG. 図1の送受信装置における受信部に適用されるベースバンド増幅器の更に他の構成例を表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating still another configuration example of a baseband amplifier applied to a reception unit in the transmission / reception apparatus of FIG. 従来のダイレクトコンバージョン方式の無線通信装置を表すブロック図である。It is a block diagram showing the radio | wireless communication apparatus of the conventional direct conversion system. 図9の無線通信装置におけるベースバンド増幅器の構成を表すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a baseband amplifier in the wireless communication apparatus of FIG. 9. 図10のベースバンド増幅器の特性を表す図である。It is a figure showing the characteristic of the baseband amplifier of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

101…PLL 102…ローカル発信器 103…移相器 110…送信部 111
,112…ミクサ 113…加算回路 114…電力増幅器 120…受信部 121…
ローノイズアンプ 122,123…ミクサ 124,124a…IFアンプ 125,
125a…IFアンプ 126,127…コンパレータ 130…システムコントローラ
140…送受信切換え回路 151…アンテナ 201…増幅回路 202…ローパス
フィルタ 203…帰還回路 204…スイッチ回路 301…増幅回路 302a,3
02b…ローパスフィルタ 303a,303b…帰還回路 304a,304b…スイ
ッチ 310a,310b…MOSトランジスタ回路 701a,701b…増幅器 7
02…ローパスフィルタ 703…帰還回路 704…スイッチ 710…トランジスタ
回路 801a,801b…増幅器 802a,802b…ローパスフィルタ 803a
,803b…帰還回路 804a,804b…スイッチ 810a,810b…トランジ
スタ回路 1001…増幅回路 1002…ローパスフィルタ 1003…帰還回路 C
…容量性素子(キャパシタ) M1…NMOSトランジスタ M2…PMOSトランジス
タ M11…トランジスタ M12…トランジスタ M30…トランジスタ M31…ト
ランジスタ M32…トランジスタ R31…抵抗 R32…抵抗
101 ... PLL 102 ... Local transmitter 103 ... Phase shifter 110 ... Transmitter 111
, 112 ... Mixer 113 ... Adder circuit 114 ... Power amplifier 120 ... Receiver 121 ...
Low noise amplifier 122, 123 ... mixer 124, 124a ... IF amplifier 125,
125a ... IF amplifier 126, 127 ... comparator 130 ... system controller 140 ... transmission / reception switching circuit 151 ... antenna 201 ... amplifier circuit 202 ... low pass filter 203 ... feedback circuit 204 ... switch circuit 301 ... amplifier circuits 302a, 3
02b: Low-pass filter 303a, 303b ... Feedback circuit 304a, 304b ... Switch 310a, 310b ... MOS transistor circuit 701a, 701b ... Amplifier 7
02 ... Low-pass filter 703 ... Feedback circuit 704 ... Switch 710 ... Transistor circuit 801a, 801b ... Amplifier 802a, 802b ... Low-pass filter 803a
, 803b ... feedback circuit 804a, 804b ... switch 810a, 810b ... transistor circuit 1001 ... amplification circuit 1002 ... low-pass filter 1003 ... feedback circuit C
... capacitive element (capacitor) M1 ... NMOS transistor M2 ... PMOS transistor M11 ... transistor M12 ... transistor M30 ... transistor M31 ... transistor M32 ... transistor R31 ... resistor R32 ... resistor

Claims (12)

送信部および受信部を含んで構成されるダイレクトコンバージョン方式の無線通信装置
であって、
前記送信部および前記受信部の何れか一方が稼動状態にある期間には何れか他方を非稼
動状態におくように切換え制御する制御信号を出力するシステムコントローラを備え、
前記受信部は、
受信信号と局部発信信号とを混合してベースバンド信号を得るミキサと、
前記ミキサの後段に配置され前記ベースバンド信号を増幅するベースバンド増幅器と、
を備え、
前記ベースバンド増幅器は、
DCオフセットを除去するローパスフィルタを有する帰還回路
を備え、
前記帰還回路は、
前記システムコントローラから出力された前記制御信号に応じて前記受信部が非稼動状
態にある期間のうちの所定期間は当該帰還回路の帰還信号の伝達を断つスイッチ回路
を備えることを特徴とする無線通信装置。
A direct conversion wireless communication device configured to include a transmission unit and a reception unit,
A system controller that outputs a control signal for switching control so that either one of the transmission unit and the reception unit is in an operating state and the other is in a non-operating state;
The receiver is
A mixer that mixes the received signal and the local transmission signal to obtain a baseband signal;
A baseband amplifier disposed after the mixer and amplifying the baseband signal;
With
The baseband amplifier is
A feedback circuit having a low-pass filter for removing a DC offset;
The feedback circuit is
A wireless communication comprising: a switch circuit that cuts off transmission of a feedback signal of the feedback circuit during a predetermined period of a period in which the receiving unit is in a non-operating state according to the control signal output from the system controller apparatus.
