JP2010118930A - Frequency converter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、UHF、マイクロ波、ミリ波などの高周波帯の信号を逓倍あるいは混合する周波数変換器に関する。 The present invention relates to a frequency converter that multiplies or mixes signals in a high frequency band such as UHF, microwaves, and millimeter waves.
従来の周波数変換器として、ベース端子が第1の信号の正相信号が入力される第1のトランジスタ及びベース端子に第1の信号の逆相信号が入力される第2のトランジスタからなり、各々エミッタ端子を共通にすると共に、各々コレクタ端子を共通にしたトランジスタ対と、ベース端子に第2の信号が入力され、エミッタ端子が定電流源に接続され、コレクタ端子が前記トランジスタ対の共通エミッタ端子に接続された第3のトランジスタと、前記トランジスタ対の共通コレクタを出力負荷を介して定電圧レベルに接続し、共通コレクタから第3の信号を取り出す出力回路を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional frequency converter, a base terminal includes a first transistor to which a positive phase signal of the first signal is input and a second transistor to which a negative phase signal of the first signal is input to the base terminal, A transistor pair having a common emitter terminal and a common collector terminal, a second signal is input to the base terminal, an emitter terminal is connected to a constant current source, and a collector terminal is the common emitter terminal of the transistor pair. And a third transistor connected to the output terminal and a common collector of the pair of transistors connected to a constant voltage level via an output load, and an output circuit that extracts a third signal from the common collector (for example, a patent) Reference 1).
しかしながら、上記のような従来の周波数変換器では、主に、能動素子であるRF信号入力用トランジスタの大信号特性により周波数変換器としての飽和特性及びひずみ特性が決定するために、良好な飽和特性及びひずみ特性が得られにくく、特に、低電圧及び/あるいは低電流動作時にはこれらの特性の劣化が顕著であるという問題点がある。また、電源電圧と動作電流によっては、トランジスタが動作可能となる範囲において負荷抵抗値が制限されるため。高出力負荷インピーダンス化による、高変換利得を得ることが困難であった。 However, in the conventional frequency converter as described above, the saturation characteristics and distortion characteristics as a frequency converter are determined mainly by the large signal characteristics of the RF signal input transistor, which is an active element, so that satisfactory saturation characteristics are obtained. In addition, it is difficult to obtain distortion characteristics, and there is a problem that deterioration of these characteristics is remarkable particularly when operating at a low voltage and / or low current. Also, depending on the power supply voltage and the operating current, the load resistance value is limited within the range in which the transistor can operate. It has been difficult to obtain a high conversion gain due to high output load impedance.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、RF信号入力部に能動素子であるトランジスタを用いる代わりに伝送線路を用い、負荷回路として抵抗を用いずに伝送線路及びトランジスタから成る出力負荷回路を用いることにより、低電源電圧において高い変換利得が得られるとともに良好な飽和特性及びひずみ特性を得ることができる周波数変換器を実現することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. Instead of using a transistor as an active element in the RF signal input section, a transmission line is used, and a load circuit is formed from a transmission line and a transistor without using a resistor. It is an object of the present invention to realize a frequency converter that can obtain a high conversion gain at a low power supply voltage and a good saturation characteristic and distortion characteristic by using the output load circuit.
この発明に係る周波数変換器は、エミッタ端子とコレクタ端子をそれぞれ共通にした局発信号入力用第1のNPNトランジスタ及び第2のNPNトランジスタから成るトランジスタ対と、一方の端子が前記トランジスタ対の共通エミッタ端子に接続され、他方の端子が接地された第1の伝送線路と、一方の端子が前記トランジスタ対の共通コレクタ端子に接続され、他方の端子がキャパシタを介して接地された第2の伝送線路と、一方の端子が前記第2の伝送線路のキャパシタを介して接地した端子に接続され、他方の端子が電源端子に接続された出力負荷回路と、前記第1のNPNトランジスタと前記第2のトランジスタのベース端子に接続されてバイアスを供給するバイアス回路とを備え、前記トランジスタ対の共通エミッタ端子に第1の単相信号を入力する高周波信号入力端子を設け、かつ前記第1及び前記第2のNPNトランジスタのベース端子に、第1の差動信号を入力するLO信号入力端子を設けると共に、前記出力負荷回路に、前記第1の単相信号と前記第1の差動信号の混合信号を取り出す出力信号端子を設けたことを特徴とする。 The frequency converter according to the present invention includes a transistor pair composed of a first NPN transistor and a second NPN transistor for local signal input, each having a common emitter terminal and collector terminal, and one terminal common to the transistor pair. A first transmission line connected to the emitter terminal and having the other terminal grounded, and a second transmission having one terminal connected to the common collector terminal of the transistor pair and the other terminal grounded via a capacitor A line, an output load circuit having one terminal connected to a grounded terminal via a capacitor of the second transmission line, and the other terminal connected to a power supply terminal, the first NPN transistor, and the second A bias circuit connected to a base terminal of the transistor for supplying a bias, and a first common emitter terminal of the transistor pair A high-frequency signal input terminal for inputting a single-phase signal is provided, and a LO signal input terminal for inputting a first differential signal is provided at the base terminals of the first and second NPN transistors, and the output load circuit And an output signal terminal for extracting a mixed signal of the first single-phase signal and the first differential signal.
