JP4128758B2 - Image suppression filter circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージ抑圧フィルタ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話やPHS等の多くの無線システム用端末が普及してきている。この無線システムのひとつに無線端末と基地局間とを無線で交信し、基地局同士を有線で交信するシステムがある。
【0003】
基地局と電波によって送受信するための無線端末は、アンテナ、低雑音増幅器(LNA)、周波数変換器(またはミキサー)、中間周波数バンドパスフィルタ(IF−BPF)、中間周波数ミキサー(IF−MIX)、ローパスフィルタ(LPF)およびAD変換器(ADC)により構成されるヘテロダイン方式であるのが一般的である。
【0004】
無線端末は、このような回路構成によって、基地局から飛んできた高周波電波RFを無線端末のアンテナにより高周波信号として受信し、低雑音増幅器により増幅する。この増幅された高周波信号は周波数変換器により高周波RFから中間周波数IFに周波数変換され、中間周波数バンドパスフィルタ(IF−BPF)によってフィルタリングされ、中間周波数ミキサおよびローパスフィルタを介してAD変換器によってデジタル信号に変換される。
無線端末に必要な集積回路として、所望の周波数に混入してしまうイメージ信号を除去するためのイメージ抑圧フィルタ回路がある。
【0005】
イメージ信号とは、受信される電波(所望波)が周波数変換器によって、高周波から中間周波数に変換される際、所望波が変換される中間周波数帯と同一の周波数帯に変換される周波数の不要波である。
【0006】
周波数変換器は、所望波の周波数からローカル周波数を減じて得られる中間周波数を出力する。しかしながらこの周波数変換器は、ローカル信号からこの中間周波数帯を差し引いて得られる周波数成分をも同じ中間周波数帯に変換してしまう。この周波数成分がイメージ波であり、不要波となる。
【0007】
また、いろいろなシステムでいろいろな周波数の信号を送受しており、あるシステムの所望波にとって、別なあるシステムの所望波が干渉波となり、それがイメージ信号となる。
【0008】
また、トランジスタ自体がだす広帯域雑音がイメージ信号になる。広帯域な雑音としては、熱雑音やショット雑音等がある。
【0009】
このようなイメージ信号は、周波数変換された所望波と同じ周波数帯域に重なってきてしまう。所望波以外は、全て不要波となるが、イメージ信号は所望波と同じ周波数に変換されてしまうために、イメージ信号を除去するためのイメージ抑圧フィルタ回路が必要である。
【0010】
前述した無線端末の受信システムの周波数変換器部に用いられるイメージ抑圧フィルタ回路では、先ず高周波RF信号が2つに分配される。一方のRF信号は局部発振信号に接続された第1の90度移相器により生成される余弦波のローカル信号により同相信号に周波数変換され、もう一方のRF信号は第1の90度移相器により生成される正弦波のローカル信号で直交信号に周波数変換される。
【0011】
次に、正弦波で周波数変換された直交信号が第2の90度移相器によりさらに90度位相を遅らせ、余弦波で周波数変換された同相信号と加算器により加算され、これによりイメージ波を抑圧する。
【0012】
ところで、イメージ信号を除去しないで単純にローカル信号で周波数変換すると、信号の折り返しが生じ、所望波信号とイメージ信号が同一の周波数に変換される。つまり、所望波信号がイメージ信号により汚される。そこでイメージ抑圧を行なうと、所望波信号は維持したまま、イメージ波を小さくすることができる。
【0013】
いいかえると所望波信号の変換利得を1とすると、イメージ波の変換利得を1以下の小さい数字(たとえば0.01程度)にすることができる。これにより所望波信号がイメージ波により汚されるのを防ぐことができる。
【0014】
このイメージ抑圧フィルタでは、IC化によりインダクタやキャパシタのクオリティファクタが低下しても、ある程度良好なフィルタ機能を達成できる。
【0015】
このようなイメージ抑圧フィルタ回路には、位相精度が広帯域において高く一定である高位相精度移相器または出力振幅精度が広帯域において高く一定である高振幅精度移相器が使用される。高位相精度移相器は、適用周波数に応じて位相精度はよいが、出力振幅が一定でないので、広帯域に用いられる無線システムでは十分なフィルタ特性を得られない。高振幅精度移相器は、適用周波数に応じて出力振幅精度は良いが、出力位相精度が一定でないので、広帯域に用いられる無線システムとしては十分なフィルタ特性を得られない。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示したように、高位相精度移相器および高振幅精度移相器では広帯域で位相精度および振幅精度同時に高くすることができず、広帯域無線システムに用いられるイメージ抑圧フィルタをIC上で製作できなかった。
【0017】
また、これまでの携帯無線システムでは所望波帯域が狭いため、90度移相器の位相精度及び出力振幅精度が所定の狭い帯域のみ高ければよかった。しかしながら、今後の無線システムでは情報量の増大が予想されるため所望波帯域が広帯域になり、90度移相器も広帯域で高精度を維持することが要求されるようになる。
【0018】
しかしながら高位相精度移相器や高振幅精度移相器では、周波数によりそれぞれ出力振幅や出力位相が変動してしまい、広帯域の無線システムではイメージ抑圧比を高くできないという問題が生ずる。
【0019】
本発明は、広帯域無線システムにも用いることができるIC化されたイメージ抑圧フィルタ回路を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1局面は、同相入力信号を受け、第1出力信号およびこの第1出力信号に実質的に直交する位相成分を有する第2出力信号を出力する第1の移相器と、前記同相入力信号に実質的に直交する位相成分を有する直交入力信号を受け、第3出力信号およびこの第3出力信号に直交する位相成分を有する第4出力信号を出力する第2の移相器と、前記第1出力信号から前記第4出力信号を減算し、減算信号を出力する第1の減算器と、前記第2出力信号と前記第3出力信号を加算し、加算信号を出力する第1の加算器と、前記減算信号を受け、この減算信号に対して第2位相成分を有する第5出力信号およびこの第5出力信号に直交する位相成分を有する第6出力信号を出力する第3の移相器と、前記加算信号を受け、この加算信号に対して前記第2位相成分を有する第7出力信号およびこの第7出力信号に直交する位相成分を有する第8出力信号を出力する第4の移相器と、前記第5出力信号から前記第8出力信号を減算し、減算結果を同位相出力信号として出力する第2の減算器と、前記第6出力信号と前記第7出力信号を加算し、加算結果を直交出力信号として出力する第2の加算器とを具備するイメージ抑圧フィルタ回路を提供する。
【0021】
本発明の第2の局面は、同相入力信号を受け、第1出力信号およびこの第1出力信号に実質的に直交する位相成分を有する第2出力信号を出力する第1の移相器と、前記同相入力信号に実質的に直交する位相成分を有する直交入力信号を受け、第3出力信号およびこの第3出力信号に直交する位相成分を有する第4出力信号を出力する第2の移相器と、前記第1出力信号から前記第4出力信号を減算し、減算信号を出力する第1の減算器と、前記第2出力信号と前記第3出力信号を加算し、加算信号を出力する第1の加算器とを具備する前段移相器と、前記減算信号を受け、この減算信号に対して第2位相成分を有する第5出力信号およびこの第5出力信号に直交する位相成分を有する第6出力信号を出力する第3の移相器と、前記加算信号を受け、この加算信号に対して前記第2位相成分を有する第7出力信号およびこの第7出力信号に直交する位相成分を有する第8出力信号を出力する第4の移相器と、前記第5出力信号から前記第8出力信号を減算し、減算結果を同位相出力信号として出力する第2の減算器と、前記第6出力信号と前記第7出力信号を加算し、加算結果を直交出力信号として出力する第2の加算器とを各々が具備する複数の後段移相器を備えるイメージ抑圧フィルタ回路を提供する。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。先ず、本発明の実施形態のイメージ抑圧フィルタ回路に使用される高位相精度移相器と高振幅精度移相器を図1および図2を参照して説明する。
【0023】
図1(a)は高位相精度移相器を示している。この高位相精度移相器によると、第1の抵抗R105の一端が第1端101に接続され、この第1端101に第1のキャパシタC106の一端が接続される。この第1のキャパシタC106の他端は第2端102に接続される。この第2端102は第2の抵抗R107の一端に接続される。この第2の抵抗R107の他端に第3端103が接続される。この第3端103に第2のキャパシタC108の一端が接続される。この第2のキャパシタC108の他端に第4端104が接続される。この第4端104と第1の抵抗R105の他端とが接続される。即ち、高位相精度移相器はCRブリッジ回路により構成される。
【0024】
このCRブリッジ回路の入力信号VINは第4端104及び第2端102の電位差として入力され、出力信号VおよびV(例えば±10%の範囲内でVに対して実質的に直交する信号)がそれぞれ第3端及び第1端の電位として出力される。ここで第1及び第2の抵抗のR、第1及び第2のキャパシタのC、入力信号VIN及び出力信号V,Vは、それぞれの記号を示すと共に、後で説明する数式の値としても用いる。また、この場合第1の抵抗と第2の抵抗の抵抗値は同じ値とした。また、この場合第1のキャパシタと第2のキャパシタは同じ値とした。
【0025】
この高位相精度移相器は、図1(b)の入力周波数―出力振幅特性に示すように、入力される周波数の値によって、VI、Vの出力振幅が変わるが、図1(c)の入力周波数―出力位相特性に示すように、V、Vの出力位相差(phase difference)は、入力周波数によらず一定にπ/2(90度)であり、高精度に位相変換している点に特徴がある。この特性は以下に示す高位相精度移相器の伝達関数から明らかである。
【0026】
VI/VIN = R/(R+(1/jωC)) (1)
VQ/VIN = (1/jωC)/(R+(1/jωC)) (2)
この場合VとVの振幅比(振幅精度)はR:1/jωC、位相誤差は0度(正確に90度移相している)となる。
この高位相精度移相器は、位相精度が広帯域において高く一定であるが、出力振幅が一定でないので、広帯域に用いられる無線システムでは後で述べるようにイメージ信号を十分に除去できない。
【0027】
図2(a)は高振幅精度移相器を示している。この高振幅精度移相器によると、第1の抵抗R105の一端に第1端101が接続され、この第1端101に第1のキャパシタC106の一端が接続される。この第1のキャパシタC106の他端に第2端102が接続される。この第2端102に第2の抵抗R107の一端が接続される。この第2の抵抗R107の他端に第3端103が接続され、この第3端103に第2のキャパシタC108の一端が接続される。この第2のキャパシタC108の他端に第4端104が接続される。この第4端104と第1の抵抗R105の他端とが接続される。
【0028】
上記のように高振幅精度移相器はCRブリッジ回路により構成される。このCRブリッジ回路の入力信号VINは第4端104及び第2端102の電位差として入力され、出力信号Vは第3端103及び前方端106間の電位差として出力され、V(例えば±10%の範囲内でVに対してほぼ直交する信号)は第4端及び第2端間の電位差として出力される。ここで第1及び第2の抵抗のR、第1及び第2のキャパシタのC、入力信号VIN及び出力信号V、Vは、それぞれの記号を示すと共に、後で説明する数式の値としても用いる。また、この場合第1の抵抗と第2の抵抗の抵抗値は同じ値とした。また、この場合第1のキャパシタと第2のキャパシタは同じ値とした。
【0029】
この高振幅精度移相器は、図2(b)の入力周波数―出力振幅特性に示すように、出力振幅比V、Vが入力周波数によらず高精度に一定であるが、図2(c)の入カ周波数―出力位相特性に示すように、出力される位相差が入力周波数により変動される点が特徴である。この特性も、以下に示す移相器の伝達関数から明らかである。
VI/VIN = VI/VQ = (R-(1/jωC))/(R+(1/jω)C)) (3)
この場合VとVの振幅比(振幅精度)は1、位相誤差は2tan-1 (1/(ωCR))となる。
【0030】
この高振幅精度移相器は、出力振幅精度が広帯域周波数において高精度に一定であるが、出力位相精度が低いので、後に述べるように広帯域に用いられる無線システムとしては十分なフィルタ特性を得られない。
【0031】
以降の説明を簡単にするため、図1(a)及び図2(a)にそれぞれ示す高位相精度移相器と高振幅精度移相器は図3および4にブロック回路で示す。図3及び図4のブロック回路のVINは入力信号、Vは第1の出力信号、Vは第1の出力信号Vに対して直交する位相成分に変換される第2の出力信号を表す。ブロック回路内の四角で囲まれた値は位相を表し、四角の下に書かれた値は、振幅を表す。
【0032】
図3に示す高位相精度移相器の出力信号Vの位相を0出力信号Vの出力振幅を1とした。このとき出力信号Vの出力位相は周波数に依存せず出力信号Vに対して−π/2に設定され、出力信号Vの出力振幅は周波数ωによって変動する1/ωCRに設定される。
【0033】
図4に示す高振幅精度移相器の出力信号Vの出力位相を0とし、出力信号Vの出力振幅を1とした。出力信号Vの出力位相はVの出力位相に対してθ=2tan-1(1/ωCR)として図2(c)のグラフに示すように周波数ωによって変動するが、出力信号Vの出力振幅は1とした。こうして出力振幅比V/V=1と表わしている。
【0034】
次に、図3及び図4のブロック回路を用いた本発明の第1の実施形態に係るイメージ抑圧フィルタ回路を図5を参照して説明する。この第1実施形態によるイーメージ除去フィルタ回路は、第1の高位相精度移相器6、第2の高位相精度移相器7及び第3の高位相精度移相器8、第4の高位相精度移相器9を2段縦列接続して構成される。
【0035】
このイメージ抑圧フィルタ回路は、同相入力信号IINが入力され、第1の出力信号Vが出力され、更に、例えば±10%の範囲内で第1の出力信号Vに対して実質的に直交する位相成分に変換された第2の出力信号Vを出力する第1の高位相精度移相器6を具備している。
【0036】
また、同相入力信号IINに対して実質的に直交する位相成分を有する直交入力信号QINが入力され、第3の出力信号Vが出力され、更に第3の出力信号Vに対して実質的に直交する位相成分に変換された第4の出力信号Vを出力する第2の高位相精度移相器7が設けられる。
【0037】
図5に示す同相入力信号IIN、直交入力信号QINは、例えば図示しない前段の直交ミキサの同相出力、直交出力に相当し、それぞれ第1の高位相精度移相器6の入力VIN、第2の高移精度度移相器7の入力信号VINとなっている。
【0038】
第1の高位相精度移相器6から出力された第1の出力信号Vから第2の高位相精度移相器7から出力された第4の出力信号Vは第1の減算器10によって減算され、この減算結果を減算信号X1として出力している。
第1の高位相精度移相器6から出力された第2の出力信号V及び第2の高位相精度移相器7から出力された第3の出力信号Vは第1の加算器11によって加算され、この加算結果を加算信号X2として出力している。
【0039】
減算信号X1は第3の高位相精度移相器8に入力され、この第3の高位相精度移相器8は第5の出力信号Vおよび第5の出力信号Vと直交する位相の第6の出力信号をVを出力する。
加算信号X2は第4の高位相精度移相器9に入力され、第4の高位相精度移相器9は第7の出力信号Vおよび第7の出力信号Vに対して実質的に直交する位相の第8の出力信号Vを出力する。
【0040】
第3の高位相精度移相器8から出力された第5の出力信号Vから第4の高位相精度移相器9から出力された第8の出力信号Vは第2の減算器12によって減算され、この減算結果を同相出力信号IOUTとする。
第3の高位相精度移相器8から出力された第6の出力信号V及び第4の高位相精度移相器9から出力された第7の出力信号Vは第2の加算回路13によって加算され、この加算結果を直交出力信号QOUTとする。
【0041】
このようにして構成されたイメージ抑圧フィルタ回路の減算信号X1、加算信号X2、同相出力信号IOUT、直交出力信号QOUTは以下の式で表される。
【0042】
X1 = ej( π /2)[IINe-j( π /2)+(QIN/ωCR)] (4)
X2 = (IIN/ωCR)e-j( π /2)+QIN (5)
IOUT = X1-(X2/ωCR)e-j( π /2) = ej( π /2)[IINe-j( π /2)
{1+1/(ωCR)2} + QIN{2/(ωCR)}] (6)
QOUT = (X1/ωCR)e-j( ω /2)-X2 = IINe-j( π /2){2/(ωCR)}
+ QIN{1+1/(ωCR)2} (7)
イメージ信号は位相誤差が0度に近ければ近いほど除去でき、振幅精度(同相出力信号と直交出力信号の振幅比が1に近ければ近いほど除去できる。
【0043】
上式(4)、(5)より、例えばωCRを1.2とした場合、移相器を第1の高位相精度移相器6及び第2の高位相精度移相器7の1段の出力結果である減算信号X1を最終的な同相出力信号とした1段のイメージ抑圧フィルタ回路では、同相出力信号と直交出力信号の振幅比(1/(1/ωCR))が1.2と変わらない。ただし同相出力信号と直交出力信号の位相差は90度である。
【0044】
これに対して、図5に示すイメージ抑圧フィルタ回路のように、第1の高位相精度移相器6、第2の高位相精度移相器7及び第3の高位相精度移相器8、第4の高位相精度移相器9の2段の出力結果である同相出力信号IOUT及び直交出力信号QOUTでは、同相入力信号IINと直交入力信号QINの振幅比({1+1/(ωCR)2}/{2/(ωCR)})は、図5に示されるイメージ抑圧フィルタとしての2段の第1及び第2高位相精度移相器6および7並びに第3及び第4の高位相精度移相器8および9の出力結果である同位相出力信号IOUTおよび直交出力信号QOUTにて1.017となり、振幅比がより1に近づいている(式(5)、(6)より算出)。
【0045】
一方、同相入力信号IINの位相はe-j(π/2)であるのに対して、直交入力信号QINの位相はejo (=1)であり、同相出力信号IOUT及び直交出力信号QOUTでは正確に90度位相が行われている。これらから高位相精度移相器を縦列接続することで、同相入力信号IINと直交入力信号QINの振幅比は1.017と1段の1.2に比較して十分に小さくなり、かつ位相精度も90度と一定であるので、広帯域に振幅精度及び位相精度とも高いイメージ抑圧フィルタ回路を実現できる。また、移相器6と7の位相差を90°にするために移相器6と7は同じ回路構成する。同様に、移相器8と9の位相差を90°にするために移相器8と9は同じ回路構成する。
