JPH08223233A - Orthogonal modulator - Google Patents
Orthogonal modulatorInfo
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- JPH08223233A JPH08223233A JP7026527A JP2652795A JPH08223233A JP H08223233 A JPH08223233 A JP H08223233A JP 7026527 A JP7026527 A JP 7026527A JP 2652795 A JP2652795 A JP 2652795A JP H08223233 A JPH08223233 A JP H08223233A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は直交変調装置に係り、特
に準マイクロ波帯のような高周波数帯域の信号位相を変
調する場合に適用して好適なディジタル通信用の直交変
調装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quadrature modulator, and more particularly to a quadrature modulator for digital communication suitable for use in modulating a signal phase in a high frequency band such as a quasi-microwave band.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は従来の直交変調装置の一例の回路
図を示す。同図中、プリント配線板50には、90度移
相回路51と、ダイオード52a、53a、高インピー
ダンス線路54a及び55aなどからなる第1のミキサ
56aと、ダイオード52b、53b、高インピーダン
ス線路54b及び55bなどからなる第2のミキサ56
bと、平衡−不平衡変換回路57a、57bと信号合成
用抵抗58などの回路素子が搭載され、また、搬送波入
力端子59と第1のミキサ56aに接続された変調信号
入力端子60a及び61aと、第2のミキサ56bに接
続された変調信号入力端子60b及び61bと、抵抗5
8の両端に接続された出力端子62が設けられている。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a circuit diagram of an example of a conventional quadrature modulator. In the figure, the printed wiring board 50 includes a 90-degree phase shift circuit 51, a first mixer 56a including diodes 52a and 53a, high impedance lines 54a and 55a, diodes 52b and 53b, a high impedance line 54b, and the like. Second mixer 56 including 55b and the like
b, the balanced-to-unbalanced conversion circuits 57a and 57b, and circuit elements such as the signal synthesizing resistor 58, and the modulated signal input terminals 60a and 61a connected to the carrier wave input terminal 59 and the first mixer 56a. , Modulation signal input terminals 60b and 61b connected to the second mixer 56b, and a resistor 5
Output terminals 62 connected to both ends of 8 are provided.
【0003】この直交変調装置はダイオード型変調装置
と称され、入力端子59より入力された搬送波は90度
移相回路51により互いに位相が90度異なる2種類の
搬送波とされ、一方の搬送波は第1のミキサ56aに供
給されて入力端子60a及び61aより入力された互い
に逆相の第1の変調信号と乗算され、他方の搬送波は第
2のミキサ56bに供給されて入力端子60b及び61
bより入力された互いに逆相の第2の変調信号と乗算さ
れる。第1及び第2のミキサ56a及び56bより取り
出された第1及び第2の乗算出力は、トランス57a、
57bを通して抵抗58で合成された後、出力端子62
より直交変調波として出力される。This quadrature modulator is called a diode modulator, and the carrier wave input from the input terminal 59 is made into two kinds of carrier waves having phases different from each other by 90 degrees by the 90-degree phase shift circuit 51, and one carrier wave is the first carrier wave. The first carrier is supplied to the first mixer 56a and is multiplied by the first modulation signals of opposite phases input from the input terminals 60a and 61a, and the other carrier is supplied to the second mixer 56b and the input terminals 60b and 61a.
It is multiplied by the second modulation signals having opposite phases input from b. The first and second multiplication outputs extracted from the first and second mixers 56a and 56b are the transformers 57a,
After being combined by the resistor 58 through 57b, the output terminal 62
It is output as a quadrature modulated wave.
【0004】しかし、この従来の直交変調装置は、+
20dBm 程度の高い搬送波入力レベルが必要、漏
洩搬送波と出力信号との差が−20dB程度しかとれな
い、90度移相回路51の構成が難しい、帯域が狭
い、大きい体積が必要で装置が大型化する、などの問
題がある。However, this conventional quadrature modulator is +
High carrier input level of about 20 dB m is required, difference between leaked carrier and output signal is only about -20 dB, configuration of 90-degree phase shift circuit 51 is difficult, band is narrow, large volume is required, and device is large There is a problem such as becoming.
【0005】そこで、従来はこのダイオード型変調装置
の問題を解決するために、直交変調装置を半導体集積回
路で構成する方法がとられている。例えば、米国の電気
電子技術者協会(IEEE)の1992年発行の学会
誌、バイポーラ・サーキッツ・アンド・テクノロジー・
ミーティング3.2の59ページ〜62ページに記載さ
れた論文「ディジタル・セルラー通信のためのQPSK
変調装置」(QPSKModulator for Digital Cellular
Communication)には、図7の回路図に示す如き直交変
調装置が開示されている。Therefore, conventionally, in order to solve the problem of the diode type modulator, a method of forming the quadrature modulator by a semiconductor integrated circuit has been adopted. For example, the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) of the United States, published in 1992, Bipolar Circuits and Technology.
The paper entitled "QPSK for Digital Cellular Communications", pages 59-62 of Meeting 3.2.
Modulator "(QPSK Modulator for Digital Cellular
Communication) discloses a quadrature modulator as shown in the circuit diagram of FIG. 7.
