JP5696668B2 - Receiver and image rejection ratio measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、受信機およびイメージ除去比測定方法に関し、特に、イメージ除去比を測定した測定結果を用いる受信機およびイメージ除去比測定方法に関する。 The present invention relates to a receiver and an image removal ratio measurement method, and more particularly, to a receiver and an image removal ratio measurement method using a measurement result obtained by measuring an image removal ratio.
一般に、低IF(Low Intermediate Frequency:低中間周波数)型の無線信号システムにおいては、受信信号の中に、原理的に、所望の実信号だけでなく、実信号とは異符号の周波数成分のイメージ信号が非所望成分として含まれている。そのため、所望の実信号を通過させ、イメージ信号を減衰させる機能を有する複素フィルタが無線信号システムの受信機として一般に用いられる。該複素フィルタにおいては、実信号の周波数帯域の利得が、イメージ信号の周波数帯域の利得に比べて高いのが望ましく、かくのごとき実信号とイメージ信号との利得の比をイメージ除去比(IRR:Image Rejection Ratio)と称している。つまり、複素フィルタには、イメージ除去比を高く保つことが要求される。 In general, in a low IF (Low Intermediate Frequency) type radio signal system, in principle, a received signal includes not only a desired actual signal but also an image of frequency components having a sign different from that of the actual signal. The signal is included as an unwanted component. Therefore, a complex filter having a function of passing a desired real signal and attenuating an image signal is generally used as a receiver of a radio signal system. In the complex filter, it is desirable that the gain of the frequency band of the real signal is higher than the gain of the frequency band of the image signal, and the ratio of the gain of the real signal and the image signal is determined as an image rejection ratio (IRR: It is called Image Rejection Ratio. That is, the complex filter is required to maintain a high image removal ratio.
図19は、低IF型の無線通信システムにおける受信機の一般的な装置構成を本発明に係る関連技術として示す構成図である。図19に示す受信機において、低ノイズ増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)1は、アンテナにて受信した、変調された高周波受信信号を増幅する。直交ミキサ25は、Iミキサ251、Qミキサ252により構成され、位相が互いに90度ずれた局部発振器(LO:Local Oscillator)26からの2つのローカル信号LO_I,LO_Qのそれぞれと、低ノイズ増幅器1によって増幅された高周波受信信号との乗算を行う。これにより、高周波受信信号を中間周波数(IF:Intermediate Frequency)にダウンコンバートしつつ、直交復調が行われ、位相が互いに90度ずれた2つの直交復調信号IF_I,IF_Qが生成される。
FIG. 19 is a configuration diagram showing a general device configuration of a receiver in a low-IF type wireless communication system as a related technique according to the present invention. In the receiver shown in FIG. 19, a low noise amplifier (LNA) 1 amplifies a modulated high frequency received signal received by an antenna. The
複素フィルタ27は、直交ミキサ25から出力される2つの直交復調信号IF_I,IF_Qを入力とし、イメージ信号の除去を行い、I側の出力信号のみを次段の可変利得増幅器(VGA:Variable Gain Amplifier)2に出力する。可変利得増幅器2は、複素フィルタ27から入力された信号を適正な振幅に増幅して、次段の符号化器(ADC:Analog‐to‐Digital Converter)3に出力する。符号化器3は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、デジタル信号処理部4に対して出力し、これ以降、デジタル領域で種々の信号処理が行われる。
The
特に、直交変調を行わないような比較的低データレートの無線通信システムにおいては、図19に示した受信機のように、複素フィルタ27のIフィルタ271、Qフィルタ272それぞれが出力するI側、Q側の出力信号のうち、I側の出力信号のみを用いて信号処理が行われ、Q側の出力信号を扱う可変利得増幅器および符号化器を省略することにより、低消費電力化を図るような構成が採用されている。
In particular, in a wireless communication system with a relatively low data rate that does not perform quadrature modulation, as in the receiver shown in FIG. 19, the I
ここで、複素フィルタ27において、十分なイメージ除去比を確保するためには、入力される2つの直交復調信号IF_I,IF_Qの振幅が互いに等しく、位相差が90度であることが必要である。しかし、局部発振器26や直交ミキサ25および複素フィルタ27における、素子や配線のミスマッチ等が原因となって、2つの直交復調信号IF_I,IF_Qの関係を、理想的な状態に保つことは現実的に不可能である。
Here, in order to ensure a sufficient image rejection ratio in the
この影響は、図20の特性図に示すように、イメージ周波数帯域で顕著に現れ、2つの直交復調信号IF_I,IF_Qの関係に僅かなミスマッチすなわちI/Qミスマッチがあっても、イメージ除去比(IRR)を大幅に劣化させる。図20は、図19に示す一般的な複素フィルタ27における周波数特性を示す特性図であり、図20(A)が、2つの直交復調信号IF_I,IF_Qが理想的な関係にある場合に複素フィルタ27から出力される出力信号の周波数特性を示し、図20(B)が、2つの直交復調信号IF_I,IF_Qの関係にI/Qミスマッチがある場合に複素フォルタ27から出力される出力信号の周波数特性を示している。
As shown in the characteristic diagram of FIG. 20, this influence appears prominently in the image frequency band, and even if there is a slight mismatch in the relationship between the two orthogonal demodulated signals IF_I and IF_Q, that is, an I / Q mismatch, the image rejection ratio ( IRR) is greatly degraded. FIG. 20 is a characteristic diagram showing frequency characteristics in the
図20(B)に示すように、実信号周波数fIFにおける実信号の利得QfIFとイメージ信号周波数におけるイメージ信号の利得Q−fIFとの比であるイメージ除去比(IRR)は、2つの直交復調信号IF_I,IF_Qの関係に僅かなI/Qミスマッチであっても、大きく劣化してしまう。As shown in FIG. 20B , the image rejection ratio (IRR), which is the ratio of the gain Q fIF of the actual signal at the actual signal frequency f IF and the gain Q −fIF of the image signal at the image signal frequency, is two orthogonal. Even a slight I / Q mismatch in the relationship between the demodulated signals IF_I and IF_Q causes a significant deterioration.
図19に示したような受信機の構成においては、複素フィルタ27におけるIフィルタ271、可変利得増幅器2および符号化器3のそれぞれの出力について、実信号周波数成分とイメージ信号周波数成分とが、周波数軸上で重なった信号として現れてしまい、区別することができないため、イメージ除去比が劣化した場合、ビットエラーレートの低下などの受信機の受信特性の劣化を招く。
In the configuration of the receiver as shown in FIG. 19, the actual signal frequency component and the image signal frequency component are the frequency of each of the outputs of the
これに対して、I/Qミスマッチを低減してイメージ除去比を高めるための従来の関連技術として、図21に示す特許文献1の特開2006−157866号公報「複素フィルタ回路および受信回路」や、図22に示す特許文献2の特開2007−104522号公報「受信機」や、図23に示す特許文献3のWO2007/052717号公報「イメージ抑圧受信機」に記載された技術がある。図21は、本発明に係る関連技術として前記特許文献1に記載の受信機の装置構成を示す構成図であり、図22は、本発明に係る関連技術として前記特許文献2に記載の受信機の装置構成を示す構成図であり、図23は、本発明に係る関連技術として前記特許文献3に記載の受信機の装置構成を示す構成図である。
On the other hand, as related art for reducing the I / Q mismatch and increasing the image rejection ratio, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-157866 “complex filter circuit and reception circuit” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-157866 shown in FIG. 22, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-104522 “Receiver” in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-104522 shown in FIG. 22 and Japanese Patent Application Publication No. 2007-052717 “Image Suppression Receiver” in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-05522 shown in FIG. FIG. 21 is a block diagram showing a device configuration of the receiver described in
前記特許文献1に記載の受信機は、図21に示すように、低ノイズ増幅器31、直交ミキサ32、可変利得増幅器33a,33b、複素フィルタ34、振幅検出部35、フィルタ制御部36、模擬イメージ信号生成部37、信号切り替え部38を含んで構成されている。
As shown in FIG. 21, the receiver described in
図21の受信機においては、模擬イメージ信号生成部37にてIF帯の模擬イメージ信号を生成し、信号切り替え部38により信号経路を切り替えて、生成した模擬イメージ信号を、複素フィルタ34に入力することにより、複素フィルタ34から出力される模擬イメージ信号の振幅(電力)を振幅検出部35にて検出する。フィルタ制御部36は、振幅検出部35にて検出される模擬イメージ信号の振幅が最小になるように、複素フィルタ34の素子値制御部342を制御する。この結果、複素フィルタ34におけるIフィルタ341a、Qフィルタ341bのパラメータ(素子値)が調整されて、I/Qミスマッチが補償される。
In the receiver of FIG. 21, a simulated image
また、前記特許文献2に記載の受信機は、図22に示すように、直交ミキサ41、スイッチ41a、可変利得増幅器42a,42b、符号化器43a,43b、フィルタミスマッチ校正回路44、イメージ除去回路45、校正制御回路46、校正信号源47、フィルタミスマッチ検出回路48、タップ計数算出回路49を含んで構成されている。
Further, as shown in FIG. 22, the receiver described in
図22の受信機においては、アンテナからの信号を受信する前に、校正制御回路46の制御により、校正信号源47からのRF帯の周波数(f1,f2,f3,…)の模擬信号をスイッチ41aを介して直交ミキサ41に入力し、符号化器43a,43bにて符号化後のI成分、Q成分をフィルタミスマッチ検出回路48にて監視して、復調後のIF帯の中間周波数信号(直交復調信号)におけるI成分、Q成分の振幅と位相のミスマッチをゼロにするように、タップ計数算出回路49からのタップ値を較正してフィルタミスマッチ校正回路44に入力することによって、イメージ除去比を高めるようにしている。In the receiver of FIG. 22, before receiving a signal from the antenna, the
また、前記特許文献3に記載の受信機は、図23に示すように、低ノイズ増幅器51、乗算器52a,52b、フェーズロックド発振器53、ローパスフィルタ54a,54b、経路切り替え回路55、位相調整回路56、イメージ抑圧回路57a,57b、符号化器58a,58b、デジタル信号処理回路59を含んで構成されている。
Further, as shown in FIG. 23, the receiver described in Patent Document 3 includes a
図23の受信機においては、2つのイメージ抑圧回路57a,57bを備え、一方のイメージ抑圧回路57aでは、I信号とQ信号とを入れ替えて、希望波の入力信号でありながらイメージ信号と認識させて、信号を抑圧し、他方のイメージ抑圧回路57bでは、I信号とQ信号とを入れ替えることなく、そのまま入力させて、希望波と認識させて、損失することなく通過させ、イメージ抑圧回路57a,57bそれぞれから出力される信号強度の差が最大になるように、位相調整回路56によって、I信号とQ信号との位相または振幅を調整することによって、イメージ除去比を向上させるようにしている。
The receiver shown in FIG. 23 includes two
しかしながら、前記特許文献1に開示された方法の場合、イメージ除去比を算出するために、複素フィルタ34のQ側出力についても、振幅検出を必要とするため、消費電力やチップ面積が増大してしまう。また、原理的に、直交ミキサ32にて発生したI/Qミスマッチには対応することができない。直交ミキサ32にて発生するI/Qミスマッチをも含めて補償する仕組みとしない限り、十分に高いイメージ除去比を得ることは困難である。
However, in the case of the method disclosed in
また、前記特許文献2に開示された方法の場合は、直交ミキサ41におけるI/Qミスマッチも含めた較正を行うことは可能であるものの、校正信号源47のように、高周波の模擬信号を生成するための高周波信号源が必要になる。このことは、受信機のチップ面積を増大させ、さらには、受信機のコストが高くなることを意味している。また、前記特許文献2に開示された方法においては、直交ミキサ41のQ側の出力以降に可変利得増幅器42bおよび符号化器43bが必要となるため、その分の消費電力およびチップ面積が増大してしまう。
In the case of the method disclosed in
また、前記特許文献3に開示された方法の場合は、乗算器52a,52bからなる直交ミキサにおけるI/Qミスマッチをも含めた較正を行うことが可能であり、調整完了後には、経路切り替え回路55を介さない側のイメージ抑圧回路57bおよびその後段の符号化器58bの動作を停止することができるため、低消費電力化が可能である。しかしながら、前記特許文献3に記載の受信機構成では、調整時において、所望信号だけでなくイメージ信号も存在するような場合には、I信号とQ信号とを入れ替えて入力する側のイメージ抑圧回路57aからは、イメージ信号が抑圧されずに出力されてしまうため、イメージ除去比の調整を行うことができない。さらに、素子バラつきなどに起因して、イメージ抑圧回路57a,57b同士にミスマッチが発生した場合には対応できないのに加えて、調整完了後には動作が停止されるイメージ抑圧回路57bおよびその後段の符号化器58bの分だけ、チップ面積が増大してしまう。
In the case of the method disclosed in Patent Document 3, it is possible to perform calibration including an I / Q mismatch in the orthogonal mixer including the
(本発明の目的)
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、低IF型の受信機において、所望信号に加えてイメージ信号が存在するような場合であっても、余分な高周波信号源や符号化器等による消費電力の増加およびチップ面積の増加を招くことなく、イメージ除去比を測定することを可能とし、さらに、イメージ除去比の測定結果を用いて、直交ミキサを含むI/Qミスマッチの較正を行うことを可能とすることにより、高いイメージ除去比を有する受信機およびイメージ除去比測定方法を提供することを、その目的としている。(Object of the present invention)
The present invention has been made in view of such circumstances, and in a low-IF receiver, even if an image signal is present in addition to a desired signal, an extra high-frequency signal source or encoder is provided. It is possible to measure the image rejection ratio without causing an increase in power consumption and chip area due to, for example, and further using the measurement result of the image rejection ratio to calibrate an I / Q mismatch including an orthogonal mixer. It is an object of the present invention to provide a receiver having a high image rejection ratio and an image rejection ratio measuring method by enabling it to be performed.
