JP4050288B2 - 集積回路装置およびそれを備えたローノイズブロックダウンコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、ローノイズブロックダウンコンバータ（Low Noise Block Down Converter、以下、ＬＮＢとする）が備える集積回路装置に関するものである。

従来、衛星放送受信装置に使用されるＬＮＢが開発されている。上記ＬＮＢとは、衛星から送信される偏波信号を受信して、上記偏波信号をＩＦ周波数帯（周波数９５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ）に変換するためのものである。

図１１は、衛星放送受信装置１０１の概略を示している。衛星放送受信装置１０１は、ＬＮＢ１０２、チューナ１０３、およびチューナ１０４を備え、アンテナ１００、テレビ１０５に接続されている。

衛星放送受信装置１０１の各部の動作について、簡単に述べると、ＬＮＢ１０２は、アンテナ１００から第０周波数帯（周波数１２．２ＧＨｚ〜１２．７ＧＨｚ）の上記偏波信号を受信して、上記ＩＦ周波数帯の信号を出力する。詳細は、後述する。

チューナ１０３およびチューナ１０４は、ＬＮＢ１０２から出力される上記信号に対して、ユーザにより指示されたチャネルの周波数成分を抽出し、選局を行う選局処理と、上記選局処理において選局された信号により、映像信号および音声信号を復号する復号処理とを行う。

テレビ１０５は、チューナ１０３またはチューナ１０４から上記映像信号および上記音声信号を受信して、ユーザにより指示されたチャネルの番組を提示する。

次に、ＬＮＢ１０２について詳細に説明する。なお、ＬＮＢ１０２は、Ｎ個（Ｎ≧２）の衛星から、Ｍ個（Ｍ≧２）の種類の偏波信号を受信する、特許文献１に記載されているＬＮＢであり、ここでは、２つの衛星（第１の衛星および第２の衛星）からそれぞれ２種類の偏波信号を受信する場合のＬＮＢとして説明する。

図１２は、ＬＮＢ１０２の回路構成を示している。図示のように、ＬＮＢ１０２は、入力端子Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２、低雑音増幅器３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、イメージ除去用フィルタ回路５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、局部発振器１３、１４、周波数変換回路３０Ａ、３０Ｂ、信号結合器１１Ａ、１１Ｂ、信号組替回路５５、マイクロコンピュータ１６、中間周波数増幅器１７Ａ、１７Ｂ、キャパシタ１８Ａ、１８Ｂ、出力端子２０Ａ、２０Ｂ、および電源回路２２を備えている。

次に、ＬＮＢ１０２の各部の動作について説明する。

入力端子Ｐ１１、Ｐ１２は、上記第１の衛星に対応し、入力端子Ｐ１１には、上記第１の衛星の第１の偏波信号（左旋偏波信号）、入力端子Ｐ１２には、上記第１の衛星の第２の偏波信号（右旋偏波信号）がそれぞれ入力され、入力端子Ｐ２１、入力端子Ｐ２２は、上記第２の衛星に対応し、入力端子Ｐ２１には、上記第２の衛星の第１の偏波信号（左旋偏波信号）、入力端子Ｐ２２には、上記第２の衛星の第２の偏波信号（右旋偏波信号）がそれぞれ入力される。

低雑音増幅器３Ａ、４Ａは、上記第１の衛星に対応し、低雑音増幅器３Ａは、上記第１の衛星の上記第１の偏波信号を、低雑音増幅器４Ａは、上記第１の衛星の上記第２の偏波信号をそれぞれ低雑音増幅し、低雑音増幅器３Ｂ、４Ｂは、上記第２の衛星に対応し、低雑音増幅器３Ｂは、上記第２の衛星の上記第１の偏波信号を、低雑音増幅器４Ｂは、上記第２の衛星の上記第２の偏波信号をそれぞれ低雑音増幅する。

イメージ除去用フィルタ回路５Ａ、６Ａは、上記第１の衛星に対応し、低雑音増幅器３Ａ、４Ａにて、それぞれ低雑音増幅された上記第１の衛星の上記第１の偏波信号および上記第１の衛星の上記第２の偏波信号のイメージ信号を除去し、イメージ除去用フィルタ回路５Ｂ、６Ｂは、上記第２の衛星に対応し、低雑音増幅器３Ｂ、４Ｂにて、それぞれ低雑音増幅された上記第２の衛星の上記第１の偏波信号および上記第２の衛星の上記第２の偏波信号のイメージ信号を除去する。

局部発振器１３、１４は、それぞれ１１．２５ＧＨｚ、１４．３５ＧＨｚの正弦波信号（ローカルオシレータ信号）を発生する。

周波数変換回路３０Ａは、上記第１の衛星に対応し、ミキサ７Ａ、８Ａ、ハイパスフィルタ９Ａ、およびローパスフィルタ１０Ａを備え、上記第１の衛星の上記第１の偏波信号および上記第１の衛星の上記第２の偏波信号の周波数の帯域を、重複しないように、上記ＩＦ周波数帯域に変換する。

詳細には、ミキサ７Ａにおいて、イメージ除去用フィルタ回路５Ａより出力された上記第１の衛星の上記第１の偏波信号と、局部発振器１４より発振された上記１４．３５ＧＨｚのローカルオシレータ信号とが混合され、周波数が第１のＩＦ周波数帯（周波数１６５０ＭＨｚ〜２１５０ＭＨｚ、以下「ハイバンド」という）に含まれる、上記第１の衛星の上記第１の偏波信号が出力され、ハイパスフィルタ９Ａを通過する。

ミキサ８Ａにおいて、イメージ除去用フィルタ回路６Ａより出力された上記第１の衛星の上記第２の偏波信号と、局部発振器１３から出力された上記１１．２５ＧＨｚのローカルオシレータ信号とが混合され、周波数が第２のＩＦ周波数帯（周波数９５０ＭＨｚ〜１４５０ＭＨｚ、以下「ローバンド」という）に含まれる、上記第１の衛星の上記第２の偏波信号が出力され、ローパスフィルタ１０Ａを通過する。

周波数変換回路３０Ｂは、上記第２の衛星に対応し、ミキサ７Ｂ、８Ｂ、ハイパスフィルタ９Ｂ、およびローパスフィルタ１０Ｂを備え、上記第２の衛星の上記第１の偏波信号および上記第２の衛星の上記第２の偏波信号の周波数の帯域を、重複しないように、上記ＩＦ周波数帯域に変換する。

詳細には、ミキサ７Ｂにおいて、イメージ除去用フィルタ回路５Ｂより出力された上記第２の衛星の上記第１の偏波信号と、局部発振器１４から出力された上記１４．３５ＧＨｚのローカルオシレータ信号とが混合され、周波数が上記第１のＩＦ周波数帯に含まれる、上記第２の衛星の上記第１の偏波信号が出力され、ハイパスフィルタ９Ｂを通過する。

ミキサ８Ｂにおいて、イメージ除去用フィルタ回路６Ｂより出力された上記第１の衛星の上記第２の偏波信号と、局部発振器１３から出力された上記１１．２５ＧＨｚのローカルオシレータ信号とが混合され、周波数が上記第２のＩＦ周波数帯に含まれる、上記第１の衛星の上記第２の偏波信号が出力され、ローパスフィルタ１０Ｂを通過する。

信号結合器１１Ａは、上記第１の衛星に対応し、ハイパスフィルタ９Ａを通過した上記第１の衛星の上記第１の偏波信号と、ローパスフィルタ１０Ａを通過した上記第１の衛星の上記第２の偏波信号とを周波数多重化して第１の合成信号を出力する。従って、上記第１の合成信号は、ハイバンド側に上記第１のＩＦ周波数帯に含まれる、上記第１の衛星の上記第１の偏波信号が配置され、ローバンド側に上記第２のＩＦ周波数帯に含まれる、上記第１の衛星の上記第２の偏波信号が配置された信号となる。

信号結合器１１Ｂは、上記第２の衛星に対応し、ハイパスフィルタ９Ｂを通過した上記第２の衛星の上記第１の偏波信号と、ローパスフィルタ１０Ｂを通過した上記第２の衛星の上記第２の偏波信号とを周波数多重化して第２の合成信号を出力する。従って、上記第２の合成信号は、ハイバンド側に上記第１のＩＦ周波数帯に含まれる、上記第２の衛星の上記第１の偏波信号が配置され、ローバンド側に上記第２のＩＦ周波数帯に含まれる、上記第２の衛星の上記第２の偏波信号が配置された信号となる。

