JP2009239602A - 差動増幅器、ローカルバッファ回路及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】差動増幅機能に加えて高周波成分が低下することを補正する補正機能を有する回路をきわめて簡単な回路で構成する。
【解決手段】第１及び第２のトランジスタＱ１，Ｑ２を備えた差動増幅器２５は、トランジスタＱ１のエミッタにアノードが接続され、トランジスタＱ２のエミッタにカソードが接続された第１のダイオードＤ１と、トランジスタＱ１のエミッタにカソードが接続され、トランジスタＱ２のエミッタにアノードが接続された第２のダイオードＤ２のうちの少なくとも１つを備える。これにより、差動増幅器２５は、入力信号を増幅しかつそのスパイク波形を生成してスパイク波形を有する出力信号を出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばスパイク波形などの急峻な信号波形を発生することができる差動増幅器と、上記差動増幅器を用いたローカルバッファ回路と、上記ローカルバッファ回路を用いた無線通信装置とに関する。

近年、移動体通信に用いられるディジタル直交変調方式では、周波数の利用効率を高めるために、互いに９０度の位相差を有する２つのべ−スバンド信号を送受信時に使用する。この２つのべ−スバンド信号は、Ｉ信号、Ｑ信号と呼ばれる。無線送信機において、互いに９０度の位相差を有する２つの搬送波信号を、これらのＩ信号及びＱ信号に従って、例えばＱＡＭ変調方式などでディジタル変調された後送信される。一方、無線受信機において、受信された無線信号をディジタル復調することにより、ベースバンド信号であるＩ信号及びＱ信号を得る。このとき、無線受信機では、Ｉ信号とＱ信号の９０度の位相差を正確に実現する９０度移相器を備えたディジタル復調器が必要となる。ディジタル復調器で復調するために使用する局部発振Ｉ信号及び局部発振Ｑ信号は、シンセサイザで構成された局部発振器で生成された局部発振信号に基づいて、９０度移相器を用いて生成し、ローカルバッファ回路を介して、復調器のスイッチングに十分な振幅に増幅して使用する手法が一般的に用いられている。

図９は従来技術に係る無線通信装置１０Ａの構成を示すブロック図であり、図１０は図９のローカルバッファ回路２３Ａの構成を示す回路図である。また、図１１は図１０のローカルバッファ回路２３Ａへの入力信号Ｓｉａ’，Ｓｑａ’の波形図であり、図１２は図１０のローカルバッファ回路２３Ａからの出力信号Ｓｉｂ’，Ｓｑｂ’の波形図である。なお、各信号Ｓｉａ’，Ｓｑａ’，Ｓｉｂ’，Ｓｑｂ’において、その信号の符号の添字の第１文字はＩ信号とＱ信号の別を表し、第２文字は信号検出の位置を表し、以下、同様である。また、図１１及び図１２において、Ｖ_ＤＣは所定のＤＣ電圧であり、図１２において、Ｖｔｈはハイレベルのしきい値電圧であり、Ｖｔｈ−はローレベルのしきい値電圧である。

図９において、従来技術に係る無線通信装置１０Ａは、アンテナ１１と、デュプレクサ１２と、ベースバンドデジタル信号処理回路１３と、無線送信回路１４と、無線受信回路１５Ａとを備えて構成される。ここで、無線受信回路１５Ａは、低雑音増幅器１６と、復調器である混合器１７と、ローカルシンセサイザと呼ばれる局部発振器２１と、９０度移相器２２と、ローカルバッファ回路２３Ａと、可変利得増幅器１８と、低域通過フィルタ１９と、Ａ／Ｄ変換器２０とを備えて構成される。無線受信回路１５Ａにおいて、アンテナ１１により受信された無線信号は、デュプレクサ１２及び低雑音増幅器１６を介して、混合器１７に入力される。混合器１７では、入力された無線信号と、局部発振器２１から９０度移相器２２及びローカルバッファ回路２３Ａを介して入力されかつ互いに９０度の位相差を有する局部発振Ｉ信号及びＱ信号とが乗算されて混合されることにより、ベースバンドＩ信号及びＱ信号に復調される。