前述の課題を解決するため、本発明による受信機は、次のような特徴的な構成を採用している。 In order to solve the above-described problems, the receiver according to the present invention employs the following characteristic configuration.
(1)受信した高周波信号から直交関係にある第1および第2の直交復調信号を出力する直交ミキサと、前記直交ミキサから出力される前記第1および第2の直交復調信号のうち、所望の実信号を通過させ、該所望の実信号に対するイメージ信号を抑圧する複素フィルタと、を少なくとも備えた受信機であって、前記直交ミキサから出力される前記第1および第2の直交復調信号を前記複素フィルタへ入力する信号経路を切り替える信号経路切り替え部を備えている受信機。 (1) A quadrature mixer that outputs first and second quadrature demodulated signals having a quadrature relationship from the received high-frequency signal, and a desired one of the first and second quadrature demodulated signals output from the quadrature mixer A receiver including at least a complex filter that passes a real signal and suppresses an image signal corresponding to the desired real signal, wherein the first and second quadrature demodulated signals output from the quadrature mixer are A receiver including a signal path switching unit that switches a signal path to be input to a complex filter.
本発明の受信機およびイメージ除去比測定方法によれば、以下のような効果を奏することができる。 According to the receiver and the image removal ratio measuring method of the present invention, the following effects can be obtained.
本発明においては、所望信号に加えてイメージ信号が存在するような場合であっても、模擬イメージ信号生成用の高周波信号源やQ信号用の符号化器等による消費電力の増加やチップ面積の増加を招くことなく、イメージ除去比の測定が可能となり、イメージ除去比の測定結果に基づき、直交ミキサをも含めたI/Qミスマッチの較正を行うことを可能としているので、高いイメージ除去比を有する低IF型の受信機を実現することができる。 In the present invention, even when an image signal is present in addition to a desired signal, an increase in power consumption or chip area due to a high-frequency signal source for generating a simulated image signal, an encoder for a Q signal, or the like. The image rejection ratio can be measured without causing an increase, and the I / Q mismatch including the quadrature mixer can be calibrated based on the measurement result of the image rejection ratio. It is possible to realize a low-IF type receiver.
以下、本発明による受信機およびイメージ除去比測定方法の好適な実施形態について添付図を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a receiver and an image rejection ratio measuring method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(本発明の特徴)
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、受信信号のデータレートが比較的低い低IF(Low Intermediate Frequency:低中間周波数)型の受信機およびイメージ除去比測定方法に関するものであり、本発明に係る低IF型の受信機は、直交ミキサと、信号経路切り替え部と、複素フィルタと、信号強度検出部と、演算処理部と、素子値制御部と、を少なくとも含んで構成されている。つまり、直交ミキサと複素フィルタとの間の信号経路を随時切り替えることができる信号経路切り替え部を配置する構成としていることに、その特徴がある。(Features of the present invention)
Prior to the description of the embodiments of the present invention, an outline of the features of the present invention will be described first. The present invention relates to a low IF (Low Intermediate Frequency) type receiver having a relatively low data rate of a received signal and an image rejection ratio measuring method. The low IF type receiver according to the present invention includes: , An orthogonal mixer, a signal path switching unit, a complex filter, a signal intensity detection unit, an arithmetic processing unit, and an element value control unit. That is, the signal path switching unit that can switch the signal path between the orthogonal mixer and the complex filter as needed is arranged.
つまり、本発明に係る低IF型の受信機のI/Qミスマッチを較正する較正モードにおいては、前記信号経路切り替え部は、前記直交ミキサにて生成されたIF周波数帯のI信号およびQ信号の、前記複素フィルタのIフィルタおよびQフィルタへの信号入力経路を順次切り替える。このとき、前記信号経路切り替え部にて信号入力経路の切り替えを行うごとに、前記信号強度検出部にて、前記複素フィルタのIフィルタからの出力信号の信号強度の検出を行う。さらに、信号入力経路の切り替えごとに検出された各信号強度を用いて前記演算処理部にて演算処理を行うことによって受信機のイメージ除去比(IRR)を算出する。しかる後、算出されたイメージ除去比(IRR)が最大となるように、前記素子値制御部により、前記複素フィルタまたは前記直交ミキサまたは局部発振器の位相調整部のいずれかを構成する構成素子の素子値を制御することによって、前記複素フィルタまたは前記直交ミキサまたはローカル信号を出力する局部発振器の特性調整を実施する。かかる動作を繰り返すことによって、イメージ除去比(IRR)を最大にするように、I/Qミスマッチの較正を行い、受信機全体のイメージ除去比を向上させることを可能としている。 That is, in the calibration mode for calibrating the I / Q mismatch of the low-IF receiver according to the present invention, the signal path switching unit is configured to transmit the I and Q signals in the IF frequency band generated by the quadrature mixer. The signal input path to the I filter and Q filter of the complex filter is sequentially switched. At this time, every time the signal input path is switched by the signal path switching unit, the signal strength detection unit detects the signal strength of the output signal from the I filter of the complex filter. Further, an image removal ratio (IRR) of the receiver is calculated by performing arithmetic processing in the arithmetic processing unit using each signal intensity detected every time the signal input path is switched. Thereafter, the element of the constituent elements constituting either the complex filter, the quadrature mixer, or the phase adjustment unit of the local oscillator is controlled by the element value control unit so that the calculated image rejection ratio (IRR) is maximized. By controlling the value, the characteristic adjustment of the complex filter or the quadrature mixer or the local oscillator that outputs the local signal is performed. By repeating this operation, the I / Q mismatch is calibrated so as to maximize the image rejection ratio (IRR), thereby improving the image rejection ratio of the entire receiver.
次に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で説明する各実施の形態におけるすべての図面について、同一の構成要素に対しては同一の符号を付加し、適宜、該構成要素に関する説明を省略する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that, in all the drawings in each embodiment described below, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and description of the constituent elements is appropriately omitted.
(第1の実施形態)
まず、本発明に係る受信機の第1の実施形態の装置構成について、図1を用いて説明する。図1は、本発明に係る受信機の第1の実施形態の装置構成を示す構成図であり、低IF型の受信機の装置構成を示している。(First embodiment)
First, the apparatus configuration of the first embodiment of the receiver according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a device configuration of a first embodiment of a receiver according to the present invention, and shows a device configuration of a low-IF type receiver.
図1に示す低IF受信機は、受信部101の他に、低ノイズ増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)1と、可変利得増幅器(VGA:Variable Gain Amplifier)2と、符号化器(ADC:Analog‐to‐Digital Converter)3と、デジタル信号処理部4と、を少なくとも備えている。ここで、受信部101は、直交ミキサ11と、局部発振器(LO:Local Oscillator)12と、信号経路切り替え部13と、複素フィルタ14と、信号強度検出部15と、演算処理部16と、素子値制御部17と、を少なくとも含んで構成されている。
The low IF receiver shown in FIG. 1 includes a low noise amplifier (LNA) 1, a variable gain amplifier (VGA) 2, and an encoder (ADC: Analog) in addition to the receiving
受信部101において、直交ミキサ11は、Iミキサ111とQミキサ112とからなり、RF帯の高周波信号を、局部発振器12にて位相が互いに90度ずれて生成される2つのローカル信号LO_I、LO_QによってIF帯(中間周波数)に周波数変換して、IF帯の位相が互いに90度ずれた直交復調信号IF_I信号および直交復調信号IF_Q信号を生成する。
In the receiving
信号経路切り替え部13は、演算処理部16からの信号経路制御信号により制御される。図2は、図1の受信機における信号経路切り替え部13のスイッチ構成の一例を示す構成図である。図2に示す信号経路切り替え部13において、スイッチ131は、演算処理部16からの信号経路制御信号に応じて、直交ミキサ11のIミキサ111から出力される直交復調信号IF_I信号を、複素フィルタ14のIフィルタ141へ入力する入力端子に接続するか否かを選択する。スイッチ132は、演算処理部16からの信号経路制御信号に応じて、直交ミキサ11のQミキサ112から出力される直交復調信号IF_Q信号を、複素フィルタ14のIフィルタ141へ入力する入力端子に接続するか否かを選択する。
The signal
また、スイッチ133は、演算処理部16からの信号経路制御信号に応じて、直交ミキサ11のIミキサ111から出力される直交復調信号IF_I信号を、複素フィルタ14のQフィルタ142へ入力する入力端子に接続するか否かを選択する。スイッチ134は、演算処理部16からの信号経路制御信号に応じて、直交ミキサ11のQミキサ112から出力される直交復調信号IF_Q信号を、複素フィルタ14のQフィルタ142へ入力する入力端子に接続するか否かを選択する。
In addition, the
受信部101において、複素フィルタ14は、Iフィルタ141およびQフィルタ142により構成されており、所望の実信号を通過させ、イメージ信号の除去割合としてあらかじめ設定されているイメージ除去比(IRR)だけイメージ信号を減衰させて、Iフィルタ141の出力信号を、受信部101の後段に位置する可変利得増幅器2に出力するとともに、受信部101内の信号強度検出部15に出力する。図3は、図1の受信機における複素フィルタ14の装置構成の一例を示す構成図である。図3に示す複素フィルタ14において、Iフィルタ141は、電圧電流変換器143a,144aと、コンデンサ145aとから構成され、Qフィルタ142も、同様に、電圧電流変換器143b,144bと、コンデンサ145bとから構成される。
In the receiving
このとき、図3に示す複素フィルタ14の通過帯域幅は、電圧電流変換器143aおよび電圧電流変換器143bの電圧電流変換利得と、コンデンサ145aおよびコンデンサ145bの容量との比によって決定される。また、複素フィルタ14の中心周波数は、電圧電流変換器144aおよび電圧電流変換器144bの電圧電流変換利得と、コンデンサ145aおよび145bの容量との比によって決定される。
At this time, the pass bandwidth of the
なお、複素フィルタ14の構成は、図3の場合に限るものではなく、例えば、図3に示すようなIフィルタ141およびQフィルタ142が多段に接続されたものであってもよい。また、抵抗素子とコンデンサを用いてIフィルタおよびQフィルタを構成してもよい。さらにまた、演算増幅器と、抵抗素子と、コンデンサを用いてIフィルタおよびQフィルタを構成してもよい。ただし、如何なる場合においても、本発明にかかる複素フィルタ14は、Iフィルタ141およびQフィルタ142それぞれは、コンデンサ(図3に示す本実施形態においてはコンデンサ145aおよびコンデンサ145b)を備え、かつ、Iフィルタ141とQフィルタ142との間には、お互いを接続する電圧電流変換器、または抵抗素子のペア(図3に示す本実施形態においては電圧電流変換器144aおよび電圧電流変換器144b)を備えているものとする。