信号組替回路５５は、マイクロコンピュータ１６の指示に従い、１つの出力用に上記第１の合成信号と上記第２の合成信号とから、重複を許して、２つの信号を選択し、選択した２つの信号に含まれるそれぞれの上記偏波信号から２つの上記偏波信号を取り出し、取り出した２つの上記偏波信号を合成して出力する。

信号組替回路５５について、図１３を用いて詳細に説明する。

信号組替回路５５は、図示のように、入力端子Ｉ１、Ｉ２、２×４スイッチ回路３３、帯域変換／合成回路６０、および出力端子Ｏ１、Ｏ２を備える。帯域変換／合成回路６０は、局部発振器４７、周波数制御回路５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ、ローパスフィルタ３６Ａ、３６Ｂ、ハイパスフィルタ３７Ａ、３７Ｂ、および信号結合器３８Ａ、３８Ｂを備える。

２×４スイッチ回路３３は、上記ＩＦ周波数帯で動作し、信号結合器１１Ａ、１１Ｂを介して、入力端子Ｉ１、Ｉ２へ入力された上記第１の合成信号と上記第２の合成信号とを、マイクロコンピュータ１６の指示に従い、端子Ｍ１〜Ｍ４のそれぞれに出力する。その信号の組合せの数は２^４である。

局部発振器４７は、３．１ＧＨｚのローカルオシレータ信号を発生する。

周波数制御回路５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄは、端子Ｍ１〜Ｍ４から出力された上記第１の合成信号または上記第２の合成信号の周波数変換を行う。

周波数制御回路５６Ａは、マイクロコンピュータ１６によって状態が切替えられる３端子のスイッチ３４Ａ、およびスイッチ３４Ａがオン時に接続される経路にミキサ３５Ａを備えている。また、スイッチ３４Ａがオフ時に接続される経路は、バイパス経路であり、ミキサ３５Ａの出力側に接続されている。

その動作は、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行う場合は、スイッチ３４Ａがオンとなり、ミキサ３５Ａにて周波数変換がなされ、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行わない場合は、スイッチ３４Ａがオフとなり、上記バイパス経路を通過する。以下、詳細に示す。

スイッチ３４Ａがオフの場合、すなわち、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行わない場合、端子Ｍ１から出力された上記第１の合成信号、または上記第２の合成信号は、上記バイパス経路を通過するため、周波数制御回路５６Ａの出力信号として、上記第１の合成信号、または上記第２の合成信号がそのまま出力される。すなわち、周波数制御回路５６Ａの出力信号のハイバンド側には、上記第１の合成信号、または上記第２の合成信号のハイバンド側に配置されている上記第１の衛星、もしくは上記第２の衛星の上記第１の偏波信号がそのまま配置され、ローバンド側には、上記第１の合成信号、または上記第２の合成信号のローバンド側に配置されている上記第１の衛星、もしくは上記第２の衛星の上記第２の偏波信号が、そのまま配置される。その後、ローパスフィルタ３６Ａを介して、周波数制御回路５６Ａの出力信号のローバンド側に含まれる上記第１の衛星、もしくは上記第２の衛星の上記第２の偏波信号が信号結合器３８Ａへ送られる。

一方、スイッチ３４Ａがオン時の場合、すなわち、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行う場合、ミキサ３５Ａにおいて、端子Ｍ１から出力された上記第１の合成信号、または上記第２の合成信号と、局部発振器４７から出力された上記３．１ＧＨｚのローカルオシレータ信号とが混合され、上記第１の合成信号、または上記第２の合成信号の周波数が変換される。すなわち、周波数制御回路５６Ａの出力信号のハイバンド側には、上記第１の合成信号、または上記第２の合成信号のローバンド側に配置されていた上記第１の衛星、もしくは上記第２の衛星の上記第２の偏波信号が配置され、周波数制御回路５６Ａの出力信号のローバンド側には、上記第１の合成信号、または上記第２の合成信号のハイバンド側に配置されていた上記第１の衛星、もしくは上記第２の衛星の上記第１の偏波信号が配置される。その後、ローパスフィルタ３６Ａを介して、周波数制御回路５６Ａの出力信号のローバンド側に含まれる上記第１の衛星、もしくは上記第２の衛星の上記第１の偏波信号が信号結合器３８Ａへ送られる。

周波数制御回路５６Ｂは、マイクロコンピュータ１６によって状態が切替えられる３端子のスイッチ３４Ｂ、およびスイッチ３４Ｂがオン時に接続される経路にミキサ３５Ｂを備えている。また、スイッチ３４Ｂがオフ時に接続される経路は、上記バイパス経路であり、ミキサ３５Ｂの出力側に接続されている。

その動作は、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行う場合は、スイッチ３４Ｂがオンとなり、ミキサ３５Ｂにて周波数変換がなされ、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行わない場合は、スイッチ３４Ｂがオフとなり、上記バイパス経路を通過する。以下、詳細に示す。

スイッチ３４Ｂがオフ時の場合、すなわち、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行わない場合、端子Ｍ２から出力された上記第１の合成信号、または上記第２の合成信号は、上記バイパス経路を通過するため、周波数制御回路５６Ｂの出力信号は、前述したスイッチ３４Ａがオフ時の場合の周波数制御回路５６Ａの出力信号と同様な状態となる。その後、ハイパスフィルタ３７Ａを介して、周波数制御回路５６Ｂの出力信号のハイバンド側に含まれる上記第１の衛星、もしくは上記第２の衛星の上記第１の偏波信号が信号結合器３８Ａへ送られる。

一方、スイッチ３４Ｂがオン時の場合、すなわち、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行う場合、ミキサ３５Ｂにおいて、端子Ｍ２から出力された第１の合成信号、または第２の合成信号と、局部発振器４７から出力された上記３．１ＧＨｚのローカルオシレータ信号とが混合され、上記第１の合成信号、または上記第２の合成信号の周波数が変換される。その結果、周波数制御回路５６Ｂの出力信号は、前述したスイッチ３４Ａがオン時の場合の周波数制御回路５６Ａの出力信号と同様な状態となる。その後、ハイパスフィルタ３７Ａを介して、周波数制御回路５６Ｂの出力信号のハイバンド側に含まれる上記第１の衛星、もしくは上記第２の衛星の上記第２の偏波信号が信号結合器３８Ａへ送られる。

信号結合器３８Ａは、ローパスフィルタ３６Ａを通過した上記信号と、ハイパスフィルタ３７Ａを通過した上記信号とを合成して、第３の合成信号を出力する。

周波数制御回路５６Ｃは、マイクロコンピュータ１６によって状態が切替えられる３端子のスイッチ３４Ｃ、およびスイッチ３４Ｃがオン時に接続される経路にミキサ３５Ｃを備えている。また、スイッチ３４Ｃがオフ時に接続される経路は、上記バイパス経路であり、ミキサ３５Ｃの出力側に接続されている。なお、周波数制御回路５６Ｃの動作は、周波数制御回路５６Ａの動作と同じであるため、省略する。

周波数制御回路５６Ｄは、マイクロコンピュータ１６によって状態が切替えられる３端子のスイッチ３４Ｄ、およびスイッチ３４Ｄがオン時に接続される経路にミキサ３５Ｄを備えている。また、スイッチ３４Ｄがオフ時に接続される経路は、バイパス経路であり、ミキサ３５Ｄの出力側に接続されている。なお、周波数制御回路５６Ｄの動作は、周波数制御回路５６Ｂの動作と同じであるため、省略する。

信号結合器３８Ｂは、ローパスフィルタ３６Ｂを通過した信号と、ハイパスフィルタ３７Ｂを通過した信号とを合成して、第４の合成信号を出力する。

中間周波数増幅器１７Ａは、第３の合成信号、中間周波数増幅器１７Ｂは、第４の合成信号をそれぞれ増幅する。

キャパシタ１８Ａは、中間周波数増幅器１７Ａにて増幅された第３の合成信号の低周波ノイズ、キャパシタ１８Ｂは、中間周波数増幅器１７Ｂにて増幅された第４の合成信号の低周波ノイズをそれぞれ除去する。

