JP2977022B2 - 周波数ミキサ回路 - Google Patents

周波数ミキサ回路

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JP2977022B2 JP8226497A JP22649796A JP2977022B2 JP 2977022 B2 JP2977022 B2 JP 2977022B2 JP 8226497 A JP8226497 A JP 8226497A JP 22649796 A JP22649796 A JP 22649796A JP 2977022 B2 JP2977022 B2 JP 2977022B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線装置に用いる
周波数ミキサ回路、特にAGC機能付きの周波数ミキサ
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】無線装置では、一般にAGC機能付き周
波数ミキサ回路が用いられる。
【0003】従来、この種の周波数ミキサ回路として
は、図3に示すように、エミッタサイズが互いに異なる
2つのトランジスタからなる第1乃至第4の不平衡差動
対と、前記4組の不平衡差動対のそれぞれを共通の直流
電圧源に基づき電流駆動する4個のトランジスタとを備
え、前記4組の不平衡差動対は、相互間において、エミ
ッタサイズが小のトランジスタのコレクタ同士及びエミ
ッタサイズが大のトランジスタのコレクタ同士をそれぞ
れ共通接続して、出力端子対を構成し、第1、第2の不
平衡差動対の相互間においてエミッタサイズが小のトラ
ンジスタのベースとエミッタサイズが大のトランジスタ
のベースとを共通接続して第1の入力端子対を構成し、
第3、第4の不平衡差動対の相互間において、エミッタ
サイズが小のトランジスタのベースとエミッタサイズが
大のトランジスタのベースとを共通接続して、第2の入
力端子対を構成し、第1の入力端子対の一方の端子と第
2の入力端子対の一方の端子とを共通接続して、第1の
入力信号の印加端子を構成し、第1の入力端子対の他方
の端子はAGC制御電圧を2分した一方の分割電圧の印
加端子を構成し、第2の入力端子対の他方の端子はAG
C制御電圧を2分した他方の分割電圧の印加端子を構成
し、且つ、前記4個のトランジスタは、ベースに第2の
入力信号を重畳させる。これにより、AGC制御電圧V
AGC に比例する周波数ミキサ出力が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の周波数
ミキサ回路では、電流源と、ローカル信号入力用トラン
ジスタを共通にし、ローカル入力振幅の変動を、電流の
変動に変換しているので、ローカル入力振幅VLOに対し
て微小信号でのみ動作可能となるという問題がある。
【0005】本発明の目的は、ローカル入力振幅の変動
に対し安定で、且つ広範囲に渡って自動利得制御可能な
周波数ミキサ回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、エミッ
タが共通接続された第1乃至第4の4個のトランジスタ
の第1、第2のトランジスタのコレクタは共通接続され
第1の負荷を介して電圧源に接続され、第3、第4のト
ランジスタのコレクタは共通接続され第2の負荷を介し
て電圧源に接続され、更に、エミッタが共通接続された
第5乃至第8の4個のトランジスタの第5、第6のトラ
ンジスタのコレクタは第1の負荷に、第7、第8のトラ
ンジスタのコレクタは第2の負荷に接続され、差動対を
構成する第9、第10のトランジスタの共通エミッタは
電流源を介して接地され、第9のトランジスタのコレク
タは第1乃至第4のトランジスタのエミッタに、第10
のトランジスタのコレクタは第5乃至第8のトランジス
タのエミッタに接続され、第1、第8のトランジスタの
ベース、第3、第6のトランジスタのベース、第2、第
7のトランジスタのベース、第4、第5のトランジスタ
のベースはそれぞれ共通接続され、容量を介して、それ
ぞれローカル信号、ローカル信号、相補ローカル信号、
相補ローカル信号が入力される周波数ミキサ回路であっ
て、第1、第8の共通ベース及び第4、第5の共通ベー
スには、高抵抗を介して第1のAGC電圧が与えられ、
第2、第7の共通ベース、第3、第6の共通ベースには
高抵抗を介して、第2のAGC電位が与えられ、更に、
第9、第10トランジスタのベースには、それぞれ、入
力信号と相補入力信号が入力されることを特徴とする周
波数ミキサ回路が得られる。
【0007】また、本発明によれば、ソースが共通接続
された第1乃至第4の4個の電界効果型トランジスタの
第1、第2の電界効果型トランジスタのドレインは共通
接続され第1の負荷を介して電圧源に接続され、第3、