Note that the configuration of the
受信部101において、信号強度検出部15は、複素フィルタ14におけるIフィルタ141の出力側における出力信号の信号強度を検出し、検出された信号強度情報は演算処理部16に送られる。
In the
演算処理部16は、信号経路制御信号を出力することにより信号経路切り替え部13における直交ミキサ11と複素フィルタ14の間の信号経路の切り替え制御を行うとともに、該信号経路を切り替える都度信号強度検出部15によって検出される各信号強度情報から、低IF受信機の受信部101におけるイメージ除去比(IRR)の演算を行い、該演算結果を、素子値制御部17に出力する。
The
素子値制御部17は、演算処理部16で得られたイメージ除去比(IRR)の演算結果を用いて、イメージ除去比(IRR)が最大となるように、素子値制御信号を生成して、複素フィルタ14に送信することにより、複素フィルタ14の構成素子(電圧電流変換器143a,143bや電圧電流変換器144a,144b)の素子値を制御する。
The element
(第1の実施形態における受信機の動作の説明)
次に、図1に示す低IF受信機の受信部101の動作についてさらに詳細に説明する。(Description of operation of receiver in first embodiment)
Next, the operation of the receiving
図1に示す低IF受信機において、所望信号およびイメージ信号を含んで入力されてくる高周波信号RFは、低ノイズ増幅器(LNA)1で増幅された後、受信部101に入力され、直交ミキサ11において、中間周波数(IF)帯の位相が互いに90度ずれた2つの直交復調信号IF_Iおよび直交復調信号IF_Qに周波数変換されて、信号経路切り替え部13に出力される。
In the low IF receiver shown in FIG. 1, a high frequency signal RF input including a desired signal and an image signal is amplified by a low noise amplifier (LNA) 1 and then input to a receiving
信号経路切り替え部13においては、まず、図4に示すように、スイッチ132およびスイッチ133をオフ状態にするとともに、スイッチ131およびスイッチ134を接続状態とし、直交ミキサ11におけるIミキサ111の出力である直交復調信号IF_IおよびQミキサ112の出力である直交復調信号IF_Qを、それぞれ、複素フィルタ14におけるIフィルタ141およびQフィルタ142に入力するように、信号経路を選択する(以下、動作モード1と称する)。なお、図4は、図1の受信機の動作モード1における信号経路切り替え部13の接続状態を説明する説明図である。
In the signal
前述のような動作モード1の場合において、直交ミキサ11の出力における所望信号およびイメージ信号の信号強度をそれぞれP_SIGおよびP_IMとすると、複素フィルタ14の出力としては、図5に示すように、所望信号はそのまま信号強度P_SIGとして出力されるのに対し、イメージ信号は複素フィルタ14のイメージ除去比(IRR)の分だけ減衰されて信号強度P_IMaとして出力される。ここに、図5は、図1の受信機の動作モード1における複素フィルタ14の周波数特性を示す特性図であり、複素フィルタ14から出力される出力信号の信号強度とともに示している。
In the case of the
つまり、複素フィルタ14のIフィルタ141から出力される出力信号においては、図6に示すように、所望信号の信号強度P_SIGと抑圧されたイメージ信号の信号強度P_IMaとが、同一の周波数信号として足し合わされた信号強度P1として出力されることになり、動作モード1において、信号強度検出部15にて検出される信号強度P1は、次の式(1)のように表される。図6は、図1の受信機の動作モード1において信号強度検出部15にて検出される信号強度を説明するための説明図である。
That is, in the output signal output from the
P1=P_SIG+P_IMa
=P_SIG+P_IM/IRR …式(1)P1 = P_SIG + P_IMa
= P_SIG + P_IM / IRR (1)
次に、信号経路切り替え部13において、図7に示すように、図4の動作モード1の場合とは逆に、スイッチ131およびスイッチ134をオフ状態にするとともに、スイッチ132およびスイッチ133を接続状態とし、直交ミキサ11におけるIミキサ111の出力である直交復調信号IF_Iを、複素フィルタ14におけるQフィルタ142に入力し、直交ミキサ11におけるQミキサ112の出力である直交復調信号IF_Qを、複素フィルタ14におけるIフィルタ141に入力するように、信号経路を選択する(以下、動作モード2と称する)。なお、図7は、図1の受信機の動作モード2における信号経路切り替え部13の接続状態を説明する説明図である。
Next, in the signal
前述のような動作モード2の場合においては、直交ミキサ11の出力における所望信号およびイメージ信号の信号強度をそれぞれP_SIGおよびP_IMとすると、複素フィルタ14の周波数特性は、図8に示すように、図5に示す動作モード1の場合の周波数特性を、DC(直流分の'0')を中心にして正負対称な位置に反転させた特性となり、複素フィルタ14の出力としては、イメージ信号はそのまま信号強度P_IMとして出力されるのに対し、所望信号は複素フィルタ14のイメージ除去比(IRR)の分だけ減衰されて信号強度P_SIGaとして出力される。ここに、図8は、図1の受信機の動作モード2における複素フィルタ14の周波数特性を示す特性図であり、複素フィルタ14から出力される出力信号の信号強度とともに示している。
In the case of the
つまり、複素フィルタ14のIフィルタ141から出力される出力信号においては、図9に示すように、抑圧された所望信号の信号強度P_SIGaとイメージ信号の信号強度P_IMとが、同一の周波数信号として足し合わされた信号強度P2として出力されることになり、動作モード2において、信号強度検出部15にて検出される信号強度P2は、次の式(2)のように表される。図9は、図1の受信機の動作モード2において信号強度検出部15にて検出される信号強度を説明するための説明図である。
That is, in the output signal output from the
P2=P_SIGa+P_IM
=P_SIG/IRR+P_IM …式(2)P2 = P_SIGa + P_IM
= P_SIG / IRR + P_IM Expression (2)
さらに、次に、信号経路切り替え部13において、図10に示すように、スイッチ131、スイッチ132、スイッチ133およびスイッチ134のすべてを接続状態とし、直交ミキサ11におけるIミキサ111の出力である直交復調信号IF_IおよびQミキサ112の出力である直交復調信号IF_Qを、ともに、複素フィルタ14におけるIフィルタ141およびQフィルタ142の両方に入力するように、信号経路を選択する(以下、動作モード3と称する)。なお、図10は、図1の受信機の動作モード3における信号経路切り替え部13の接続状態を説明する説明図である。
Further, next, in the signal
前述のような動作モード3の場合においては、直交ミキサ11の出力における所望信号およびイメージ信号の信号強度をそれぞれP_SIGおよびP_IMとすると、所望信号およびイメージ信号に対する複素フィルタ14の周波数特性は、図11に示すように、図5に示す動作モード1の場合の正側の周波数特性を、DC(直流分の'0')を中心にして対称な負側の位置にも反転させた特性となり、複素フィルタ14の出力としては、所望信号およびイメージ信号のいずれも減衰されることなく、それぞれ、信号強度P_SIGおよびP_IMとしてそのまま出力される。ここに、図11は、図1の受信機の動作モード3における複素フィルタ14の周波数特性を示す特性図であり、複素フィルタ14から出力される出力信号の信号強度とともに示している。
In the case of the operation mode 3 as described above, assuming that the signal strengths of the desired signal and the image signal at the output of the
つまり、複素フィルタ14のIフィルタ141から出力される出力信号においては、図12に示すように、所望信号の信号強度P_SIGとイメージ信号の信号強度P_IMとが、同一の周波数信号として足し合わされた信号強度P3として出力されることになり、動作モード3において、信号強度検出部15にて検出される信号強度P3は、次の式(3)のように表される。図12は、図1の受信機の動作モード3において信号強度検出部15にて検出される信号強度を説明するための説明図である。
That is, in the output signal output from the
P3=P_SIG+P_IM …式(3) P3 = P_SIG + P_IM Expression (3)
以上のように、図1の受信機の動作モード1から動作モード3までの3つの動作モードについて、信号経路切り替え部13にて複素フィルタ14への入力信号を切り替える都度、信号強度検出部15にて、複素フィルタ14から出力される出力信号の信号強度P1,P2,P3を検出することにより、演算処理部16において、次の式(4)のように、イメージ除去比(IRR)を算出することができる。
As described above, each time the signal input to the
1/IRR=(P1+P2−P3)/P3 …式(4) 1 / IRR = (P1 + P2-P3) / P3 Formula (4)
演算処理部16にて算出されたイメージ除去比(IRR)は、素子値制御部17に出力され、素子値制御部17においては、イメージ除去比(IRR)が最大となるように、素子値制御信号を生成して、複素フィルタ14に送信することにより、複素フィルタ14を構成する構成素子の素子値を制御する。
The image removal ratio (IRR) calculated by the
さらに、信号経路切り替え部13における信号経路の切り替えを繰り返すことにより、すなわち、受信機の動作モード1から動作モード3までの切り替え動作を繰り返すことにより、演算処理部16において算出された式(4)の左辺の値が小さくなる、すなわち、イメージ除去比(IRR)が大きくなるように、複素フィルタ14の素子値を調整する。
Further, by repeatedly switching the signal path in the signal
複素フィルタ14の素子値の調整を完了すると、信号経路切り替え部13は、図4に示した動作モード1の状態、すなわち、信号経路切り替え部13におけるスイッチ132およびスイッチ133をオフ状態にするとともに、スイッチ131およびスイッチ134を接続状態に設定して、直交ミキサ11におけるIミキサ111の出力である直交復調信号IF_IおよびQミキサ112の出力である直交復調信号IF_Qを、それぞれ、複素フィルタ14におけるIフィルタ141およびQフィルタ142に入力するように、信号経路切り替え部13における信号経路を選択し、通常の信号の受信動作を行う。
When the adjustment of the element value of the
このとき、複素フィルタ14は、前述したような素子値の調整が完了しているので、直交ミキサ11および複素フィルタ14におけるI/Qミスマッチを補償した状態になっており、結果として、高いイメージ除去比(IRR)を有する低IF受信機として動作することができる。
At this time, since the adjustment of the element values as described above has been completed, the
なお、前述したようなI/Qミスマッチを補償するための調整は、例えば、受信機の起動時に1回だけ行い、そのときに得られた補正データを演算処理部16に設けたメモリに保存しておき、2回目以降は該メモリに保存している補正データを使用することにより、2回目以降の調整を省略することができる。
The adjustment for compensating for the I / Q mismatch as described above is performed only once when the receiver is started, for example, and the correction data obtained at that time is stored in a memory provided in the
また、出荷時に複素フィルタ14の素子値の調整を行い、その結果の補正データをフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶し、通常の受信時には、不揮発性メモリに記憶された補正データを使用することにより、運用時の調整を省略することもできる。
Further, the element value of the
また、出荷時のチップ選別として、複素フィルタ14の素子値の調整は行わず、イメージ除去比(IRR)の測定のみを行うことによって、直交ミキサ11や複素フィルタ14等の素子の製造バラつきにより、イメージ除去比(IRR)が大幅に劣化したチップのみを除外することも可能である。
Further, as the chip selection at the time of shipment, the adjustment of the element value of the
かくのごとき、出荷時における複素フィルタ14の素子値の調整段階、出荷時における直交ミキサ11や複素フィルタ14等のチップ選別の段階においては、イメージ信号を含まない所望信号のみを低IF受信機の受信部101に入力することが可能である。したがって、イメージ信号を含まない所望信号のみを入力した場合には、前述の動作モード1および動作モード2にて検出される信号強度P1および信号強度P2は、それぞれ、次の式(5)、式(6)のように表される。
As described above, at the stage of adjusting the element value of the
P1=P_SIG …式(5) P1 = P_SIG Formula (5)
P2=P_SIG/IRR …式(6) P2 = P_SIG / IRR (6)
このとき、式(5)および式(6)で表される信号強度P1、信号強度P2を用いて、演算処理部16において算出されるイメージ除去比(IRR)は、次の式(7)のように表される。
At this time, the image removal ratio (IRR) calculated by the
1/IRR=P2/P1 …式(7) 1 / IRR = P2 / P1 Formula (7)
すなわち、イメージ信号が含まれない所望信号のみが入力されるような場合においては、動作モード3を省略し、動作モード1および動作モード2において検出された信号強度P1および信号強度P2のみを用いて、演算処理部16にてイメージ除去比(IRR)を算出することができる。
That is, when only a desired signal not including an image signal is input, the operation mode 3 is omitted, and only the signal intensity P1 and the signal intensity P2 detected in the
以上に説明したように、本第1の実施形態の構成によれば、所望信号に加えてイメージ信号が存在するような場合においても、模擬イメージ信号生成用の高周波信号源やQ信号用の符号化器等の設置による消費電力の増加やチップ面積の増加を招くことなく、イメージ除去比の測定が可能となり、イメージ除去比の測定結果に基づき、直交ミキサを含めたI/Qミスマッチの較正を行うことによって、高いイメージ除去比を有する低IF型受信機を得ることができる。 As described above, according to the configuration of the first embodiment, even when an image signal is present in addition to a desired signal, a high-frequency signal source for generating a simulated image signal and a code for a Q signal are used. The image rejection ratio can be measured without increasing the power consumption and chip area due to the installation of the converter, etc. Based on the measurement result of the image rejection ratio, the I / Q mismatch including the quadrature mixer can be calibrated. By doing so, a low IF receiver having a high image rejection ratio can be obtained.
