JP2011130443A - Uwb信号送信デバイスのための低電圧ミキサ回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】UWB信号送信デバイスに組み込み得る低電圧ミキサ回路を得る。
【解決手段】第1の対のトランジスタM5、M6のソースが、トランスコンダクタンス段の第1のMOSトランジスタ反転器構成M1、M3の出力に接続され、第2の対のトランジスタM7、M8のソースが、トランスコンダクタンス段の第2のMOSトランジスタ反転器構成M2、M4の出力に接続される。上記差動対の第1のNMOSトランジスタM5、M8のゲートが第1の搬送周波数信号LOPを受信し、上記差動対の第2のNMOSトランジスタM6、M7のゲートが第2の搬送周波数信号LONを受信する。第1のデータ信号IN0が第1の反転器構成M1、M3の入力に供給され、第2のデータ信号IN1が第2の反転器構成M2、M4の入力に供給される。
【選択図】図2
【解決手段】第1の対のトランジスタM5、M6のソースが、トランスコンダクタンス段の第1のMOSトランジスタ反転器構成M1、M3の出力に接続され、第2の対のトランジスタM7、M8のソースが、トランスコンダクタンス段の第2のMOSトランジスタ反転器構成M2、M4の出力に接続される。上記差動対の第1のNMOSトランジスタM5、M8のゲートが第1の搬送周波数信号LOPを受信し、上記差動対の第2のNMOSトランジスタM6、M7のゲートが第2の搬送周波数信号LONを受信する。第1のデータ信号IN0が第1の反転器構成M1、M3の入力に供給され、第2のデータ信号IN1が第2の反転器構成M2、M4の入力に供給される。
【選択図】図2
Description
本発明は、アンテナから送信される信号を高周波に変換するための低電圧ミキサ回路に関し、詳細には、超広帯域(UWB)信号送信デバイスのための低電圧ミキサ回路に関する。
超広帯域(UWB)技術を使用するシステムでは、データ送信は、搬送周波数使用の有無に関わらず一連の非常に短いパルスを含んだUWBデータ信号を介して行われる。「データ」は一般に、1つまたは複数の連続する記号を含んだテキスト情報、同期情報、またはその他の情報を含むと理解されたい。このパルスは、例えば2ns以下の間隔など非常に短いことから、周波数領域に超広帯域スペクトルを作り出す。UWB技術では、UWB信号の規定周波数スペクトルは3.1〜10.6GHzの間にある必要がある。このスペクトルはまた、12個の499.2MHz前後の周波数帯を含む各種伝送路を規定する複数の周波数帯に分割することができる。
UWB送信器デバイスが近接するUWB受信器デバイスによって認識されるように、送信されるデータ信号のパルス・シーケンス・コーディングは、理論的に、送信器デバイスに対して個別設定されている。UWB信号によるデータの送信には、様々なタイプのコーディングを使用することができる。パルス位置変調(PPM)、パルス振幅変調(PAM)、2進位相または位相偏移変調(BPSK)、パルス位置変調と位相偏移変調の組合せ、2進オンオフ変調(OOK)コーディング、または別のタイプの変調を使用することができる。超広帯域技術によるデータ送信は通常、低出力で送信されたパルスを用いて短い距離で行われる。
データ・パルスは、UWB信号送信デバイスのデータ生成器によって制御されて、少なくとも1つのデータ・パルス信号を供給するためのパルス生成回路で生成される。このUWB信号のパルス信号は、ミキサを介してさらに周波数変換することができる。したがって、上記パルス信号は、局部オシレータからの少なくとも1つの搬送周波数信号とミキサで混合される。ミキサ出力における送信ダイナミックレンジはしばしば不十分であるので、ミキサによってもたらされる信号は一般に、追加の増幅器で増幅する必要がある。この増幅器によって増幅された信号が、送信デバイスアンテナから送信されるUWB信号を規定する。このことが、このタイプの従来技術デバイスの欠点をもたらす。というのはつまり、このデバイスの構成部品数も電力消費も低減できないからである。
