JP7026061B2 - 受信機、および、受信機の制御方法 - Google Patents

受信機、および、受信機の制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7026061B2
JP7026061B2 JP2018567987A JP2018567987A JP7026061B2 JP 7026061 B2 JP7026061 B2 JP 7026061B2 JP 2018567987 A JP2018567987 A JP 2018567987A JP 2018567987 A JP2018567987 A JP 2018567987A JP 7026061 B2 JP7026061 B2 JP 7026061B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
current
frequency component
filter circuit
orthogonal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018567987A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2018150653A1 (ja
Inventor
信久 小澤
直人 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Publication of JPWO2018150653A1 publication Critical patent/JPWO2018150653A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7026061B2 publication Critical patent/JP7026061B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/16Circuits
    • H04B1/30Circuits for homodyne or synchrodyne receivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/0003Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain
    • H04B1/0028Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain wherein the AD/DA conversion occurs at baseband stage
    • H04B1/0032Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain wherein the AD/DA conversion occurs at baseband stage with analogue quadrature frequency conversion to and from the baseband
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/16Circuits
    • H04B1/1607Supply circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/16Circuits
    • H04B1/163Special arrangements for the reduction of the damping of resonant circuits of receivers

Description

本技術は、受信機、および、受信機の制御方法に関する。詳しくは、受信信号をローカル信号と混合して復調する受信機、および、受信機の制御方法に関する。
従来より、無線信号の受信機においては、受信信号の周波数を中間周波数に変換せずに直接、ベースバンド信号に変換するダイレクトコンバージョン方式が広く用いられている。このダイレクトコンバージョン方式では、イメージ混信の影響を軽減するために、直交ミキサによりI(In-phase)信号と、Q(Quadrature)信号とを生成する直交復調が行われる。そして、アンテナからの受信信号は微弱であるため、一般に直交ミキサの前段には、受信信号を増幅するアンプが配置される(例えば、特許文献1参照。)。
特開2015-100023号公報
上述の従来技術では、直交ミキサの前段にアンプが配置されるため、周波数が比較的低い帯域において、アンプの内部でフリッカノイズなどの低域ノイズが生じてしまう。また、そのアンプにおいて、低域ノイズの他、内部の素子の製品ばらつきなどに起因してオフセット電流が生じることがある。上述の受信機では、それらの低域ノイズやオフセット電流により受信信号の信号品質が低下してしまうという問題がある。
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、受信信号を復調する受信機において、信号品質の低下を抑制することを目的とする。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第1の側面は、所定周波数より周波数の高い高周波数成分と上記所定周波数より周波数の低い低周波数成分とのうち上記低周波数成分内に所定のオフセット電流を含む電流信号を電圧信号から生成して出力する電流出力部と、上記高周波数成分に対して復調を行う復調部と、上記電流信号において上記高周波数成分を上記電流出力部から上記復調部へ通過させるとともに上記低周波数成分を上記電流出力部から所定の基準電位点へ流すフィルタ回路とを具備する受信機、および、その制御方法である。これにより、高周波数成分が通過するとともに低周波数成分が所定の基準電位点に流れるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記フィルタ回路は、上記電流信号の周波数が低いほど値が小さなインピーダンス成分を介して上記低周波数成分を流してもよい。これにより、電流信号の周波数が低いほど値が小さなインピーダンス成分を介して低周波数成分が流れるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記インピーダンス成分は、上記電流出力部から上記復調部へ配線された信号線と上記所定の基準電位点との間に接続されたインダクタンス成分および抵抗成分を含んもでよい。これにより、インダクタンス成分および抵抗成分を介して電流が流れるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記フィルタ回路は、アクティブインダクタであってもよい。