前記ベースバンド増幅器は、バイアス電圧の供給を制御することによって増幅機能の稼
動状態と非稼動状態とを切換えるバイアス切換回路を更に有し、
前記スイッチ回路は、前記バイアス切換回路が前記増幅機能を非稼動状態に切換えるタ
イミングよりも以前のタイミングで前記帰還回路の帰還信号の伝達を絶ち、且つ、前記バ
イアス切換回路が前記増幅機能を稼動状態に切換えるタイミングよりも所定期間後のタイ
ミングで前記帰還回路の帰還信号の伝達を開始するように構成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の無線通信装置。
The baseband amplifier further includes a bias switching circuit that switches between an operating state and a non-operating state of the amplification function by controlling supply of a bias voltage;
The switch circuit cuts off the transmission of the feedback signal of the feedback circuit at a timing earlier than the timing at which the bias switching circuit switches the amplification function to the non-operating state, and the bias switching circuit operates the amplification function 2. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein transmission of a feedback signal of the feedback circuit is started at a timing after a predetermined period from the timing of switching to.
前記スイッチ回路は、PMOSトランジスタとNMOSとトランジスタとのコンプリメ
ンタリ接続で構成されていることを特徴とする請求項1〜2の何れか一項に記載の無線通
信装置。
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the switch circuit includes a complementary connection of a PMOS transistor, an NMOS, and a transistor.
前記システムコントローラは、前記バイアス切換回路が前記増幅機能を稼動状態に切換
えた後の所定期間は前記スイッチ回路が前記帰還回路の帰還信号を断つ状態を保持して、
前記ベースバンド増幅器のキャリブレーションを実行するように制御することを特徴
とする請求項2〜3の何れか一項に記載の無線通信装置。
The system controller holds a state in which the switch circuit cuts off a feedback signal of the feedback circuit for a predetermined period after the bias switching circuit switches the amplification function to an operating state,
The wireless communication apparatus according to claim 2, wherein the baseband amplifier is controlled to perform calibration.
前記システムコントローラは、一定期間前記スイッチ回路を帰還信号の伝達を行う状態
に維持して前記ベースバンド増幅器のキャリブレーションを実行した後、前記スイッチ回
路を帰還信号の伝達を断つ状態にして非キャリブレーション状態を所定期間維持しつつ前
記バイアス切換回路を切換え制御して前記受信部の稼動状態と非稼動状態とを切換え、該
非キャリブレーション状態の期間が経過したタイミングで前記キャリブレーションを再開
し、当該再開のタイミング以降、前記非キャリブレーション状態の期間を挟んで、前記キ
ャリブレーションを繰り返し実行するように構成されていることを特徴とする請求項2〜
4の何れか一項に記載の無線通信装置。
The system controller performs calibration of the baseband amplifier while maintaining the switch circuit in a state for transmitting a feedback signal for a certain period of time, and then uncalibrating the switch circuit in a state in which the transmission of the feedback signal is cut off. The bias switching circuit is controlled to switch between the operating state and the non-operating state of the receiving unit while maintaining the state for a predetermined period, and the calibration is restarted at the timing when the period of the non-calibration state has elapsed, and the restarting is performed. The calibration is repeatedly performed after the non-calibration state period after the above-described timing.
