JP2010206263A - Mixer circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はミキサ回路に関し、特に受信したRF(Radio Frequency)をローカル信号にてダウンコンバージョン処理するダウンコンバージョン回路を備えるミキサ回路に関する。 The present invention relates to a mixer circuit, and more particularly to a mixer circuit including a down-conversion circuit that down-converts received RF (Radio Frequency) with a local signal.
無線通信機に用いられる受信回路では、アンテナを介して得られたRF(Radio Frequency)信号をダウンコンバージョン処理(周波数変換処理)して、その後の信号処理を行う。このダウンコンバージョン処理に用いられる回路がミキサ回路である。ミキサ回路は、RF信号をローカル信号に基づき周波数変換して、変換した信号を伝送信号として後段の処理回路に出力する。このミキサ回路の一例が特許文献1に開示されている。
A receiving circuit used in a wireless communication device performs a down-conversion process (frequency conversion process) on an RF (Radio Frequency) signal obtained via an antenna, and performs subsequent signal processing. A circuit used for the down conversion process is a mixer circuit. The mixer circuit frequency-converts the RF signal based on the local signal, and outputs the converted signal as a transmission signal to a subsequent processing circuit. An example of this mixer circuit is disclosed in
特許文献1に開示されているミキサ回路100のブロック図を図9に示す。図9に示すように、ミキサ回路100は、ミキシング部120及びアクティブフィルタ部130、140を有する。ミキシング部120は、4個のMOS−FET121〜124を用いて構成した2重平衡型のミキシング回路である。アクティブフィルタ部130、140は、ミキシング部120の後段に設けられる。そして、ミキサ回路100では、アクティブフィルタ部130、140によりローカル信号が後段回路に通過することを阻止する。
A block diagram of the
しかしながら、ダイレクトコンバージョン方式の無線通信機器に特許文献1に記載のミキサ回路100を用いた場合、オフセット電圧を除去できない問題がある。ダイレクトコンバージョン方式の無線通信機器では、ローカル信号がRF信号の伝達経路に漏れるセルフミキシングが発生する。そのため、ダイレクトコンバージョン方式の無線通信機では、このセルフミキシングに起因してミキサ回路の出力にオフセット電圧が生じてしまう。ミキサ回路100では、ミキシング部120の後段に設けられるアクティブフィルタ部130、140がローパスフィルタを構成する。ローパスフィルタでは、直流電圧であるオフセット電圧は除去できないため、ミキサ回路100では、出力する信号にオフセット電圧成分が含まれることになる。
However, when the
近年、半導体装置では、動作電源電圧の低電圧化が進んでいる。そのため、ミキサ回路100の後段に接続される回路にオフセット電圧成分が伝達されると、後段に接続される回路において信号の歪みが大きくなる問題がある。特に、無線通信機では、ミキサ回路100の後段に大きな増幅率を有するハイゲインアンプを設ける。ハイゲインアンプは、オフセット電圧成分を含めて信号を増幅するため、ハイゲインアンプにミキサ回路100等において発生したオフセット電圧成分が伝達された場合、歪みの小さい信号を得ることができる出力信号の振幅がハイゲインアンプの出力ダイナミックレンジよりも小さくなる問題が発生する。動作電源電圧が低電圧化している近年の半導体装置では、このダイナミックレンジの損失はより顕著な問題となる。
In recent years, the operating power supply voltage has been lowered in semiconductor devices. Therefore, when an offset voltage component is transmitted to a circuit connected to the subsequent stage of the
本発明にかかるミキサ回路の一態様は、RF信号とローカル信号とを合成した合成信号に基づく電流を出力するダウンコンバージョン回路と、前記合成信号の低周波成分を除去して伝送信号を出力するアクティブハイパスフィルタと、を有する。 One aspect of the mixer circuit according to the present invention includes a down-conversion circuit that outputs a current based on a synthesized signal obtained by synthesizing an RF signal and a local signal, and an active that outputs a transmission signal by removing a low-frequency component of the synthesized signal. A high-pass filter.
本発明にかかるミキサ回路の別の態様は、RF信号とローカル信号とを合成した合成信号に基づく電流を出力するダウンコンバージョン回路と、前記合成信号の低周波成分を除去して伝送信号を出力するハイパスフィルタと、を有する。 Another aspect of the mixer circuit according to the present invention includes a down-conversion circuit that outputs a current based on a synthesized signal obtained by synthesizing an RF signal and a local signal, and outputs a transmission signal by removing a low-frequency component of the synthesized signal. A high-pass filter.
