JP5458534B2 - 低周波透過回路、通信回路、通信方法、通信回路のレイアウト方法 - Google Patents
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Description
インダクタ素子を有する低周波透過フィルタと、
前記低周波透過フィルタに縦続接続され、前記低周波透過フィルタが透過から遮断へ遷移する周波数近傍かつ透過周波数域内に利得の盛り上がりを有する増幅器と、を備える低周波透過回路である。
受信信号を選別する受信用の低周波透過回路と、
送信信号の不要信号を除去する送信用の低周波透過回路とを備え、
前記受信用及び送信用の低周波透過回路のうち少なくともいずれか一方は、
インダクタ素子を有する低周波透過フィルタと、
前記低周波透過フィルタに縦続接続され、前記低周波透過フィルタが透過から遮断へ遷移する周波数近傍かつ透過周波数域内に利得の盛り上がりを有する増幅器と、を含むことを特徴とする通信回路である。
受信用の低周波透過回路を介して受信信号を選別するステップと、
送信用の低周波透過回路を介して送信信号の不要信号を除去するステップとを含み、
前記受信用及び送信用の低周波透過回路のうち少なくともいずれか一方は、
インダクタ素子を有する低周波透過フィルタと、
前記低周波透過フィルタに縦続接続され、前記低周波透過フィルタが透過から遮断へ遷移する周波数近傍かつ透過周波数域内に利得の盛り上がりを有する増幅器と、を含むことを特徴とする通信方法である。
受信ミキサと送信ミキサとの間に局所発振器を配置し、
送信信号デジタル/アナログ変換部を前記受信ミキサと対向して配置し、
受信信号アナログ/デジタル変換部を前記送信ミキサと対向して配置し、
前記送信信号デジタル/アナログ変換部と受信信号アナログ/デジタル変換部との間に、送信用と受信用とが兼用された低周波透過回路を配置し、
前記低周波透過回路は、
インダクタ素子を有する低周波透過フィルタと、
前記低周波透過フィルタに縦続接続され、前記低周波透過フィルタが透過から遮断へ遷移する周波数近傍かつ透過周波数域内に利得の盛り上がりを有する増幅器と、を含むことを特徴とする通信回路のレイアウト方法である。
次に、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る低周波透過回路を示すブロック図である。図1に示すように、実施の形態に係る低周波透過回路は、2端子対増幅器100及び2端子対低周波フィルタ101を備える。そして、両者が縦続接続されている。もちろん、図2に示すように、1端子対増幅器100及び1端子対低周波フィルタ101から構成することもできる。また、2端子対増幅器100は、図3に示すように、2つの高周波透過フィルタ(HPF:High-Pass Filter)HPF1及びHPF2を備えており、2つ出力信号をそれぞれフィードバックしている。
図23の低周波透過フィルタ101は、2つのインダクタ素子L11、L12及び1つの容量素子C11を備え、2つのインダクタ素子L11及びL12の一方の端子同士が、容量素子C11を介して接続されている。
図24の低周波透過フィルタ101は、インダクタ素子L11及び容量素子C11を備え、インダクタ素子L11が容量素子C11を介して接地されている。
図26の低周波透過フィルタ101は、図23の低周波透過フィルタ101と比較して、2つのインダクタ素子L11、L12のそれぞれに並列接続された容量素子C13、C14をさらに備えている。
図27の低周波透過フィルタ101は、図24の低周波透過フィルタ101と比較して、インダクタ素子L11に並列接続された容量素子C13をさらに備えている。
図29の低周波透過フィルタ101は、図23の低周波透過フィルタ101と比較して、2つのインダクタ素子L11、L12の他方の端子同士も容量素子C15を介して接続されている。
図30の低周波透過フィルタ101は、図24の低周波透過フィルタ101と比較して、インダクタ素子L11の他方の端子も容量素子C15を介して接地されている。