【0006】同図に示すように、この従来の直交変調装
置では、局部発振信号LO1を移相器65により互いに
位相が90度異なる第1及び第2の信号とした後、第1
の信号はミキサ66に供給して互いに逆相の同相信号I
と乗算し、第2の信号はミキサ67に供給して互いに逆
相の直交信号Qと乗算し、それぞれの乗算出力信号を合
成アンプ68に供給して合成することによりQPSK変
調波を得る。このQPSK変調波は、帯域フィルタ特性
を有する濾波回路69により必要な周波数成分のみ濾波
された後、ミキサ70に供給されて局部発振信号LO2
と周波数変換されることにより準マイクロ波帯の信号と
され、更に出力アンプ71、平衡−不平衡変換回路72
をそれぞれ介して出力される。As shown in the figure, in this conventional quadrature modulator, the local oscillation signal LO1 is converted into a first signal and a second signal whose phases are different from each other by 90 degrees by a phase shifter 65, and then the first signal is generated.
Is supplied to the mixer 66, and the in-phase signal I of the opposite phase is supplied.
And the second signal is supplied to the mixer 67 to be multiplied by the quadrature signals Q having opposite phases to each other, and the respective multiplication output signals are supplied to the combining amplifier 68 to be combined to obtain a QPSK modulated wave. This QPSK modulated wave is filtered by a filtering circuit 69 having a band-pass filter characteristic to obtain only a necessary frequency component, and then supplied to a mixer 70 to generate a local oscillation signal LO2.
Is converted to a quasi-microwave band signal by frequency conversion, and the output amplifier 71 and the balanced-unbalanced conversion circuit 72
Is output via each.
【0007】また、1990年の第20回ヨーロッパ・
マイクロ波会議の予稿集の一論文ディジタル・フェイズ
シフト・クワドラチュア・フロントエンド・フォー・ロ
ーカルインプット・アップ・ツー・6ギガヘルツ(P.We
ger他,"DIGITAL PHASE-SHIFTQUADRATURE FRONTED FOR L
O-INPUTS UP TO 6 GHz",pp.426)には、図8のブロック
図に示す如き直交変調装置が開示されている。In addition, the 20th Europe in 1990
Microwave Conference Proceedings Digital Phase Shift Quadrature Frontend for Local Input Up to 6 GHz (P.We
ger et al., "DIGITAL PHASE-SHIFTQUADRATURE FRONTED FOR L
O-INPUTS UP TO 6 GHz ", pp.426) discloses a quadrature modulator as shown in the block diagram of FIG.
【0008】同図に示すように、この従来の直交変調装
置では、90度移相回路80をミキサ81と1/2分周
回路82より構成したものである。この直交変調装置
は、ミキサ81により局部発振信号LOを乗算して、互
いに位相が逆相で、かつ、周波数を2倍とした信号を取
り出し、これをそれぞれ分周回路82で1/2分周する
ことにより、それぞれ互いに90度位相が異なり、か
つ、周波数が上記局部発振信号LOと同一の搬送波LO
Q、LOIを出力する。ミキサ84、85は変調信号R
Fと上記の搬送波LOQ、LOIをそれぞれ乗算して、
乗算信号IFQ、IFIをそれぞれ直交変調波として出
力する。As shown in the figure, in this conventional quadrature modulator, a 90-degree phase shift circuit 80 is composed of a mixer 81 and a 1/2 frequency divider circuit 82. This quadrature modulator multiplies a local oscillation signal LO by a mixer 81 to take out signals whose phases are opposite to each other and whose frequency is doubled, and divides each of them by a frequency divider 82. By doing so, the carrier wave LO is different in phase by 90 degrees from each other and has the same frequency as the local oscillation signal LO.
Outputs Q and LO I. The mixers 84 and 85 are modulated signals R
F is multiplied by each of the carrier waves LO Q and LO I ,
The multiplication signals IF Q and IF I are output as quadrature modulated waves.
【0009】図8に示す従来の直交変調装置では90度
移相回路80がシリコン・バイポーラ・トランジスタに
より半導体集積回路化されている。一方、ガリウム砒素
のような化合物半導体で集積回路化した直交変調装置
も、例えばアイ・イー・イー・イー・ジャーナル・オブ
・ソリッド・ステイト・サーキッツ第28巻ナンバー1
0のア・1.9GHzバンドGaAsダイレクト・クワ
ドラチュア・モジュレータ1C・ウィズ・ア・フエイズ
・シフタ(K.Yamamoto他、"A 1.9-GHz-Band GaAsDirect-
Quadrature Modulator IC with a Phase Shifter",IEEE
JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS",VOL.28,NO.10,OCT
OBER 1993,pp.994-1000)に開示されている。In the conventional quadrature modulator shown in FIG. 8, the 90-degree phase shift circuit 80 is made into a semiconductor integrated circuit by silicon bipolar transistors. On the other hand, a quadrature modulator integrated with a compound semiconductor such as gallium arsenide is also disclosed in, for example, IEE Journal of Solid State Circuits Vol. 28, No. 1.
