JPH08213845A - 周波数変換回路 - Google Patents

周波数変換回路

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JPH08213845A
JPH08213845A JP7034401A JP3440195A JPH08213845A JP H08213845 A JPH08213845 A JP H08213845A JP 7034401 A JP7034401 A JP 7034401A JP 3440195 A JP3440195 A JP 3440195A JP H08213845 A JPH08213845 A JP H08213845A
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JP
Japan
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signal
switching
input signal
phase
signals
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JP7034401A
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English (en)
Inventor
Yukinobu Ishigaki
行信 石垣
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B21/00Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C1/00Amplitude modulation
    • H03C1/52Modulators in which carrier or one sideband is wholly or partially suppressed
    • H03C1/60Modulators in which carrier or one sideband is wholly or partially suppressed with one sideband wholly or partially suppressed
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D2200/00Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
    • H03D2200/0041Functional aspects of demodulators
    • H03D2200/0066Mixing
    • H03D2200/0078Mixing using a switched phase shifter or delay line
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D7/00Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D7/00Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
    • H03D7/16Multiple-frequency-changing
    • H03D7/165Multiple-frequency-changing at least two frequency changers being located in different paths, e.g. in two paths with carriers in quadrature

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  • Amplitude Modulation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バランス調整が不要で、広い周波数帯におい
て使用でき、集積回路化にも好適な周波数変換回路を提
供する。 【構成】 入力端子1aには第1の入力信号S1 が供給
され、位相分割回路2によりS1 から位相の異なる複数
の位相分割信号S1 〜S4 が出力され、S1 ,S2 がス
イッチ3に、S3 ,S4 がスイッチ4に供給される。入
力端子6aには、第2の入力信号C1 が供給され、切換
信号発生回路7aによりC1 から複数の切換信号C1 〜
C3 が発生され、スイッチ3a〜5aに夫々供給され
る。スイッチ3a,4aでは夫々C1 ,C2 に応じてS
1 とS2 、S3 とS4 とが切り換えられ,夫々の出力信
号S5 ,S6 がスイッチ5aに供給され、C3 に応じて
S5 とS6 とが切り換えられて、出力端子8から第1の
入力信号S1 が第2の入力信号C1 に応じて周波数変換
された出力信号S7 が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路化に好適な位相
推移型単側波帯信号生成法を用いた周波数変換回路の改
良に関する。
【0002】
【従来技術】周波数変換回路、或は単側波帯信号を得る
ための一般的手段としては、例えば、乗算器や平衡変調
器、或はダブルバランスミキサーを用いるなどして搬送