図１０のローカルバッファ回路２３Ａでは、局部発振Ｉ信号と局部発振Ｑ信号のいずれかで用いられる差動増幅器を示しており、実際には、局部発振Ｉ信号と局部発振Ｑ信号に対してそれぞれ必要であるので、図１０の２つの差動増幅器を必要とする。図１０において、差動増幅器は、入力端子Ｔ１，Ｔ２と出力端子Ｔ３，Ｔ４との間に、２つのＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２からなる差動トランジスタ対ＴＰ１を備え、その電源電圧Ｖ_ＤＤ側には負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続される一方、接地側には電流源Ｓ１１が接続される。

特開昭６２−１５９９８３号公報。 特開２００３−０６０４４１号公報。

しかしながら、上記従来技術に係る無線受信回路１５Ａでは、局部発振器２１から９０度移相器２２及びローカルバッファ回路２３Ａを介して混合器１７までの局部発振信号線において、寄生抵抗や寄生容量などの寄生成分が発生することで、矩形パルスの局部発振信号Ｓｉａ’，Ｓｑａ’の高周波成分が低下して局部発振信号の波形の立ち上がりを鈍らせ（図１１の信号Ｓｉａ’，Ｓｑａ’（図１１の入力端子Ｔ１，Ｔ２での局部発振信号）及び図１２の信号Ｓｉｂ’，Ｓｑｂ’（図１１の出力端子Ｔ３，Ｔ４での局部発振信号）参照。）、混合器１７では、正確な９０度の位相差で復調することが難しくなり、復調されるベースバンドＩ信号及びＱ信号において波形劣化をもたらし、これにより、例えばビットエラーレートの低下などの無線通信品質の劣化を招いてしまうという問題点があった。なお、図１２において、αは９０度からの誤差である。

ここで、例えばローカルバッファ回路２３Ａなどにおいて用いる差動増幅器では、差動増幅機能を有しているが、矩形パルスの局部発振信号Ｓｉａ’，Ｓｑａ’の高周波成分が低下することを補正する補正機能を有していないので、上述のように、局部発振信号において波形劣化をもたらす。

図１３は特許文献１において開示された従来技術に係るビデオ信号補正回路の構成を示す回路図である。図１３において、ビデオ信号補正回路は、入力端子８１と出力端子８８との間に、キャパシタ８２及び抵抗８３にてなる微分回路８４と、ダイオード８９とバイアス直流電源９０にてなるクランプ回路８５と、加算器８７とを備えて構成される。当該ビデオ信号補正回路では、微分回路８４が低域通過フィルタを構成しているので、例えば、当該補正回路をローカルバッファ回路２３Ａにおいて用いた場合には、時定数が比較的大きく、入力される信号の高周波成分を低下させ遅延を発生させるので、上述と同様に、局部発振信号において波形劣化をもたらすという問題点があった。

本発明の第１の目的は以上の問題点を解決し、差動増幅機能に加えて高周波成分が低下することを補正する補正機能を有する回路をきわめて簡単な回路で構成することができる差動増幅器を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は以上の問題点を解決し、差動増幅機能及び補正機能を有する差動増幅器を用いたローカルバッファ回路及び、上記ローカルバッファ回路を用いた無線通信装置を提供することにある。

第１の発明に係る差動増幅器は、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタにてなるエミッタ接地の差動トランジスタ対を備え、電源電圧源が第１の負荷部と上記第１のトランジスタと第１の電流源とを介して接地されるとともに、第２の負荷部と上記第２のトランジスタと第２の電流源とを介して接地されてなり、上記第１及び第２のトランジスタの各ベースを入力端子とし、上記第１及び第２のトランジスタの各コレクタを出力端子とする差動増幅器において、
上記第１のトランジスタのエミッタにアノードが接続され、上記第２のトランジスタのエミッタにカソードが接続された第１のダイオードと、
上記第１のトランジスタのエミッタにカソードが接続され、上記第２のトランジスタのエミッタにアノードが接続された第２のダイオードのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする。