以上より、出力端子２０Ａ、２０Ｂは、第１の衛星の第１の偏波信号、第１の衛星の第２の偏波信号、第２の衛星の第１の偏波信号、第２の衛星の第２の偏波信号のうちの任意の２つの信号をハイバンド側、及びローバンド側に配置した第３の合成信号および第４の合成信号を出力する。なお、電源回路２２は、ＬＮＢ１０２の各構成要素に電力を供給する。
特開２００４−３５０１４９号公報（２００４年１２月９日公開）

以上のように、周波数制御回路５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄにて、信号組替回路５５に入力される入力信号の周波数変換を行う場合と、行わない場合とは、それぞれに備えられているスイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄのオン・オフによって、上記入力信号が通過する経路を切り替えることによって行われている。

しかしながら、上記のような構成の場合、スイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄのオン・オフ時に、スイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄが接続されていない方の経路に存在する寄生容量により、上記入力信号が、スイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄが接続されていない方の経路に漏れてしまう。

詳細に説明すると、スイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄがオフ時の場合、スイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄがオン時に接続される経路、すなわちミキサ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄが接続されている経路に存在する寄生容量により、上記入力信号が、ミキサ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄが接続されている経路に漏れてしまう。しかし、上記入力信号の漏れは、ミキサ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄを通過することで、充分に減衰されるため問題ない。

ところが、スイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄがオン時の場合、スイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄがオフ時に接続される経路、すなわち上記バイパス経路に存在する寄生容量により、上記入力信号が、上記バイパス経路に漏れてしまう。この場合は、スイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄがオフ時の場合と異なり、ミキサ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄにて周波数変換された上記入力信号と、上記バイパス経路を通過する上記入力信号の漏れとが、ミキサ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄの出力側にて混合され、上記入力信号の信号品質が劣化してしまうという問題を生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記入力信号の漏れを低減できる信号組替回路に適した集積回路装置、およびそれを備えたローノイズブロックダウンコンバータを提示することである。

本発明に係る集積回路装置は、上記課題を解決するために、Ｎ個の入力と、Ｍ個の出力とを備え上記Ｎ個の入力に入力されたＮ個の入力信号がそれぞれ２つに分岐され、上記それぞれ２つに分岐された入力信号の一方を増幅するＮ個の増幅手段と、上記それぞれ２つに分岐された入力信号の他方を周波数変換するＮ個の帯域変換手段と、上記Ｎ個の増幅手段と上記Ｎ個の帯域変換手段とから出力された合計２Ｎ個の出力信号が２Ｎ個の入力信号となって入力され、上記２Ｎ個の入力信号の中から選択したものを、それぞれについて上記Ｍ個の出力の中から選択したものに出力するように制御される２Ｎ×Ｍスイッチ手段とを備え、上記Ｎ個の増幅手段が、上記Ｎ個の帯域変換手段の利得と等しい利得を有することを特徴としている。

上記の構成によれば、上記入力信号の周波数変換を行う経路と、上記周波数変換を行わない経路とに、上記入力信号がそれぞれ２つに分けられて入力される構成としている。こうして、Ｎ個の入力信号から、予め、それぞれの周波数変換を行わない信号と周波数変換を行った信号との両方を生成しておき、それら２Ｎ個の信号の中から２Ｎ×Ｍスイッチ手段によって、必要な信号を選択してＭ個の出力のうちの所望のものに出力する。その結果、上記従来技術のようにスイッチを用いて、周波数変換を行う場合と、周波数変換を行わない場合とで、経路を切り替える必要がないため、それにより生じる上記入力信号の漏れを低減することができる。以上により、上記入力信号の漏れを低減できる信号組替回路に適した集積回路装置を提示することができるという効果を奏する。

また、上記２Ｎ×Ｍスイッチ手段を、上記Ｎ個の帯域変換手段と上記Ｎ個の増幅手段との後段に配置することで、上記Ｎ個の帯域変換手段に備えられるミキサの数をＮ＜Ｍの場合に、従来よりも少なくすることができ、低コストとすることができるというさらなる効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記増幅手段が、上記Ｎ個の帯域変換手段の利得と等しい利得を有することが好ましい。

上記の構成によれば、上記Ｎ個の増幅手段の利得を、上記Ｎ個の帯域変換手段の利得と等しくすることで、上記入力信号の周波数変換を行う経路と、周波数変換を行わない経路とを別々に設ける場合でも、上記入力信号の出力レベルを等しくすることができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記Ｎ個の増幅手段が、差動増幅回路であることが好ましい。

上記の構成によれば、上記差動増幅回路は、差動入出力構成であるため、上記差動増幅回路を上記Ｎ個の増幅手段として用いることで、シングル構成と比較して、外乱や雑音に強い上記Ｎ個の増幅手段とすることができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記Ｎ個の帯域変換手段が、ダブルバランスギルバートミキサであることが好ましい。

上記の構成によれば、上記ダブルバランスギルバートミキサは、差動入出力構成であるため、上記ダブルバランスギルバートミキサを上記Ｎ個の帯域変換手段として用いることで、外乱や雑音に強い上記Ｎ個の帯域変換手段とすることができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記Ｎ個の帯域変換手段は、上記Ｎ個の入力信号が有する第１の周波数帯域に含まれる信号と、上記第１の周波数帯域と重複しない第２の周波数帯域に含まれる信号とを、上記周波数帯域が互いに重複しないように周波数変換することが好ましい。

上記の構成によれば、上記第１の周波数帯域と、上記第２の周波数帯域とが、互いに重複しないように周波数変換することで、上記入力信号の干渉妨害を低減することができるという効果を奏する。なお、例えば、上記第１の周波数帯域は、上記従来技術で記載したハイバンドであり、上記第２の周波数帯域は、上記従来技術で記載したローバンドである。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記Ｎ個の帯域変換手段の周波数変換を行うために、上記Ｎ個の帯域変換手段に入力される局部信号の信号周波数は、上記第１の周波数帯域よりも上記第２の周波数帯域の周波数が高い場合、上記第１の周波数帯域内の最も低い周波数と、上記第２の周波数帯域内の最も高い周波数とを足した周波数であることが好ましい。

上記の構成によれば、上記局部信号の周波数を上記のように設定することで、上記Ｎ個の帯域変換手段において、上記入力信号の上記第１の周波数帯域と、上記第２の周波数帯域とが、互いに重複しないように周波数変換することができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記Ｎ個の帯域変換手段の周波数変換を行うために、上記Ｎ個の帯域変換手段に入力される局部信号の信号周波数は、上記第１の周波数帯域よりも上記第２の周波数帯域の周波数が低い場合、上記第１の周波数帯域内の最も高い周波数と、上記第２の周波数帯域内の最も低い周波数とを足した周波数であることが好ましい。

上記の構成によれば、上記局部信号の周波数を上記のように設定することで、上記Ｎ個の帯域変換手段において、上記入力信号の上記第１の周波数帯域と、上記第２の周波数帯域とが、互いに重複しないように周波数変換することができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記Ｎ個の帯域変換手段の周波数変換を行うために上記Ｎ個の帯域変換手段に入力される局部信号が、上記Ｎ個の帯域変換手段の全てに共通であることが好ましい。

上記の構成によれば、上記Ｎ個の帯域変換手段に入力される局部信号が、全て共通であるため、上記Ｎ個の帯域変換手段の数が多くなった場合でも、１つの局部発振器で全ての局部信号を供給することができ、回路規模の縮小、消費電力の低減ができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記Ｎ個の入力のそれぞれと、各分岐の上記増幅手段および上記帯域変換手段との間に低雑音増幅手段を備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記Ｎ個の入力と、上記Ｎ個の増幅手段および上記Ｎ個の帯域変換手段との間に上記低雑音増幅手段を備えることにより、雑音特性が改善されるため、雑音特性に厳しい要求のあるシステムにも対応できるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記低雑音増幅回路の利得が、可変であることが好ましい。