図32の低周波透過フィルタ101は、図29の低周波透過フィルタ101と比較して、インダクタ素子L11、L12のそれぞれに並列接続された容量素子C13、C14をさらに備えている。
図33の低周波透過フィルタ101は、図30の低周波透過フィルタ101と比較して、インダクタ素子L11に並列接続された容量素子C13をさらに備えている。
図35の低周波透過フィルタ101は、4つのインダクタ素子L11〜14及び1つの容量素子C15を備えている。直列接続されたインダクタ素子L11とL13との間のノードと、直列接続されたインダクタ素子L12とL14との間のノードとが、容量素子C15を介して接続されている。
図36の低周波透過フィルタ101は、直列接続された2つのインダクタ素子L11、L13及び容量素子C15を備え、インダクタ素子L11とL13との間のノードが容量素子C15を介して接地されている。
図38の低周波透過フィルタ101は、図35の低周波透過フィルタ101と比較して、4つのインダクタ素子L11〜14のそれぞれに並列接続された容量素子C13、C14、C17、C18をさらに備えている。
図39の低周波透過フィルタ101は、図36の低周波透過フィルタ101と比較して、2つのインダクタ素子L11、L13のそれぞれに並列接続された容量素子C13、C17をさらに備えている。
図41の低周波透過フィルタ101は、図35の低周波透過フィルタ101と比較して、2つのインダクタ素子L11、L12の他方の端子同士も容量素子C11を介して接続されている。また、2つのインダクタ素子L13、L14の他方の端子同士も容量素子C19を介して接続されている。
図42の低周波透過フィルタ101は、図36の低周波透過フィルタ101と比較して、インダクタ素子L11の他方の端子も容量素子C11を介して接地されている。また、インダクタ素子L13の他方の端子も容量素子C19を介して接地されている。
図44の低周波透過フィルタ101は、図41の低周波透過フィルタ101と比較して、4つのインダクタ素子L11〜14のそれぞれに並列接続された4つの容量素子C13、C14、C17、C18をさらに備えている。
図45の低周波透過フィルタ101は、図42の低周波透過フィルタ101と比較して、2つのインダクタ素子L11、L13のそれぞれに並列接続された2つの容量素子C13、C17をさらに備えている。
図47の低周波透過フィルタ101は、図35の低周波透過フィルタ101と比較して、2つのインダクタ素子L15、L16及び容量素子C19をさらに備える。直列接続されたインダクタ素子L13とL15との間のノードと、直列接続されたインダクタ素子L14とL16との間のノードとが、容量素子C19を介して接続されている。
図48の低周波透過フィルタ101は、図36の低周波透過フィルタ101と比較して、インダクタ素子L15及び容量素子C19をさらに備える。直列接続されたインダクタ素子L13とL15との間のノードが、容量素子C19を介して接地されている。
図50の低周波透過フィルタ101は、図47の低周波透過フィルタ101と比較して、6つのインダクタ素子L11〜16のそれぞれに並列接続された6つの容量素子C13、C14、C17、C18、C21、C22をさらに備えている。
図51の低周波透過フィルタ101は、図48の低周波透過フィルタ101と比較して、3つのインダクタ素子L11、L13、L15のそれぞれに並列接続された3つの容量素子C13、C17、C21をさらに備えている。
図53の低周波透過フィルタ101は、図47の低周波透過フィルタ101と比較して、2つのインダクタ素子L11、L12の他方の端子同士も容量素子C11を介して接続されている。また、2つのインダクタ素子L15、L16の他方の端子同士も容量素子C23を介して接続されている。
