JP4021541B2 - 高周波変換回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波変換回路に係り、特に周波数の混合と逓倍とを行う高周波変換回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
信号の周波数成分を混合する回路及び信号の周波数成分の高調波を発生して周波数を逓倍する回路は既に知られている。例えば、デュアルゲートFETは、各ゲートに供給される信号の周波数成分を混合し、高非線形動作に基づく増幅器は入力信号の周波数成分の高調波を発生して周波数を逓倍するために利用される。
【0003】
周波数混合器は、中間周波数IFに変換された信号を発生させるために、局部発振器出力信号と所定周波数の入力信号とを混合するようにトランシーバ回路内で使用される。
【0004】
周波数変換器(ミキサ)は、入力信号の周波数を増加又は減少させるように使用される。その際、入力信号をアップ変換するときは周波数の和が有用される。逆に、ダウン変換するときは周波数差が有用される。
【0005】
アップ変換中間周波数IFが入力信号周波数よりかなり高いと、中間周波数と局部発振器の出力周波数が殆ど同様となるため、中間周波数信号から局部発振周波数の信号をフィルタリングすることが難しい。このため、アップ変換中間周波数が入力信号周波数よりもかなり高い場合は、二重変換回路が使用される。二重変換は、二つの別の局部発振器出力信号を順次入力信号と混合して、2つの局部発振周波数の両方が中間周波数に近接しないようにするものであって、二つの混合器を採用する。また、各混合器出力で2つの局部発振出力信号をフィルタリングする。
【0006】
この二重変換回路において、回路の大きさを考えると、局部発振器は単一が好ましい。第1局部発振周波数の一定倍数として第2局部発振周波数を選択すると、単一の局部発振器で二重変換の特長を生かすことが可能となる。
【0007】
図2は、単一の局部発振器を使用した従来の標準二重変換回路を示す回路図である。この図2に示すように、入力信号は、局部発振器302からの局部発振信号とともに第1混合器300に供給され、第1変換信号に変換される。この第1変換信号の周波数は、入力信号周波数と局部発振信号周波数の和と同じである。局部発振器302の出力信号は2逓倍回路304に供給され、周波数が2倍にされる。そして、この周波数が2倍になった局部発振信号とともに前記第1変換信号が第2混合器306に供給されており、第1変換信号は第2変換信号に変換される。この第2変換信号の周波数は、第1変換信号周波数と2逓倍局部発振信号周波数の和と同じである。すなわち、2回変換された出力信号は、入力信号周波数に、局部発振器302の出力周波数を3倍した周波数を加えた周波数と同一になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このような二重変換回路は携帯用電話機及びページャなどに使用される。しかし、上記の従来の二重変換回路は、第1混合器300と2逓倍回路304とが別回路で、この部分の回路が複雑かつ高価となるため、携帯用電話機やページャなどの価格を高める原因となっている。
【0009】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、周波数の混合と逓倍とを単一の回路で行うことができる周波数変換回路を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し上記目的を達成するために本発明は、第1周波数の入力信号が供給され、この入力信号の180°位相差のイン位相成分及びアウトオブ位相成分を出力する第1位相インバータ入力部と、第2周波数の局部発振器出力信号が供給され、この局部発振器出力信号の180°位相差のイン位相成分及びアウトオブ位相成分を出力する第2位相インバータ入力部と、前記第1及び第2位相インバータ入力部より出力された入力信号及び局部発振器出力信号のイン位相成分が供給される第1混合エレメント、及び、前記第1及び第2位相インバータ入力部より出力された入力信号及び局部発振器出力信号のアウトオブ位相成分が供給される第2混合エレメントを有し、入力信号周波数と局部発振器出力信号周波数との和周波数の第1の信号、及び、局部発振器出力信号周波数の2倍の周波数の第2の信号を共通の出力ポートに出力する混合部とを具備することを特徴とする高周波変換回路とする。
【0011】