例えば、上記入力信号レベルが大きい場合、上記低雑音増幅手段によりさらに増幅すると、上記入力信号が歪んでしまう。そこで、上記の構成のように、上記低雑音増幅回路の利得が可変であれば、上記のような場合に、上記低雑音増幅回路の利得を下げることができ、上記入力信号の歪みを抑えることができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記２Ｎ×Ｍスイッチ手段が、差動電圧―電流変換回路で構成されていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記差動電圧―電流変換回路は、差動入出力構成であり、入力インピーダンスが高いため、上記差動電圧―電流変換回路を上記２Ｎ×Ｍスイッチ手段として用いることで、外乱や雑音に強い上記２Ｎ×Ｍスイッチ手段とすることができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記差動電圧‐電流変換回路は、バイアス制御により、上記差動電圧‐電流変換回路のオン・オフを切り替えることが好ましい。

上記の構成を有することで、上述した上記２Ｎ×Ｍスイッチ手段の動作を行うことができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記差動電圧―電流変換回路の電圧―電流変換利得が、可変であることが好ましい。

例えば、本発明の上記集積回路装置から出力される信号の出力レベルが全て等しいレベルであることを要求されるシステムの場合、上記の構成のように、上記差動電圧―電流変換回路の利得を可変としておくことで、上記差動電圧―電流変換回路内の寄生抵抗成分、もしくは寄生容量成分により生じる出力レベルの変動を補正することができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記差動電圧‐電流変換回路が、さらにスイッチを備え、該スイッチのオン・オフにより、上記差動電圧―電流変換回路の出力を導通、もしくは遮断することが好ましい。

上記の構成によれば、上記差動電圧―電流変換回路の出力部に、さらにスイッチを追加することで、上記差動電圧―電流変換回路と、その後段の回路とのアイソレーション特性をさらに改善することができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置では、上記の構成に加えて、上記の集積回路装置が、ローノイズブロックダウンコンバータが有する信号組替回路に用いられていることが好ましい。

上記の構成によれば、本発明の上記集積回路装置を上記信号組替回路に用いることで、上記入力信号の漏れを低減できるローノイズブロックダウンコンバータとすることができるという効果を奏する。

本発明に係る集積回路装置は、以上のように、Ｎ個の入力と、Ｍ個の出力と、上記Ｎ個の入力に入力されたＮ個の入力信号がそれぞれ２つに分岐され、上記それぞれ２つに分岐された２Ｎ個の入力信号の一方を増幅するＮ個の増幅手段と、上記それぞれ２つに分岐された２Ｎ個の入力信号の他方を周波数変換するＮ個の帯域変換手段と、上記Ｎ個の増幅手段と、上記Ｎ個の帯域変換手段とにより出力された上記２Ｎ個の出力信号を上記Ｍ個の出力のいずれかに出力する、もしくはいずれにも出力しない２Ｎ×Ｍスイッチ手段とを備えている。

そのため、上記Ｎ個の入力信号の漏れを低減できる信号組替回路に適した集積回路装置を提示することができる、という効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図を用いて説明すると以下の通りである。なお、以下では、本発明の集積回路装置（以下、スイッチブロックとする）をＬＮＢの信号組替回路の一部に用いた場合の説明を行う。

図２は、ＬＮＢ１０２の回路構成を示しており、図１３の信号組替回路５５を本実施の形態に係る信号組替回路２に置き換えたものである。なお、ＬＮＢ１０２の回路構成については、上記従来技術で記載したため、ここでは省略する。また、同一の符号を付した部材は、特に説明しない限り同一の機能を有するものとする。

なお、信号組替回路２には、第１の合成信号および第２の合成信号が入力される。上記第１の合成信号および上記第２の合成信号は、上記従来技術で述べた上記第１の合成信号および上記第２の合成信号と同様に形成されるため、ここではその説明を省略する。

信号組替回路２は、図示のように、スイッチブロック１Ａ、図１３のローパスフィルタ３６Ａ、３６Ｂ、図１３のハイパスフィルタ３７Ａ、３７Ｂ、および図１３の信号結合器３８Ａ、３８Ｂを備えている。

スイッチブロック１Ａは、信号組替回路２の入力端子でもある２個の入力端子Ｉｎ１、Ｉｎ２、増幅器ａ１、ａ２、ミキサｍ１、ｍ２、４×４スイッチ回路ＳＷ２、４個の出力端子ＰＯ１〜ＰＯ４、ミキサに入力する局部信号を出力する局部信号発生器Ｌ１、および４×４スイッチ回路ＳＷ２の制御を行う制御装置Ｓ１を備えている。

以下、信号組替回路２の詳細な説明を行う。

入力端子Ｉｎ１には、上記第１の合成信号が入力され、入力端子Ｉｎ２には、上記第２の合成信号が入力される。増幅器ａ１は、入力端子Ｉｎ１に入力された上記第１の合成信号を増幅するものであり、増幅器ａ２は、入力端子Ｉｎ２に入力された上記第２の合成信号を増幅するものである。ミキサｍ１は、入力端子Ｉｎ１に入力された上記第１の合成信号を周波数変換するものであり、ミキサｍ２は、入力端子Ｉｎ２に入力された上記第２の合成信号を周波数変換するものである。

４×４スイッチ回路ＳＷ２は、制御装置Ｓ１の指示に従い、増幅器ａ１、ａ２で増幅された上記第１の合成信号および上記第２の合成信号と、ミキサｍ１、ｍ２で周波数変換された上記第１の合成信号および上記第２の合成信号との中から選択したものを、それぞれについて、出力端子ＰＯ１〜ＰＯ４の中から選択したものに出力する。

ローパスフィルタ３６Ａ、３６Ｂ、ハイパスフィルタ３７Ａ、３７Ｂ、および信号結合器３８Ａ、３８Ｂは、上記従来技術で記載したものと同じであるため、ここでは省略する。

信号組替回路２の接続関係を以下に示す。

入力端子Ｉｎ１は２つに分岐され、上記２つに分岐された入力端子Ｉｎ１の一方に、増幅器ａ１が接続され、上記２つに分岐された入力端子Ｉｎ１の他方に、ミキサｍ１が接続されている。同様に、入力端子Ｉｎ２は２つに分岐され、上記２つに分岐された入力端子Ｉｎ２の一方に、増幅器ａ２が接続され、上記２つに分岐された入力端子Ｉｎ２の他方に、ミキサｍ２が接続されている。

また、増幅器ａ１、ａ２の出力と、ミキサｍ１、ｍ２の出力とに、４×４スイッチ回路ＳＷ２が接続されている。そして、４×４スイッチ回路ＳＷ２の出力端子ＰＯ１に、ローパスフィルタ３６Ａが接続され、４×４スイッチ回路ＳＷ２の出力端子ＰＯ２に、ハイパスフィルタ３７Ａが接続され、４×４スイッチ回路ＳＷ２の出力端子ＰＯ３に、ローパスフィルタ３６Ｂが接続され、４×４スイッチ回路ＳＷ２の出力端子ＰＯ４に、ハイパスフィルタ３７Ｂが接続されている。

さらに、ローパスフィルタ３６Ａの出力と、ハイパスフィルタ３７Ａの出力とに、信号結合器３８Ａが接続され、ローパスフィルタ３６Ｂの出力と、ハイパスフィルタ３７Ｂの出力とに、信号結合器３８Ｂが接続されている。

信号組替え回路２の動作について説明する。

入力端子Ｉｎ１に入力された上記第１の合成信号は、２つに分けられて、増幅器ａ１、ミキサｍ１にそれぞれ入力される。増幅器ａ１は、上記第１の合成信号を増幅して、４×４スイッチ回路ＳＷ２へ出力する。ミキサｍ１は、上記第１の合成信号と局部信号発生器Ｌ１から送られる局部信号とを混合して周波数変換を行い、４×４スイッチ回路ＳＷ２へ出力する。

入力端子Ｉｎ２に入力された上記第２の合成信号は、２つに分けられて、増幅器ａ２、ミキサｍ２にそれぞれ入力される。増幅器ａ２は、上記第２の合成信号を増幅して、４×４スイッチ回路ＳＷ２へ出力する。ミキサｍ２は、上記第２の合成信号と局部信号発生器Ｌ１から送られる上記局部信号とを混合して周波数変換を行い、４×４スイッチ回路ＳＷ２へ出力する。