この発明によれば、RF信号入力部に能動素子であるトランジスタを用いる代わりに伝送線路を用い、負荷回路として抵抗を用いずに伝送線路及びトランジスタから成る出力負荷回路を用いることにより、低電源電圧において高い変換利得が得られるとともに良好な飽和特性及びひずみ特性を得ることができる。 According to the present invention, by using a transmission line instead of using a transistor as an active element for an RF signal input unit, and using an output load circuit composed of a transmission line and a transistor without using a resistor as a load circuit, a low power supply voltage can be obtained. In addition, a high conversion gain can be obtained and good saturation characteristics and distortion characteristics can be obtained.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る周波数変換器を示す回路図である。図1に示す周波数変換器は、エミッタ端子とコレクタ端子をそれぞれ共通にした局発(LO)信号入力用第1のNPNトランジスタ2a及び第2のNPNトランジスタ2bから成るトランジスタ対3と、一方の端子がトランジスタ対3の共通エミッタ端子に接続され、他方の端子が接地された第1の伝送線路5aと、一方の端子がトランジスタ対3の共通コレクタ端子に接続され、他方の端子がキャパシタ6を介して接地した第2の伝送線路5bと、一方の端子が第2の伝送線路5bのキャパシタ6を介して接地した端子に接続され、他方の端子が電源(Vcc)端子1に接続された出力負荷回路7と、第1のNPNトランジスタ2aと第2のトランジスタ2bのベース端子に接続されてバイアスを供給するバイアス回路4とから成り、トランジスタ対3の共通エミッタ端子に第1の単相信号を入力する高周波(RF)信号入力端子8を設け、かつ第1のNPNトランジスタ2a及び第2のNPNトランジスタ2bのベース端子に、第1の差動信号を入力するLO信号入力端子9a及び9bを設けると共に、出力負荷回路7から、第1の単相信号と第1の差動信号の混合信号を取り出す出力信号端子10を設けている。
1 is a circuit diagram showing a frequency converter according to
以下、動作及び効果について示す。本実施の形態1における周波数変換器は、RF信号入力端子8を介して入力したRF信号(fRF)と、LO信号入力端子9a、9bを介して入力したLO信号(fLO)によりトランジスタ対3においてLO信号入力用トランジスタ2a、2bが交互にオン/オフ状態となることにより発生するLO信号周波数の2逓倍周波数を有する信号(f2LO)とを混合し、出力信号端子10を介して中間周波数(fIF=f2LO±fRF)信号として取り出すものである。
The operation and effect will be described below. In the frequency converter according to the first embodiment, a transistor pair is generated by an RF signal (f RF ) input through the RF signal input terminal 8 and an LO signal (f LO ) input through the LO
本実施の形態1における周波数変換器の電源端子1には直流電圧Vccが出力負荷回路7及び出力負荷回路7と伝送線路5bを介してLO信号入力用トランジスタ2a、2bに供給される。また、バイアス回路4からLO信号入力用トランジスタ2a、2bのベース端子にベースバイアスが供給される。RF信号は、RF信号入力端子8を介して伝送線路5aを負荷としてトランジスタ対3の共通エミッタ端子に入力される。一方、LO信号は、正相の信号がLO信号入力端子9aを介してLO信号入力用トランジスタ2aのベース端子に入力し、逆相の信号がLO信号入力端子9bを介してLO信号入力用トランジスタ2bのベース端子にそれぞれ入力される。
The DC voltage Vcc is supplied to the LO
ここで、入力RF信号の周波数に対して、伝送線路5aの線路長を概略λ/4(λ:波長)とすることにより、RF信号が入力される共通エミッタ端子(図1中A点)は、伝送線路の線路長がλ/4かつ他方の端子が接地されているため、RF信号周波数において電気的にオープンとなる。このため、RF信号に対しては高入力インピーダンスとなり、入力されたRF信号はその振幅を高く保つことができる。一方、伝送線路5bは、入力LO信号周波数の2倍の周波数(f2LO)に対して、線路長を概略λ/4(λ:波長)とし、かつキャパシタ6をLO信号周波数の2倍の周波数(f2LO)において短絡とみなせるよう十分大きいキャパシタンス値とする。
Here, by setting the line length of the
これにより、トランジスタ対3の共通コレクタ端子(図1中B点)は、伝送線路の線路長がλ/4かつ他方の端子が十分短絡とみなせるキャパシタで接地されているため、LO信号周波数の2倍の周波数(f2LO)において電気的にオープンとなる。このため、トランジスタ対3で発生する2逓倍LO信号に対して高出力負荷となり、大きい振幅を得ることができるため、効率的な周波数変換を行うことができる。 As a result, the common collector terminal (point B in FIG. 1) of the transistor pair 3 is grounded by a capacitor whose transmission line length is λ / 4 and the other terminal is sufficiently short-circuited. It is electrically open at double the frequency (f 2LO ). For this reason, since it becomes a high output load with respect to the double LO signal generated in the transistor pair 3 and a large amplitude can be obtained, efficient frequency conversion can be performed.