本発明にかかるミキサ回路は、ダウンコンバージョン回路が生成する合成信号をアクティブハイパスフィルタ又はハイパスフィルタを介して出力するため、合成信号のオフセット電圧成分を除去した伝送信号を出力することができる。 Since the mixer circuit according to the present invention outputs the combined signal generated by the down-conversion circuit via the active high-pass filter or the high-pass filter, it can output the transmission signal from which the offset voltage component of the combined signal is removed.
本発明にかかるミキサ回路は、ミキサ回路が出力する伝送信号からオフセット電圧成分を除去することが可能である。 The mixer circuit according to the present invention can remove the offset voltage component from the transmission signal output from the mixer circuit.
実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に本実施の形態にかかる受信回路1のブロック図を示す。受信回路1は、無線通信機に含まれるものであり、受信回路1を経由した信号は、図1に示すデジタル信号処理部17又は図示しない他の回路において処理される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of a
図1に示すように、受信回路1は、アンテナ10、ローノイズアンプ11、ミキサ回路12、ローカル発振器13、ローパスフィルタ14、ハイゲインアンプ15、アナログデジタル変換回路16、デジタル信号処理部17を有する。
As illustrated in FIG. 1, the
アンテナ10は、他の通信機との間で無線信号の送受信を行う。ローノイズアンプ11は、アンテナ10を介して得られたRF信号を増幅して後段に配置される回路に伝える。ミキサ回路12は、ローカル発振器13により生成される第1、第2のローカル信号IN_lop、IN_lonに基づきローノイズアンプ11を介して得られるRF信号に対してダウンコンバージョン処理を行う。そして、ミキサ回路12は、伝送信号を出力する。このミキサ回路12の詳細については、後述する。
The
ローカル発振器13は、第1、第2のローカル信号IN_lop、IN_lonを生成する。第1、第2のローカル信号IN_lop、IN_lonは、互いに位相が180°異なる差動信号である。本実施の形態では、ローノイズアンプ11からアナログデジタル変換回路16に至る伝達経路は、差動信号を伝達するものとする。第1、第2のローカル信号IN_lop、IN_lonを差動信号とするのは、差動信号としてミキサ回路12に入力されるRF信号に対応するためである。なお、以下の説明では、RF信号を構成する正相側のRF信号を第1のRF信号と称し、逆相側のRF信号を第2のRF信号と称す
The
ローパスフィルタ14は、ミキサ回路12が出力する伝送信号のうち予め設定されるカットオフ周波数以上の周波数を有する信号成分の信号レベルを減衰させる。つまり、ローパスフィルタ14は、伝送信号に含まれるカットオフ周波数よりも高い周波数のノイズ成分を除去する。
The low-
ハイゲインアンプ15は、例えば、出力する信号の振幅レベルが一定に保たれるように増幅率を変化させる自動増幅率制御機構(AGC:Auto Gain Control)を有する増幅器である。ハイゲインアンプ15は、一般的に40dB程度の増幅率を有し、この増幅率は、ハイゲインアンプ15よりも前に設けられる回路(例えば、ミキサ回路12に含まれるアクティブハイパスフィルタ30a、30b)の増幅率よりも高い。ハイゲインアンプ15は、ローパスフィルタ14を介して得られる伝送信号を増幅して出力する。
The
アナログデジタル変換回路16は、ハイゲインアンプ15において増幅された伝送信号の信号レベルをデジタル値に変換してデジタル信号処理部17に伝達する。このとき、アナログデジタル変換回路16からデジタル信号処理部17との間ではバス配線による信号伝達が行われる。デジタル信号処理部17は、アナログデジタル変換回路16が出力するデジタル値に応じて受信データを再生し、再生した受信データに基づき各種処理を行う。
The analog /
続いて、本実施の形態にかかるミキサ回路12について詳細に説明する。図2にミキサ回路12の回路図を示す。図2に示すように、ミキサ回路12は、ダウンコンバージョン回路21、ハイパスフィルタ22を有する。ダウンコンバージョン回路21は、第1、第2のRF信号IN1、IN2と第1、第2のローカル信号IN_lop、IN_lonとを合成した合成信号に基づき第1、第2の電流Ida、Idbを出力する。より具体的には、ダウンコンバージョン回路21は、第1、第2のRF信号IN1、IN2を第1、第2のローカル信号IN_lop、IN_lonに基づきダウンコンバージョン処理して合成信号を生成し、当該合成信号に基づく第1、第2の電流Ida、Idbを出力する。ハイパスフィルタ22は、合成信号の低周波成分を除去して第1、第2の伝送信号OUT1、OUT2を出力する。より具体的には、ハイパスフィルタ22は、第1、第2の電流Ida、Idbにより駆動されるものであって、第1、第2の電流Ida、Idbを第1、第2の伝送信号OUT1、OUT2に対応する電圧に変換すると共に、合成信号の低周波成分を除去する。なお、第1、第2の伝送信号OUT1、OUT2は、差動信号である。また、受信回路1において信号伝達が単相の信号で行われる場合は、伝送信号は1つの信号となる。