第4の電界効果型トランジスタのドレインは共通接続さ
れ第2の負荷を介して電圧源に接続され、更に、ソース
が共通接続された第5乃至第8の4個の電界効果型トラ
ンジスタの第5、第6の電界効果型トランジスタのドレ
インは第1の負荷に、第7、第8の電界効果型トランジ
スタのドレインは第2の負荷に接続され、差動対を構成
する第9、第10の電界効果型トランジスタの共通ソー
スは電流源を介して接地され、第9の電界効果型トラン
ジスタのドレインは第1乃至第4の電界効果型トランジ
スタのソースに、第10の電界効果型トランジスタのド
レインは第5乃至第8の電界効果型トランジスタのソー
スに接続され、第1、第8の電界効果型トランジスタの
ゲート、第3、第6の電界効果型トランジスタのゲー
ト、第2、第7の電界効果型トランジスタのゲート、第
4、第5の電界効果型トランジスタのゲートはそれぞれ
共通接続され、容量を介して、それぞれローカル信号、
ローカル信号、相補ローカル信号、相補ローカル信号が
入力される周波数ミキサ回路であって、第1、第8の共
通ゲート及び第4、第5の共通ゲートには、高抵抗を介
して第1のAGC電圧が与えられ、第2、第7の共通ゲ
ート、第3、第6の共通ゲートには高抵抗を介して、第
2のAGC電圧が与えられ、更に、第9、第10の電界
効果型トランジスタのゲートには、それぞれ、入力信号
と相補入力信号が入力されることを特徴とする周波数ミ
キサ回路が得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施形態に
ついて説明する。本実施形態の周波数ミキサ回路は、以
下の如き構成を有する。即ち、エミッタが共通接続され
た、第1乃至第4の4個のトランジスタの第1、第2の
トランジスタのコレクタは共通接続され、第1の負荷を
介して、電圧源に接続され、第3、第4のトランジスタ
のコレクタは共通接続され、第2の負荷を介して電圧源
に接続される。さらに、エミッタが共通接続された第5
乃至第8の4個のトランジスタも同様に、第5、第6の
トランジスタのコレクタは第1の負荷に、第7、第8の
トランジスタのコレクタは第2の負荷に接続される。差
動対を構成する第9、第10のトランジスタの共通エミ
ッタは電流源を介して接地され、第9のトランジスタの
コレクタは第1乃至第4のトランジスタのエミッタに、
第10のトランジスタのコレクタは、第5乃至第8のト
ランジスタのエミッタに接続される。第1、第8のベー
ス、第3、第6のベース、第2、第7のベース、第4、
第5のベースはそれぞれ共通接続され、容量を介して、
それぞれローカル信号、ローカル信号、相補ローカル信
号、相補ローカル信号が入力される。第1、第8の共通
ベース及び第4、第5の共通ベースには、高抵抗を介し
て第1のAGC電圧が与えられ、第2、第7の共通ベー
ス、第3、第6の共通ベースには、高抵抗を介して、第
2のAGC電圧が与えられ、さらに、第9、第10のト
ランジスタのベースには、それぞれ、入力信号と相補入
力信号が入力される。
【0009】本実施形態の周波数ミキサ回路では、入力
信号とローカル信号とは、ローカル信号入力用トランジ
スタでミキシングされ、コレクタよりミキシング信号と
して、出力されるが、AGC制御電圧VAGC を変化させ
ることで、ミキシング信号と、相補ミキシング信号とを
打ち消し合う度合を変えることができ、広範囲の自動利
得制御を安定的になし得る。
【0010】図1を参照して、本実施形態の周波数ミキ
サ回路の回路構成について、より詳しく説明する。
【0011】差動対を構成する信号入力用トランジスタ
Tr9,Tr10の共通エミッタは定電流源を介して接
地され、一方のベースには、入力信号、他方のベースに
は相補入力信号が印加される。入力された信号は、信号
入力用トランジスタTr9,Tr10のコレクタ電流と
なって、ローカル信号入力用トランジスタTr1〜Tr
4の共通エミッタ及び、もう一対のローカル信号入力用
トランジスタTr5〜Tr8の共通エミッタにそれぞれ
注入される。
【0012】ここで、ローカル信号入力用トランジスタ
Tr1,Tr2のコレクタは共通コレクタとなり第1の
負荷抵抗R1 を介して、電圧源Vcに接続され、ベース
には、それぞれ、第1のAGC制御電圧VAGC1の電位を
もったローカル信号(Lo1)と、第2のAGC制御電
圧VAGC2の電位をもった相補ローカル信号(Lo2)が
印加される。一方、ローカル信号入力用トランジスタT
r3,Tr4のコレクタも共通となり、第2の負荷抵抗
2 を介して、電圧源Vcに接続され、ベースには、そ
れぞれ、第2のAGC制御電圧VAGC2の電位を持ったロ
ーカル信号(Lo2)及び、第1のAGC制御電圧V
AGC1の電位を持った相補ローカル信号(Lo1)が印加
される。
【0013】また、もう一方の共通エミッタ接続を構成