波を抑圧した両側波帯信号を得た後、各々の片側の側波
帯信号を濾波器により選択分離して単側波帯信号を生成
させるようにしたり、或は、搬送波と信号とをそれぞれ
90度移相したものを二つの平衡変調器に供給して、前
記の二つの平衡変調器からの出力信号を加算、又は引算
して基本的に濾波器の使用を省いて行うようにした位相
推移型単側波帯信号を生成するなどの手段は知られてい
る(例えば、CBS出版株式会社 1985年3月28
日発行 B. P. ラシィ著、「詳解ディジタル・アナロ
グ通信方式(上巻)」第226頁乃至第251頁参
照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記の周波数変換回路
は、第1の信号周波数f1 と第2の信号周波数f2 とに
より周波数変換を行う場合、お互いの周波数が比較的高
く濾波器の使用が問題ない場合には乗算器と濾波器で和
の周波数f1 +f2 や、差の周波数f1 −f2 が容易に
得られる。しかし、第1の周波数は特に高く、逆に第2
の周波数は極端に低い場合には、濾波器での選択分離は
不可能に近い。
【0004】そこで用いられるのが位相推移型単側波帯
信号生成回路である。この回路では基本的に濾波器が不
要となり(実際には簡単な濾波器が使用される)、回路
の特性や調整が完璧であれば、目的とするf1 +f2 又
はf1 −f2 が選択でき、近傍するf1 が抑圧されて問
題は起こらない。しかしながら、実際の回路では、平衡
変調器のバランスがくずれやすく、加算回路や引算回路
では混合するレベルに誤差が生じやすいため、前記した
f1 +f2 又はf1 −f2 の何れかの出力の選択には、
例えば、f1 +f2 を選ぶ場合、近傍する抑圧された搬
送波に相当するf1 や、f1 −f2 成分を基本とする高
次の周波数成分が不要な周波数として混入して場合によ
っては濾波器でも除去不能になる問題点があった。特
に、集積回路化する場合には、各々のバランス調整を集
積回路の外で行わなければならないため、集積回路のピ
ン数の増加の問題にもなり、位相推移型単側波帯信号生
成回路を用いた周波数変換回路は集積回路化に向かない
という問題点があった。
【0005】ここで、従来例について図22、図23を
用いて説明する。図22は、従来の周波数変換回路を示
すブロック図である。図23は、その動作波形図であ
る。いま、入力端子101には、入力信号A1 cosP
tが、入力端子105には入力信号A2 cosCtが供
給されたとする。これらの入力信号は夫々π/2移相回
路103、π/2移相回路106に供給され、π/2移
相回路103の出力はA1 sinPtとなり、π/2移
相回路106の出力はA2 sinCtとなる。 乗算器
(又は平衡変調器)102では、入力信号A1 cosP
tと入力信号A2 cosCtとが乗算され、乗算器(又
は平衡変調器)104では、π/2移相回路103の出
力A1 sinPtと、π/2移相回路106の出力A2
sinCtが乗算され各々の出力は次の(1)式、
(2)式に示されるものになる。 A1 cosPt ・A2 cosCt=( A1 2 /2){cos(P-C)t+cos(P+C)t} (1) A1 sinPt ・A2 sinCt=( A1 2 /2){cos(P-C)t-cos(P+C)t} (2) 従って、演算回路107では、加算動作の場合はA1
2 cos(P−C)tが得られ、引算動作の場合はA1
2 cos(P+C)tが得られる。
【0006】図23では、入力端子105に入力される
信号には方形波を用いているが、方形波に限ることな
く、実際に使用される回路では、乗算器102、104
には平衡変調器(ダブルバランスモデュレータ又はダブ
ルバランスミキサー)が使用され、入力端子101の信
号を入力端子105の信号でスイッチングするよう動作
が行われている。ここでは、方形波入力によるスイッチ
ング出力を得ている。
【0007】図23の動作波形図について説明すると、
入力端子101から入力された入力信号Aは、乗算器1
02、π/2移相回路103に供給され、入力端子10
5から入力された入力信号Cは、乗算器102、π/2
移相回路106に供給される。乗算器102では、入力
信号Aと入力信号Cとが乗算され出力信号Eを出力す
る。乗算器104では、π/2移相回路103の出力信
号Bとπ/2移相回路106の出力信号Dとが乗算され
出力信号Fを出力する。演算回路107は加算回路とな
っており、出力信号Eと出力信号Fとが加算され、既に
説明したように差の周波数が得られ出力信号Gを出力す
る。波形は少し角が立つものとなっているが、基本波成
分信号Hが低域通過濾波器(LPF)109を介して基
本波成分信号Hが出力端子110に出力される。
【0008】入力信号Aの周波数を1サイクルとする
と、入力信号Cの基本周波数は4サイクル、出力信号H
の周波数は3サイクルであり、4サイクル(入力信号C
の周波数)−1サイクル(入力信号Aの周波数)=3サ
イクル(出力信号Hの周波数)の計算通りの結果が確認
できる。
【0009】同図の各波形は理想的な場合の波形であ
り、この様な回路では平衡変調器102、104におい
て僅かにバランスがくずれると、出力信号Eや出力信号
Fは図のような波形が得られなく、又、演算回路107
における加算動作においても、ミキシングバランスが僅
かに崩れると出力信号Gのような波形が得られなくな