これにより、アクティブインダクタ内には高周波数成分が入らず、信号電流がミキサへ供給されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記フィルタ回路は、入力端子および出力端子が接続されたオペアンプからなるバイアス回路であってもよい。これにより、バイアス回路内には高周波数成分が入らず、信号電流がミキサへ供給されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記電流信号は、正側信号および負側信号からなる差動信号であり、上記フィルタ回路は、上記正側信号において上記高周波数成分を上記電流出力部から上記復調部へ通過させる正側フィルタ回路と、上記負側信号において上記高周波数成分を上記電流出力部から上記復調部へ通過させる負側フィルタ回路とを備えてもよい。これにより、正側電流において高周波数成分が正側フィルタ回路を通過し、負側電流において高周波数成分が負側フィルタ回路を通過するという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記復調部は、上記高周波数成分に所定のローカル信号を混合して混合信号として出力する混合部と、上記混合信号に対して電流電圧変換を行って電圧信号を出力する電流電圧変換部とを備えてもよい。これにより、ローカル信号と混合された混合信号に対して電流電圧変換が行われるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記ローカル信号は、同相側ローカル信号と当該同相側ローカル信号に対して位相が90度異なる直交側ローカル信号とを含み、上記混合部は、上記高周波数成分と上記同相側ローカル信号とを混合して同相側混合信号として出力する同相側ミキサと、上記高周波数成分と上記直交側ローカル信号とを混合して直交側混合信号として出力する直交側ミキサとを備えてもよい。これにより、直交復調が行われるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記電流電圧変換部は、上記同相側混合信号に対して電流電圧変換を行う同相側電流電圧変換部と、上記直交側混合信号に対して電流電圧変換を行う直交側電流電圧変換部とを備えてもよい。これにより、直交復調された混合信号に対して電流電圧変換が行われるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記電流出力部は、上記電流信号を出力する同相側電流出力部および直交側電流出力部を備え、上記フィルタ回路は、上記同相側電流出力部から上記同相側ミキサへ上記高周波数成分を通過させる同相側フィルタ回路と、上記直交側電流出力部から上記直交側ミキサへ上記高周波数成分を通過させる直交側フィルタ回路とを備えてもよい。これにより、同相側フィルタ回路および直交側フィルタ回路のそれぞれを高周波数成分が通過するという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記電流信号は、正側信号および負側信号からなる差動信号であり、上記同相側フィルタ回路は、上記正側信号において上記高周波数成分を上記電流出力部から上記復調部へ通過させる同相正側フィルタ回路と、上記負側信号において上記高周波数成分を上記電流出力部から上記復調部へ通過させる同相負側フィルタ回路とを備え、上記直交側フィルタ回路は、上記正側信号において上記高周波数成分を上記電流出力部から上記復調部へ通過させる直交正側フィルタ回路と、上記負側信号において上記高周波数成分を上記電流出力部から上記復調部へ通過させる直交負側フィルタ回路とを備えてもよい。これにより、同相側、直交側のそれぞれの差動信号において高周波数成分が通過するという作用をもたらす。
本技術によれば、受信信号を復調する受信機において、信号品質の低下を抑制することができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術の第1の実施の形態における受信機の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるRF部の一構成例を示す回路図である。 本技術の第1の実施の形態における正側アクティブインダクタ回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第1の実施の形態における正側アクティブインダクタ回路の等価回路の一例である。 本技術の第1の実施の形態における正側アクティブインダクタ回路の周波数特性の一例を示すグラフである。 本技術の第1の実施の形態における受信機の動作の一例を示すフローチャートである。 本技術の第1の実施の形態の変形例におけるRF部の一構成例を示す回路図である。 本技術の第1の実施の形態の変形例における正側バイアス回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第2の実施の形態におけるRF部の一構成例を示す回路図である。
以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。説明は以下の順序により行う。
1.第1の実施の形態(オフセット電流を低減する例)
2.第2の実施の形態(同相側および直交側のそれぞれにgmアンプを設け、オフセット電流を低減する例)
<1.第1の実施の形態>
[受信機の構成例]
図1は、本技術の第1の実施の形態における受信機100の一構成例を示すブロック図である。この受信機100は、RF(Radio Frequency)信号を受信してダイレクトコンバージョン方式で復調するものであり、RF部200、AD(Analog to Digital)変換部110およびデジタル信号処理部120を備える。また、受信機100には、アンテナ300が取り付けられる。
アンテナ300は、電磁波を電気信号に変換し、RF信号としてRF部200に信号線309を介して供給するものである。このRF信号は、I信号およびQ信号からなる信号波を搬送する信号である。また、RF信号は、正側信号および負側信号からなる差動の電圧信号である。
RF部200は、RF信号をIQ復調して、アナログの信号波(I信号およびQ信号)を取得するものである。このRF部200は、I信号およびQ信号をAD変換部110に信号線208および209を介して供給する。
AD変換部110は、I信号およびQ信号に対してAD変換を行ってデジタル信号処理部120に信号線118および119を介して供給するものである。
デジタル信号処理部120は、AD変換されたI信号およびQ信号に対して所定の信号処理を実行するものである。
[RF部の構成例]