UWB信号送信デバイスで使用されるミキサ回路の一実施形態が、特許文献1に定義されている。このミキサ回路は、UWB信号を送信するための高周波数でデータ信号を変換する。このミキサ回路は、例えば2V未満の電圧などの低電圧で動作することができるように製造される。これを実現するために、この回路は、供給電源の端子の間で別のMOSトランジスタおよび抵抗器とそれぞれ直列接続された、MOSトランジスタの2組の差動対を含む。これにより、上記の供給電圧のレベルを低減することが可能になる。ただし、このミキサ回路は、十分なダイナミックレンジを有する出力信号を供給しない。したがって、このことから、UWB信号送信用の出力信号を増幅するためにミキサ回路出力のところでの増幅器を使用する必要があり、それが欠点をもたらす。
上述の文書のミキサ回路に対する1つの改良が、特許文献2に開示されている。この文書のミキサ回路もやはり、供給電源の端子の間で別のNMOSトランジスタおよび抵抗器とそれぞれ直列接続された、NMOSトランジスタの2組の差動対を含む。対応するNMOSトランジスタの差動対に接続された各NMOSトランジスタは、より線形のミキサ回路を得るために3次のトランスコンダクタンスを除去するように適合される。ミキサ回路を低電圧で動作するよう構成できても、UWB信号送信用の出力信号を増幅するためにミキサ回路出力で増幅器をやはり使用する必要があり、それが欠点をもたらす。
特許文献3にやはり、特許文献1および特許文献2と同じ構造を有するが、トランスコンダクタンス段に2つの反転器構成を有するミキサ回路が開示されている。ただし、このミキサ回路は2つの出力信号の供給に能動負荷を使用し、それが欠点をもたらす。というのはつまり、ミキサ回路出力で良好なダイナミックレンジを保証することができないからである。
したがって、本発明の目的は、低電圧ミキサ回路出力で最大のダイナミックレンジを確保する、特にUWB信号送信デバイスのための低電圧ミキサ回路を設けることによって、上述の欠点を克服することである。
本発明によれば、UWB信号送信デバイスのために、
供給電源の2つの端子の間でNMOSトランジスタとPMOSトランジスタとが直列接続されて成る反転器トランジスタ構成を含み、前記NMOSトランジスタのドレインが、前記PMOSトランジスタのドレインに接続されてトランスコンダクタンス段出力の接続ノードを規定し、前記NMOSトランジスタのゲートが、データ信号を受信するように前記PMOSトランジスタのゲートに接続される、トランスコンダクタンス段を含み、
少なくとも1つのトランジスタを含み、第1の電流端子が前記トランスコンダクタンス段の接続ノードに接続され、第2の電流端子が、出力信号を供給するようにインピーダンスに接続され、制御端子が、オシレータから信号を受信するように配置され、そして、
前記トランスコンダクタンス段の前記接続ノードに接続された前記トランジスタと、前記インピーダンスが、供給電源の2つの端子の間で直列接続されて成る、低電圧ミキサ回路であって、
シリコン基板に集積され、前記トランスコンダクタンス段の前記NMOSトランジスタの基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間に適合された第1の電位に設定され、前記トランスコンダクタンス段の前記PMOSトランジスタの基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間に適合された第2の電位に設定されている、
ことを特徴とする、低電圧ミキサ回路が提供される。
供給電源の2つの端子の間でNMOSトランジスタとPMOSトランジスタとが直列接続されて成る反転器トランジスタ構成を含み、前記NMOSトランジスタのドレインが、前記PMOSトランジスタのドレインに接続されてトランスコンダクタンス段出力の接続ノードを規定し、前記NMOSトランジスタのゲートが、データ信号を受信するように前記PMOSトランジスタのゲートに接続される、トランスコンダクタンス段を含み、
少なくとも1つのトランジスタを含み、第1の電流端子が前記トランスコンダクタンス段の接続ノードに接続され、第2の電流端子が、出力信号を供給するようにインピーダンスに接続され、制御端子が、オシレータから信号を受信するように配置され、そして、
前記トランスコンダクタンス段の前記接続ノードに接続された前記トランジスタと、前記インピーダンスが、供給電源の2つの端子の間で直列接続されて成る、低電圧ミキサ回路であって、