縦列接続する段数を増やせば、位相精度および振幅精度の高精度化をさらに広い帯域にわたり実現できる。
【0046】
次に、図3および図4で示したブロック回路を用いて図6に本発明の第2の実施形態に係るイメージ抑圧フィルタ回路の回路構成図を示す。この実施形態によるイメージ抑圧フィルタ回路は、第1の高位相精度移相器6、第2の高位相精度移相器7及び第3の高振幅精度移相器14、第4の高振幅精度移相器15を2段縦列接続したものである。
【0047】
このイメージ抑圧フィルタ回路は同相入力信号IINが入力され、第1の出力信号Vおよびこの第1の出力信号Vに直交する位相の第2の出力信号Vを出力する第1の高位相精度移相器6を具備している。
【0048】
同相入力信号IINに対して実質的に直交する位相成分を有する直交入力信号QINが入力され、第3の出力信号Vおよびこの第3の出力信号Vに対して実質的に直交する位相の第4の出力信号Vを出力する第2の高位相精度移相器7を具備している。
【0049】
図6の同相入力信号IIN、直交入力信号QINは、例えば図示しない前段の直交ミキサの同相出力、直交出力に相当し、それぞれ第1の高位相精度移相器6の入力VIN、第2の高位相精度移相器7の入力信号VINとなっている。
【0050】
第1の高位相精度移相器6から出力された第1の出力信号Vから第2の高位相精度移相器7から出力された第4の出力信号Vは第1の減算器10によって減算され、この減算結果を減算信号X1として出力している。
第1の高位相精度移相器6から出力された第2の出力信号V及び第2の高位相精度移相器7から出力された第3の出力信号Vは第1の加算器11によって加算され、この加算結果を加算信号X2として出力している。
【0051】
減算信号X1は第3の高振幅精度移相器14に入力され、この第3の高振幅精度移相器14は減算信号X1と同じ成分を有する第5の出力信号Vおよびこの第5の出力信号Vに対して実質的に直交する位相成分を含む第6の出力信号Vを出力する。
加算信号X2は第4の高振幅精度移相器15に入力され、この第4の高振幅精度移相器15は加算信号X2と実質的に同じ位相成分を有する第7の出力信号Vおよびこの第7の出力信号Vに対して実質的に直交する位相成分を有する第8の出力信号Vを出力する。
【0052】
第3の高位相精度移相器8から出力された第5の出力信号Vから第4の高振幅精度移相器15から出力された第8の出力信号Vは第2の減算回路12によって減算され、この減算結果を同相出力信号IOUTとする。
第3の高位相精度移相器8から出力された第6の出力信号V及び第4の高振幅精度移相器15から出力された第7の出力信号Vは第2の加算回路13によって加算され、この加算結果を直交出力信号QOUTとする。
【0053】
このようにして構成されたイメージ抑圧フィルタ回路の減算信号X1、加算信号X2、同相出力信号IOUT、直交出力信号QOUTは以下の式で表される。
【0054】

Figure 0004128758
ここで、θ=2tan-1(1/(ωCR))を表す。
【0055】
イメージ信号は同相出力信号IOUTと直交出力信号QOUTにおいて、θがπ/2に近ければ近いほど除去でき、同相入力信号IINと直交入力信号QINの係数の振幅比が1に近ければ近いほど除去できる。
例えばωCRを1.2とした場合、数式(8)、(9)から移相器を第1の高位相精度移相器6及び第2の高位相精度移相器7の1段のみからなるイメージ抑圧フィルタ回路の出力結果である減算信号X1及び加算信号X2では同相入力信号と直交入力信号の振幅比(1/(1/ωCR))が1.2となり変わらない。同相入力信号と直交入力信号の位相差は90度である。
【0056】
これに対して、図6に示すイメージ抑圧フィルタ回路のように、第1の高位相精度移相器6、第2の高位相精度移相器7及び第3の高振幅精度移相器14、第4の高振幅精度移相器15の2段の出力結果である同相出力信号IOUT及び直交出力信号QOUTにおいて振幅比は1となる。
【0057】
一方同相出力信号IOUT及び直交出力信号QOUTにおける位相差△φは数式(10)、(11)から以下のように計算できる。ここでは同相出力信号IOUTについてのみ数式(10)を用いて計算するが、同様に数式(11)から直交出力信号QOUTについても計算できる。
【0058】
先ず、同相入力信号IINに乗算された{ej( θ - π /2)+1/(ωCR)}は下記に式で表される。
Figure 0004128758
これから、この位相φ1は下記で表される。
φ1=tan-1(B/A) (13)
数式(12)においてθ=2tan-1(1/ωCR))なので、値を代入すると
φ1=−5.6である。
【0059】
一方、直交出力信号QINに乗算された{ej( θ−π /2)/(ωCR)+1}は下記に式で表される。
cos(θ-π/2)/(ωCR)+jsin(θ-π/2)/(ωCR)+1
={1+cos(θ-π/2)/ - (ωCR)} +jsin(θ-π/2)/(ωCR)=C+JD (14)
これから、この位相φ2は下記で表される。
【0060】
φ2=tan-1(D/C) (15)
数式(15)においてθ=2tan-1(1/ωCR))なので、値を代入すると
φ2=−4.7°である。
【0061】
これから、位相差△φ=−0.9°と非常に0と近くなる。これは高振幅精度移相器を1段用いた場合の位相誤差Δφ=π/2-θ=π/2-2tan-1(1/(ωCR))=-10.4°よりも大幅に改善されている。尚、CRの積が移相器6,7と14,15との間で同じであれば、CとRの値が移相器6,7と14,15との間で異なっても良い。
【0062】
以上の結果より、本実施形態によるイメージ抑圧フィルタ回路のように高位相精度移相器と高振幅精度移相器を縦列配置することで、位相精度は−0.9°および振幅精度は1であり高精度化を広帯域に実現できる。縦列接続する段数を増やせば、位相精度および振幅精度の高精度化をさらに広い帯域に渡り実現することができる。
【0063】
次に、図3および図4で示したブロック回路を用いた図7に本発明の第3の実施形態に係るイメージ抑圧フィルタ回路を説明する。この実施形態によるイメージ抑圧フィルタ回路は、第1の高振幅精度移相器16、第2の高振幅精度移相器17及び第3の高位相精度移相器8、第4の高位相精度移相器9を2段縦列接続したものである。
【0064】
このイメージ抑圧フィルタ回路は、同相入力信号IINが入力され、第1の出力信号Vを出力し、更に第1の出力信号Vに対して実質的に直交する位相成分に変換された第2の出力信号Vを出力する第1の高振幅精度移相器16を具備している。
【0065】
同相入力信号IINに対して実質的に直交する位相成分を有する直交入力信号QINが入力され、第3の出力信号Vが出力され、更に第3の出力信号Vに対して実質的に直交する位相成分に変換された第4の出力信号Vを出力する第2の高位相精度移相器17を具備している。
【0066】
図7中同相入力信号IIN、直交入力信号QINは、例えば図示しない前段の直交ミキサの同相出力、直交出力に相当し、それぞれ第1の高振幅精度移相器16の入力VIN、第2の高振幅精度移相器17の入力信号VINとなっている。
【0067】
第1の高振幅精度移相器16から出力された第1の出力信号Vから第2の高振幅精度移相器17から出力された第4の出力信号Vは第1の減算器10によって減算され、この減算結果を減算信号X1として出力している。
第1の高振幅精度移相器16から出力された第2の出力信号V及び第2の高振幅精度移相器17から出力された第3の出力信号Vは第1の加算器11によって加算され、この加算結果を加算信号X2として出力している。
【0068】
減算信号X1は第3の高位相精度移相器8に入力され、第5の出力信号Vが出力され、更に第5の出力信号Vに対して直交する位相成分に変換された第6の出力信号Vを出力している。
加算信号X2は第4の高位相精度移相器9に入力され、第7の出力信号V更に第7の出力信号Vに対して実質的に直交する位相成分に変換された第8の出力信号Vを出力している。
【0069】
第3の高位相精度移相器8から出力された第5の出力信号Vから第4の高位相精度移相器9から出力された第8の出力信号Vは第2の減算回路12によって減算され、この減算結果を同相出力信号IOUTとする。
第3の高位相精度移相器8から出力された第6の出力信号V及び第4の高位相精度移相器9から出力された第7の出力信号Vは第2の加算回路13によって加算され、この加算結果を直交出力信号QOUTとする。
【0070】
このようにして構成されたイメージ抑圧フィルタ回路の減算信号X1、加算信号X2、同相出力信号IOUT、直交出力信号QOUTは以下の式で表される。
X1=IINej θ-QIN (16)
X2=IIN+QINej θ (17)
IOUT=ej( π /2)[X1e-j( π /2)+(X2/ωCR)]
= ej( π /2)[IIN{ej( θ - π /2)+1/(ωCR)}
-QINe-j( π /2){ej( θ - π /2)/(ωCR)+1}] (18)
QOUT=(X1/ωCR)e-j( π /2)+X2 = IIN{ej( θ - π /2)/(ωCR)+1}
-QINe-j( π /2){ej( θ - π /2)+1/(ωCR)} (19)
ここで、θ=2tan-1(1/(ωCR))を表す。
【0071】
イメージ信号は同相出力信号と直交出力信号において位相θがπ/2に近ければ近いほど除去でき、同相入力信号と直交入力信号の係数の振幅比が1に近ければ近いほど除去できる。
例えばωCRを1.2とした場合、数式(16)、(17)から移相器を第1の高振幅精度移相器16及び第2の高振幅精度移相器17の1段のみからなるイメージ抑圧フィルタ回路の出力結果であるX1信号及びX2信号では同相出力信号と直交出力信号の位相誤差はΔφ=π/2-θ=π/2-2tan-1(1/(ωCR))
= -10.4°である。同相入力信号と直交入力信号の係数の振幅差はない。
【0072】
これに対して、図7に示すイメージ抑圧フィルタ回路のように、第6の高振幅精度移相器16、第2の高振幅精度移相器17及び第3の高位相精度移相器8、第4の高位相精度移相器9の2段の出力結果である同相出力信号IOUT及び直交出力信号QOUTの振幅比は1となる。
【0073】
一方同相出力信号IOUT及び直交出力信号QOUTにおける位相差Δφは数式(18)、(19)から以下のように計算できる。ここでは同相出力信号IOUTについてのみ数式(18)を用いて計算するが、同様に数式(19)から直交出力信号QOUTについても計算できる。
【0074】
先ず、同相入力信号IINに乗算された{ej( θ - π /2)+1/(ωCR)}は下記に式で表される。
cos(θ-π/2)+jsin(θ-π/2)+1/(ωCR) = {cos(θ-π/2)+1/(ωCR)}
+jsin(θ-π/2)=A+jB (20)
これから、この位相φ1は下記で表される。
φ1=tan-1(B/A) (21)
数式(21)において、θ=2tan-1(1/(ωCR))なので、値を代入すると
φ1=-5.6°である。
【0075】
一方、直交出力信号QINに乗算された{ej( θ - π /2)/(ωCR)+1}は下記に式で表される。
cos(θ-π/2)/(ωCR)+jsin(θ-π/2)/(ωCR)+1
={1+cos(θ-π/2)/ (ωCR)} +jsin(θ-π/2)/(ωCR)=C+jD (22)
これから、この位相φ2は下記で表される。
φ2= tan-1 (D/C) (23)
数式(22)において、θ=2 tan-1(1/(ωCR))なので、値を代入すると、φ2=-4.7°である。
これから位相差Δφ=-0.9°になる。
【0076】
一方、高振幅精度移相器を1段用いた場合の同相信号と直交信号の位相誤差はΔφ=2 tan-1 (1/(ωCR))= -10.4°となり、本実施形態に示すイメージ抑圧フィルタの方が位相精度は大幅に改善されている。
このことから、高振幅精度移相器と高位相精度移相器を縦列接続したイメージ抑圧フィルタを用いれば、位相精度および振幅精度の高精度化を広帯域に実現できることがわかる。
この結果から、縦列接続する段数を増やせば、位相精度および振幅精度の高精度化をさらに広い帯域にわたり実現することは容易に推測できる。
【0077】
次に、図3、図4で示したブロック図を用いて図8に本発明の第4の実施形態に係るイメージ抑圧フィルタ回路の回路構成図を示す。この実施形態によるイメージ抑圧フィルタ回路は、第1の高振幅精度移相器16、第2の高振幅精度移相器17及び第3の高振幅精度移相器14、第4の高振幅精度移相器15を2段縦列接続したものである。
【0078】
このイメージ抑圧フィルタ回路は、同相入力信号IINが入力され、第1の出力信号Vが出力され、更に第1の出力信号に対して実質的に直交する位相成分に変換された第2の出力信号Vを出力する第1の高振幅精度移相器16を具備している。
【0079】
また、同相入力信号IINに対して実質的に直交する位相成分を有する直交入力信号QINが入力され、第3の出力信号Vが出力され、更に第3の出力信号Vに対して実質的に直交する位相成分に変換された第4の出力信号Vを出力する第2の高振幅精度移相器17が設けられる。
【0080】
図8の同相入力信号IIN、直交入力信号QINは、例えば図示しない前段の直交ミキサの同相出力、直交出力に相当し、それぞれ第1の高振幅精度移相器16の入力VIN、第2の高振幅精度移相器17の入力信号VINとなっている。
【0081】
第1の高振幅精度移相器16から出力された第1の出力信号VIから第2の高振幅精度移相器17から出力された第4の出力信号Vは第1の減算器10によって減算され、この減算結果を減算信号X1として出力している。
第1の高振幅精度移相器16から出力された第2の出力信号V及び第2の高振幅精度移相器17から出力された第3の出力信号Vは第1の加算器11によって加算され、この加算結果を加算信号X2として出力している。
【0082】
減算信号X1は第3の高振幅精度移相器14に入力され、第5の出力信号Vが出力され、第5の出力信号Vに対して実質的に直交する位相成分に変換された第6の出力信号Vを出力している。
加算信号X2は第4の高振幅精度移相器15に入力され、第7の出力信号Vが出力され、第7の出力信号Vに対して実質的に直交する位相成分に変換された第8の出力信号Vを出力している。
【0083】
第3の高振幅精度移相器14から出力された第5の出力信号Vから第4の高振幅精度移相器15から出力された第8の出力信号Vは第2の減算回路12によって減算され、この減算結果を同相出力信号IOUTとする。
第3の高振幅精度移相器14から出力された第6の出力信号V及び第4の高振幅精度移相器15から出力された第7の出力信号Vは第2の加算回路13によって加算され、この加算結果を直交出力信号QOUTとする。
【0084】
このようにして構成されたイメージ抑圧フィルタ回路の減算信号X1、加算信号X2、同相出力信号IOUT、直交出力信号QOUTは以下の式で表される。
【0085】
X1=IINej θ-QIN (24)
X2=IIN+QINej θ (25)
IOUT=X1ej θ-X2=2ej( θ + π /2)[IINsinθ+QINej( π /2)] (26)
QOUT=X1+X2ej θ=2ej θ[IIN+QINsinθej( π /2)] (27)
ここで、θ=2 tan-1(1/(ωCR))を表す。
【0086】
イメージ信号はθが90に近ければ近いほど除去でき、同相入力信号IINと直交入力信号QINの係数の振幅比が1に近ければ近いほど除去できる。
例えばωCRを1.2とした場合、数式(8)、(9)から前述したように、高位相精度移相器1段を用いた場合の振幅比は1.2であり、位相差は0°である。これでは振幅比が大きくずれるため、広帯域特性が得られない。
【0087】
これに対して、図8に示すイメージ抑圧フィルタ回路のように、第1の高振幅精度移相器16、第2の高振幅精度移相器17及び第3の高振幅精度移相器14、第4の高振幅精度移相器15の2段の出力結果である同相出力信号IOUT及び直交出力信号QOUTにおいて、振幅比は数式(26)、(27)からわかるようにsinθ=0.983となる。これは高位相精度移相器を2段縦列接続した第1の実施形態に示したイメージ抑圧フィルタの振幅比1.017の逆数とほぼ等しくなる。
【0088】
一方、同相入力信号IINの位相はejo(=1)であるのに対して、直交入力信号QINはej( π /2)であり、正確に90°位相が行われている。これから、明らかに高振幅精度移相器を縦列接続する場合も位相精度および振幅精度の高精度化を広帯域に実現できることがわかる。
【0089】
図9は本発明の第5の実施形態に係るイメージ抑圧フィルタ回路の回路図である。
本実施形態は第1の実施形態で説明した広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路における第1の高位相精度移相器6から出力された第1の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の減算回路10に入力され、第2の高位相精度移相器7から出力された第4の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の減算器10に入力されて減算されている。
【0090】
第1の高位相精度移相器6から出力された第2の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の加算回路11に入力され、第2の高位相精度移相器7から出力された第3の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の加算回路11に入力されて加算されている。
【0091】
第3の高位相精度移相器8から出力された第5の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の減算回路12に入力され、第4の高位相精度移相器9から出力された第8の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の減算器12に入力されて減算されている。
【0092】
第3の高位相精度移相器8から出力された第6の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の加算回路13に入力され、第4の高位相精度移相器9から出力された第7の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の加算回路13に入力されて加算されている。バッファ回路18は、電圧電流変換器を含み、加算及び減算はバッファ回路18の出力電流を用いた電流加算及び電流減算で行なっている。
【0093】
図9には記していないが、第1の減算回路10及び第1の加算回路11で電流減算及び電流加算した後、その減算信号X1及び加算信号X2は例えば抵抗を用いて電圧に変換され第3の高位相精度移相器8及び第4の高位相精度移相器9に入力される。