図2は、本技術の第1の実施の形態におけるRF部200の一構成例を示す回路図である。このRF部200は、gmアンプ210、正側アクティブインダクタ回路220、負側アクティブインダクタ回路230、同相側ミキサ241、直交側ミキサ242、同相側電流電圧変換部250および直交側電流電圧変換部260を備える。
gmアンプ210は、RF信号(すなわち、電圧信号)を差動の電流信号に変換するとともに増幅して差動出力するものである。差動の電流信号において正側信号は信号線218を介して出力され、負側信号は信号線219を介して出力される。ここで、gmアンプ210の「gm」は、相互コンダクタンスを意味する。このgmアンプ210内の回路においては、正側のトランジスタと、負側のトランジスタとの特性の差に起因して、所定のオフセット電流が生じる。
また、gmアンプ210では、素子のばらつきなどの様々な要因により、周波数が低いほどレベルが高くなる低域ノイズであるフリッカノイズが生じる。このため、増幅した電流信号において所定周波数より低い低周波数成分には、オフセット電流およびフリッカノイズが含まれる。なお、gmアンプ210は、特許請求の範囲に記載の電流出力部の一例である。
正側アクティブインダクタ回路220は、gmアンプ210からの電流信号のうち正側信号において、高周波数成分をgmアンプ210から同相側ミキサ241へ通過させ、低周波数成分を所定の基準電位点(例えば、接地端子)に流すものである。この高周波数成分には、信号波が含まれる。
負側アクティブインダクタ回路230は、gmアンプ210からの電流信号のうち負側信号において、高周波数成分をgmアンプ210から直交側ミキサ242へ通過させ、低周波数成分を基準電位点に流すものである。
正側アクティブインダクタ回路220および負側アクティブインダクタ回路230が低周波数成分を接地端子に流すことにより、低周波数成分内のオフセット電流およびフリッカノイズを低減することができる。なお、正側アクティブインダクタ回路220および負側アクティブインダクタ回路230からなる回路は、特許請求の範囲に記載のフィルタ回路の一例である。また、正側アクティブインダクタ回路220は、特許請求の範囲に記載の正側フィルタ回路の一例であり、負側アクティブインダクタ回路230は、特許請求の範囲に記載の負側フィルタ回路の一例である。
同相側ミキサ241は、正側アクティブインダクタ回路220を通過した高周波数成分と所定の同相側ローカル信号LOIとを混合して同相側混合信号として同相側電流電圧変換部250に出力するものである。直交側ミキサ242は、負側アクティブインダクタ回路230を通過した高周波数成分と直交側ローカル信号LOQとを混合して直交側混合信号として直交側電流電圧変換部260に出力するものである。ここで、同相側ローカル信号LOIおよび直交側ローカル信号LOQのそれぞれのデューティ比は、例えば、25%に設定される。また、同相側ローカル信号LOIおよび直交側ローカル信号LOQは、互いに位相が90度異なる。なお、同相側ミキサ241および直交側ミキサ242からなる回路は、特許請求の範囲に記載の混合部の一例である。
同相側電流電圧変換部250は、同相側混合信号に対して電流電圧変換を行い、変換後の電圧信号をI信号としてAD変換部110に出力するものである。この同相側電流電圧変換部250は、抵抗251および253と、TIA(Trans Impedance Amplifier)252とを備える。
TIA252は、電流を電圧に変換するアンプであり、非反転入力端子、反転入力端子、非反転出力端子および反転出力端子を備える。このTIA252の非反転入力端子には、同相側混合信号のうち正側信号が入力され、反転入力端子には同相側混合信号のうち負側信号が入力される。また、TIA252の非反転入力端子と非反転出力端子との間には抵抗251が挿入され、反転入力端子と反転出力端子との間には抵抗253が挿入される。
直交側電流電圧変換部260は、直交側混合信号に対して電流電圧変換を行い、変換後の電圧信号をQ信号としてAD変換部110に出力するものである。この直交側電流電圧変換部260は、抵抗261および263と、TIA262とを備える。
TIA262は、TIA252と同様のアンプである。このTIA262の非反転入力端子には、直交側混合信号のうち正側信号が入力され、反転入力端子には直交側混合信号のうち負側信号が入力される。また、TIA262の非反転入力端子と非反転出力端子との間には抵抗261が挿入され、反転入力端子と反転出力端子との間には抵抗263が挿入される。
なお、同相側電流電圧変換部250および直交側電流電圧変換部260からなる回路は、特許請求の範囲に記載の電流電圧変換部の一例である。
上述したように、同相側ミキサ241、直交側ミキサ242、同相側電流電圧変換部250および直交側電流電圧変換部260により、受信機100は、I信号およびQ信号を取得(言い換えれば、IQ復調)することができる。なお、同相側ミキサ241、直交側ミキサ242、同相側電流電圧変換部250および直交側電流電圧変換部260からなる回路は、特許請求の範囲に記載の復調部の一例である。
[正側アクティブインダクタ回路の構成例]
図3は、本技術の第1の実施の形態における正側アクティブインダクタ回路220の一構成例を示す回路図である。この正側アクティブインダクタ回路220は、gmアンプ221および224と、コンデンサ222と、抵抗223とを備える。
オペアンプ221の非反転入力端子は、gmアンプ224の出力端子と信号線218とに接続される。また、gmアンプ221の反転入力端子には、コモンモード電圧TIA_VCMが入力され、出力端子は、コンデンサ222とgmアンプ224の入力端子とに接続される。コモンモード電圧TIA_VCMは、差動信号を伝送する信号線218および219のコモンモード電圧である。
コンデンサ222の一端は、gmアンプ221の出力端子とgmアンプ224の入力端子とに接続され、他端は抵抗223に接続される。
抵抗223の一端は、コンデンサ222に接続され、他端は、接地端子に接続される。
gmアンプ224の入力端子は、gmアンプ221の出力端子とコンデンサ222とに接続され、出力端子は、gmアンプ221の非反転入力端子と信号線218とに接続される。
上述の構成の正側アクティブインダクタ回路220に入力される電流をiとし、後段のgmアンプ224の出力端子の電圧をvとすると、電流iは、次の式により表すことができる。
i=vgm{1/(sC)+R}gm ・・・式1
上式において、gmは、gmアンプ221のトランスコンダクタンスであり、gmは、gmアンプ224のトランスコンダクタンスである。これらのコンダクタンスの単位は、例えば、ジーメンス(S)である。また、sは複素数である。Cは、コンデンサ222の容量であり、単位は、例えば、ファラッド(F)である。Rは、抵抗223の抵抗値であり、単位は、例えば、オームである。また、電流iの単位は、例えば、アンペア(A)であり、電圧vの単位は、例えば、ボルト(V)である。
