JP4393544B2 - ミキサ回路及びこれを用いた無線通信装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1は、本発明の基本的な第1の実施形態に従うダブルバランス型ミキサ回路を示している。このミキサ回路では、高周波の差動入力電圧信号、すなわち第1及び第2入力端子Vin1及びVin2に入力される正相入力電圧信号及び逆相入力電圧信号と、差動ローカル信号、すなわち第1及び第2ローカル端子LOin1及びLOin2に入力される正相ローカル信号および逆相ローカル信号との乗算が行われる。これにより、出力端子Out1及びOut2から上記乗算の結果に対応する正相出力信号及び逆相出力信号が出力される。
入力端子Vin1及びVin2から高周波の差動入力信号電圧は、入力段の電圧−電流変換器101によって差動電流信号に変換され、スイッチング回路102に入力される。スイッチング回路102では、ローカル端子LOin1及びLOin2から入力される差動ローカル信号によって電圧−電流変換器101からの差動電流信号がスイッチングされ、低周波に周波数変換された差動出力電流信号が生成される。
次に、図1のミキサ回路をより具体化した第2の実施形態について図2、図3及び図4を用いて説明する。図2に示すミキサ回路では、図1に示した入力段の電圧−電流変換器101と負荷回路103及びインピーダンス素子104が具体的に示されている。
図5は、本発明の第3の実施形態に従うミキサ回路を示しており、図1中に示したインピーダンス素子104として差動伝送線路106が用いられている。言い換えれば、図2中に示した単相の伝送線路105が差動伝送線路106に置き換えられている。差動伝送線路106は、図2中に示した伝送線路105と同様にU字型の形状を有しているが、対向する線路間の距離が伝送線路105に比較して小さく、同線路間の結合により同相信号成分に対する特性インピーダンスと差動信号成分に対する特性インピーダンス異なる値を示す。
図6は、本発明の第4の実施形態に従うミキサ回路であり、図1中に示したインピーダンス素子104として差動型インダクタ107が用いられている。言い換えれば、図2中に示した単相の伝送線路105が差動型インダクタ107に置き換えられている。差動型インダクタ107は中点端子を有し、中点端子の両側に互いに逆向きのコイルL1及びL2が配置される。さらに、差動型インダクタ107の中点端子と定電位点(ここではグラウンドGND)との間にバイパスキャパシタ108が接続される。
図7に示す受信機において、アンテナ201によって受信されたRF信号は、低雑音増幅器(LNA)202により増幅された後、直交復調器203に入力され、互いに直交する2つの受信ベースバンド信号(I信号及びQ信号)が生成される。受信ベースバンド信号は、フィルタ208及び209を経てアナログ−デジタル変換器とDSP(ディジタル・シグナルプロセッサ)を含むベースバンド処理部210によって処理され、元のデータ信号が復号・再生される。
一方、図8に示す送信機においては、ベースバンド信号処理部301によって送信すべきデータ信号に従って送信ベースバンド信号(I信号及びQ信号)が生成される。送信ベースバンド信号は直交変調器302によって直交復調がなされることにより送信RF信号が生成される。送信RF信号はフィルタ307を介して電力増幅器(PA)308により増幅された後、アンテナ309から送信される。
LOin1及びLOin2・・・ローカル端子
Out1及びOut2・・・出力端子
101・・・電圧−電流変換器
102・・・スイッチング回路
103・・・負荷回路
104・・・インピーダンス素子
105・・・伝送線路
106・・・差動型伝送線路
107・・・差動型インダクタ
108・・・バイパスキャパシタ
111,112・・・電流源
Claims (11)
- 第1入力端子及び第2入力端子に入力される正相入力電圧信号及び逆相入力電圧信号を正相電流信号及び逆相電流信号に変換する電圧−電流変換器と;
前記正相電流信号及び逆相電流信号を受ける第1共通端子及び第2共通端子と正相ローカル信号及び逆相ローカル信号を受ける第1ローカル端子及び第2ローカル端子を有し、前記正相電流信号及び逆相電流信号を前記正相ローカル信号及び逆相ローカル信号に応じてスイッチングして正相出力電流信号及び逆相出力電流信号を生成するスイッチング回路と;
前記第1共通端子と前記第2共通端子との間に接続され、前記正相電流信号及び逆相電流信号間の差動信号成分に対して相対的に高いインピーダンスを持ち、前記正相電流信号及び逆相電流信号間の同相信号成分に対して相対的に低いインピーダンスを持つインピーダンス素子と;を具備するミキサ回路。 - 前記第1共通端子及び第2共通端子にそれぞれ接続された第1電流源及び第2電流源をさらに具備する請求項1記載のミキサ回路。
- 前記インピーダンス素子は、前記正相入力電圧信号と前記逆相入力電圧信号との間の同相信号成分に対しては前記同相信号成分の波長の4分の1の長さを持つ1つのオープンスタブとして機能し、前記正相入力電圧信号と前記逆相入力電圧信号との間の差動信号成分に対しては前記差動信号成分の波長の4分の1の長さをそれぞれ持つ2つのショートスタブとして機能する伝送線路を含む請求項1または2のいずれか1項記載のミキサ回路。
- 前記インピーダンス素子は、前記正相入力電圧信号及び逆相入力電圧信号の周波数において前記第1共通端子及び第2共通端子に存在する寄生容量と共振を生じるインダクタンスを有する伝送線路を含む請求項1または2のいずれか1項記載のミキサ回路。
- 前記インピーダンス素子は、前記差動信号成分及び同相信号成分に対して異なる特性インピーダンスを持つ伝送線路を含む請求項1または2のいずれか1項記載のミキサ回路。
- 前記インピーダンス素子は、中点端子を有する差動型インダクタ及び前記中点端子と定電位点との間に接続されたキャパシタを含む請求項1または2のいずれか1項記載のミキサ回路。
- 前記差動型インダクタは、前記正相入力電圧信号及び逆相入力電圧信号の周波数において前記スイッチング回路に比べて十分に高いインピーダンスを有する請求項6記載のミキサ回路。
- 前記差動型インダクタは、前記正相入力電圧信号及び逆相入力電圧信号の周波数において前記第1共通端子及び第2共通端子に存在する寄生容量と共振を生じるインダクタンスを有する請求項6記載のミキサ回路。
- 前記正相出力電流信号及び逆相出力電流信号に対して電流−電圧変換を行って正相出力電圧信号及び逆相出力電圧信号を次段回路へ伝達する負荷回路をさらに具備する請求項1または2のいずれか1項記載のミキサ回路。
- 前記正相出力電流信号及び逆相出力電流信号を次段回路の入力インピーダンスより高いインピーダンスで前記次段回路へ伝達する負荷回路をさらに具備する請求項1または2のいずれか1項記載のミキサ回路。
- 請求項1または2のいずれか1項記載のミキサ回路を用いた周波数変換器、直交変調器及び直交復調器の少なくとも一つ含む無線通信装置。
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