【0094】
このような広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路は、接続段数を増やせば、さらに精度が高くなる。
ここでバッファ回路18を用いた理由は、図1(a)に示すように高位相精度移相器の特性は、V,V出力端子からみた出力側が高インピーダンスであることが条件とされ、バッファ回路により高インピーダンスを実現するためである。さらに、このバッファ回路18が高位相精度移相器での損失を補うことで、雑音特性劣化を低減できる。
【0095】
このバッファ回路18は、例えば図10に示すような一般に用いられる線形化を施した差動回路で簡単に実現できる。図10のトランジスタQ1、トランジスタQ2のエミッタ電極が抵抗REにより接続されている。それぞれコレクタ側から電流−IOUT、+IOUTが入力され、ベースにはベース電圧+VIN、−VINが出力されている。
【0096】
図11は、図9に示したイメージ抑圧フィルタ回路の具体的な例を示す回路図である。
この回路図に示すイメージ抑圧フィルタ回路の構成は、基本的に図9に示したものと同様であるが、IC化に適した差動回路構成を用いている。
図11中、CACはACカップリングキャパシタを表し、直流成分を除去するために一用いたものである。RL1,RL2は電圧電流変換された電流を電圧に変換するために用いた負荷抵抗を表す。各段に用いられる移相器は、図9に示した高位相精度移相器を用いている。
【0097】
図11に示すように、上段左側は同相入力信号+IIN、−IINが入力され、上段右側は直交入力信号+QIN、−QINが入力されている。第1の出力信号Iは、第4の出力信号Qと接続され減算されている。第2の出力信号Iは、第3の出力信号Qと接続され加算されている。このようにして、それぞれ減算信号X1及び加算信号X2が形成される。
【0098】
第5の出力信号Iは、第8の出力信号Qと接続され減算されている。第6の出力信号Iは、第7の出力信号+Qと接続され加算されている。このようにして、同相出力信号IOUT、QOUTとして出力される。
【0099】
図11には示さないが、この広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路は、接続段数を増やせば、さらに精度が高くなる。
【0100】
図12は本発明の第6の実施形態に係るイメージ抑圧フィルタ回路の回路図である。
本実施形態は第2の実施形態で説明した広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路における第1の高位相精度移相器6から出力された第1の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の減算回路10に入力され、第2の高位相精度移相器7から出力された第4の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の減算器10に入力されて減算されている。
【0101】
第1の高位相精度移相器6から出力された第2の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の加算回路11に入力され、第2の高位相精度移相器7から出力された第3の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の加算回路11に入力されて加算されている。
【0102】
第3の高振幅精度移相器14から出力された第5の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の減算回路12に入力され、第4の高振幅精度移相器15から出力された第8の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の減算器12に入力されて減算されている。
【0103】
また、第3の高振幅精度移相器14から出力された第6の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の加算回路13に入力され、第4の高振幅精度移相器15から出力された第7の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の加算回路13に入力されて加算されている。バッファ回路18は、電圧電流変換器を含み、加算及び減算はバッファ回路18の出力電流を用いた電流加算及び電流減算で行なっている。
【0104】
図12には記していないが、第1の減算回路10及び第1の加算回路11で電流減算及び電流加算した後、その減算信号X1及び加算信号X2は例えば抵抗を用いて電圧に変換され第3の高振幅精度移相器14及び第4の高振幅精度移相器15に入力される。
【0105】
このような広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路は、接続段数を増やせば、さらに精度が高くなる。
【0106】
本実施形態のイメージ抑圧フィルタ回路において、バッファ回路を用いた主な理由は、以下の二つによる。一つは、図1(c)で説明した高位相精度移相器の特性がV,V出力端子からみた出力側が高インピーダンスであることが条件とされることであり、もう一つは、図2(b)で説明した高振幅精度移相器の特性がV出力端子からみた出力側が高インピーダンスであることが条件とされるためである。
【0107】
さらに、このバッファ回路18が高位相精度移相器および高振幅精度移相器での損失を補うことで、つまりバッファ回路18に利得を持たせることで、雑音特性劣化を低減することできるためである。バッファ回路は、図10に示すような一般に用いられる線形化を施した差動回路で簡単に実現できる。
【0108】
高振幅精度移相器を初段、高位相精度移相器を次段とした第3の実施形態に示す構成にしても、同様な効果が得られる。
【0109】
図13は、図12に示した広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路の具体的な一例を示すものである。基本的には図11の構成と同様であるが、IC化に適した差動回路構成を用いている。図13中、CACはACカップリングキャパシタを表し、直流成分を除去するために用いたものである。RL1,RL2は電圧電流変換された電流を電圧に変換するために用いた負荷抵抗を表す。
【0110】
初段に用いられる移相器は、図1(a)に示した高位相精度移相器を用いており、次段に用いた移相器は、図2(a)に示した高振幅精度移相器を用いている。
【0111】
図13に示すように、上段左側は同相入力信号+IIN、−IINが入力され、上段右側は直交入力信号+QIN、−QINが入力されている。第1の出力信号Iは、第4の出力信号Qと接続され減算されている。第2の出力信号Iは、第3の出力信号Qと接続され加算されている。このようにして、それぞれ減算信号X1=I−Q及び加算信号X2=I+Qが形成される。
【0112】
第5の出力信号Iは、第8の出力信号Qと接続され減算されている。第6の出力信号Iは、第7の出力信号Qと接続され加算されている。こうして同相出力信号IOUTおよびQOUTが得られる。
【0113】
図13には示さないが、この広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路は、接続段数を増やせば、さらに精度が高くなる。
【0114】
高振幅精度移相器を初段、高位相精度移相器を次段とした第3の実施形態のイメージ抑圧フィルタ回路構成にしても、同様な効果が得られる。
【0115】
図14は本発明の第7の実施形態に係るイメージ抑圧フィルタ回路の回路図である。本実施形態は第4の実施形態で説明した広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路における第1の高振幅精度移相器16から出力された第1の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の減算回路10に入力され、第2の高振幅精度移相器17から出力された第4の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の減算器10に入力されて減算されている。
【0116】
第1の高振幅精度移相器16から出力された第2の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の加算回路11に入力され、第2の高振幅精度移相器17から出力された第3の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第1の加算回路11に入力されて加算されている。
【0117】
第3の高振幅精度移相器14から出力された第5の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の減算回路12に入力され、第4の高振幅精度移相器15から出力された第8の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の減算器12に入力されて減算されている。
【0118】
第3の高振幅精度移相器14から出力された第6の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の加算回路13に入力され、第4の高振幅精度移相器15から出力された第7の出力信号Vが、バッファ回路18を介して、第2の加算回路13に入力されて加算されている。バッファ回路18は、電圧電流変換器を含み、加算及び減算はバッファ回路18の出力電流を用いた電流加算及び電流減算で行なっている。
【0119】
図14には記していないが、第1の減算回路10及び第1の加算回路11で電流減算及び電流加算した後、その減算信号X1及び加算信号X2は例えば抵抗を用いて電圧に変換され第3の高振幅精度移相器14及び第4の高振幅精度移相器15に入力される。
【0120】
このような広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路は、接続段数を増やせば、さらに精度が高くなる。
【0121】
本実施形態においてバッファ回路18を用いた主な理由は、図2(b)で説明した高振幅精度移相器の特性が、V出力端子からみた出力側が高インピーダンスであることが条件とされるためである。さらに、このバッファ回路18が高振幅精度移相器での損失を補うことで、つまりバッファ回路18に利得を持たせることで、雑音特性劣化を低減することできるためである。バッファ回路18は、図10に示すような一般に用いられる線形化を施した差動回路で簡単に実現できる。
【0122】
図15は、図14に示した広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路の具体的な一例を示すものである。基本的に図14の構成と同様であるが、IC化に適した差動回路構成を用いている。図15中、RL1,RL2は電圧電流変換された電流を電圧に変換するために用いた負荷抵抗を表す。本構成で用いられる移相器は、図2(a)に示した高振幅精度移相器を用いている。
【0123】
図15に示すように、上段左側は同相入力信号+IIN、−IINが入力され、上段右側は直交入力信号+QIN、−QINが入力されている。第1の出力信号Iは、第4の出力信号Qと接続され減算されている。第2の出力信号Iは、第4の出力信号+Qと接続され加算されている。このようにして、それぞれ減算信号X1=I−Q及び加算信号X2=I+Qが形成される。
【0124】
第5の出力信号Iは、第8の出力信号Qと接続され減算されている。第6の出力信号Iは、第7の出力信号Qと接続され加算されている。こうしてこの減算結果が同相出力信号IOUT,QOUTを出力する。
【0125】
図15では示していないが、本図による広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路は、接続段数を増やせば、さらに精度が高くなる。
【0126】
図16(a)は、図1(a)で説明した高位相精度移相器のVINにキャパシタCAC、抵抗RL、電流源IINを接続したものである。図16(b)は、図1(a)で説明した高位相精度移相器のVINに抵抗R、電流源IINを接続し電流駆動したものである。
【0127】
高位相精度移相器を電流駆動することで、移相器の利得を高める効果がある。この高利得、高位相精度移相器を前述した各実施形態に示したイメージ抑圧フィルタ回路に用いることで、雑音に関する特性が改善されることになる。
【0128】
図17は、送受信システムの構成図である。これによると、受信(RX)側において、アンテナ20で受けた受信信号はデュプレクサ(DUP)21、バンドパスフィルタ(BPF)23、低雑音増幅器(LNA)24を介して直交ミキサ(MIX1)25に入力される。ここで、バンドパスフィルタ(BPF)23は、所望の帯域近辺の信号を取り込むことを目的としており、イメージ信号をある程度低減できるものであればよい。
【0129】
次に、直交ミキサ(MIX1)25の出力は各実施形態で説明した広帯域イメージ抑圧フィルタ回路(IRSC)26に入力される。直交ミキサ(MIX1)25の同相I/直交Qチャネル信号に含まれていたイメージ信号は広帯域イメージ抑圧フィルタ回路(IRSC)26により低減され、次段の直交ミキサ(MIX2)27に入力される。
【0130】
図18では、広帯域イメージ抑圧フィルタ(IRSC)26の一方の出力(ここでは同相出力信号IOUTのみ次段の直交ミキサ(MIX2)27に入力されており、他方の出力(ここでは直交出力信号QOUT)は廃棄している。しかしながら、場合によっては、両方の出力を用いることも可能である。直交ミキサ(MIX2)27は、ベースバンド信号となった同相I/直交Q信号をA/D変換器に出力する。
【0131】
次に、送信(TX)側を説明する。先ずべースバンド信号の同相ICH、直交QCH信号が90度移相器、ミキサー、加算器からなる直交変調器(QMOD1)28により所望のIF信号に変換される。このIF信号は各実施形態で説明した広帯域イメージ抑圧フィルタ回路(IRSC)29に入力される。
【0132】
この広帯域イメージ抑圧フィルタ回路(IRSC)29は、イメージ信号を除去するために用いられているものではなく、IF信号を広帯域にわたり90度位相の異なる同相I/直交Q信号を生成するために用いている。
【0133】
これは、数式(6)、(7)、(10)、(11)、(18)、(19)、(26)、(27)に示す同相出力信号IOUT及び直交出力信号QOUTを求める式からわかるように、各実施形態の広帯域イメージ抑圧フィルタ回路の同相入力信号IIN及び直交入力信号QINの一方を入力し、他方は入力しない場合、互いに90度位相の異なる信号が出力されることを利用したものである。
【0134】
次に、この広帯域イメージ抑圧フィルタ回路(IRSC)29の出力は、直交変調器(QMOD2)30に入力され、イメージのないRF信号が生成される。この出力されたRF信号は、電力増幅器(PA)31、バンドパスフィルタ(BPF)32、デュプレクサ(DUP)21、アンテナ20を介して空間に出力される。
【0135】
RF用局部発振信号LORF、IF用局部発振信号LOIFは、受信用同相I/直交Qミキサまたは送信用直交変調器に90度移相器(π/2)を介して入力される。この90度移相器にも、各実施形態で説明した広帯域イメージ抑圧フィルタ回路を用いることができる。また、図中、点線で囲んだ部分は1つのICチップに組み込むことが可能である。
【0136】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、減算回路及び加算回路を介して移相器を縦列接続することで、広帯域にわたって高精度のイメージ抑圧フィルタ回路を実現できる。またこれをIC化することで無線部に必要なイメージ抑圧等の外部フィルタを削除できるので、無線部の小型化、低価格化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】高位相精度移相器の回路図、入力周波数出力振幅特性図、入力周波数出力位相特性図を示す。
【図2】高位相精度移相器の回路図、入力周波数出力振幅特性図、入力周波数出力位相特性図を示す。
【図3】高位相精度移相器のブロック図。
【図4】高振幅精度移相器のブロック図。
【図5】本発明の第1の実施形態に係る広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路の回路図。
【図6】本発明の第2の実施形態に係る広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路の回路図。
【図7】本発明の第3の実施形態に係る広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路の回路図。
【図8】本発明の第4の実施形態に係る広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路の回路図。
【図9】本発明の第5の実施形態に係る広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路の回路図。
【図10】線形化を施した作動回路で構成されるバッファ回路図。
【図11】本発明の第5の実施形態に係る広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路のIC化に適した回路図。
【図12】本発明の第6の実施形態に係る広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路の回路図。
【図13】本発明の第6の実施形態に係る広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路のIC化に適した回路図。
【図14】本発明の第7の実施形態に係る広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路の回路図。
【図15】本発明の第7の実施形態に係る広帯域高精度イメージ抑圧フィルタ回路のIC化に適した回路図。
【図16】利得を高めた高位相精度移相器の回路図。
【図17】本発明によるイメージ抑圧フィルタ回路を用いた送受信機のブロック図。
【符号の説明】
6…第1の高位相精度移相器
7…第2の高位相精度移相器
8…第3の高位相精度移相器
9…第4の高位相精度移相器
10…第1の減算器
11…第1の加算器
12…第2の減算器
13…第2の加算器
14…第3の高振幅精度移相器
15…第4の高振幅精度移相器
16…第1の高振幅精度移相器
17…第2の高振幅精度移相器
18…バッファ回路
101…第1端子
102…第2端子
103…第3端子
104…第4端子
105…第1の抵抗
106…第1のキャパシタ
107…第2の抵抗
108…第2のキャパシタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image suppression filter circuit.