式1は、次の式に変形することができる。
i/v={(gmgm)/(sC)}+gmgm…式2
式2の第1項は、インダクタンス成分のインダクタンス値の逆数を示し、第2項は、抵抗成分の抵抗値の逆数を示す。すなわち、正側アクティブインダクタ回路220は、インダクタンス成分と抵抗成分とを有する等価回路により表すことができる。
また、寄生容量を考慮すると、出力電圧vは、次の式により表すことができる。
=(v―v)gm{1/(sC)+R}gm/sC…式3
上式において、Cは、寄生容量の容量値を示し、単位は、例えば、ファラッド(F)である。出力電圧vの単位は、例えば、ボルト(V)である。
式3は、次の式に変形することができる。
Figure 0007026061000001
ここで、qを次の式により定義する。
q=(1/R)・{C/(gmgm))1/2 ・・・式5
式5の示すqを小さく設定することにより、式4の示すvからvへの伝達関数は、ローパスフィルタのものとみなすことができる。言い換えれば、gmアンプ210から接地端子への経路において、正側アクティブインダクタ回路220のインピーダンスは、周波数が低いほど小さくなり、低周波数成分を接地端子に流すことができる。このため、低周波数成分に含まれるオフセット電流およびフリッカノイズを正側アクティブインダクタ回路220により吸収することができる。
なお、負側アクティブインダクタ回路230の構成は、正側アクティブインダクタ回路220と同様である。
図4は、本技術の第1の実施の形態における正側アクティブインダクタ回路220の等価回路の一例である。同図に例示するように、正側アクティブインダクタ回路220は、信号線218に並列に接続されたインダクタンス成分225および抵抗成分226を含む等価回路により表すことができる。同図において、点線の容量は、寄生容量を示す。
式2より、インダクタンス成分225のインダクタンス値Lは、次の式により表される。
=sC/(gm×gm) ・・・式6
上式において、インダクタンス値Lの単位は、例えば、ヘンリー(H)である。
また、式2より、抵抗成分226の抵抗値Rは、次の式により表される。
=1/(gmgm) ・・・式7
前述したように、前段のgmアンプ210では、フリッカノイズおよびオフセット電流が生じる。同様に、正側アクティブインダクタ回路220においても、フリッカノイズやオフセット電流が若干生じる。しかし、一般に、gmアンプでは、周波数特性向上のため、使用するMOS(Metal-Oxide-Semiconductor)トランジスタのゲート長が比較的短い。したがって、gmアンプ210で生じるフリッカノイズやオフセット電流は、正側アクティブインダクタ回路220で生じるものよりも圧倒的に大きい。
また、RF信号の周波数と、同相側ミキサ241による周波数変換後の周波数とが十分に離れているため、インダクタンス成分225のインダクタンス値Lを小さくしても、高周波数成分を同相側ミキサ241へ通過させることができる。インダクタンス値Lを小さくすることができるため、式6より、Cを小さく、gm×gmの値を大きくすることができる。gm×gmの値が大きいことは、ループ状の正側アクティブインダクタ回路220全体のループゲインが高いことを示す。このため、正側アクティブインダクタ回路220で生じる電圧オフセットを小さくすることができる。
上述した正側アクティブインダクタ回路220の接続により、前段のgmアンプ210で生じたオフセット電流およびフリッカノイズを吸収することができる。また、RF信号において、低い周波数帯域の妨害波による歪特性の劣化を回避することができる。また、前述したように正側アクティブインダクタ回路220自体のオフセット電圧が小さいため、正側アクティブインダクタ回路220と後段のTIA252との基準電圧の違いによるオフセット電圧を最小限に抑制することができる。さらに、受信機100の機能をIC(Integrated Circuit)に内蔵するには、低電圧、大電流が要求されることが多いが、インダクタンス値を小さくすると、その要求を満たす際に都合がよい。
また、正側アクティブインダクタ回路220と同相側ミキサ241との接続点には、図4に例示したように寄生容量が存在する。その寄生容量やコンデンサ222により、接地端子の基準電圧からの伝達関数は、バンドパスフィルタおよびローパスフィルタを組み合わせた回路の伝達関数となる。その伝達関数は、式5のqの値を小さく設定することにより、ほぼ、ローパスフィルタのものとみなすことができる。qは、例えば、抵抗223の抵抗値Rにより容易に調整することができる。
そして、RF信号の周波数帯域は、正側アクティブインダクタ回路220のローパスフィルタから見ると高周波数帯域の帯域外となる。このため、正側アクティブインダクタ回路220が発生するノイズ成分は、RF信号の周波数帯域では減衰し、RF信号の復調に影響を与えないほど小さくなる。
コンデンサおよび抵抗からなるハイパスフィルタにより低周波数成分を除去することも考えられるが、この方法では、RF信号の周波数帯域において抵抗とミキサとで信号電流が分流されるため、その抵抗の抵抗値を小さくすることができない。このため、ハイパスフィルタ内の抵抗に流れるオフセット電流によりオフセット電圧が生じ、gmアンプ210の出力端子の動作点の設計値からのずれが生じてしまう。特に、低電圧のシステムでは、その動作点のずれが問題となり、歪み特性の劣化の要因になる。また、ハイパスフィルタでは、同相側電流電圧変換部250および直交側電流電圧変換部260のインピーダンスが高いために、I信号およびQ信号の振幅が大きくなり、これも歪み特性の劣化を招いてしまう。
図5は、本技術の第1の実施の形態における正側アクティブインダクタ回路220の周波数特性の一例を示すグラフである。正側アクティブインダクタ回路220内の素子のそれぞれに次の式に示す値を設定した場合を考える。
Figure 0007026061000002
図5における縦軸は、上式のそれぞれの値を設定した正側アクティブインダクタ回路220の出力電圧vの信号レベルを示し、横軸は、電流信号の周波数を示す。ある周波数fcより低い低周波数帯域の信号レベルは比較的高く、その周波数fcより高い低周波数帯域の信号レベルは低い。すなわち、正側アクティブインダクタ回路220は、gmアンプ210から接地端子への経路において、ローパスフィルタとして機能する。
[受信機の動作例]
図6は、本技術の第1の実施の形態における受信機100の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、受信機100に電源が投入されたときに開始される。
受信機100のgmアンプ210は、電圧信号を電流信号に変換して増幅する(ステップS901)。正側アクティブインダクタ回路220および負側アクティブインダクタ回路230は、周波数が低いほど小さなインピーダンスにより、フリッカノイズおよびオフセット電流を低減する(ステップS902)。