A 1.9 GHz band GaAs direct quadrature modulator 1C with a phase shifter (K. Yamamoto et al., "A 1.9-GHz-Band GaAsDirect-")
Quadrature Modulator IC with a Phase Shifter ", IEEE
JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS ", VOL.28, NO.10, OCT
OBER 1993, pp.994-1000).
【0010】図9は上記の文献に開示されている、化合
物半導体で集積回路化した直交変調装置の回路図を示
す。この従来装置は、90度移相回路91、増幅回路9
2、ミキサ93及び94より構成されている。増幅回路
92は前段にバイアスキャパシタを有し、ガリウム砒素
からなる電界効果トランジスタを用いた差動増幅回路が
3段縦続接続された構成で、90度移相回路91より互
いに90度位相が異なる搬送波が入力され、これを増幅
してミキサ93、94に供給し、ここで変調信号と乗算
させる。FIG. 9 shows a circuit diagram of a quadrature modulator which is disclosed in the above-mentioned document and which is made into an integrated circuit with a compound semiconductor. This conventional device includes a 90-degree phase shift circuit 91 and an amplifier circuit 9.
2. The mixer 93 and 94. The amplifying circuit 92 has a bias capacitor in the preceding stage, and has a configuration in which differential amplifying circuits using field effect transistors made of gallium arsenide are cascade-connected in three stages. Is input, amplified, and supplied to the mixers 93 and 94, where it is multiplied by the modulation signal.
【0011】また、従来より、90度移相回路の位相誤
差を補正する方法もいくつか提案されている(例えば、
特開昭61−238144号、特開平2−174343
号、特開平4−287542号、各公報)。一例として
特開平2−174343号公報記載の直交変調装置のブ
ロック図を図10に示す。この従来の直交変調装置は図
10において、入力端子99より入力された搬送波信号
を分岐回路100で2分岐し、一方はミキサ103に供
給して入力端子101よりの第1の変調信号と乗算さ
せ、他方は可変移相器105により90度移相させた後
ミキサ104に供給して入力端子102よりの第2の変
調信号と乗算させる。ミキサ103、104の各出力信
号は合成回路108で合成されて出力端子109へQP
SK変調波として出力される。Further, conventionally, some methods for correcting the phase error of the 90-degree phase shift circuit have been proposed (for example,
JP-A 61-238144, JP-A 2-174343
No. 4-287542, each gazette). As an example, FIG. 10 shows a block diagram of a quadrature modulator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-174343. In this conventional quadrature modulator, in FIG. 10, a carrier signal input from an input terminal 99 is branched into two by a branch circuit 100, one of which is supplied to a mixer 103 to be multiplied by a first modulated signal from an input terminal 101. , And the other phase is shifted by 90 degrees by the variable phase shifter 105 and then supplied to the mixer 104 to be multiplied by the second modulation signal from the input terminal 102. The output signals of the mixers 103 and 104 are combined by the combining circuit 108 and output to the output terminal 109 as QP.
It is output as an SK modulated wave.
【0012】この一般的な構成に加えて上記の従来装置
は、ミキサ103、104に供給されるそれぞれの搬送
波を位相比較器106でそれらの位相差が本来の90度
からどれだけずれているかを検出し、その検出位相差に
応じた信号をループフィルタ107を介して可変移相器
105に制御信号として供給し、可変移相器105の移
相量を、ミキサ103、104の各出力信号の位相差が
90度になるように可変制御する。In addition to this general configuration, in the above conventional apparatus, the phase difference between the carrier waves supplied to the mixers 103 and 104 in the phase comparator 106 is deviated from the original 90 degrees. A signal corresponding to the detected phase difference is supplied as a control signal to the variable phase shifter 105 via the loop filter 107, and the phase shift amount of the variable phase shifter 105 is calculated based on the output signals of the mixers 103 and 104. Variable control is performed so that the phase difference becomes 90 degrees.
【0013】また、従来、準マイクロ波帯で使用できる
90度移相器を消費電力の無い受動回路で構成した図1
1に示す如き直交変調装置も知られている(1993年
電子情報通信学会春季大会C−80)。この従来の直交
変調装置では、基板111上にインターディジタル型9
0度移相器112を設け、この90度移相器112によ
り端子113を介して入力される搬送波を互いに位相が
90度異なる第1及び第2の搬送波にして、集積回路化
されている2相変調器114、115にそれぞれ供給
し、ここで端子116、117よりの変調信号で変調さ
せる。この2相変調器114、115の各出力信号は、
基板118上に設けられた合成回路などを介して出力端
子119へ4相位相変調波として出力される。Further, conventionally, a 90-degree phase shifter usable in the quasi-microwave band is constructed by a passive circuit having no power consumption.
A quadrature modulator as shown in 1 is also known (1993 Spring Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers C-80). In this conventional quadrature modulator, the interdigital type 9 is provided on the substrate 111.
A 0-degree phase shifter 112 is provided, and the 90-degree phase shifter 112 converts a carrier wave input through the terminal 113 into first and second carrier waves having phases different from each other by 90 degrees, thereby forming an integrated circuit 2. The signals are supplied to the phase modulators 114 and 115, respectively, where they are modulated by the modulation signals from the terminals 116 and 117. The output signals of the two-phase modulators 114 and 115 are
It is output as a four-phase phase modulated wave to the output terminal 119 via a combining circuit provided on the substrate 118.