[0002]
[Prior art]
In recent years, many wireless system terminals such as mobile phones and PHS have become widespread. As one of the wireless systems, there is a system in which a wireless terminal and a base station communicate with each other wirelessly and the base stations communicate with each other by wire.
[0003]
A wireless terminal for transmitting and receiving with a base station by radio waves includes an antenna, a low noise amplifier (LNA), a frequency converter (or mixer), an intermediate frequency bandpass filter (IF-BPF), an intermediate frequency mixer (IF-MIX), In general, the heterodyne system includes a low-pass filter (LPF) and an AD converter (ADC).
[0004]
With such a circuit configuration, the wireless terminal receives the high frequency radio wave RF flying from the base station as a high frequency signal by the antenna of the wireless terminal, and amplifies it by the low noise amplifier. The amplified high frequency signal is frequency converted from a high frequency RF to an intermediate frequency IF by a frequency converter, filtered by an intermediate frequency bandpass filter (IF-BPF), and digitally converted by an AD converter through an intermediate frequency mixer and a low pass filter. Converted to a signal.
As an integrated circuit necessary for a wireless terminal, there is an image suppression filter circuit for removing an image signal mixed in a desired frequency.
[0005]
The image signal does not require a frequency to be converted to the same frequency band as the intermediate frequency band to which the desired wave is converted when the received radio wave (desired wave) is converted from a high frequency to an intermediate frequency by the frequency converter. It is a wave.
[0006]
The frequency converter outputs an intermediate frequency obtained by subtracting the local frequency from the frequency of the desired wave. However, this frequency converter also converts the frequency component obtained by subtracting this intermediate frequency band from the local signal to the same intermediate frequency band. This frequency component is an image wave and becomes an unnecessary wave.
[0007]
In addition, signals of various frequencies are transmitted and received by various systems. For a desired wave of one system, a desired wave of another system becomes an interference wave, which becomes an image signal.
[0008]
In addition, broadband noise generated by the transistor itself becomes an image signal. Wideband noise includes thermal noise and shot noise.
[0009]
Such an image signal is overlapped with the same frequency band as the frequency-converted desired wave. All the signals other than the desired wave are unnecessary waves. However, since the image signal is converted to the same frequency as the desired wave, an image suppression filter circuit for removing the image signal is necessary.
[0010]
In the image suppression filter circuit used in the frequency converter section of the reception system of the wireless terminal described above, first, the high frequency RF signal is distributed into two. One RF signal is frequency-converted to an in-phase signal by a local signal of a cosine wave generated by a first 90-degree phase shifter connected to the local oscillation signal, and the other RF signal is shifted to the first 90-degree phase. The frequency is converted into a quadrature signal by a sine wave local signal generated by the phase shifter.
[0011]
Next, the quadrature signal frequency-converted with the sine wave is further delayed by 90 degrees by the second 90-degree phase shifter, and added by the adder with the in-phase signal frequency-converted by the cosine wave, whereby the image wave Repress.
[0012]
By the way, if the frequency conversion is simply performed using the local signal without removing the image signal, the signal is folded back, and the desired wave signal and the image signal are converted to the same frequency. That is, the desired wave signal is contaminated by the image signal. Therefore, if image suppression is performed, the image wave can be reduced while maintaining the desired wave signal.
[0013]
In other words, if the conversion gain of the desired wave signal is 1, the conversion gain of the image wave can be a small number of 1 or less (for example, about 0.01). Thereby, it is possible to prevent the desired wave signal from being contaminated by the image wave.
[0014]
In this image suppression filter, even if the quality factor of the inductor and the capacitor is reduced due to the integration of an IC, a satisfactory filter function can be achieved to some extent.
[0015]
For such an image suppression filter circuit, a high phase accuracy phase shifter whose phase accuracy is high and constant in a wide band or a high amplitude accuracy phase shifter whose output amplitude accuracy is high and constant in a wide band is used. The high phase accuracy phase shifter has good phase accuracy according to the applied frequency, but since the output amplitude is not constant, a sufficient filter characteristic cannot be obtained in a wireless system used in a wide band. The high amplitude accuracy phase shifter has good output amplitude accuracy according to the applied frequency, but since the output phase accuracy is not constant, sufficient filter characteristics cannot be obtained as a wireless system used in a wide band.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
As shown above, high phase accuracy phase shifter and high amplitude accuracy phase shifter cannot increase phase accuracy and amplitude accuracy simultaneously in a wide band, and an image suppression filter used in a broadband wireless system is manufactured on an IC. could not.
[0017]
In addition, since the desired wave band is narrow in conventional portable radio systems, it is only necessary that the phase accuracy and output amplitude accuracy of the 90-degree phase shifter be high only in a predetermined narrow band. However, in the future radio system, since the amount of information is expected to increase, the desired wave band becomes wide, and the 90-degree phase shifter is also required to maintain high accuracy in the wide band.
[0018]
However, in the high phase accuracy phase shifter and the high amplitude accuracy phase shifter, the output amplitude and the output phase fluctuate depending on the frequency, respectively, and there is a problem that the image suppression ratio cannot be increased in a broadband wireless system.
[0019]
An object of the present invention is to provide an image suppression filter circuit that is made into an IC that can also be used in a broadband wireless system.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a first phase shifter that receives an in-phase input signal and outputs a first output signal and a second output signal having a phase component substantially orthogonal to the first output signal; A second phase shifter for receiving a quadrature input signal having a phase component substantially orthogonal to the in-phase input signal and outputting a third output signal and a fourth output signal having a phase component orthogonal to the third output signal; A first subtractor for subtracting the fourth output signal from the first output signal and outputting a subtracted signal; a first subtractor for adding the second output signal and the third output signal; And a third output signal that receives the subtraction signal and outputs a fifth output signal having a second phase component to the subtraction signal and a sixth output signal having a phase component orthogonal to the fifth output signal. A phase shifter and the addition signal are received and the addition signal is A fourth phase shifter that outputs a seventh output signal having the second phase component and an eighth output signal having a phase component orthogonal to the seventh output signal, and the eighth output from the fifth output signal. A second subtractor for subtracting the signal and outputting the subtraction result as an in-phase output signal; a second addition for adding the sixth output signal and the seventh output signal and outputting the addition result as a quadrature output signal; An image suppression filter circuit is provided.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, a first phase shifter that receives an in-phase input signal and outputs a first output signal and a second output signal having a phase component substantially orthogonal to the first output signal; A second phase shifter for receiving a quadrature input signal having a phase component substantially orthogonal to the in-phase input signal and outputting a third output signal and a fourth output signal having a phase component orthogonal to the third output signal; A first subtracter that subtracts the fourth output signal from the first output signal and outputs a subtracted signal; a second subtractor that adds the second output signal and the third output signal; and outputs an added signal. A pre-stage phase shifter having a first adder, a fifth output signal that receives the subtraction signal, has a second phase component with respect to the subtraction signal, and has a phase component orthogonal to the fifth output signal A third phase shifter that outputs six output signals, and the addition signal A fourth phase shifter for outputting a seventh output signal having the second phase component and an eighth output signal having a phase component orthogonal to the seventh output signal to the sum signal; A second subtracter that subtracts the eighth output signal from the output signal and outputs the subtraction result as an in-phase output signal; adds the sixth output signal and the seventh output signal; And an image suppression filter circuit including a plurality of second-stage phase shifters each including a second adder that outputs the second adder.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a high phase accuracy phase shifter and a high amplitude accuracy phase shifter used in the image suppression filter circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0023]
FIG. 1A shows a high phase accuracy phase shifter. According to this high phase accuracy phase shifter, one end of the first resistor R105 is connected to the first end 101, and one end of the first capacitor C106 is connected to the first end 101. The other end of the first capacitor C106 is connected to the second end 102. The second end 102 is connected to one end of the second resistor R107. The third end 103 is connected to the other end of the second resistor R107. One end of the second capacitor C108 is connected to the third end 103. The fourth end 104 is connected to the other end of the second capacitor C108. The fourth end 104 is connected to the other end of the first resistor R105. That is, the high phase accuracy phase shifter is constituted by a CR bridge circuit.
[0024]
Input signal V of this CR bridge circuitINIs input as a potential difference between the fourth end 104 and the second end 102, and the output signal VIAnd VQ(For example, V within a range of ± 10%.I) Are output as potentials at the third end and the first end, respectively. Where R of the first and second resistors, C of the first and second capacitors, the input signal VINAnd output signal VI, VQIndicates each symbol and is also used as a value of a mathematical expression described later. In this case, the resistance values of the first resistor and the second resistor are the same. In this case, the first capacitor and the second capacitor have the same value.
[0025]
As shown in the input frequency-output amplitude characteristic of FIG. 1B, this high phase accuracy phase shifter has a VI, VQAs shown in the input frequency-output phase characteristic of FIG.I, VQThe output phase difference is a constant π / 2 (90 degrees) regardless of the input frequency, and is characterized in that phase conversion is performed with high accuracy. This characteristic is clear from the transfer function of the high phase accuracy phase shifter shown below.
[0026]
VI/ VIN = R / (R + (1 / jωC)) (1)
VQ/ VIN = (1 / jωC) / (R + (1 / jωC)) (2)
In this case VIAnd VQThe amplitude ratio (amplitude accuracy) is R: 1 / jωC, and the phase error is 0 degrees (accurately shifted by 90 degrees).
This phase shifter with high phase accuracy has high and constant phase accuracy over a wide band. However, since the output amplitude is not constant, a radio system used in a wide band cannot sufficiently remove an image signal as will be described later.
[0027]
FIG. 2A shows a high amplitude accuracy phase shifter. According to this high amplitude precision phase shifter, the first end 101 is connected to one end of the first resistor R105, and one end of the first capacitor C106 is connected to the first end 101. The second end 102 is connected to the other end of the first capacitor C106. One end of a second resistor R107 is connected to the second end 102. The third end 103 is connected to the other end of the second resistor R107, and one end of the second capacitor C108 is connected to the third end 103. The fourth end 104 is connected to the other end of the second capacitor C108. The fourth end 104 is connected to the other end of the first resistor R105.
[0028]
As described above, the high amplitude accuracy phase shifter is constituted by a CR bridge circuit. Input signal V of this CR bridge circuitINIs input as a potential difference between the fourth end 104 and the second end 102, and the output signal VIIs output as a potential difference between the third end 103 and the front end 106, and VQ(For example, V within a range of ± 10%.I(A signal substantially orthogonal to) is output as a potential difference between the fourth end and the second end. Where R of the first and second resistors, C of the first and second capacitors, the input signal VINAnd output signal VI, VQIndicates each symbol and is also used as a value of a mathematical expression described later. In this case, the resistance values of the first resistor and the second resistor are the same. In this case, the first capacitor and the second capacitor have the same value.
[0029]
As shown in the input frequency-output amplitude characteristic of FIG. 2B, this high amplitude accuracy phase shifter has an output amplitude ratio VI, VQHowever, as shown in the input frequency-output phase characteristic of FIG. 2C, the output phase difference varies depending on the input frequency. This characteristic is also evident from the transfer function of the phase shifter shown below.
VI/ VIN = VI/ VQ = (R- (1 / jωC)) / (R + (1 / jω) C)) (3)
In this case VIAnd VQHas an amplitude ratio (amplitude accuracy) of 1 and a phase error of 2 tan-1 (1 / (ωCR)).
[0030]
This high amplitude accuracy phase shifter has a constant output amplitude accuracy in a wide frequency range, but has a low output phase accuracy, so that sufficient filter characteristics can be obtained for a radio system used in a wide band as described later. Absent.
[0031]
In order to simplify the following description, the high phase accuracy phase shifter and the high amplitude accuracy phase shifter shown in FIGS. 1 (a) and 2 (a), respectively, are shown as block circuits in FIGS. V of the block circuit of FIGS.INIs the input signal, VIIs the first output signal, VQIs the first output signal VIRepresents a second output signal converted into a phase component orthogonal to. A value enclosed by a square in the block circuit represents a phase, and a value written below the square represents an amplitude.
[0032]
Output signal V of the high phase accuracy phase shifter shown in FIG.IPhase of the output signal 0IThe output amplitude was set to 1. At this time, the output signal VQOutput phase is independent of frequency and output signal VIIs set to -π / 2 and the output signal VQIs set to 1 / ωCR which varies with the frequency ω.