る。これらのことから、バランス調整が不要で低域周波
数から高域周波数まで広い周波数帯において使用でき、
無調整化できる位相推移型単側波帯信号生成法に基づく
集積回路化に適す周波数変換回路の出現が望まれてい
た。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、第1の入力信号の周波数を第2の入力信
号に応じて他の周波数に変換する周波数変換回路におい
て、少なくとも、前記第1の入力信号を位相シフトして
位相の異なる複数のチャンネル信号を出力する位相分割
手段と、前記第2の入力信号から複数の切換信号を発生
する切換信号発生手段と、前記複数のチャンネル信号
を、前記切換信号に応じて切り換えて出力する第1番目
のスイッチ手段と、前記第1番目のスイッチ手段の出力
信号を、前記切換信号に応じて切り換えて最終的にチャ
ンネル数を1にして出力する縦続接続された第2番目〜
第m番目(mは2以上の自然数)のスイッチ手段とを含
んで構成したことを特徴とする周波数変換回路を提供す
るものである。
【0011】
【実施例】以下、本発明の周波数変換回路について詳細
に説明する。図1は本発明の周波数変換回路の基本方式
の一例を示すブロック図である。同図において、その基
本動作を説明する。入力端子1aには第1の入力信号S
1 が供給され、位相分割回路2により第1の入力信号S
1 から位相の異なる複数の位相分割信号(チャンネル信
号、ここではチャンネル数4)S1 〜S4 が出力され、
S1 ,S2 がスイッチ3a(第1番目のスイッチ手段)
に、S3 ,S4 がスイッチ4a(第1番目のスイッチ手
段)に供給される。入力端子6aには、第2の入力信号
C1 が供給され、切換信号発生回路7aでは第2の入力
信号C1 から複数の切換信号(ここでは3つの切換信
号)C1 〜C3 が発生され、C1 (第1番目の切換信
号)がスイッチ3aに、C2 (第1番目の切換信号)が
スイッチ4aに、C3 (第2番目の切換信号)がスイッ
チ5a(第2番目のスイッチ手段)に夫々供給される。
【0012】スイッチ3a,4aでは夫々切換信号C1
,C2 に応じてチャンネル信号S1,S2 、チャンネル
信号S3 ,S4 が切り換えられて出力され、夫々の出力
信号S5 ,S6 がスイッチ5aに供給され、切換信号C
3 に応じてS5 とS6 とが切り換えられて、出力端子8
から第1の入力信号S1 が第2の入力信号C1 に応じて
周波数変換された出力信号S7 が出力される。なお、4
チャンネル数の場合について示したが、チャンネル数を
更に多くした場合は、切換信号の数及びスイッチの数を
多くして構成できる。
【0013】ところで、スイッチにより切り換える信号
の組み合わせや、切換信号としてどの様な信号を発生さ
せるかという点については様々な方法が考えられ、以下
具体的な回路構成例について説明する。
【0014】図2は本発明の周波数変換回路の第一の実
施例を示すブロック図で、図3の動作波形図と共に説明
する。これは図1の回路の具体的な回路構成の一例であ
り、図1の回路における、チャンネル信号S1 ,S2 ,
S3 ,S4 として夫々チャンネル信号E1 ,E2 ,E4
,E3 が入力され、切換信号C1 とC2 とは同一の信
号、切換信号C1 とC3との位相差がπ/2rad (ラジ
アン)の信号を用いた例である。なお、E2 ,E3 ,E
4 は、E1 を夫々π/2,π,3π/2rad 位相シフト
したチャンネル信号(E1 を、2πrad の位相角を(2
π/チャンネル数4)rad で位相分割した夫々異なる角
度だけ位相シフトしたチャンネル信号)である。
【0015】入力端子11aより入力した第1の入力信
号E1 からは、チャンネル信号E1と、これを位相反転
増幅器15aにより位相反転したチャンネル信号E3 、
−π/2rad 位相回路12aによりE1 を−π/2rad
位相シフトされたチャンネル信号E2 と、これを位相反
転したチャンネル信号E4 とが出力され、夫々スイッチ
17a,18a,19a,20a(第1番目のスイッチ
手段)に供給される。入力端子23aより入力した第2
の入力信号E5 からは、切換信号E5 (第1番目の切換
信号)と、これをインバータ24aにより位相反転した
切換信号E6(第1番目の切換信号)、及び−π/2rad
位相回路25aにより−π/2rad位相シフトされた切
換信号E9 (第2番目の切換信号)と、切換信号E9 を
インバータ26aにより位相反転した切換信号E10(第
2番目の切換信号)とが出力され、切換信号E5 ,E6
,E9 ,E10が、夫々スイッチ17a,20a、スイ
ッチ18a,19a、スイッチ21a(第2番目のスイ
ッチ手段)、スイッチ22a(第2番目のスイッチ手
段)に供給される。なお、ここでは切換信号E5 はデュ
ーティー比50%の信号を用いている。
【0016】スイッチ17a,20aでは切換信号E5
に応じて切り換えられ、スイッチ18a,19aでは切
換信号E6 に応じて切り換えられ、スイッチ17a,1
8aの出力信号E7 がスイッチ21aに、スイッチ19
a,20aの出力信号E8 がスイッチ22aに供給され
る。スイッチ21a,22aでは夫々切換信号E9 ,E
10に応じて切り換えられ出力端子27aから出力信号E
13が出力される。第1の入力信号E1 、第2の入力信号
E5 の周波数を夫々1サイクル、4サイクルとすると、
