JPH06152322A - 90度移相回路及びこれを用いた直交変調回路 - Google Patents

90度移相回路及びこれを用いた直交変調回路

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JPH06152322A
JPH06152322A JP32857192A JP32857192A JPH06152322A JP H06152322 A JPH06152322 A JP H06152322A JP 32857192 A JP32857192 A JP 32857192A JP 32857192 A JP32857192 A JP 32857192A JP H06152322 A JPH06152322 A JP H06152322A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ない素子数で回路を構成でき、かつ低消費
電力化が可能な90度移相回路及びこれを用いた直交変
調回路を提供する。 【構成】 抵抗R1 、コンデンサC及び抵抗R2 からな
るCR直列電流路1の両端に搬送波e0 を印加し、抵抗
1 、コンデンサC及び抵抗R2 の各両端に接続された
エミッタフォロワのトランジスタQ21〜Q24を介してそ
の両端電圧eR1,eC ,eR2を差動アンプ2,3,4で
検出し、差動アンプ2,4の各出力信号を合成して次段
の混合器13のドライブ電流i1 ,i2 とし、これと9
0度の移相差を持つ差動アンプ3の出力を次段の混合器
15のドライブ電流i3 ,i4 とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、90度移相回路及びこ
れを用いた直交変調回路に関し、特にアナログ方式によ
る4相PSK(phase shift keying)変調回路に用いて好
適な90度移相回路及びこれを用いた直交変調回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】直交変調回路の従来例を図5に示す。図
5において、搬送波パルスは、二乗回路51でその周波
数が2倍にされ、バンドパスフィルタ(BPF)52で
高調波成分がカットされた後、2つのフリップフロップ
(F.F)53,54に供給される。一方のフリップフ
ロップ53は入力パルスの立上がりでトリガされ、他方
のフリップフロップ54は入力パルスの立下がりでトリ
ガされる構成となっている。
【0003】これにより、フリップフロップ53,54
の出力として、図6に示すように、入力パルスCの1/
2の周波数、即ち元の搬送波パルスと同一周波数でかつ
互いに90度の位相差を有する2つの搬送波パルスQ,
Q′が導出される。2つの搬送波パルスQ,Q′は、混
合器55,56で変調信号A,Bと混合される。混合器
55,56の各出力は加算器57で加算され、変調出力
として導出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の直交変調回路では、搬送波パルスの周波数を逓
倍した後、2つのフリップフロップ53,54を用いて
ディジタル的に90度の位相差を有する2つの搬送波パ
ルスQ,Q′を生成する構成となっていたので、回路素
子数が多く、その結果消費電力が大きいという問題があ
った。この直交変調回路は、例えば、ディジタル・セル
ラと称される移動体通信における携帯電話機に用いられ
るものであるため、消費電力が大きいということは、電
池の長寿命化の大きな妨げとなっていた。
【0005】また、二乗回路41を例えば掛算器を用い
て構成した場合には、ディジタル的にスイッチングが行
われるため高調波が発生することから、この高調波によ
るフリップフロップ53,54の誤動作を防止するため
には、二乗回路41の後段にフィルタ42を挿入するこ
とが不可欠であった。
【0006】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
のであり、少ない素子数で回路を構成でき、かつ低消費
電力化が可能な90度移相回路及びこれを用いた直交変