このような周波数変換器は、RF入力回路に能動素子であるトランジスタを用いないため、高い飽和及びひずみ特性を得ることができる。さらに、トランジスタ対3の負荷として伝送線路を用いることで、負荷に抵抗を用いた場合に比べ、動作電流に対する電圧降下が理想的には0となるため、電源電圧及び電流値に制限を受けることなく高い負荷インピーダンスを得ることが可能となる。 Since such a frequency converter does not use a transistor which is an active element in the RF input circuit, high saturation and distortion characteristics can be obtained. Furthermore, by using a transmission line as the load of the transistor pair 3, the voltage drop with respect to the operating current is ideally 0 as compared with the case where a resistor is used as the load, so that the power supply voltage and the current value are limited. High load impedance can be obtained.
実施の形態2.
図2は、この発明の実施の形態2に係る周波数変換器を示す回路図である。図2において、1は電源(Vcc)端子、2a、2b、2c、2dは局発(LO)信号入力用トランジスタ、3a、3bはLO信号入力用トランジスタ2a、2b及び2c、2dから成るトランジスタ対、4はLO信号入力用トランジスタ2a、2b、2c、2dにバイアスを供給するバイアス回路、5a、5b、5c、5dは伝送線路、6a、6bはキャパシタ、7a、7bは出力負荷回路、8a、8bは高周波(RF)信号入力端子、9a、9bはLO信号入力端子、10a、10bは出力信号端子である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a frequency converter according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, 1 is a power supply (Vcc) terminal, 2a, 2b, 2c, 2d are local (LO) signal input transistors, 3a, 3b are transistor pairs comprising LO
本実施の形態2における周波数変換器は、実施の形態1における周波数変換器を2つ用いたもので、すなわち、実施の形態1に係る周波数変換器を第1の周波数変換器とし、この第1の周波数変換器と同一構成でなる第2の周波数変換器とから成り、第1の周波数変換器のトランジスタ対3aの第1のNPNトランジスタ2aと第2の周波数変換器のトランジスタ対3bの第2のNPNトランジスタ2dとのベース端子を共通接続すると共に、第1の周波数変換器のトランジスタ対3aの第2のNPNトランジスタ2bと第2の周波数変換器のトランジスタ対3bの第1のNPNトランジスタ2cとのベース端子を共通接続している。なお、第1の周波数変換器のトランジスタ対3aの第1のNPNトランジスタ2aと第2の周波数変換器のトランジスタ対3bの第1のNPNトランジスタ2cとのベース端子を共通接続すると共に、第1の周波数変換器のトランジスタ対3aの第2のNPNトランジスタ2bと第2の周波数変換器のトランジスタ対3bの第2のNPNトランジスタ2dとのベース端子を共通接続してもよい。
The frequency converter according to the second embodiment uses two frequency converters according to the first embodiment, that is, the frequency converter according to the first embodiment is used as the first frequency converter. The second frequency converter having the same configuration as that of the first frequency converter, the
さらに、2つの周波数変換器の電源端子1とLO信号入力用端子9a及び9bは共通とし、2つの周波数変換器のRF信号入力用端子と出力信号端子は共通とせずに第1及び第2の周波数変換器にRF信号入力用端子8a及び8bと出力信号端子10a及び10bとして独立に設け、かつ第1のNPNトランジスタ2a及び第2のNPNトランジスタ2dの共通接続ベース端子と、第2のNPNトランジスタ2b及び第1のNPNトランジスタ2cの共通接続ベース端子とに、第1の差動信号を入力するLO信号入力端子9a及び9bを設けると共に、トランジスタ対3aの共通エミッタ端子とトランジスタ対3bの共通エミッタ端子とに第2の差動信号を入力するRF信号入力端子8a及び8bを設け、第1の周波数変換器の出力負荷回路7a及び第2の周波数変換器の出力負荷回路7bの出力信号端子10a及び10bから、第1の差動信号と第2の差動信号の混合信号を第3の差動信号として取り出すようになっている。
Further, the
これにより、実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、RF入力及びIF出力に対してバランス動作となるため、LO信号の2倍の周波数や、RF信号の2倍の周波数といった、IF出力における不要波を抑圧することが可能となる。 As a result, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the balance operation is performed with respect to the RF input and the IF output. Therefore, the IF output such as the frequency twice the LO signal and the frequency twice the RF signal can be obtained. It is possible to suppress unwanted waves in.