【0014】この従来の直交変調装置では、インターデ
ィジタル型90度移相器112をアルミナ・セラミクス
基板111上に薄膜回路で形成し、この基板111と基
板118を2相変調器114、115と共に一つのパッ
ケージに組み込むことにより、1.5GHz帯の広帯域
で消費電力の少ない構成とされている。In this conventional quadrature modulator, an interdigital 90-degree phase shifter 112 is formed as a thin film circuit on an alumina / ceramics substrate 111, and this substrate 111 and substrate 118 are integrated together with two-phase modulators 114 and 115. By incorporating it into one package, it has a wide band of 1.5 GHz band and low power consumption.
【0015】更に、従来、移相回路を受動素子で構成し
た準マイクロ波帯で使用される直交変調装置も知られて
いる(特開平5−347529号広報)。図12はこの
従来の直交変調装置における移相回路の一例の回路図を
示す。同図において、90度移相回路は第1の移相部1
21a及び第1の差動増幅回路122aの縦続接続回路
からなる第1の移相回路と、第2の移相部121b及び
第2の差動増幅回路122bの縦続接続回路からなる第
2の移相回路とが入力に対して並列に接続された構成で
ある。Further, a quadrature modulator used in the quasi-microwave band in which a phase shift circuit is composed of passive elements has been conventionally known (Japanese Patent Laid-Open No. 347529/1993). FIG. 12 shows a circuit diagram of an example of a phase shift circuit in this conventional quadrature modulator. In the figure, the 90-degree phase shift circuit is the first phase shift unit 1
21a and a first phase-shift circuit including a cascade connection circuit of the first differential amplifier circuit 122a, and a second phase shift circuit including a second phase-shift unit 121b and a cascade connection circuit of the second differential amplifier circuit 122b. The phase circuit and the input are connected in parallel.
【0016】移相部121aと121bはそれぞれ二つ
の4端子移相器の直列回路からなり、これらは半導体基
板上に進相素子としてのスパイラルコイルと、遅相素子
としてのMIM(Metal Insulator Metal)コンデンサ
とにより形成されている。これらの移相部121a及び
121bは入力端子に互いに逆相の高周波入力信号RF
1及びRF2が入力され、これを移相してそれぞれ直交
するベクトルで表される2種類の信号S2A及びS2B
と、S4A及びS4Bとを出力する。ここで、信号S2
A及びS2Bの合成ベクトルS2と、信号S4A及びS
4Bの合成ベクトルS4とはそれぞれほぼ直交するよう
に、移相部121a及び121bの移相量が設定されて
いる。Each of the phase shifters 121a and 121b is composed of a series circuit of two four-terminal phase shifters, and these are formed on a semiconductor substrate by a spiral coil as a phase advancing element and a MIM (Metal Insulator Metal) as a lag element. And a capacitor. These phase shifters 121a and 121b have high frequency input signals RF of opposite phases to their input terminals.
1 and RF2 are input, and two types of signals S2A and S2B represented by vectors which are phase-shifted and orthogonal to each other are input.
And S4A and S4B are output. Here, the signal S2
Combined vector S2 of A and S2B and signals S4A and S4
The phase shift amounts of the phase shifters 121a and 121b are set so as to be substantially orthogonal to the combined vector S4 of 4B.
【0017】上記の信号S2A及びS2Bと、S4A及
びS4Bは次段の差動増幅回路122a及び122bの
差動対トランジスタのゲートに入力され、ここで差動増
幅されて同相出力端子と反転出力端子にそれぞれ信号V
1A及びV1B、V2A及びV2Bとして出力される。
ここで、出力信号V1A及びV2Aは互いに位相が90
度異なり、また、出力信号V1B及びV2Bも互いに位
相が90度異なる。The signals S2A and S2B and S4A and S4B are input to the gates of the differential pair transistors of the differential amplifier circuits 122a and 122b in the next stage, where they are differentially amplified and the in-phase output terminal and the inverted output terminal. Signal V respectively
It is output as 1A and V1B, V2A and V2B.
Here, the output signals V1A and V2A are 90 degrees out of phase with each other.
The output signals V1B and V2B are also 90 degrees out of phase with each other.
【0018】この従来の移相回路によれば、例えば図1
3に示すように、700MHz〜2GHzまでの周波数
範囲の高周波入力信号RF1及びRF2に対し、90°
±2°の精度で位相を合わせた信号V1A(V1B)と
V2A(V2B)を出力することができる。According to this conventional phase shift circuit, for example, FIG.
As shown in FIG. 3, 90 ° with respect to the high frequency input signals RF1 and RF2 in the frequency range from 700 MHz to 2 GHz.
It is possible to output signals V1A (V1B) and V2A (V2B) whose phases are matched with an accuracy of ± 2 °.