シリコン基板に集積され、前記トランスコンダクタンス段の前記NMOSトランジスタの基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間に適合された第1の電位に設定され、前記トランスコンダクタンス段の前記PMOSトランジスタの基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間に適合された第2の電位に設定されている、
ことを特徴とする、低電圧ミキサ回路が提供される。
上記ミキサ回路の特定の実施形態が、請求項2以下に定義される。
上記低電圧ミキサ回路の1つの利点は、トランスコンダクタンス段の低い供給電圧から、ミキサ回路の1つまたは複数の出力信号の電圧振幅が増大することにある。これによって、1V未満の供給電圧でも、上記ミキサ回路出力で最大のダイナミックレンジを実現することができる。これを実現するには、トランスコンダクタンス段用と、そのトランスコンダクタンス段とトランジスタの差動対の間の構成用の、2つのトランジスタだけを、供給電源の2つの端子の間に直列接続する。
したがって、本発明はまた、請求項10で定義される特徴を含んだ低電圧ミキサ回路を備える、UWB信号送信デバイスに関する。
上記UWB送信デバイスの特定の実施形態が、従属請求項11で定義される。
UWB信号送信デバイスにおける上記低電圧ミキサ回路の目的、利点および特徴は、図面で示されている少なくとも1つの非限定的な実施形態についての以下の説明で、より明確に示されるであろう。
以下の説明では、低電圧ミキサ回路の特定の素子が全て定義される。ただし、前記ミキサ回路の各素子を製造する方法は、当分野の技術者には周知であり、簡略化された形でのみ説明する。前記低電圧ミキサ回路は、UWB信号送信デバイスで使用できると好ましいが、例えばその他任意の無線周波数信号送信または受信デバイスで使用することもできる。
UWB信号送信デバイス1は、本発明によるによる低電圧ミキサ回路3を含み、図1に簡略化された形で示されている。この送信デバイスは、データ生成器2と、パルス発生回路10と、このパルス発生回路と結合されたBPM/BPSK変調ユニット6と、局部オシレータ4と、本発明によるミキサ回路3と、UWB信号を送信するためのアンテナ5とで形成することができる。
UWB搬送周波数信号は、アンテナから送信され、同期プリアンブルとそのプリアンブルの後にある一連のデータ・シンボルとで形成することができる。送信されるデータ・シンボルごとに、UWB信号は位置変調かつ位相偏移されたパルス(2ns未満)またはパルス・バーストを含む。このパルスまたはパルス・バーストは2ビットを規定し、3.1GHz〜10.6GHzの搬送周波数に周波数変換されている。UWB信号の搬送周波数は、データ送信の場合、例えばUWBスペクトルの3.1GHz〜10.6GHz帯域幅の範囲内にある12個の499.2MHz周波数帯の中から決定することができる。例えば、7.9872GHzの搬送周波数を選択することができる。
UWB信号の送信段階では、データ生成器2が、デジタルデータ信号を、位置変調(BPM)/2進位相偏移変調(BPSK)ユニット6およびパルス発生回路10を備える構成に供給する。これによって、パルス発生回路から、ミキサ回路3のための少なくとも1つのパルス出力信号IN0を供給することが可能になる。このパルス発生器出力信号と局部オシレータ4からの少なくとも1つの搬送周波数信号LOPが、ミキサ回路3で混合される。これによって、パルス発生器出力信号を、搬送周波数に周波数変換することが可能になる。したがって、ミキサ回路3は、少なくとも1つの出力信号RF0を、近接する少なくとも1つの受信器デバイスに送信されるパルスデータUWB信号として、送信アンテナ5に直に供給する。
図2および3を参照して下記に説明するように、ミキサ回路3は、パルス発生回路10から2つのパルスデータ出力信号IN0およびIN1を受信するよう構成できると好ましいことに留意されたい。第1の出力信号IN0のパルスは、第2の出力信号IN1のパルスと相関して反転される。ミキサ回路3では、第1のパルス出力信号IN0が、局部オシレータ4からの第1の搬送周波数信号LOPと混合され、パルス発生回路からの第2のパルス出力信号IN1が、第2の搬送周波数信号LONと混合される。局部オシレータ4からのこの第2の搬送周波数信号は、第1の搬送周波数信号に対して180°位相偏移されている。したがって、このことから、この2つの差動出力を組み合わせるとアンテナ5から送信されるパルスUWBデータ信号が強化される。これを実現するために、ミキサ回路出力信号用の加算器をミキサ出力に設けることができる。