実施の形態3.
図3は、この発明の実施の形態3に係る周波数変換器を示す回路図であり、実施の形態1及び2における出力負荷回路7(7a及び7b)の具体的な構成を示したものである。図3において、図2と同一部分は同一符号を付しその説明は省略する。図3に示す周波数変換器において、第1の周波数変換器の出力負荷回路7aは、ベース及びコレクタ端子を共通にした第1のPNPトランジスタ11aとこの第1のPNPトランジスタ11aとエミッタが共通接続された第2のPNPトランジスタ11bから成り、第1及び第2のPNPトランジスタ11a及び11bの共通エミッタ端子は電源端子1に接続され、第1のPNPトランジスタ11bの共通接続されたベース及びコレクタ端子は第2の伝送線路5bのキャパシタ6aを介して接地された端子側に接続され、第2のPNPトランジスタ11bのコレクタ端子は出力信号端子10aに接続されて、出力信号端子10aから混合信号を取り出すようになされている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a frequency converter according to the third embodiment of the present invention, and shows a specific configuration of the output load circuit 7 (7a and 7b) in the first and second embodiments. . In FIG. 3, the same parts as those in FIG. In the frequency converter shown in FIG. 3, the
同様に、第2の周波数変換器の出力負荷回路7bは、ベース及びコレクタ端子を共通にした第1のPNPトランジスタ11cとこの第1のPNPトランジスタ11cとエミッタが共通接続された第2のPNPトランジスタ11dから成り、第1及び第2のPNPトランジスタ11c及び11dの共通エミッタ端子は電源端子1に接続され、第1のPNPトランジスタ11cの共通接続されたベース及びコレクタ端子は第2の伝送線路5dのキャパシタ6bを介して接地された端子側に接続され、第2のPNPトランジスタ11dのコレクタ端子は出力信号端子10bに接続されて、出力信号端子10bから混合信号を取り出すようになされている。
Similarly, the
ここで、トランジスタ11aと11c、11bと11dはそれぞれカレントミラーの関係にあり、トランジスタの面積比によって流れる電流比が決まるものである。LOの2逓倍信号(f2LO)とRF信号(fRF)とが混合したIF信号(fIF=f2LO±fRF)は、トランジスタ11a及び11cからカレントミラーの関係によってトランジスタ11b及び11dに発生し、出力端子10a、10bを介して取り出されるものである。
Here, the
このようなPNPトランジスタによる能動負荷回路は、抵抗による出力負荷回路と比べて電源電圧、電流値の制限が少なく、PNPトランジスタの出力抵抗を負荷とするため、高負荷インピーダンスが得られ、したがって出力振幅を大きくとることができ、高変換利得を実現できる。なお、トランジスタの面積比すなわちカレントミラー比は、必要な出力電力、負荷条件によって適宜設定するものである。 Such an active load circuit using a PNP transistor has less restrictions on the power supply voltage and current value than an output load circuit using a resistor, and uses the output resistance of the PNP transistor as a load. And a high conversion gain can be realized. Note that the area ratio of the transistors, that is, the current mirror ratio, is appropriately set depending on the required output power and load conditions.
実施の形態4.