出力信号E13は、ほぼこの差の周波数=3サイクルとな
っている。更に出力信号E13から、例えば図示しない簡
単な低域通過濾波器(LPF)を介して、ほぼ理想的な
波形の信号が得られる。なお、図中一点鎖線で囲まれた
部分28aは、集積回路化される部分であり、13a、
14aはその入力端子、27aは出力端子である。
【0017】ところで、例えば、端子13aと14aと
に入力されるチャンネル信号E1 とE2 とを逆にすれ
ば、第1の入力信号E1 と第2の入力信号E5 との和の
周波数が得られる。
【0018】図4は本発明の周波数変換回路の第二の実
施例を示すブロック図で、図5の動作波形図と共に説明
する。これは図2の回路を応用して8チャンネル数とし
たものである。入力端子31aより入力した第1の入力
信号E1 からは、−π/4rad 、ー2π/4rad 、−3
π/4rad 移相回路32a,33a,34a、位相反転
増幅器39a,40a,41a,42aにより夫々異な
る位相に位相シフトされたチャンネル信号E1 〜E8 が
出力され、E1 ,E2 がスイッチ43a(第1番目のス
イッチ手段)に、E3 ,E4 がスイッチ44a(第1番
目のスイッチ手段)に、E5 、E6 がスイッチ45a
(第1番目のスイッチ手段)に、E7 ,E8 がスイッチ
46a(第1番目のスイッチ手段)に供給される。
【0019】入力端子50aより入力した第2の入力信
号E9 からは、移相回路51,52,53、インバータ
54,55,56により、切換信号E9 〜E12(第1番
目の切換信号)、E17,E18(第2番目の切換信号)、
E21(第3番目の切換信号)が出力され、夫々スイッチ
43a、45a、44a、46a、スイッチ47a、4
8a(第2番目のスイッチ手段)、スイッチ49a(第
3番目のスイッチ手段)に供給される。
【0020】夫々のスイッチでは夫々に供給されている
切換信号により切り換えられ、スイッチ43a〜46a
の出力信号E13〜E16、スイッチ47a,48a夫々の
出力信号E19,E20、スイッチ49aの出力信号E22が
出力され、最終的には2つの入力信号E1 ,E9 の差の
周波数の出力信号E22が出力端子57aから出力され
る。なお、図中一点鎖線で囲まれた部分58aは、集積
回路化される部分であり、35a,36a,37a,3
8aはその入力端子、57aは出力端子である。
【0021】ところで、例えば、端子35a,36a,
37a,38aに入力されるチャンネル信号E1 〜E4
を入れ替えれば、第1の入力信号E1 と第2の入力信号
E9との和の周波数が得られる。
【0022】図4の回路は図2の回路よりチャンネル数
は多く、周波数変換された出力波形も図5のE22に示す
ように、図3に示したE13の波形より波形の粗密は細か
くなっている。故に、その後の低域通過させる低域通過
濾波器は、濾波器特性としてシャープさは必要がなく、
簡単な低域通過濾波器で良好な波形を得ることができ
る。
【0023】図6は本発明の周波数変換回路の第三の実
施例を示すブロック図で、図7は2逓倍器の一例を示す
ブロック図で、図8の動作波形図と共に説明する。これ
は、図1の回路の具体的な回路構成の一例であり、図1
の回路における、チャンネル信号S1 ,S2 ,S3 ,S
4 として夫々E1 ,E2 ,E3 ,E4 が入力され、切換
信号C1 とC2 とは同一の信号、切換信号C1 の周波数
はC3 の周波数の2倍の信号を用いた例である。また、
図2の回路とは切換信号発生回路として2逓倍器を用
い、周波数の異なる切換信号を発生させる点が主に異な
る。
【0024】12bは−π/2rad 移相回路、15b,
16bは位相反転増幅器、24b,26bはインバー
タ、29aは2逓倍器、13b,14bは集積回路部2
8bの端子である。入力端子11bより入力した第1の
入力信号E1 から、夫々異なる位相のチャンネル信号E
1 〜E4 が夫々スイッチ17b〜20bに供給される。
入力端子23bより入力した第2の入力信号E9 から
は、インバータ24b,26b、2逓倍器29aにより
切換信号E5 ,E6 ,E9 ,E10が発生され、夫々スイ
ッチ17b,19b、スイッチ18b,20b、スイッ
チ21b、スイッチ22bに供給される。夫々のスイッ
チでは夫々に供給されている切換信号により切り換えら
れ、スイッチ17b,18bの出力信号E7 、スイッチ
19b,20bの出力信号E8 、スイッチ21b,22
b夫々の出力信号E11,E12が出力され、最終的に2つ
の入力信号E1 ,E9 の差の周波数の出力信号E13が出
力端子27bから出力される。
【0025】なお、2逓倍器29aは図7に示すよう
に、一例として−π/2rad 移相回路30aと排他的論
理和(EX−OR)ゲート30bにより構成され、入力
端子23bから入力された入力信号に対して周波数が2
逓倍された信号が出力端子30cから得られる。
【0026】図9は本発明の周波数変換回路の第四の実
施例を示すブロック図で、図10の動作波形図と共に説
明する。これは、図7の回路構成を応用して8チャンネ
ル数としたものであり、図4の回路とは主に切換信号発
生回路として2逓倍器を用いて構成した点が異なる。3
2b,33b,34bは夫々−π/4rad 、ー2π/4
rad 、−3π/4rad 移相回路、39b,40b,41
b,42bは位相反転増幅器、59a,60aは2逓倍