Next, the
ダウンコンバージョン回路21は、NMOSトランジスタM1〜M4、コンデンサCin1、Cin2、バイアス抵抗Rb1、Rb2を有する。NMOSトランジスタM1、M2は、ソースが共通に接続される。そして、NMOSトランジスタM1、M2のソースにはコンデンサCin1を介して第1のRF信号IN1が入力される。また、コンデンサCin1とNMOSトランジスタM1、M2のソースとの間には、バイアス抵抗Rb1の一端が接続される。バイアス抵抗Rb1の他端にはバイアス電圧Vbが与えられる。つまり、コンデンサCin1を介して入力される第1のRF信号IN1の動作点は、バイアス抵抗Rb1を介して与えられるバイアス電圧Vbにより制御される。
The down
NMOSトランジスタM1のゲートには第1のローカル信号IN_lopが入力され、NMOSトランジスタM2のゲートには第2のローカル信号IN_lonが入力される。また、NMOSトランジスタM1のドレインは、ハイパスフィルタ22に含まれる第1のアクティブハイパスフィルタ30aに接続される。NMOSトランジスタM2のドレインは、ハイパスフィルタ22に含まれる第2のアクティブハイパスフィルタ30bに接続される。
The first local signal IN_lop is input to the gate of the NMOS transistor M1, and the second local signal IN_lon is input to the gate of the NMOS transistor M2. The drain of the NMOS transistor M1 is connected to the first active high-
NMOSトランジスタM3、M4は、ソースが共通に接続される。そして、NMOSトランジスタM3、M4のソースにはコンデンサCin2を介して第2のRF信号IN2が入力される。また、コンデンサCin2とNMOSトランジスタM3、M4のソースとの間には、バイアス抵抗Rb2の一端が接続される。バイアス抵抗Rb2の他端にはバイアス電圧Vbが与えられる。つまり、コンデンサCin2を介して入力される第2のRF信号IN2の動作点は、バイアス抵抗Rb1を介して与えられるバイアス電圧Vbにより制御される。 The sources of the NMOS transistors M3 and M4 are connected in common. The second RF signal IN2 is input to the sources of the NMOS transistors M3 and M4 via the capacitor Cin2. Further, one end of the bias resistor Rb2 is connected between the capacitor Cin2 and the sources of the NMOS transistors M3 and M4. A bias voltage Vb is applied to the other end of the bias resistor Rb2. In other words, the operating point of the second RF signal IN2 input via the capacitor Cin2 is controlled by the bias voltage Vb applied via the bias resistor Rb1.
NMOSトランジスタM3のゲートには第2のローカル信号IN_lonが入力され、NMOSトランジスタM4のゲートには第1のローカル信号IN_lopが入力される。また、NMOSトランジスタM3のドレインは、ハイパスフィルタ22に含まれる第1のアクティブハイパスフィルタ30aに接続される。NMOSトランジスタM4のドレインは、ハイパスフィルタ22に含まれる第2のアクティブハイパスフィルタ30bに接続される。
The second local signal IN_lon is input to the gate of the NMOS transistor M3, and the first local signal IN_lop is input to the gate of the NMOS transistor M4. The drain of the NMOS transistor M3 is connected to the first active high-
ダウンコンバージョン回路21では、NMOSトランジスタM1のドレインから出力される電流と、NMOSトランジスタM3のドレインから出力される電流とを合成して第1の電流Idaを生成する。つまり、ダウンコンバージョン回路21は、第1のRF信号IN1を第1、第2のローカル信号IN_lop、IN_lonに基づきダウンコンバージョン処理する。そして、ダウンコンバージョン回路21は、ダウンコンバージョン処理により合成信号を生成するが、この合成信号は、第1の電流Idaとして出力される。また、ダウンコンバージョン回路21では、NMOSトランジスタM2のドレインから出力される電流と、NMOSトランジスタM4のドレインから出力される電流とを合成して第2の電流Idaを生成する。つまり、ダウンコンバージョン回路21は、第2のRF信号IN2を第1、第2のローカル信号IN_lop、IN_lonに基づきダウンコンバージョン処理する。そして、ダウンコンバージョン回路21は、ダウンコンバージョン処理により合成信号を生成するが、この合成信号は、第2の電流Idbとして出力される。
In the
ハイパスフィルタ22は、第1のアクティブハイパスフィルタ30aと第2のアクティブハイパスフィルタ30bとを有する。第1、第2のアクティブハイパスフィルタ30a、30bは、同一の構成を有するため、ここでは第1のアクティブハイパスフィルタ30aの構成について説明する。なお、図2においては、第1のアクティブハイパスフィルタ30aに属する構成要素と同一の第2のアクティブハイパスフィルタ30bの構成要素に同一の番号にbを付した符号を用いた。