図54の低周波透過フィルタ101は、図48の低周波透過フィルタ101と比較して、インダクタ素子L11の他方の端子も容量素子C11を介して接地されている。また、インダクタ素子L15の他方の端子も容量素子C23を介して接地されている。
図56の低周波透過フィルタ101は、図53の低周波透過フィルタ101と比較して、6つのインダクタ素子L11〜16のそれぞれに並列接続された6つの容量素子C13、C14、C17、C18、C21、C22をさらに備えている。
図57の低周波透過フィルタ101は、図54の低周波透過フィルタ101と比較して、3つのインダクタ素子L11、L13、L15のそれぞれに並列接続された3つの容量素子C13、C17、C21をさらに備えている。
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図58は実施の形態2に係る通信回路を示すブロック図である。この通信回路は、受信用低周波透過回路200a、送信用低周波透過回路200b、受信増幅器201a、送信増幅器201b、受信ミキサ202a、送信ミキサ202b、可変増幅器203、アナログ/デジタル(A/D)コンバータ204、デジタル/アナログ(D/A)コンバータ205、局所発振器(LO:Local Oscillator)206を備える。この通信回路は、情報通信の送信・受信を行う無線回路であって、送信側と受信側とに、それぞれ実施の形態1に係る低周波透過回路200a、200bを備えている。
100 増幅器
101 低周波透過フィルタ
200、200a、200b 低周波透過回路
201a、201b 増幅器
202a、202b ミキサ
203 可変増幅器
204 アナログ/デジタルコンバータ
205 デジタル/アナログコンバータ
206 局所発振器
301 受信増幅ミキサ部
302 送信増幅ミキサ部
303 受信信号アナログ/デジタルコンバータ部
C1〜C4、C11〜C24 容量素子
HPF1〜HPF4 ハイパスフィルタ
IN1、IN2、LPF_IN1、LPF_IN2 入力端子
L1、L2、L11〜L16 インダクタ素子
NM1〜NM5 NチャネルMOSトランジスタ
OUT1、OUT2、AMP_OUT1、AMP_OUT2 出力端子
PM1、PM2 PチャネルMOSトランジスタ
R1〜R6 抵抗素子
T5〜T8 バイアス端子
ZL1、ZL2 出力負荷
Claims (25)
- インダクタ素子を有する低周波透過フィルタと、
前記低周波透過フィルタに縦続接続され、前記低周波透過フィルタが透過から遮断へ遷移する周波数近傍かつ透過周波数域内に利得の盛り上がりを有する増幅器と、を備え、
前記増幅器は、2つの入力信号の電位差に応じて、当該電位差を増幅し出力差動信号として出力する差動増幅器であり、
前記増幅器は、
前記出力差動信号が出力される第1及び第2の出力端子と、
前記第2の出力端子に接続され、前記出力差動信号のうち一方を入力して高周波成分を選択的に透過させるとともに、透過後の信号を前記増幅器内にフィードバックする第1のハイパスフィルタと、
前記第1の出力端子に接続され、前記出力差動信号のうち他方を入力して高周波成分を選択的に透過させるとともに、透過後の信号を前記増幅器内にフィードバックする第2のハイパスフィルタと、を備える低周波透過回路。 - 前記増幅器は、
前記入力信号の一方が供給されるゲートを有する第1の駆動トランジスタと、
前記入力信号の他方が供給されるゲートを有し、前記第1の駆動トランジスタと共に差動対を構成する第2の駆動トランジスタと、
前記第1の駆動トランジスタのソース・ドレイン経路及び前記第1の出力端子が接続された配線上に配置され、前記第1の駆動トランジスタを流れるドレイン電流を調整可能な第1の制御端子を有する第1の回路と、
前記第2の駆動トランジスタのソース・ドレイン経路及び前記第2の出力端子が接続された配線上に配置され、前記第2の駆動トランジスタを流れるドレイン電流を調整可能な第2の制御端子を有する第2の回路と、を備え、