[0033]
Output signal V of the high amplitude accuracy phase shifter shown in FIG.QThe output phase of the output signal VQThe output amplitude was set to 1. Output signal VIOutput phase is VQΘ = 2tan for the output phase of-1As shown in the graph of FIG. 2C, (1 / ωCR) varies depending on the frequency ω, but the output signal VIThe output amplitude of was 1. Thus, the output amplitude ratio VI/ VQ= 1.
[0034]
Next, an image suppression filter circuit according to the first embodiment of the present invention using the block circuits of FIGS. 3 and 4 will be described with reference to FIG. The image removal filter circuit according to the first embodiment includes a first high phase accuracy phase shifter 6, a second high phase accuracy phase shifter 7, a third high phase accuracy phase shifter 8, and a fourth high phase. The precision phase shifter 9 is configured by connecting two stages in cascade.
[0035]
This image suppression filter circuit uses the common-mode input signal IINAnd the first output signal VIIn addition, for example, the first output signal V within a range of ± 10%.IThe second output signal V converted to a phase component substantially orthogonal toQThe first high phase accuracy phase shifter 6 is provided.
[0036]
In-phase input signal IINInput signal Q having a phase component substantially orthogonal toINAnd the third output signal VIAnd the third output signal VIOutput signal V converted to a phase component substantially orthogonal toQA second high phase accuracy phase shifter 7 is provided.
[0037]
In-phase input signal I shown in FIG.IN, Quadrature input signal QINCorresponds to the in-phase output and the quadrature output of the preceding quadrature mixer (not shown), for example, and the input V of the first high phase accuracy phase shifter 6 isIN, The input signal V of the second high phase shift degree phase shifter 7INIt has become.
[0038]
The first output signal V output from the first high phase accuracy phase shifter 6ITo a fourth output signal V output from the second high phase accuracy phase shifter 7.QIs subtracted by the first subtracter 10, and the subtraction result is output as a subtraction signal X1.
The second output signal V output from the first high phase accuracy phase shifter 6QAnd the third output signal V output from the second high phase accuracy phase shifter 7.IAre added by the first adder 11, and the addition result is output as an addition signal X2.
[0039]
The subtraction signal X1 is input to the third high phase accuracy phase shifter 8, and the third high phase accuracy phase shifter 8 receives the fifth output signal V.IAnd the fifth output signal VIA sixth output signal having a phase orthogonal toQIs output.
The addition signal X2 is input to the fourth high phase accuracy phase shifter 9, and the fourth high phase accuracy phase shifter 9 receives the seventh output signal V.IAnd the seventh output signal VIOutput signal V having a phase substantially orthogonal toQIs output.
[0040]
The fifth output signal V output from the third high phase accuracy phase shifter 8ITo an eighth output signal V output from the fourth high phase accuracy phase shifter 9.QIs subtracted by the second subtracter 12 and the subtraction result is converted to the in-phase output signal I.OUTAnd
The sixth output signal V output from the third high phase accuracy phase shifter 8QAnd a seventh output signal V output from the fourth high phase accuracy phase shifter 9.IAre added by the second adder circuit 13, and the result of the addition is added to the orthogonal output signal Q.OUTAnd
[0041]
The subtraction signal X1, addition signal X2, in-phase output signal IOUT, and quadrature output signal Q of the image suppression filter circuit configured as described above.OUTIs represented by the following equation.
[0042]
X1 = ej ( π / 2)[IINe-j ( π / 2)+ (QIN/ ωCR)] (4)
X2 = (IIN/ ωCR) e-j ( π / 2)+ QIN                            (Five)
IOUT = X1- (X2 / ωCR) e-j ( π / 2) = ej ( π / 2)[IINe-j ( π / 2)
{1 + 1 / (ωCR)2} + QIN{2 / (ωCR)}] (6)
QOUT = (X1 / ωCR) e-j ( ω / 2)-X2 = IINe-j ( π / 2){2 / (ωCR)}
+ QIN{1 + 1 / (ωCR)2} (7)
The image signal can be removed as the phase error is closer to 0 degree, and can be removed as the amplitude accuracy (the amplitude ratio between the in-phase output signal and the quadrature output signal is closer to 1).
[0043]
From the above formulas (4) and (5), for example, when ωCR is set to 1.2, the phase shifter is one stage of the first high phase accuracy phase shifter 6 and the second high phase accuracy phase shifter 7. In the one-stage image suppression filter circuit in which the subtraction signal X1 as the output result is the final in-phase output signal, the amplitude ratio (1 / (1 / ωCR)) of the in-phase output signal and the quadrature output signal is changed to 1.2. Absent. However, the phase difference between the in-phase output signal and the quadrature output signal is 90 degrees.
[0044]
On the other hand, like the image suppression filter circuit shown in FIG. 5, the first high phase accuracy phase shifter 6, the second high phase accuracy phase shifter 7, and the third high phase accuracy phase shifter 8, The in-phase output signal I which is the output result of the second stage of the fourth high phase accuracy phase shifter 9OUTAnd quadrature output signal QOUTIn-phase input signal IINAnd quadrature input signal QINAmplitude ratio ({1 + 1 / (ωCR)2} / {2 / (ωCR)}) is a two-stage first and second high phase accuracy phase shifters 6 and 7 and third and fourth high phase accuracy shifts as the image suppression filter shown in FIG. In-phase output signal I which is the output result of phase shifters 8 and 9OUTAnd quadrature output signal QOUTThe amplitude ratio is closer to 1 (calculated from the equations (5) and (6)).
[0045]
On the other hand, the common-mode input signal IINIs a phase of e-j (π / 2), whereas the quadrature input signal QINPhase is ejo (= 1) and in-phase output signal IOUTAnd quadrature output signal QOUTThen, the phase is accurately 90 degrees. By cascading high phase accuracy phase shifters from these, the in-phase input signal IINAnd quadrature input signal QINThe amplitude ratio is 1.017, which is sufficiently small compared to 1.2 in a single stage, and the phase accuracy is constant at 90 degrees. it can. The phase shifters 6 and 7 have the same circuit configuration so that the phase difference between the phase shifters 6 and 7 is 90 °. Similarly, in order to set the phase difference between the phase shifters 8 and 9 to 90 °, the phase shifters 8 and 9 have the same circuit configuration.
If the number of stages connected in cascade is increased, the phase accuracy and the amplitude accuracy can be improved over a wider band.
[0046]
Next, FIG. 6 shows a circuit configuration diagram of an image suppression filter circuit according to the second embodiment of the present invention using the block circuits shown in FIGS. The image suppression filter circuit according to this embodiment includes a first high phase accuracy phase shifter 6, a second high phase accuracy phase shifter 7, a third high amplitude accuracy phase shifter 14, and a fourth high amplitude accuracy phase shifter. Phaser 15 is connected in two stages in cascade.
[0047]
This image suppression filter circuit has an in-phase input signal IINAnd the first output signal VIAnd this first output signal VIOutput signal V having a phase orthogonal toQThe first high phase accuracy phase shifter 6 is provided.
[0048]
In-phase input signal IINInput signal Q having a phase component substantially orthogonal toINAnd the third output signal VIAnd this third output signal VIOutput signal V having a phase substantially orthogonal toQThe second high phase accuracy phase shifter 7 is provided.
[0049]
In-phase input signal I of FIG.IN, Quadrature input signal QINCorresponds to the in-phase output and the quadrature output of the preceding quadrature mixer (not shown), for example, and the input V of the first high phase accuracy phase shifter 6 isIN, The input signal V of the second high phase accuracy phase shifter 7INIt has become.
[0050]
The first output signal V output from the first high phase accuracy phase shifter 6ITo a fourth output signal V output from the second high phase accuracy phase shifter 7.QIs subtracted by the first subtracter 10, and the subtraction result is output as a subtraction signal X1.
The second output signal V output from the first high phase accuracy phase shifter 6QAnd the third output signal V output from the second high phase accuracy phase shifter 7.IAre added by the first adder 11, and the addition result is output as an addition signal X2.
[0051]
The subtraction signal X1 is input to the third high amplitude accuracy phase shifter 14, and the third high amplitude accuracy phase shifter 14 has a fifth output signal V having the same component as the subtraction signal X1.IAnd the fifth output signal VIA sixth output signal V including a phase component substantially orthogonal toQIs output.
The addition signal X2 is input to the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15, and the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15 has a seventh output signal V having substantially the same phase component as the addition signal X2.IAnd the seventh output signal VIOutput signal V having a phase component substantially orthogonal toQIs output.
[0052]
ThirdHigh phase accuracy phase shifter 8The fifth output signal V output fromITo an eighth output signal V output from the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15.QIs subtracted by the second subtraction circuit 12, and the subtraction result is converted to the common-mode output signal I.OUTAnd
ThirdHigh phase accuracy phase shifter 8The sixth output signal V output fromQAnd a seventh output signal V output from the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15.IAre added by the second adder circuit 13, and the result of the addition is added to the orthogonal output signal Q.OUTAnd
[0053]
The subtraction signal X1, the addition signal X2, and the in-phase output signal I of the image suppression filter circuit configured as described above.OUT, Quadrature output signal QOUTIs represented by the following equation.
[0054]
Figure 0004128758
Where θ = 2tan-1(1 / (ωCR)).
[0055]
The image signal is the in-phase output signal IOUTAnd quadrature output signal QOUT, The closer θ is to π / 2, the more it can be removed, and the in-phase input signal IINAnd quadrature input signal QINThe closer the amplitude ratio of the coefficients is to 1, the more it can be removed.
For example, when ωCR is 1.2, the phase shifter is composed of only one stage of the first high phase accuracy phase shifter 6 and the second high phase accuracy phase shifter 7 according to the equations (8) and (9). In the subtraction signal X1 and the addition signal X2, which are output results of the image suppression filter circuit, the amplitude ratio (1 / (1 / ωCR)) of the in-phase input signal and the quadrature input signal is 1.2, which is unchanged. The phase difference between the in-phase input signal and the quadrature input signal is 90 degrees.
[0056]
On the other hand, like the image suppression filter circuit shown in FIG. 6, the first high phase accuracy phase shifter 6, the second high phase accuracy phase shifter 7, and the third high amplitude accuracy phase shifter 14, The in-phase output signal I which is the output result of the second stage of the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15OUTAnd quadrature output signal QOUTThe amplitude ratio is 1.
[0057]
On the other hand, the common-mode output signal IOUTAnd quadrature output signal QOUTThe phase difference Δφ in can be calculated from the equations (10) and (11) as follows. Here, the in-phase output signal IOUTIs calculated using Equation (10) only, and similarly, the orthogonal output signal Q is obtained from Equation (11).OUTCan also be calculated.
[0058]
First, the in-phase input signal IINMultiplied by {ej ( θ - π / 2)+ 1 / (ωCR)} is expressed by the following equation.
Figure 0004128758
From this, this phase φ1 is expressed as follows.
φ1 = tan-1(B / A) (13)
In Equation (12), θ = 2tan-1(1 / ωCR))
φ1 = −5.6.
[0059]
On the other hand, the quadrature output signal QINMultiplied by {ej ( θ−π / 2)/ (ωCR) +1} is expressed by the following equation.
cos (θ-π / 2) / (ωCR) + jsin (θ-π / 2) / (ωCR) +1
= {1 + cos (θ-π / 2) /-(ωCR)} + jsin (θ-π / 2) / (ωCR) = C + JD (14)
From this, this phase φ2 is expressed as follows.
[0060]
φ2 = tan-1(D / C) (15)
In equation (15), θ = 2tan-1(1 / ωCR))
φ2 = −4.7 °.
[0061]
From this, the phase difference Δφ = −0.9 °, which is very close to zero. This is a phase error Δφ = π / 2-θ = π / 2-2tan when using one stage of high amplitude precision phase shifter-1This is a significant improvement over (1 / (ωCR)) =-10.4 °. If the product of CR is the same between the phase shifters 6, 7 and 14, 15, the values of C and R may be different between the phase shifters 6, 7, 14, 15.
[0062]
From the above results, the phase accuracy is −0.9 ° and the amplitude accuracy is 1 by arranging the high phase accuracy phase shifter and the high amplitude accuracy phase shifter in series as in the image suppression filter circuit according to the present embodiment. High accuracy can be achieved over a wide band. If the number of stages connected in cascade is increased, the phase accuracy and the amplitude accuracy can be increased over a wider band.
[0063]
Next, an image suppression filter circuit according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 using the block circuit shown in FIGS. The image suppression filter circuit according to this embodiment includes a first high amplitude accuracy phase shifter 16, a second high amplitude accuracy phase shifter 17, a third high phase accuracy phase shifter 8, and a fourth high phase accuracy phase shifter. The phase shifters 9 are connected in two stages in cascade.
[0064]
This image suppression filter circuit uses the common-mode input signal IINAnd the first output signal VIAnd the first output signal VIThe second output signal V converted to a phase component substantially orthogonal toQThe first high amplitude accuracy phase shifter 16 is provided.
[0065]
In-phase input signal IINInput signal Q having a phase component substantially orthogonal toINAnd the third output signal VIAnd the third output signal VIOutput signal V converted to a phase component substantially orthogonal toQThe second high phase accuracy phase shifter 17 is provided.
[0066]
In-phase input signal I in FIG.IN, Quadrature input signal QINIs equivalent to the in-phase output and the quadrature output of the preceding quadrature mixer (not shown), for example, and the input V of the first high amplitude accuracy phase shifter 16 isINThe input signal V of the second high amplitude accuracy phase shifter 17INIt has become.
[0067]
The first output signal V output from the first high amplitude accuracy phase shifter 16ITo a fourth output signal V output from the second high amplitude accuracy phase shifter 17.QIs subtracted by the first subtracter 10, and the subtraction result is output as a subtraction signal X1.
The second output signal V output from the first high amplitude accuracy phase shifter 16QAnd the third output signal V output from the second high amplitude accuracy phase shifter 17.IAre added by the first adder 11, and the addition result is output as an addition signal X2.
[0068]
The subtraction signal X1 is input to the third high phase accuracy phase shifter 8 and the fifth output signal VIAnd the fifth output signal VIOutput signal V converted into a phase component orthogonal toQIs output.
The addition signal X2 is input to the fourth high phase accuracy phase shifter 9 and the seventh output signal VIFurthermore, the seventh output signal VIOutput signal V converted to a phase component substantially orthogonal toQIs output.
[0069]
The fifth output signal V output from the third high phase accuracy phase shifter 8ITo an eighth output signal V output from the fourth high phase accuracy phase shifter 9.QIs subtracted by the second subtraction circuit 12, and the subtraction result is converted to the common-mode output signal I.OUTAnd
The sixth output signal V output from the third high phase accuracy phase shifter 8QAnd a seventh output signal V output from the fourth high phase accuracy phase shifter 9.IAre added by the second adder circuit 13, and the result of the addition is added to the orthogonal output signal Q.OUTAnd
[0070]
The subtraction signal X1, the addition signal X2, and the in-phase output signal I of the image suppression filter circuit configured as described above.OUT, Quadrature output signal QOUTIs represented by the following equation.
X1 = IINej θ-QIN                                          (16)
X2 = IIN+ QINej θ                                          (17)
IOUT= ej ( π / 2)[X1e-j ( π / 2)+ (X2 / ωCR)]
= ej ( π / 2)[IIN{ej ( θ - π / 2)+ 1 / (ωCR)}
-QINe-j ( π / 2){ej ( θ - π / 2)/ (ωCR) +1}] (18)
QOUT= (X1 / ωCR) e-j ( π / 2)+ X2 = IIN{ej ( θ - π / 2)/ (ωCR) +1}
-QINe-j ( π / 2){ej ( θ - π / 2)+ 1 / (ωCR)} (19)
Where θ = 2tan-1(1 / (ωCR)).