調回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による90度移相
回路においては、互いに直列接続された少なくとも2つ
の第1,第2の抵抗及びコンデンサからなりかつ両端に
搬送波が印加されるRC直列接続回路と、第1,第2の
抵抗の各両端電圧を検出する第1,第2の差動アンプ
と、コンデンサの両端電圧を検出する第3の差動アンプ
とを備え、第1,第2の差動アンプの各出力信号の合成
信号と第3の差動アンプの出力信号とを90度の位相差
を有する2つの搬送波信号として導出する構成となって
いる。
【0008】また、本発明による直交変調回路において
は、上記構成の90度移相回路を用いた直交変調回路で
あって、この90度移相回路からの2つの搬送波信号の
一方と第1の変調信号とを混合する第1の混合器と、こ
の2つの信号の他方と第2の変調信号とを混合する第2
の混合器とを備え、第1及び第2の混合器の各出力信号
を加算して変調出力として導出する構成となっている。
【0009】
【作用】少なくとも2つの第1,第2の抵抗及びコンデ
ンサによる直列接続回路の両端に搬送波を印加し、これ
ら素子の両端電圧を差動アンプで検出し、抵抗側差動ア
ンプの各出力信号の合成信号とコンデンサ側差動アンプ
の出力信号とを90度の位相差を有する2つの搬送波信
号として導出する。これによれば、抵抗が1個の場合よ
りも分割した方が抵抗分での寄生素子の影響を低減でき
るので、位相バランスの良い2つの搬送波信号が得られ
る。また、このCR移相回路を用いて直交変調回路を構
成したことで、直流バランスが良く、高周波でも安定し
た直交変調が可能となり、しかも少ない素子数で回路を
構成できるので、消費電力を低減できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明による90度移相回路の一
実施例を示す回路図である。図1において、電源(Vc
c)ラインLと接地間には、エミッタフォロワのトラン
ジスタQ11,Q12が電流源I1 ,I2 を介して接続され
ている。これらトランジスタQ11,Q12の各ベースは直
流電源E1 によって抵抗R11,R12を介してバイアスさ
れ、そのベース間には搬送波e0 が印加されている。ト
ランジスタQ11,Q12のエミッタ間には、互いに直列接
続された抵抗R1 、コンデンサC及び抵抗R2 からなる
CR直列電流路1が接続されている。なお、CR直列電
流路1における抵抗の数は2つに限定されるものではな
い。
【0011】このCR直列電流路1において、抵抗R1
の一端、抵抗R1 の他端(コンデンサCの一端)、コン
デンサCの他端(抵抗R2 の一端)、抵抗R2 の他端に
は、エミッタフォロワのトランジスタQ21〜Q24の各ベ
ースが接続されている。これらトランジスタQ21〜Q24
は、バッファとしての作用をなし、各コレクタが電源ラ
インLに接続され、また各エミッタが電流源I3 〜I6
を介して接地されている。なお、説明の都合上、トラン
ジスタQ21〜Q24についてのみ、その等価的なエミッタ
抵抗re を図示している。
【0012】トランジスタQ21,Q22の各エミッタには
差動トランジスタ対Q1 ,Q2 の各ベースが、トランジ
スタQ22,Q23の各エミッタには差動トランジスタ対Q
3 ,Q4 の各ベースが、トランジスタQ23,Q24の各エ
ミッタには差動トランジスタ対Q5 ,Q6 の各ベースが
それぞれ接続されている。差動トランジスタ対Q1 ,Q
2 は、各エミッタが抵抗r1 ,r2 を介して共通接続さ
れ、抵抗r1 ,r2 の共通接続点と接地間に接続された
電流源I7 とともに、抵抗R1 の両端電圧eR1を検出す
る差動アンプ3を構成している。
【0013】同様に、差動トランジスタ対Q3 ,Q
4 は、そのエミッタが抵抗r3 ,r4 を介して共通接続
され、抵抗r3 ,r4 の共通接続点と接地間に接続され
た電流源I8 とともに、コンデンサCの両端電圧eC
検出する差動アンプ3を構成している。また、差動トラ
ンジスタ対Q5 ,Q6 は、各エミッタが抵抗r5 ,r6
を介して共通接続され、抵抗r5 ,r6 の共通接続点と
接地間に接続された電流源I9とともに、抵抗R2 の両