前記第1のハイパスフィルタは、前記第2の出力端子と前記第1の制御端子の間に接続され、前記出力差動信号のうち一方を入力するとともに、透過後の信号を前記第1の制御端子の制御電位としてフィードバックし、
前記第2のハイパスフィルタは、前記第1の出力端子と前記第2の制御端子の間に接続され、前記出力差動信号のうち他方を入力するとともに、透過後の信号を前記第2の制御端子の制御電位としてフィードバックする、請求項1に記載の低周波透過回路。 - 前記第1の回路は、前記第1の駆動トランジスタのドレイン及び電源電位の間に接続される一対の端子と、前記第1の制御端子とを有する三端子の第1の出力負荷を含み、
前記第2の回路は、前記第2の駆動トランジスタのドレイン及び前記電源電位の間に接続される一対の端子と、前記第2の制御端子とを有する三端子の第2の出力負荷を含む、請求項2記載の低周波透過回路。 - 前記第1の回路は、
ゲートが前記第1の制御端子であり、ソースが前記第1の駆動トランジスタのドレインに接続され、ドレインが前記第1の出力端子に接続される第1のカスコードトランジスタと、
一方の端子が前記第1のカスコードトランジスタのドレインに接続され、他方の端子が電源電位に接続される二端子の第1の出力負荷とを備え、
前記第2の回路は、
ゲートが前記第2の制御端子であり、ソースが前記第2の駆動トランジスタのドレインに接続され、ドレインが前記第2の出力端子に接続される第2のカスコードトランジスタと、
一方の端子が前記第2のカスコードトランジスタのドレインに接続され、他方の端子が前記電源電位に接続される二端子の第2の出力負荷とを備える、請求項2記載の低周波透過回路。 - ソースが前記第1の駆動トランジスタのドレインに接続され、ドレインが前記第1の出力端子及び前記第1の出力負荷に接続される第1のカスコードトランジスタと、
ソースが前記第2の駆動トランジスタのドレインに接続され、ドレインが前記第2の出力端子及び前記第2の出力負荷に接続される第2のカスコードトランジスタと、
前記第1のカスコードトランジスタのゲートと前記第2の出力端子との間に接続され、前記出力差動信号のうち一方を入力して高周波成分を選択的に透過させるとともに、透過後の信号を前記第1のカスコードトランジスタのゲートの制御電位としてフィードバックする第3のハイパスフィルタと、
前記第2のカスコードトランジスタのゲートと前記第1の出力端子との間に接続され、前記出力差動信号のうち他方を入力して高周波成分を選択的に透過させるとともに、透過後の信号を前記第2のカスコードトランジスタのゲートの制御電位としてフィードバックする第4のハイパスフィルタと、
をさらに備える、請求項3記載の低周波透過回路。 - 前記第1の出力負荷は、前記一対の端子の一方に接続されたドレインと、前記一対の端子の他方に接続されたソースと、前記第1の制御端子に接続されたゲートを有する第1の負荷トランジスタを含み、
前記第2の出力負荷は、前記一対の端子の一方に接続されたドレインと、前記一対の端子の他方に接続されたソースと、前記第2の制御端子に接続されたゲートを有する第2の負荷トランジスタを含む、請求項3又は5記載の低周波透過回路。 - 前記第1の出力負荷は、前記第1の負荷トランジスタのソース・ドレイン間に並列に接続された抵抗素子をさらに含み、
前記第2の出力負荷は、前記第2の負荷トランジスタのソース・ドレイン間に並列に接続された抵抗素子をさらに含む、請求項6記載の低周波透過回路。 - 前記第1の出力負荷は、前記第1の負荷トランジスタのソース・ドレイン間に並列に接続されたインダクタ素子をさらに含み、
前記第2の出力負荷は、前記第2の負荷トランジスタのソース・ドレイン間に並列に接続されたインダクタ素子をさらに含む、請求項6記載の低周波透過回路。 - 前記第1及び第2の出力負荷の各々は抵抗素子である、請求項4記載の低周波透過回路。
- 前記第1及び第2の出力負荷の各々はインダクタ素子である、請求項4記載の低周波透過回路。
- 前記第1及び第2の出力負荷の各々は、抵抗素子とインダクタ素子の並列接続回路である、請求項4記載の低周波透過回路。