(第2の実施形態)
次に、本発明に係る受信機の第2の実施形態の装置構成について、図13を用いて説明する。図13は、本発明に係る受信機の第2の実施形態の装置構成を示す構成図であり、低IF型の受信機の装置構成を示している。(Second Embodiment)
Next, the apparatus configuration of the second embodiment of the receiver according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a configuration diagram showing a device configuration of a second embodiment of a receiver according to the present invention, and shows a device configuration of a low-IF type receiver.
図13に示す低IF受信機は、受信部102の他に、図1の場合と同様、低ノイズ増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)1と、可変利得増幅器(VGA:Variable Gain Amplifier)2と、符号化器(ADC:Analog‐to‐Digital Converter)3と、デジタル信号処理部4と、を少なくとも備えている。ここで、受信部102は、直交ミキサ18と、局部発振器(LO:Local Oscillator)12と、信号経路切り替え部13と、複素フィルタ14と、信号強度検出部15と、演算処理部16と、素子値制御部19と、を少なくとも含んで構成されている。
The low IF receiver shown in FIG. 13 has a low noise amplifier (LNA) 1, a variable gain amplifier (VGA) 2, and a
つまり、図13に示す受信機の受信部102においては、図1に第1の実施形態として示した受信機の受信部101における直交ミキサ11に代えて直交ミキサ18を、また、素子値制御部17に代えて素子値制御部19をそれぞれ備え、素子値制御部19から出力される素子値制御信号により、複素フィルタ14ではなく、直交ミキサ18の素子値を調整する構成となっている。
That is, in the receiving
受信部102において、直交ミキサ18は、Iミキサ181とQミキサ182とからなり、RF帯の高周波信号を、局部発振器12にて位相が互いに90度ずれて生成される2つのローカル信号LO_I、LO_QによってIF(中間周波数)帯に周波数変換して、IF帯の位相が互いに90度ずれた直交復調信号IF_I信号および直交復調信号IF_Q信号を生成する。
In the receiving
また、素子値制御部19は、演算処理部16で得られたイメージ除去比(IRR)の演算結果を用いて、イメージ除去比(IRR)が最大となるように、素子値制御信号を生成して、直交ミキサ18に送信することにより、直交ミキサ18の構成素子(Iミキサ181、Qミキサ182)の素子値を制御する。
Further, the element
なお、本第2の実施形態として図13に示す受信機において、第1の実施形態として図1に示した受信機の各構成要素に付した符号と同一の符号を付したものは、図1に示した受信機と同一の機能を有するものであり、ここでは、重複する説明を省略する。 In the receiver shown in FIG. 13 as the second embodiment, the same reference numerals as those used in the constituent elements of the receiver shown in FIG. The receiver has the same function as that shown in FIG.
(第2の実施形態における受信機の動作の説明)
次に、図13に示す低IF受信機の受信部102の動作についてさらに詳細に説明する。(Description of operation of receiver in the second embodiment)
Next, the operation of the receiving
図13に示す低IF型の受信機においても、図1に示した低IF受信機における場合と同様に、所望信号およびイメージ信号を含んで入力されてくる高周波信号RFは、低ノイズ増幅器(LNA)1で増幅された後、受信部102に入力され、直交ミキサ18において、中間周波数(IF)帯の位相が互いに90度ずれた2つの直交復調信号IF_Iおよび直交復調信号IF_Qに周波数変換されて、信号経路切り替え部13に出力される。
In the low-IF receiver shown in FIG. 13 as well, as in the case of the low-IF receiver shown in FIG. 1, the high-frequency signal RF input including the desired signal and the image signal is converted into a low noise amplifier (LNA). ) After being amplified by 1, the signal is input to the receiving
信号経路切り替え部13は、演算処理部16からの信号経路制御信号により制御され、第1の実施形態の場合と同様に、動作モード1から動作モード3まで、複素フィルタ14への入力信号の切り替えを行い、動作モードの切り替えが行われる都度、複素フィルタ14から出力される出力信号の信号強度が、動作モード1,2,3ごとの信号強度P1,P2,P3として、信号強度検出部15において検出される。
The signal
演算処理部16は、信号強度検出部15にて検出された動作モード1,2,3それぞれの信号強度P1,P2,P3に基づいて、第1の実施形態にて前述した式(4)により、イメージ除去比(IRR)を算出する。
Based on the signal intensities P1, P2, and P3 of the
演算処理部16にて算出されたイメージ除去比(IRR)は、素子値制御部19に出力され、素子値制御部19においては、イメージ除去比(IRR)が最大となるように、素子値制御信号を生成して、直交ミキサ18に送信することにより、直交ミキサ18を構成する構成素子の素子値を制御する。
The image removal ratio (IRR) calculated by the
さらに、第1の実施形態の場合と同様に、信号経路切り替え部13における信号経路の切り替えを繰り返すことにより、すなわち、受信機の動作モード1から動作モード3までの切り替え動作を繰り返すことにより、演算処理部16において算出された式(4)の左辺の値が小さくなる、すなわち、イメージ除去比(IRR)が大きくなるように、直交ミキサ18の素子値を調整する。
Further, as in the case of the first embodiment, the calculation is performed by repeating the switching of the signal path in the signal
直交ミキサ18の素子値の調整を完了すると、第1の実施形態の場合と同様に、信号経路切り替え部13は、第1の実施形態として図4に示した動作モード1の状態、すなわち、信号経路切り替え部13におけるスイッチ132およびスイッチ133をオフ状態にするとともに、スイッチ131およびスイッチ134を接続状態に設定して、直交ミキサ11におけるIミキサ111の出力である直交復調信号IF_IおよびQミキサ112の出力である直交復調信号IF_Qを、それぞれ、複素フィルタ14におけるIフィルタ141およびQフィルタ142に入力するように、信号経路切り替え部13における信号経路を選択し、通常の信号の受信動作を行う。
When the adjustment of the element values of the
このとき、直交ミキサ18は、前述したような素子値の調整が完了しているので、直交ミキサ18および複素フィルタ14におけるI/Qミスマッチを補償した状態になっており、結果として、高いイメージ除去比(IRR)を有する低IF受信機として動作することができる。
At this time, since the adjustment of the element values as described above has been completed, the
なお、前述したようなI/Qミスマッチを補償するための調整は、例えば、受信機の起動時に1回だけ行い、そのときに得られた補正データを演算処理部16に設けたメモリに保存しておき、2回目以降は該メモリに保存している補正データを使用することにより、2回目以降の調整を省略することができる。
The adjustment for compensating for the I / Q mismatch as described above is performed only once when the receiver is started, for example, and the correction data obtained at that time is stored in a memory provided in the
また、出荷時に直交ミキサ18の素子値の調整を行い、その結果の補正データをフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶し、通常の受信時には、不揮発性メモリに記憶された補正データを使用することにより、運用時の調整を省略することもできる。
Further, the element value of the
また、出荷時のチップ選別として、直交ミキサ18の素子値の調整は行わず、イメージ除去比(IRR)の測定のみを行うことによって、直交ミキサ18や複素フィルタ14等の素子の製造バラつきにより、イメージ除去比(IRR)が大幅に劣化したチップのみを除外することも可能である。
Further, as a chip selection at the time of shipment, adjustment of the element value of the
かくのごとき、出荷時における直交ミキサ18の素子値の調整段階、出荷時における直交ミキサ18や複素フィルタ14のチップ選別段階においては、第1の実施形態の場合と同様、イメージ信号を含まない所望信号のみを低IF受信機の受信部102に入力することが可能である。したがって、イメージ信号を含まない所望信号のみを入力した場合には、第1の実施形態の場合と同様、動作モード3を省略し、動作モード1および動作モード2において検出された信号強度P1、信号強度P2のみを用いて、演算処理部16にてイメージ除去比(IRR)を算出することができる。
As described above, in the adjustment step of the element value of the
以上に説明したように、本第2の実施形態の構成であっても、第1の実施形態の場合と同様であり、所望信号に加えてイメージ信号が存在するような場合においても、模擬イメージ信号生成用の高周波信号源やQ信号用の符号化器等の設置による消費電力の増加やチップ面積の増加を招くことなく、イメージ除去比の測定が可能となり、イメージ除去比の測定結果に基づき、直交ミキサを含めたI/Qミスマッチの較正を行うことによって、高いイメージ除去比を有する低IF型受信機を得ることができる。 As described above, the configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and a simulated image is also obtained when an image signal is present in addition to a desired signal. The image removal ratio can be measured without increasing the power consumption or the chip area due to the installation of a high-frequency signal source for signal generation or an encoder for the Q signal. Based on the measurement result of the image removal ratio By calibrating the I / Q mismatch including the quadrature mixer, a low IF receiver having a high image rejection ratio can be obtained.
(第3の実施形態)
次に、本発明に係る受信機の第3の実施形態の装置構成について、図14を用いて説明する。図14は、本発明に係る受信機の第3の実施形態の装置構成を示す構成図であり、低IF型の受信機の装置構成を示している。(Third embodiment)
Next, the apparatus configuration of the third embodiment of the receiver according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a configuration diagram showing a device configuration of a third embodiment of the receiver according to the present invention, and shows a device configuration of a low-IF type receiver.
図14に示す低IF受信機は、受信部103の他に、図1の場合と同様、低ノイズ増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)1と、可変利得増幅器(VGA:Variable Gain Amplifier)2と、符号化器(ADC:Analog‐to‐Digital Converter)3と、デジタル信号処理部4と、を少なくとも備えている。ここで、受信部103は、直交ミキサ11と、局部発振器(LO:Local Oscillator)12と、信号経路切り替え部13と、複素フィルタ14と、信号強度検出部15と、演算処理部16と、位相調整部20と、素子値制御部21と、を少なくとも含んで構成されている。
The low IF receiver shown in FIG. 14 has a low noise amplifier (LNA) 1, a variable gain amplifier (VGA: Variable Gain Amplifier) 2, in addition to the receiving
つまり、図14に示す受信機の受信部103においては、図1に第1の実施形態として示した受信機の受信部101における局部発振器12の出力側に位相調整部20をさらに備え、また、素子値制御部17に代えて素子値制御部21をそれぞれ備えることにより、素子値制御部21から出力される素子値制御信号により、複素フィルタ14ではなく、位相調整部20を構成する構成素子の素子値を調整し、而して、直交ミキサ11に入力されるローカル信号LO_Iおよびローカル信号LO_Qの位相を調整する構成となっている。
That is, the
なお、本第3の実施形態として図14に示す受信機において、第1の実施形態として図1に示した受信機の各構成要素に付した符号と同一の符号を付したものは、図1に示した受信機と同一の機能を有するものであり、ここでは、重複する説明を省略する。 In the receiver shown in FIG. 14 as the third embodiment, the same reference numerals as those used in the constituent elements of the receiver shown in FIG. The receiver has the same function as that shown in FIG.