The
第1のアクティブハイパスフィルタ30aは、増幅器31a、抵抗R1a、R2a、コンデンサCaを有する。抵抗R1aは、一端にダウンコンバージョン回路21から出力される第1の電流Idaが入力され、他端がコンデンサCaの一端に接続される。コンデンサCaの他端は、増幅器31aの反転入力端子と抵抗R2aの一端とに接続される。抵抗R2aは、増幅器31aの反転入力端子と出力端子との間に設けられる。つまり、抵抗R2aは、増幅器31aの帰還抵抗として機能する。増幅器31aの正転入力端子は、接地端子に接続される。増幅器31aの出力端子からは第1の伝送信号OUT1が出力される。
The first active high-
つまり、第1のアクティブハイパスフィルタ30aは、抵抗R1aとコンデンサCaとによりカットオフ周波数fcが設定され、抵抗R1aと抵抗R2aとにより増幅率が決定されるアクティブハイパスフィルタとして機能する。なお、第1、第2のアクティブハイパスフィルタ30a、30bは、カットオフ周波数fc及び増幅率が実質的に同じになるように設定される。また、第2のアクティブハイパスフィルタ30bは、第2の電流Idbに対応するものであり、出力する信号は第2の伝送信号OUT2となる。
That is, the first active high-
ここで、第1、第2のアクティブハイパスフィルタ30a、30bの信号伝達特性について説明する。図3に第1、第2のアクティブハイパスフィルタ30a、30bの信号伝達特性を示す。図3に示すように、第1、第2のアクティブハイパスフィルタ30a、30bは、カットオフ周波数fcよりも低い周波数の信号に対しては減衰特性を有する。つまり、第1、第2のアクティブハイパスフィルタ30a、30bの信号通過帯域は、カットオフ周波数fcよりも高い周波数帯となる。このとき、合成信号のオフセット電圧成分は、直流電圧であり、カットオフ周波数fcよりも十分に低い周波数(例えば、周波数が限りなく0Hzに近い)である。そのため、第1、第2のアクティブハイパスフィルタ30a、30bを介して出力される第1、第2の伝送信号OUT1、OUT2からは、合成信号に含まれるオフセット電圧成分が除去される。なお、合成信号に含まれるオフセット電圧成分は、セルフミキシングに起因して発生するものである。このセルフミキシングは、ダイレクトコンバージョン方式を採用した通信方式において発生する現象であって、ミキサ回路12の前段に配置されるRF信号の伝達経路にローカル信号IN_lon、IN_lonが漏れる現象をいう。
Here, the signal transfer characteristics of the first and second active high-
また、図3に示すように、カットオフ周波数fcは、ベースバンド帯域の低周波側周波数よりも低く設定される。ベースバンド帯域は、第1、第2のRF信号IN1、IN2の周波数又は合成信号の周波数帯域に対応するものである。そのため、カットオフ周波数fcがベースバンド帯域の低周波側周波数よりも高く設定された場合、伝達する対象となる信号成分の信号レベルが減衰することになる。また、カットオフ周波数fcがベースバンド帯域の低周波側周波数よりも低すぎる周波数に設定された場合、ベースバンド帯域よりも低い周波数成分を有するノイズ成分が伝達される信号に多く含まれることになる。つまり、カットオフ周波数fcは、ベースバンド帯域の低周波側周波数よりも低く、かつ、ベースバンド帯域の低周波側周波数に近い周波数とすることが好ましい。これにより、伝送信号に含まれるノイズ成分を少なくすることができる。 Further, as shown in FIG. 3, the cut-off frequency fc is set lower than the low frequency side frequency of the baseband band. The baseband band corresponds to the frequency of the first and second RF signals IN1 and IN2 or the frequency band of the synthesized signal. Therefore, when the cutoff frequency fc is set higher than the low frequency side frequency of the baseband, the signal level of the signal component to be transmitted is attenuated. In addition, when the cutoff frequency fc is set to a frequency that is too lower than the low frequency side frequency of the baseband band, a large amount of noise components having a frequency component lower than the baseband band are included in the transmitted signal. . That is, the cutoff frequency fc is preferably lower than the low frequency side frequency of the baseband band and close to the low frequency side frequency of the baseband band. Thereby, the noise component contained in the transmission signal can be reduced.