器、35b,36b,37b,38bは集積回路部58
bの端子である。入力端子31bより入力した第1の入
力信号E1 から、夫々異なる位相のチャンネル信号E1
〜E8 がスイッチ43b〜46bに供給される。入力端
子50bより入力した第2の入力信号E17からは、切換
信号E17と、2逓倍器59aにより周波数を2逓倍した
切換信号E14と、更に2逓倍器60aにより周波数を2
逓倍した切換信号E9 とが発生され、夫々スイッチ49
b、スイッチ47b,48b、スイッチ43b〜46b
に供給される。夫々のスイッチでは夫々に供給されてい
る切換信号に応じて切り換えられ、スイッチ43b〜4
6bの出力信号E10〜E13、スイッチ47b,48bの
出力信号E15,E16、スイッチ49bの出力信号E18が
出力され、最終的に2つの入力信号E1 ,E17の差の周
波数の出力信号E18が出力端子57bから出力される。
【0027】図11は本発明の周波数変換回路の第五の
実施例を示すブロック図で、図12の動作波形図と共に
説明する。これは、図1の回路の具体的な回路構成の一
例であり、図1の回路における、チャンネル信号S1 ,
S2 ,S3 ,S4 として夫々E1 ,E3 ,E2 ,E4 が
入力され、切換信号C1 とC2 とは同じ周波数で位相差
がπ/2rad の信号、切換信号C3 の周波数はC1 の周
波数の2倍の信号を用いた例である。また、図2の回路
とは切換信号発生回路として移相回路及び2逓倍器を用
い、位相又は周波数の異なる切換信号を発生させる点が
主に異なる。
【0028】12c,25bはーπ/2rad 移相回路、
15c,16cは位相反転増幅器、29bは2逓倍器、
13c,14cは集積回路部28cの端子である。入力
端子11cより入力した第1の入力信号E1 から、夫々
異なる位相のチャンネル信号E1 ,E2 ,E3 ,E4 が
夫々スイッチ17c,19c,18c,20cに供給さ
れる。入力端子23cより入力した第2の入力信号E5
からは、インバータ24c,24d,26c、移相回路
25b、2逓倍器29bにより切換信号E5 〜E8 ,E
11,E12が発生され、夫々スイッチ17c〜22cに供
給される。夫々のスイッチでは夫々に供給されている切
換信号に応じて切り換えられ、スイッチ17c,18c
の出力信号E9 、スイッチ19c,20cの出力信号E
10、スイッチ21c,22c夫々の出力信号が出力さ
れ、最終的に2つの入力信号E1 ,E5 の差の周波数の
出力信号E13が出力端子27cから出力される。
【0029】図13は本発明の周波数変換回路の第六の
実施例を示すブロック図で、図14の動作波形図と共に
説明する。これは、図11の回路構成を応用して8チャ
ンネル数としたものであり、図4の回路とは主に切換信
号発生回路として移相回路及び2逓倍器を用いて構成し
た点が異なる。32c,33c,34cは夫々−π/4
rad 、ー2π/4rad 、−3π/4rad 移相回路、39
c,40c,41c,42cは位相反転増幅器、61,
62,63は−π/4rad 移相回路、59b,60bは
2逓倍器、35c,36c,37c,38cは集積回路
部58cの端子である。入力端子31cより入力した第
1の入力信号E1 から、夫々異なる位相のチャンネル信
号E1 〜E8 がスイッチ43c〜46cに供給される。
入力端子50cより入力した第2の入力信号E9 から
は、切換信号E9 と、移相回路61,62,63により
E9 に対して夫々−π/4rad 、ー2π/4rad、−3
π/4rad 位相シフトされた切換信号E10,E11,E12
とが発生され、夫々スイッチ43c〜46cに供給され
る。更に、2逓倍器59b,60bによりE9 の周波数
を2逓倍器59bにより2逓倍した切換信号E17と、2
逓倍器59b,60bにより4逓倍した切換信号E20と
が発生され、夫々スイッチ47c,48c、スイッチ4
9cに供給される。夫々のスイッチでは夫々に供給され
ている切換信号に応じて切り換えられ、スイッチ43c
〜46cの出力信号E13〜E16、スイッチ47c,48
cの出力信号E18,E19、スイッチ49cの出力信号E
21が出力され、最終的に2つの入力信号E1 ,E9 の差
の周波数の出力信号E21が出力端子57cから出力され
る。
【0030】図15は本発明の周波数変換回路の基本方
式の他の例を示すブロック図である。 同図において、
その基本動作を説明する。入力端子1bには、第1の入
力信号S1 が供給され、位相分割回路2bでは第1の入
力信号S1 から位相の異なる複数の位相分割信号(チャ
ンネル信号、ここではチャンネル数4)S1 〜S4 が出
力され、夫々スイッチ3b,3c,4b,4c(第1の
スイッチ手段)に供給される。スイッチ3b,3c,4
b,4cの出力信号S5 ,S6 ,S7 ,S8 は夫々スイ
ッチ9a,9b,9c,9d(第2のスイッチ手段)に
供給される。入力端子6bには、第2の入力信号C1 が
供給され、切換信号発生回路7bでは第2の入力信号C
1 から複数の切換信号(第1のスイッチ手段に供給され
る第1の切換信号及び第2のスイッチ手段に供給される
第2の切換信号)C1 〜C4が発生され、夫々スイッチ
3b,9b、スイッチ3c,9c、スイッチ4b,9
d、スイッチ4c,9aに夫々供給される。夫々のスイ
ッチでは夫々に供給される切換信号に応じて切り換えら
れ、スイッチ3b,3c,4b,4cの出力信号S5 ,