次に、図2を参照して、本発明の低電圧ミキサ回路の一実施形態についてより詳細に説明する。この低電圧ミキサ回路は、上記で説明したUWB信号送信デバイスの一部分を形成するためのものであると好ましい。この回路は例えば約0.9Vなど、1V未満にすることができる低電圧電源から電力供給される。これにより、ミキサ回路の電力消費が現況技術のものに対してかなり低減される。このミキサ回路は、例えば0.18μmCMOS技術のP型ドープされたシリコン基板などに集積された形で製造することができ、送信デバイスのデータ生成器、BPM/BPSK変調ユニットおよびパルス発生回路、ならびに局部オシレータの大部分と同じ集積回路に製造することができる。
この低電圧ミキサ回路は、抵抗器R0、R1である2つのインピーダンスと、同じ大きさの整合されたNMOSトランジスタM5、M6、M7およびM8の、2組の差動対(第1の導電型)と、整合されたNMOSトランジスタM1、M2と整合されたPMOSトランジスタM3、M4(第2の導電型)という2つの分岐で形成されたトランスコンダクタンス段とを含む。トランスコンダクタンス段の第1の分岐は、第1のNMOSトランジスタM1を含み、このトランジスタは、供給電源VDD(図示せず)の2つの端子の間で第1のPMOSトランジスタM3と反転器(reverser)の形で直列接続される。トランスコンダクタンス段の第2の分岐は、第2のNMOSトランジスタM2を含み、このトランジスタは、供給電源の2つの端子の間で第2のPMOSトランジスタM4と反転器の形で直列接続される。各MOSトランジスタは、ソースを規定する第1の電流端子と、ドレインを規定する第2の電流端子と、ゲートを規定する制御端子と、ウェルまたは基板の接点を規定する端子を含む。
2つのNMOSトランジスタM1およびM2のソースは、アース端子に接続され、2つのPMOSトランジスタM3、M4のソースは、供給電源の高電位端子VDDに接続される。第1のNMOSトランジスタM1のドレインが、第1の分岐における第1のPMOSトランジスタM3のドレインに接続されて第1の接続ノードを規定する。第2のNMOSトランジスタM2のドレインが、第2の分岐における第2のPMOSトランジスタM4のドレインに接続されて第2の接続ノードを規定する。第1のNMOSトランジスタM1のゲートが、パルス発生回路から第1のパルス出力信号IN0を受信するように、第1のPMOSトランジスタM3のゲートに反転器構成で接続される。最後に、第2のNMOSトランジスタM2のゲートが、パルス発生回路から第2のパルス出力信号IN1を受信するように、第2のPMOSトランジスタM4のゲートに反転器構成で接続される。
第1の差動対の各NMOSトランジスタM5、M6のソースが、トランスコンダクタンス段の第1の分岐の第1のNMOSトランジスタM1とPMOSトランジスタM3との第1の接続ノードに接続される。第2の差動対の各NMOSトランジスタM7、M8のソースが、トランスコンダクタンス段の第2の分岐の第2のNMOSトランジスタM2とPMOSトランジスタM4との第2の接続ノードに接続される。第1の差動対の第1のNMOSトランジスタM5のドレインが第1の抵抗器R0に接続され、第1の抵抗器R0は、供給電源(図示せず)の高電位端子VDDにも接続される。第1の差動対の第2のNMOSトランジスタM6のドレインが第2の抵抗器R1に接続され、第2の抵抗器R1は、供給電源(図示せず)の高電位端子VDDにも接続される。第2の差動対の第1のNMOSトランジスタM8のドレインが、第2の抵抗器R1に接続される。第2の差動対の第2のNMOSトランジスタM7のドレインが、第1の抵抗器R0に接続される。
2組の差動対の第1のNMOSトランジスタM5とM8のゲートが、局部オシレータから第1の搬送周波数信号LOPを受信するように接続される。2組の差動対の第2のNMOSトランジスタM6とM7のゲートが、局部オシレータから第2の搬送周波数信号LONを受信するように接続される。第2の正弦搬送周波数信号LONは、第1の正弦搬送周波数信号LOPに対して180°位相偏移されている。したがって、第1の搬送周波数信号LOPが第2の搬送周波数信号LONより高い電圧レベルになると、第1のNMOSトランジスタM5およびM8が導通状態になり、第2のNMOSトランジスタM6およびM7は非導通状態になる。逆に、第2の搬送周波数信号LONが第1の搬送周波数信号LOPより高い電圧レベルになると、第2のNMOSトランジスタM6およびM7が導通状態になり、第1のNMOSトランジスタM5およびM8は非導通状態になる。搬送周波数信号は正弦波であるので、差動対の第1のNMOSトランジスタと第2のNMOSトランジスタの間における導通状態への移行は、当然ながら急激に行われることはない。