上記説明より、実施の形態1にかかるミキサ回路12では、ダウンコンバージョン回路21の後段にハイパスフィルタ22を設けることで、ミキサ回路12の後段に接続される回路にオフセット電圧が伝達されることを防止することができる。ミキサ回路12の後段に設けられるハイゲインアンプ15では、高い増幅率で信号を増幅する。このとき、実施の形態1にかかるミキサ回路12がハイゲインアンプ15にオフセット電圧が伝達されることを防止することで、ハイゲインアンプ15は出力ダイナミックレンジを最大限に利用して信号を増幅することができる。動作電源電圧が低電圧化する場合はハイゲインアンプ15の出力ダイナミックレンジも動作電源電圧の制限を受けるため、オフセット電圧成分に起因する出力ダイナミックレンジの減少を防止する効果は非常に大きい。
From the above description, in the
また、実施の形態1にかかるミキサ回路12では、ダウンコンバージョン回路21が合成信号に基づく電流によりハイパスフィルタ22を駆動し、ハイパスフィルタ22は電流を電圧に変換することで伝送信号を生成する。合成信号を電圧に変換する場合、電流を電圧に変換する負荷抵抗等で電圧降下が生じ、ダウンコンバージョン回路21の動作ダイナミックレンジがこの電圧降下により狭くなる問題がある。しかし、ダウンコンバージョン回路21では、合成信号を電圧に変換することなく電流により伝達するため、この電圧降下は生じない。つまり、実施の形態1にかかるダウンコンバージョン回路21では、負荷抵抗による電圧降下によりダイナミックレンジの減少を生じない。従って、実施の形態1にかかるダウンコンバージョン回路21を用いることで、広いダイナミックレンジを確保しながら電源電圧を低電圧化することが可能になる。
In the
また、実施の形態1にかかるダウンコンバージョン回路21では、コンデンサを介して差動対の共通接続ノードから第1のRF信号IN1及び第2のRF信号IN2を入力する。また、差動対の共通接続ノードのバイアス電圧は、バイアス抵抗Rb1、Rb2を介して与えられる。そのため、実施の形態1にかかるダウンコンバージョン回路21では、差動対に動作電流を供給する電流源が必要ない。差動対に動作電流を供給する電流源を設けた場合、ダウンコンバージョン回路21のダイナミックレンジが電流源の動作に必要な電圧分減少する。しかし、実施の形態1にかかるダウンコンバージョン回路21では、差動対に動作電流を供給する電流源を用いることがないため、電流源を設けることに起因するダイナミックレンジの減少がない。つまり、実施の形態1にかかるダウンコンバージョン回路21では、より低い電源電圧まで十分なダイナミックレンジを確保することが可能になる。
In the down-
また、本実施の形態1にかかるミキサ回路12では、合成信号の低周波成分に含まれるフリッカノイズを低減することができる。フリッカノイズとは、半導体素子が発生源となるランダムノイズであって、1/fノイズとも呼ばれる。このフリッカノイズは、主に数100Hzの帯域で顕著に表れる。つまり、フリッカノイズの周波数は、合成信号の主成分の周波数よりも十分に低い。本実施の形態にかかるミキサ回路12では、ダウンコンバージョン回路21の後段にハイパスフィルタ22(アクティブハイパスフィルタ30a、30b)を設けている。そのため、本実施の形態にかかるミキサ回路12は、合成信号に含まれるフリッカノイズをハイパスフィルタ22により除去することができる。つまり、本実施の形態にかかるミキサ回路12は、フリッカノイズに対しても第1の伝送信号OUT1及び第2の伝送信号OUT2のS/N比を向上させることができる。
Further, the
実施の形態2
実施の形態2にかかるミキサ回路12aのブロック図を図4に示す。図4に示すように、ミキサ回路12aは、実施の形態1におけるミキサ回路12のハイパスフィルタ22の別の構成例を示すものである。ミキサ回路12aでは、ハイパスフィルタ22の別の例を示すハイパスフィルタ23を有する。なお、以下の説明において、実施の形態1と同様の構成要素については実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略する。
Embodiment 2
FIG. 4 shows a block diagram of the
ハイパスフィルタ23は、フィルタ回路を2次のアクティブハイパスフィルタで構成する。ハイパスフィルタ23は、第1のアクティブハイパスフィルタ40a、第2のアクティブハイパスフィルタ40bを有する。第1、第2のアクティブハイパスフィルタ40a、40bは、同一の構成を有するため、ここでは第1のアクティブハイパスフィルタ40aの構成について説明する。なお、図4においては、第1のアクティブハイパスフィルタ40aに属する構成要素と同一の第2のアクティブハイパスフィルタ40bの構成要素に同一の番号にbを付した符号を用いた。
The
第1のアクティブハイパスフィルタ40aは、増幅器41a、抵抗R3a、R4a、コンデンサC1a、C2aを有する。コンデンサC1aは、一端にダウンコンバージョン回路21から出力される第1の電流Idaが入力され、他端がコンデンサC2aの一端と抵抗R3aの一端とに接続される。コンデンサC2aの他端は、増幅器41aの正転入力端子に接続される。抵抗R3aは、コンデンサC1aとコンデンサC2aの接続点と増幅器31aの出力端子との間に設けられる。つまり、抵抗R3aは、増幅器31aの帰還抵抗として機能する。抵抗R4aは、増幅器41aの正転入力端子と接地端子との間に設けられる。増幅器31aの反転入力端子は、増幅器31aの出力端子と接続される。増幅器31aの出力端子からは第1の伝送信号OUT1が出力される。