- 前記第1及び第2の出力負荷の各々は、抵抗素子とインダクタ素子の直列接続回路である、請求項4記載の低周波透過回路。
- 前記第1及び第2の出力負荷の各々は、抵抗素子とインダクタ素子の直列接続回路とそれに並列接続された容量素子からなる回路である、請求項4記載の低周波透過回路。
- 前記第1のハイパスフィルタは、
一方の端子が前記第2の出力端子に接続され、他方の端子が第1の制御端子に接続される第1の容量素子と、
前記第1の容量素子の前記他方の端子と前記第1の制御端子に供給されるバイアス電圧の供給端子との間に接続される抵抗素子を含み、
前記第2のハイパスフィルタは、
一方の端子が前記第1の出力端子に接続され、他方の端子が第2の制御端子に接続される第2の容量素子と、
前記第2の容量素子の前記他方の端子と前記第2の制御端子に供給されるバイアス電圧の供給端子との間に接続される抵抗素子を含む、請求項2乃至13のいずれか1項に記載の低周波透過回路。 - 前記第1のハイパスフィルタは、
一方の端子が前記第2の出力端子に接続され、他方の端子が第1の制御端子に接続される第1の容量素子と、
前記第1の容量素子の前記他方の端子と前記第1の制御端子に供給されるバイアス電圧の供給端子との間に接続されるインダクタ素子を含み、
前記第2のハイパスフィルタは、
一方の端子が前記第1の出力端子に接続され、他方の端子が第2の制御端子に接続される第2の容量素子と、
前記第2の容量素子の前記他方の端子と前記第2の制御端子に供給されるバイアス電圧の供給端子との間に接続されるインダクタ素子を含む、請求項2乃至13のいずれか1項に記載の低周波透過回路。 - 前記第1のハイパスフィルタは、
一方の端子が前記第2の出力端子に接続され、他方の端子が第1の制御端子に接続される第1の容量素子と、
前記第1の容量素子の前記他方の端子と前記第1の制御端子に供給されるバイアス電圧の供給端子との間に直列に接続された抵抗素子及びインダクタ素子を含み、
前記第2のハイパスフィルタは、
一方の端子が前記第1の出力端子に接続され、他方の端子が第2の制御端子に接続される第2の容量素子と、
前記第2の容量素子の前記他方の端子と前記第2の制御端子に供給されるバイアス電圧の供給端子との間に直列に接続された抵抗素子及びインダクタ素子を含む、請求項2乃至13のいずれか1項に記載の低周波透過回路。 - 前記低周波透過フィルタは、
一方の端子が当該低周波透過フィルタの第1の入力端子に、他方の端子が当該低周波透過フィルタの第1の出力端子に接続された1又は直列接続された複数のインダクタ素子からなる第1のインダクタ素子列と、
一方の端子が前記第1のインダクタ素子列のいずれか一方の端子又はインダクタ素子間のノードに接続され、他方の端子が接地された容量素子を含む、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の低周波透過回路。 - 一方の端子が前記低周波透過フィルタの第1の入力端子に、他方の端子が前記低周波透過フィルタの第1の出力端子に接続された1又は直列接続された複数のインダクタ素子からなる第1のインダクタ素子列と、
一方の端子が前記低周波透過フィルタの第2の入力端子に、他方の端子が前記低周波透過フィルタの第2の出力端子に接続され、前記第1のインダクタ素子列と同数のインダクタ素子からなる第2のインダクタ素子列と、
一方の端子が前記第1のインダクタ素子列のいずれか一方の端子又はインダクタ素子間のノードに接続され、他方の端子が前記第2のインダクタ素子列のいずれか一方の端子又はインダクタ素子間のノードに接続された容量素子を含む、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の低周波透過回路。 - 前記第1及び/又は第2のインダクタ素子列のそれぞれのインダクタ素子と並列接続された1又は複数の容量素子を含む、請求項17又は18記載の低周波透過回路。
