JP2009218637A - Mixer - Google Patents

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JP2009218637A JP2008057023A JP2008057023A JP2009218637A JP 2009218637 A JP2009218637 A JP 2009218637A JP 2008057023 A JP2008057023 A JP 2008057023A JP 2008057023 A JP2008057023 A JP 2008057023A JP 2009218637 A JP2009218637 A JP 2009218637A
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昭彦 米谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce noise by a harmonic component of a local oscillator signal in a direct conversion system and a low IF system. <P>SOLUTION: In a mixer, a three-phase signal, where phases differ by 120° each, is used as a local oscillation signal and is multiplied by a reception signal, and the in-phase signal of each demodulation wave is canceled, thus canceling a noise component by a third harmonic in harmonic components of the local oscillation signal. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタル放送の画像受信機若しくは音声受信機に用いるミキサ関する発明である。より具体的には、通信信号を変調したり、受信した信号を同期検波する際にこれらの信号と局部発振信号を混合するミキサに関するものである。   The present invention relates to a mixer used in a digital broadcast image receiver or audio receiver. More specifically, the present invention relates to a mixer that mixes these signals and a local oscillation signal when modulating a communication signal or synchronously detecting a received signal.

近年、チューナの小型化にともない、トラッキングフィルタを持たないチューナが使用されている。このタイプのチューナは、局部発振器信号の高調波により妨害波を受信してしまうといった問題点を有している。具体的にはダイレクトコンバージョン方式の受信装置においては、受信周波数の3倍の周波数の信号も受信してしまい、所望波の受信に対するS/N比を劣化させてしまうことがある。   In recent years, tuners that do not have a tracking filter have been used with the downsizing of tuners. This type of tuner has a problem in that an interference wave is received by the harmonics of the local oscillator signal. Specifically, a direct conversion type receiver may receive a signal having a frequency three times the reception frequency, which may degrade the S / N ratio for receiving a desired wave.

この問題に対して、局部発振器信号の高調波に対する信号を相殺させる方法が提案されている(特許文献1)。このアプローチでは、局部発振器信号の第3高調波による妨害波を相殺しようとするとき、互いに位相が60度異なった局部発振器信号を用いて二つのミキサに掛け、その出力を加算する。通常、ダイレクトコンバージョン方式や低IF方式のチューナでは2相以上の出力信号が必要となるので、特許文献1の方法では、2相の出力信号を得るには四つのミキサが必要となる上に、局部発振器信号として0°、60°の位相の信号だけではなく、90°、150°の信号が必要となる。しかし、それらの信号を精度良く生成させることは容易ではない。   In order to solve this problem, a method of canceling a signal with respect to a harmonic of a local oscillator signal has been proposed (Patent Document 1). In this approach, when trying to cancel the interference wave caused by the third harmonic of the local oscillator signal, the local oscillator signals whose phases are different from each other by 60 degrees are applied to the two mixers and their outputs are added. Usually, a direct conversion type or low IF type tuner requires an output signal of two or more phases, so the method of Patent Document 1 requires four mixers to obtain a two-phase output signal. As a local oscillator signal, not only signals having phases of 0 ° and 60 ° but also signals of 90 ° and 150 ° are required. However, it is not easy to generate these signals with high accuracy.

一方、非特許文献1においては、互いに位相が45°ずつずれた局部発振器信号を用いて局部発振器信号の高調波に対する妨害波を相殺させる方法が提案されている。しかし、多くのミキサを必要とする上に、1:√2といった整数比ではないミキサのゲインの比率を精度良く実現する必要があり、高調波の相殺精度をあまり期待できない。   On the other hand, Non-Patent Document 1 proposes a method of canceling interference waves with respect to harmonics of a local oscillator signal using local oscillator signals whose phases are shifted by 45 ° from each other. However, in addition to requiring many mixers, it is necessary to accurately realize a mixer gain ratio that is not an integer ratio such as 1: √2, and it is difficult to expect high harmonic cancellation accuracy.

さらに、局部発振器の第3高調波による妨害波を除去する方法として、3相の局部発振器信号を用いる方法(非特許文献2)があるが、この方法では局部発振器信号の第2高調波による妨害波が除去できないといった問題があった。
USPAT.6766158 IEEE JSSC 36−12, pp.2003−2015, 2001 Yamaji, T.; Itakura, T.; Ito, R.; Ueno, T.; Okuni, H.;Balanced 3−phase analog signal processing for radio communicationsIEEE International Symposium on Circuits and Systems, 2006. ISCAS 2006. Proceedings. pp. 21−24, 2006
Further, there is a method using a three-phase local oscillator signal (Non-Patent Document 2) as a method for removing the interference wave caused by the third harmonic of the local oscillator. There was a problem that the waves could not be removed.
USPAT. 6766158 IEEE JSSC 36-12, pp. 2003-2015, 2001 Yamaji, T .; Itakura, T .; Ito, R .; Ueno, T .; Okuni, H .; Balanced 3-phase analog signal processing for radio communications IEEE International Symposium on Circuits and Systems, 2006. ISCAS 2006. Proceedings. pp. 21-24, 2006

受信送信機器は、より小型化が求められ、またより高い信号帯域が使用されるという状況下では、ダイレクトコンバージョン方式や低IF方式が多く利用されてきている。しかし、上記のような従来技術では、第3高調波を相殺するために局部発振器信号に対して多くの相数を必要とするため、機器の小型化ができないという課題があった。   The direct conversion method and the low IF method are often used for receiving and transmitting devices in a situation where further downsizing is required and a higher signal band is used. However, the conventional technology as described above has a problem that the device cannot be miniaturized because a large number of phases are required for the local oscillator signal in order to cancel the third harmonic.

そこで、本発明では、局部発振器の相数を抑えながら局部発振器信号の第3高調波に対する受信信号を相殺する機能を実現でき、ダイレクトコンバージョン方式や低IF方式の受信機に用いることができるミキサを実現することを目的とする。特に、局部発振器の相数とミキサの数はできるだけ少なくし、また、1:1以外のゲインなどの比率を必要としないような構成を得ることを目的とする。   Therefore, in the present invention, a mixer that can be used for a direct conversion type or low IF type receiver can be realized, which can realize a function of canceling the received signal with respect to the third harmonic of the local oscillator signal while suppressing the number of phases of the local oscillator. It aims to be realized. In particular, the object is to obtain a configuration in which the number of phases of the local oscillator and the number of mixers are reduced as much as possible, and a ratio such as a gain other than 1: 1 is not required.

すなわち、上記目的を達成するために本発明は、
平衡信号が入力される信号入力端子と、
前記信号入力端子が入力端子に接続され、それぞれが信号出力端子とスイッチング信号入力端子を有するスイッチング部を3つ有するミキサであって、
それぞれのスイッチング部は、
前記スイッチング信号入力端子に入力されるスイッチング信号によって、
前記入力端子と前記信号出力端子を接続するか、
前記信号入力端子の反転出力を前記信号出力端子に接続するか、
前記信号入力端子と前記信号出力端子を接続しないか、
のいずれかの状態を選択するスイッチング部であるミキサを提供する。
That is, in order to achieve the above object, the present invention
A signal input terminal to which a balanced signal is input;
The signal input terminal is connected to an input terminal, each of which is a mixer having three switching units each having a signal output terminal and a switching signal input terminal,
Each switching part
By the switching signal input to the switching signal input terminal,
Connect the input terminal and the signal output terminal,
Connect the inverted output of the signal input terminal to the signal output terminal,
Do not connect the signal input terminal and the signal output terminal,
A mixer that is a switching unit that selects any one of the states is provided.