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
装置のうち図7に示した従来装置は、低周波数で変調し
た後、ミキサ70で準マイクロ波帯に周波数変換してい
るため、信号源がLO1とLO2の2種類必要で、ま
た、構成が複雑になり、スプリアス雑音が発生するとい
う欠点がある。However, in the conventional device shown in FIG. 7 among the above-mentioned conventional devices, the signal is converted into the quasi-microwave band by the mixer 70 after being modulated at a low frequency. However, there is a drawback in that two types, LO1 and LO2, are required, and the configuration becomes complicated to generate spurious noise.
【0020】また、図8に示した従来装置は、信号源が
LOの一つで済むものの、バイポーラ・トランジスタで
半導体集積回路化した90度移相回路は同図に80で示
した構成回路でも他の構成をとっても、搬送波周波数1
GHz以上では実用化されておらず、準マイクロ波帯で
は使用困難である。理由は、例えば3GHzの信号を直
交変調しようとした場合、2倍の6GHzの信号を扱わ
なければならず、技術的に困難であるからである。Further, although the conventional device shown in FIG. 8 requires only one LO signal source, the 90 ° phase shift circuit formed into a semiconductor integrated circuit with bipolar transistors is also the configuration circuit shown by 80 in FIG. With other configurations, carrier frequency 1
It has not been put to practical use above GHz and is difficult to use in the quasi-microwave band. The reason is that, for example, when trying to quadrature-modulate a 3 GHz signal, it is technically difficult to handle twice the 6 GHz signal.
【0021】また、図9に示した従来装置は、90度移
相回路91が抵抗とコンデンサとで構成された濾波回路
を利用しているため、出力レベルの不平衡を補正するた
めに出力レベルが一定になるような増幅回路92が必要
となり、消費電力が増大するという問題がある。また、
化合物半導体の電界効果トランジスタはシリコン・バイ
ポーラ・トランジスタに比べて高価であるため、装置全
体を高価なものとするという問題もある。Further, in the conventional device shown in FIG. 9, since the 90-degree phase shift circuit 91 uses a filtering circuit composed of a resistor and a capacitor, the output level is corrected in order to correct the output level imbalance. However, there is a problem that the power consumption is increased because the amplifier circuit 92 is required so that the power consumption becomes constant. Also,
Since a compound semiconductor field effect transistor is more expensive than a silicon bipolar transistor, there is also a problem that the entire device is expensive.
【0022】図10に示した従来装置は、移相器を可変
移相器105で構成し、位相比較器106で検出した位
相誤差を可変移相器105に帰還することにより、90
度の移相精度を高める方法をとっている。しかし、この
従来装置が記載されている特許公開公報には、可変移相
器105の具体的な記述は無く、この従来装置は準マイ
クロ波帯で使用できるものではない。これは前記特開昭
61−238144号、特開平4−287542号各公
報も同様である。In the conventional apparatus shown in FIG. 10, the phase shifter is composed of the variable phase shifter 105, and the phase error detected by the phase comparator 106 is fed back to the variable phase shifter 105, so that 90
The method is to increase the phase shift accuracy. However, the patent publication in which this conventional device is described does not specifically describe the variable phase shifter 105, and this conventional device cannot be used in the quasi-microwave band. This is the same in each of the above-mentioned JP-A-61-238144 and JP-A-4-287542.
【0023】また、図11に示した従来装置は、消費電
力が少ないものの、基板111上にインターディジタル
型90度移相回路112を構成するための薄膜回路のパ
ターンに高い精度が要求されるため、高価となるうえ、
微細なパターンの接続に金等の細線をボンディングする
ため手間がかかる。更に、この従来装置では、基板11
1及び118や2相変調器114及び115の半導体集
積回路チップをパッケージにろう材で接着するため手間
がかかり、高価であり、また、体積が大きいという欠点
もある。Although the conventional device shown in FIG. 11 consumes less power, the pattern of the thin film circuit for forming the interdigital 90-degree phase shift circuit 112 on the substrate 111 requires high accuracy. Is expensive,
It takes time and effort to bond fine wires such as gold to the connection of fine patterns. Further, in this conventional device, the substrate 11
Since the semiconductor integrated circuit chips of the 1 and 118 and the two-phase modulators 114 and 115 are bonded to the package with the brazing material, it is troublesome, expensive and has a large volume.
【0024】更に、図12に示した従来装置の移相回路
は、半導体集積回路上に構成する場合、スパイラルコイ
ルを所望の定数通りに構成する方法が困難であり、試行
錯誤が必要なため設計に時間がかかるという欠点があ
る。また、この従来回路では、スパイラルコイルやMI
M型コンデンサの定数には集積回路個体によるばらつき
が大きいため、求める90度位相差もばらつきが大き
い。更に、この従来回路では、数百nHという定数のス
パイラルコイルを構成するには大きな面積を必要とする
ため、装置全体の容積が大きくなり、また高価であると
いう問題もある。Further, when the phase shift circuit of the conventional device shown in FIG. 12 is formed on a semiconductor integrated circuit, it is difficult to form the spiral coil in accordance with a desired constant, and trial and error is required. It has the drawback that it takes time. Moreover, in this conventional circuit, a spiral coil and MI are used.