UWB信号を形成する第1の出力信号RF0が、第1の差動対の第1のNMOSトランジスタM5および第2の差動対の第2のNMOSトランジスタM7によって、第1の抵抗器R0の接続ノードに供給される。UWB信号を形成する第2の出力信号RF1が、第2の差動対の第1のNMOSトランジスタM8および第1の差動対の第2のNMOSトランジスタM6によって、第2の抵抗器R1の接続ノードに供給される。
第1のパルス出力信号IN0が例えばVDDの近傍などの高電圧レベルになると、第1のNMOSトランジスタM1が導通状態になり、この反転器構成の第1のPMOSトランジスタM3は非導通状態になる。この場合、第2のパルス出力信号IN1は例えばアースの近傍などの低電圧レベルになる。したがって、第2のNMOSトランジスタM2は非導通状態になり、この反転器構成の第2のPMOSトランジスタM4は導通状態になる。電流I0 が、第1のNMOSトランジスタM1を通り、第1の差動対のNMOSトランジスタM5、M6のうちの一方を通って流れる。この電流I0 はまた、第1の抵抗器R0、または第1の抵抗と同じ抵抗値を有する第2の抵抗器R1を通って流れる。この電流I0 の値は、各抵抗器R0、R1の値によって決まり、アンテナのインピーダンスに適合するように50オーム前後にすることができる。ただし、電流I1は、NMOSトランジスタM7、M8からなる第2の差動対には流れない。
逆に、第2の出力信号IN1が例えばVDDの近傍などの高電圧レベルになると、第2のNMOSトランジスタM2が導通状態になり、第2のPMOSトランジスタM4は非導通状態になる。この場合、第1のパルス出力信号IN0は例えばアースの近傍などの低電圧レベルになる。つまり、第1のNMOSトランジスタM1は非導通状態になり、第1のPMOSトランジスタM3は導通状態になる。したがって、電流I1が、第2のNMOSトランジスタM2を通り、第2の差動対のNMOSトランジスタM7、M8のうちの一方を通って流れる。この電流I1はまた、第1の抵抗器R0、または第2の抵抗器R1を通って流れる。この電流I1の値は、各抵抗器R0、R1の値によって決まる。ただし、電流I0は、NMOSトランジスタM5、M6からなる第1の差動対には流れない。
パルス発生回路から供給されるパルス出力信号IN0およびIN1は、3進データ・コーディングによって変調することができる。この場合、パルス出力信号の一方が高い状態にあるときに「1」状態が規定され、アース近傍の低い状態にあるときに「−1」状態が規定される。パルス出力信号の電圧レベルがVDD/2にあるときは「0」状態が規定される。この後者の場合、各MOSトランジスタにかかるゲート電圧が導通閾値未満ならば、トランスコンダクタンス段のMOSトランジスタはいずれも導通状態にならない。したがって、ミキサ回路出力信号RF0およびRF1は、供給電源の高電位VDDの近傍になる。
図2に示されているミキサ回路のこの第1の実施形態では、トランスコンダクタンス段のPMOSトランジスタM3およびM4のウェルまたは基板の電位は、供給電源の高電位VDDに設定される。トランスコンダクタンス段のNMOSトランジスタM1およびM2の基板またはウェルの電位は、供給電源のアース電位に設定される。このことは、図2に示されている差動対のNMOSトランジスタM5、M6、M7およびM8の基板またはウェルの電位にも当てはまる。したがって、ミキサの集積回路をP型のシリコン基板に製造できるので、高電位に設定されるのは、PMOSトランジスタのウェル電位であり、低電位に設定されるのは、NMOSトランジスタの基板電位である。
トランスコンダクタンス段の2つの分岐にNMOSおよびPMOSトランジスタの反転器構成を用いることで、ミキサ回路出力信号RF0およびRF1の良好な増幅が保証される。したがって、このことから、低い供給電圧で大きな送信ダイナミックレンジが確保される。こういった条件では、送信デバイスのアンテナを介してUWB信号を送信するのに、別の増幅器をミキサ回路出力に配置する必要がない。