(第3の実施形態における受信機の動作の説明)
次に、図14に示す低IF受信機の受信部103の動作についてさらに詳細に説明する。(Description of operation of receiver in the third embodiment)
Next, the operation of the receiving
図14に示す低IF型の受信機においても、図1に示した低IF受信機における場合と同様に、所望信号およびイメージ信号を含んで入力されてくる高周波信号RFは、低ノイズ増幅器(LNA)1で増幅された後、受信部103に入力され、直交ミキサ11において、中間周波数(IF)帯の位相が互いに90度ずれた2つの直交復調信号IF_Iおよび直交復調信号IF_Qに周波数変換されて、信号経路切り替え部13に出力される。
In the low-IF receiver shown in FIG. 14 as well, as in the case of the low-IF receiver shown in FIG. 1, the high-frequency signal RF input including the desired signal and the image signal is converted into a low noise amplifier (LNA). ) After being amplified by 1, the signal is input to the receiving
信号経路切り替え部13は、演算処理部16からの信号経路制御信号により制御され、第1の実施形態の場合と同様に、動作モード1から動作モード3まで、複素フィルタ14への入力信号の切り替えを行い、動作モードの切り替えが行われる都度、複素フィルタ14から出力される出力信号の信号強度が、動作モード1,2,3ごとの信号強度P1,P2,P3として、信号強度検出部15において検出される。
The signal
演算処理部16は、信号強度検出部15にて検出された動作モード1,2,3それぞれの信号強度P1,P2,P3に基づいて、第1の実施形態にて前述した式(4)により、イメージ除去比(IRR)を算出する。
Based on the signal intensities P1, P2, and P3 of the
演算処理部16にて算出されたイメージ除去比(IRR)は、素子値制御部21に出力され、素子値制御部21においては、イメージ除去比(IRR)が最大となるように、素子値制御信号を生成して、位相調整部20に送信することにより、位相調整部20を構成する構成素子の素子値を制御する。これにより、直交ミキサ11に入力されるローカル信号LO_Iおよびローカル信号LO_Qの位相が調整される。
The image removal ratio (IRR) calculated by the
さらに、第1の実施形態の場合と同様に、信号経路切り替え部13における信号経路の切り替えを繰り返すことにより、すなわち、受信機の動作モード1から動作モード3までの切り替え動作を繰り返すことにより、演算処理部16において算出された式(4)の左辺の値が小さくなる、すなわち、イメージ除去比(IRR)が大きくなるように、位相調整部20の素子値を調整する。
Further, as in the case of the first embodiment, the calculation is performed by repeating the switching of the signal path in the signal
位相調整部20の素子値の調整を完了すると、第1の実施形態の場合と同様に、信号経路切り替え部13は、第1の実施形態として図4に示した動作モード1の状態、すなわち、信号経路切り替え部13におけるスイッチ132およびスイッチ133をオフ状態にするとともに、スイッチ131およびスイッチ134を接続状態に設定して、直交ミキサ11におけるIミキサ111の出力である直交復調信号IF_IおよびQミキサ112の出力である直交復調信号IF_Qを、それぞれ、複素フィルタ14におけるIフィルタ141およびQフィルタ142に入力するように、信号経路切り替え部13における信号経路を選択し、通常の信号の受信動作を行う。
When the adjustment of the element value of the
このとき、位相調整部20は、前述したような素子値の調整が完了しているので、ローカル信号LO_I,LO_Qの位相ずれや直交ミキサ11および複素フィルタ14におけるI/Qミスマッチを補償した状態になっており、結果として、高いイメージ除去比(IRR)を有する低IF受信機として動作することができる。
At this time, since the adjustment of the element values as described above is completed, the
なお、前述したようなI/Qミスマッチを補償するための調整は、例えば、受信機の起動時に1回だけ行い、そのときに得られた補正データを演算処理部16に設けたメモリに保存しておき、2回目以降は該メモリに保存している補正データを使用することにより、2回目以降の調整を省略することができる。
The adjustment for compensating for the I / Q mismatch as described above is performed only once when the receiver is started, for example, and the correction data obtained at that time is stored in a memory provided in the
また、出荷時に位相調整部20の素子値の調整を行い、その結果の補正データをフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶し、通常の受信時には、不揮発性メモリに記憶された補正データを使用することにより、運用時の調整を省略することもできる。
Further, the element value of the
また、出荷時のチップ選別として、位相調整部20の素子値の調整は行わず、イメージ除去比(IRR)の測定のみを行うことによって、位相調整部20や直交ミキサ18や複素フィルタ14等の素子の製造バラつきにより、イメージ除去比(IRR)が大幅に劣化したチップのみを除外することも可能である。
Further, as the chip selection at the time of shipment, the element value of the
かくのごとき、出荷時における位相調整部20の素子値の調整段階、出荷時における位相調整部20や直交ミキサ18や複素フィルタ14のチップ選別段階においては、第1の実施形態の場合と同様、イメージ信号を含まない所望信号のみを低IF受信機の受信部103に入力することが可能である。したがって、イメージ信号を含まない所望信号のみを入力した場合には、第1の実施形態の場合と同様、動作モード3を省略し、動作モード1および動作モード2において検出された信号強度P1、信号強度P2のみを用いて、演算処理部16にてイメージ除去比(IRR)を算出することができる。
As in the case of the first embodiment, in the adjustment stage of the element value of the
以上に説明したように、本第3の実施形態の構成であっても、第1の実施形態の場合と同様であり、所望信号に加えてイメージ信号が存在するような場合においても、模擬イメージ信号生成用の高周波信号源やQ信号用の符号化器等の設置による消費電力の増加やチップ面積の増加を招くことなく、イメージ除去比の測定が可能となり、イメージ除去比の測定結果に基づき、直交ミキサを含めたI/Qミスマッチの較正を行うことによって、高いイメージ除去比を有する低IF型受信機を得ることができる。 As described above, the configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and a simulated image is obtained even when an image signal exists in addition to a desired signal. The image removal ratio can be measured without increasing the power consumption or the chip area due to the installation of a high-frequency signal source for signal generation or an encoder for the Q signal. Based on the measurement result of the image removal ratio By calibrating the I / Q mismatch including the quadrature mixer, a low IF receiver having a high image rejection ratio can be obtained.
(第4の実施形態)
次に、本発明に係る受信機の第4の実施形態について、図15を用いて説明する。なお、本第4の実施形態における受信機の装置構成は、第1の実施形態として図1に示した低IF型の受信機と全く同一の装置構成からなっており、本第4の実施形態における受信機の動作モードとして、第1の実施形態における動作モード3の代わりに、図15に示すような信号経路を設定するための動作モード4を備えている。図15は、図1の受信機の動作モード4における信号経路切り替え部13の接続状態を第4の実施形態として説明する説明図である。(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the receiver according to the present invention will be described with reference to FIG. The apparatus configuration of the receiver in the fourth embodiment is the same as that of the low-IF receiver shown in FIG. 1 as the first embodiment, and the fourth embodiment. As an operation mode of the receiver, an operation mode 4 for setting a signal path as shown in FIG. 15 is provided instead of the operation mode 3 in the first embodiment. FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a connection state of the signal
(第4の実施形態における受信機の動作の説明)
次に、図1に示す低IF受信機の受信部101の第4の実施形態における動作について詳細に説明する。(Description of operation of receiver in the fourth embodiment)
Next, the operation in the fourth embodiment of the receiving
本第4の実施形態においても、第1の実施形態の場合と同様に、図1に示す低IF受信機において、所望信号およびイメージ信号を含んで入力されてくる高周波信号RFは、低ノイズ増幅器(LNA)1で増幅された後、受信部101に入力され、直交ミキサ11において、中間周波数(IF)帯の位相が互いに90度ずれた2つの直交復調信号IF_Iおよび直交復調信号IF_Qに周波数変換されて、信号経路切り替え部13に出力される。
Also in the fourth embodiment, as in the case of the first embodiment, in the low IF receiver shown in FIG. 1, the high-frequency signal RF input including the desired signal and the image signal is a low noise amplifier. After being amplified by (LNA) 1, the signal is input to the receiving
信号経路切り替え部13は、演算処理部16からの信号経路制御信号により制御され、第1の実施形態の場合とは異なり、動作モード1から動作モード3までではなく、動作モード3の代わりに、動作モード4を用いる切り替え動作を行う。つまり、まず、動作モード1と動作モード2との2つの動作モードで、複素フィルタ14への入力信号の切り替えを行い、動作モードの切り替えが行われる都度、複素フィルタ14から出力される出力信号の信号強度が、第1の実施形態における式(1)、式(2)に示すように、動作モード1,2ごとの信号強度P1,P2として、信号強度検出部15において検出される。
The signal
しかる後、さらに、信号経路切り替え部13において、図15に示すように、スイッチ132およびスイッチ134をオフ状態にするとともに、スイッチ131およびスイッチ133を接続状態とし、直交ミキサ11におけるQミキサ112の出力である直交復調信号IF_Qの複素フィルタ14への入力を抑止して、直交ミキサ11におけるIミキサ111の出力である直交復調信号IF_Iを、複素フィルタ14におけるIフィルタ141とQフィルタ142との双方に入力するように、信号経路を選択する(以下、動作モード4と称する)。
Thereafter, in the signal
前述の動作モード4の場合においては、直交ミキサ11の出力における所望信号およびイメージ信号の信号強度を、第1の実施形態の場合と同様、それぞれP_SIGおよびP_IMとすると、複素フィルタ14の周波数特性は、図16に示すように、第1の実施形態の図5に示す動作モード1の場合の正側の周波数特性を−3dB減衰させたすなわち(1/2)倍にした特性を、さらに、DC(直流分の'0')を中心にして対称な負側の位置にも反転させた特性となり、複素フィルタ14の出力としては、所望信号およびイメージ信号のいずれも、(1/2)倍にされて、信号強度P_SIGbおよび信号強度P_IMbとして出力される。ここに、図16は、図1の受信機の動作モード4における複素フィルタ14の周波数特性を示す特性図であり、複素フィルタ14から出力される出力信号の信号強度とともに示している。
In the case of the operation mode 4 described above, assuming that the signal strength of the desired signal and the image signal at the output of the
つまり、複素フィルタ14のIフィルタ141から出力される出力信号においては、図17に示すように、(1/2)倍に圧縮された所望信号の信号強度P_SIGbと(1/2)倍に圧縮されイメージ信号の信号強度P_IMbとが、同一の周波数信号として足し合わされた信号強度P4として出力されることになり、動作モード4においては、信号強度検出部15にて検出される信号強度P4は、次の式(8)のように表される。図17は、図1の受信機の動作モード4において信号強度検出部15にて検出される信号強度を説明するための説明図である。
That is, the output signal output from the
P4=P_SIGb+P_IMb
=(P_SIG+P_IM)/2 …式(8)P4 = P_SIGb + P_IMb
= (P_SIG + P_IM) / 2 Formula (8)
なお、動作モード4においては、信号経路切り替え部13において、図15のスイッチング状態とは逆に、スイッチ131およびスイッチ133をオフ状態にとし、スイッチ132およびスイッチ134を接続状態として、直交ミキサ11におけるIミキサ111の出力である直交復調信号IF_Iの複素フィルタ14への入力を抑止して、直交ミキサ11におけるQミキサ112の出力である直交復調信号IF_Qを、複素フィルタ14におけるIフィルタ141とQフィルタ142との双方に入力するように、信号経路を選択する動作としても良い。
In the operation mode 4, in the signal
以上のように、図1の受信機の動作モード1、動作モード2および動作モード4の3つの動作モードについて、信号経路切り替え部13にて複素フィルタ14への入力信号を切り替える都度、信号強度検出部15にて、複素フィルタ14から出力される出力信号の信号強度P1,P2,P4を検出することにより、演算処理部16において、次の式(9)のように、イメージ除去比(IRR)を算出することができる。
As described above, the signal strength detection is performed every time the signal
1/IRR=(P1+P2−2×P4)/(2×P4) …式(9) 1 / IRR = (P1 + P2-2 × P4) / (2 × P4) Equation (9)
演算処理部16にて算出されたイメージ除去比(IRR)は、素子値制御部17に出力され、素子値制御部17においては、イメージ除去比(IRR)が最大となるように、素子値制御信号を生成して、複素フィルタ14に送信することにより、複素フィルタ14を構成する構成素子の素子値を制御する。
The image removal ratio (IRR) calculated by the
さらに、信号経路切り替え部13における信号経路の切り替えを繰り返すことにより、すなわち、受信機の動作モード1、動作モード2および動作モード4の切り替え動作を繰り返すことにより、演算処理部16において算出された式(9)の左辺の値が小さくなる、すなわち、イメージ除去比(IRR)が大きくなるように、複素フィルタ14の素子値を調整する。
Furthermore, by repeating the switching of the signal path in the signal
複素フィルタ14の素子値の調整を完了すると、第1の実施形態の場合と同様に、信号経路切り替え部13は、第1の実施形態として図4に示した動作モード1の状態、すなわち、信号経路切り替え部13におけるスイッチ132およびスイッチ133をオフ状態にするとともに、スイッチ131およびスイッチ134を接続状態に設定して、直交ミキサ11におけるIミキサ111の出力である直交復調信号IF_IおよびQミキサ112の出力である直交復調信号IF_Qを、それぞれ、複素フィルタ14におけるIフィルタ141およびQフィルタ142に入力するように、信号経路切り替え部13における信号経路を選択し、通常の信号の受信動作を行う。
When the adjustment of the element value of the
このとき、複素フィルタ14は、前述したような素子値の調整が完了しているので、直交ミキサ11および複素フィルタ14におけるI/Qミスマッチを補償した状態になっており、結果として、高いイメージ除去比(IRR)を有する低IF受信機として動作することができる。
At this time, since the adjustment of the element values as described above has been completed, the
なお、前述したようなI/Qミスマッチを補償するための調整は、例えば、受信機の起動時に1回だけ行い、そのときに得られた補正データを演算処理部16に設けたメモリに保存しておき、2回目以降は該メモリに保存している補正データを使用することにより、2回目以降の調整を省略することができる。