[0071]
The image signal can be removed as the phase θ is closer to π / 2 in the in-phase output signal and the quadrature output signal, and can be removed as the amplitude ratio of the coefficients of the in-phase input signal and the quadrature input signal is closer to 1.
For example, when ωCR is 1.2, the phase shifter is composed of only one stage of the first high amplitude accuracy phase shifter 16 and the second high amplitude accuracy phase shifter 17 according to the equations (16) and (17). In the X1 signal and the X2 signal that are output results of the image suppression filter circuit, the phase error between the in-phase output signal and the quadrature output signal is Δφ = π / 2-θ = π / 2-2tan-1(1 / (ωCR))
= -10.4 °. There is no amplitude difference between the coefficients of the in-phase input signal and the quadrature input signal.
[0072]
On the other hand, like the image suppression filter circuit shown in FIG. 7, the sixth high amplitude accuracy phase shifter 16, the second high amplitude accuracy phase shifter 17, and the third high phase accuracy phase shifter 8, The in-phase output signal I which is the output result of the second stage of the fourth high phase accuracy phase shifter 9OUTAnd quadrature output signal QOUTThe amplitude ratio of is 1.
[0073]
On the other hand, the common-mode output signal IOUTAnd quadrature output signal QOUTThe phase difference Δφ in can be calculated from the equations (18) and (19) as follows. Here, the in-phase output signal IOUTIs calculated using the equation (18), but similarly, the orthogonal output signal Q is calculated from the equation (19).OUTCan also be calculated.
[0074]
First, the in-phase input signal IINMultiplied by {ej ( θ - π / 2)+ 1 / (ωCR)} is expressed by the following equation.
cos (θ-π / 2) + jsin (θ-π / 2) + 1 / (ωCR) = {cos (θ-π / 2) + 1 / (ωCR)}
+ jsin (θ-π / 2) = A + jB (20)
From this, this phase φ1 is expressed as follows.
φ1 = tan-1(B / A) (21)
In equation (21), θ = 2 tan-1(1 / (ωCR))
φ1 = -5.6 °.
[0075]
On the other hand, the quadrature output signal QINMultiplied by {ej ( θ - π / 2)/ (ωCR) +1} is expressed by the following equation.
cos (θ-π / 2) / (ωCR) + jsin (θ-π / 2) / (ωCR) +1
= {1 + cos (θ-π / 2) / (ωCR)} + jsin (θ-π / 2) / (ωCR) = C + jD (22)
From this, this phase φ2 is expressed as follows.
φ2 = tan-1 (D / C) (23)
In Equation (22), θ = 2 tan-1Since (1 / (ωCR)), when a value is substituted, φ2 = −4.7 °.
From this, the phase difference Δφ = −0.9 °.
[0076]
On the other hand, the phase error between the in-phase signal and quadrature signal when using one stage of high-amplitude precision phase shifter is-1 (1 / (ωCR)) = − 10.4 °, and the phase accuracy of the image suppression filter shown in this embodiment is greatly improved.
From this, it can be seen that the use of an image suppression filter in which a high amplitude accuracy phase shifter and a high phase accuracy phase shifter are connected in cascade can achieve high accuracy in phase accuracy and amplitude accuracy in a wide band.
From this result, it can be easily estimated that the phase accuracy and the amplitude accuracy can be improved over a wider band by increasing the number of stages connected in cascade.
[0077]
Next, using the block diagrams shown in FIGS. 3 and 4, FIG. 8 shows a circuit configuration diagram of an image suppression filter circuit according to a fourth embodiment of the present invention. The image suppression filter circuit according to this embodiment includes a first high amplitude accuracy phase shifter 16, a second high amplitude accuracy phase shifter 17, a third high amplitude accuracy phase shifter 14, and a fourth high amplitude accuracy phase shifter. Phaser 15 is connected in two stages in cascade.
[0078]
This image suppression filter circuit uses the common-mode input signal IINAnd the first output signal VIAnd the second output signal V converted into a phase component substantially orthogonal to the first output signal.QThe first high amplitude accuracy phase shifter 16 is provided.
[0079]
In-phase input signal IINInput signal Q having a phase component substantially orthogonal toINAnd the third output signal VIAnd the third output signal VIOutput signal V converted to a phase component substantially orthogonal toQThe second high amplitude accuracy phase shifter 17 is provided.
[0080]
In-phase input signal I in FIG.IN, Quadrature input signal QINIs equivalent to the in-phase output and the quadrature output of the preceding quadrature mixer (not shown), for example, and the input V of the first high amplitude accuracy phase shifter 16 isINThe input signal V of the second high amplitude accuracy phase shifter 17INIt has become.
[0081]
The fourth output signal V output from the second high amplitude accuracy phase shifter 17 from the first output signal VI output from the first high amplitude accuracy phase shifter 16.QIs subtracted by the first subtracter 10, and the subtraction result is output as a subtraction signal X1.
The second output signal V output from the first high amplitude accuracy phase shifter 16QAnd the third output signal V output from the second high amplitude accuracy phase shifter 17.IAre added by the first adder 11, and the addition result is output as an addition signal X2.
[0082]
The subtraction signal X1 is input to the third high amplitude accuracy phase shifter 14 and the fifth output signal V1.IIs output, and the fifth output signal VIOutput signal V converted to a phase component substantially orthogonal toQIs output.
The addition signal X2 is input to the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15 and the seventh output signal VIIs output, and the seventh output signal VIOutput signal V converted to a phase component substantially orthogonal toQIs output.
[0083]
The fifth output signal V output from the third high amplitude accuracy phase shifter 14ITo an eighth output signal V output from the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15.QIs subtracted by the second subtraction circuit 12, and the subtraction result is converted to the common-mode output signal I.OUTAnd
The sixth output signal V output from the third high amplitude accuracy phase shifter 14QAnd a seventh output signal V output from the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15.IAre added by the second adder circuit 13, and the result of the addition is added to the orthogonal output signal Q.OUTAnd
[0084]
The subtraction signal X1, the addition signal X2, and the in-phase output signal I of the image suppression filter circuit configured as described above.OUT, Quadrature output signal QOUTIs represented by the following equation.
[0085]
X1 = IINej θ-QIN                                          (twenty four)
X2 = IIN+ QINej θ                                          (twenty five)
IOUT= X1ej θ-X2 = 2ej ( θ + π / 2)[IINsinθ + QINej ( π / 2)] (26)
QOUT= X1 + X2ej θ= 2ej θ[IIN+ QINsinθej ( π / 2)] (27)
Where θ = 2 tan-1(1 / (ωCR)).
[0086]
The image signal can be removed the closer θ is to 90, and the in-phase input signal IINAnd quadrature input signal QINThe closer the amplitude ratio of the coefficients is to 1, the more it can be removed.
For example, when ωCR is set to 1.2, the amplitude ratio is 1.2 and the phase difference is 0 as described above using Equations (8) and (9) when one stage of the high phase accuracy phase shifter is used. °. In this case, since the amplitude ratio is largely deviated, broadband characteristics cannot be obtained.
[0087]
On the other hand, like the image suppression filter circuit shown in FIG. 8, the first high amplitude accuracy phase shifter 16, the second high amplitude accuracy phase shifter 17, and the third high amplitude accuracy phase shifter 14, The in-phase output signal I which is the output result of the second stage of the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15OUTAnd quadrature output signal QOUT, The amplitude ratio is sin θ = 0.983 as can be seen from the equations (26) and (27). This is approximately equal to the reciprocal of the amplitude ratio 1.017 of the image suppression filter shown in the first embodiment in which two phase shifters with high phase accuracy are connected in cascade.
[0088]
On the other hand, the common-mode input signal IINIs the phase of ejo (= 1), while the quadrature input signal QINIs ej ( π / 2)The phase is precisely 90 °. From this, it is apparent that the phase accuracy and the amplitude accuracy can be increased over a wide band even when high amplitude accuracy phase shifters are connected in cascade.
[0089]
FIG. 9 is a circuit diagram of an image suppression filter circuit according to the fifth embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the first output signal V output from the first high phase accuracy phase shifter 6 in the broadband high accuracy image suppression filter circuit described in the first embodiment.IIs input to the first subtraction circuit 10 via the buffer circuit 18 and is output from the second high phase accuracy phase shifter 7.QIs input to the first subtractor 10 via the buffer circuit 18 and subtracted.
[0090]
The second output signal V output from the first high phase accuracy phase shifter 6QIs input to the first adder circuit 11 via the buffer circuit 18 and is output from the second high phase accuracy phase shifter 7.IAre input to the first adder circuit 11 via the buffer circuit 18 and added.
[0091]
The fifth output signal V output from the third high phase accuracy phase shifter 8IIs input to the second subtraction circuit 12 via the buffer circuit 18 and the eighth output signal V output from the fourth high phase accuracy phase shifter 9.QIs inputted to the second subtractor 12 via the buffer circuit 18 and subtracted.
[0092]
The sixth output signal V output from the third high phase accuracy phase shifter 8QIs input to the second adder circuit 13 via the buffer circuit 18 and the seventh output signal V output from the fourth high phase accuracy phase shifter 9.IAre input to the second adder circuit 13 via the buffer circuit 18 and added. The buffer circuit 18 includes a voltage-current converter, and addition and subtraction are performed by current addition and current subtraction using the output current of the buffer circuit 18.
[0093]
Although not shown in FIG. 9, after the current subtraction and the current addition are performed by the first subtraction circuit 10 and the first addition circuit 11, the subtraction signal X1 and the addition signal X2 are converted into a voltage using, for example, a resistor and converted into a voltage. 3 to the high phase accuracy phase shifter 8 and the fourth high phase accuracy phase shifter 9.
[0094]
Such a broadband high-accuracy image suppression filter circuit has higher accuracy if the number of connection stages is increased.
Here, the reason why the buffer circuit 18 is used is that, as shown in FIG.I, VQThis is because the output side viewed from the output terminal is required to have high impedance, and the buffer circuit realizes high impedance. Further, the buffer circuit 18 compensates for the loss in the high phase accuracy phase shifter, so that the noise characteristic deterioration can be reduced.
[0095]
The buffer circuit 18 can be easily realized by a generally used differential circuit as shown in FIG. 10, for example. The emitter electrodes of the transistors Q1 and Q2 in FIG. 10 are connected by a resistor RE. Current -I from the collector sideOUT, + IOUTIs input and the base voltage is + VIN, -VINIs output.
[0096]
FIG. 11 is a circuit diagram showing a specific example of the image suppression filter circuit shown in FIG.
The configuration of the image suppression filter circuit shown in this circuit diagram is basically the same as that shown in FIG. 9, but uses a differential circuit configuration suitable for IC implementation.
In FIG. 11, CACRepresents an AC coupling capacitor and is used to remove a DC component. RL1, RL2Represents a load resistance used for converting the voltage-current converted current into a voltage. The phase shifter used in each stage uses the high phase accuracy phase shifter shown in FIG.
[0097]
As shown in FIG. 11, the upper left side is the in-phase input signal + I.IN, -IINIs input, and the upper right is the quadrature input signal + QIN, -QINIs entered. First output signal IIIs the fourth output signal QQConnected and subtracted. Second output signal IQIs the third output signal QIConnected and added. In this way, the subtraction signal X1 and the addition signal X2 are formed.
[0098]
Fifth output signal IIIs the eighth output signal QQConnected and subtracted. Sixth output signal IQIs the seventh output signal + QIConnected and added. In this way, the in-phase output signal IOUT, QOUTIs output as
[0099]
Although not shown in FIG. 11, the broadband high-accuracy image suppression filter circuit has higher accuracy if the number of connection stages is increased.
[0100]
FIG. 12 is a circuit diagram of an image suppression filter circuit according to the sixth embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the first output signal V output from the first high phase accuracy phase shifter 6 in the broadband high accuracy image suppression filter circuit described in the second embodiment.IIs input to the first subtraction circuit 10 via the buffer circuit 18 and is output from the second high phase accuracy phase shifter 7.QIs input to the first subtractor 10 via the buffer circuit 18 and subtracted.
[0101]
The second output signal V output from the first high phase accuracy phase shifter 6QIs input to the first adder circuit 11 via the buffer circuit 18 and is output from the second high phase accuracy phase shifter 7.IAre input to the first adder circuit 11 via the buffer circuit 18 and added.
[0102]
The fifth output signal V output from the third high amplitude accuracy phase shifter 14IIs input to the second subtraction circuit 12 via the buffer circuit 18 and the eighth output signal V output from the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15.QIs inputted to the second subtractor 12 through the buffer circuit 18 and subtracted.
[0103]
Further, the sixth output signal V outputted from the third high amplitude accuracy phase shifter 14 is used.QIs input to the second adder circuit 13 via the buffer circuit 18 and the seventh output signal V output from the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15.IAre input to the second adder circuit 13 via the buffer circuit 18 and added. The buffer circuit 18 includes a voltage-current converter, and addition and subtraction are performed by current addition and current subtraction using the output current of the buffer circuit 18.
[0104]
Although not shown in FIG. 12, after the current subtraction and the current addition are performed by the first subtraction circuit 10 and the first addition circuit 11, the subtraction signal X1 and the addition signal X2 are converted into a voltage using, for example, a resistor and converted into a voltage. The third high amplitude accuracy phase shifter 14 and the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15 are input.
[0105]
Such a broadband high-accuracy image suppression filter circuit has higher accuracy if the number of connection stages is increased.
[0106]
The main reason for using the buffer circuit in the image suppression filter circuit of the present embodiment is as follows. One is that the characteristics of the high phase accuracy phase shifter described in FIG.I, VQThe condition is that the output side viewed from the output terminal has a high impedance, and the other is that the characteristics of the high amplitude accuracy phase shifter described in FIG.IThis is because the output side viewed from the output terminal is required to have high impedance.
[0107]
Furthermore, since the buffer circuit 18 compensates for the loss in the high phase accuracy phase shifter and the high amplitude accuracy phase shifter, that is, the buffer circuit 18 has a gain, noise characteristic deterioration can be reduced. is there. The buffer circuit can be easily realized by a commonly used differential circuit as shown in FIG.
[0108]
The same effect can be obtained even if the configuration shown in the third embodiment is such that the high amplitude accuracy phase shifter is the first stage and the high phase accuracy phase shifter is the next stage.
[0109]
FIG. 13 shows a specific example of the broadband high-precision image suppression filter circuit shown in FIG. The configuration is basically the same as that shown in FIG. 11, but uses a differential circuit configuration suitable for IC implementation. In FIG. 13, CACRepresents an AC coupling capacitor, which is used to remove a DC component. RL1, RL2Represents a load resistance used for converting the voltage-current converted current into a voltage.
[0110]
The phase shifter used in the first stage uses the high phase accuracy phase shifter shown in FIG. 1 (a), and the phase shifter used in the next stage uses the high amplitude accuracy shifter shown in FIG. 2 (a). A phaser is used.
[0111]
As shown in FIG. 13, the upper left side is the in-phase input signal + I.IN, -IINIs input, and the upper right is the quadrature input signal + QIN, -QINIs entered. First output signal IIIs the fourth output signal QQConnected and subtracted. Second output signal IQIs the third output signal QIConnected and added. In this way, the subtraction signal X1 = II-QQAnd the addition signal X2 = IQ+ QIIs formed.
[0112]
Fifth output signal IIIs the eighth output signal QQConnected and subtracted. Sixth output signal IQIs the seventh output signal QIConnected and added. In-phase output signal IOUTAnd QOUTIs obtained.