- 前記増幅器を複数有することを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項に記載の低周波透過回路。
- 受信信号を選別する受信用の低周波透過回路と、
送信信号の不要信号を除去する送信用の低周波透過回路とを備え、
前記受信用及び送信用の低周波透過回路のうち少なくともいずれか一方は、
インダクタ素子を有する低周波透過フィルタと、
前記低周波透過フィルタに縦続接続され、前記低周波透過フィルタが透過から遮断へ遷移する周波数近傍かつ透過周波数域内に利得の盛り上がりを有する増幅器と、を含み、
前記増幅器は、2つの入力信号の電位差に応じて、当該電位差を増幅し出力差動信号として出力する差動増幅器であり、
前記増幅器は、
前記出力差動信号が出力される第1及び第2の出力端子と、
前記第2の出力端子に接続され、前記出力差動信号のうち一方を入力して高周波成分を選択的に透過させるとともに、透過後の信号を前記増幅器内にフィードバックする第1のハイパスフィルタと、
前記第1の出力端子に接続され、前記出力差動信号のうち他方を入力して高周波成分を選択的に透過させるとともに、透過後の信号を前記増幅器内にフィードバックする第2のハイパスフィルタと、を有する通信回路。 - 前記受信用及び送信用の低周波透過回路が、1つの低周波透過回路により兼用されていることを特徴とする請求項21に記載の通信回路。
- 前記増幅器を複数有することを特徴とする請求項21又は22に記載の通信回路。
- 受信用の低周波透過回路を介して受信信号を選別するステップと、
送信用の低周波透過回路を介して送信信号の不要信号を除去するステップとを含み、
前記受信用及び送信用の低周波透過回路のうち少なくともいずれか一方は、
インダクタ素子を有する低周波透過フィルタと、
前記低周波透過フィルタに縦続接続され、前記低周波透過フィルタが透過から遮断へ遷移する周波数近傍かつ透過周波数域内に利得の盛り上がりを有する増幅器と、を含み、
前記増幅器は、2つの入力信号の電位差に応じて、当該電位差を増幅し出力差動信号として出力する差動増幅器であり、
前記増幅器は、
前記出力差動信号が出力される第1及び第2の出力端子と、
前記第2の出力端子に接続され、前記出力差動信号のうち一方を入力して高周波成分を選択的に透過させるとともに、透過後の信号を前記増幅器内にフィードバックする第1のハイパスフィルタと、
前記第1の出力端子に接続され、前記出力差動信号のうち他方を入力して高周波成分を選択的に透過させるとともに、透過後の信号を前記増幅器内にフィードバックする第2のハイパスフィルタと、を有する通信方法。 - 受信ミキサと送信ミキサとの間に局所発振器を配置し、
送信信号デジタル/アナログ変換部を前記受信ミキサと対向して配置し、
受信信号アナログ/デジタル変換部を前記送信ミキサと対向して配置し、
前記送信信号デジタル/アナログ変換部と受信信号アナログ/デジタル変換部との間に、送信用と受信用とが兼用された低周波透過回路を配置し、
前記低周波透過回路は、
インダクタ素子を有する低周波透過フィルタと、
前記低周波透過フィルタに縦続接続され、前記低周波透過フィルタが透過から遮断へ遷移する周波数近傍かつ透過周波数域内に利得の盛り上がりを有する増幅器と、を含み、
前記増幅器は、2つの入力信号の電位差に応じて、当該電位差を増幅し出力差動信号として出力する差動増幅器であり、
前記増幅器は、
前記出力差動信号が出力される第1及び第2の出力端子と、
前記第2の出力端子に接続され、前記出力差動信号のうち一方を入力して高周波成分を選択的に透過させるとともに、透過後の信号を前記増幅器内にフィードバックする第1のハイパスフィルタと、
前記第1の出力端子に接続され、前記出力差動信号のうち他方を入力して高周波成分を選択的に透過させるとともに、透過後の信号を前記増幅器内にフィードバックする第2のハイパスフィルタと、を有する通信回路のレイアウト方法。
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