図4は、この発明の実施の形態4に係る周波数変換器を示す回路図であり、実施の形態1及び2における出力負荷回路7(7a及び7b)の実施の形態3とは異なる具体的な構成を示したものである。図4において、図2と同一部分は同一符号を付しその説明は省略する。図4に示す周波数変換器において、出力負荷回路7aは、第1のPNPトランジスタ11eと、この第1のPNPトランジスタ11eとエミッタ及びベースが共通接続された第2のPNPトランジスタ12から成り、第1及び第2のPNPトランジスタ11e及び12の共通エミッタ端子は電源端子1に接続され、第1のPNPトランジスタ11eのコレクタ端子は第2の伝送線路5bのキャパシタ6aを介して接地された端子側に接続され、第2のPNPトランジスタ12のコレクタ端子はベースと共通接続され、かつ定電流源13に接続され、第1のPNPトランジスタ11eのコレクタ端子に出力信号端子10aが設けられて、出力信号端子10aから混合信号を取り出すようになされている。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a frequency converter according to the fourth embodiment of the present invention, and is a specific example of the output load circuit 7 (7a and 7b) in the first and second embodiments different from the third embodiment. The structure is shown. 4, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the frequency converter shown in FIG. 4, the
同様に、第2の周波数変換器の出力負荷回路7bは、第1のPNPトランジスタ11fと、この第1のPNPトランジスタ11fとエミッタ及びベースが共通接続された第2のPNPトランジスタ12から成り、第1及び第2のPNPトランジスタ11f及び12の共通エミッタ端子は電源端子1に接続され、第1のPNPトランジスタ11fのコレクタ端子は第2の伝送線路5dのキャパシタ6bを介して接地された端子側に接続され、第2のPNPトランジスタ12のコレクタ端子はベースと共通接続され、かつ定電流源13に接続され、第1のPNPトランジスタ11fのコレクタ端子に出力信号端子10bが設けられて、出力信号端子10bから混合信号を取り出すようになされている。
Similarly, the
本実施の形態4における周波数変換器の周波数変換動作及び効果は、実施の形態1及び2におけるものと同一であり、以下出力負荷回路の動作について示す。出力負荷回路は、PNPトランジスタ11e及び11fと、PNPトランジスタ12から成る。PNPトランジスタ11e、11fと、ベース端子とコレクタ端子を短絡したカレントミラー基準トランジスタであるPNPトランジスタ12とはそれぞれベース端子を共通に接続したカレントミラーの関係にあり、トランジスタ対3a、3bのベースバイアス回路4の設定によって決まるトランジスタ対を流れる電流値と、カレントミラーの関係により決まるトランジスタ11e及び11fを流れる電流値を等しく設定することにより、トランジスタ11e、11fはそれぞれ能動負荷回路として動作する。
The frequency conversion operation and effect of the frequency converter in the fourth embodiment are the same as those in the first and second embodiments, and the operation of the output load circuit will be described below. The output load circuit includes
このようなPNPトランジスタによる能動負荷回路は、抵抗による出力負荷回路と比べて電源電圧、電流値の制限が少なく、PNPトランジスタの出力抵抗を負荷とするため、高負荷インピーダンスが得られ、したがって出力振幅を大きくとることができ、高変換利得を実現できる。 Such an active load circuit using a PNP transistor has less restrictions on the power supply voltage and current value than an output load circuit using a resistor, and uses the output resistance of the PNP transistor as a load. And a high conversion gain can be realized.
実施の形態5.
図5は、この発明の実施の形態5に係る周波数変換器を示す回路図である。図5において、図2と同一部分は同一符号を付しその説明は省略する。本実施の形態5における周波数変換器は、実施の形態2における第1及び第2の周波数変換器に、コレクタ端子が電源1に接続され、エミッタ端子がトランジスタ対3a及び3bの共通エミッタ端子に接続されたリファレンス用トランジスタ14a及び14bと、リファレンス用トランジスタ14a及び14bのベース端子に接続され、リファレンス用トランジスタ14a及び14bに流すバイアス電流を決定するためのバイアス供給手段としての電源15とを付加したものであり、周波数変換動作は実施の形態2と同一である。
5 is a circuit diagram showing a frequency converter according to
本実施の形態5における周波数変換器では、実施の形態2においてトランジスタ対3に流れるバイアス電流の代わりに、リファレンス用トランジスタ14a及び14bに流すことにより、出力負荷回路7a及び7bに流れる電流を削減することなく、トランジスタ対3a及び3bに流れるバイアス電流を削減することができるため、実施の形態2における効果に加えて、トランジスタ対3a及び3bに電流が流れることにより発生する低周波雑音を減少させることができ、
In the frequency converter according to the fifth embodiment, instead of the bias current flowing through the transistor pair 3 in the second embodiment, the current flowing through the
したがって、IF信号の周波数が低い場合にも良好な雑音指数を得ることができる。なお、本実施の形態5では、実施の形態2に対しての構成及び動作を記載しているが、実施の形態1、3、4に適用した場合にも同様の効果が得られる。 Therefore, a good noise figure can be obtained even when the frequency of the IF signal is low. In the fifth embodiment, the configuration and operation with respect to the second embodiment are described, but the same effect can be obtained when applied to the first, third, and fourth embodiments.
実施の形態6.