４×４スイッチ回路ＳＷ２は、制御装置Ｓ１の指示に従い、増幅器ａ１、ａ２、ミキサｍ１、ｍ２の出力信号の中から選択したものを、それぞれについて、出力端子ＰＯ１〜ＰＯ４の中から選択したものに出力する。

ローパスフィルタ３６Ａは、出力端子ＰＯ１から出力される上記出力信号のローバンド側に含まれる周波数成分を通過させ、ハイパスフィルタ３７Ａは出力端子ＰＯ２から出力される上記出力信号のハイバンド側に含まれる周波数成分を通過させ、信号結合器３８Ａは、ローパスフィルタ３６Ａ、ハイパスフィルタ３７Ａの上記出力信号を合成して、第３の合成信号を出力する。

ローパスフィルタ３６Ｂは、出力端子ＰＯ３から出力される上記出力信号のローバンド側に含まれる周波数成分を通過させ、ハイパスフィルタ３７Ｂは出力端子ＰＯ４から出力される上記出力信号のハイバンド側に含まれる周波数成分を通過させ、信号結合器３８Ｂは、ローパスフィルタ３６Ｂ、ハイパスフィルタ３７Ｂの上記出力信号を合成して、第４の合成信号を出力する。

なお、上記第３の合成信号および上記第４の合成信号が、下段の中間周波数増幅器１７Ａ、１７Ｂに入力されてから以降の処理については、上記従来技術で述べたとおりであるため、省略する。

以上に記載したように、信号組替回路２は、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行わない経路（増幅器ａ１、ａ２の経路）と、周波数変換を行う経路（ミキサｍ１、ｍ２の経路）とに、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号が、それぞれが２つに分けられて入力される構成となっている。本実施の形態では、こうして、第１の合成信号および第２の合成信号から、予め、それぞれの周波数変換を行わない信号と周波数変換を行った信号との両方を生成しておく。そして、それら４つの信号の中から４×４スイッチ回路ＳＷ２によって、必要な信号を選択して出力端子ＰＯ１〜ＰＯ４のうちの所望のものに出力する。例えば、信号結合器３８Ａによって所望の第３の合成信号を得るには、４×４スイッチ回路ＳＷ２の４つの入力信号から２つを選択して、その一方を出力端子ＰＯ１に、他方を出力端子ＰＯ２に出力する。

そのため、上記従来技術（図１３）で示した信号組替回路５５と比べ、スイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄを使用して、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行わない経路と、周波数変換を行う経路とを、切り替える必要がないため、スイッチ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄのオン・オフ時に、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行わない経路と、上記周波数変換を行う経路とを切り替えることにより生じていた上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の漏れを低減できる。

また、スイッチブロック１Ａは、４×４スイッチ回路ＳＷ２を、ミキサｍ１、ｍ２と、増幅器ａ１、ａ２との後段に配置しているため、ミキサが、入力端子の数と同じ数だけでよいので、Ｎ＜Ｍの場合において、ミキサの数を従来よりも減らすことができる。その結果、信号組替回路２のレイアウト面積を小さくすることが可能となり、低コストとなる。

ところが、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の周波数変換を行わない経路と、周波数変換を行う経路とを別々に設けるため、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号が、上記周波数変換を行わない経路から出力される場合と、上記周波数変換を行う経路から出力される場合とで、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の出力レベルが変化してしまう。ＬＮＢ１０２の後段に接続されるチューナへの信号入力レベルは一定であることが望ましい。

そこで、スイッチブロック１Ａが備えるミキサｍ１、ｍ２の利得と、増幅器ａ１、ａ２の利得とを等しくさせる。その結果、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号が、上記周波数変換を行わない経路から出力される場合と、上記周波数変換を行う経路から出力される場合とで、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の出力レベルを等しくすることができる。

以上、スイッチブロック１Ａを備えた信号組替回路２の動作、特徴等を述べた。次に、信号組替回路２内のスイッチブロック１Ａの一般形であるスイッチブロック１の概略を図１に示す。

スイッチブロック１は、図示のように、Ｎ個の入力端子Ｉｎ１〜ＩｎＮ（Ｎ個の入力）、Ｎ個の増幅器ａ１〜ａＮ（Ｎ個の増幅手段）、Ｎ個のミキサｍ１〜ｍＮ（Ｎ個の帯域変換手段）、２Ｎ×Ｍスイッチ回路ＳＷ１（２Ｎ×Ｍスイッチ手段）、Ｍ個の出力端子ＰＯ１〜ＰＯＭ（Ｍ個の出力）、図示しないミキサに入力する局部信号を出力する局部信号発生器Ｌ１、および２Ｎ×Ｍスイッチ回路ＳＷ１の制御を行う制御装置Ｓ１を備えている。

スイッチブロック１の接続関係を示す。

Ｎ個の入力端子Ｉｎ１〜ＩｎＮはそれぞれ２つに分岐され、上記それぞれ２つに分岐されたＮ個の入力端子Ｉｎ１〜ＩｎＮの一方に、Ｎ個の増幅器ａ１〜ａＮがそれぞれ接続され、上記それぞれ２つに分岐されたＮ個の入力端子Ｉｎ１〜ＩｎＮの他方に、Ｎ個のミキサｍ１〜ｍＮがそれぞれ接続されている。また、Ｎ個の増幅器ａ１〜ａＮとＮ個のミキサｍ１〜ｍＮとの出力に、２Ｎ×Ｍスイッチ回路ＳＷ１が接続されている。

なお、入力端子Ｉｎ１〜ＩｎＮが差動入力端子であるとき、および、出力端子ＰＯ１〜ＰＯＭが差動出力端子であるときは、１対の差動対端子を１個の入力端子および出力端子とする。

次に、ミキサｍ１、ｍ２が、周波数変換を行う時の動作について、ミキサｍＮを用いて説明する。

図３は、ミキサｍＮに第１の周波数帯域Ａと第２の周波数帯域Ｂとで構成される合成信号が入力される場合であり、入力端子Ｐ１はミキサｍＮの入力端子、出力端子Ｐ２はミキサｍＮの出力端子、局部信号入力端子Ｐ３はミキサｍＮの局部信号入力端子、局部信号周波数ｆＬＯは、ミキサｍＮに入力される局部信号の周波数である。第１の周波数帯域Ａの帯域はｆ１〜ｆ１＋Δｆ、第２の周波数帯域Ｂの帯域はｆ２−Δｆ〜ｆ２であり、ｆ１＜ｆ２である。

ここで、局部信号周波数ｆＬＯの設定方法について記載する。

まず、第１の周波数帯域Ａよりも第２の周波数帯域Ｂの周波数が高い場合、局部信号周波数ｆＬＯは、第１の周波数帯域Ａ内の最も低い周波数と、第２の周波数帯域Ｂ内の最も高い周波数とを足した周波数とすればよい。一方、第１の周波数帯域Ａよりも第２の周波数帯域Ｂの周波数が低い場合、局部信号信号周波数ｆＬＯは、第１の周波数帯域Ａ内の最も高い周波数と、第２の周波数帯域Ｂ内の最も低い周波数とを足した周波数とすればよい。上記合成信号は、ｆ１＜ｆ２であり、第１の周波数帯域Ａよりも第２の周波数帯域Ｂの周波数が高いため、局部信号周波数ｆＬＯ＝ｆ１＋ｆ２となる。

以上のように、局部信号周波数ｆＬＯを設定することで、第１の周波数帯域Ａと、第２の周波数帯域Ｂとが、互いに重複しないように周波数変換することが可能となる。その結果、上記合成信号の干渉妨害を低減することができる。

次に、ミキサｍＮの動作について説明する。入力端子Ｐ１より入力された上記合成信号は、ミキサｍＮにおいて、局部信号入力端子Ｐ３より入力された上記局部信号と混合され、上記合成信号の上記第１の周波数帯域Ａが、ｆＬＯ−（ｆ１〜ｆ１＋Δｆ）＝ｆ２−Δｆ〜ｆ２となり、上記第２の周波数帯域Ｂが、ｆＬＯ−（ｆ２−Δｆ〜ｆ２）＝ｆ１〜ｆ１+Δｆとなる。このようにして、上記合成信号内の上記第１の周波数帯域Ａと上記第２の周波数帯域Ｂとを相互に入れ替えることができる。