[0113]
Although not shown in FIG. 13, the accuracy of the broadband high-accuracy image suppression filter circuit is further improved if the number of connection stages is increased.
[0114]
The same effect can be obtained even if the image suppression filter circuit configuration of the third embodiment is such that the high amplitude accuracy phase shifter is the first stage and the high phase accuracy phase shifter is the next stage.
[0115]
FIG. 14 is a circuit diagram of an image suppression filter circuit according to the seventh embodiment of the present invention. In the present embodiment, the first output signal V output from the first high amplitude accuracy phase shifter 16 in the broadband high accuracy image suppression filter circuit described in the fourth embodiment.IIs input to the first subtraction circuit 10 via the buffer circuit 18 and the fourth output signal V output from the second high amplitude accuracy phase shifter 17.QIs input to the first subtractor 10 via the buffer circuit 18 and subtracted.
[0116]
The second output signal V output from the first high amplitude accuracy phase shifter 16QIs input to the first adder circuit 11 via the buffer circuit 18 and the third output signal V output from the second high amplitude accuracy phase shifter 17.IAre input to the first adder circuit 11 via the buffer circuit 18 and added.
[0117]
The fifth output signal V output from the third high amplitude accuracy phase shifter 14IIs input to the second subtraction circuit 12 via the buffer circuit 18 and the eighth output signal V output from the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15.QIs inputted to the second subtractor 12 through the buffer circuit 18 and subtracted.
[0118]
The sixth output signal V output from the third high amplitude accuracy phase shifter 14QIs input to the second adder circuit 13 via the buffer circuit 18 and the seventh output signal V output from the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15.IAre input to the second adder circuit 13 via the buffer circuit 18 and added. The buffer circuit 18 includes a voltage-current converter, and addition and subtraction are performed by current addition and current subtraction using the output current of the buffer circuit 18.
[0119]
Although not shown in FIG. 14, after the current subtraction and the current addition are performed by the first subtraction circuit 10 and the first addition circuit 11, the subtraction signal X1 and the addition signal X2 are converted into a voltage using, for example, a resistor and converted into a voltage. The third high amplitude accuracy phase shifter 14 and the fourth high amplitude accuracy phase shifter 15 are input.
[0120]
Such a broadband high-accuracy image suppression filter circuit has higher accuracy if the number of connection stages is increased.
[0121]
The main reason for using the buffer circuit 18 in the present embodiment is that the characteristics of the high amplitude accuracy phase shifter described in FIG.IThis is because the output side viewed from the output terminal is required to have high impedance. Furthermore, the buffer circuit 18 compensates for the loss in the high amplitude accuracy phase shifter, that is, the buffer circuit 18 has a gain, so that the noise characteristic deterioration can be reduced. The buffer circuit 18 can be easily realized by a commonly used differential circuit as shown in FIG.
[0122]
FIG. 15 shows a specific example of the broadband high-precision image suppression filter circuit shown in FIG. Although basically the same as the configuration of FIG. 14, a differential circuit configuration suitable for IC implementation is used. In FIG. 15, RL1, RL2Represents a load resistance used for converting the voltage-current converted current into a voltage. The phase shifter used in this configuration uses the high amplitude accuracy phase shifter shown in FIG.
[0123]
As shown in FIG. 15, the upper left side is the in-phase input signal + I.IN, -IINIs input, and the upper right is the quadrature input signal + QIN, -QINIs entered. First output signal IIIs the fourth output signal QQConnected and subtracted. Second output signal IQIs the fourth output signal + QIConnected and added. In this way, the subtraction signal X1 = II-QQAnd the addition signal X2 = IQ+ QIIs formed.
[0124]
Fifth output signal IIIs the eighth output signal QQConnected and subtracted. Sixth output signal IQIs the seventh output signal QIConnected and added. Thus, the subtraction result is the in-phase output signal IOUT, QOUTIs output.
[0125]
Although not shown in FIG. 15, the accuracy of the broadband high-accuracy image suppression filter circuit according to this figure is further improved by increasing the number of connection stages.
[0126]
FIG. 16A shows V of the high phase accuracy phase shifter described in FIG.INCapacitor CAC, resistor RL, current source IINAre connected. FIG. 16B shows the V of the high phase accuracy phase shifter described in FIG.INResistance RL, Current source IINAre connected and current driven.
[0127]
Driving the high phase accuracy phase shifter with current has the effect of increasing the gain of the phase shifter. By using this high gain, high phase accuracy phase shifter for the image suppression filter circuit shown in each of the above-described embodiments, the noise characteristics are improved.
[0128]
FIG. 17 is a configuration diagram of a transmission / reception system. According to this, on the reception (RX) side, the reception signal received by the antenna 20 is sent to the quadrature mixer (MIX1) 25 via the duplexer (DUP) 21, the bandpass filter (BPF) 23, and the low noise amplifier (LNA) 24. Entered. Here, the band-pass filter (BPF) 23 is intended to capture a signal in the vicinity of a desired band, and may be any filter that can reduce the image signal to some extent.
[0129]
Next, the output of the quadrature mixer (MIX1) 25 is input to the wideband image suppression filter circuit (IRSC) 26 described in each embodiment. The image signal included in the in-phase I / quadrature Q channel signal of the quadrature mixer (MIX1) 25 is reduced by the wideband image suppression filter circuit (IRSC) 26 and input to the next-stage quadrature mixer (MIX2) 27.
[0130]
In FIG. 18, one output of the broadband image suppression filter (IRSC) 26 (here, the in-phase output signal IOUTOnly to the next-stage quadrature mixer (MIX2) 27, and the other output (here, quadrature output signal QOUT) Is discarded. However, in some cases, both outputs can be used. The quadrature mixer (MIX2) 27 outputs the in-phase I / quadrature Q signal that has become the baseband signal to the A / D converter.
[0131]
Next, the transmission (TX) side will be described. First, the in-phase ICH and quadrature QCH signal of the baseband signal are converted into a desired IF signal by a quadrature modulator (QMOD1) 28 including a 90-degree phase shifter, a mixer, and an adder. This IF signal is input to the broadband image suppression filter circuit (IRSC) 29 described in each embodiment.
[0132]
The wideband image suppression filter circuit (IRSC) 29 is not used to remove the image signal, but uses the IF signal to generate an in-phase I / quadrature Q signal having a phase difference of 90 degrees over a wide band. Yes.
[0133]
This is because the in-phase output signal I shown in equations (6), (7), (10), (11), (18), (19), (26), and (27).OUTAnd quadrature output signal QOUTAs can be seen from the equation for obtaining the common-mode input signal I of the wideband image suppression filter circuit of each embodiment,INAnd quadrature input signal QINWhen one of the signals is input and the other is not input, the fact that signals having phases different from each other by 90 degrees are output is utilized.
[0134]
Next, the output of the broadband image suppression filter circuit (IRSC) 29 is input to a quadrature modulator (QMOD2) 30 to generate an RF signal without an image. The output RF signal is output to space via a power amplifier (PA) 31, a band pass filter (BPF) 32, a duplexer (DUP) 21, and the antenna 20.
[0135]
RF local oscillation signal LORF, IF local oscillation signal LOIFIs input to the reception in-phase I / quadrature Q mixer or the transmission quadrature modulator via a 90-degree phase shifter (π / 2). The wideband image suppression filter circuit described in each embodiment can also be used for this 90 degree phase shifter. In the drawing, the portion surrounded by a dotted line can be incorporated into one IC chip.
[0136]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can realize a highly accurate image suppression filter circuit over a wide band by cascading phase shifters via a subtraction circuit and an addition circuit. Further, by making this an IC, an external filter such as image suppression necessary for the wireless unit can be deleted, so that the wireless unit can be reduced in size and price.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a circuit diagram, an input frequency output amplitude characteristic diagram, and an input frequency output phase characteristic diagram of a high phase accuracy phase shifter.
FIG. 2 shows a circuit diagram, an input frequency output amplitude characteristic diagram, and an input frequency output phase characteristic diagram of a high phase accuracy phase shifter.
FIG. 3 is a block diagram of a high phase accuracy phase shifter.
FIG. 4 is a block diagram of a high amplitude accuracy phase shifter.
FIG. 5 is a circuit diagram of a wideband high-precision image suppression filter circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram of a wideband high-precision image suppression filter circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram of a wideband high-precision image suppression filter circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram of a wideband high-precision image suppression filter circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram of a broadband high-precision image suppression filter circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a buffer circuit diagram including a linearized operating circuit.
FIG. 11 is a circuit diagram suitable for integration of a wideband high-precision image suppression filter circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a circuit diagram of a broadband high-precision image suppression filter circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a circuit diagram suitable for integration of a wideband high-precision image suppression filter circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a circuit diagram of a broadband high-precision image suppression filter circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a circuit diagram suitable for integration of a wideband high-precision image suppression filter circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a circuit diagram of a high phase accuracy phase shifter with increased gain.
FIG. 17 is a block diagram of a transceiver using an image suppression filter circuit according to the present invention.
[Explanation of symbols]
6 ... 1st high phase accuracy phase shifter
7 ... Second high phase accuracy phase shifter
8 ... Third high phase accuracy phase shifter
9 ... Fourth high phase accuracy phase shifter
10: First subtractor
11: First adder
12 ... Second subtractor
13 ... second adder
14 ... Third high amplitude accuracy phase shifter
15 ... Fourth high amplitude accuracy phase shifter
16 ... 1st high amplitude precision phase shifter
17 ... Second high amplitude accuracy phase shifter
18 ... Buffer circuit
101 ... 1st terminal
102 ... 2nd terminal
103 ... Third terminal
104 ... 4th terminal
105 ... 1st resistance
106: First capacitor
107: Second resistance
108: Second capacitor

Claims (17)

同相入力信号を受け、第1出力信号およびこの第1出力信号に実質的に直交する位相成分を有する第2出力信号を出力する第1の高位相精度移相器と、
前記同相入力信号に実質的に直交する位相成分を有する直交入力信号を受け、第3出力信号およびこの第3出力信号に直交する位相成分を有する第4出力信号を出力する第2の高位相精度移相器と、
前記第1出力信号から前記第4出力信号を減算し、減算信号を出力する第1の減算器と、
前記第2出力信号と前記第3出力信号を加算し、加算信号を出力する第1の加算器と、
前記第1の高振幅精度移相器での損失を補うために前記第1出力信号および前記第4出力信号をそれぞれ前記第1の減算器へ出力する第1のバッファと、
前記第2の高振幅精度移相器での損失を補うために前記第2出力記号および前記第3出力信号をそれぞれ前記第1の加算器へ出力する第2のバッファ回路と、
前記減算信号を受け、第5出力信号およびこの第5出力信号に直交する位相成分を有する第6出力信号を出力する第3の高位相精度移相器と、
前記加算信号を受け、第7出力信号およびこの第7出力信号に直交する位相成分を有する第8出力信号を出力する第4の高位相精度移相器と、
前記第5出力信号から前記第8出力信号を減算し、減算結果を同位相出力信号として出力する第2の減算器と、
前記第6出力信号と前記第7出力信号を加算し、加算結果を直交出力信号として出力する第2の加算器と、
前記第3の高振幅精度移相器での損失を補うために前記第5出力信号および前記第8出力信号をそれぞれ前記第2の減算器へ出力する第3のバッファ回路と、
前記第4の高振幅精度移相器での損失を補うために前記第6出力信号および前記第7出力信号をそれぞれ前記第2の加算器へ出力する第4のバッファ回路と、
を具備するイメージ抑圧フィルタ回路。
Receiving the in-phase input signal, a first high phase accuracy phase shifter for outputting a second output signal having substantially quadrature phase component to the first output signal and the first output signal,
Second high phase accuracy for receiving a quadrature input signal having a phase component substantially orthogonal to the in-phase input signal and outputting a third output signal and a fourth output signal having a phase component orthogonal to the third output signal A phase shifter,
A first subtractor that subtracts the fourth output signal from the first output signal and outputs a subtracted signal;
A first adder that adds the second output signal and the third output signal and outputs an added signal;
A first buffer that outputs the first output signal and the fourth output signal to the first subtractor, respectively, to compensate for a loss in the first high amplitude accuracy phase shifter;
A second buffer circuit for outputting the second output symbol and the third output signal to the first adder, respectively, in order to compensate for the loss in the second high amplitude accuracy phase shifter;
A third high phase accuracy phase shifter that receives the subtraction signal and outputs a fifth output signal and a sixth output signal having a phase component orthogonal to the fifth output signal;
A fourth high phase accuracy phase shifter that receives the addition signal and outputs a seventh output signal and an eighth output signal having a phase component orthogonal to the seventh output signal;
A second subtractor that subtracts the eighth output signal from the fifth output signal and outputs a subtraction result as an in-phase output signal;
A second adder for adding the sixth output signal and the seventh output signal and outputting the addition result as an orthogonal output signal;
A third buffer circuit for outputting the fifth output signal and the eighth output signal to the second subtracter to compensate for the loss in the third high amplitude accuracy phase shifter;
A fourth buffer circuit for outputting the sixth output signal and the seventh output signal to the second adder in order to compensate for the loss in the fourth high amplitude accuracy phase shifter;
An image suppression filter circuit comprising:
前記バッファ回路は、利得を持っている請求項1記載のイメージ抑圧フィルタ回路。The image suppression filter circuit according to claim 1, wherein the buffer circuit has a gain. 前記バッファ回路は、利得が1以上である、請求項1記載のイメージ抑圧フィルタ回路。The image suppression filter circuit according to claim 1, wherein the buffer circuit has a gain of 1 or more. 前記バッファ回路は、差動回路構成をした電庄電流変換回路により構成され、前記加算器或いは前記減算器は電流モードで加算或いは減算を行なう請求項1記載のイメージ抑圧フィルタ回路。The image suppression filter circuit according to claim 1, wherein the buffer circuit is configured by an electrical current conversion circuit having a differential circuit configuration, and the adder or the subtracter performs addition or subtraction in a current mode. 前記第1の高位相精度移相器および第2の高位相精度移相器は同じ回路構成を有する請求項1記載のイメージ抑圧フィルタ回路。2. The image suppression filter circuit according to claim 1, wherein the first high phase accuracy phase shifter and the second high phase accuracy phase shifter have the same circuit configuration. 前記第3の高位相精度移相器および第4の高位相精度移相器は同じ回路構成を有する請求項1記載のイメージ抑圧フィルタ回路。The image suppression filter circuit according to claim 1, wherein the third high phase accuracy phase shifter and the fourth high phase accuracy phase shifter have the same circuit configuration. 前記第1の高位相精度移相器、前記第2の高位相精度移相器、前記第3の高位相精度移相器及び前記第4の高位相精度移相器の各々は、第1の抵抗と、前記第1の抵抗の一端に接続された第1端と、
前記第1端に接続された一端を有する第1のキャパシタと、
前記第1のキャパシタの他端に接続された第2端と、
前記第2端に接続される一端を有する第2の抵抗と、
前記第2の抵抗の他端に接続された第3端と、
前記第3端に接続された一端を有する第2のキャパシタと、
前記第2のキャパシタの他端に接続された第4端とを有し、
前記第4端と前記第1の抵抗の他端とが接続されたブリッジ回路により構成され、
前記第1の移相器は、前記同相入力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第1出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端の電位として出力し、前記第2出力信号を前記ブリッジ回路の前記第1端の電位として出力し、
前記第2の高位相精度移相器は、前記直交入力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第3出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端の電位として出力し、前記第4出力信号を前記ブリッジ回路の前記第1端の電位として出力し、
前記第3の高位相精度移相器は、前記減算信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第5出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端の電位として出力し、前記第6出力信号を前記ブリッジ回路の前記第1端の電位として出力し、
前記第4の高位相精度移相器は、前記加算信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第7出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端の電位として出力し、前記第8出力信号を前記ブリッジ回路の前記第1端の電位として出力する請求項1のイメージ抑圧フィルタ回路。
Each of the first high phase accuracy phase shifter, the second high phase accuracy phase shifter, the third high phase accuracy phase shifter, and the fourth high phase accuracy phase shifter includes: A resistor and a first end connected to one end of the first resistor;
A first capacitor having one end connected to the first end;
A second end connected to the other end of the first capacitor;
A second resistor having one end connected to the second end;
A third end connected to the other end of the second resistor;
A second capacitor having one end connected to the third end;
A fourth end connected to the other end of the second capacitor;
A bridge circuit in which the fourth end and the other end of the first resistor are connected;
The first phase shifter receives the in-phase input signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and uses the first output signal as a potential of the third end of the bridge circuit. Output the second output signal as the potential of the first end of the bridge circuit;
The second high phase accuracy phase shifter receives the quadrature input signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the third output signal at the third end of the bridge circuit. And output the fourth output signal as the potential of the first end of the bridge circuit,
Said third high phase accuracy phase shifter receives the subtraction signal as a potential difference between the fourth and second ends of said bridge circuit, said fifth output signal of said third end of said bridge circuit Output as a potential, and output the sixth output signal as the potential of the first end of the bridge circuit,
The fourth high phase accuracy phase shifter receives the addition signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the seventh output signal of the third end of the bridge circuit. 2. The image suppression filter circuit according to claim 1, wherein the image suppression filter circuit outputs the eighth output signal as a potential of the first terminal of the bridge circuit.