図6は、この発明の実施の形態6に係る周波数変換器を示す回路図である。図6において、図5と同一部分は同一符号を付しその説明は省略する。本実施の形態6における周波数変換器は、図5に示すリファレンス用トランジスタ14aのコレクタ端子を出力負荷回路7b側に、リファレンス用トランジスタ14bのコレクタ端子を出力負荷回路7a側にそれぞれ接続したものである。
6 is a circuit diagram showing a frequency converter according to
すなわち、図2に示す実施の形態2に係る周波数変換器において、コレクタ端子が第2の周波数変換器の出力負荷回路7b側に接続され、エミッタ端子が第1の周波数変換器の前記トランジスタ対3aの共通エミッタ端子に接続された第1のリファレンス用NPNトランジスタ14aと、コレクタ端子が第1の周波数変換器の出力負荷回路7a側に接続され、エミッタ端子が第2の周波数変換器のトランジスタ対3bの共通エミッタ端子に接続された第2のリファレンス用NPNトランジスタ14bと、第1及び第2のリファレンス用トランジスタ14a及び14bのベース端子に接続されたバイアス供給手段としての電源15とをさらに備えている。
That is, in the frequency converter according to the second embodiment shown in FIG. 2, the collector terminal is connected to the
これにより、実施の形態5における周波数変換器と同様の効果が得られるとともに、出力信号端子10a、10bへのLOの2逓倍信号の漏洩を抑圧することができる。
Thereby, the same effect as the frequency converter in the fifth embodiment can be obtained, and leakage of the LO double signal to the
実施の形態7.
実施の形態1〜6においては、トランジスタ対3(3a及び3b)を構成するトランジスタを接合型バイポーラトランジスタ(NPN)として記載したが、これらが電界効果トランジスタ(NMOS)としても同一の動作及び同様の効果が得られる。この場合には、コレクタはドレイン、エミッタはソース、ベースはゲートと置き換えればよい。
In the first to sixth embodiments, the transistors constituting the transistor pair 3 (3a and 3b) have been described as junction bipolar transistors (NPN). However, these transistors have the same operation and similar operation as field effect transistors (NMOS). An effect is obtained. In this case, the collector may be replaced with the drain, the emitter with the source, and the base with the gate.
また、実施の形態3〜6においては、出力負荷回路7a及び7bを構成するトランジスタを接合型バイポーラトランジスタ(PNP)として記載したが、これらが電界効果トランジスタ(PMOS)としても同一の動作及び同様の効果が得られる。この場合には、コレクタはドレイン、エミッタはソース、ベースはゲートと置き換えればよい。
In the third to sixth embodiments, the transistors constituting the
さらに、実施の形態3〜6においては、トランジスタ対3a及び3bを構成するトランジスタを接合型バイポーラトランジスタ(NPN)、出力負荷回路7a及び7bを構成するトランジスタを接合型バイポーラトランジスタ(PNP)として記載したが、これらをそれぞれ電界効果トランジスタ(NMOS)、電界効果トランジスタ(PMOS)としても同一の動作及び同様の効果が得られる。この場合には、コレクタはドレイン、エミッタはソース、ベースはゲートと置き換えればよい。
Further, in the third to sixth embodiments, the transistors constituting the transistor pairs 3a and 3b are described as junction bipolar transistors (NPN), and the transistors constituting the
1 電源端子、2a 第1のNPNトランジスタ、2b 第2のNPNトランジスタ、3,3a,3b トランジスタ対、4 バイアス回路、5a 第1の伝送線路、5b 第2の伝送線路と、6,6a キャパシタ、7,7a,7b 出力負荷回路、8,8a,8b 高周波信号入力端子、9a,9b LO信号入力端子、10,10a,10b 出力信号端子、11a 第1のPNPトランジスタ、11b 第2のPNPトランジスタ、11e 第1のPNPトランジスタ、12 第2のPNPトランジスタ、13 定電流源、14a,14b リファレンス用トランジスタ、15 電源。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
一方の端子が前記トランジスタ対の共通エミッタ端子に接続され、他方の端子が接地された第1の伝送線路と、
一方の端子が前記トランジスタ対の共通コレクタ端子に接続され、他方の端子がキャパシタを介して接地された第2の伝送線路と、
一方の端子が前記第2の伝送線路のキャパシタを介して接地した端子に接続され、他方の端子が電源端子に接続された出力負荷回路と、
前記第1のNPNトランジスタと前記第2のトランジスタのベース端子に接続されてバイアスを供給するバイアス回路と
を備え、
前記トランジスタ対の共通エミッタ端子に第1の単相信号を入力する高周波信号入力端子を設け、かつ前記第1及び前記第2のNPNトランジスタのベース端子に、第1の差動信号を入力するLO信号入力端子を設けると共に、前記出力負荷回路に、前記第1の単相信号と前記第1の差動信号の混合信号を取り出す出力信号端子を設けた
ことを特徴とする周波数変換器。 A transistor pair consisting of a first NPN transistor and a second NPN transistor for local oscillation signal input, each having a common emitter terminal and collector terminal;
A first transmission line having one terminal connected to the common emitter terminal of the transistor pair and the other terminal grounded;
A second transmission line having one terminal connected to the common collector terminal of the transistor pair and the other terminal grounded via a capacitor;
An output load circuit in which one terminal is connected to a terminal grounded via a capacitor of the second transmission line, and the other terminal is connected to a power supply terminal;
A bias circuit connected to a base terminal of the first NPN transistor and the second transistor to supply a bias;
A high-frequency signal input terminal for inputting a first single-phase signal is provided at the common emitter terminal of the transistor pair, and a first differential signal is input to the base terminals of the first and second NPN transistors. A frequency converter comprising a signal input terminal and an output signal terminal for extracting a mixed signal of the first single-phase signal and the first differential signal in the output load circuit.