なお、上記局部信号は、全てのミキサに共通であることが好ましい。上記局部信号が、全て共通であれば、ミキサの数が多くなった場合でも、１つの局部発振器で全ての局部信号を供給することができ、回路規模の縮小、消費電力の低減ができる。

次に、増幅器ａ１、ａ２、ミキサｍ１、ｍ２の実施例、さらに、４×４スイッチ回路ＳＷ２以外の２Ｎ×Ｍスイッチ回路ＳＷ１の実施例について述べる。

まず、図４に、ミキサｍ１をダブルバランスギルバートミキサ、増幅器ａ１を差動増幅回路で構成する場合の実施例を示す。

上記ダブルバランスギルバートミキサは、トランジスタ差動対Ｑ１・Ｑ２、トランジスタ差動対Ｑ１・Ｑ２のトランジスタＱ１（ＮＰＮ型）のエミッタと、トランジスタ差動対Ｑ１・Ｑ２のトランジスタＱ２（ＮＰＮ型）のエミッタとの間に接続されたインピーダンス素子ＺＥ１、トランジスタＱ１のエミッタに接続された直流電流源Ｉ１、およびトランジスタＱ２のエミッタに接続された直流電流源Ｉ２を備えている。

また、局部信号によりスイッチング動作を行うトランジスタ差動対Ｑ５・Ｑ６、トランジスタ差動対Ｑ７・Ｑ８、トランジスタ差動対Ｑ５・Ｑ６のトランジスタＱ５（ＮＰＮ型）のコレクタと基準電圧源Ｖｃｃとの間に接続されたインピーダンス負荷ＺＬ１、およびトランジスタ差動対Ｑ７・Ｑ８のトランジスタＱ８（ＮＰＮ型）のコレクタと基準電圧源Ｖｃｃとの間に接続されたインピーダンス負荷ＺＬ２を備えている。

そして、トランジスタＱ１のコレクタとトランジスタ差動対Ｑ５・Ｑ６のエミッタとが接続され、トランジスタＱ２のコレクタとトランジスタ差動対Ｑ７・Ｑ８のエミッタとが接続され、トランジスタ差動対Ｑ５・Ｑ６のトランジスタＱ６（ＮＰＮ型）のコレクタとトランジスタＱ８のコレクタとが接続され、トランジスタ差動対Ｑ７・Ｑ８のトランジスタＱ７（ＮＰＮ型）のコレクタとトランジスタＱ５のコレクタとが接続されている。

なお、トランジスタＱ５のコレクタとインピーダンス負荷ＺＬ１との接続点と、トランジスタＱ８のコレクタとインピーダンス負荷ＺＬ２との接続点とが、差動出力端子Ｐｏｕｔ２・Ｐｏｕｔ２Ｘとなっている。

さらに、トランジスタＱ５のベースとトランジスタＱ８のベースとが互いに接続され、トランジスタ差動対Ｑ５・Ｑ６とトランジスタ差動対Ｑ７・Ｑ８との局部信号入力端子Ｐｌｏとなり、トランジスタＱ６のベースとトランジスタＱ７のベースとが互いに接続され、トランジスタ差動対Ｑ５・Ｑ６とトランジスタ差動対Ｑ７・Ｑ８との局部信号入力端子ＰｌｏＸとなっている。

上記差動増幅回路は、トランジスタ差動対Ｑ３・Ｑ４、トランジスタ差動対Ｑ３・Ｑ４のトランジスタＱ３（ＮＰＮ型）のエミッタと、トランジスタ差動対Ｑ３・Ｑ４のトランジスタＱ４（ＮＰＮ型）のエミッタとの間に接続されたインピーダンス素子ＺＥ２、トランジスタＱ３のエミッタに接続された直流電流源Ｉ３、トランジスタＱ４のエミッタに接続された直流電流源Ｉ４、トランジスタＱ３のコレクタと基準電圧源Ｖｃｃとの間に接続されたインピーダンス負荷ＺＬ３、およびトランジスタＱ４のコレクタと基準電圧源Ｖｃｃとの間に接続されたインピーダンス負荷ＺＬ４を備えている。

そして、トランジスタＱ３のコレクタとインピーダンス負荷ＺＬ３との接続点と、トランジスタＱ４のコレクタとインピーダンス負荷ＺＬ４との接続点とが、差動出力端子Ｐｏｕｔ１・Ｐｏｕｔ１Ｘとなっている。

なお、上記ダブルバランスギルバートミキサに備えられるトランジスタＱ１のベースと上記差動増幅回路に備えられるトランジスタＱ３のベースとが互いに接続され、上記ダブルバランスギルバートミキサに備えられるトランジスタＱ２のベースと上記差動増幅回路に備えられるトランジスタＱ４のベースとが互いに接続され、上記ダブルバランスギルバートミキサと上記差動増幅回路とに共通の差動入力端子Ｐｉｎ・ＰｉｎＸとなっている。

なお、信号組替回路１の増幅器ａ１〜ａＮの利得とミキサｍ１〜ｍＮの利得とを等しくすることが好ましいことを前述したが、増幅器ａ１〜ａＮを上記差動増幅回路、ミキサｍ１〜ｍＮを上記ダブルバランスギルバートミキサで構成した場合は、上記ダブルバランスギルバートミキサのインピーダンス負荷ＺＬ１、ＺＬ２の大きさと、上記差動増幅回路のインピーダンス負荷ＺＬ３、ＺＬ４の大きさとを適当な値に調整することによって、増幅器ａ１〜ａＮの利得とミキサｍ１〜ｍＮの利得とを等しくすることができる。また、増幅器ａ１〜ａＮとミキサｍ１〜ｍＮを上記のような差動型の回路を用いて構成することで、外乱に強く、雑音特性に優れた回路とすることができる。

次に、図５に、２Ｎ×Ｍスイッチ回路ＳＷ１の実施例として、４×２スイッチ回路ＳＷ３の実施例を示す。上記４×２スイッチ回路ＳＷ３は、スイッチｓｗ１１、ｓｗ１２、ｓｗ１３、ｓｗ１４、ｓｗ１５、ｓｗ１６、ｓｗ１７、ｓｗ１８、スイッチｓｗ１１、ｓｗ１２の共通の入力端子ＰＩ１１、ｓｗ１３、ｓｗ１４の共通の入力端子ＰＩ１２、ｓｗ１５、ｓｗ１６の共通の入力端子ＰＩ２１、ｓｗ１７、ｓｗ１８の共通の入力端子ＰＩ２２、ｓｗ１１、ｓｗ１３、ｓｗ１５、ｓｗ１７の共通の出力端子ＰＯ１、およびｓｗ１２、ｓｗ１４、ｓｗ１６、ｓｗ１８の共通の出力端子ＰＯ２を備えている。

上記のような構成を有することで、スイッチｓｗ１１〜ｓｗ１８の制御によって、任意の入力端子ＰＩ１１、ＰＩ１２、ＰＩ２１、ＰＩ２２から、任意の出力端子ＰＯ１、ＰＯ２への経路を与えることができ、さらに、出力端子ＰＯ１、ＰＯ２への経路をもたないようにすることも可能である。

さらに上記４×２スイッチ回路ＳＷ３の他の実施例として、図６に、差動電圧−電流変換回路で構成する４×２スイッチ回路ＳＷ４の実施例を示す。なお、４×２スイッチ回路ＳＷ３と同一の符号を付した部材は、特に説明しない限り同一の機能を有するものとする。さらに、以下に記載する差動入力端子および差動出力端子は、１つのトランジスタ差動
対の差動入力端子、または差動出力端子で、スイッチ回路の１つの入力、または出力である。

図６に示される４×２スイッチ回路ＳＷ４は、スイッチｓｗ２１、ｓｗ２２、ｓｗ２３、ｓｗ２４、ｓｗ２５、ｓｗ２６、ｓｗ２７、ｓｗ２８を備えている。

スイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８のそれぞれは、トランジスタ差動対Ｑ９・Ｑ１０、トランジスタ差動対Ｑ９・Ｑ１０のトランジスタＱ９（ＮＰＮ型）のエミッタと、トランジスタ差動対Ｑ９・Ｑ１０のトランジスタＱ１０（ＮＰＮ型）のエミッタとの間に接続されたインピーダンス素子Ｚ１、トランジスタＱ９のエミッタに接続された直流電流源Ｉ５、およびトランジスタＱ１０のエミッタに接続された直流電流源Ｉ６を備えた差動―電圧電流変換回路である。