また、第２の発明に係るローカルバッファ回路は、
上記差動増幅器である第１の差動増幅器と、
上記入力端子に入力される入力信号を差動増幅して出力する第２の差動増幅器と、
上記第１の差動増幅器からの出力信号と、上記第２の差動増幅器からの出力信号とを加算して、加算結果の信号を出力する加算回路とを備えたことを特徴とする。

さらに、第３の発明に係る無線通信装置は、受信された無線信号を、局部発振器により発生される互いに直交する局部発振Ｉ信号及び局部発振Ｑ信号と乗算することにより混合してベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号を発生する混合器を備えた無線通信装置において、
上記局部発振器により発生される局部発振Ｉ信号及び局部発振Ｑ信号をそれぞれ請求項２記載の各ローカルバッファ回路により信号処理した後、上記混合器に出力することを特徴とする。

本発明に係る差動増幅器によれば、第１および第２のトランジスタの各ベース端子に入力信号が入力されることにより生じる上記第１のトランジスタのベース・エミッタ間電圧と上記第２のトランジスタのベース・エミッタ間電圧との間の電位差を打ち消すための、第１のトランジスタのエミッタ電圧と第２のトランジスタのエミッタ電圧との間の電位差を変化させる第１のダイオード又は第２のダイオードのうち少なくとも１つを備えている。上記第１および第２のトランジスタの各ベース端子に入力信号が入力された瞬間は、上記第１および第２のダイオードのアノード・カソード間の電位差はゼロであるため、上記第１および第２のダイオードはオフ状態であり、差動増幅器は、通常の動作となる。その後、上記第１および第２のトランジスタの各ベース端子に入力信号が入力されてから一定時間たつと、上記第１および第２のダイオードのアノード・カソード間には電位差があるため、上記第１又は第２のダイオードは徐々にオン状態となり、上記第１又は第２のダイオードには、それぞれ順方向の電流が流れるため、上記第１および第２のダイオードには電圧降下が生じ、上記第１のトランジスタのベース・エミッタ間電圧と上記第２のトランジスタのベース・エミッタ間電圧との間の電位差をゼロに戻すため、上記差動増幅器の出力信号では、信号波形の立ち上がりまたは立下りの急峻なスパイク形状の出力波形を生成することができる。

従って、差動増幅機能に加えて高周波成分を低下させることなくスパイク波形を発生する機能を有する回路を、きわめて簡単な回路で構成することができる。特に、２つのトランジスタと少なくとも１つのダイオードで構成しているので、特許文献１の補正回路のように高周波成分を低下させることなく、高速でスイッチングさせて急峻なスパイク波形を発生することができる。

また、上記差動増幅器を用いてローカルバッファ回路を構成することにより、信号波形の立ち上がり又は立ち下がりが急峻な局部発振信号を生成することができるため、局部発振信号線において寄生成分が存在しても、信号波形の立ち上がり又は立下がりの劣化を低減することができる。

さらに、上記ローカルバッファ回路を用いて無線通信装置を構成することにより、より正確な所定の位相差を実現した局部発振信号を発生させて、無線信号と混合するので、回線品質の劣化を防止することができる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

図１は本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置１０の構成を示すブロック図であり、図２は図１のローカルバッファ回路２３の構成を示す回路図である。

図１において、本実施形態に係る無線通信装置１０は、アンテナ１１と、デュプレクサ１２と、ベースバンドデジタル信号処理回路１３と、無線送信回路１４と、無線受信回路１５とを備えて構成される。ここで、無線受信回路１５は、低雑音増幅器１６と、復調器である混合器１７と、ローカルシンセサイザと呼ばれる局部発振器２１と、９０度移相器２２と、ローカルバッファ回路２３と、可変利得増幅器１８と、低域通過フィルタ１９と、Ａ／Ｄ変換器２０とを備えて構成される。無線受信回路１５において、アンテナ１１により受信された無線信号は、デュプレクサ１２及び低雑音増幅器１６を介して、混合器１７に入力される。混合器１７では、入力された無線信号と、局部発振器２１から９０度移相器２２及びローカルバッファ回路２３を介して入力されかつ互いに９０度の位相差を有する局部発振Ｉ信号及びＱ信号Ｓｉｂ，Ｓｑｂとが乗算されて混合されることにより、ベースバンドＩ信号及びＱ信号Ｓｉｄ，Ｓｑｄに復調される。