そして、同相側ミキサ241および直交側ミキサ242は、正側アクティブインダクタ回路220および負側アクティブインダクタ回路230を通過した高周波数成分とローカル信号との混合を行う(ステップS903)。同相側電流電圧変換部250および直交側電流電圧変換部260は、混合信号に対して電流電圧変換を行い、I信号およびQ信号を取り出す(ステップS904)。
AD変換部110は、I信号およびQ信号をデジタル信号に変換するAD変換を行い(ステップS905)、デジタル信号処理部120は、デジタル信号に対して様々な信号処理を実行する(ステップS906)。ステップS906の後に、受信機100は、受信動作を終了する。
このように、本技術の第1の実施の形態によれば、正側アクティブインダクタ回路220が正側信号の高周波数成分を通過させるとともに低周波数成分を接地端子へ流すため、低周波数成分内に含まれているオフセット電流を低減することができる。また、低周波数成分内にはフリッカノイズも含まれるため、受信機100は、フリッカノイズも低減することができる。負側信号についても同様に、負側アクティブインダクタ回路230によりオフセット電流およびフリッカノイズを低減することができる。これにより、オフセット電流およびフリッカノイズに起因する信号品質の低下を抑制することができる。
[変形例]
上述の第1の実施の形態では、アクティブインダクタ回路により、オフセット電流を低減していたが、図4の等価回路により表すことができる回路であれば、アクティブインダクタ回路以外の回路によりオフセット電流を低減することができる。この第1の実施の形態の変形例の受信機100は、アクティブインダクタ回路よりも簡易な回路により、オフセット電流を低減した点において第1の実施の形態と異なる。
図7は、本技術の第1の実施の形態の変形例におけるRF部200の一構成例を示す回路図である。この第1の実施の形態の変形例のRF部200は、正側アクティブインダクタ回路220および負側アクティブインダクタ回路230の代わりに、正側バイアス回路270および負側バイアス回路275を設けた点において第1の実施の形態と異なる。
図8は、本技術の第1の実施の形態の変形例における正側バイアス回路270の一構成例を示す回路図である。この正側バイアス回路270は、オペアンプ271を備える。
オペアンプ271の反転入力端子には、コモンモード電圧TIA_VCMが入力され、出力端子は、オペアンプ271の入力端子と信号線218とに接続される。なお、負側バイアス回路275の構成は、正側バイアス回路270と同様である。
上述の構成のバイアス回路270も、図4の等価回路により表すことができる。このため、低周波数成分を接地端子に流してオフセット電流およびフリッカノイズを吸収することができる。
このように、本技術の第1の実施の形態の変形例によれば、オペアンプ271により低周波数成分を接地端子に流すため、アクティブインダクタよりも簡易な構成により、オフセット電流およびフリッカノイズを低減することができる。
<2.第2の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、1つのgmアンプ210を同相側および直交側で共有し、そのアンプからの電流信号を分流して同相側ミキサ241および直交側ミキサ242の両方に供給していた。しかし、デューティ比を大きくした場合などにおいて、同相側ミキサ241および直交側ミキサ242のそれぞれへの供給電流が不足することがある。この場合には、同相側、直交側のそれぞれの系統にgmアンプを配置して電流信号を増幅すればよい。この第2の実施の形態の受信機100は、同相側および直交側のそれぞれにgmアンプを配置した点において第1の実施の形態と異なる。
図9は、本技術の第2の実施の形態におけるRF部200の一構成例を示す回路図である。この第2の実施の形態のRF部200は、gmアンプ210の代わりに、同相側gmアンプ211および直交側gmアンプ212を配置した点において第1の実施の形態と異なる。また、第2の実施の形態のRF部200は、正側アクティブインダクタ回路220の代わりに、同相正側アクティブインダクタ回路281および直交正側アクティブインダクタ回路291を配置した点において第1の実施の形態と異なる。さらに、負側アクティブインダクタ回路230の代わりに、同相負側アクティブインダクタ回路282および直交負側アクティブインダクタ回路292を配置した点において第1の実施の形態と異なる。
同相側gmアンプ211および直交側gmアンプ212は、アンテナ300に共通に接続され、それぞれが電流信号を増幅する。また、同相側gmアンプ211は、信号線213を介して正側信号を出力し、信号線214を介して負側信号を出力する。直交側gmアンプ212は、信号線215を介して正側信号を出力し、信号線216を介して負側信号を出力する。なお、同相側gmアンプ211は、特許請求の範囲に記載の同相側電流出力部の一例であり、直交側gmアンプ212は、特許請求の範囲に記載の直交側電流出力部の一例である。
同相正側アクティブインダクタ回路281は、信号線213に接続され、同相負側アクティブインダクタ回路282は、信号線214に接続される。直交正側アクティブインダクタ回路291は、信号線215に接続され、直交負側アクティブインダクタ回路292は、信号線216に接続される。
同相側ミキサ241は、信号線213および214に接続され、直交側ミキサ242は、信号線215および216に接続される。
また、同相側ローカル信号LOIおよび直交側ローカル信号LOQのそれぞれのデューティ比は、例えば、50%に設定される。
同相正側アクティブインダクタ回路281、同相負側アクティブインダクタ回路282、直交正側アクティブインダクタ回路291および直交負側アクティブインダクタ回路292の構成は、正側アクティブインダクタ回路220と同様である。
なお、同相正側アクティブインダクタ回路281および同相負側アクティブインダクタ回路282からなる回路は、特許請求の範囲に記載の同相側フィルタ回路の一例である。また、直交正側アクティブインダクタ回路291および直交負側アクティブインダクタ回路292からなる回路は、特許請求の範囲に記載の直交側フィルタ回路の一例である。同相正側アクティブインダクタ回路281は、特許請求の範囲に記載の同相正側フィルタ回路の一例であり、同相負側アクティブインダクタ回路282は、特許請求の範囲に記載の同相負側フィルタ回路の一例である。直交正側アクティブインダクタ回路291は、特許請求の範囲に記載の直交正側フィルタ回路の一例であり、直交負側アクティブインダクタ回路292は、特許請求の範囲に記載の直交負側フィルタ回路の一例である。