また、スイッチｓｗ２１、ｓｗ２２のそれぞれのトランジスタＱ９のベースが互いに接続されるとともに、スイッチｓｗ２１、ｓｗ２２のそれぞれのトランジスタＱ１０のベースが互いに接続されることにより、スイッチｓｗ２１、ｓｗ２２に共通の差動入力端子ＰＩ１１・ＰＩ１１Ｘが構成されている。

同様に、スイッチｓｗ２３、ｓｗ２４のそれぞれのトランジスタＱ９のベースが互いに接続されるとともに、スイッチｓｗ２３、ｓｗ２４のそれぞれのトランジスタＱ１０のベースが互いに接続されることにより、スイッチｓｗ２３、ｓｗ２４に共通の差動入力端子ＰＩ１２・ＰＩ１２Ｘが構成されている。

同様に、スイッチｓｗ２５、ｓｗ２６のそれぞれのトランジスタＱ９のベースが互いに接続されるとともに、スイッチｓｗ２５、ｓｗ２６のそれぞれのトランジスタＱ１０のベースが互いに接続されることにより、スイッチｓｗ２５、ｓｗ２６に共通の差動入力端子ＰＩ２１・ＰＩ２１Ｘが構成されている。

同様に、スイッチｓｗ２７、ｓｗ２８のそれぞれのトランジスタＱ９のベースが互いに接続されるとともに、スイッチｓｗ２７、ｓｗ２８のそれぞれのトランジスタＱ１０のベースが互いに接続されることにより、スイッチｓｗ２７、ｓｗ２８に共通の差動入力端子ＰＩ２２・ＰＩ２２Ｘが構成されている。

なお、４つの上記差動入力端子は、４×２スイッチ回路ＳＷ４の４つの入力端子に相当する。

また、スイッチｓｗ２２、ｓｗ２４、ｓｗ２６、ｓｗ２８のそれぞれのトランジスタＱ９のコレクタが互いに接続されるとともに、スイッチｓｗ２２、ｓｗ２４、ｓｗ２６、ｓｗ２８のそれぞれのトランジスタＱ１０のコレクタが互いに接続されることにより、差動出力端子ＰＯ１・ＰＯ１Ｘが構成されている。

同様に、スイッチｓｗ２１、ｓｗ２３、ｓｗ２５、ｓｗ２７のそれぞれのトランジスタＱ９のコレクタが互いに接続されるとともに、スイッチｓｗ２１、ｓｗ２３、ｓｗ２５、ｓｗ２７のそれぞれのトランジスタＱ１０のコレクタが互いに接続されることにより、差動出力端子ＰＯ２・ＰＯ２Ｘが構成されている。

なお、２つの上記差動出力端子は、４×２スイッチ回路ＳＷ４の２つの出力端子に相当する。

スイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８は、それぞれが備える直流電流源Ｉ５、Ｉ６をオン・オフすることで、任意の差動入力端子ＰＩ１１・ＰＩ１１Ｘ、ＰＩ１２・ＰＩ１２Ｘ、ＰＩ２１・ＰＩ２１Ｘ、ＰＩ２２・ＰＩ２２Ｘから、任意の差動出力端子ＰＯ１・ＰＯ１Ｘ、ＰＯ２・ＰＯ２Ｘへの経路を与える、もしくは差動出力端子ＰＯ１・ＰＯ１Ｘ、ＰＯ２・ＰＯ２Ｘへの経路をもたないように動作する。

なお、図７に、スイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８がそれぞれ備える直流電流源Ｉ５、Ｉ６のオン・オフ動作を行うための回路の実施例を示す。図７は、スイッチｓｗ２１を例として示している。スイッチｓｗ２１の基本的な回路構成は、前述しているため、省略する。

図示のように、スイッチｓｗ２１の直流電流源Ｉ５、Ｉ６として、トランジスタＱ１１、Ｑ１２、Ｑ１３（ＮＰＮ型）によるカレントミラー回路、直流電流源Ｉ７、スイッチｓｗ３０を新たに備え、スイッチｓｗ３０のオン・オフにより、直流電流源Ｉ５、Ｉ６のオン・オフ動作が可能となり、その結果、スイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８の動作が行える。

以上のように、２Ｎ×Ｍスイッチ回路ＳＷ１を、差動型の回路を用いて構成することにより、外乱や雑音に強い２Ｎ×Ｍスイッチ回路ＳＷ１とすることができる。

また、スイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８がそれぞれ備えるトランジスタ差動対Ｑ９・Ｑ１０のエミッタ間に接続されるインピーダンス素子Ｚ１を可変とすれば、スイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８の電圧―電流変換利得を可変とすることができる。このような構成を有するスイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８の実施例を図８に示す。なお、図８は、スイッチｓｗ２１を例として示している。スイッチｓｗ２１の基本的な回路構成は、前述しているため、省略する。

図８は、スイッチｓｗ２１が備えるトランジスタ差動対Ｑ９・Ｑ１０のエミッタ間に接続されるインピーダンス素子Ｚ１が、直列に接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、抵抗Ｒ２の両端に接続されたＭＯＳトランジスタＭ１（ｎチャンネル型）、およびＭＯＳトランジスタＭ１のゲートであるインピーダンス制御端子Ｐｃｔｒｌから構成されている。インピーダンス制御端子Ｐｃｔｒｌに与えられる電圧によって、ＭＯＳトランジスタＭ１がオン・オフし、その結果、インピーダンス素子Ｚ１が可変となる。

このような構成を有することで、信号組替回路１から出力される信号の出力レベルが全て等しいレベルであることを要求されるシステムの場合、スイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８の回路内の寄生抵抗成分、もしくは寄生容量成分により生じる出力レベルの変動を補正することができる。

また、スイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８のオフ時の信号アイソレーション特性をさらに強化するために、スイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８内に、新たにスイッチを含む構成としてもよい。このような構成のスイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８の実施例を図９に示す。なお、図９は、スイッチｓｗ２１を例として示している。スイッチｓｗ２１の基本的な回路構成は、前述しているため、省略する。

図９は、スイッチｓｗ２１が備えるトランジスタ差動対Ｑ９・Ｑ１０のコレクタに、ＭＯＳトランジスタＭｓｗ１、Ｍｓｗ２（ｎチャンネル型）、ＭＯＳトランジスタＭｓｗ１、Ｍｓｗ２のゲートである制御端子Ｐｓｗが配置された構成を示している。ＭＯＳトランジスタＭｓｗ１、Ｍｓｗ２は、制御端子Ｐｓｗに与えられる電圧により、オン・オフする。

以上のような構成を有することで、スイッチｓｗ２１〜ｓｗ２８のオフ時に、トランジスタＭｓｗ１、Ｍｓｗ２をオフすることにより、アイソレーション特性を強化することができる。

以上、増幅器ａ１、ａ２、ミキサｍ１、ｍ２、４×４スイッチ回路ＳＷ２以外の２Ｎ×Ｍスイッチ回路ＳＷ１の実施例について述べたが、上記の構成に限られるわけではない。

以上に示した信号組換回路２をＬＮＢに備えることで、上記第１の合成信号および上記第２の合成信号の漏れや出力レベルの差が出にくく、かつ、ミキサの数が少ないＬＮＢとすることができる。また、ＬＮＢが図１の２Ｎ×Ｍスイッチ回路ＳＷ１を備える場合には、Ｎ個の合成信号が信号組替回路に入力可能である。

〔実施の形態２〕
図１０は、本発明の他の実施の形態に係る信号組替回路２内のスイッチブロック１Ｂの概略を示している。なお、スイッチブロック１Ａと同一の符号を付した部材は、特に説明しない限り同一の機能を有するものとする。

図示のように、スイッチブロック１Ｂは、２個の入力端子Ｉｎ１、Ｉｎ２、低雑音増幅器（ＬＮＡ）ｌｎａ１、ｌｎａ２、増幅器ａ１、ａ２、ミキサｍ１、ｍ２、４×２スイッチ回路ＳＷ５、２個の出力端子ＰＯ１、ＰＯ２、局部信号発生器Ｌ１、および制御装置Ｓ１を備えている。