図２のローカルバッファ回路２３では、局部発振Ｉ信号Ｓｉａと局部発振Ｑ信号Ｓｑａのいずれかで用いられる回路を示しており、実際には、局部発振Ｉ信号Ｓｉａと局部発振Ｑ信号Ｓｑａに対してそれぞれ必要であるので、図２の２つの回路を必要とする。図２において、図２のローカルバッファ回路２３は、入力端子Ｔ１，Ｔ２と出力端子Ｔ３，Ｔ４との間に、
（Ａ）第１の差動増幅器２５を構成するための、電流源Ｓ１，Ｓ２、負荷抵抗Ｒ１，Ｒ２及びエミッタ接地の差動トランジスタ対ＴＰ１（ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２にてなる）と、
（Ｂ）差動増幅された信号においてスパイク波形を生成するためのスパイク波形生成回路２６（互いに逆方向で並列接続された２つのダイオードＤ１，Ｄ２にてなる）と、
（Ｃ）第２の差動増幅器を構成するための、電流源Ｓ３及びエミッタ接地の差動トランジスタ対ＴＰ２（ＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４にてなる）と、
（Ｄ）２つの差動増幅器からの各出力信号を緩衝増幅して加算する加算回路を構成するためのエミッタ接地のトランジスタ対ＴＰ３（ＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６にてなり、エミッタフォロワー回路を構成する）とを備えて構成される。

図２において、入力端子Ｔ１は、各トランジスタＱ１，Ｑ３の各ベースに接続され、入力端子Ｔ２は、各トランジスタＱ２，Ｑ４の各ベースに接続される。直流電圧源Ｖ_ＤＤは負荷抵抗Ｒ１と、トランジスタＱ１のコレクタ及びエミッタと、ダイオードＤ１のアノードと、ダイオードＤ２のカソードと、電流源Ｓ１とを介して接地される。また、直流電圧源Ｖ_ＤＤは負荷抵抗Ｒ２と、トランジスタＱ２のコレクタ及びエミッタと、ダイオードＤ１のカソードと、ダイオードＤ２のアノードと、電流源Ｓ２とを介して接地される。ここで、抵抗Ｒ１とトランジスタＱ１のコレクタとの接続点からの出力信号Ｓｉｃ又はＳｑｃの正側信号はトランジスタＱ５のベースに印加され、抵抗Ｒ２とトランジスタＱ２のコレクタとの接続点からの出力信号Ｓｉｃ又はＳｑｃの負側信号はトランジスタＱ６のベースに印加される。さらに、直流電圧源Ｖ_ＤＤは、トランジスタＱ５のコレクタ及びエミッタと、トランジスタＱ３のコレクタ及びエミッタと、電流源Ｓ３とを介して接地され、直流電圧源Ｖ_ＤＤは、トランジスタＱ６のコレクタ及びエミッタと、トランジスタＱ４のコレクタ及びエミッタと、電流源Ｓ３とを介して接地される。ここで、トランジスタＱ５のエミッタとトランジスタＱ３のコレクタとの間の接続点から出力信号Ｓｉｂ又はＳｑｂの正側信号が出力端子Ｔ３に出力され、トランジスタＱ６のエミッタとトランジスタＱ４のコレクタとの間の接続点から出力信号Ｓｉｂ又はＳｑｂの負側信号が出力端子Ｔ３に出力される。