前記混合部の出力ポートには、前記第1の信号と第2の信号とを分離して出力するダイプレクサを接続することができる。このダイプレクサは、前記第1の信号だけを低減衰度で通過させる第1フィルタ、及び前記第2の信号だけを低減衰度で通過させる第2フィルタより構成することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態を示す回路図である。この図1において、10はプッシュ−プッシュミキサで、混合部の第1、第2混合エレメントとしての第1、第2デュアルゲートFET12,14を有する。この第1、第2デュアルゲートFET12,14は並列接続で、ソースは基準電圧16に共通に接続され、ドレインはミキサ出力ポート18に共通に接続される。
【0013】
入力信号は、プッシュ−プッシュミキサ10の第1位相インバータ回路(第1位相インバータ入力部)22の1次巻線に供給され、局部発振器の出力信号はプッシュ−プッシュミキサ10の第2位相インバータ回路(第2位相インバータ入力部)24の1次巻線に供給される。この第1、第2位相インバータ回路22,24は、2次巻線のセンタタップが接地され、この2次巻線の両端に入力信号または局部発振器出力信号の180°位相差のイン位相成分とアウトオブ位相成分を取り出すことができる。
【0014】
第1位相インバータ回路22の2次巻線から取り出される入力信号のイン位相成分は第1デュアルゲートFET12の第1ゲートに供給され、アウトオブ位相成分は第2デュアルゲートFET14の第1ゲートに供給される。第2位相インバータ回路24の2次巻線から取り出される局部発振器出力信号のイン位相成分は第1デュアルゲートFET12の第2ゲートに供給され、アウトオブ位相成分は第2デュアルゲートFET14の第2ゲートに供給される。第1、第2デュアルゲートFET12の第1、第2ゲートには、バイアス用の抵抗Rが接続される。この第1、第2デュアルゲートFET12, 14は非線形で動作するようにバイアスされる。
【0015】
第1、第2デュアルゲートFET12, 14のドレインが共通接続されたミキサ出力ポート18には、第2基準電圧(Vdd)32に接続されたダイプレクサ30が接続される。このダイプレクサ30は第1フィルタおよび第2フィルタからなる。第1フィルタは、前記入力信号周波数と局部発振器出力信号周波数との和周波数の第1の信号だけを低減衰度で通過させるフィルタであり、出力が第1出力ポート34に接続される。第2フィルタは、前記局部発振器出力信号周波数の2倍の周波数の第2の信号だけを低減衰度で通過させるフィルタであり、出力が第2出力ポート36に接続される。
【0016】
以下、図1の回路動作を説明する。
第1および第2デュアルゲートFET12, 14の第1ゲートに供給される入力信号のイン及びアウトオブ位相成分は出力ポート18で取り消される。同様に、第1および第2デュアルゲートFET12, 14の第2ゲートに供給される局部発振器出力信号のイン及びアウトオブ位相成分も出力ポート18で取り消される。従って、プッシュ−プッシュミキサ10は入力信号および局部発振器出力信号の周波数の信号は出力しない。
【0017】
入力信号及び局部発振器出力信号のイン位相成分は第1デュアルゲートFET12の第1,第2ゲートに供給される。第1デュアルゲートFET12は、イン位相入力信号成分及びイン位相局部発振器出力信号成分の周波数の和と同様な周波数成分を有するイン位相変換信号を発生する。これと同様に、入力信号及び局部発振器出力信号のアウトオブ位相成分は第2デュアルゲートFET14の第1、第2ゲートに供給される。第2デュアルゲートFET14は、アウトオブ位相入力信号成分及びアウトオブ位相局部発振器出力信号成分の周波数の和と同様な周波数成分を有するアウトオブ位相変換信号を発生する。
【0018】
変換されたアウトオブ位相成分は、入力信号周波数、局部発振器出力信号周波数及び位相シフトの和と同様な周波数を有する。ここで、アウトオブ位相成分は、元来、イン位相成分から180°だけそれぞれ位相シフトされている。したがって、位相シフトの和は位相シフトがないことと同様の360°となる。したがって、2つのFET12,14で変換された信号は、入力信号周波数及び局部発振器出力信号周波数の和周波数で、且つイン位相(偶数モード)になり、ミキサ出力ポート18で一緒に加算される。すなわち、ミキサ出力ポート18には、入力信号周波数と局部発振器出力信号周波数の和の周波数の第1の信号が出力される。
【0019】