S6 ,S7 ,S8 、スイッチ9a,9b,9c,9dの
出力信号S9 ,S10,S11,S12が出力され、最終的に
出力端子8から第1の入力信号S1 が第2の入力信号C
1 に応じて周波数変換された出力信号S13が出力され
る。なお、4チャンネル数の場合について示したが、チ
ャンネル数を更に多くした場合は、切換信号の数及びス
イッチの数を多くして構成できる。
【0031】図16は本発明の周波数変換回路の第七の
実施例を示すブロック図で、図17の動作波形図と共に
説明する。これは、図15の回路の具体的な回路構成の
一例である。12d,25cはーπ/2rad 移相回路、
15d,16dは位相反転増幅器、24dはインバー
タ、13d,14dは集積回路部28dの端子である。
入力端子11dより入力した第1の入力信号E1 から、
夫々異なる位相のチャンネル信号E1 〜E4 が夫々スイ
ッチ17d〜20dに供給され、スイッチ17d〜20
dの出力信号E9 〜E12は夫々スイッチ30a〜30d
に供給される。入力端子23dより入力した第2の入力
信号E5 からは、移相回路25c、インバータ24e,
24fにより切換信号E5 〜E8 が発生され、夫々スイ
ッチ17d,30b、スイッチ18d,30c、スイッ
チ19d,30d、スイッチ20d,30aに供給され
る。(例えば、E1 から生成されたチャンネル信号E
1、E9 を切り換える切換信号(対応する切換信号)E5
とE8 との位相差は(2π/チャンネル数4+π)rad
となっている。) 夫々のスイッチでは夫々に供給されている切換信号に応
じて切り換えられ、スイッチ17d〜20dの出力信号
E9 〜E12(図17においてE9 〜E12の出力はπ/4
の幅をもっている)が出力され、出力信号E9 〜E12か
らスイッチ30a〜30dの出力信号E13〜E16が出力
され、最終的に2つの入力信号E1 ,E5 の差の周波数
の出力信号E17が出力端子27dから出力される。
【0032】図18は本発明の周波数変換回路の第八の
実施例を示すブロック図で、図19の動作波形図と共に
説明する。これは、図16の回路構成を応用して8チャ
ンネル数としたものである。32d,33d,34dは
夫々−π/4rad 、ー2π/4rad 、−3π/4rad 移
相回路、39d,40d,41d,42dは位相反転増
幅器、61b,62b,63bは−π/4rad 移相回
路、65a〜65dはインバータ、35d,36d,3
7d,38dは集積回路部58dの端子である。入力端
子31dより入力した第1の入力信号E1 から、夫々異
なる位相のチャンネル信号E1 〜E8 が夫々スイッチ4
3d〜46eに供給される。入力端子50dより入力し
た第2の入力信号E9 からは、切換信号E9 と、移相回
路61b,62b,63bによりE9 に対して夫々−π
/4rad 、ー2π/4rad 、−3π/4rad 位相シフト
された切換信号E10〜E12とが夫々スイッチ43d,4
4e、スイッチ43e,45d、スイッチ44d,45
e、スイッチ46d,64dに供給される。また、E9
〜E12が夫々インバータ65a〜65dにより位相反転
された切換信号E13〜E16が発生され、夫々スイッチ4
6e,64e、スイッチ64a,64f、スイッチ64
b,64g、スイッチ64c,64hに供給される。
(対応する切換信号、例えばE9 とE14との位相差は
(2π/チャンネル数8+π)rad となっている。) 夫々のスイッチでは夫々に供給されている切換信号に応
じて切り換えられ、スイッチ43d〜46eの出力信号
E17〜E24、スイッチ64a〜64hの出力信号E25〜
E32が出力され、最終的に2つの入力信号E1 ,E9 の
差の周波数の出力信号E33が出力端子57dから出力さ
れる。
【0033】なお、上述した実施例に限らず、第1の入
力信号から位相分割するチャンネル数は2n (nは2以
上の自然数)個として、そのチャンネル数に応じて容易
に回路を構成することができる。
【0034】ところで、図20は周波数変換回路の従来
例として示した図22の回路の改善例であり、図21の
動作波形図と共に説明する。上述したように、図22の
回路では各乗算器出力の加算又は引算においてミキシン
グバランスの崩れ問題は不要な周波数スペクトルの発生
につながり、フィルター処理も困難な致命的問題も生じ
やすい。そこで、図20の回路では、加算又は引算にお
けるミキシング処理をなくすことによってミキシングで
のアンバランスで周波数変換特性が劣化する問題が生じ
ないようにしたものである。
【0035】入力端子71より入力した第1の入力信号
(チャンネル信号)Aは乗算器72に供給されると共
に、−π/2rad 移相回路73に供給され、−π/2ra
d 位相シフトされた信号Bが乗算器74に供給される。
一方、入力端子75より入力した第2の入力信号Cは、
乗算器72及びEX−ORゲート77に供給されると共
に、−π/2rad 移相回路76に供給され、−π/2ra
d 位相シフトされた信号Dが乗算器74及びEX−OR
ゲート77に供給される。−π/2rad 移相回路76と
EX−ORゲート77とで2逓倍器78が構成され、第
2の入力信号Cを2逓倍出力がEX−ORゲート77の
出力信号Gとして得られる。乗算器72,74の出力信
号E,Fはスイッチ79に供給され、EX−ORゲート
77の出力信号Gによって切り換えられ、出力端子80
