JPH02206205A - 周波数変換ミクサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は周波数変換ミクサに関し、さらに詳しくは無線
周波数帯の長波から極長短波に亘るほぼ全域において動
作する周波数変換ミクサに関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来、
スーパーへテロダイン受信機やトランジスタミクサ等で
用いられている周波数変換ミクサとして、真空管ミクサ
、トランジスタミクサ、ダイオードミクサ及びダブルバ
ランスドミクサ等があった。

真空管ミクサは、三極管、三極管及び上極管等で構成し
たものがあるが、混合器特有のコンバージョンノイズを
発生し、真空管の電極の構造、電極の寸法に起因して上
限周波数の数百メガヘルツを境としてダイオードミクサ
よりも変換損失が多くなり、さらに局部発振器との結合
が極めてクリチカルであるという欠点があった。従って
、真空管ミクサはトランジスタの発展とともに、使われ
なくなっている。

又、トランジスタミクサは、真空管ミクサとほぼ同等の
電気的性能を有するが、真空管ミクサよりもコンバージ
ョンノイズが若干多い。さらに、電界効果トランジスタ
を用いたミクサは、トランジスタミクサより混変調歪特
性が多少良好になるが、真空管ミクサとほぼ同等の変換
損失がある。

又、超短波帯以上の一般通信機、レーダー等に利用され
ているダイオードミクサは第７図に示すものがある。同
調回路ｌを介して入力される周波数ｆ１の受信信号Ｒは
、ダイオード２により周波数ｆ２の局部発振信号Ｏ８Ｃ
と混合され、周波数ｆ　　Ｉｆ　　又はＩｆ　　−ｆ２
１の中間周波信号ＩＦとして、同調回路３を介して出力
される。ダイオードミクサは変換損失が大きく、結合回
路を電磁結合にせざるを得ないことから結合損失が多く
、最良の結合点を得るための調整が回路構築上制約があ
り、曖昧なまま使用することが多かった。

又、第８図はダブルバランスドミクサの回路図である。

ダブルバランスドミクサは４つのダイオードＤ　ＳＤ　
ＳＤ３、Ｄ４をリング状に接続し１ま たちので、入出カドランスＴ１を介して受信信号Ｒを入
力するとともに、入出カドランスＴ１の二次側と入出カ
ドランスＴ２の一次側との間に局部発振信号Ｏ８Ｃを入
力すると、入出カドランスＴ２を介して周波数ｆ　　Ｉ
ｆ２又はＩｆｌ−ｆ２１の中間周波信号ＩＦが出力され
る。

ダブルバランスドミクサは局部発振信号Ｏ８Ｃがミクサ
回路から洩れないように工夫されている。

このため、混変調歪特性が真空管ミクサ、トランジスタ
ミクサ及びダイオードミクサに較べて遥かに良好である
。さらに、結合回路を直接結合できるので、現在最も秀
れたミクサである。

このため、ダブルバランスドミクサは回路設計が適切で
あれば、ミクサ回路自体は確実に動作し、調整が不要な
ので多くの回路に利用されている。

しかし、ダブルバランスドミクサは電気的特性がその構
成部品であるダイオード、変成器等の特性により大きく
左右されるので、使用する周波数帯域により、部品を厳
選しなければならないという問題点があった。

又、局部発振信号の出力がｌＯ〜３０ｄｂ＋１１を必要
とする。局部発振信号の出力はマイクロ波における送信
出力に相当する場合があり、局部発振信号を出力する回
路だけでも高価なものになってしまうという問題点があ
った。

さらに、ダブルバランスドミクサは他の方式のミクサに
較べて、変換損失が最も大きく、出力側に減衰量補正用
の増幅器を設けなけらばならないという問題点があった
。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
周波数変換損失が少なく、集中定数回路及び分布定数回
路のいずれにも使用でき、さらに可逆変換が可能な周波
数変換ミクサを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る周波数変換ミクサは、互いに逆方向に並列
に接続した第１のダイオード及び第２のダイオードから
構成され、第１の周波数の信号を入力する入力手段と、
互いに逆方向に直列に接続した第３のダイオード及び第
４のダイオードから構成され、第２の周波数の信号を非
直線検波する検波手段と、入力手段の出力側と、第３の
ダイオードと第４のダイオードとの接続点に接続された
直流成分除去用のコンデンサと、を備えている。