本発明のミキサは、3相の局部発振器信号を用いて入力信号を切換ながら出力することで位相が120度ずつ異なる出力信号を得ることができるので、局部発振信号の第3高調波成分によって復調される信号を相殺することができる。また、局部発振器信号を6相とすることで、相数が偶数となり、局部発振器信号に対しても平衡を保つようにミキサにおける信号処理を施すことにより局部発振器信号の第2高調波による妨害波を除去することができる。すなわち、局部発振器信号の第2高調波および第3高調波の成分が多く存在したとしても、良好なS/Nの信号を復調することができる。   Since the mixer of the present invention can obtain an output signal whose phase is different by 120 degrees by switching the input signal using the three-phase local oscillator signal and demodulating it by the third harmonic component of the local oscillation signal. Canceled signal can be canceled out. Further, by setting the local oscillator signal to 6 phases, the number of phases becomes an even number, and signal processing in the mixer is performed so that the local oscillator signal is also balanced, thereby disturbing the second harmonic wave of the local oscillator signal. Can be removed. That is, even if there are many second harmonic components and third harmonic components of the local oscillator signal, a good S / N signal can be demodulated.

具体的な一例として、約2GHz近辺の携帯電話で使用される周波数帯が、テレビ放送で使用される約400MHzから700MHzの信号の周波数に対して、3倍の関係にある。したがって、テレビ放送帯域の信号を復調する際に本発明のミキサをチューナに利用することで、携帯電話帯域の信号が同時に復調され信号のS/Nが劣化するのを回避することができる。   As a specific example, the frequency band used by a mobile phone in the vicinity of about 2 GHz has a three-fold relationship with the frequency of a signal of about 400 MHz to 700 MHz used in television broadcasting. Therefore, by using the mixer of the present invention as a tuner when demodulating a signal in the television broadcast band, it is possible to avoid the signal in the cellular phone band being demodulated at the same time and the S / N of the signal being deteriorated.

(実施の形態1)
本発明のミキサの動作原理について説明する。
ミキサにおいて高周波信号である入力信号を3相の局部発振器信号で混合し、ベースバンド信号である3相の出力信号を得る場合を考える。入力信号をasin(ωst+φ)、局部発振器信号の角周波数をωLとし、ミキサ出力には局部発振器信号の第2高調波による変調成分が含まれないようにすると、局部発振器信号の第3高調波まで考慮したミキサ出力は(1)(2)(3)式のようになる。
(Embodiment 1)
The operation principle of the mixer of the present invention will be described.
Consider a case where an input signal that is a high-frequency signal is mixed with a three-phase local oscillator signal in a mixer to obtain a three-phase output signal that is a baseband signal. Assuming that the input signal is asin (ωst + φ), the angular frequency of the local oscillator signal is ω L , and the mixer output does not include a modulation component due to the second harmonic of the local oscillator signal, the third harmonic of the local oscillator signal The mixer output in consideration up to is given by the equations (1), (2) and (3).

Figure 2009218637
ただし、k、hはそれぞれ変換ゲインである。
Figure 2009218637
However, k and h are conversion gains, respectively.

ここで、ミキサ出力信号における局部発振器信号の基本波に対する成分は、3相において位相が120度ずつずれているのに対して、局部発振器信号の第3高調波に対する成分はすべて同相である。したがって、3相の信号の同相成分を除去することにより、局部発振器信号の第3高調波に対する信号成分を除去することができる。   Here, the components of the mixer output signal with respect to the fundamental wave of the local oscillator signal are shifted in phase by 120 degrees in the three phases, whereas the components of the local oscillator signal with respect to the third harmonic are all in phase. Therefore, the signal component for the third harmonic of the local oscillator signal can be removed by removing the in-phase component of the three-phase signal.

すなわち、局部発振器信号の第2高調波による変調成分が含まれないようにしながら3相の局部発振器信号により高周波信号に対して混合を行い、その結果として3相の信号を取り出すことで、前述の解決課題を解決できる。そのために、高周波信号を6相の局部発振器信号により混合を行なうことによって3相の出力信号を得るようにする。局部発振器信号を6相とすることで、相数が偶数となり、局部発振器信号に対しても平衡を保つようにミキサにおける信号処理を施すことにより局部発振器信号の第2高調波による妨害波を除去することができる。   That is, the high-frequency signal is mixed with the three-phase local oscillator signal while preventing the modulation component due to the second harmonic of the local oscillator signal from being included, and as a result, the three-phase signal is extracted. Solve problems. For this purpose, a high-frequency signal is mixed with a 6-phase local oscillator signal to obtain a 3-phase output signal. By making the local oscillator signal into 6 phases, the number of phases becomes an even number, and the signal processing in the mixer is performed so that the local oscillator signal is also balanced, thereby eliminating the interference wave caused by the second harmonic of the local oscillator signal. can do.

図1に上記原理を実現する本発明のミキサの構成を示す。本発明のミキサ1は、信号入力端子(RF+とRF−)と3つのスイッチング部(10、11、12)を含む。信号入力端子には差動信号が入力される。スイッチング部はそれぞれ2つの信号出力端子(OP1、ON1とOP2、ON2とOP3、ON3)を有する。スイッチング部にはそれぞれ2つの入力端子を有し、それぞれが信号入力端子と接続されている。   FIG. 1 shows a configuration of a mixer according to the present invention for realizing the above principle. The mixer 1 of the present invention includes signal input terminals (RF + and RF−) and three switching units (10, 11, 12). A differential signal is input to the signal input terminal. Each switching unit has two signal output terminals (OP1, ON1, and OP2, ON2 and OP3, and ON3). Each switching unit has two input terminals, and each is connected to a signal input terminal.

スイッチング部は別にスイッチング信号(15、16、17)が入力され、このスイッチング信号によって入力された信号入力端子と信号出力端子の接続状態が切り替えられる。スイッチング信号が入力される端子はスイッチング信号入力端子である。スイッチング信号は、局部発振器の信号の位相が120度ずつ異なった信号である。ここでは、スイッチング信号15は位相が0°、スイッチング信号16は位相が240°、スイッチング信号17は位相が120°である信号であるとする。それぞれの信号は、180°ずれた信号も付与される。スイッチング信号は差動信号として入力されるためである。   A switching signal (15, 16, 17) is input to the switching unit separately, and the connection state between the signal input terminal and the signal output terminal input by the switching signal is switched. A terminal to which a switching signal is input is a switching signal input terminal. The switching signal is a signal in which the phase of the signal of the local oscillator differs by 120 degrees. Here, it is assumed that the switching signal 15 has a phase of 0 °, the switching signal 16 has a phase of 240 °, and the switching signal 17 has a phase of 120 °. Each signal is also given a signal shifted by 180 °. This is because the switching signal is input as a differential signal.

従って、スイッチング信号15には、0°だけではなく、180°の信号も与えられる。同様にスイッチング信号16には420°の位相の信号が付与され、スイッチング信号17には300°の信号が付与される。なお、位相が420°の信号とは、位相が60°の信号と同じである。結局、スイッチング信号は、0°、60°、120°、180°、240°、300°の6つの位相の信号からなる。   Therefore, the switching signal 15 is given not only 0 ° but also a 180 ° signal. Similarly, a signal having a phase of 420 ° is given to the switching signal 16, and a signal of 300 ° is given to the switching signal 17. A signal having a phase of 420 ° is the same as a signal having a phase of 60 °. Eventually, the switching signal is composed of signals having six phases of 0 °, 60 °, 120 °, 180 °, 240 °, and 300 °.