第1、第2デュアルゲートFET12, 14は非線形で動作するようにバイアスされていて、入力される信号を示す式の2次部分を発生する。それぞれの2次部分はFET12,14に供給された信号周波数の2倍の周波数成分を含有する。従って、第1デュアルゲートFET12は局部発振器出力信号のイン位相成分の周波数の2倍の周波数の信号を発生し、第2デュアルゲートFET14は局部発振器出力信号のアウトオブ位相成分の周波数の2倍の周波数の信号を発生する。周波数が2倍となった信号間の位相関連性は、元来の信号(2倍でない)の位相差の2倍になる。従って、アウトオブ位相信号(位相差が180°)は、位相が2倍となって、イン位相信号(位相差が360°)を発生する。これらイン位相信号は直接加算することができる。すなわち、ミキサ出力ポート18には、局部発振器出力信号周波数の2倍の周波数の第2の信号が出力される。
【0020】
しかる後、ミキサ出力ポート18に出力された第1の信号(入力信号周波数と局部発振器出力信号周波数の和の周波数の信号)と第2の信号(局部発振器出力信号周波数の2倍の周波数の信号)は、ダイプレクサ30の第1フィルタおよび第2フィルタで分離され、第1出力ポート34および第2出力ポート36に出力される。
【0021】
そして、このような回路によれば、入力信号周波数と局部発振器出力信号周波数の和と局部発振器出力信号周波数の2逓倍とをプッシュ−プッシュミキサ10の単一の回路で行うことができ、この部分の回路を簡単、廉価にし得るから、このような回路を使用する携帯用電話機やページャなどの価格を低減することが可能となる。
【0022】
なお、以上の実施の形態は一具体例にすぎず、本発明は適切な修正及び変更が可能である。例えば、位相インバータ回路は、実施の形態のトランス形式の外に、共通エミッタ位相スプリッタ増幅器或いは他の種々の増幅器又は変換器回路などを用いることができる。さらに、デュアルゲートFETの並列接続は、バイポーラトランジスタのカスケード接続に置き換えることができる。
【0023】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の高周波変換回路は、入力信号周波数と局部発振器出力信号周波数の和と局部発振器出力信号周波数の2逓倍とを単一の回路で行うことができ、この部分の回路を簡単、廉価にし得るから、このような回路を使用する携帯用電話機やページャなどの価格を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高周波変換回路の実施の形態を示す回路図。
【図2】従来の標準2重変換回路を示す回路図。
【符号の説明】
10 プッシュ−プッシュミキサ
12 第1デュアルゲートFET
14 第2デュアルゲートFET
16 基準電圧
18 ミキサ出力ポート
22 第1位相インバータ回路
24 第2位相インバータ回路
30 ダイプレクサ
Claims (2)
- 第1周波数の入力信号が供給され、この入力信号の180°位相差のイン位相成分及びアウトオブ位相成分を出力する第1位相インバータ入力部と、
第2周波数の局部発振器出力信号が供給され、この局部発振器出力信号の180°位相差のイン位相成分及びアウトオブ位相成分を出力する第2位相インバータ入力部と、
ソースは基準電圧に共通接続され、ドレインは出力ポートに共通接続された並列接続の第1及び第2デュアルゲートFETからなり、前記第1及び第2位相インバータ入力部より出力された入力信号及び局部発振器出力信号のイン位相成分が前記第1デュアルゲートFETの第1、第2ゲートに供給され、前記第1及び第2位相インバータ入力部より出力された入力信号及び局部発振器出力信号のアウトオブ位相成分が前記第2デュアルゲートFETの第1、第2ゲートに供給される混合部と、
前記第1及び第2デュアルゲートFETの各ゲートに接続され、第1及び第2デュアルゲートFETが非線形で動作するようにバイアスするバイアス用抵抗とを具備し、
前記混合部は、入力信号周波数と局部発振器出力信号周波数との和周波数の第1の信号を共通の出力ポートに出力し、さらに、第1及び第2デュアルゲートFETが非線形で動作して入力される信号を示す式の2次部分を発生して周波数が2倍になると、本来は打消されるイン位相成分とアウトオブ位相成分の位相差も2倍になって両成分が加算されることから局部発振器出力信号周波数の2逓倍周波数の第2の信号を前記共通の出力ポートに出力し、
共通の出力ポートには、前記第1の信号と第2の信号とを分離して出力するダイプレクサが更に接続され、
周波数の混合回路と逓倍回路として動作することを特徴とする高周波変換回路。 - 前記ダイプレクサは、前記第1の信号だけを通過させる第1フィルタ、及び前記第2の信号だけを通過させる第2フィルタより構成されることを特徴とする請求項1記載の高周波変換回路。
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