The first active high-
つまり、第1のアクティブハイパスフィルタ40aは、抵抗R3a、R4aとコンデンサC1a、C2aとによりカットオフ周波数fcが設定される2次のハイパスフィルタであって、かつ、増幅率が1倍となるバッファ回路として機能する。なお、第1、第2のアクティブハイパスフィルタ40a、40bは、カットオフ周波数fcが実質的に同じになるように設定される。また、第2のアクティブハイパスフィルタ40bは、第2の電流Idbに対応するものであり、出力する信号は第2の伝送信号OUT2となる。
That is, the first active high-
ここで、第1、第2のアクティブハイパスフィルタ40a、40bの信号伝達特性について説明する。図5に第1、第2のアクティブハイパスフィルタ40a、40bの信号伝達特性を示す。図5に示すように、第1、第2のアクティブハイパスフィルタ40a、40bは、カットオフ周波数fcよりも低い周波数の信号に対しては2次の減衰特性を有する。つまり、第1、第2のアクティブハイパスフィルタ40a、40bの減衰特性は、実施の形態1にかかる第1、第2のアクティブハイパスフィルタ30a、30bよりも急峻な減衰特性を有する。これにより、第1、第2のアクティブハイパスフィルタ40a、40bは、ベースバンド帯域よりも低い周波数を有するノイズ成分を実施の形態1にかかる第1、第2のアクティブハイパスフィルタ30a、30bよりも多く減衰させることが可能になる。また、実施の形態1と同様に伝送信号からオフセット電圧成分も除去することが可能になる。
Here, the signal transfer characteristics of the first and second active high-
上記説明より、実施の形態2にかかるミキサ回路12aでは、アクティブハイパスフィルタとして実施の形態1よりも次数の高いフィルタを用いる。これにより、実施の形態2にかかるミキサ回路12aでは、実施の形態1にかかるミキサ回路12よりもノイズ成分を低減させた伝送信号を得ることができる。
From the above description, the
実施の形態3
実施の形態3にかかるミキサ回路12bのブロック図を図6に示す。図6に示すように、ミキサ回路12bは、実施の形態2におけるミキサ回路12aのハイパスフィルタ23の別の構成例を示すものである。ミキサ回路12bでは、ハイパスフィルタ23の別の例を示すハイパスフィルタ24を有する。なお、以下の説明において、実施の形態1、2と同様の構成要素については実施の形態1、2と同じ符号を付して説明を省略する。
Embodiment 3
FIG. 6 shows a block diagram of the
ハイパスフィルタ24は、フィルタ回路をゲイン付きの2次のアクティブハイパスフィルタで構成する。ハイパスフィルタ24は、第1のアクティブハイパスフィルタ50a、第2のアクティブハイパスフィルタ50bを有する。第1、第2のアクティブハイパスフィルタ50a、50bは、同一の構成を有するため、ここでは第1のアクティブハイパスフィルタ50aの構成について説明する。なお、図6においては、第1のアクティブハイパスフィルタ50aに属する構成要素と同一の第2のアクティブハイパスフィルタ50bの構成要素に同一の番号にbを付した符号を用いた。
The
第1のアクティブハイパスフィルタ50aは、実施の形態2にかかる第1のアクティブハイパスフィルタ40aの増幅器41aの反転入力端子側に抵抗R5a、R6aが追加される。抵抗R5aは、増幅器41aの反転入力端子と接地端子との間に接続される。抵抗R6aは、増幅器41aの出力端子と増幅器41aの反転入力端子との間に接続される。そして、第1のアクティブハイパスフィルタ50aでは、抵抗R5aと抵抗R6aとにより第1のアクティブハイパスフィルタ50aの増幅率が設定される。このとき、本実施の形態では、第1のアクティブハイパスフィルタ50aの増幅率をハイゲインアンプ15の増幅率よりも小さくする。また、ハイゲインアンプ15の増幅率は、第1のアクティブハイパスフィルタ50aの増幅率を加味して、他の実施の形態の場合よりも小さく設定する。このとき、ミキサ回路12bからハイゲインアンプ15までの経路でのトータルゲインは、他の実施の形態のミキサ回路からハイゲインアンプまでの経路のトータルゲインと等しく設定することが好ましい。
In the first active high-
上記説明より、実施の形態3にかかるハイパスフィルタ24では、合成信号を所定の増幅率で増幅して出力する。そのため、実施の形態3では、ハイゲインアンプ15の増幅率をハイパスフィルタ24の増幅率分小さくすることができる。これにより、ミキサ回路12bからハイゲインアンプ15に至る経路で重畳されるノイズがある場合であっても、当該ノイズの増幅率を抑制することができるため、実施の形態3にかかる受信回路1では、ハイゲインアンプ15が出力する伝送信号の信号ノイズ比(S/N)を高めることができる。
From the above description, the high-
実施の形態4
実施の形態4にかかるミキサ回路12cのブロック図を図7に示す。図7に示すように、ミキサ回路12cは、他の実施の形態とは異なるハイパスフィルタ25を有する。なお、以下の説明において、実施の形態1と同様の構成要素については実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略する。
Embodiment 4
FIG. 7 shows a block diagram of the