3つのスイッチング部は同じ構成なので、スイッチング部10についてさらに説明を加える。スイッチングアップ10は、入力された差動信号を同時に切り替えるスイッチである。切り替える状態は、差動信号を端子21と端子23に接続する、端子22と端子24に接続する、どちらの端子にも接続しないという3つの状態を有する。端子21と端子24は信号出力端子OP1に接続され、端子22と端子23はON1に接続されている。   Since the three switching units have the same configuration, the switching unit 10 will be further described. The switching-up 10 is a switch that switches input differential signals simultaneously. The switching state has three states: the differential signal is connected to the terminal 21 and the terminal 23, is connected to the terminal 22 and the terminal 24, and is not connected to either terminal. Terminals 21 and 24 are connected to signal output terminal OP1, and terminals 22 and 23 are connected to ON1.

すなわち、入力された差動信号が端子21と端子23に接続された時は、信号出力端子OP1にはRF+が出力され、ON1にはRF−が出力される。また、差動信号が端子22と端子24に接続されたときは、OP1にはRF−が出力され、ON1にはRF+が出力される。また、差動信号がどの端子とも接続されなければ、OP1とON1の間の出力はゼロとなる。   That is, when the input differential signal is connected to the terminals 21 and 23, RF + is output to the signal output terminal OP1, and RF- is output to ON1. When a differential signal is connected to the terminal 22 and the terminal 24, RF− is output to OP1, and RF + is output to ON1. If the differential signal is not connected to any terminal, the output between OP1 and ON1 becomes zero.

スイッチング信号15の位相が0°から60°の間は、OP1にRF+が出力され、ON1にはRF−が出力される。また、スイッチング信号15の位相が180°から240°まではOP1にはRF−が出力されON1にはRF+が出力される。   When the phase of the switching signal 15 is between 0 ° and 60 °, RF + is output to OP1 and RF− is output to ON1. Also, when the phase of the switching signal 15 is 180 ° to 240 °, RF− is output to OP1 and RF + is output to ON1.

スイッチング部11と12は、スイッチング信号が120度ずつ異なるので、スイッチング部10と同じ動作を位相120°分、すなわち、2/3周期、4/3周期遅れて行う。   Switching units 11 and 12 perform the same operation as switching unit 10 by a phase of 120 °, that is, delayed by 2/3 period and 4/3 period, because the switching signals differ by 120 degrees.

図2には、より具体的な回路構成で本実施の形態のミキサ2を示す。入力信号はRF+とRF−に接続される。入力信号はそれぞれトランジスタM1(以後、トランジスタは単に「M1」等と表す。)とM2のゲートに接続されている。M1およびM2のソースは共に接続され共通の電流源I1を介して接地される。また、M1とM2のドレインはそれぞれ電流源I2およびI3を介して電源電圧Vsupに接続される。従って、M1、M2、I1、I2、I3で差動増幅器が構成され、入力信号はこの差動増幅器で受けられる。   FIG. 2 shows the mixer 2 of the present embodiment with a more specific circuit configuration. The input signal is connected to RF + and RF−. Input signals are respectively connected to the gates of the transistor M1 (hereinafter, the transistor is simply referred to as “M1” or the like) and the gate of M2. The sources of M1 and M2 are connected together and grounded through a common current source I1. The drains of M1 and M2 are connected to the power supply voltage Vsup through current sources I2 and I3, respectively. Therefore, a differential amplifier is constituted by M1, M2, I1, I2, and I3, and an input signal is received by this differential amplifier.

LO0、LO60、LO120、LO180、LO240、LO300にはそれぞれ局部発振器信号の一つと位相が0°、60°、120°、180°、240°、300°異なる局部発振器信号が入力される。これが図1のスイッチング信号の入力に相当する。また、これらのスイッチング信号を受けるスイッチング部が図1の場合同様3つある。   LO0, LO60, LO120, LO180, LO240, and LO300 are each input with a local oscillator signal whose phase is different from that of one of the local oscillator signals by 0 °, 60 °, 120 °, 180 °, 240 °, and 300 °. This corresponds to the input of the switching signal in FIG. Further, there are three switching units for receiving these switching signals as in FIG.

LO0とLO180が入力されるスイッチング部はM3、M4、M9、M10によって構成される。また、LO120とLO300が入力されるスイッチング部はM7、M8、M13、M14によって構成される。また、LO240とLO60が入力されるスイッチング部はM5、M6、M11、M12によって構成される。   The switching unit to which LO0 and LO180 are input includes M3, M4, M9, and M10. The switching unit to which LO120 and LO300 are input is configured by M7, M8, M13, and M14. The switching unit to which LO 240 and LO 60 are input is configured by M5, M6, M11, and M12.

今LO0とLO180が入力されるスイッチング部に注目すると、M3とM10のドレインはOP1に接続され、M4とM9のドレインはON1に接続される。さらに、M3とM4のドレインはそれぞれ抵抗R1およびR2を介して電源電圧Vsupに接続される。   If attention is paid to the switching unit to which LO0 and LO180 are input, the drains of M3 and M10 are connected to OP1, and the drains of M4 and M9 are connected to ON1. Further, the drains of M3 and M4 are connected to the power supply voltage Vsup via resistors R1 and R2, respectively.

スイッチング信号LO0は、M3とM4のゲートに入力され、LO180はM9とM10のゲートに入力される。   The switching signal LO0 is input to the gates of M3 and M4, and LO180 is input to the gates of M9 and M10.

M3とM9のソースはM1のドレインであるノードP1に接続され、M4とM10のソースはM2のドレインであるノードP2に接続されている。   The sources of M3 and M9 are connected to node P1, which is the drain of M1, and the sources of M4 and M10 are connected to node P2, which is the drain of M2.

以下同様にLO120とLO300が入力されるスイッチング部に注目すると、M7とM14のドレインはOP3に接続され、M8とM13のドレインはON3に接続される。さらに、M7とM8のドレインはそれぞれ抵抗R5およびR6を介して電源電圧Vsupに接続される。   Similarly, when attention is paid to the switching unit to which LO120 and LO300 are input, the drains of M7 and M14 are connected to OP3, and the drains of M8 and M13 are connected to ON3. Further, the drains of M7 and M8 are connected to the power supply voltage Vsup via resistors R5 and R6, respectively.

スイッチング信号LO120は、M7とM8のゲートに入力され、LO300はM13とM14のゲートに入力される。   Switching signal LO120 is input to the gates of M7 and M8, and LO300 is input to the gates of M13 and M14.

M7とM13のソースはM1のドレインであるノードP1に接続され、M8とM14のソースはM2のドレインであるノードP2に接続されている。   The sources of M7 and M13 are connected to the node P1, which is the drain of M1, and the sources of M8 and M14 are connected to the node P2, which is the drain of M2.

またLO240とLO60が入力されるスイッチング部に注目すると、M6とM13のドレインはOP2に接続され、M5とM12のドレインはON2に接続される。さらに、M5とM6のドレインはそれぞれ抵抗R3およびR4を介して電源電圧Vsupに接続される。   When attention is paid to the switching unit to which LO240 and LO60 are input, the drains of M6 and M13 are connected to OP2, and the drains of M5 and M12 are connected to ON2. Further, the drains of M5 and M6 are connected to the power supply voltage Vsup via resistors R3 and R4, respectively.

スイッチング信号LO240は、M13とM12のゲートに入力され、LO60はM5とM6のゲートに入力される。   The switching signal LO240 is input to the gates of M13 and M12, and LO60 is input to the gates of M5 and M6.

M5とM11のソースはM1のドレインであるノードP1に接続され、M6とM12のソースはM2のドレインであるノードP2に接続されている。   The sources of M5 and M11 are connected to the node P1, which is the drain of M1, and the sources of M6 and M12 are connected to the node P2, which is the drain of M2.