図３は図２のローカルバッファ回路２３の各箇所における局部発振信号Ｓｉａ，Ｓｑａ，Ｓｉｃ，Ｓｑｃ，Ｓｉｂ，Ｓｑｂの波形図であり、図４はローカルバッファ回路２３を図１のように実際の無線通信装置に使用した場合に、ローカルバッファ回路２３から伝送線路２を経て混合器１７へ入力される直前の局部発振信号Ｓｉｄ，Ｓｑｄの波形図である。なお、図３及び図４などの図面において、Ｖ_ＤＣは所定のＤＣ電圧をいう。

以上のように構成されたローカルバッファ回路２３においては、以下のように信号処理がなされる。入力端子Ｔ１，Ｔ２に入力される正負両極の矩形パルスの局部発振Ｉ信号Ｓｉａ又は局部発振Ｑ信号Ｓｑａ（図３（ａ）参照）を差動トランジスタ対ＴＰ１を含む差動増幅器２５により差動増幅した後、当該信号の立ち上がり時又は立ち下がり時にスパイク波形生成回路２６によりそれぞれ「急峻に立ち上がり又は急峻に立ち下がるスパイク波形」（図３（ｂ）参照）を生成してトランジスタ対ＴＰ３の加算回路に出力する一方、入力される局部発振Ｉ信号Ｓｉａ又は局部発振Ｑ信号Ｓｑａを差動トランジスタ対ＴＰ２を含む差動増幅器により差動増幅した後、トランジスタ対ＴＰ３の加算回路に出力する。そして、トランジスタ対ＴＰ３の加算回路は入力される２つの差動信号を加算して、加算結果の信号Ｓｉｂ又はＳｑｂ（図３（ｃ）参照）を出力端子Ｔ３，Ｔ４に出力する。

ここで、ローカルバッファ回路２３の差動増幅器２５は、スパイク波形生成回路２６を備えたことを特徴としている。ここで、差動増幅器２５における差動トランジスタＴＰ１及びスパイク波形生成回路２６の動作を以下に詳細説明する。

入力端子Ｔ１，Ｔ２に入力される矩形パルスの局部発振Ｉ信号Ｓｉａ又は局部発振Ｑ信号Ｓｑａが図３（ａ）に示すように、入力端子Ｔ１に入力される入力信号が急峻な立ち上がり波形を有する（差動信号入力のため、入力端子Ｔ２へは急峻な立下り波形を有する）とき、トランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ１はトランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ２よりも高くなる（すなわちＶｂｅ１＞Ｖｂｅ２の状態となる）。入力端子Ｔ１への入力信号が立ち上がった瞬間は、ダイオードＤ１のアノード・カソードは同電位のためオフ状態であり、電流は流れず、差動増幅器２５は通常の増幅動作をする。その後、徐々にダイオードＤ１のアノード・カソード間に電位差が生じ、ダイオードＤ１がオン状態になるので、ダイオードＤ１の順方向に電流が流れて、Ｖｂｅ１＝Ｖｂｅ２の状態に変化することになる。すなわち、差動増幅器２５の出力信号Ｓｉｃ又はＳｑｃは、図３（ｂ）のように、急峻な立ち上がり波形を検出した後、所定電位に戻るように変化する。

また、入力端子Ｔ１，Ｔ２に入力される矩形パルスの局部発振Ｉ信号Ｓｉａ又は局部発振Ｑ信号Ｓｑａが図３（ａ）に示すように、入力端子Ｔ１に入力される入力信号が急峻な立ち下がり波形を有する（差動信号入力のため、入力端子Ｔ２へは急峻な立ち上がり波形を有する）とき、トランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ２はトランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ１よりも高くなる（すなわちＶｂｅ２＞Ｖｂｅ１の状態となる）。入力端子Ｔ１への入力信号が立ち下がった瞬間は、ダイオードＤ１のアノード・カソードは同電位のためオフ状態であり、電流は流れず、差動増幅器２５は通常の増幅動作をする。その後、徐々にダイオードＤ１のアノード・カソード間に電位差が生じ、ダイオードＤ２がオン状態になるので、ダイオードＤ２の順方向に電流が流れて、Ｖｂｅ１＝Ｖｂｅ２の状態に変化することになる。すなわち、差動増幅器２５の出力信号Ｓｉｃ又はＳｑｃは、図３（ｂ）のように、急峻な立ち下がり波形を検出した後、所定電位に戻るように変化する。