前記第1及び第2の周波数変換器の電源端子とLO信号入力用端子を共通とし、
前記第1の周波数変換器のトランジスタ対の第1のNPNトランジスタのベース端子と前記第2の周波数変換器のトランジスタ対の第1または第2のNPNトランジスタのいずれか一方のベース端子とを共通接続すると共に、前記第1の周波数変換器のトランジスタ対の第2のNPNトランジスタと前記第2の周波数変換器のトランジスタ対の第1または第2のNPNトランジスタの他方のベース端子を共通接続し、
前記第1及び第2の周波数変換器のRF信号入力用端子と出力信号端子は共通とせずに前記第1及び第2の周波数変換器にRF信号入力用端子と出力信号端子を独立して設けると共に、
前記LO信号入力端子に第1の差動信号を入力する一方、前記第1及び第2の周波数変換器のトランジスタ対の各共通エミッタ端子にRF信号入力端子を設けて第2の差動信号を入力し、
前記第1及び第2の周波数変換器の各出力負荷回路の出力信号端子から、前記第1の差動信号と前記第2の差動信号の混合信号を第3の差動信号として取り出す
ことを特徴とする周波数変換器。 The frequency converter according to claim 1 is a first frequency converter, and further includes a second frequency converter having the same configuration as the first frequency converter,
The power source terminal and the LO signal input terminal of the first and second frequency converters are shared,
The base terminal of the first NPN transistor of the transistor pair of the first frequency converter and the base terminal of either the first or second NPN transistor of the transistor pair of the second frequency converter are connected in common. And the other base terminals of the second NPN transistor of the first frequency converter transistor pair and the first or second NPN transistor of the second frequency converter transistor pair are connected in common,
The RF signal input terminal and the output signal terminal of the first and second frequency converters are not shared, and the RF signal input terminal and the output signal terminal are provided independently in the first and second frequency converters. With
A first differential signal is input to the LO signal input terminal, while an RF signal input terminal is provided at each common emitter terminal of the transistor pair of the first and second frequency converters to output a second differential signal. Input,
Extracting a mixed signal of the first differential signal and the second differential signal as a third differential signal from an output signal terminal of each output load circuit of the first and second frequency converters; Feature frequency converter.
前記出力負荷回路は、ベース及びコレクタ端子を共通にした第1のPNPトランジスタと、この第1のPNPトランジスタエミッタが共通接続された第2のPNPトランジスタから成り、
前記第1及び第2のPNPトランジスタの共通エミッタ端子は前記電源端子に接続され、
前記第1のPNPトランジスタの共通接続されたベース及びコレクタ端子は前記第2の伝送線路の前記キャパシタを介して接地された端子側に接続され、
前記第2のPNPトランジスタのコレクタ端子は前記出力信号端子に接続されて、前記出力信号端子から混合信号を取り出す
ことを特徴とする周波数変換器。 The frequency converter according to claim 1 or 2,
The output load circuit includes a first PNP transistor having a common base and collector terminal, and a second PNP transistor having the first PNP transistor emitter connected in common,
A common emitter terminal of the first and second PNP transistors is connected to the power supply terminal;
The commonly connected base and collector terminals of the first PNP transistor are connected to the grounded terminal side of the second transmission line via the capacitor,
A frequency converter, wherein a collector terminal of the second PNP transistor is connected to the output signal terminal, and a mixed signal is extracted from the output signal terminal.