Since the constant of the M-type capacitor varies greatly depending on the integrated circuit, the 90-degree phase difference to be obtained also varies widely. Furthermore, in this conventional circuit, a large area is required to form a spiral coil having a constant of several hundreds nH, which causes a problem that the volume of the entire device is large and the cost is high.
【0025】また、この従来装置の移相回路では、図1
3に示した特性からわかるように、700MHz〜2G
Hzまでの周波数範囲で2度の誤差を有しており、これ
にばらつきを考慮すると誤差が大きいという欠点もあ
る。また更に、この移相回路の所望の移相が得られる帯
域幅1.3GHzは、準マイクロ波帯での多様な用途を
考える場合、やや不十分な帯域幅である。Further, in the phase shift circuit of this conventional device, as shown in FIG.
As can be seen from the characteristics shown in 3, 700 MHz to 2 G
There is an error of 2 degrees in the frequency range up to Hz, and there is also a drawback that the error is large when variations are taken into consideration. Furthermore, the bandwidth 1.3 GHz at which the desired phase shift of this phase shift circuit is obtained is a rather insufficient bandwidth when considering various applications in the quasi-microwave band.
【0026】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
小型で低消費電力で安価な構成により、準マイクロ波帯
のような高周波帯域で信号を直交変調し得る直交変調装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide a quadrature modulator capable of quadrature modulating a signal in a high frequency band such as a quasi-microwave band with a small size, low power consumption and an inexpensive structure.
【0027】[0027]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は入力された搬送波を1/2倍の周波数で、
かつ、互いに90度位相の異なる2信号として出力する
第1の分周回路と、搬送波を1/2倍の周波数に分周す
る第2の分周回路と、第1の分周回路の出力2信号の一
方と第1の変調信号とを乗算する第1の乗算回路と、第
1の分周回路の出力2信号の他方と第2の変調信号とを
乗算する第2の乗算回路と、第1及び第2の乗算回路の
各出力信号をそれぞれ合成する合成回路と、合成回路の
出力信号と前記第2の分周回路の出力信号とを乗算する
第3の乗算回路とを有する構成としたものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention uses an input carrier wave at a frequency of 1/2.
Further, a first frequency dividing circuit which outputs two signals having phases different from each other by 90 degrees, a second frequency dividing circuit which divides a carrier wave into a frequency of 1/2, and an output 2 of the first frequency dividing circuit. A first multiplication circuit that multiplies one of the signals and the first modulated signal; a second multiplication circuit that multiplies the other of the two output signals of the first frequency dividing circuit and the second modulated signal; It is configured to have a synthesizing circuit for synthesizing the output signals of the first and second multiplying circuits, and a third multiplying circuit for multiplying the output signal of the synthesizing circuit and the output signal of the second frequency dividing circuit. It is a thing.
【0028】[0028]
【作用】本発明では、第1の分周回路により互いに90
度位相の異なる第1及び第2の搬送波の1/2倍の周波
数を生成するようにし、これらの周波数で第1及び第2
の変調信号を第1及び第2の乗算回路で乗算した後、こ
れらの乗算結果を合成回路で合成して搬送波の1/2倍
の周波数と第3の乗算回路で乗算して所望の搬送波を第
1及び第2の変調信号で直交変調した変調波を出力する
ようにしているため、この回路で扱う周波数を第1及び
第2の変調信号の周波数と搬送波周波数との和の周波数
程度に抑えることができる。According to the present invention, the first frequency dividing circuit causes the mutual
A frequency that is 1/2 times that of the first and second carriers having different degrees of phase is generated, and the first and second frequencies are generated at these frequencies.
After the first modulated signal and the second multiplied circuit multiply the modulated signal of No. 1 by the first and second multiplying circuits, the result of the multiplication is combined by the combining circuit and multiplied by the frequency of 1/2 of the carrier by the third multiplying circuit to obtain the desired carrier. Since the modulated wave quadrature-modulated with the first and second modulated signals is output, the frequency handled by this circuit is suppressed to about the sum of the frequencies of the first and second modulated signals and the carrier frequency. be able to.
【0029】また、本発明では、第1及び第2の分周回
路、第1乃至第3の乗算回路及び合成回路は、それぞれ
エミッタ結合回路により構成しているため、集積回路で
構成することができる。Further, in the present invention, since the first and second frequency dividing circuits, the first to third multiplying circuits and the synthesizing circuit are respectively configured by the emitter coupling circuit, they can be configured by an integrated circuit. it can.