また、同相正側アクティブインダクタ回路281を変形例の正側バイアス回路270と同様の回路に置き換えることもできる。同相負側アクティブインダクタ回路282、直交正側アクティブインダクタ回路291および直交負側アクティブインダクタ回路292のそれぞれについても同様である。
このように、本技術の第2の実施の形態によれば、同相側gmアンプ211および直交側gmアンプ212により電流信号を増幅するため、gmアンプ210のみを設けた場合よりも、同相側および直交側のそれぞれへの供給電流を増大することができる。これにより、電流不足を解消することができる。
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、CD(Compact Disc)、MD(MiniDisc)、DVD(Digital Versatile Disc)、メモリカード、ブルーレイディスク(Blu-ray(登録商標)Disc)等を用いることができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)所定周波数より周波数の高い高周波数成分と前記所定周波数より周波数の低い低周波数成分とのうち前記低周波数成分内に所定のオフセット電流を含む電流信号を電圧信号から生成して出力する電流出力部と、
前記高周波数成分に対して復調を行う復調部と、
前記電流信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させるとともに前記低周波数成分を前記電流出力部から所定の基準電位点へ流すフィルタ回路と
を具備する受信機。
(2)前記フィルタ回路は、前記電流信号の周波数が低いほど値が小さなインピーダンス成分を介して前記低周波数成分を流す
前記(1)記載の受信機。
(3)前記インピーダンス成分は、前記電流出力部から前記復調部へ配線された信号線と前記所定の基準電位点との間に接続されたインダクタンス成分および抵抗成分を含む
前記(2)記載の受信機。
(4)前記フィルタ回路は、アクティブインダクタである
前記(3)記載の受信機。
(5)前記フィルタ回路は、入力端子および出力端子が接続されたオペアンプからなるバイアス回路である
前記(3)記載の受信機。
(6)前記電流信号は、正側信号および負側信号からなる差動信号であり、
前記フィルタ回路は、
前記正側信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させる正側フィルタ回路と、
前記負側信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させる負側フィルタ回路と
を備える前記(1)から(5)のいずれかに記載の受信機。
(7)前記復調部は、
前記高周波数成分に所定のローカル信号を混合して混合信号として出力する混合部と、
前記混合信号に対して電流電圧変換を行って電圧信号を出力する電流電圧変換部と
を備える前記(1)から(5)のいずれかに記載の受信機。
(8)前記ローカル信号は、同相側ローカル信号と当該同相側ローカル信号に対して位相が90度異なる直交側ローカル信号とを含み、
前記混合部は、
前記高周波数成分と前記同相側ローカル信号とを混合して同相側混合信号として出力する同相側ミキサと、
前記高周波数成分と前記直交側ローカル信号とを混合して直交側混合信号として出力する直交側ミキサと
を備える前記(7)記載の受信機。
(9)前記電流電圧変換部は、
前記同相側混合信号に対して電流電圧変換を行う同相側電流電圧変換部と、
前記直交側混合信号に対して電流電圧変換を行う直交側電流電圧変換部と
を備える前記(8)記載の受信機。
(10)前記電流出力部は、前記電流信号を出力する同相側電流出力部および直交側電流出力部を備え、
前記フィルタ回路は、
前記同相側電流出力部から前記同相側ミキサへ前記高周波数成分を通過させる同相側フィルタ回路と、
前記直交側電流出力部から前記直交側ミキサへ前記高周波数成分を通過させる直交側フィルタ回路と
を備える前記(8)から(9)のいずれかに記載の受信機。
(11)前記電流信号は、正側信号および負側信号からなる差動信号であり、
前記同相側フィルタ回路は、
前記正側信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させる同相正側フィルタ回路と、
前記負側信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させる同相負側フィルタ回路と
を備え、
前記直交側フィルタ回路は、
前記正側信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させる直交正側フィルタ回路と、
前記負側信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させる直交負側フィルタ回路と
を備える前記(10)記載の受信機。
(12)所定周波数より周波数の高い高周波数成分と前記所定周波数より周波数の低い低周波数成分とのうち前記低周波数成分内に所定のオフセット電流を含む電流信号を電圧信号から生成して出力する電流出力手順と、
前記高周波数成分に対して復調を行う復調手順と、
前記電流信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させるとともに前記低周波数成分を前記電流出力部から所定の基準電位点へ流すフィルタリング手順と
を具備する受信機の制御方法。
100 受信機
110 AD変換部
120 デジタル信号処理部
200 RF部
210、221、224 gmアンプ
211 同相側gmアンプ
212 直交側gmアンプ
220 正側アクティブインダクタ回路
222 コンデンサ
223、251、253、261、263 抵抗
225 インダクタンス成分
226 抵抗成分
230 負側アクティブインダクタ回路
241 同相側ミキサ
242 直交側ミキサ
250 同相側電流電圧変換部
252、262 TIA
260 直交側電流電圧変換部
270 正側バイアス回路
271 オペアンプ
275 負側バイアス回路
281 同相正側アクティブインダクタ回路
282 同相負側アクティブインダクタ回路
291 直交正側アクティブインダクタ回路
292 直交負側アクティブインダクタ回路
300 アンテナ

Claims (6)

  1. 所定周波数より周波数の高い高周波数成分と前記所定周波数より周波数の低い低周波数成分とのうち前記低周波数成分内に所定のオフセット電流を含む電流信号を電圧信号から生成し、一対の信号線を介して出力する電流出力部と、
    前記高周波数成分に対して復調を行う復調部と、
    前記電流信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させるとともに前記低周波数成分を前記電流出力部から所定の基準電位点へ流すフィルタ回路と