低雑音増幅器ｌｎａ１は、入力端子Ｉｎ１に入力される第１の合成信号を低雑音増幅するためのものであり、低雑音増幅器ｌｎａ２は、入力端子Ｉｎ２に入力される第２の合成信号を低雑音増幅するためのものである。また、４×２スイッチ回路ＳＷ５は、２Ｎ×Ｍスイッチ回路ＳＷ１の１例である。

その接続関係を示す。

入力端子Ｉｎ１に低雑音増幅器ｌｎａ１が接続され、低雑音増幅器ｌｎａ１の出力が２つに分岐され、上記２つに分岐された低雑音増幅器ｌｎａ１の出力の一方に増幅器ａ１が接続され、上記２つに分岐された低雑音増幅器ｌｎａ１の出力の他方にミキサｍ１が接続されている。

同様に、入力端子Ｉｎ２に低雑音増幅器ｌｎａ２が接続され、低雑音増幅器ｌｎａ２の出力が２つに分岐され、上記２つに分岐された低雑音増幅器ｌｎａ２の出力の一方に増幅器ａ２が接続され、上記２つに分岐された低雑音増幅器ｌｎａ２の出力の他方にミキサｍ２が接続されている。

また、増幅器ａ１、ａ２の出力と、ミキサｍ１、ｍ２の出力とに、４×２スイッチ回路ＳＷ５が接続されている。

なお、その動作は、上記実施の形態１で示した信号組替回路２と同様であるため、省略する。

ＬＮＢの雑音特性は、信号組替回路より後段の回路よりも、前段の回路の影響が支配的である。よって、低雑音増幅器ｌｎａ１、ｌｎａ２を入力端子Ｉｎ１、Ｉｎ２と、増幅器ａ１、ａ２、ミキサｍ１、ｍ２との間に配置することで、スイッチブロック１Ａを備えた信号組替回路２よりも雑音特性が優れたものとなり、雑音特性に厳しい要求のあるシステムにも対応できる。

また、低雑音増幅器ｌｎａ１、ｌｎａ２の利得を可変としてもよい。これは、入力端子Ｉｎ１、Ｉｎ２に入力される信号レベルが大きい場合、低雑音増幅器ｌｎａ１、ｌｎａ２で増幅してしまうと、上記信号が歪んでしまう。そこで、低雑音増幅器ｌｎａ１、ｌｎａ２の利得を可変としておけば、上記のような場合に、低雑音増幅器ｌｎａ１、ｌｎａ２の利得を下げることができ、上記信号の歪みを抑えることができる。

以上のように、増幅器ａ１、ａ２、ミキサｍ１、ｍ２の前段に低雑音増幅器ｌｎａ１、ｌｎａ２を設けることで、より雑音特性が優れた信号組替回路２とすることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

Ｎ個（Ｎ≧２）の衛星のそれぞれからＭ個（Ｍ≧２）の種類の偏波信号を受信するローノイズブロックダウンコンバータが備える信号組替回路に好適に使用できる。

本発明の一実施形態を示すものであり、信号組替回路１の要部構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態を示すものであり、信号組替回路２の要部構成を示すブロック図である。 ミキサの動作説明を示す図である。 増幅器を差動増幅回路で、ミキサをダブルバランスギルバートミキサで構成した場合の実施例を示す図である。 ４×２スイッチ回路の実施例を示す図である。 ４×２スイッチ回路の他の実施例を示す図である。 図６の４×２スイッチ回路が備える直流電流源をオン・オフさせるための回路の実施例を示す図である。 図６の４×２スイッチ回路が備えるインピーダンス素子Ｚ１を可変とするための回路の実施例を示す図である。 図６の４×２スイッチ回路のオフ時の信号のアイソレーション特性をさらに改善させるための回路の実施例を示す図である。 本発明の他の実施形態を示すものであり、信号組替回路２の要部構成を示すブロック図である。 従来技術を示すものであり、衛星放送受信装置を示す概略図である。 従来技術を示すものであり、ＬＮＢを示す回路図である。 従来技術を示すものであり、上記ＬＮＢが備える信号組替回路を示す回路図である。

符号の説明

Ｉ１〜ＩＮ 入力端子
ａ１〜ａＮ 増幅器（増幅手段）
ｍ１〜ｍＮ ミキサ（帯域変換手段）
ＳＷ１ ２Ｎ×Ｍスイッチ回路（２Ｎ×Ｍスイッチ手段）
２ 信号組替回路
１Ａ、１Ｂ スイッチブロック（集積回路装置）

Claims (14)

1. Ｎ個の入力と、
   Ｍ個の出力とを備え
   上記Ｎ個の入力に入力されたＮ個の入力信号がそれぞれ２つに分岐され、
   上記それぞれ２つに分岐された入力信号の一方を増幅するＮ個の増幅手段と、
   上記それぞれ２つに分岐された入力信号の他方を周波数変換するＮ個の帯域変換手段と、
   上記Ｎ個の増幅手段と上記Ｎ個の帯域変換手段とから出力された合計２Ｎ個の出力信号が２Ｎ個の入力信号となって入力され、上記２Ｎ個の入力信号の中から選択したものを、それぞれについて上記Ｍ個の出力の中から選択したものに出力するように制御される２Ｎ×Ｍスイッチ手段とを備え、
   上記Ｎ個の増幅手段が、上記Ｎ個の帯域変換手段の利得と等しい利得を有することを特徴とする集積回路装置。
2. 上記Ｎ個の増幅手段が、差動増幅回路であることを特徴とする請求項１に記載の集積回路装置。
3. 上記Ｎ個の帯域変換手段が、ダブルバランスギルバートミキサであることを特徴とする請求項１または２に記載の集積回路装置。
4. 上記Ｎ個の帯域変換手段は、上記Ｎ個の入力信号が有する第１の周波数帯域に含まれる信号と、上記第１の周波数帯域と重複しない第２の周波数帯域に含まれる信号とを、上記周波数帯域が互いに重複しないように周波数変換することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の集積回路装置。
5. 上記Ｎ個の帯域変換手段の周波数変換を行うために上記Ｎ個の帯域変換手段に入力される局部信号の信号周波数は、上記第１の周波数帯域よりも上記第２の周波数帯域の周波数が高い場合、上記第１の周波数帯域内の最も低い周波数と、上記第２の周波数帯域内の最も高い周波数とを足した周波数であることを特徴とする請求項４に記載の集積回路装置。
6. 上記Ｎ個の帯域変換手段の周波数変換を行うために上記Ｎ個の帯域変換手段に入力される局部信号の信号周波数は、上記第１の周波数帯域よりも上記第２の周波数帯域の周波数が低い場合、上記第１の周波数帯域内の最も高い周波数と、上記第２の周波数帯域内の最も低い周波数とを足した周波数であることを特徴とする請求項４に記載の集積回路装置。
7. 上記Ｎ個の帯域変換手段の周波数変換を行うために上記Ｎ個の帯域変換手段に入力される局部信号が、上記Ｎ個の帯域変換手段の全てに共通であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の集積回路装置。
8. 上記Ｎ個の入力のそれぞれと、各分岐の上記増幅手段および上記帯域変換手段との間に低雑音増幅手段を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の集積回路装置。
9. 上記低雑音増幅手段の利得が、可変であることを特徴とする請求項８に記載の集積回路装置。
10. 上記２Ｎ×Ｍスイッチ手段が、差動電圧―電流変換回路で構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の集積回路装置。
11. 上記差動電圧―電流変換回路は、バイアス制御により、上記差動電圧‐電流変換回路のオン・オフを切り替えることを特徴とする請求項１０に記載の集積回路装置。
12. 上記差動電圧―電流変換回路の電圧―電流変換利得が、可変であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の集積回路装置。
13. 上記差動電圧―電流変換回路が、さらにスイッチを備え、該スイッチのオン・オフにより、上記差動電圧―電流変換回路の出力を導通、もしくは遮断することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の集積回路装置。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の集積回路装置が、ローノイズブロックダウンコンバータが有する信号組替回路に用いられていることを特徴とするローノイズブロックダウンコンバータ。

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