端電圧eR2を検出する差動アンプ4を構成している。
【0014】差動トランジスタQ1 ,Q5 は、各コレク
タが互いに共通接続され、後述する混合器13(図3参
照)から出力端子5を介してドライブ電流i1 を吸い込
む。同様に、差動トランジスタQ2 ,Q6 は、各コレク
タが互いに共通接続され、当該混合器13から出力端子
6を介してドライブ電流i2 を吸い込む。一方、差動ト
ランジスタ対Q3 ,Q4 は、後述する混合器16(図3
参照)から出力端子7,8を介してドライブ電流i3
4 をそれぞれ吸い込む。
【0015】上記の構成において、搬送波e0 が印加さ
れ、CR直列電流路1に電流が流れることによって、抵
抗R1 、抵抗R2 及びコンデンサCの各両端には電圧e
R1,eR2,eC が発生する。これら電圧eR1,eR2,e
C は、
【数1】
【数2】
【数3】 となる。
【0016】また、ドライブ電流i1 ,i3 は、
【数4】
【数5】 となる。ここで、抵抗R1 ,R2 の各抵抗値を等しく設
定し、R1 +R2 =1/ωCとすれば、eR1+eR2≒e
C が得られ、ドライブ電流i1 ,i3 は、互いに90度
の位相差を有し、かつ大きさの同じ電流として導出され
る。
【0017】上述したように、抵抗R1 、コンデンサC
及び抵抗R2 からなるCR直列電流路1の両端に信号e
0 を印加し、抵抗R1 、コンデンサC及び抵抗R2 の各
両端に接続されたエミッタフォロワのトランジスタQ21
〜Q24を介してその両端電圧eR1,eC ,eR2を差動ア
ンプ2,3,4で検出し、差動アンプ2,4の各出力信
号を合成するようにしたことにより、バッファ(Q21
24)にて差動アンプ2〜4のインピーダンスによる影
響を最小限に抑えることができ、しかも抵抗が1個の場
合よりも分割した方が抵抗分での寄生素子の影響を低減
できるので、位相バランスの良いドライブ電流i1 ,i
2 /i3 ,i4 を導出できる。
【0018】しかしながら、本回路で扱う周波数が例え
ば800MHz程度の高調波であるため、バッファ(Q
21〜Q24)だけで寄生素子の影響を完全に排除すること
は困難である。そこで、図1に破線で示すように、CR
直列電流路1の両端(直列接続された抵抗R1 ,R2
両端)に接続されたトランジスタQ21,Q24の各エミッ
タ、又はコンデンサCの両端に接続されたトランジスタ
22,Q23の各エミッタにコンデンサCA 又はCB を接
続する。
【0019】このように、トランジスタQ21,Q24の各
エミッタ、又はトランジスタQ22,Q23の各エミッタに
コンデンサCA 又はCB を接続することにより、トラン
ジスタQ21〜Q24の等価的なエミッタ抵抗re とコンデ
ンサCA 又はCB によってフィルタが形成され、図2に
示すように、相対的に90度の位相差を有する2つの搬
送波信号の一方の位相を遅らせることができるので、上
記寄生素子に起因する位相誤差を安定に補正することが
できる。
【0020】このエミッタ抵抗re とコンデンサCA
はCB による位相補正回路では、位相を遅らせる方向に
しか補正することができないが、図3に示すように、コ
ンデンサCA を接続することにより、電圧(eR1
R2)に基づく搬送波信号の位相が遅れ、これに伴い位
相差が拡大する方向に位相補正できる。また、コンデン
サCB を接続することにより、電圧eC に基づく搬送波
信号の位相が遅れ、位相差が縮小する方向に位相補正で
きる。
【0021】したがって、コンデンサCA 又はCB を接
続することにより、2つの搬送波信号の相対的な位相差
が90度になるように±数度の範囲で位相調整を行える
ことになる。なお、図2は、コンデンサCA ,CB とし
て、1pFの容量のものを用いた場合を示している。ま
た、本実施例では、トランジスタQ21,Q24の各エミッ
タ、又はトランジスタQ22,Q23の各エミッタにコンデ
ンサを接続するとしたが、コンデンサ及び抵抗の直列接
続回路を接続することによっても、位相の微調整が可能
である。
【0022】図4は、上記構成の90度移相回路を用い
た本発明による直交変調回路の一実施例を示す回路図で