以上のように変化する差動増幅器２５の出力信号Ｓｉｃ又はＳｑｃを、入力される矩形パルスの信号Ｓｉａ又はＳｑａと上記加算回路により加算することにより、図３（ｃ）のように、立ち上がり時に立ち上がりスパイクを有しかつ立ち下がり時に立ち下がりスパイクを有する信号Ｓｉｂ又はＳｑｂを出力することができる。本実施形態では、図３（ｃ）の信号Ｓｉｂ又はＳｑｂを局部発振信号として用いることにより、局部発振信号線で寄生成分により高周波成分が低下しても混合器１７の入力端で矩形パルスの形状を維持できるので、混合器１７に入る直前の局部発振信号としては、図４に示すように、実質的に矩形パルス形状である出力信号Ｓｉｄ，Ｓｑｄを得ることができ、これにより、正確な９０度の位相差で復調することができ、復調されるベースバンドＩ信号及びＱ信号における波形劣化を防止するように波形整形でき、これにより、例えばビットエラーレートの低下などの無線通信品質の劣化を防止できる。

特に、ローカルバッファ回路２３内の差動増幅器２５において、２つのダイオードＤ１，Ｄ２を用いてきわめて簡単な回路でスパイク波形生成回路２６を構成できる。また、２つのトランジスタＱ１，Ｑ２と少なくとも１つのダイオードＤ１，Ｄ２で構成しているので、特許文献１の補正回路のように高周波成分を低下させることなく、高速でスイッチングさせて急峻なスパイク波形を発生することができる。

なお、本実施形態では、差動増幅器２５のトランジスタとして、バイポーラトランジスタを用いたが、ゲート、ソース及びドレインを有するＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳ電界効果トランジスタ）に替えてもよい。

第２の実施形態．
図５は本発明の第２の実施形態に係る無線通信装置において用いるローカルバッファ回路２３Ｂの構成を示す回路図である。また、図６は図５の差動増幅器２５からの出力信号Ｓｉｃ，Ｓｑｃの波形図である。本実施形態に係るローカルバッファ回路２３Ｂは、図２のローカルバッファ回路２３に比較して、ダイオードＤ２を削除したことを特徴としている。当該ローカルバッファ回路２５Ｂの差動増幅器２５では、入力信号の立ち上がりのみを検出する１つのダイオードＤ１のみなので、図６に示すように、差動増幅器２５からの信号Ｓｉｃ，Ｓｑｃに基づいて急峻な立ち上がり波形を検出した後、所定電位に低下するように変化した後、他の半周期では入力の矩形パルスの負側信号波形がそのまま出力される。以上のように構成することにより、正側の立ち上がり波形のスパイク波形のみを生成できる。

第２の実施形態では、スパイク波形生成回路２６はダイオードＤ１のみを備えるが、本発明はこれに限らず、スパイク波形生成回路２６がダイオードＤ２のみを備えるときは、差動増幅器２５からの信号Ｓｉｃ，Ｓｑｃに基づいて、まず、入力矩形パルスの正側信号波形がそのまま出力された後、急峻な立ち下がり波形を検出した後、所定電位に上昇するように変化する。これにより、負側の立ち下がり波形のスパイク波形のみを生成できる。

第３の実施形態．
図７は本発明の第３の実施形態に係る無線通信装置において用いるローカルバッファ回路２３Ｃの構成を示す回路図である。以上の第１及び第２の実施形態では、差動増幅構成を有しているが、差動信号ではない不平衡信号を処理するローカルバッファ回路２３Ｃを構成するために、入力端子Ｔ２においてバイアス電圧源２９を接続したことを特徴とする。これにより、不平衡信号に基づいてスパイク波形を生成して矩形パルス信号に加算することができる。