【0030】[0030]
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
1は本発明になる直交変調装置の一実施例のブロック図
を示す。同図に示すように、本実施例は搬送波入力端子
1a及び1b、変調信号入力端子2a、2b及び3a、
3bと、入力端子1a及び1bよりの搬送波をそれぞれ
1/2分周して互いに90度位相の異なる搬送波を出力
する第1の1/2分周回路4と入力搬送波を1/2分周
する第2の1/2分周回路5と、第1及び第2の乗算回
路6及び7と、これら乗算回路8の出力信号をそれぞれ
合成する合成アンプ8と、1/2分周回路5と合成アン
プ8の各出力信号をそれぞれ乗算して出力端子10a及
び10bへ出力する第3の乗算回路9とより構成されて
いる。Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a quadrature modulator according to the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, carrier wave input terminals 1a and 1b, modulated signal input terminals 2a, 2b and 3a,
3b, and a first 1/2 divider circuit 4 for dividing the carrier waves from the input terminals 1a and 1b by 1/2 and outputting carriers having phases different from each other by 90 degrees and the input carrier wave by 1/2. The second 1/2 frequency dividing circuit 5, the first and second multiplying circuits 6 and 7, a synthesis amplifier 8 which synthesizes the output signals of these multiplying circuits 8, respectively, and the 1/2 frequency dividing circuit 5. It is composed of a third multiplication circuit 9 which multiplies each output signal of the amplifier 8 and outputs the result to the output terminals 10a and 10b.
【0031】1/2分周回路4及び5、乗算回路6、7
及び9、合成アンプ8はそれぞれ後述するように、シリ
コン(Si)バイポーラ・エミッタ結合(ECL:Em
itter Coupled Logic)回路で構成
されている。1/2分周回路4及び5は図2で示すよう
なマスタ・スレイブ・Tフリップフロップで構成されて
おり、乗算回路6、7及び9はそれぞれ図4に示すよう
なギルバート・セル型乗算器で構成されており、更に合
成アンプ8は図5に示すような差動アンプとバッファ用
エミッタフォロワより構成されており、これらは公知の
回路である。ただし、図2、図4及び図5には必要な直
流(DC)電圧を発生させる回路は省いてある。1/2 frequency dividing circuits 4 and 5, multiplying circuits 6 and 7
, 9 and the composite amplifier 8 are respectively connected to a silicon (Si) bipolar emitter combination (ECL: Em) as described later.
It is composed of an itter-coupled logic circuit. The 1/2 divider circuits 4 and 5 are composed of master slave T flip-flops as shown in FIG. 2, and the multiplier circuits 6, 7 and 9 are Gilbert cell type multipliers as shown in FIG. 4, respectively. Further, the composite amplifier 8 is composed of a differential amplifier and a buffer emitter follower as shown in FIG. 5, which are known circuits. However, a circuit for generating a necessary direct current (DC) voltage is omitted in FIGS. 2, 4, and 5.
【0032】次に、図1の実施例の動作について説明す
る。いま、入力端子1a,1bの入力搬送波をfLO、
入力端子2a,2bの入力変調信号をfM、入力端子3
a,3bの入力変調信号をfM ′としたとき、これら
は次式で表されるものとする。Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. Now, let the input carrier waves at the input terminals 1a and 1b be f LO ,
The input modulation signal of the input terminals 2a and 2b is f M , and the input terminal 3
When the input modulation signals of a and 3b are f M ′, these are represented by the following equation.
【0033】 fLO=cos2ωLt (1) fM =cos ωmt (2) fM′=sin ωmt (3) 1/2分周回路4は入力端子1a,1bよりの入力搬送
波fLOを1/2分周すると共に、互いに位相が90度
異なる信号を出力する。これにより、1/2分周回路4
の出力信号はcosωLtとsinωLtと表される。
また、1/2分周回路5の出力信号は入力端子1a,1
bよりの入力搬送波fLOを1/2分周した信号である
から、上記のcosωLtとsinωLtのどちらでも
よいが、ここではcosωLtとする。F LO = cos 2ω L t (1) f M = cos ω mt (2) f M ′ = sin ω mt (3) The 1/2 frequency divider circuit 4 has an input carrier wave from the input terminals 1 a and 1 b. The frequency of f LO is divided by two, and signals whose phases are different from each other by 90 degrees are output. As a result, the 1/2 divider circuit 4
The output signals are represented as cos .omega L t and sin .omega L t.
The output signal of the 1/2 frequency divider circuit 5 is input to the input terminals 1a, 1
Since the input carrier f LO than b is 1/2 frequency-divided signal, but may be either of the above cos .omega L t and sin .omega L t, where the cos .omega L t.
【0034】1/2分周回路4より出力された第1の1
/2分周出力cosωLtは、乗算回路6に供給され、
ここで入力端子2a,2bよりの第1の変調信号fMと
乗算される。一方、1/2分周回路4より出力された第
2の1/2分周出力sinωLtは、乗算回路7に供給
され、ここで入力端子3a,3bよりの第2の変調信号
fM′と乗算される。乗算回路6より取り出されたco
sωLt・cosωmtで表される乗算信号と、乗算回
路7より取り出されたsinωLt・sinωmtで表
される乗算信号とは、合成アンプ8で合成増幅され、次
式で表される合成信号とされる。The first 1 output from the 1/2 frequency divider circuit 4
The 1/2 frequency-divided output cos ω L t is supplied to the multiplication circuit 6,
Here, it is multiplied by the first modulation signal f M from the input terminals 2a and 2b. On the other hand, the second ½ frequency division output sinω L t output from the ½ frequency division circuit 4 is supplied to the multiplication circuit 7, where the second modulation signal f M from the input terminals 3a and 3b. ’ Co extracted from the multiplication circuit 6
a multiplication signal represented by sω L t · cosω m t, and the multiplied signal represented by the retrieved from the multiplying circuit 7 sinω L t · sinω m t , are combined amplified with synthetic amplifier 8, Table by: It is regarded as a composite signal.