ある。図4において、差動トランジスタ対Q31,Q32
び差動トランジスタ対Q33,Q34からなる掛算器11
と、各エミッタが抵抗r11,r12を介して共通接続され
た差動トランジスタ対Q35,Q36からなる差動アンプ1
2と、抵抗r11,r12の共通接続点と接地間に接続され
た電流源I11とによって混合器13が構成されている。
【0023】この混合器13において、差動トランジス
タQ31とQ34、Q32とQ33の各ベースが共通接続され、
各共通接続点が90度移相回路10の出力端子5,6に
接続されるとともに、トランジスタQ37,Q38のエミッ
タに接続されている。トランジスタQ37,Q38のベース
は、直流電源E2 によってバイアスされている。一方、
差動トランジスタ対Q35,Q36の各ベース間には、変調
信号Iが印加される。
【0024】また、差動トランジスタ対Q41,Q42及び
差動トランジスタ対Q43,Q44からなる掛算器14と、
各エミッタが抵抗r13,r14を介して共通接続された差
動トランジスタ対Q45,Q46からなる差動アンプ15
と、抵抗r13,r14の共通接続点と接地間に接続された
電流源I12とによって混合器16が構成されている。こ
の混合器16において、差動トランジスタQ42とQ43
41とQ44の各ベースが共通接続され、各共通接続点が
90度移相回路10の出力端子7,8に接続されるとと
もに、トランジスタQ47,Q48のエミッタに接続されて
いる。トランジスタQ47,Q48のベースは、直流電源E
3 によってバイアスされている。一方、差動トランジス
タ対Q45,Q46の各ベース間には、変調信号Qが印加さ
れる。
【0025】掛算器11の差動トランジスタQ31,Q33
の各コレクタと掛算器14の差動トランジスタQ41,Q
43の各コレクタが共通接続され、各コレクタ出力は加算
されかつ抵抗R11を介して、また掛算器11の差動トラ
ンジスタQ32,Q34の各コレクタと掛算器14の差動ト
ランジスタQ42,Q44の各コレクタは共通接続され、各
コレクタ出力は加算されかつ抵抗R12を介してそれぞれ
変調出力として導出される。
【0026】ところで、上記構成の直交変調回路におい
て、回路素子のバラツキ等に起因して混合器13,16
間にゲイン差が生ずるのは、避けられない問題である。
この混合器13,16間にゲイン差が存在すると、たと
え90度移相回路10で90度の位相差でかつ大きさの
同じドライブ電流i1 ,i2 /i3 ,i4 が得られたと
しても、上記ゲイン差に応じて回路内に電圧差が生じ、
その結果、周波数特性がアンバランスなものとなってし
まう。
【0027】そこで、例えば、ドライブ電流i3 ,i4
側の電流路に、各エミッタが抵抗r15,r16を介して共
通接続されかつ各ベースが直流電源E4 によってバイア
スされた差動トランジスタ対Q51,Q52と、抵抗r15
16の共通接続点と接地間に接続された電流源I13とか
らなるゲイン調整回路17を設ける。そして、このゲイ
ン調整回路17において、電流源I13に流れる電流を変
化させることによって混合器16のゲイン調整を行う。
【0028】これによれば、回路素子のバラツキ等に起
因して混合器13,16間にゲイン差が生じたとして
も、ゲイン調整によってゲイン差をなくすことができる
ので、バランスの良い周波数特性を得ることができる。
なお、本実施例では、ゲイン調整回路17をドライブ電
流i3 ,i4 側の電流路に入れて混合器16のゲインを
調整するとしたが、ゲイン調整回路17をドライブ電流
1 ,i2 側の電流路に入れて混合器13のゲインを調
整するように構成することも可能であり、要は、混合器
13,16間のゲイン差を0にできれば良いのである。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも2つの第1,第2の抵抗及びコンデンサによ
る直列接続回路の両端に搬送波を印加し、これら素子の
両端電圧を差動アンプで検出し、抵抗側差動アンプの各
出力信号の合成信号とコンデンサ側差動アンプの出力信
号とを90度の位相差を有する2つの搬送波信号として
導出するようにしたことにより、抵抗が1個の場合より