第４の実施形態．
図８は本発明の第４の実施形態に係る、正負両極の矩形パルスのベースバンド信号をベースバンド伝送するための有線伝送システムの構成を示すブロック図である。図８において、有線送信機は、差動増幅器２５を有するローカルバッファ回路２３−１（図２のローカルバッファ回路２３と同様の構成を有する。）と、差動電力増幅器２７とを備えて構成され、有線受信機は、差動増幅器２５を有するローカルバッファ回路２３−２（図２のローカルバッファ回路２３と同様の構成を有する。）と、差動低雑音増幅器２８とを備えて構成される。有線伝送ケーブル３０は２本の芯線３１，３２と、その周囲を取り巻く接地導体（網線）３３とを備えて構成される。

以上のように構成された実施形態では、有線送信機側で、ローカルバッファ回路２３−１により送信信号の立ち上がり時に立ち上がりスパイク波形が生成されかつ送信信号の立ち下がり時に立ち下がりスパイク波形が生成される一方、有線受信機側で、ローカルバッファ回路２３−２により送信信号の立ち上がり時に立ち上がりスパイク波形が生成されかつ送信信号の立ち下がり時に立ち下がりスパイク波形が生成される。これにより、有線伝送ケーブル３０において高周波成分を低下する寄生成分が存在しても、高周波成分を強調して送信し、受信側でも高周波成分を強調できるので、有線伝送後の矩形パルス信号を実質的に矩形波に近い形状で波形整形して受信できる。これにより、有線ベースバンド伝送における伝送品質の劣化を大幅に低下できる。

以上詳述したように、本発明に係る差動増幅器によれば、差動増幅機能に加えて高周波成分を低下させることなくスパイク波形を発生する機能を有する回路を、きわめて簡単な回路で構成することができる。特に、２つのトランジスタと少なくとも１つのダイオードで構成しているので、特許文献１の補正回路のように高周波成分を低下させることなく、高速でスイッチングさせて急峻なスパイク波形を発生することができる。

また、上記差動増幅器を用いてローカルバッファ回路を構成することにより、信号波形の立ち上がり又は立ち下がりが急峻な局部発振信号を生成することができるため、局部発振信号線において寄生成分が存在しても、信号波形の立ち上がり又は立下がりの劣化を低減することができる。

さらに、上記ローカルバッファ回路を用いて無線通信装置を構成することにより、より正確な所定の位相差を実現した局部発振信号を発生させて、無線信号と混合するので、回線品質の劣化を防止することができる。

本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置１０の構成を示すブロック図である。 図１のローカルバッファ回路２３の構成を示す回路図である。 図２のローカルバッファ回路２３の各箇所における局部発振信号Ｓｉａ，Ｓｑａ，Ｓｉｃ，Ｓｑｃ，Ｓｉｂ，Ｓｑｂの波形図である。 図１の混合器１７へ入力される直前の局部発振信号Ｓｉｄ，Ｓｑｄの波形図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線通信装置において用いるローカルバッファ回路２３Ｂの構成を示す回路図である。 図５の差動増幅器２５からの出力信号Ｓｉｃ，Ｓｑｃの波形図である。 本発明の第３の実施形態に係る無線通信装置において用いるローカルバッファ回路２３Ｃの構成を示す回路図である。 本発明の第４の実施形態に係る有線伝送システムの構成を示すブロック図である。 従来技術に係る無線通信装置１０Ａの構成を示すブロック図である。 図９のローカルバッファ回路２３Ａの構成を示す回路図である。 図１０のローカルバッファ回路２３Ａへの入力信号Ｓｉａ’，Ｓｑａ’の波形図である。 図１０のローカルバッファ回路２３Ａからの出力信号Ｓｉｂ’，Ｓｑｂ’の波形図である。 従来技術に係るビデオ信号補正回路の構成を示す回路図である。