5. The wireless communication device according to any one of 4.
前記ベースバンド増幅器は、縦続接続された複数段の増幅器を有して構成され、
前記帰還回路は、
前記複数段の増幅器のうちの最終段の増幅器の出力を初段の増幅器の入力に帰還するよ
うに設けられていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の無線通信装置。
The baseband amplifier includes a plurality of cascaded amplifiers,
The feedback circuit is
6. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein an output of a last-stage amplifier among the plurality of stages of amplifiers is provided to be fed back to an input of a first-stage amplifier. .
前記ベースバンド増幅器は、縦続接続された複数段の増幅器を有して構成され、
前記帰還回路は、前記複数段の増幅器のうちの各個の増幅器の出力を、当該各個の増幅
器の入力に帰還するように設けられていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に
記載の無線通信装置。
The baseband amplifier includes a plurality of cascaded amplifiers,
6. The feedback circuit according to claim 1, wherein the feedback circuit is provided so as to feed back an output of each of the plurality of amplifiers to an input of each of the amplifiers. 7. A wireless communication device according to 1.
増幅回路部と帰還回路部とを有する増幅器であって、前記増幅回路部は作動電源が供給
されて稼動する稼動状態と該作動電源の供給が断たれた非稼動状態とが切換え制御される
ように構成され、前記帰還回路部は帰還経路中に前記増幅回路部の出力を保持する容量性
素子と該容量性素子の前段に設けられたスイッチとを含み、前記スイッチは前記切換え制
御に関連したタイミングで開閉制御されるように構成されていることを特徴とする増幅器
An amplifier having an amplifying circuit section and a feedback circuit section, wherein the amplifying circuit section is controlled to switch between an operating state in which operating power is supplied and a non-operating state in which the operating power supply is cut off. The feedback circuit unit includes a capacitive element that retains the output of the amplifier circuit unit in a feedback path, and a switch provided in a previous stage of the capacitive element, and the switch is related to the switching control. An amplifier configured to be opened and closed at timing.
前記増幅回路部は、送信部および受信部を含んで構成されるダイレクトコンバージョン
方式の無線通信装置の受信部に適合するように構成され、当該受信部における稼動状態お
よび非稼動状態の切換りに応じて前記切換え制御が行われるように構成されていることを
特徴とする請求項8に記載の増幅器。
The amplifying circuit unit is configured to be adapted to a receiving unit of a direct conversion wireless communication device including a transmitting unit and a receiving unit, and according to switching between an operating state and a non-operating state in the receiving unit. The amplifier according to claim 8, wherein the switching control is performed.
前記増幅回路部は、自己のバイアス回路に設けられたスイッチング素子の開閉によって
前記稼動状態と非稼動状態とが切換え制御されるように構成されていることを特徴とする
請求項8〜9の何れか一項に記載の増幅器。
The amplification circuit section is configured to be controlled to be switched between the operating state and the non-operating state by opening and closing a switching element provided in its own bias circuit. An amplifier according to claim 1.
前記帰還回路部の容量性素子は、ローパスフィルタを構成するキャパシタであることを
特徴とする請求項8〜10の何れか一項に記載の増幅器。
The amplifier according to claim 8, wherein the capacitive element of the feedback circuit unit is a capacitor constituting a low-pass filter.
帰還回路を有する増幅器を断続的に稼動させるに際し、当該増幅器の出力を前記帰還回
路に接続された容量性素子に保持した状態で、且つ、当該増幅器を稼動状態から非稼動状
態に転じさせるよりも以前のタイミングで前記帰還回路による帰還を断ち、当該増幅器を
非稼動状態から稼動状態に転じさせて以降のタイミングで前記帰還回路による帰還を開始
させることを特徴とする無線通信装置用増幅器の制御方法。
When intermittently operating an amplifier having a feedback circuit, the output of the amplifier is held in a capacitive element connected to the feedback circuit, and the amplifier is switched from an operating state to a non-operating state. A method of controlling an amplifier for a radio communication device, wherein feedback by the feedback circuit is cut at a previous timing, the amplifier is changed from a non-operating state to an operating state, and feedback by the feedback circuit is started at a subsequent timing .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011145836A (en) * 2010-01-13 2011-07-28 Tdk Corp Reader device for rfid and control method for the same

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