The adjustment for compensating for the I / Q mismatch as described above is performed only once when the receiver is started, for example, and the correction data obtained at that time is stored in a memory provided in the
また、出荷時に複素フィルタ14の素子値の調整を行い、その結果の補正データをフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶し、通常の受信時には、不揮発性メモリに記憶された補正データを使用することにより、運用時の調整を省略することもできる。
Further, the element value of the
また、出荷時のチップ選別として、複素フィルタ14の素子値の調整は行わず、イメージ除去比(IRR)の測定のみを行うことによって、直交ミキサ18や複素フィルタ14等の素子の製造バラつきにより、イメージ除去比(IRR)が大幅に劣化したチップのみを除外することも可能である。
Further, as the chip selection at the time of shipment, adjustment of the element value of the
かくのごとき、出荷時における複素フィルタ14の素子値の調整段階、出荷時における直交ミキサ18や複素フィルタ14のチップ選別段階においては、第1の実施形態の場合と同様、イメージ信号を含まない所望信号のみを低IF受信機の受信部101に入力することが可能である。したがって、イメージ信号を含まない所望信号のみを入力した場合には、動作モード4を省略し、第1の実施形態の場合と同様、動作モード1および動作モード2において検出された信号強度P1、信号強度P2のみを用いて、演算処理部16にてイメージ除去比(IRR)を算出することができる。
As described above, in the adjustment stage of the element values of the
なお、本第4の実施形態においては、第1の実施形態の場合と同様に、複素フィルタ14の素子値を調整する構成としたが、第2の実施形態の場合と同様に、図1の直交ミキサ11の代わりに図13に示す直交ミキサ18を用いて、該直交ミキサ18の素子値を調整する構成としても良いし、あるいは、第3の実施形態の場合と同様に、局部発振器12の後段に位相調整部20をさらに配置し、該位相調整部20の素子値を調整する構成としても良い。
In the fourth embodiment, the element value of the
以上に説明したように、本第4の実施形態の構成であっても、第1の実施形態の場合と同様であり、所望信号に加えてイメージ信号が存在するような場合においても、模擬イメージ信号生成用の高周波信号源やQ信号用の符号化器等の設置による消費電力の増加やチップ面積の増加を招くことなく、イメージ除去比の測定が可能となり、イメージ除去比の測定結果に基づき、直交ミキサを含めたI/Qミスマッチの較正を行うことによって、高いイメージ除去比を有する低IF型受信機を得ることができる。 As described above, the configuration of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, and a simulated image is obtained even when an image signal exists in addition to a desired signal. The image removal ratio can be measured without increasing the power consumption or the chip area due to the installation of a high-frequency signal source for signal generation or an encoder for the Q signal. Based on the measurement result of the image removal ratio By calibrating the I / Q mismatch including the quadrature mixer, a low IF receiver having a high image rejection ratio can be obtained.
(第5の実施形態)
次に、本発明に係る受信機の第5の実施形態の装置構成について、図18を用いて説明する。図18は、本発明に係る受信機の第5の実施形態の装置構成を示す構成図であり、低IF型の受信機の装置構成を示している。(Fifth embodiment)
Next, the apparatus configuration of the fifth embodiment of the receiver according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a configuration diagram showing a device configuration of a fifth embodiment of a receiver according to the present invention, and shows a device configuration of a low-IF type receiver.
図18に示す低IF受信機は、受信部105の他に、図1の場合と同様、低ノイズ増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)1と、可変利得増幅器(VGA:Variable Gain Amplifier)2と、符号化器(ADC:Analog‐to‐Digital Converter)3と、を少なくとも備え、さらに、デジタル信号処理部4の代わりに、デジタル信号処理部5を備えている。ここで、受信部105は、直交ミキサ11と、局部発振器(LO:Local Oscillator)12と、信号経路切り替え部13と、複素フィルタ14と、を少なくとも含んで構成され、また、デジタル信号処理部5は、信号強度検出部22と、演算処理部16と、素子値制御部17と、を少なくとも含んで構成されている。
The low IF receiver shown in FIG. 18 has a low noise amplifier (LNA) 1, a variable gain amplifier (VGA) 2, and a receiving
つまり、図18に示す受信機の受信部105においては、図1に第1の実施形態として示した受信機の受信部101から、信号強度検出部15と演算処理部16と素子値制御部17とを削除する代わりに、符号化器3の後段に配置されているデジタル信号処理部5側に信号強度検出部22と演算処理部16と素子値制御部17とを追加して備える構成としており、複素フィルタ14から出力される出力信号を可変利得増幅器2にて増幅した後、さらに、符号化器3によってデジタル信号に変換した後で、デジタル変換された該出力信号の信号強度を、信号強度検出部22によって検出する構成となっている。
That is, in the receiving
受信部105において、複素フィルタ14は、Iフィルタ141およびQフィルタ142により構成されており、所望の実信号を通過させ、イメージ信号の除去割合としてあらかじめ設定されているイメージ除去比(IRR)だけイメージ信号を減衰させて、Iフィルタ141の出力信号を、受信部105の後段に位置する可変利得増幅器2に出力する。
In the
可変利得増幅器2は、受信部105の複素フィルタ14から入力された信号を適正な振幅に増幅して、次段の符号化器3に出力し、符号化器3は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、デジタル信号処理部5に対して出力する。
The
デジタル信号処理部5においては、デジタル変換されて入力されてくる複素フィルタ14からの出力信号の信号強度を、信号強度検出部22にて検出して、検出された信号強度情報を、演算処理部16に送る。
In the digital signal processing unit 5, the signal strength of the output signal from the
演算処理部16は、信号経路制御信号を出力することにより信号経路切り替え部13における直交ミキサ11と複素フィルタ14の間の信号経路の切り替え制御を行うとともに、該信号経路を切り替える都度信号強度検出部22によって検出される各信号強度情報から、低IF受信機の受信部105におけるイメージ除去比(IRR)の演算を行い、該演算結果を、素子値制御部17に出力する。
The
素子値制御部17は、演算処理部16で得られたイメージ除去比(IRR)の演算結果を用いて、イメージ除去比(IRR)が最大となるように、素子値制御信号を生成して、複素フィルタ14に送信することにより、複素フィルタ14を構成する構成素子の素子値を制御する。
The element
なお、本第5の実施形態として図18に示す受信機において、第1の実施形態として図1に示した受信機の各構成要素に付した符号と同一の符号を付したものは、図1に示した受信機と同一の機能を有するものであり、ここでは、重複する説明を省略する。 In the receiver shown in FIG. 18 as the fifth embodiment, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 for the components shown in FIG. The receiver has the same function as that shown in FIG.
(第5の実施形態における受信機の動作の説明)
次に、図18に示す低IF受信機の動作についてさらに詳細に説明する。(Description of operation of receiver in fifth embodiment)
Next, the operation of the low IF receiver shown in FIG. 18 will be described in more detail.
図18に示す低IF型の受信機においても、図1に示した低IF受信機における場合と同様に、所望信号およびイメージ信号を含んで入力されてくる高周波信号RFは、低ノイズ増幅器(LNA)1で増幅された後、受信部105に入力され、直交ミキサ11において、中間周波数(IF)帯の位相が互いに90度ずれた2つの直交復調信号IF_Iおよび直交復調信号IF_Qに周波数変換されて、信号経路切り替え部13に出力される。
Also in the low IF receiver shown in FIG. 18, as in the case of the low IF receiver shown in FIG. 1, the high frequency signal RF including the desired signal and the image signal is received by the low noise amplifier (LNA). ) After being amplified by 1, it is input to the receiving
信号経路切り替え部13は、演算処理部16からの信号経路制御信号により制御され、第1の実施形態の場合と同様に、動作モード1から動作モード3まで、複素フィルタ14への入力信号の切り替えを行い、動作モードの切り替えが行われる都度、複素フィルタ14から出力されて、可変利得増幅器2、符号化器3を介して、デジタル信号処理部5に入力されてくる複素フィルタ14の出力信号の信号強度を、動作モード1,2,3ごとの信号強度P1,P2,P3として、信号強度検出部22において検出する。
The signal
演算処理部16は、信号強度検出部22にて検出された動作モード1,2,3それぞれの信号強度P1,P2,P3に基づいて、第1の実施形態にて前述した式(4)により、イメージ除去比(IRR)を算出する。
Based on the signal intensities P1, P2, and P3 of the
演算処理部16にて算出されたイメージ除去比(IRR)は、素子値制御部17に出力され、素子値制御部17においては、イメージ除去比(IRR)が最大となるように、素子値制御信号を生成して、複素フィルタ14に送信することにより、複素フィルタ14を構成する構成素子の素子値を制御する。
The image removal ratio (IRR) calculated by the
さらに、第1の実施形態の場合と同様に、信号経路切り替え部13における信号経路の切り替えを繰り返すことにより、すなわち、受信機の動作モード1から動作モード3までの切り替え動作を繰り返すことにより、演算処理部16において算出された式(4)の左辺の値が小さくなる、すなわち、イメージ除去比(IRR)が大きくなるように、複素フィルタ14の素子値を調整する。
Further, as in the case of the first embodiment, the calculation is performed by repeating the switching of the signal path in the signal
複素フィルタ14の素子値の調整を完了すると、第1の実施形態の場合と同様に、信号経路切り替え部13は、第1の実施形態として図4に示した動作モード1の状態、すなわち、信号経路切り替え部13におけるスイッチ132およびスイッチ133をオフ状態にするとともに、スイッチ131およびスイッチ134を接続状態に設定して、直交ミキサ11におけるIミキサ111の出力である直交復調信号IF_IおよびQミキサ112の出力である直交復調信号IF_Qを、それぞれ、複素フィルタ14におけるIフィルタ141およびQフィルタ142に入力するように、信号経路切り替え部13における信号経路を選択し、通常の信号の受信動作を行う。
When the adjustment of the element value of the
このとき、複素フィルタ14は、前述したような素子値の調整が完了しているので、直交ミキサ11および複素フィルタ14におけるI/Qミスマッチを補償した状態になっており、結果として、高いイメージ除去比(IRR)を有する低IF受信機として動作することができる。
At this time, since the adjustment of the element values as described above has been completed, the
なお、前述したようなI/Qミスマッチを補償するための調整は、例えば、受信機の起動時に1回だけ行い、そのときに得られた補正データを演算処理部16に設けたメモリに保存しておき、2回目以降は該メモリに保存している補正データを使用することにより、2回目以降の調整を省略することができる。
The adjustment for compensating for the I / Q mismatch as described above is performed only once when the receiver is started, for example, and the correction data obtained at that time is stored in a memory provided in the
また、出荷時に複素フィルタ14の素子値の調整を行い、その結果の補正データをフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶し、通常の受信時には、不揮発性メモリに記憶された補正データを使用することにより、運用時の調整を省略することもできる。
Further, the element value of the
また、出荷時のチップ選別として、複素フィルタ14の素子値の調整は行わず、イメージ除去比(IRR)の測定のみを行うことによって、直交ミキサ18や複素フィルタ14等の素子の製造バラつきにより、イメージ除去比(IRR)が大幅に劣化したチップのみを除外することも可能である。
Further, as the chip selection at the time of shipment, adjustment of the element value of the
かくのごとき、出荷時における複素フィルタ14の素子値の調整段階、出荷時における直交ミキサ18や複素フィルタ14のチップ選別段階においては、第1の実施形態の場合と同様、イメージ信号を含まない所望信号のみを低IF受信機の受信部105に入力することが可能である。したがって、イメージ信号を含まない所望信号のみを入力した場合には、第1の実施形態の場合と同様、動作モード3を省略し、動作モード1および動作モード2において検出された信号強度P1、信号強度P2のみを用いて、演算処理部16にてイメージ除去比(IRR)を算出することができる。
As described above, in the adjustment stage of the element values of the
なお、本第5の実施形態においては、第1の実施形態の場合と同様に、複素フィルタ14の素子値を調整する構成としたが、第2の実施形態の場合と同様に、図1の直交ミキサ11の代わりに図13に示す直交ミキサ18を用いて、該直交ミキサ18の素子値を調整する構成としても良いし、あるいは、第3の実施形態の場合と同様に、局部発振器12の後段に位相調整部20をさらに配置し、該位相調整部20の素子値を調整する構成としても良い。また、第4の実施形態の場合と同様に、動作モード3の代わりに、動作モード4を用いて、信号経路切り替え部13を制御するような構成としても良い。
In the fifth embodiment, the element value of the
以上に説明したように、本第5の実施形態の構成であっても、第1の実施形態の場合と同様であり、所望信号に加えてイメージ信号が存在するような場合においても、模擬イメージ信号生成用の高周波信号源やQ信号用の符号化器等の設置による消費電力の増加やチップ面積の増加を招くことなく、イメージ除去比の測定が可能となり、イメージ除去比の測定結果に基づき、直交ミキサを含めたI/Qミスマッチの較正を行うことによって、高いイメージ除去比を有する低IF型受信機を得ることができる。 As described above, the configuration of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment, and a simulated image is also obtained when an image signal is present in addition to a desired signal. The image removal ratio can be measured without increasing the power consumption or the chip area due to the installation of a high-frequency signal source for signal generation or an encoder for the Q signal. Based on the measurement result of the image removal ratio By calibrating the I / Q mismatch including the quadrature mixer, a low IF receiver having a high image rejection ratio can be obtained.