ハイパスフィルタ25は、パッシブハイパスフィルタである。図7に示すハイパスフィルタ25は、第1のハイパスフィルタとしてコンデンサC3aを有し、第2のハイパスフィルタ60aとしてC3bを有する。コンデンサC3aは、第1の電流Idaが一方の端子に入力され、他方の端子が第1の伝送信号OUT1の出力端子に接続される。コンデンサC3bは、第1の電流Idbが一方の端子に入力され、他方の端子が第2の伝送信号OUT2の出力端子に接続される。
The
コンデンサC3a、C3bは、単体でハイパスフィルタとして特性を有する。そのため、ハイパスフィルタとしてコンデンサC3a、C3bのみを備えても、実施の形態1と同様に伝送信号からオフセット電圧成分を除去することが可能である。また、実施の形態4にかかるハイパスフィルタ25は、コンデンサを1つの伝送経路に1つ設ければ良いだけなので回路規模を他の実施の形態よりも小さくすることができる。
Capacitors C3a and C3b have characteristics as a single high-pass filter. Therefore, even if only the capacitors C3a and C3b are provided as high-pass filters, it is possible to remove the offset voltage component from the transmission signal as in the first embodiment. In addition, since the high-
なお、ハイパスフィルタ25の変形例を図8に示す。図8に示す例では、コンデンサC3a、C3bに加えて抵抗R7a、R7bを用いてハイパスフィルタを構成する。図8に示すミキサ回路12dのハイパスフィルタ26では、第1のハイパスフィルタ61aを信号経路に直列に挿入されたコンデンサC3aとコンデンサC3aの出力側端子と接地端子との間に設けられた抵抗R7aとにより構成する。また、図8に示すハイパスフィルタ26では、第2のハイパスフィルタ61bを信号経路に直列に挿入されたコンデンサC3bとコンデンサC3bの出力側端子と接地端子との間に設けられた抵抗R7bとにより構成する。このように、ハイパスフィルタを抵抗とコンデンサにより構成することで、カットオフ周波数を抵抗の抵抗値とコンデンサの容量値とにより任意に設定することが可能になる。
A modification of the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本発明にかかるミキサ回路はダウンコンバージョン処理に代えて位相復調を行う直交復調処理に適用することも可能である。本発明にかかるミキサ回路を直交復調処理に用いるためには、本発明にかかるダウンコンバージョン回路を2つ用いる。そして、2つのダウンコンバージョン回路の一方にIローカル信号とIローカル信号を反転させたIbarローカル信号を入力し、他方のダウンコンバージョン回路にはQローカル信号とQローカル信号を反転させたQbarローカル信号を入力する。そして、少なくとも直交復調処理により出力すべき信号の出力端子にはハイパスフィルタを設ける。これにより、本発明にかかるミキサ回路を用いた場合と同様に出力する信号の精度を高めた直交復調回路を構成することができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. The mixer circuit according to the present invention can be applied to quadrature demodulation processing that performs phase demodulation instead of down-conversion processing. In order to use the mixer circuit according to the present invention for orthogonal demodulation processing, two down-conversion circuits according to the present invention are used. Then, the I local signal and the I bar local signal obtained by inverting the I local signal are input to one of the two down conversion circuits, and the Q local signal and the Q bar local signal obtained by inverting the Q local signal are input to the other down conversion circuit. input. A high-pass filter is provided at least at the output terminal of the signal to be output by the orthogonal demodulation process. As a result, it is possible to configure an orthogonal demodulation circuit with improved accuracy of a signal to be output as in the case of using the mixer circuit according to the present invention.