トランジスタM1、M2および定電流源I1、I2、I3はトランスコンダクタンス・アンプ(電圧を入力とし、電流を出力とするアンプ)を形成し、高周波信号である入力信号電圧を電流信号に変換している。定電流源I1、I2、I3に流れる電流を素子名称で代用すると、(4)式の関係が成り立つように設定している。
I1>I2+I3 ・・・・(4)
ただし、ここで、I2=I3である。
Transistors M1 and M2 and constant current sources I1, I2 and I3 form a transconductance amplifier (an amplifier which receives voltage and outputs current), and converts an input signal voltage which is a high frequency signal into a current signal. . When the currents flowing through the constant current sources I1, I2, and I3 are substituted by element names, the relationship of the expression (4) is established.
I1> I2 + I3 (4)
However, here, I2 = I3.

定電流源I2およびI3は、混合におけるスイッチング素子に流れる電流の直流成分を低減させるためのものであり、スイッチングの際に発生する1/fノイズの低減を目的としたものである。定電流源I2およびI3は抵抗であっても良いし、定電流源I2およびI3はなくても良い。   The constant current sources I2 and I3 are for reducing the direct current component of the current flowing through the switching elements in the mixing, and are intended to reduce 1 / f noise generated during switching. The constant current sources I2 and I3 may be resistors, and the constant current sources I2 and I3 may not be provided.

以上のように接続された回路の動作について説明する。まず、それぞれのスイッチング信号はNチャンネルFETのゲートに接続されているので、スイッチング信号が正弦波であるとすると、あるスイッチング信号がXの値より大きい時には、他のスイッチング信号は全てX以下の値になっているといった値Xが存在する。そして、それは位相が60°進む間この関係が保持される。この位相
の範囲である角度を導通角と呼ぶ。具体的にはスイッチング信号LO0がX以上の値を有するのは位相角度で60°の間であり、この間は他のスイッチング信号の値はこれより小さい。すなわち、この位相角度60°の間はLO0がゲートに接続されているトランジスタM3とM4だけがON状態となっている。すると、M3のドレインとM4のドレインにはRF+とRF−の反転された電圧が出力される。一方、LO180が入力されたときはM9とM10がON状態となる。M9にはM4のドレインに流れる電流がながれ、M10にはM3に流れる電流が流れるためM10とM9のドレインにはRF−とRF+の反転された電圧が出力される。これは図1のスイッチング部10の動作と同じである。
The operation of the circuit connected as described above will be described. First, since each switching signal is connected to the gate of the N-channel FET, assuming that the switching signal is a sine wave, when a certain switching signal is larger than the value of X, all the other switching signals are values less than or equal to X. There exists a value X such as And it maintains this relationship while the phase advances by 60 °. The angle that is the range of this phase is called the conduction angle. Specifically, the switching signal LO0 has a value of X or more during the phase angle between 60 °, and during this period, the values of the other switching signals are smaller than this. That is, during this phase angle of 60 °, only the transistors M3 and M4 whose LO0 is connected to the gate are in the ON state. Then, inverted voltages of RF + and RF− are output to the drain of M3 and the drain of M4. On the other hand, when LO180 is input, M9 and M10 are turned on. A current flowing through the drain of M4 flows through M9, and a current flowing through M3 flows through M10. Therefore, inverted voltages of RF− and RF + are output to the drains of M10 and M9. This is the same as the operation of the switching unit 10 in FIG.

LO120とLO300が入力されるスイッチング部もLO240とLO60が入力されるスイッチング部も同様に動作する。   The switching unit to which LO120 and LO300 are input operates similarly to the switching unit to which LO240 and LO60 are input.

以上を言い換えると以下のようになる。ミキサに入力された高周波の電流信号に対して、ノードP1から出力される分はトランジスタM3、M5、M7、M9、M11、M13によってスイッチングされ、六つの出力信号端OP1、ON1、OP2、ON2、OP3、ON3に振り分けられる。同様に、ノードP2から出力される分はトランジスタM4、M6、M8、M10、M12、M14によってスイッチングされ、六つの出力信号端OP1、ON1、OP2、ON2、OP3、ON3に振り分けられる。電流の振り分けは局部発振器信号LO0、LO60、LO120、LO180、LO240、LO300の大小比較によって行なわれる。すなわち、局部発振器信号の位相に応じて、位相が60度変化するごとにスイッチングされるトランジスタが変わり、電流の振り分けが行なわれる。   In other words, it is as follows. For the high-frequency current signal input to the mixer, the output from the node P1 is switched by the transistors M3, M5, M7, M9, M11, and M13, and the six output signal terminals OP1, ON1, OP2, ON2, Sorted into OP3 and ON3. Similarly, the amount output from the node P2 is switched by the transistors M4, M6, M8, M10, M12, and M14, and distributed to the six output signal terminals OP1, ON1, OP2, ON2, OP3, and ON3. Current distribution is performed by comparing the local oscillator signals LO0, LO60, LO120, LO180, LO240, and LO300. That is, according to the phase of the local oscillator signal, the transistor to be switched is changed every time the phase changes by 60 degrees, and current distribution is performed.

このとき、局部発振器信号の第2高調波による妨害波は3相の出力信号に対して同相信号となって現れるので、差動信号として扱うことにより除去することができる。たとえば、出力信号端OP1、ON1を差動信号出力として考えた場合、ノードP1からの信号は出力信号端OP1に導通角60度だけ振り分けられ、出力信号端ON1にも導通角60度だけ振り分けられる。そして互いの導通角が180度ずれているため、結果として局部発振器信号の第2高調波による変調成分は出力信号端OP1とON1に等しく現れることになる。180度ずれた信号の第2高調波成分は位相も大きさも揃った同じ信号になるからである。   At this time, the interference wave due to the second harmonic of the local oscillator signal appears as an in-phase signal with respect to the three-phase output signal, and can be eliminated by treating it as a differential signal. For example, when the output signal terminals OP1 and ON1 are considered as differential signal outputs, the signal from the node P1 is distributed to the output signal terminal OP1 by a conduction angle of 60 degrees, and is also distributed to the output signal terminal ON1 by a conduction angle of 60 degrees. . Since the conduction angles of each other are shifted by 180 degrees, as a result, the modulation component due to the second harmonic of the local oscillator signal appears equally at the output signal terminals OP1 and ON1. This is because the second harmonic component of the signal shifted by 180 degrees is the same signal with the same phase and size.

図3に本発明のミキサを用いたチューナ4の一構成例を示す。
図3のチューナは、LNA110、第1ミキサ115、第1局部発振器170、ローパスフィルターフィルタ121、同相信号除去増幅器133、BB信号ポリフェーズ・フィルタ142、第2ミキサ150、第2局部発振器175、第2IFフィルタ161、バッファ165を含む。ここで第1ミキサ115が図1のミキサ1である。
FIG. 3 shows a configuration example of the tuner 4 using the mixer of the present invention.
3 includes an LNA 110, a first mixer 115, a first local oscillator 170, a low-pass filter filter 121, an in-phase signal removal amplifier 133, a BB signal polyphase filter 142, a second mixer 150, a second local oscillator 175, A second IF filter 161 and a buffer 165 are included. Here, the first mixer 115 is the mixer 1 of FIG.

このチューナ4は、RF信号Srfを一旦3相のベースバンド信号に落としてからIF信号に周波数変換を行うダウンアップ・コンバージョン方式である。   The tuner 4 is a down-up conversion method in which the RF signal Srf is once dropped into a three-phase baseband signal and then converted into an IF signal.