    を具備し、
    前記電流信号は、正側信号および負側信号からなる差動信号であり、
    前記フィルタ回路は、
    前記正側信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させる正側フィルタ回路と、
    前記負側信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させる負側フィルタ回路と
    を備え、
    前記正側フィルタ回路および前記負側フィルタ回路のそれぞれは、
    前記一対の信号線のいずれかに一対の入力端子の一方が接続され、前記一対の入力端子の他方に所定電圧が入力された前段アンプと、
    前記前段アンプの出力端子と前記基準電位点との間に直列に挿入されたコンデンサおよび抵抗と、
    前記前段アンプの出力端子に入力端子が入力され、出力端子が前記一対の信号線のいずれかに接続された後段アンプと
    を備える受信機。
  2. 前記復調部は、
    前記高周波数成分に所定のローカル信号を混合して混合信号として出力する混合部と、
    前記混合信号に対して電流電圧変換を行って電圧信号を出力する電流電圧変換部と
    を備える請求項1記載の受信機。
  3. 前記ローカル信号は、同相側ローカル信号と当該同相側ローカル信号に対して位相が90度異なる直交側ローカル信号とを含み、
    前記混合部は、
    前記高周波数成分と前記同相側ローカル信号とを混合して同相側混合信号として出力する同相側ミキサと、
    前記高周波数成分と前記直交側ローカル信号とを混合して直交側混合信号として出力する直交側ミキサと
    を備える請求項2記載の受信機。
  4. 前記電流電圧変換部は、
    前記同相側混合信号に対して電流電圧変換を行う同相側電流電圧変換部と、
    前記直交側混合信号に対して電流電圧変換を行う直交側電流電圧変換部と
    を備える請求項3記載の受信機。
  5. 前記電流出力部は、前記電流信号を出力する同相側電流出力部および直交側電流出力部を備え、
    前記正側フィルタ回路および前記負側フィルタ回路のそれぞれは、
    前記同相側電流出力部から前記同相側ミキサへ前記高周波数成分を通過させる同相側フィルタ回路と、
    前記直交側電流出力部から前記直交側ミキサへ前記高周波数成分を通過させる直交側フィルタ回路と
    を備える請求項3記載の受信機。
  6. 電流出力部が、所定周波数より周波数の高い高周波数成分と前記所定周波数より周波数の低い低周波数成分とのうち前記低周波数成分内に所定のオフセット電流を含む電流信号を電圧信号から生成し、一対の信号線を介して出力する電流出力手順と、
    復調部が、前記高周波数成分に対して復調を行う復調手順と、
    フィルタ回路が、前記電流信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させるとともに前記低周波数成分を前記電流出力部から所定の基準電位点へ流すフィルタリング手順と
    を具備し、
    前記電流信号は、正側信号および負側信号からなる差動信号であり、
    前記フィルタ回路は、
    前記正側信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させる正側フィルタ回路と、
    前記負側信号において前記高周波数成分を前記電流出力部から前記復調部へ通過させる負側フィルタ回路と
    を備え、
    前記正側フィルタ回路および前記負側フィルタ回路のそれぞれは、
    前記一対の信号線のいずれかに一対の入力端子の一方が接続され、前記一対の入力端子の他方に所定電圧が入力された前段アンプと、
    前記前段アンプの出力端子と前記基準電位点との間に直列に挿入されたコンデンサおよび抵抗と、
    前記前段アンプの出力端子に入力端子が入力され、出力端子が前記一対の信号線のいずれかに接続された後段アンプと
    を備える受信機の制御方法。
JP2018567987A 2017-02-20 2017-11-08 受信機、および、受信機の制御方法 Active JP7026061B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017028615 2017-02-20
JP2017028615 2017-02-20
PCT/JP2017/040182 WO2018150653A1 (ja) 2017-02-20 2017-11-08 受信機、および、受信機の制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018150653A1 JPWO2018150653A1 (ja) 2019-12-12
JP7026061B2 true JP7026061B2 (ja) 2022-02-25

Family

ID=63169247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018567987A Active JP7026061B2 (ja) 2017-02-20 2017-11-08 受信機、および、受信機の制御方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11303314B2 (ja)
JP (1) JP7026061B2 (ja)
WO (1) WO2018150653A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003018743A (ja) 2001-07-02 2003-01-17 Synclayer Inc 保安器
JP2003152538A (ja) 2001-11-16 2003-05-23 Mitsubishi Electric Corp A/dコンバータ
JP2004517513A (ja) 2000-07-21 2004-06-10 スカイワークス ソリューションズ,インコーポレイテッド ダイレクトコンバージョン受信機及び送信機用のシステム及び装置
JP2008236135A (ja) 2007-03-19 2008-10-02 Toshiba Corp 周波数コンバータ
JP2012500597A (ja) 2008-08-18 2012-01-05 クゥアルコム・インコーポレイテッド 負荷切換を用いた高線形性低ノイズ受信器
JP2012156936A (ja) 2011-01-28 2012-08-16 Renesas Electronics Corp 半導体集積回路およびその動作方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09275328A (ja) 1996-04-04 1997-10-21 Hitachi Ltd 可変容量回路及びそれを用いたアナログフィルタ回路