以上、本発明の好適実施例の構成を説明した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。例えば、本発明の実施態様は、課題を解決するための手段における構成(1)に加えて、次のような構成として表現できる。
(2)直交関係にあるあらかじめ定めた周波数の第1および第2のローカル信号を出力する局部発振器をさらに有し、前記直交ミキサは、受信した前記高周波信号を、前記局部発振器から出力される前記第1および第2のローカル信号によってダウンコンバートすることにより、前記第1および第2の直交復調信号として出力し、前記複素フィルタは、第1および第2のフィルタからなり、前記第1および第2のフィルタのいずれも、前記直交ミキサが出力する前記第1および第2の直交復調信号のいずれか一方または双方の信号を入力することができる上記(1)の受信機。
(3)前記信号経路切り替え部は、前記第1の直交復調信号を入力する第1の入力端子と、前記第2の直交復調信号を入力する第2の入力端子と、前記複素フィルタの前記第1のフィルタへ信号を出力する第1の出力端子と、前記複素フィルタの前記第2のフィルタへ信号を出力する第2の出力端子と、第1ないし第4のスイッチと、を有し、前記第1のスイッチは、前記第1の入力端子と前記第1の出力端子とを接続するか否かを選択し、前記第2のスイッチは、前記第2の入力端子と前記第1の出力端子とを接続するか否かを選択し、前記第3のスイッチは、前記第1の入力端子と前記第2の出力端子とを接続するかを選択し、前記第4のスイッチは、前記第2の入力端子と前記第2の出力端子とを接続するか否かを選択する上記(2)の受信機。
(4)前記複素フィルタの出力信号の信号強度を検出する信号強度検出部をさらに備え、前記信号強度検出部は、前記複素フィルタを構成する前記第1および第2のフィルタの少なくとも一方からの出力信号を入力することにより、前記複素フィルタの出力信号の信号強度を検出する上記(3)の受信機。
(5)前記信号強度検出部において検出された前記信号強度に基づいて、あらかじめ定めた演算を行う演算処理部をさらに有し、前記演算処理部は、前記信号強度に基づく演算を終了する都度、信号経路制御信号を出力することにより前記信号経路切り替え部における前記第1ないし第4のスイッチのオン・オフを切り替えて、前記直交ミキサと前記複素フィルタとの間の信号経路の切り替え制御を行う上記(4)の受信機。
(6)前記演算処理部は、第1の動作モードとして、前記信号経路制御信号により前記信号経路切り替え部における前記第1のスイッチと前記第4のスイッチとをオンし、前記第2のスイッチと前記第3のスイッチとをオフした状態において前記信号強度検出部にて前記信号強度として検出された第1の信号強度と、第2の動作モードとして、前記信号経路制御信号により前記信号経路切り替え部における前記第2のスイッチと前記第3のスイッチとをオンし、前記第1のスイッチと前記第4のスイッチとをオフにした状態において前記信号強度検出部にて前記信号強度として検出された第2の信号強度と、を取得し、取得した前記第1および第2の信号強度に基づいて、前記所望の実信号に対する前記イメージ信号を抑圧するイメージ除去比を算出する、あるいは、第3の動作モードとして、前記信号経路制御信号により前記信号経路切り替え部における前記第1ないし第4のスイッチすべてをオンした状態において前記信号強度検出部にて前記信号強度として検出された第3の信号強度を、さらに取得し、取得した前記第1、第2、第3の信号強度に基づいて、前記所望の実信号に対する前記イメージ信号を抑圧するイメージ除去比を算出する、あるいは、第4の動作モードとして、前記信号経路制御信号により前記信号経路切り替え部における前記第1のスイッチと前記第3のスイッチとをオンまたはオフし、前記第2のスイッチと前記第4のスイッチとをオフまたはオンした状態において前記信号強度検出部にて前記信号強度として検出された第4の信号強度を、さらに取得し、取得した前記第1、第2、第4の信号強度に基づいて、前記所望の実信号に対する前記イメージ信号を抑圧するイメージ除去比を算出する上記(5)の受信機。
(7)前記複素フィルタを構成する構成素子の素子値を制御する素子値制御部をさらに備え、前記素子値制御部は、前記信号強度検出部にて検出された前記第1、第2の信号強度または前記第1、第2、第3の信号強度または前記第1、第2、第4の信号強度のいずれかに基づいて前記演算処理部にて算出された前記イメージ信号を抑圧するイメージ除去比が最大になるように、前記複素フィルタまたは前記直交ミキサまたは前記位相調整部のいずれかを構成する構成素子の素子値を制御する上記(6)の受信機。
(8)前記演算処理部にて算出された前記イメージ信号を抑圧するイメージ除去比、または、該イメージ除去比が最大になる前記複素ミキサまたは前記直交ミキサまたは前記位相調整部のいずれかを構成する構成素子の素子値として前記素子値制御部にて取得された素子値を、補正データとしてメモリに保存し、前記イメージ信号を抑圧するための以降の調整時には、前記メモリに保存されている前記補正データを用いて調整を行う上記(7)の受信機。
(9)前記複素フィルタを構成する前記第1のフィルタは、前記第1の入力端子から入力される信号電圧を信号電流に変換する第1の電圧電流変換器と、該第1の電圧電流変換器にて変換された前記信号電流を入力する第1のコンデンサと第3の電圧電流変換器と、を備え、前記第2のフィルタは、前記第2の入力端子から入力される信号電圧を信号電流に変換する第2の電圧電流変換器と、該第2の電圧電流変換器にて変換された前記信号電流を入力する第2のコンデンサと第4の電圧電流変換器と、を備え、前記第3の電圧電流変換器からの出力側は、前記第2の電圧電流変換器の出力側と接続されるとともに、前記第2の出力端子に接続され、前記第4の電圧電流変換器からの出力側は、前記第1の電圧電流変換器の出力側と接続されるとともに、前記第1の出力端子に接続される上記(3)ないし上記(8)のいずれかの受信機。
(10)受信した高周波信号から直交関係にある第1および第2の直交復調信号を出力する直交ミキサと、前記直交ミキサから出力される前記第1および第2の直交復調信号のうち、所望の実信号を通過させ、該所望の実信号に対するイメージ信号を抑圧する複素フィルタと、前記直交ミキサから出力される前記第1および第2の直交復調信号を前記複素フィルタへ入力する信号経路を切り替える信号経路切り替え部と、を少なくとも備えた受信機におけるイメージ除去比測定方法であって、前記イメージ信号を抑圧する最適のイメージ除去比を算出する際に、前記信号経路切り替え部により、前記直交ミキサと前記複素フィルタとの間の信号経路を適宜切り替えて、それぞれの信号経路において前記複素フィルタから出力される信号強度を検出することにより、前記イメージ信号を抑圧するイメージ除去比を算出するイメージ除去比測定方法。The configuration of the preferred embodiment of the present invention has been described above. However, it should be noted that such examples are merely illustrative of the invention and do not limit the invention in any way. Those skilled in the art will readily understand that various modifications and changes can be made according to a specific application without departing from the gist of the present invention. For example, the embodiment of the present invention can be expressed as the following configuration in addition to the configuration (1) in the means for solving the problems.
(2) It further has a local oscillator that outputs first and second local signals having a predetermined frequency in an orthogonal relationship, and the orthogonal mixer outputs the received high-frequency signal from the local oscillator. By down-converting with the first and second local signals, the first and second quadrature demodulated signals are output, and the complex filter is composed of first and second filters, and the first and second The receiver according to (1), wherein any one of the first and second quadrature demodulated signals output from the quadrature mixer can be input to either of the filters.
(3) The signal path switching unit includes a first input terminal for inputting the first quadrature demodulated signal, a second input terminal for inputting the second quadrature demodulated signal, and the first input terminal of the complex filter. A first output terminal that outputs a signal to one filter, a second output terminal that outputs a signal to the second filter of the complex filter, and first to fourth switches, The first switch selects whether or not to connect the first input terminal and the first output terminal, and the second switch includes the second input terminal and the first output terminal. The third switch selects whether to connect the first input terminal and the second output terminal, and the fourth switch selects the second switch. The above (2) for selecting whether or not to connect the input terminal and the second output terminal Receiver.
(4) A signal strength detector that detects a signal strength of an output signal of the complex filter is further provided, and the signal strength detector is an output from at least one of the first and second filters that constitute the complex filter. The receiver according to (3), wherein a signal intensity of an output signal of the complex filter is detected by inputting a signal.
(5) A calculation processing unit that performs a predetermined calculation based on the signal strength detected by the signal strength detection unit is further included, and the calculation processing unit ends the calculation based on the signal strength, The signal path control signal is output to switch on / off of the first to fourth switches in the signal path switching unit, and the signal path switching control between the quadrature mixer and the complex filter is performed. (4) Receiver.