第1ミキサ115は、LNA110からの入力信号を6相の第1局部発信器170からの3相信号Slo1と混合し、ベースバンド帯域の信号Sd3とする。このSd3は波形が同一で位相が120°ずつ異なる信号である。この信号にはRF信号Srfの第3高調波からの成分が同相信号として存在する。   The first mixer 115 mixes the input signal from the LNA 110 with the three-phase signal Slo1 from the six-phase first local oscillator 170 to obtain a baseband signal Sd3. This Sd3 is a signal having the same waveform and different phases by 120 °. In this signal, a component from the third harmonic of the RF signal Srf exists as an in-phase signal.

第1ミキサ115の出力Sd3をローパスフィルタ121を通し、その他の妨害波などをできるだけ除去する。ローパスフィルタ121の出力Sd3fは同相信号除去増幅器133に入力される。この時点で同相信号として重畳していたRF信号の3倍の周波数成分は相殺される。   The output Sd3 of the first mixer 115 is passed through the low-pass filter 121 to remove other interference waves as much as possible. The output Sd3f of the low-pass filter 121 is input to the common-mode signal removal amplifier 133. At this time, the frequency component three times that of the RF signal superimposed as an in-phase signal is canceled.

同相信号除去増幅器133の出力Sdfは3相のベースバンド帯域の信号である。この信号をBB信号ポリフェーズ・フィルタ142を用いて隣接波を除去し、信号Sdffとする。その後、第2ミキサ150で単相のIF信号Sif1に周波数変換し、通常のIFフィルタ161で余分な成分を除去し、信号Sif1fとした後、出力アンプ165から出力Sotとする。   The output Sdf of the in-phase signal removal amplifier 133 is a three-phase baseband signal. The adjacent wave is removed from this signal by using the BB signal polyphase filter 142 to obtain a signal Sdff. After that, the frequency is converted into a single-phase IF signal Sif1 by the second mixer 150, and an extra component is removed by a normal IF filter 161 to obtain the signal Sif1f, and then the output is output from the output amplifier 165.

また、図4に3相信号Slo1を出力する第1局部発振器170の一構成例を示す。図4は3相信号を出力するリング発振器である。このリング発振器は、インバータV1乃至V6と、コンデンサC1乃至C6と、定電流源Icと、出力端子OUT1乃至6を含む。インバータV1、V2、V3はそれぞれの出力が次のインバータの入力となるように接続されており、インバータV3の出力はインバータV1の入力に接続されている。すなわち、インバータV1乃至V3はリング状に接続されている。なお、ここで、インバータは反転増幅器と同意味として使う。   FIG. 4 shows a configuration example of the first local oscillator 170 that outputs the three-phase signal Slo1. FIG. 4 shows a ring oscillator that outputs a three-phase signal. This ring oscillator includes inverters V1 to V6, capacitors C1 to C6, a constant current source Ic, and output terminals OUT1 to OUT6. The inverters V1, V2, and V3 are connected so that each output becomes the input of the next inverter, and the output of the inverter V3 is connected to the input of the inverter V1. That is, the inverters V1 to V3 are connected in a ring shape. Here, the inverter is used as the same meaning as the inverting amplifier.

インバータV1の出力は、コンデンサC1を介してインバータV4の入力に接続されており、インバータV1の入力は、コンデンサC2を介してインバータV4の出力に接続されている。
同様にインバータV2の出力は、コンデンサC3を介してインバータV5の入力に接続されており、インバータV2の入力は、コンデンサC4を介してインバータV5の出力に接続されている。
The output of the inverter V1 is connected to the input of the inverter V4 via the capacitor C1, and the input of the inverter V1 is connected to the output of the inverter V4 via the capacitor C2.
Similarly, the output of the inverter V2 is connected to the input of the inverter V5 via the capacitor C3, and the input of the inverter V2 is connected to the output of the inverter V5 via the capacitor C4.

また、インバータV3の出力は、コンデンサC5を介してインバータV6の入力に接続されており、インバータV3の入力は、コンデンサC6を介してインバータV6の出力に接続されている。つまり、第1の増幅器列のインバータV1は第2の増幅器列のインバータV4と対応している。同様にインバータV2とV5、およびインバータV3とV6も対応している。   The output of the inverter V3 is connected to the input of the inverter V6 via the capacitor C5, and the input of the inverter V3 is connected to the output of the inverter V6 via the capacitor C6. In other words, the inverter V1 in the first amplifier row corresponds to the inverter V4 in the second amplifier row. Similarly, inverters V2 and V5 and inverters V3 and V6 also correspond.

インバータV1乃至V6は駆動電源Vccで駆動されており、接地側には定電流源Icが接続されている。出力端子OUT1乃至6はインバータV1乃至V6の出力端に接続されている。このように接続されたインバータは以下のように動作する。   The inverters V1 to V6 are driven by a drive power supply Vcc, and a constant current source Ic is connected to the ground side. The output terminals OUT1 to OUT6 are connected to the output terminals of the inverters V1 to V6. The inverter connected in this way operates as follows.

まず、インバータV1、V2、V3に注目すると、インバータV1の入力が最初にゼロであったとすると、遅延時間t後に出力が1になる。この出力はインバータV2の入力となり、やはり遅延時間t後にインバータV2はゼロの出力となる。同様にこの出力はインバータV3の入力となり、遅延時間t後にインバータV3は1を出力する。インバータV3の出力はインバータV1の入力となり、以下同様の動作を繰り返す。   First, paying attention to the inverters V1, V2, and V3, if the input of the inverter V1 is initially zero, the output becomes 1 after the delay time t. This output becomes the input of the inverter V2, and after a delay time t, the inverter V2 becomes a zero output. Similarly, this output becomes the input of the inverter V3, and the inverter V3 outputs 1 after the delay time t. The output of the inverter V3 becomes the input of the inverter V1, and the same operation is repeated thereafter.

すなわち、インバータV1の出力は時間3t毎に変化し、周期は6tである。インバータV2およびV3の出力も同様である。しかし、インバータV1から見ると、インバータV3の出力は2t分だけ遅れており、インバータV2の出力は4tだけ遅れている。周期が6tであるので、2tは位相で120度に対応し、4tは240度に対応する。   That is, the output of the inverter V1 changes every 3t, and the cycle is 6t. The same applies to the outputs of the inverters V2 and V3. However, when viewed from the inverter V1, the output of the inverter V3 is delayed by 2t, and the output of the inverter V2 is delayed by 4t. Since the period is 6t, 2t corresponds to 120 degrees in phase, and 4t corresponds to 240 degrees.

このように、インバータV1、V2、V3の出力はOUT1の位相をゼロ度とすると、OUT2は240度、OUT3は120度だけ位相がずれた信号である。この意味でOUT1をP0、OUT2をP240、OUT3をP120と表す。   Thus, the outputs of the inverters V1, V2, and V3 are signals whose phases are shifted by 240 degrees and OUT3 by 120 degrees, assuming that the phase of OUT1 is zero degrees. In this sense, OUT1 is represented as P0, OUT2 as P240, and OUT3 as P120.

V4、V5、V6のインバータはそれぞれ対応する反転増幅器同士の出力を、位相差が180度となるように容量結合させている。このようにすることで、二つのリング発振器の位相差を確実に180度とし、結果として位相差が60度ずつ異なる6相の発振信号を得ることができる。   The inverters V4, V5, and V6 respectively capacitively couple the outputs of the corresponding inverting amplifiers so that the phase difference is 180 degrees. By doing so, the phase difference between the two ring oscillators can be surely set to 180 degrees, and as a result, six-phase oscillation signals having different phase differences of 60 degrees can be obtained.