JP2002232239A (ja) 2001-02-01 2002-08-16 Akita Kaihatsu Center Ard:Kk 演算増幅器
JP5018028B2 (ja) 2006-11-10 2012-09-05 セイコーエプソン株式会社 基準電圧供給回路、アナログ回路及び電子機器
US7773968B2 (en) 2006-11-30 2010-08-10 Silicon Laboratories, Inc. Interface/synchronization circuits for radio frequency receivers with mixing DAC architectures
JP5375521B2 (ja) 2009-10-27 2013-12-25 ソニー株式会社 高周波増幅器および無線通信装置
US8886147B2 (en) 2010-07-20 2014-11-11 Broadcom Corporation Concurrent impedance and noise matching transconductance amplifier and receiver implementing same
JP5665571B2 (ja) * 2011-01-28 2015-02-04 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路およびその動作方法
JP6249732B2 (ja) 2013-11-19 2017-12-20 三菱電機株式会社 ダイレクトコンバージョン受信機
JP6462541B2 (ja) * 2015-09-11 2019-01-30 株式会社東芝 複素バンドパスフィルタ及び受信装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004517513A (ja) 2000-07-21 2004-06-10 スカイワークス ソリューションズ,インコーポレイテッド ダイレクトコンバージョン受信機及び送信機用のシステム及び装置
JP2003018743A (ja) 2001-07-02 2003-01-17 Synclayer Inc 保安器
JP2003152538A (ja) 2001-11-16 2003-05-23 Mitsubishi Electric Corp A/dコンバータ
JP2008236135A (ja) 2007-03-19 2008-10-02 Toshiba Corp 周波数コンバータ
JP2012500597A (ja) 2008-08-18 2012-01-05 クゥアルコム・インコーポレイテッド 負荷切換を用いた高線形性低ノイズ受信器
JP2012156936A (ja) 2011-01-28 2012-08-16 Renesas Electronics Corp 半導体集積回路およびその動作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210281284A1 (en) 2021-09-09
JPWO2018150653A1 (ja) 2019-12-12
US11303314B2 (en) 2022-04-12
WO2018150653A1 (ja) 2018-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8929847B2 (en) Signal processing circuit with circuit induced noise cancellation
US9209910B2 (en) Blocker filtering for noise-cancelling receiver
US10148300B2 (en) Method and system for a configurable low-noise amplifier with programmable band-selection filters
US9344124B2 (en) Jammer resistant noise cancelling receiver front end
JP4004018B2 (ja) 周波数変換器及びこれを用いた無線通信装置
US8594583B2 (en) Apparatus and method for radio frequency reception with temperature and frequency independent gain
EP3391538B1 (en) Radio frequency receiver
US10425071B2 (en) Fast settling peak detector
JP7026061B2 (ja) 受信機、および、受信機の制御方法
US8264281B1 (en) Low-noise amplifier with tuned input and output impedances
CN105610455B (zh) 信号接收装置和信号接收方法
US8190117B2 (en) Mixer circuit and radio communication device using the same
JP2008270924A (ja) 周波数変換回路および受信装置
JP5375680B2 (ja) 単相差動変換器
JPWO2005053149A1 (ja) ミキサ回路
JP2023544445A (ja) 受信機回路
JP2009519657A (ja) 拡張ミキサー装置
JP3840024B2 (ja) 増幅回路およびそれを用いた受信装置
CN114553158A (zh) 一种低噪声放大器及接收机下变频系统
JP2013247644A (ja) 差動増幅器
KR20110054163A (ko) 직접 변환 수신기 및 믹서

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201002

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210727

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210827

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220118

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7026061

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150