(6) In the first operation mode, the arithmetic processing unit turns on the first switch and the fourth switch in the signal path switching unit by the signal path control signal, and the second switch The first signal strength detected as the signal strength by the signal strength detection unit in a state where the third switch is turned off, and the signal path switching unit according to the signal path control signal as a second operation mode. In the state in which the second switch and the third switch are turned on and the first switch and the fourth switch are turned off, the signal strength detection unit detects the signal strength detected by the signal strength detection unit. And removing the image signal with respect to the desired real signal based on the acquired first and second signal intensities. Or, as a third operation mode, the signal strength detection unit sets the signal strength in the state where all the first to fourth switches in the signal path switching unit are turned on by the signal path control signal. The detected third signal strength is further acquired, and an image removal ratio for suppressing the image signal with respect to the desired actual signal is calculated based on the acquired first, second, and third signal strengths. Alternatively, as a fourth operation mode, the first switch and the third switch in the signal path switching unit are turned on or off by the signal path control signal, and the second switch and the fourth switch A fourth signal strength detected as the signal strength by the signal strength detector in a state where the switch is turned off or on is further taken. And, the acquired first, second, on the basis of the fourth signal strength, the receiver of the (5) for calculating the image rejection ratio for suppressing the image signal for the desired real signal.
(7) The device further includes an element value control unit that controls element values of the constituent elements constituting the complex filter, and the element value control unit detects the first and second signals detected by the signal intensity detection unit. Image removal that suppresses the image signal calculated by the arithmetic processing unit based on the intensity, the first, second, or third signal intensity or the first, second, or fourth signal intensity (6) The receiver according to (6), wherein an element value of a constituent element that constitutes one of the complex filter, the quadrature mixer, or the phase adjustment unit is controlled so that a ratio is maximized.
(8) Configure either the image removal ratio that suppresses the image signal calculated by the arithmetic processing unit, or the complex mixer, the quadrature mixer, or the phase adjustment unit that maximizes the image removal ratio. The element value obtained by the element value control unit as the element value of the component element is stored in the memory as correction data, and the correction stored in the memory is performed during the subsequent adjustment for suppressing the image signal. (7) The receiver according to (7), wherein adjustment is performed using data.
(9) The first filter constituting the complex filter includes a first voltage-current converter that converts a signal voltage input from the first input terminal into a signal current, and the first voltage-current conversion. A first capacitor for inputting the signal current converted by the converter, and a third voltage-current converter, wherein the second filter outputs a signal voltage input from the second input terminal. A second voltage-current converter that converts current, a second capacitor that inputs the signal current converted by the second voltage-current converter, and a fourth voltage-current converter, and The output side from the third voltage-current converter is connected to the output side of the second voltage-current converter and is connected to the second output terminal, and the output from the fourth voltage-current converter is The output side is connected to the output side of the first voltage-current converter. Together, either receiver of said connected to said first output terminal (3) to (8).
(10) A quadrature mixer that outputs first and second quadrature demodulated signals having a quadrature relationship from the received high-frequency signal, and a desired one of the first and second quadrature demodulated signals output from the quadrature mixer A complex filter that passes a real signal and suppresses an image signal for the desired real signal, and a signal that switches a signal path for inputting the first and second quadrature demodulated signals output from the quadrature mixer to the complex filter An image removal ratio measurement method in a receiver comprising at least a path switching unit, wherein when calculating an optimum image removal ratio for suppressing the image signal, the signal path switching unit causes the orthogonal mixer and the By appropriately switching the signal path to and from the complex filter, the signal strength output from the complex filter in each signal path is changed. By leaving, image rejection ratio measuring method for calculating the image rejection ratio for suppressing the image signal.
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, the present invention is not limited to the above. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the invention.
この出願は、2009年12月21日に出願された日本出願特願2009−289246を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2009-289246 for which it applied on December 21, 2009, and takes in those the indications of all here.
1 低ノイズ増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)
2 可変利得増幅器(VGA:Variable Gain Amplifier)
3 符号化器(ADC:Analog‐to‐Digital Converter)
4 デジタル信号処理部
5 デジタル信号処理部
11 直交ミキサ
12 局部発振器(LO:Local Oscillator)
13 信号経路切り替え部
14 複素フィルタ
15 信号強度検出部
16 演算処理部
17 素子値制御部
18 直交ミキサ
19 素子値制御部
20 位相調整部
21 素子値制御部
22 信号強度検出部
25 直交ミキサ
26 局部発振器(LO:Local Oscillator)
27 複素フィルタ
31 低ノイズ増幅器
32 直交ミキサ
33a 可変利得増幅器
33b 可変利得増幅器
34 複素フィルタ
35 振幅検出部
36 フィルタ制御部
37 模擬イメージ信号生成部
38 信号切り替え部
41 直交ミキサ
41a スイッチ
42a 可変利得増幅器
42b 可変利得増幅器
43a 符号化器
43b 符号化器
44 フィルタミスマッチ校正回路
45 イメージ除去回路
46 校正制御回路
47 校正信号源
48 フィルタミスマッチ検出回路
49 タップ計数算出回路
51 低ノイズ増幅器
52a 乗算器
52b 乗算器
53 フェーズロックド発振器
54a ローパスフィルタ
54b ローパスフィルタ
55 経路切り替え回路
56 位相調整回路
57a イメージ抑圧回路
57b イメージ抑圧回路
58a 符号化器
58b 符号化器
59 デジタル信号処理回路
101 受信部
102 受信部
103 受信部
105 受信部
111 Iミキサ
112 Qミキサ
131 スイッチ
132 スイッチ
133 スイッチ
134 スイッチ
141 Iフィルタ
142 Qフィルタ
143a 電圧電流変換器
143b 電圧電流変換器
144a 電圧電流変換器
144b 電圧電流変換器
145a コンデンサ
145b コンデンサ
181 Iミキサ
182 Qミキサ
251 Iミキサ
252 Qミキサ
271 Iフィルタ
272 Qフィルタ
341a Iフィルタ
341b Qフィルタ
342 素子値制御部
IF_I 直交復調信号
IF_Q 直交復調信号
LO_I ローカル信号
LO_Q ローカル信号1 Low Noise Amplifier (LNA)
2 Variable Gain Amplifier (VGA)
3 Encoder (ADC: Analog-to-Digital Converter)
4 Digital Signal Processing Unit 5 Digital
13 Signal
27
Claims (8)
前記直交ミキサから出力される前記第1および第2の直交復調信号を前記複素フィルタへ入力する信号経路を切り替える信号経路切り替え手段と、
直交関係にあるあらかじめ定めた周波数の第1および第2のローカル信号を出力する局部発振器と、を備え、
前記直交ミキサは、受信した前記高周波信号を、前記局部発振器から出力される前記第1および第2のローカル信号によってダウンコンバートすることにより、前記第1および第2の直交復調信号として出力し、
前記複素フィルタは、第1および第2のフィルタからなり、前記第1および前記第2の直交復調信号の双方が、前記第1および前記第2のフィルタの双方に同時に入力される、または、前記第1および前記第2の直交復調信号の少なくとも一方が、前記第1および前記第2のフィルタの双方に同時に入力され、
前記信号経路切り替え手段は、前記第1の直交復調信号を入力する第1の入力端子と、前記第2の直交復調信号を入力する第2の入力端子と、前記複素フィルタの前記第1のフィルタへ信号を出力する第1の出力端子と、前記複素フィルタの前記第2のフィルタへ信号を出力する第2の出力端子と、第1ないし第4のスイッチと、を有し、前記第1のスイッチは、前記第1の入力端子と前記第1の出力端子とを接続するか否かを選択し、前記第2のスイッチは、前記第2の入力端子と前記第1の出力端子とを接続するか否かを選択し、前記第3のスイッチは、前記第1の入力端子と前記第2の出力端子とを接続するかを選択し、前記第4のスイッチは、前記第2の入力端子と前記第2の出力端子とを接続するか否かを選択することを特徴とする受信機。 A quadrature mixer that outputs first and second quadrature demodulated signals having a quadrature relationship from the received high-frequency signal, and a desired real signal among the first and second quadrature demodulated signals output from the quadrature mixer A receiver comprising at least a complex filter that passes and suppresses the image signal for the desired real signal,
Signal path switching means for switching a signal path for inputting the first and second quadrature demodulated signals output from the quadrature mixer to the complex filter;
A local oscillator that outputs first and second local signals of a predetermined frequency that are orthogonal to each other, and
The quadrature mixer outputs the received high-frequency signals as the first and second quadrature demodulated signals by down-converting the first and second local signals output from the local oscillator,
The complex filter includes first and second filters, and both the first and second quadrature demodulated signals are input to both the first and second filters simultaneously, or At least one of the first and second quadrature demodulated signals is simultaneously input to both the first and second filters;
The signal path switching means includes a first input terminal for inputting the first quadrature demodulated signal, a second input terminal for inputting the second quadrature demodulated signal, and the first filter of the complex filter. A first output terminal that outputs a signal to the second filter, a second output terminal that outputs a signal to the second filter of the complex filter, and first to fourth switches. The switch selects whether to connect the first input terminal and the first output terminal, and the second switch connects the second input terminal and the first output terminal. The third switch selects whether to connect the first input terminal and the second output terminal, and the fourth switch selects the second input terminal. to and selects whether to connect the second output terminal and Receiver.
前記第1および前記第2の直交復調信号を、それぞれ前記第1および前記第2のフィルタに入力して前記実信号を通過させ、前記イメージ信号を抑圧して出力し、出力される第1の信号の強度を検出する第1のステップと、
前記第1および前記第2の直交復調信号を、それぞれ前記第2および前記第1のフィルタに入力して前記イメージ信号を通過させ、前記実信号を抑圧して出力し、出力される第2の信号の強度を検出する第2のステップと、
前記第1および前記第2の直交復調信号の双方を、前記第1および前記第2のフィルタに同時に入力して前記実信号と前記イメージ信号の双方を通過させて出力し、出力される第3の信号の強度を検出する第3のステップ、または、
前記第1および前記第2の直交復調信号のいずれか一方のみを、前記第1および前記第2のフィルタの双方に入力し
て前記実信号と前記イメージ信号の双方を通過させて出力し、出力される第4の信号の強度を検出する第4のステップ、とを備え、
前記第1、第2および第3、または前記第1、第2および第4のステップで検出された信号強度に基づいて、あらかじめ定めた演算を行ってイメージ除去比を算出する第5のステップと、を有することを特徴とする、イメージ除去比測定方法。 A quadrature mixer that outputs first and second quadrature demodulated signals having a quadrature relationship from the received high-frequency signal, and a desired real signal among the first and second quadrature demodulated signals output from the quadrature mixer And the first and second quadrature demodulated signals output from the quadrature mixer and the complex filter consisting of the first and second filters that suppress and output the image signal with respect to the real signal. A signal path to be input to the complex filter is switched, a first input terminal for inputting the first quadrature demodulated signal, a second input terminal for inputting the second quadrature demodulated signal, and the first input terminal of the complex filter. A first output terminal that outputs a signal to one filter, a second output terminal that outputs a signal to the second filter of the complex filter, and first to fourth switches. The first switch selects whether to connect the first input terminal and the first output terminal, and the second switch selects the second input terminal and the first output terminal. Selecting whether to connect an output terminal, the third switch selects whether to connect the first input terminal and the second output terminal, and the fourth switch A signal path switching means for selecting whether or not to connect a second input terminal and the second output terminal, and an image removal ratio measuring method in a receiver comprising at least
The first and second quadrature demodulated signals are input to the first and second filters, respectively, the actual signal is passed through, the image signal is suppressed and output, and the first output is output. A first step of detecting the strength of the signal;
The first and second quadrature demodulated signals are input to the second and first filters, respectively, the image signal is passed through, the real signal is suppressed and output, and the second output is output. A second step of detecting the strength of the signal;
Both the first and second quadrature demodulated signals are simultaneously input to the first and second filters, both the real signal and the image signal are passed through and output, and output third. A third step of detecting the signal strength of
Only one of the first and second quadrature demodulated signals is input to both the first and second filters, and both the real signal and the image signal are output and output. A fourth step of detecting the intensity of the fourth signal to be performed,
A fifth step of calculating an image removal ratio by performing a predetermined calculation based on the signal intensity detected in the first, second and third, or the first, second and fourth steps; And a method for measuring an image removal ratio.
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