前記第1の高位相精度移相器、前記第2の高位相精度移相器、前記第3の高位相精度移相器及び前記第4の高位相精度移相器の各々は、
第1の抵抗と、
前記第1の抵抗の一端に接続された第1端と、
前記第1端に接続された一端を有する第1のキャパシタと、
前記第1のキャパシタの他端に接続された第2端と、
前記第2端に接続された一端を有する第2の抵抗と、
前記第2の抵抗の他端に接続された第3端と、
前記第3端に接続された一端を有する第2のキャパシタと、
前記第2のキャパシタの他端に接続された第4端とを有し、
前記第4端と前記第1の抵抗の他端とが接続されたブリッジ回路を具備し、
前記第1の高位相精度移相器は、前記同相入力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第1出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端の電位として出力し、前記第2出力信号を前記ブリッジ回路の前記第1端の電位として出力し、
前記第2の高位相精度移相器は、前記直交入力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第3出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端の電位として出力し、前記第4の出力信号を前記ブリッジ回路の前記第1端の電位として出力し、
前記第3の高位相精度移相器は、前記減算信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第5出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端及び前記第1端間の電位差として出力し、前記第6出力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として出力し、前記第4の高位相精度移相器は、前記加算信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第7出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端及び前記第1端間の電位差として出力し、前記第8出力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として出力する請求項1、5または6記載のイメージ抑圧フィルタ回路。
Each of the first high phase accuracy phase shifter, the second high phase accuracy phase shifter, the third high phase accuracy phase shifter, and the fourth high phase accuracy phase shifter,
A first resistor;
A first end connected to one end of the first resistor;
A first capacitor having one end connected to the first end;
A second end connected to the other end of the first capacitor;
A second resistor having one end connected to the second end;
A third end connected to the other end of the second resistor;
A second capacitor having one end connected to the third end;
A fourth end connected to the other end of the second capacitor;
A bridge circuit in which the fourth end and the other end of the first resistor are connected;
The first high phase accuracy phase shifter receives the in-phase input signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the first output signal at the third end of the bridge circuit. Output the second output signal as the potential of the first end of the bridge circuit,
The second high phase accuracy phase shifter receives the quadrature input signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the third output signal at the third end of the bridge circuit. Output the fourth output signal as the potential of the first end of the bridge circuit,
The third high phase accuracy phase shifter receives the subtraction signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the fifth output signal from the third end of the bridge circuit and Output as a potential difference between the first ends, output the sixth output signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, the fourth high phase accuracy phase shifter, The addition signal is received as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and the seventh output signal is output as a potential difference between the third end and the first end of the bridge circuit, The image suppression filter circuit according to claim 1, 5 or 6 that outputs eight output signals as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit.
前記第1の高位相精度移相器、前記第2の高位相精度移相器、前記第3の高位相精度移相器及び前記第4の高位相精度移相器の各々は、
第1の抵抗と、
前記第1の抵抗の一端に接続された第1端と、
前記第1端に接続された一端を有する第1のキャパシタと、
前記第1のキャパシタの他端に接続された第2端と、
前記第2端に接続された一端を有する第2の抵抗と、
前記第2の抵抗の他端に接続された第3端と、
前記第3端に接続された一端を有する第2のキャパシタと、
前記第2のキャパシタの他端に接続された第4端とを有し、
前記第4端と前記第1の抵抗の他端とが接続されたブリッジ回路を具備し、
前記第1の高位相精度移相器は、前記同相入力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第1出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端及び前記第1端間の電位差として出力し、前記第2出力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として出力し、
前記第2の高位相精度移相器は、前記直交入力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第3出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端及び前記第1端間の電位差として出力し、前記第4出力信号は前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として出力し、
前記第3の高位相精度移相器は、前記減算信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第5出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端の電位として出力し、前記第6出力信号を前記ブリッジ回路の前記第1端の電位として出力し、
前記第4の高位相精度移相器は、前記加算信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第7出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端の電位として出力され、前記第8出力信号は前記ブリッジ回路の前記第1端の電位として出力する請求項1のイメージ抑圧フィルタ回路。
Each of the first high phase accuracy phase shifter, the second high phase accuracy phase shifter, the third high phase accuracy phase shifter, and the fourth high phase accuracy phase shifter,
A first resistor;
A first end connected to one end of the first resistor;
A first capacitor having one end connected to the first end;
A second end connected to the other end of the first capacitor;
A second resistor having one end connected to the second end;
A third end connected to the other end of the second resistor;
A second capacitor having one end connected to the third end;
A fourth end connected to the other end of the second capacitor;
A bridge circuit in which the fourth end and the other end of the first resistor are connected;
The first high phase accuracy phase shifter receives the in-phase input signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the first output signal at the third end of the bridge circuit. And outputting the second output signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit,
The second high phase accuracy phase shifter receives the quadrature input signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the third output signal at the third end of the bridge circuit. And the fourth output signal is output as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit,
Said third high phase accuracy phase shifter receives the subtraction signal as a potential difference between the fourth and second ends of said bridge circuit, said fifth output signal of said third end of said bridge circuit Output as a potential, and output the sixth output signal as the potential of the first end of the bridge circuit,
The fourth high phase accuracy phase shifter receives the addition signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the seventh output signal of the third end of the bridge circuit. The image suppression filter circuit according to claim 1, wherein the image suppression filter circuit is output as a potential, and the eighth output signal is output as a potential of the first end of the bridge circuit.
前記第1の高位相精度移相器、前記第2の高位相精度移相器、前記第3の高位相精度移相器及び前記第4の高位相精度移相器は、
第1の抵抗と、
前記第1の抵抗の一端に接続された第1端と、
前記第1端に接続された一端を有する第1のキャパシタと、
前記第1のキャパシタの他端に接続された第2端と前記第2端に接続された一端を有する第2の抵抗と、
前記第2の抵抗の他端に接続された第3端と、
前記第3端に接続された一端を有する第2のキャパシタと、
前記第2のキャパシタの他端に接続された第4端と、
前記第4端とを有し、前記第1の抵抗の他端とが接続されたブリッジ回路を具備し、
前記第1の高位相精度移相器は、前記同相入力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第1出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端及び前記第1端間の電位差として出力し、前記第2出力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として出力し、
前記第2の高位相精度移相器は、前記直交入力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第3出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端及び前記第1端間の電位差として出力し、前記第4出力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として出力し、
前記第3の高位相精度移相器は、前記減算信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として受け、前記第5出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端及び前記第1端間の電位差として出力し、前記第6出力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として出力し、
前記第4の高位相精度移相器は、前記加算信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として入力し、前記第7出力信号を前記ブリッジ回路の前記第3端及び前記第1端間の電位差として出力し、前記第8出力信号を前記ブリッジ回路の前記第4端及び前記第2端間の電位差として出力する請求項1、5または6記載のイメージ抑圧フィルタ回路。
The first high phase accuracy phase shifter, the second high phase accuracy phase shifter, the third high phase accuracy phase shifter, and the fourth high phase accuracy phase shifter are:
A first resistor;
A first end connected to one end of the first resistor;
A first capacitor having one end connected to the first end;
A second resistor having a second end connected to the other end of the first capacitor and one end connected to the second end;
A third end connected to the other end of the second resistor;
A second capacitor having one end connected to the third end;
A fourth end connected to the other end of the second capacitor;
A bridge circuit having the fourth end and connected to the other end of the first resistor;
The first high phase accuracy phase shifter receives the in-phase input signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the first output signal at the third end of the bridge circuit. And outputting the second output signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit,
The second high phase accuracy phase shifter receives the quadrature input signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the third output signal at the third end of the bridge circuit. And output the fourth output signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit,
The third high phase accuracy phase shifter receives the subtraction signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and receives the fifth output signal from the third end of the bridge circuit and Outputting as a potential difference between the first ends, outputting the sixth output signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit;
The fourth high phase accuracy phase shifter inputs the addition signal as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit, and inputs the seventh output signal to the third end of the bridge circuit. 7. The image suppression filter circuit according to claim 1, wherein the output signal is output as a potential difference between the first end and the eighth output signal is output as a potential difference between the fourth end and the second end of the bridge circuit. .
同相入力信号を受け、第1出力信号およびこの第1出力信号に実質的に直交する位相成分を有する第2出力信号を出力する第1の高位相精度移相器と、
前記同相入力信号に実質的に直交する位相成分を有する直交入力信号を受け、第3出力信号およびこの第3出力信号に直交する位相成分を有する第4出力信号を出力する第2の高位相精度移相器と、
前記第1出力信号から前記第4出力信号を減算し、減算信号を出力する第1の減算器と、
前記第2出力信号と前記第3出力信号を加算し、加算信号を出力する第1の加算器と、
前記第1出力信号及び前記第4出力信号をそれぞれ前記第1の減算器に入力するバッファと、
前記第2出力記号及び前記第3出力信号をそれぞれ前記第1の加算器に入力するバッファ回路と、
により構成される前段移相器と、
前記減算信号を受け、第5出力信号およびこの第5出力信号に直交する位相成分を有する第6出力信号を出力する第3の高位相精度移相器と、
前記加算信号を受け、第7出力信号およびこの第7出力信号に直交する位相成分を有する第8出力信号を出力する第4の高位相精度移相器と、
前記第5出力信号から前記第8出力信号を減算し、減算結果を同位相出力信号として出力する第2の減算器と、
前記第6出力信号と前記第7出力信号を加算し、加算結果を直交出力信号として出力する第2の加算器と、
前記第5出力信号及び前記第8出力信号をそれぞれ前記第2の減算器に入力するバッファ回路と、
前記第6出力信号及び前記第7出力信号をそれぞれ前記第2の加算器に入力するバッファ回路と、
を各々が具備する複数の後段移相器と、を備えるイメージ抑圧フィルタ回路。
Receiving the in-phase input signal, a first high phase accuracy phase shifter for outputting a second output signal having substantially quadrature phase component to the first output signal and the first output signal,
Second high phase accuracy for receiving a quadrature input signal having a phase component substantially orthogonal to the in-phase input signal and outputting a third output signal and a fourth output signal having a phase component orthogonal to the third output signal A phase shifter,
A first subtractor that subtracts the fourth output signal from the first output signal and outputs a subtracted signal;
A first adder that adds the second output signal and the third output signal and outputs an added signal;
A buffer for inputting each of the first output signal and the fourth output signal to the first subtractor;
A buffer circuit for inputting the second output symbol and the third output signal to the first adder;
A pre-stage phase shifter configured by:
A third high phase accuracy phase shifter that receives the subtraction signal and outputs a fifth output signal and a sixth output signal having a phase component orthogonal to the fifth output signal;
A fourth high phase accuracy phase shifter that receives the addition signal and outputs a seventh output signal and an eighth output signal having a phase component orthogonal to the seventh output signal;
A second subtractor that subtracts the eighth output signal from the fifth output signal and outputs a subtraction result as an in-phase output signal;
A second adder for adding the sixth output signal and the seventh output signal and outputting the addition result as an orthogonal output signal;
A buffer circuit for inputting each of the fifth output signal and the eighth output signal to the second subtractor;
A buffer circuit for inputting each of the sixth output signal and the seventh output signal to the second adder;
A plurality of subsequent phase shifters, each of which includes an image suppression filter circuit.
前記バッファ回路は、利得を持っている請求項11記載のイメージ抑圧フィルタ回路。The image suppression filter circuit according to claim 11, wherein the buffer circuit has a gain. 前記バッファ回路は、利得が1以上である、請求項11記載のイメージ抑圧フィルタ回路。The image suppression filter circuit according to claim 11, wherein the buffer circuit has a gain of 1 or more. 前記第1の高位相精度移相器および第2の高位相精度移相器は同じ回路構成を有する請求項11記載のイメージ抑圧フィルタ回路。12. The image suppression filter circuit according to claim 11, wherein the first high phase accuracy phase shifter and the second high phase accuracy phase shifter have the same circuit configuration. 前記第3の高位相精度移相器および第4の高位相精度移相器は同じ回路構成を有する請求項11記載のイメージ抑圧フィルタ回路。12. The image suppression filter circuit according to claim 11, wherein the third high phase accuracy phase shifter and the fourth high phase accuracy phase shifter have the same circuit configuration. 入力信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の増幅信号が入力され、同相信号と前記同相信号に対して直交する直交信号とを出力する入力側ミキサと、
前記同相信号に対応する同相入力信号と前記直交信号に対応する直交入力信号とを入力され、同相出力信号を出力する請求項1記載のイメージ抑圧フィルタ回路と、
前記イメージ抑圧フィルタ回路の前記同相出力信号を同相受信信号と直交受信信号に変換する出力側ミキサと、
で構成される受信機。
An amplifier for amplifying the input signal;
An input mixer that receives the amplified signal of the amplifier and outputs an in-phase signal and a quadrature signal orthogonal to the in-phase signal;
The image suppression filter circuit according to claim 1, wherein an in-phase input signal corresponding to the in-phase signal and a quadrature input signal corresponding to the quadrature signal are input and an in-phase output signal is output.
An output-side mixer that converts the in-phase output signal of the image suppression filter circuit into an in-phase received signal and a quadrature received signal;
Receiver composed of.
送信用同相信号および送信用直交信号を中間周波数信号に変換する第1の直交変調器と、
前記中間周波数信号に基づいて、同相出力信号および前記同相出力信号に対して直交する直交出力信号を生成する請求項1記載のイメージ抑圧フィルタ回路と、
前記同相出力信号および前記直交出力信号を無線周波数信号に変換する第2の直交変調器と、
により構成される送信機。
A first quadrature modulator that converts the in-phase signal for transmission and the quadrature signal for transmission into an intermediate frequency signal;
The image suppression filter circuit according to claim 1, which generates an in-phase output signal and a quadrature output signal orthogonal to the in-phase output signal based on the intermediate frequency signal;
A second quadrature modulator for converting the in-phase output signal and the quadrature output signal into a radio frequency signal;
Transmitter composed of.
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