前記出力負荷回路は、第1のPNPトランジスタと、この第1のPNPトランジスタとエミッタ及びベースが共通接続された第2のPNPトランジスタから成り、
前記第1及び第2のPNPトランジスタの共通エミッタ端子は前記電源端子に接続され、
前記第1のPNPトランジスタのコレクタ端子は第2の伝送線路のキャパシタを介して接地された端子側に接続され、
前記第2のPNPトランジスタのコレクタ端子はベースと共通接続され、かつ定電流源に接続され、
前記第1のPNPトランジスタのコレクタ端子に出力信号端子が設けられて、出力信号端子から混合信号を取り出す
ことを特徴とする周波数変換器。 The frequency converter according to claim 1 or 2,
The output load circuit includes a first PNP transistor and a second PNP transistor having an emitter and a base commonly connected to the first PNP transistor,
A common emitter terminal of the first and second PNP transistors is connected to the power supply terminal;
A collector terminal of the first PNP transistor is connected to a grounded terminal side through a capacitor of a second transmission line;
A collector terminal of the second PNP transistor is connected in common with the base and connected to a constant current source;
An output signal terminal is provided at a collector terminal of the first PNP transistor, and a mixed signal is extracted from the output signal terminal.
コレクタ端子が前記電源に接続され、エミッタ端子が前記トランジスタ対の共通エミッタ端子に接続されたリファレンス用トランジスタと、前記リファレンス用トランジスタのベース端子に接続されたバイアス供給手段としての電源とをさらに備えた
ことを特徴とする周波数変換器。 The frequency converter according to any one of claims 1 to 4, wherein:
A reference transistor having a collector terminal connected to the power source and an emitter terminal connected to a common emitter terminal of the transistor pair; and a power source as bias supply means connected to a base terminal of the reference transistor. A frequency converter characterized by that.
コレクタ端子が前記第2の周波数変換器の出力負荷回路側に接続され、エミッタ端子が前記第1の周波数変換器の前記トランジスタ対の共通エミッタ端子に接続された第1のリファレンス用NPNトランジスタと、
コレクタ端子が前記第1の周波数変換器の出力負荷回路側に接続され、エミッタ端子が前記第2の周波数変換器の前記トランジスタ対の共通エミッタ端子に接続された第2のリファレンス用NPNトランジスタと、
前記第1及び第2のリファレンス用トランジスタのベース端子に接続されたバイアス供給手段としての電源と
をさらに備えたことを特徴とする周波数変換器。 The frequency converter according to claim 2, wherein
A first reference NPN transistor having a collector terminal connected to the output load circuit side of the second frequency converter and an emitter terminal connected to a common emitter terminal of the transistor pair of the first frequency converter;
A second reference NPN transistor having a collector terminal connected to the output load circuit side of the first frequency converter and an emitter terminal connected to a common emitter terminal of the transistor pair of the second frequency converter;
A frequency converter further comprising: a power supply as bias supply means connected to base terminals of the first and second reference transistors.
前記トランジスタ対を構成するNPNトランジスタをNMOSトランジスタとし、ベース端子をゲート端子、エミッタ端子をソース端子、コレクタ端子をドレイン端子と置き換えた
ことを特徴とする周波数変換器。 The frequency converter according to any one of claims 1 to 6,
An NPN transistor constituting the transistor pair is an NMOS transistor, a base terminal is replaced with a gate terminal, an emitter terminal is replaced with a source terminal, and a collector terminal is replaced with a drain terminal.
前記出力負荷回路を構成するPNPトランジスタをPMOSトランジスタとし、ベース端子をゲート端子、エミッタ端子をソース端子、コレクタ端子をドレイン端子と置き換えた
ことを特徴とする周波数変換器。 The frequency converter according to any one of claims 3 to 6,
A frequency converter comprising a PNP transistor constituting the output load circuit as a PMOS transistor, a base terminal replaced with a gate terminal, an emitter terminal replaced with a source terminal, and a collector terminal replaced with a drain terminal.
前記トランジスタ対を構成するNPNトランジスタをNMOSトランジスタとし、前記出力負荷回路を構成するPNPトランジスタをPMOSトランジスタとし、それぞれエミッタ端子をソース端子、コレクタ端子をドレイン端子と置き換えた
ことを特徴とする周波数変換器。 The frequency converter according to any one of claims 3 to 6,
An NPN transistor constituting the transistor pair is an NMOS transistor, a PNP transistor constituting the output load circuit is a PMOS transistor, and an emitter terminal is replaced with a source terminal and a collector terminal is replaced with a drain terminal, respectively. .
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JP2015053583A (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | 株式会社デンソー | Harmonic mixer |
JP2015100078A (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | 三菱電機株式会社 | Frequency converter |
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