ミキサ回路の増幅は、図3に示されているようにトランスコンダクタンス段のMOSトランジスタの基板およびウェルの電位に影響を与えることにより、トランスコンダクタンス段を介して変更することもできる。図3のトランジスタは、図2のものと同じであり、同一の参照記号を有することに留意されたい。したがって、説明を簡略化するために、トランジスタおよびその差動対への接続についての、電流I0およびI1の説明は繰り返さない。
PMOSトランジスタM3およびM4の基板またはウェルの電位Vp、ならびに/またはNMOSトランジスタM1およびM2の基板またはウェルの電位Vnを変更することによって、ミキサ回路出力信号RF0、RF1の増幅を変更することが可能である。出力信号RF0、RF1に対してこういった増幅利得を追加すると、送信するUWB信号を供給するためにミキサ回路出力に信号増幅器を配置する必要性が回避される。このトランスコンダクタンス段におけるMOSトランジスタの電位Vp、Vnの影響を示すために、下表にいくつかの電圧値が示されている。ミキサ回路の供給電圧VDDは、例えば0.9Vなどの1V未満に設定されている。この表は、NMOSトランジスタの基板またはウェルの電位VnとPMOSトランジスタの基板またはウェルの電位Vpの関数として、出力電圧Vout(RF0、RF1)の最大変動振幅を示す。
例として、NMOSトランジスタの基板電位Vnを、供給電源の低電位すなわち0Vに設定することができる。この場合、ミキサ回路出力信号RFの振幅を、PMOSトランジスタのウェル電位Vpが0.5Vでは、0.9Vのウェル電位に比べて1.5倍とすることができる。この0.9Vという電位は供給電源の高電位VDDである。当然ながら、PMOSトランジスタM3とM4に同じウェル電位を適用しなければならない。これは、NMOSトランジスタM1およびM2の基板電位にも当てはまる。
上述のミキサ回路は明らかに線形構造を有することにも留意されたい。したがって、この回路は幅広い周波数範囲にわたって非常に有用であり、それが、この回路をUWB信号送信デバイスで使用すると好ましい理由である。さらに、供給電源の2つの端子間に2つのMOSトランジスタのセットのみを直列接続することから、例えば0.9Vなどの1V未満の非常に低い電圧で、ミキサ回路に電力供給することができる。
当然ながら、図2に示されている構成部品を全て反転して接続することを想定することが可能である。しかしながら、図2のNMOSトランジスタを全て、PMOSトランジスタと置き換えなければならず、図2のPMOSトランジスタを全て、NMOSトランジスタと置き換えなければならない。ただし、抵抗器は供給電源の低電位端子に接続される。
単なる抵抗器以外のインピーダンスの使用を想定することも可能である。第1のインダクタンスを第1の抵抗器と置き換えることができ、第2のインダクタンスを第2の抵抗器と置き換えることができる。インダクタンスとそれに並列または直列の抵抗器の組み合わせを想定することもできる。
示した説明から、当分野の技術者は、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、低電圧ミキサ回路の複数の派生形態を、特にUWB信号送信デバイスにおいて考案することができる。MOSトランジスタの代わりにバイポーラトランジスタを使用してもよい。そういった条件では、第1の導電型または第2の導電型の各PMOSトランジスタをPNPトランジスタと置き換え、第2の導電型または第1の導電型の各NMOSトランジスタをNPNトランジスタと置き換える。第1の電流端子はそのバイポーラトランジスタのエミッタ、第2の電流端子はそのコレクタ、制御端子はそのベースになる。パルス発生回路からの単一のパルス信号が、オシレータからの単一の搬送周波数信号と混合される場合は、搬送周波数信号によって制御される単一のMOSトランジスタに接続された単一の反転器が設けられる。単一のミキサ回路出力信号を供給するように、MOSトランジスタおよび反転器と直列になった単一の抵抗器を設けてもよい。上記のミキサ回路の構造を、無線周波数またはUWB信号受信器デバイスに使用することもできる。