するローカル信号入力用トランジスタTr5〜Tr8に
ついては、ローカル信号入力用トランジスタTr5,T
r6のコレクタは共通化され第1の負荷抵抗R1 に、ロ
ーカル信号入力用トランジスタTr7,Tr8のコレク
タは、共通化され第2の負荷抵抗R2 に接続される。ベ
ース信号には、それぞれ、第1のAGC制御電圧VAGC1
の電位をもった相補ローカル信号(Lo1)、第2のA
GC制御電圧VAGC2の電位をもったローカル信号(Lo
2)、第2のAGC制御電圧VAGC2の電位をもった相補
ローカル信号(Lo2)、第1のAGC制御電圧VAGC1
の電位をもったローカル信号(Lo1)が印加され、そ
れぞれのローカル信号入力用トランジスタTr1〜Tr
8で入力信号とローカル信号とがミキシングされ、共通
コレクタよりミキシング信号として出力される。
【0014】次に、本実施形態の周波数ミキサ回路の動
作について説明する。今、仮にΔVAGC =VAGC1−V
AGC2が十分に大きくローカル信号入力用トランジスタT
r2,Tr3,Tr6,Tr7がカットオフした状態を
考えると、この回路は、一般によく知られたダブルバラ
ンスドミキサー(DBM)となり、IFOUT は以下の数
1及び数2で決まる。
【0015】
【数1】 ただし、Lo入力は、スイッチングするに十分な振幅を
入力する。
【0016】
【数2】 この場合、出力信号は、以下の数3で表される。
【0017】
【数3】 ここで、今、低周波側wc−wmのみ考慮すると、以下
の数4となる。
【0018】
【数4】 この状態からΔVAGC を小さくしていくと、以下の数5
となる。
【0019】
【数5】 ここで|A|は、ローカル信号入力用トランジスタTr
1及びTr6を介して出力される相補信号の打消す度合
となる。この場合|A|は、以下の数6で表される。
【0020】
【数6】 つまり、Lo入力は、差動対がスイッチングするに十分
な入力を印加すれば(一般には150mVp-p 以上)、
ミキサ出力はΔVAGC とRF入力振幅に依存し、安定し
たAGC機能付き周波数ミキサ回路が得られる。またΔ
AGC を0vとすれば理論的には、無限小までのゲイン
リダクションが得られ、広範囲なAGCレンジが得られ
る。
【0021】次に、本発明の第2の実施形態について、
図2を参照して説明する。本実施形態の周波数ミキサ回
路は、上述した第1の実施形態の周波数ミキサ回路にお
けるトランジスタに電界効果型トランジスタ(FET)
を用いたものであり、他の回路構成は図1に示した周波
数ミキサ回路と全く同様である。従って、同様の部分に
は同様の参照符号を付してある。即ち、ソースが共通接
続された、第1〜第4の4個の電解効果型トランジスタ
(Tr1〜Tr4)の第1、第2の電解効果型トランジ
スタのドレインは共通接続され、第1の負荷(R1 )を
介して、電圧源に接続され、第3、第4の電解効果型ト
ランジスタのドレインは共通接続され、第2の負荷(R
2 )を介して電圧源に接続される。さらに、ソースが共
通接続された第5〜第8の4個の電解効果型トランジス
タ(Tr5〜Tr8)も同様に、第5、第6の電解効果
型トランジスタのドレインは第1の負荷に、第7、第8
の電解効果型トランジスタのドレインは第2の負荷に接
続される。差動対を構成する第9、第10の電解効果型
トランジスタの共通ソースは電流源を介して接地され、
第9の電解効果型トランジスタのドレインは第1〜第4
の電解効果型トランジスタのソースに、第10の電解効
果型トランジスタのドレインは、第5〜第8の電解効果
型トランジスタのソースに接続される。第1、第8のゲ
ート、第3、第6のゲート、第2、第7のゲート、第
4、第5のゲートはそれぞれ共通接続され、容量を介し
て、それぞれローカル信号、ローカル信号、相補ローカ
ル信号、相補ローカル信号が入力される。第1、第8の
共通ゲート及び第4、第5の共通ゲートには、高抵抗を
介して第1のAGC電圧が与えられ、第2、第7の共通
ゲート第3、第6の共通ゲートには、高抵抗を介して、
第2のAGC電圧が与えられ、さらに、第9、第10電
解効果型トランジスタのゲートには、それぞれ、入力信
号と相補入力信号が入力される。
【0022】図2に示した周波数ミキサ回路は、図1に
示した周波数ミキサ回路におけるトランジスタに電界効
果型トランジスタ(FET)を用いたものであり、回路
動作は図1に示した周波数ミキサ回路と略同様なので、
説明は省略する。この第2の実施形態に係る電界効果型
トランジスタ(FET)を用いた周波数ミキサ回路にお
いても、第1の実施形態に係る周波数ミキサ回路と同様
の特性が得られる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、ローカル信号入力用ト
ランジスタはスイッチングして使用し、ミキシングされ