に2つの入力信号の差の周波数の出力信号Hが出力され
る。
【0036】このように、図20の回路では、加算又は
引算におけるミキシング処理をなくしたので、ミキシン
グでのアンバランスで周波数変換特性が劣化する問題が
生じない。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の周波数変
換回路は、従来例に見られる平衡変調器のバランス崩れ
問題や、加減算回路におけるミキシングのアンバランス
問題は基本的に生じない。また、各スイッチ回路以降出
力端子までスイッチ回路のみで周波数変換を行うように
しているため、スイッチ回路伝送系における波形変換の
組み立て過程においてスイッチ以外の周波数帯域制限要
素が入らないため、波形変換に歪みが生じないため理想
的な周波数変換が実現できる。また、第2の入力信号の
基本周波数及び周波数逓倍された基本周波数の信号は、
切り換え信号としてデューティ比が50%の方形波を使
用すれば、各スイッチにおけるスイッチング動作に無理
がかかりにくいため特性崩れ問題も起こりにくい。ま
た、各スイッチ回路に与えられる位相分割信号レベルに
ばらつきがなく、各位相特性が理想的であれば、後は全
く無調整で周波数変換が行えるため、集積回路化に適
し、SSB変調回路応用や種々の周波数変換応用に最適
な周波数変換を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の周波数変換回路の基本方式の一例を示
す回路のブロック図である。
【図2】本発明の周波数変換回路の第一の実施例を示す
ブロック図である。
【図3】図2の回路の動作波形図である。
【図4】本発明の周波数変換回路の第二の実施例を示す
ブロック図である。
【図5】図4の回路の動作波形図である。
【図6】本発明の周波数変換回路の第三の実施例を示す
ブロック図である。
【図7】2逓倍器の構成の一例を示すブロック図であ
る。
【図8】図6の回路の動作波形図である。
【図9】本発明の周波数変換回路の第四の実施例を示す
ブロック図である。
【図10】図9の回路の動作波形図である。
【図11】本発明の周波数変換回路の第五の実施例を示
すブロック図である。
【図12】図11の回路の動作波形図である。
【図13】本発明の周波数変換回路の第六の実施例を示
すブロック図である。
【図14】図13の回路の動作波形図である。
【図15】本発明の周波数変換回路の基本方式の他の例
を示す回路のブロック図である。
【図16】本発明の周波数変換回路の第七の実施例を示
すブロック図である。
【図17】図16の回路の動作波形図である。
【図18】本発明の周波数変換回路の第八の実施例を示
すブロック図である。
【図19】図18の回路の動作波形図である。
【図20】図22の回路の改善例を示すブロック図であ
る。
【図21】図20の回路の動作波形図である。
【図22】従来の周波数変換回路を示すブロック図であ
る。
【図23】図22の回路の動作波形図である。
【符号の説明】
1a 入力端子 2a 位相分割回路(位相分割手段) 3a,4a スイッチ(第1番目のスイッチ手段) 5a スイッチ(第2番目のスイッチ手段) 6a 入力端子 7a 切換信号発生回路(切換信号発生手段) 8a 出力端子

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の入力信号の周波数を第2の入力信号
    に応じて他の周波数に変換する周波数変換回路におい
    て、 少なくとも、前記第1の入力信号を位相シフトして位相
    の異なる複数のチャンネル信号を出力する位相分割手段
    と、 前記第2の入力信号から複数の切換信号を発生する切換
    信号発生手段と、 前記複数のチャンネル信号を、前記切換信号に応じて切
    り換えて出力する第1番目のスイッチ手段と、 前記第1番目のスイッチ手段の出力信号を、前記切換信
    号に応じて切り換えて最終的にチャンネル数を1にして
    出力する縦続接続された第2番目〜第m番目(mは2以
    上の自然数)のスイッチ手段とを含んで構成したことを
    特徴とする周波数変換回路。
  2. 【請求項2】第1の入力信号の周波数を第2の入力信号
    に応じて他の周波数に変換する周波数変換回路におい
    て、 前記第1の入力信号を位相シフトして2n 個(nは2以
    上の自然数)の夫々位相の異なるチャンネル信号を出力
    する位相分割手段と、 前記第2の入力信号から第1番目〜第n番目までの切換
    信号を発生する切換信号発生手段と、 前記複数のチャンネル信号を、前記第1番目の切換信号
    に応じて切り換えてチャンネル数を1/2に減じて出力
    する第1番目のスイッチ手段と、 第m−1(mは2〜nまでの自然数)番目のスイッチ手
    段の出力を、第m番目の前記切換信号に応じて切り換え
    てチャンネル数を1/2に減じて出力する第m番目のス
    イッチ手段が第2番目〜第n番目まで縦続接続されて最
    終的にチャンネル数を1にして出力する第2番目〜第n
    番目のスイッチ手段とを含んで構成したことを特徴とす
    る周波数変換回路。
  3. 【請求項3】前記切換信号発生手段は、前記第2の入力
    信号を周波数逓倍(1倍も含む自然数倍)した夫々異な
    る周波数の第1番目〜第n番目の切換信号を発生するこ