1 UWB信号送信デバイス、2 データ生成器、3 低電圧ミキサ回路、4 局部オシレータ、5 送信アンテナ、6 位置変調(BPM)/2進位相偏移変調(BPSK)ユニット、10 パルス発生回路、R0 第1の抵抗器、R1 第2の抵抗器、M1 第1のNMOSトランジスタ、M2 第2のNMOSトランジスタ、M3 第1のPMOSトランジスタ、M4 第2のPMOSトランジスタ、M5 第1の差動対の第1のNMOSトランジスタ、M6 第1の差動対の第2のNMOSトランジスタ、M7 第2の差動対の第2のNMOSトランジスタ、M8 第2の差動対の第1のNMOSトランジスタ。
Claims (11)
- UWB信号送信デバイス(1)のための、低電圧ミキサ回路(3)において、
供給電源(VDD)の2つの端子の間でNMOSトランジスタ(M1)とPMOSトランジスタ(M3)とが直列接続されて成る反転器トランジスタ構成(M1、M3)を含み、前記NMOSトランジスタのドレインが、前記PMOSトランジスタのドレインに接続されてトランスコンダクタンス段出力の接続ノードを規定し、前記NMOSトランジスタのゲートが、データ信号(IN0)を受信するように前記PMOSトランジスタのゲートに接続される、トランスコンダクタンス段を含み、
少なくとも1つのトランジスタ(M5)を含み、第1の電流端子が前記トランスコンダクタンス段の接続ノードに接続され、第2の電流端子が、出力信号(RF0)を供給するようにインピーダンス(R0)に接続され、制御端子が、オシレータ(4)から信号(LOP)を受信するように配置され、そして、
前記トランスコンダクタンス段の前記接続ノードに接続された前記トランジスタと、前記インピーダンスが、供給電源(VDD)の2つの端子の間で直列接続されて成る、低電圧ミキサ回路(3)であって、
シリコン基板に集積され、前記トランスコンダクタンス段の前記NMOSトランジスタ(M1)の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間に適合された第1の電位に設定され、前記トランスコンダクタンス段の前記PMOSトランジスタ(M3)の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間に適合された第2の電位に設定されている
ことを特徴とする低電圧ミキサ回路。 - 請求項1に記載の低電圧ミキサ回路(3)であって、
2つのMOSトランジスタ反転器構成(M1、M2、M3、M4)を備える前記トランスコンダクタンス段において、前記第1の反転器構成(M1、M3)の入力が、第1のデータ信号(IN0)を受信するように配置され、前記第1の反転器構成の出力が、前記トランスコンダクタンス段の第1の出力接続ノードであり、前記第2の反転器構成(M2、M4)の入力が、第2のデータ信号(IN1)を受信するように配置され、前記第2の反転器構成の出力が、前記トランスコンダクタンス段の第2の出力接続ノードである、前記トランスコンダクタンス段と、
第1の導電型のMOSトランジスタ(M5、M6)の第1の差動対において、該トランジスタのソースが、前記トランスコンダクタンス段の前記第1の接続ノードに接続され、前記第1の差動対の第1のトランジスタ(M5)のドレインが、第1の出力信号(RF0)を供給するように第1のインピーダンス(R0)に接続され、前記第1の差動対の第2のトランジスタ(M6)のドレインが、第2の出力信号(RF1)を供給するように第2のインピーダンス(R1)に接続される、第1の差動対と、
第1の導電型のMOSトランジスタ(M7、M8)の第2の差動対において、該トランジスタのソースが、前記トランスコンダクタンス段の第2の接続ノードに接続され、前記第2の差動対の第1のトランジスタ(M8)のドレインが、前記第2の出力信号(RF1)を供給するように前記第2のインピーダンス(R1)に接続され、前記第2の差動対の第2のトランジスタ(M7)のドレインが、前記第1の出力信号(RF0)を供給するように前記第1のインピーダンス(R0)に接続される、第2の差動対とを含み、
前記第1および第2の差動対の各第1のトランジスタ(M5、M8)のゲートが、オシレータ(4)から第1の信号(LOP)を受信するように配置され、前記第1および第2の差動対の各第2のトランジスタ(M6、M7)のゲートが、オシレータ(4)から第2の信号(LON)を受信するように配置され、
前記トランスコンダクタンス段の接続ノードに接続されたトランジスタの前記差動対と、前記インピーダンスが、供給電源(VDD)の2つの端子の間で直列接続される、
ことを特徴とするミキサ回路。 - 前記2組の差動対のMOSトランジスタが、NMOSトランジスタであることを特徴とする、請求項2に記載の低電圧ミキサ回路。