符号の説明

１０…無線通信装置、
１１…アンテナ、
１２…デュプレクサ、
１３…ベースバンドデジタル信号処理回路、
１４…無線送信回路、
１５…無線受信回路、
１６…低雑音増幅器、
１７…混合器、
１８…可変利得増幅器、
１９…低域通過フィルタ、
２０…Ａ／Ｄ変換器、
２１…局部発振器、
２２…９０度移相器、
２３，２３Ｂ，２３Ｃ，２３−１，２３−２…ローカルバッファ回路、
２５…差動増幅器、
２６…スパイク波形生成回路、
２７…差動電力増幅器、
２８…差動低雑音増幅器、
２９…バイアス直流電源、
３０…平衡型有線伝送ケーブル、
３１，３２…芯線、
３３…接地導体、
Ｄ１，Ｄ２…ダイオード、
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４…ＮＰＮトランジスタ、
Ｒ１，Ｒ２…負荷抵抗、
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…電流源、
Ｔ１，Ｔ２…入力端子、
Ｔ３，Ｔ４…出力端子、
ＴＰ１，ＴＰ２…差動トランジスタ対、
ＴＰ３…トランジスタ対。

Claims (6)

1. 第１のトランジスタ及び第２のトランジスタにてなるエミッタ接地の差動トランジスタ対を備え、電源電圧源が第１の負荷部と上記第１のトランジスタと第１の電流源とを介して接地されるとともに、第２の負荷部と上記第２のトランジスタと第２の電流源とを介して接地されてなり、上記第１及び第２のトランジスタの各ベースを入力端子とし、上記第１及び第２のトランジスタの各コレクタを出力端子とする差動増幅器において、
   上記第１のトランジスタのエミッタにアノードが接続され、上記第２のトランジスタのエミッタにカソードが接続された第１のダイオードと、
   上記第１のトランジスタのエミッタにカソードが接続され、上記第２のトランジスタのエミッタにアノードが接続された第２のダイオードのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする差動増幅器。
2. 請求項１記載の差動増幅器である第１の差動増幅器と、
   上記入力端子に入力される入力信号を差動増幅して出力する第２の差動増幅器と、
   上記第１の差動増幅器からの出力信号と上記第２の差動増幅器からの出力信号とを加算して加算結果の信号を出力する加算回路と、
   を備えたことを特徴とするローカルバッファ回路。
3. 受信された無線信号を、局部発振器により発生される互いに直交する局部発振Ｉ信号及び局部発振Ｑ信号と乗算することにより混合してベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号を発生する混合器を備えた無線通信装置において、
   上記局部発振器により発生される局部発振Ｉ信号及び局部発振Ｑ信号をそれぞれ請求項２記載の各ローカルバッファ回路により信号処理した後、上記混合器に出力することを特徴とする無線通信装置。
4. 第１のトランジスタ及び第２のトランジスタにてなるソース接地の差動トランジスタ対を備え、電源電圧源が第１の負荷部と上記第１のトランジスタと第１の電流源とを介して接地されるとともに、第２の負荷部と上記第２のトランジスタと第２の電流源とを介して接地されてなり、上記第１及び第２のトランジスタの各ゲートを入力端子とし、上記第１及び第２のトランジスタの各ドレインを出力端子とする差動増幅器において、
   上記第１のトランジスタのソースにアノードが接続され、上記第２のトランジスタのソースにカソードが接続された第１のダイオードと、
   上記第１のトランジスタのソースにカソードが接続され、上記第２のトランジスタのソースにアノードが接続された第２のダイオードのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする差動増幅器。
5. 請求項４記載の差動増幅器である第１の差動増幅器と、
   上記入力端子に入力される入力信号を差動増幅して出力する第２の差動増幅器と、
   上記第１の差動増幅器からの出力信号と上記第２の差動増幅器からの出力信号とを加算して加算結果の信号を出力する加算回路と、
   を備えたことを特徴とするローカルバッファ回路。
6. 受信された無線信号を、局部発振器により発生される互いに直交する局部発振Ｉ信号及び局部発振Ｑ信号と乗算することにより混合してベースバンドＩ信号及びベースバンドＱ信号を発生する混合器を備えた無線通信装置において、
   上記局部発振器により発生される局部発振Ｉ信号及び局部発振Ｑ信号をそれぞれ請求項５記載の各ローカルバッファ回路により信号処理した後、上記混合器に出力することを特徴とする無線通信装置。

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