1 受信回路
10 アンテナ
11 ローノイズアンプ
12〜12d ミキサ回路
13 ローカル発振器
14 ローパスフィルタ
15 ハイゲインアンプ
16 アナログデジタル変換回路
17 デジタル信号処理部
21 ダウンコンバージョン回路
22〜26、60a、61a、60a、61b ハイパスフィルタ
30a、40a、50a アクティブハイパスフィルタ
30b、40b、50b アクティブハイパスフィルタ
31a、41a 増幅器
Ca、Cb、Cin1、Cin2、C1a〜C3a、C1b〜C3b コンデンサ
M1〜M4 NMOSトランジスタ
R1a〜R7a、R1b〜R7b 抵抗
Rb1、Rb2 バイアス抵抗
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記合成信号の低周波成分を除去して伝送信号を出力するアクティブハイパスフィルタと、
を有するミキサ回路。 A down-conversion circuit that outputs a current based on a synthesized signal obtained by synthesizing an RF signal and a local signal;
An active high-pass filter that removes low-frequency components of the combined signal and outputs a transmission signal;
A mixer circuit.
前記合成信号に含まれる信号成分のうち高周波側の信号成分の周波数よりも高いカットオフ周波数を有するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの後段に設けられ、前記アクティブハイパスフィルタの増幅率よりも高い増幅率を有するハイゲインアンプと、
を介してアナログデジタル変換器に前記伝送信号を出力する請求項1乃至4のいずれか1項に記載のミキサ回路。 The active high-pass filter is
A low pass filter having a cutoff frequency higher than the frequency of the signal component on the high frequency side of the signal component included in the synthesized signal;
A high gain amplifier provided at a subsequent stage of the low pass filter and having an amplification factor higher than that of the active high pass filter;
The mixer circuit according to claim 1, wherein the transmission signal is output to an analog-to-digital converter via a signal.
前記アクティブハイパスフィルタは、前記電流を電圧に変換する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のミキサ回路。 The down-conversion circuit is driven by the current with the active high-pass filter as a load,
The mixer circuit according to claim 1, wherein the active high-pass filter converts the current into a voltage.
前記合成信号の低周波成分を除去して伝送信号を出力するハイパスフィルタと、
を有するミキサ回路。 A down-conversion circuit that outputs a current based on a synthesized signal obtained by synthesizing an RF signal and a local signal;
A high-pass filter that removes low-frequency components of the combined signal and outputs a transmission signal;
A mixer circuit.
前記合成信号に含まれる信号成分のうち高周波側の信号成分の周波数よりも高いカットオフ周波数を有するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの後段に設けられ、前記ハイパスフィルタの増幅率よりも高い増幅率を有するハイゲインアンプと、
を介してアナログデジタル変換器に前記伝送信号を出力する請求項8乃至11のいずれか1項に記載のミキサ回路。 The high-pass filter is
A low pass filter having a cutoff frequency higher than the frequency of the signal component on the high frequency side of the signal component included in the synthesized signal;
A high gain amplifier provided at a subsequent stage of the low pass filter and having an amplification factor higher than that of the high pass filter;
The mixer circuit according to claim 8, wherein the transmission signal is output to an analog-to-digital converter via a signal.
前記ハイパスフィルタは、前記電流を電圧に変換する請求項8乃至12のいずれか1項に記載のミキサ回路。 The down-conversion circuit is driven by the current with the high-pass filter as a load,
The mixer circuit according to claim 8, wherein the high-pass filter converts the current into a voltage.
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