も分割した方が抵抗分での寄生素子の影響を低減できる
ので、位相バランスの良い2つの搬送波信号を得ること
ができる。
【0030】また、このCR移相回路を用いて直交変調
回路を構成したことで、直流バランスが良く、高周波で
も安定した直交変調が可能となり、しかも少ない素子数
で回路を構成できるので、消費電力を低減できることに
なる。さらに、2つの混合器の一方のゲインを調整する
ゲイン調整回路を設けたことにより、回路素子のバラツ
キ等に起因して両混合器間にゲイン差が生じたとして
も、ゲイン調整によってバランスの良い周波数特性を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による90度移相回路の一実施例を示す
回路図である。
【図2】位相補正による位相変化を示す周波数‐位相特
性図である。
【図3】位相補正による位相関係を示す図である。
【図4】本発明による直交変調回路の一実施例を示す回
路図である。
【図5】直交変調回路の従来例を示すブロック図であ
る。
【図6】図5の各部の波形図である。
【符号の説明】
1 CR直列電流路 2〜4 差動アンプ 10 90度移相回路 11,14 掛算器 13,16 混合器 17 ゲイン調整回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに直列接続された少なくとも第1,
    第2の抵抗及びコンデンサからなりかつ両端に搬送波が
    印加されるRC直列接続回路と、 前記第1,第2の抵抗の各両端電圧を検出する第1,第
    2の差動アンプと、 前記コンデンサの両端電圧を検出する第3の差動アンプ
    とを備え、 前記第1,第2の差動アンプの各出力信号の合成信号と
    前記第3の差動アンプの出力信号とを90度の位相差を
    有する2つの搬送波信号として導出することを特徴とす
    る90度移相回路。
  2. 【請求項2】 前記第1,第2の抵抗及び前記コンデン
    サの各両端に接続されたエミッタフォロワ回路を有し、 前記第1,第2及び第3の差動アンプは、前記エミッタ
    フォロワ回路を介して両端電圧の検出を行うことを特徴
    とする請求項1記載の90度移相回路。
  3. 【請求項3】 前記第1,第2の抵抗の各両端電圧又は
    前記コンデンサの両端電圧の位相を補正する位相補正回
    路を有し、 前記2つの信号の相対的な位相調整を前記位相補正回路
    にて行うことを特徴とする請求項1又は2記載の90度
    移相回路。
  4. 【請求項4】 前記第1,第2の抵抗の抵抗値が互いに
    等しく設定されたことを特徴とする請求項1,2又は3
    記載の90度移相回路。
  5. 【請求項5】 請求項1,2,3又は4記載の90度移
    相回路を用いた直交変調回路であって、 前記90度移相回路からの2つの搬送波信号の一方と第
    1の変調信号とを混合する第1の混合器と、 前記2つの搬送波信号の他方と第2の変調信号とを混合
    する第2の混合器とを備え、 前記第1及び第2の混合器の各出力信号を加算して変調
    出力として導出することを特徴とする直交変調回路。
  6. 【請求項6】 前記第1又は前記第2の混合器のゲイン
    を調整するゲイン調整回路を有することを特徴とする請
    求項5記載の直交変調回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001358560A (ja) * 2000-06-15 2001-12-26 Fujitsu Ltd 位相シフタ回路のゲイン切替方法、位相シフタ回路の制御回路及び位相シフタ回路
US8477896B2 (en) 2011-01-05 2013-07-02 International Business Machines Corporation Structure for window comparator circuit for clock data recovery from bipolar RZ data

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