［作　用］ 上記構成の周波数変換ミクサは、入力手段に介して第１
の周波数の信号を入力するとともに、検波手段に第２の
周波数の信号を入力すると、直流成分除去用のコンデン
サを介して第１の周波数と第２の周波数との和又は差の
周波数の信号を出力する。

〔実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係る周波数変換ミクサの回
路図である。第１図において、Ｊは周、波数ｆ１の受信
信号Ｒを入力する入力端子、Ｈは周波数ｆ２の局部発振
信号Ｏ８Ｃを入力する入力端子、Ｇは接地側に接続され
ている共通端子、■は周波数ｆ　　Ｓｆ　　Ｓｆ　　Ｉ
ｆ　　及び１ｆ　−ｆ２１の中間周波信号ＩＦを出力す
る出力端子、Ｄ　　ＳＤ　　。

Ｄ　　、Ｄ　　はダイオード、Ｃ１は直流成分を除去す
るコンデンサである。

第１図に示した周波数変換ミクサの入出力信号は、第２
図に示すようになっている。即ち、受信信号Ｒを端子Ｊ
に、局部発振信号Ｏ８Ｃを端子Ｈに入力すると、端子■
から中間周波信号ＩＦが出力される。なお、端子Ｇは共
通端子とし、通常は接地側に接地する。

次に、第１図に示した周波数変換ミクサの動作について
説明する。

まず、端子Ｈに入力された局部発振信号Ｏ８Ｃはダイオ
ードＤ　及びＤ４により非直線検波される。

このとき、ｐ点の電位はダイオードＤ３及びＤ４により
、概ね局部発振信号Ｏ８Ｃ信号の１７２の電位で推移す
る。

一方、端子Ｊに入力された受信信号ＲはダイオードＤ　
及びＤ２を介して、ｐ点で局部発振信号０３Ｃと混合さ
れる。なお、局部発振信号Ｏ９ＣのレベルはＯｄｂａ＋
以下であっても十分である。

なお、非直線検波素子であるダイオードに異なる周波数
の信号を加えると、それらの和及び差の周波数の信号が
出力されることは周知であるので、その説明は省略する
。

ところで、一般にダイオードに逆電圧を印加すると、ダ
イオードのカソード、アノード間にキャパシタンス分が
発生する。本実施例による互いに逆接続されたダイオー
ドＤ　及びＤ２は０．２〜１ｐＦ程度の容量になる。こ
の程度の容量は周波数ｆ１が５０ＭＨｚ以上であるとき
は、結合コンデンサとして好適な値である。従って、受
信信号Ｒは殆ど減衰せず、通過損失は極く僅かである。

本発明は一般のダイオードミクサが微少信号に対する不
感領域に起因して感度が悪化するという現象を排除する
とともに、端子Ｊに接続されている外部回路のインピー
ダンスとｐ点のインピーダンスとの整合を図ることがで
きる。

ｐ点から出力される中間周波信号ＩＰはｆｌｆ　　、ｆ
１＋ｆ２及びＩｆｌ−ｆ２１の周波数酸分を有する。コ
ンデンサＣ１は中間周波信号ＩＦから直流成分を取り除
いて出力する。さらに、目的とする周波数ｆ１＋ｆ２又
はｌ　ｆｌ−ｆ２１を得るときは、その周波数成分を通
過させるフィルタを端子Ｊに接続する。この場合、低イ
ンピーダンス入力のフィルタを接続する。

なお、本実施阿に係る周波数変換ミクサは、結合コンデ
ンサＣ１を内蔵してワンチップＩＣ化したものであるが
、個別の部品により組み立ててもよい。

又、第３図に示すように、例えば５０ＭＨｚ以下用の結
合コンデンサＣ１を外付けにしてワンチップＩＣ化して
もよい。

さらに、ワンチップＩＣ化した周波数変換ミクサは、第
４図に示すように、モジュール化してもよい。モジュー
ル化することにより、第５図に示すように受信機への組
み込みが容易になる。