本発明第1の実施の形態においては、増幅素子であるトランジスタM1、M2および、スイッチング素子であるトランジスタM3〜M14にFETを用いていたが、図5に示すようにバイポーラトランジスタを用いてもよい。図5では、図1のトランジスタM1乃至M14のゲートをベースに、ソースをエミッタに、ドレインをコレクタになるようにバイポーラトランジスタQ1乃至Q14で置き換えたミキサ3である。   In the first embodiment of the present invention, FET is used for the transistors M1 and M2 which are amplifying elements and the transistors M3 to M14 which are switching elements, but bipolar transistors may be used as shown in FIG. . In FIG. 5, the mixer 3 is replaced with bipolar transistors Q1 to Q14 based on the gates of the transistors M1 to M14 of FIG. 1 so that the source becomes the emitter and the drain becomes the collector.

また、増幅素子にはバイポーラトランジスタを使用し、スイッチング素子にFETを使用するようにしてもよいし、増幅素子にFETを使用し、スイッチング素子にバイポーラトランジスタを用いるようにしてもよい。   Further, a bipolar transistor may be used as the amplifying element, a FET may be used as the switching element, a FET may be used as the amplifying element, and a bipolar transistor may be used as the switching element.

(実施の形態2)
図6は本発明第2の実施の形態であるミキサ4の回路図である。本発明第1の実施の形態と原理は同じであるが、ミキサの構造がフォールデッド構造になっている点が異なる。本発明第1の実施の形態においては、トランジスタM3〜M14がNチャネルであったのに対して、本発明第2の実施の形態においては、トランジスタM3〜M14がPチャネルである点が大きな相違点である。定電流源I2、I3により電流の直流成分の向きが反転している。そのためには、定電流源の電流値に対して次の(5)式の条件を満たす必要がある。
I1<I2+I3 ・・・・(5)
ただし、I2=I3である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a circuit diagram of the mixer 4 according to the second embodiment of the present invention. The principle is the same as that of the first embodiment of the present invention, except that the mixer has a folded structure. In the first embodiment of the present invention, the transistors M3 to M14 are N-channel, whereas in the second embodiment of the present invention, the transistors M3 to M14 are P-channel. Is a point. The direction of the direct current component of the current is reversed by the constant current sources I2 and I3. For this purpose, it is necessary to satisfy the condition of the following equation (5) with respect to the current value of the constant current source.
I1 <I2 + I3 (5)
However, I2 = I3.

ミキサをフォールデッド構造にすることの利点は、電源電圧を低く設定することが可能であることである。ミキサのトランスコンダクタンス・アンプ部とスイッチングおよび負荷部を縦積みにしなくても済むために、低電圧動作が可能になる。フォールデッド構造のさらなる利点は、トランスコンダクタンス・アンプ部にNチャネルのトランジスタを用い、スイッチング部にPチャネルのトランジスタを用いることができる点である。トランジスタの増幅性能としてはNチャネルの方が有利であるのに対して、1/fノイズの発生の観点からはPチャネルの方が有利である。フォールデッド構造にすることにより、増幅性能を落とすことなく1/fノイズを小さくすることができるので、特にダイレクトコンバージョン方式のチューナに用いる際に有利となる。   An advantage of the folded structure of the mixer is that the power supply voltage can be set low. Since the transconductance amplifier unit of the mixer and the switching and load unit do not have to be stacked vertically, low voltage operation is possible. A further advantage of the folded structure is that an N-channel transistor can be used for the transconductance amplifier section and a P-channel transistor can be used for the switching section. The N channel is more advantageous as the amplification performance of the transistor, while the P channel is more advantageous from the viewpoint of 1 / f noise generation. By using a folded structure, 1 / f noise can be reduced without degrading amplification performance, which is particularly advantageous when used in a direct conversion type tuner.

本発明第2の実施の形態においては、増幅素子であるトランジスタM1、M2および、スイッチング素子であるトランジスタM3〜M14にFETを用いていたが、増幅素子およびスイッチング素子にバイポーラトランジスタを用いてもよい。また、増幅素子にはバイポーラトランジスタを使用し、スイッチング素子にFETを使用するようにしてもよいし、増幅素子にFETを使用し、スイッチング素子にバイポーラトランジスタを用いるようにしてもよい。   In the second embodiment of the present invention, FET is used for the transistors M1 and M2 which are amplifying elements and the transistors M3 to M14 which are switching elements, but bipolar transistors may be used for the amplifying elements and switching elements. . Further, a bipolar transistor may be used as the amplifying element, a FET may be used as the switching element, a FET may be used as the amplifying element, and a bipolar transistor may be used as the switching element.

(実施の形態3)
図7は本発明第3の実施の形態であるミキサ5の回路図である。本発明第1の実施の形態と原理は同じであるが、ミキサの構造がスイッチング・ミキサとなっている点が異なる。出力端OP1,ON1、OP2、ON2、OP3、ON3に対する負荷としては、同相モードに対する直流インピーダンスが十分に高くなるようにする。本発明第1の実施の形態や第2の実施の形態においては、スイッチング素子に直流電流が重畳して流れているが、本発明第3の実施の形態においてはスイッチング素子に流れる電流に直流成分が含まれない。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a circuit diagram of the mixer 5 according to the third embodiment of the present invention. The principle is the same as that of the first embodiment of the present invention, except that the mixer structure is a switching mixer. As a load for the output terminals OP1, ON1, OP2, ON2, OP3, and ON3, the DC impedance for the common mode is made sufficiently high. In the first and second embodiments of the present invention, a direct current flows through the switching element, but in the third embodiment of the present invention, a direct current component is included in the current flowing through the switching element. Is not included.

ミキサ構造としてスイッチング・ミキサにすることの利点は、1/fノイズを大幅に低減することができることである。しかし、局部発振器信号のレベルを相当に高くする必要があることや、大信号に対する歪が発生することを考慮する必要がある。   The advantage of using a switching mixer as the mixer structure is that 1 / f noise can be greatly reduced. However, it is necessary to take into consideration that the level of the local oscillator signal needs to be considerably increased and that distortion with respect to a large signal occurs.

本発明第3の実施の形態においては、増幅素子であるトランジスタM1、M2にFETを用いていたが、増幅素子にバイポーラトランジスタを用いてもよい。バイポーラトランジスタは信号のスイッチング動作をさせるのに信号に直流電流を重畳させる必要があるので、その場合でもスイッチング素子であるトランジスタM3〜M14はFETを使用する。   In the third embodiment of the present invention, the FET is used for the transistors M1 and M2 which are amplifying elements, but a bipolar transistor may be used for the amplifying elements. Since a bipolar transistor requires a DC current to be superimposed on a signal in order to perform a signal switching operation, the transistors M3 to M14 which are switching elements still use FETs.

(実施の形態4)
本発明第4の実施の形態であるミキサ6の回路図を図8に示す。このミキサは送信機に用いるミキサであり、ベースバンド信号を局部発振器信号により変調し、高周波信号を生成する。ベースバンド信号は平衡な3相信号であり、局部発振器信号は6相の信号を平衡な3相信号として用いている。
(Embodiment 4)
A circuit diagram of the mixer 6 according to the fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. This mixer is a mixer used for a transmitter, and modulates a baseband signal with a local oscillator signal to generate a high-frequency signal. The baseband signal is a balanced three-phase signal, and the local oscillator signal uses a six-phase signal as a balanced three-phase signal.

3つの平衡なベースバンド信号をそれぞれ1つづつのスイッチング部が受け持つ。例としてBP1とBN1が入力端子であるスイッチング部20について接続関係を説明する。BP1とBN1はトランジスタM1およびM2のゲートに接続される。トランジスタM1とM2はソースが共通に接続され定電流源I1を介して接地される。トランジスタM1とM2のドレインには、それぞれソースを共通に接続した2つのトランジスタが接続されている。   One switching unit is responsible for each of the three balanced baseband signals. As an example, a connection relationship will be described for the switching unit 20 in which BP1 and BN1 are input terminals. BP1 and BN1 are connected to the gates of transistors M1 and M2. Transistors M1 and M2 have their sources connected in common and are grounded via a constant current source I1. Two transistors each having a source connected in common are connected to the drains of the transistors M1 and M2.