- 前記第1のインピーダンスが第1の抵抗器(R0)であり、前記第2のインピーダンスが第2の抵抗器(R1)であることを特徴とする、請求項2に記載の低電圧ミキサ回路。
- 前記第1のインピーダンスが第1のインダクタンスであり、前記第2のインピーダンスが第2のインダクタンスであることを特徴とする、請求項2に記載の低電圧ミキサ回路。
- 前記第1の反転器構成が、供給電源の前記2つの端子の間で第1のPMOSトランジスタ(M3)と直列接続された第1のNMOSトランジスタ(M1)を含み、前記第1のNMOSトランジスタのドレインが、前記第1のPMOSトランジスタのドレインに接続されて、前記第1のトランジスタ差動対に接続される前記第1の接続ノードを規定し、前記第1のNMOSトランジスタ(M1)のゲートが、前記第1のデータ信号(IN0)を受信するように前記第1のPMOSトランジスタ(M3)のゲートに接続され、前記第2の反転器構成が、供給電源の前記2つの端子の間で第2のPMOSトランジスタ(M4)と直列接続された第2のNMOSトランジスタ(M2)を含み、前記第2のNMOSトランジスタのドレインが、前記第2のPMOSトランジスタのドレインに接続されて、前記第2のトランジスタ差動対に接続される前記第2の接続ノードを規定し、前記第2のNMOSトランジスタ(M2)のゲートが、前記第2のデータ信号(IN1)を受信するように前記第2のPMOSトランジスタ(M4)のゲートに接続されることを特徴とする、請求項2に記載の低電圧ミキサ回路。
- 前記トランスコンダクタンス段の両方のNMOSトランジスタ(M1、M2)の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間で適合された前記第1の電位に設定され、前記トランスコンダクタンス段の両方のPMOSトランジスタ(M3、M4)の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間で適合された前記第2の電位に設定されていることを特徴とする、請求項6に記載の低電圧ミキサ回路。
- P型ドープされたシリコン基板に集積され、両方のNMOSトランジスタ(M1、M2)の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位に設定され、両方のPMOSトランジスタ(M3、M4)の基板またはウェルの電位が、前記供給電源の低電位と高電位の間の中間のレベルにあることを特徴とする、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の低電圧ミキサ回路。
- 0.18μmCMOS技術のP型ドープされたシリコン基板に集積されることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の低電圧ミキサ回路。
- データ・パルスまたはパルス・バーストの位置変調/位相偏移変調ユニット(6)と結合されたパルス発生回路(10)と、デジタル制御信号を前記パルス発生回路および前記データ・パルスまたはパルス・バーストの位置変調/位相偏移変調ユニットに供給するためのデータ生成器(2)と、局部オシレータ(4)と、UWB信号を送信するためのアンテナ(5)に少なくとも1つの出力信号(RF0)を直接供給するために、前記局部オシレータからの少なくとも1つの搬送周波数信号(LOP)と混合される少なくとも1つのデータ信号(IN0)を、前記パルス発生回路から受信するための、請求項1ないし9のいずれか一項に記載のミキサ回路(3)とを含む、UWB信号送信デバイス。
- 前記局部オシレータ(4)が、前記ミキサ回路(3)で前記パルス発生回路(10)からの第1のデータ信号(IN0)および第2のデータ信号(IN1)とそれぞれ混合するために、互いに対して180°位相偏移された2つの搬送周波数信号(LOP、LON)を供給し、前記第1のデータ信号が3進コーディングで変調された第1のパルス出力信号(IN0)であり、前記第2のデータ信号が3進コーディングで変調された第2のパルス出力信号(IN1)であり、該第2のパルス出力信号が前記第1のパルス出力信号と相補的であることを特徴とする、請求項10に記載のUWB信号送信デバイス。
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