この場合、従来のダイオードミクサ又はダブルバランス
ドミクサを使用している受信機に組み込むときは、ダイ
オードミクサ又はダブルバランスドミクサとそのまま入
れ替えができるとともに、同調回路に直接結合でき、本
発明に係る周波数変換ミクサを実装したときのミクサ回
路全体の製造コストは、ダイオードミクサとほぼ同等で
あり、又はＸバンドレーダにおけるダブルバランスドミ
クサ単体に比べてｌ／ｌｏになる。さらに、高周波増幅
器と局部発振回路増幅ユニットの低出力化が可能になる
ので、実質的に２７３程度までコストダウンが可能であ
る。

さらに又、第６図に示すようにＪ端子に周波数ｆ１の受
信信号Ｒを入力するのに代えて、端子！に周波数ｆ３の
信号Ｓを入力すると、端子Ｊから周波数ｆ２±ｆ３の信
号が出力される。即ち、端子Ｊと端子Ｉとの間において
可逆変換ができ、可逆変換送受信機に適用できることに
なる。

上述したように、本発明に係る周波数変換ミクサは入出
カドランスを必要とするダブルバランスドミクサ等、従
来のミクサに比べて、小型で、低変換損失、かつ調整不
要である。

なお、本発明に係る周波数変換ミクサは衛星放送受信機
用ミクサ、ＨＦ−３ＨＦ無線通信用、送受信用ミクサ、
マイクロウェーブレーダ用ミクサ、民生用一般ラジオ、
ＦＭラジオ、テレビジョン受像機用ミクサ、スペクトラ
ムアナライザ用ミクサ、ヘテロダイン方式計測器用ミク
サ、フェーズロックループ発振器用ミクサ、位相弁別器
等、長波から極超短波にわたる種々の装置に使用できる
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、互いに逆方向に並
列に接続した第１のダイオード及び第２のダイオードか
ら構成された入力手段に第１の周波数の信号を入力する
とともに、互いに逆方向に直列に接続した第３のダイオ
ード及び第４のダイオードから構成された検波手段に第
２の周波数の信号を入力し、入力手段の出力側と、第３
のダイオードと第４のダイオードとの接続点に接続され
た直流成分除去用のコンデンサを介して第１の周波数と
第２の周波数との和又は差の周波数の信号を出力するよ
うにしたので、ダブルバランスドミクサにおける変成器
等が不要で、ダイオードの遮断周波数以下において、出
力レスポンスが殆どない周波数変換ミクサが得られると
いう効果を奏する。

量の結合コンデンサとして作用するので、信号が殆ど減
衰せず、通過損失が少ない周波数変換ミクサが得られる
ことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る周波数変換ミクサの回
路図、第２図は第１図に示した周波数変換ミクサの入出
力関係の説明図、第３図は本発明の他の実施例に係る周
波数変換ミクサの回路図、第４図はモジュール化した周
波数変換ミクサの斜視図、第５図は第１図に示した周波
数変換ミクサを実装した受信機の回路図、第６図は第１
図に示した周波数変換ミクサを実装した可逆変換送受信
機の回路図、第７図及び第８図は従来の周波数変換ミク
サの回路図である。 Ｄ　　、Ｄ　　、Ｄ３、Ｄ　　・・・ダイオード、Ｃ１
・・・コンデンサ、ＧＳＨＳ　ＩＳＪ・・・端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに逆方向に並列に接続した第１のダイオード及び第
   ２のダイオードから構成され、第１の周波数の信号を入
   力する入力手段と、互いに逆方向に直列に接続した第３
   のダイオード及び第４のダイオードから構成され、第２
   の周波数の信号を非直線検波する検波手段と、入力手段
   の出力側と、第３のダイオードと第４のダイオードとの
   接続点に接続された直流成分除去用のコンデンサと、を
   備えたことを特徴とする周波数変換ミクサ。