すなわち、トランジスタM1のドレインにはトランジスタM3とM4のソースが接続されており、またトランジスタM2のドレインにはトランジスタM5とM6のソースが接続されている。トランジスタM3、M4、M5、M6のドレインは出力端子OPとONに接続され、また抵抗R1とR2を介して電源電圧と接続されている。   That is, the sources of the transistors M3 and M4 are connected to the drain of the transistor M1, and the sources of the transistors M5 and M6 are connected to the drain of the transistor M2. The drains of the transistors M3, M4, M5, and M6 are connected to the output terminals OP and ON, and are connected to the power supply voltage via the resistors R1 and R2.

そして6相局部発振器の位相ゼロ度の信号端子は、トランジスタM3、M5のゲートに接続され、位相180度の信号端子はトランジスタM4、M6のゲートに接続されている。また、トランジスタM3、M6のドレインは出力端子OPに接続され、トランジスタM4、M5のドレインは出力端子ONに接続される。出力端子OPとONはそれぞれR1とR2を介して電源電圧に接続されている。   The zero-phase signal terminal of the six-phase local oscillator is connected to the gates of the transistors M3 and M5, and the 180-degree signal terminal is connected to the gates of the transistors M4 and M6. The drains of the transistors M3 and M6 are connected to the output terminal OP, and the drains of the transistors M4 and M5 are connected to the output terminal ON. The output terminals OP and ON are connected to the power supply voltage via R1 and R2, respectively.

他の2つのスイッチング部もこれに準じており、M1、M2、M3、M4、M5、M6のトランジスタは、それぞれ、M7、M8、M9、M10、M11、M12と、M13、M14、M15、M16、M17、M18、に対応する。   The other two switching units are based on this, and the transistors M1, M2, M3, M4, M5, and M6 are M7, M8, M9, M10, M11, and M12, and M13, M14, M15, and M16, respectively. , M17, M18.

ベースバンド信号の各相の信号は局部発振器信号の平衡な一つの相によりそれぞれのスイッチング部で変調され、それらの出力がすべて加えあわされている。各相においては、ダブル・バランスト・ミキサにより変調が行われているので、出力信号である高周波信号には局部発振器信号の第2高調波成分は含まれない。局部発振器信号の第3高調波成分に関しては、それがベースバンド信号により変調されたものが出力信号である各相の高周波信号に含まれている。しかし、3相の出力がすべて加算されたところで局部発振器信号の第3高調波信号は相殺される。局部発振器信号の各相の第3高調波成分は位相がすべて同じであることと、ベースバンド信号の3相の信号の総和はゼロであることによる。   The signal of each phase of the baseband signal is modulated by each switching unit by one balanced phase of the local oscillator signal, and all of their outputs are added together. Since each phase is modulated by a double balanced mixer, the high-frequency signal as the output signal does not include the second harmonic component of the local oscillator signal. The third harmonic component of the local oscillator signal is included in the high-frequency signal of each phase that is an output signal that is modulated by the baseband signal. However, the third harmonic signal of the local oscillator signal is canceled when all three-phase outputs are added. This is because the third harmonic component of each phase of the local oscillator signal has the same phase, and the sum of the three-phase signals of the baseband signal is zero.

送信機の構成例を図9に示す。本実施の形態のミキサ6は、この図ではミキサ186である。ベースバンド信号は2相のデジタル信号(PCM信号)180として与えられるものとする。2相のデジタル信号であるベースバンド信号は3相2相変換器が行うデジタル信号処理で3相のデジタル信号に変換される。そして、3相のうちの2相がDAC(デジタル−アナログ変換器)182によりアナログ信号に変換される。アナログ信号に変換された2相分の信号を加算して−1を乗じた信号を生成し、それを残る1相の信号191とする。DACを三つ用いないのは、回路規模の増大を抑えるためである。その後、ミキサ186を経て第2、第3高調波信号を含まないRF信号としてアンプ187から送信される。   A configuration example of the transmitter is shown in FIG. The mixer 6 of the present embodiment is a mixer 186 in this figure. The baseband signal is assumed to be given as a two-phase digital signal (PCM signal) 180. A baseband signal which is a two-phase digital signal is converted into a three-phase digital signal by digital signal processing performed by a three-phase two-phase converter. Two of the three phases are converted into analog signals by a DAC (digital-analog converter) 182. The two-phase signals converted into analog signals are added to generate a signal multiplied by −1, and this is used as the remaining one-phase signal 191. The reason for not using three DACs is to suppress an increase in circuit scale. Thereafter, the signal is transmitted from the amplifier 187 through the mixer 186 as an RF signal not including the second and third harmonic signals.

本発明第4の実施の形態においては、増幅素子であるトランジスタM1、M2、M7、M8、M13、M14および、スイッチング素子であるトランジスタM3〜M6、M9〜M12、M15〜M18にFETを用いていたが、増幅素子およびスイッチング素子にバイポーラトランジスタを用いてもよい。また、増幅素子にはバイポーラトランジスタを使用し、スイッチング素子にFETを使用するようにしてもよいし、増幅素子にFETを使用し、スイッチング素子にバイポーラトランジスタを用いるようにしてもよい。
In the fourth embodiment of the present invention, FETs are used for the transistors M1, M2, M7, M8, M13, and M14 that are amplifying elements and the transistors M3 to M6, M9 to M12, and M15 to M18 that are switching elements. However, bipolar transistors may be used for the amplifying element and the switching element. Further, a bipolar transistor may be used as the amplifying element, a FET may be used as the switching element, a FET may be used as the amplifying element, and a bipolar transistor may be used as the switching element.

本発明のチューナは無線信号を受信する受信機に利用できる。   The tuner of the present invention can be used for a receiver that receives a radio signal.

本発明のミキサの構成を示す図。The figure which shows the structure of the mixer of this invention. 本発明のミキサを実現する具体的な回路構成を示す図。The figure which shows the specific circuit structure which implement | achieves the mixer of this invention. 本発明のミキサを用いたチューナの構成を示す図。The figure which shows the structure of the tuner using the mixer of this invention. 本発明のミキサに入力される局部発振器の構成を示す図。The figure which shows the structure of the local oscillator input into the mixer of this invention. 図2のトランジスタをバイポーラタイプに置き換えた場合の構成を示す図。The figure which shows the structure at the time of replacing the transistor of FIG. 2 with the bipolar type. 本発明のミキサをPチャンネル型FETで構成した場合を示す図。The figure which shows the case where the mixer of this invention is comprised by P channel type FET. 本発明のミキサにおいて負荷抵抗を省略した場合の構成を示す図。The figure which shows the structure at the time of omitting load resistance in the mixer of this invention. 本発明の送信用ミキサの回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of the mixer for transmission of this invention. 図8のミキサを用いた送信機の構成を示す図。The figure which shows the structure of the transmitter using the mixer of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1乃至6 ミキサ
10乃至12 スイッチング部
15乃至17 スイッチング信号
400 チューナ

1 to 6 Mixer 10 to 12 Switching unit 15 to 17 Switching signal 400 Tuner

Claims (5)