た出力信号と、相補出力信号とを、VAGC 電位を調整す
ることで打ち消し合う方法による自動利得制御が可能な
ので、ローカル入力信号の振幅に依存しない安定したA
GC機能付き周波数ミキサ回路が得られる。
【0024】また、上記と同様の理由により相補信号で
打ち消すことで無限小までのゲインリダクションが得ら
れるので、広範囲にわたりAGCレンジをとることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る周波数ミキサ回
路を示す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係る周波数ミキサ回
路を示す回路図である。
【図3】従来の周波数ミキサ回路を示す回路図である。
【符号の説明】
Tr1〜Tr8 ローカル信号入力用トランジスタ Tr9,Tr10 信号入力用トランジスタ R1 第1の負荷抵抗 R2 第2の負荷抵抗 VAGC1 第1のAGC制御電圧 VAGC2 第2のAGC制御電圧

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エミッタが共通接続された第1乃至第4
    の4個のトランジスタの第1、第2のトランジスタのコ
    レクタは共通接続され第1の負荷を介して電圧源に接続
    され、第3、第4のトランジスタのコレクタは共通接続
    され第2の負荷を介して電圧源に接続され、更に、エミ
    ッタが共通接続された第5乃至第8の4個のトランジス
    タの第5、第6のトランジスタのコレクタは第1の負荷
    に、第7、第8のトランジスタのコレクタは第2の負荷
    に接続され、差動対を構成する第9、第10のトランジ
    スタの共通エミッタは電流源を介して接地され、第9の
    トランジスタのコレクタは第1乃至第4のトランジスタ
    のエミッタに、第10のトランジスタのコレクタは第5
    乃至第8のトランジスタのエミッタに接続され、第1、
    第8のトランジスタのベース、第3、第6のトランジス
    タのベース、第2、第7のトランジスタのベース、第
    4、第5のトランジスタのベースはそれぞれ共通接続さ
    れ、容量を介して、それぞれローカル信号、ローカル信
    号、相補ローカル信号、相補ローカル信号が入力される
    周波数ミキサ回路であって、第1、第8の共通ベース及
    び第4、第5の共通ベースには、高抵抗を介して第1の
    AGC電圧が与えられ、第2、第7の共通ベース、第
    3、第6の共通ベースには高抵抗を介して、第2のAG
    C電圧が与えられ、更に、第9、第10トランジスタの
    ベースには、それぞれ、入力信号と相補入力信号が入力
    されることを特徴とする周波数ミキサ回路。
  2. 【請求項2】 ソースが共通接続された第1乃至第4の
    4個の電界効果型トランジスタの第1、第2の電界効果
    型トランジスタのドレインは共通接続され第1の負荷を
    介して電圧源に接続され、第3、第4の電界効果型トラ
    ンジスタのドレインは共通接続され第2の負荷を介して
    電圧源に接続され、更に、ソースが共通接続された第5
    乃至第8の4個の電界効果型トランジスタの第5、第6
    の電界効果型トランジスタのドレインは第1の負荷に、
    第7、第8の電界効果型トランジスタのドレインは第2
    の負荷に接続され、差動対を構成する第9、第10の電
    界効果型トランジスタの共通ソースは電流源を介して接
    地され、第9の電界効果型トランジスタのドレインは第
    1乃至第4の電界効果型トランジスタのソースに、第1
    0の電界効果型トランジスタのドレインは第5乃至第8
    の電界効果型トランジスタのソースに接続され、第1、
    第8の電界効果型トランジスタのゲート、第3、第6の
    電界効果型トランジスタのゲート、第2、第7の電界効
    果型トランジスタのゲート、第4、第5の電界効果型ト
    ランジスタのゲートはそれぞれ共通接続され、容量を介
    して、それぞれローカル信号、ローカル信号、相補ロー
    カル信号、相補ローカル信号が入力される周波数ミキサ
    回路であって、第1、第8の共通ゲート及び第4、第5
    の共通ゲートには、高抵抗を介して第1のAGC電圧が
    与えられ、第2、第7の共通ゲート、第3、第6の共通
    ゲートには高抵抗を介して、第2のAGC電圧が与えら
    れ、更に、第9、第10の電界効果型トランジスタのゲ
    ートには、それぞれ、入力信号と相補入力信号が入力さ
    れることを特徴とする周波数ミキサ回路。
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