    とを特徴とする請求項2に記載の周波数変換回路。
  4. 【請求項4】前記切換信号発生手段は、前記第2の入力
    信号から、この第2の入力信号の周波数と等しく位相の
    異なる複数の第1番目の切換信号と、前記第2の入力信
    号を周波数逓倍(1倍も含む自然数倍)した夫々周波数
    の異なる第2番目〜第n番目の切換信号を発生すること
    を特徴とする請求項2に記載の周波数変換回路。
  5. 【請求項5】第1の入力信号と第2の入力信号との和又
    は差の周波数の信号を得る周波数変換回路において、 前記第1の入力信号を、2πrad の位相角を2π/2n
    rad で位相分割した夫々異なる角度だけ位相シフトした
    n 個(nは2以上の自然数)の夫々位相の異なるチャ
    ンネル信号を出力する位相分割手段と、 前記第2の入力信号から第1番目〜第n番目までの切換
    信号を発生する切換信号発生手段と、 前記複数のチャンネル信号を、前記第1番目の切換信号
    に応じて切り換えてチャンネル数を1/2に減じて出力
    する第1番目のスイッチ手段と、 第m−1(mは2〜nまでの自然数)番目のスイッチ手
    段の出力を、第m番目の前記切換信号に応じて切り換え
    てチャンネル数を1/2に減じて出力する第m番目のス
    イッチ手段が第2番目〜第n番目まで縦続接続されて最
    終的にチャンネル数を1にして出力する第2番目〜第n
    番目のスイッチ手段とを含んで構成したことを特徴とす
    る周波数変換回路。
  6. 【請求項6】前記切換信号発生手段は、前記第2の入力
    信号から前記第2の入力信号の周波数を2n-1 逓倍した
    第1番目の切換信号と、前記第2の入力信号の周波数を
    n-m 逓倍した第m番目(m=2〜n)の切換信号とを
    発生することを特徴とする請求項5に記載の周波数変換
    回路。
  7. 【請求項7】前記切換信号発生手段は、少なくとも、前
    記第2の入力信号をπrad の位相角を等位相角度で位相
    分割した夫々異なる角度だけ位相シフトした2n-1 個の
    前記第1番目の切換信号と、前記第2の入力信号の周波
    数を2m-1 逓倍した前記第m番目(m=2〜n)の切換
    信号とを発生することを特徴とする請求項5に記載の周
    波数変換回路。
  8. 【請求項8】第1の入力信号の周波数を第2の入力信号
    に応じて他の周波数に変換する周波数変換回路におい
    て、 前記第1の入力信号を位相シフトして夫々位相の異なる
    複数のチャンネル信号を出力する位相分割手段と、 前記第2の入力信号から前記チャンネル信号数と同数で
    夫々位相の異なる第1及び第2の切換信号を発生する切
    換信号発生手段と、 前記複数のチャンネル信号を、夫々位相の異なる前記第
    1の切換信号に応じて切り換えて出力する第1のスイッ
    チ手段と、 前記第1のスイッチ手段の夫々の出力信号を、夫々位相
    の異なる前記第2の切換信号に応じて切り換えて出力す
    る第2のスイッチ手段とを含んで構成したことを特徴と
    する周波数変換回路。
  9. 【請求項9】前記第1の入力信号と前記第2の入力信号
    との和又は差の周波数の信号を得る周波数変換回路にお
    いて、 前記第1の入力信号を、2πrad の位相角を2π/2n
    rad で位相分割した夫々異なる角度だけ位相シフトした
    n 個(nは2以上の自然数)のチャンネル信号を出力
    する位相分割手段と、 前記第2の入力信号を、2πrad の位相角を2π/2n
    rad で位相分割した夫々異なる角度だけ位相シフトした
    n 個の第1及び第2の切換信号を発生する切換信号発
    生手段と、 前記複数のチャンネル信号を、夫々位相の異なる前記第
    1の切換信号に応じて切り換えて出力する第1のスイッ
    チ手段と、 前記第1のスイッチ手段の夫々の出力信号を、夫々対応
    する前記第1の切換信号と位相差がπ+(2π/2n
    rad の前記第2の切換信号に応じて切り換えて出力する
    第2のスイッチ手段とを含んで構成したことを特徴とす
    る周波数変換回路。
  10. 【請求項10】前記第1の入力信号の波形は正弦波又は
    アナログ信号波とし、前記第2の入力信号の波形を方形
    波とする請求項1〜請求項9の内いずれか1項に記載の
    周波数変換回路。
  11. 【請求項11】第1の入力信号と、第2の入力信号とを
    乗算する第1の乗算器と、 前記第1の入力信号を−π/2rad 位相シフトする第1
    の移相回路と、 前記第2の入力信号を−π/2rad 位相シフトする第2
    の移相回路と、 前記第1の移相回路の出力信号と、前記第2の移相回路
    の出力信号とを乗算する第2の乗算器と、 前記第2の入力信号を周波数2逓倍して切換信号を発生
    する2逓倍器と、 前記第1の乗算器の出力信号と、前記第2の乗算器の出
    力信号とを、前記切換信号に応じて切り換えて出力する
    スイッチ手段とを含んで構成したことを特徴とする周波
    数変換回路。
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