平衡信号が入力される信号入力端子と、
前記信号入力端子が入力端子に接続され、それぞれが信号出力端子とスイッチング信号入力端子を有するスイッチング部を3つ有するミキサであって、
それぞれのスイッチング部は、
前記スイッチング信号入力端子に入力されるスイッチング信号によって、
前記入力端子と前記信号出力端子を接続するか、
前記信号入力端子の反転出力を前記信号出力端子に接続するか、
前記信号入力端子と前記信号出力端子を接続しないか、
のいずれかの状態を選択するスイッチング部であるミキサ。
A signal input terminal to which a balanced signal is input;
The signal input terminal is connected to an input terminal, each of which is a mixer having three switching units each having a signal output terminal and a switching signal input terminal,
Each switching part
By the switching signal input to the switching signal input terminal,
Connect the input terminal and the signal output terminal,
Connect the inverted output of the signal input terminal to the signal output terminal,
Do not connect the signal input terminal and the signal output terminal,
A mixer that is a switching unit that selects one of the states.
平衡信号が入力される信号入力端子と、
第1、第2および第3のスイッチング部を有するミキサであって、
前記信号入力端子は
ソース同士が連結され、かつ定電流源を介して接地され、ドレインは定電流源を介して定電圧源に接続された第1および第2の入力トランジスタのゲートに接続され、
前記第1、第2および第3のスイッチング部はそれぞれ4つのトランジスタと2つの抵抗と2つの信号出力端子を有し、
第1のトランジスタは、
ソースが前記第1の入力トランジスタのドレインに接続され、
ドレインが第1の信号出力端子と第1の抵抗を介して電圧源に接続され、
ゲートが第1のスイッチング信号端子に接続され、
第2のトランジスタは、
ソースが前記第2の入力トランジスタのドレインに接続され、
ドレインが第2の信号出力端子と第2の抵抗を介して電圧源に接続され、
ゲートが第1のスイッチング信号端子に接続され、
第3のトランジスタは、
ソースが前記第1の入力トランジスタのドレインに接続され、
ドレインが前記第2の信号出力端子に接続され、
ゲートが前記第2のスイッチング信号端子に接続され、
第4のトランジスタは、
ソースが前記第2の入力トランジスタのドレインに接続され、
ドレインが前記第1の信号出力端子に接続され、
ゲートが前記第2のスイッチング信号端子に接続されたミキサ。
A signal input terminal to which a balanced signal is input;
A mixer having first, second and third switching sections,
The signal input terminal is connected to each other and grounded via a constant current source, and the drain is connected to the gates of the first and second input transistors connected to the constant voltage source via the constant current source,
Each of the first, second and third switching units has four transistors, two resistors and two signal output terminals,
The first transistor is
A source connected to the drain of the first input transistor;
The drain is connected to the voltage source via the first signal output terminal and the first resistor;
The gate is connected to the first switching signal terminal;
The second transistor is
A source connected to the drain of the second input transistor;
A drain connected to a voltage source via a second signal output terminal and a second resistor;
The gate is connected to the first switching signal terminal;
The third transistor is
A source connected to the drain of the first input transistor;
A drain connected to the second signal output terminal;
A gate is connected to the second switching signal terminal;
The fourth transistor is
A source connected to the drain of the second input transistor;
A drain connected to the first signal output terminal;
A mixer having a gate connected to the second switching signal terminal.
前記3つのスイッチング部を構成する前記4つのトランジスタはPチャンネル型FETである請求項2に記載されたミキサ。 The mixer according to claim 2, wherein the four transistors constituting the three switching units are P-channel FETs. 平衡信号が入力される信号入力端子と、
第1、第2および第3のスイッチング部を有するミキサであって、
前記信号入力端子は
ソース同士が連結され、かつ定電流源を介して接地され、それぞれのドレインは第1および第2の抵抗を解して定電圧源に接続された第1および第2の入力トランジスタのゲートに接続され、
前記第1、第2および第3のスイッチング部はそれぞれ4つのトランジスタと2つの抵抗と2つの信号出力端子を有し、
第1のトランジスタは、
ソースが前記第1の入力トランジスタのドレインに接続され、
ドレインが第1の信号出力端子に接続され、
ゲートが第1のスイッチング信号端子に接続され、
第2のトランジスタは、
ソースが前記第2の入力トランジスタのドレインに接続され、
ドレインが第2の信号出力端子に接続され、
ゲートが第1のスイッチング信号端子に接続され、
第3のトランジスタは、
ソースが前記第1の入力トランジスタのドレインに接続され、
ドレインが前記第2の信号出力端子に接続され、
ゲートが前記第2のスイッチング信号端子に接続され、
第4のトランジスタは、
ソースが前記第2の入力トランジスタのドレインに接続され、
ドレインが前記第1の信号出力端子に接続され、
ゲートが前記第2のスイッチング信号端子に接続されたミキサ。
A signal input terminal to which a balanced signal is input;
A mixer having first, second and third switching sections,
The signal input terminal has first and second inputs connected to each other and grounded via a constant current source, and each drain is connected to a constant voltage source via first and second resistors. Connected to the gate of the transistor,
Each of the first, second and third switching units has four transistors, two resistors and two signal output terminals,
The first transistor is
A source connected to the drain of the first input transistor;
The drain is connected to the first signal output terminal;
The gate is connected to the first switching signal terminal;
The second transistor is
A source connected to the drain of the second input transistor;
The drain is connected to the second signal output terminal;
The gate is connected to the first switching signal terminal;
The third transistor is
A source connected to the drain of the first input transistor;
A drain connected to the second signal output terminal;
A gate is connected to the second switching signal terminal;
The fourth transistor is
A source connected to the drain of the second input transistor;
A drain connected to the first signal output terminal;
A mixer having a gate connected to the second switching signal terminal.
平衡信号が入力される信号入力端子と、スイッチング信号が入力される第1および第2のスイッチング信号端子をそれぞれ有する第1、第2および第3のスイッチング部と、
前記第1、第2および第3のスイッチング部の出力が接続され、
抵抗を介して電源電圧に接続された、
平衡信号を出力する第1および第2の信号出力端子を有するミキサであって、
前記それぞれのスイッチング部は6つのトランジスタを有し、
前記信号入力端子は
ソース同士が連結され、かつ定電流源を介して接地された、第1および第2の入力トランジスタのゲートに接続され、
前記第1のトランジスタのドレインはソース同士が連結された第3および第4のトランジスタのソースに接続され、
前記第2のトランジスタのドレインはソース同士が連結された第5および第6のトランジスタのソースに接続され、
前記第3および第6のトランジスタのドレインは前記第1の信号出力端子に接続され、
前記第4および第5のトランジスタのドレインは前記第2の信号出力端子に接続され、
前記第3および第5のトランジスタのゲートは前記第1のスイッチング信号端子に接続され、
前記第4および第6のトランジスタのゲートは前記第2のスイッチング信号端子に接続されたミキサ。





First, second, and third switching units each having a signal input terminal to which a balanced signal is input, and first and second switching signal terminals to which a switching signal is input;
The outputs of the first, second and third switching units are connected;
Connected to the supply voltage through a resistor,
A mixer having first and second signal output terminals for outputting a balanced signal,
Each of the switching units has six transistors,
The signal input terminal is connected to gates of first and second input transistors, the sources of which are connected to each other and grounded through a constant current source,
The drain of the first transistor is connected to the sources of the third and fourth transistors connected to each other;
The drain of the second transistor is connected to the sources of the fifth and sixth transistors whose sources are connected to each other;
The drains of the third and sixth transistors are connected to the first signal output terminal,
The drains of the fourth and fifth transistors are connected to the second signal output terminal,
Gates of the third and fifth transistors are connected to the first switching signal terminal;
A mixer in which gates of the fourth and sixth transistors are connected to the second switching signal terminal.





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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012129636A (en) * 2010-12-13 2012-07-05 Steady Design Ltd Frequency conversion circuit, transmitter and receiver
WO2015001924A1 (en) * 2013-07-03 2015-01-08 シャープ株式会社 Frequency converter

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