【0035】 cosωLt・cosωmt+sinωLt・sinωmt =(1/2)・{cos(ωL+ωm)t+cos(ωL−ωm)t} +(1/2)・{cos(ωL−ωm)t−cos(ωL+ωm)t} =cos(ωL−ωm)t (4) この合成信号は乗算回路9に供給され、ここで1/2分
周回路5よりのcosωLtで表される信号と乗算さ
れ、次式で表される信号とされて出力端子10a,10
bへ出力される。[0035] cosω L t · cosω m t + sinω L t · sinω m t = (1/2) · {cos (ω L + ω m) t + cos (ω L -ω m) t} + (1/2) · {cos (ω L -ω m) t- cos (ω L + ω m) t} = cos (ω L -ω m) t (4) the composite signal is supplied to the multiplying circuit 9, wherein the 1/2 frequency divider 5 is multiplied by the signal represented by cos ω L t to obtain a signal represented by the following equation, and output terminals 10a, 10
output to b.
【0036】 cos(ωL−ωm)t×cosωLt =(1/2)・{cos(2ωL−ωm)t+cosωmt} (5) この出力端子10a,10bの出力信号は、搬送波co
s2ωLtを変調信号cosωmtで変調して得られた
変調波(1/2)・{cos(2ωL−ωm)t}と低
周波数成分(1/2)・(cosωmt)とからなる信
号であり、後段のフィルタにより低周波数成分(1/
2)・(cosωmt)が除去されて所望の角周波数
(2ωL−ωm)の変調波のみが分離される。[0036] cos (ω L -ω m) t × cosω L t = (1/2) · {cos (2ω L -ω m) t + cosω m t} (5) The output terminal 10a, the output signal of 10b is Carrier wave co
Modulated wave (1/2) · {cos (2ω L −ω m ) t} obtained by modulating s2ω L t with the modulation signal cosω mt and low frequency component (1/2) · (cosω mt ) And a low frequency component (1 /
2). (Cos ω mt ) is removed and only the modulated wave of the desired angular frequency (2ω L −ω m ) is separated.
【0037】このような変調を図8に示した従来装置で
行う場合、LO搬送波入力の周波数は2ωL、乗算器8
1の出力は4ωLとなるため、搬送波の2倍の周波数を
扱うこととなり、半導体素子の高周波数特性の改善が必
要となる。また、同じ高周波数特性であるならば、消費
電流の増加が必要となる。これに対し、本実施例によれ
ば、取り扱う周波数が(5)式に示したように高々入力
信号の周波数に変調信号の周波数を加えた程度であり、
搬送波の2倍波のような高い周波数を扱う必要がなく、
消費電力を低く抑えることができる。When such modulation is performed by the conventional device shown in FIG. 8, the LO carrier input frequency is 2ω L and the multiplier 8
Since the output of 1 is 4ω L , the frequency of twice the carrier wave is handled, and it is necessary to improve the high frequency characteristics of the semiconductor element. Further, if the high frequency characteristics are the same, it is necessary to increase current consumption. On the other hand, according to the present embodiment, the frequency to be handled is at most about the frequency of the input signal plus the frequency of the modulation signal as shown in the equation (5),
There is no need to handle high frequencies such as the second harmonic of the carrier wave,
The power consumption can be kept low.
【0038】次に、図1の各構成回路の構成及び動作に
ついて説明する。図2は1/2分周回路4及び5の一例
の回路図を示す。図2において、入力端子1a,1b間
には図3(A)に示す如き矩形波(ここでは、説明の便
宜上矩形波としたが、高周波数帯では正弦波が通常であ
り、正弦波でも勿論よい)が入力され、NPNトランジ
スタQ2,Q1のベース、NPNトランジスタQ12,
Q13のベースにそれぞれ入力される。ここで、トラン
ジスタQ1,Q2の共通エミッタ側に接続されているN
PNトランジスタQ3と、トランジスタQ12,13の
共通エミッタ側に接続されているNPNトランジスタQ
14はそれぞれ入力端子13よりベースに印加される固
定直流電圧により定電流源を構成している。Next, the configuration and operation of each component circuit shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 shows a circuit diagram of an example of the 1/2 frequency dividing circuits 4 and 5. In FIG. 2, a rectangular wave as shown in FIG. 3A is provided between the input terminals 1a and 1b (here, a rectangular wave is used for convenience of description, but a sine wave is normal in a high frequency band, and of course, a sine wave may be used. Input), the bases of the NPN transistors Q2 and Q1, the NPN transistor Q12,
Input to the base of Q13. Here, N connected to the common emitter side of the transistors Q1 and Q2
The PN transistor Q3 and the NPN transistor Q connected to the common emitter side of the transistors Q12 and Q13.
Reference numerals 14 respectively constitute constant current sources with a fixed DC voltage applied to the base from the input terminal 13.
【0039】トランジスタQ1,Q2のベースに入力さ
れた入力に基づいてトランジスタQ1のコレクタ側のN
PNトランジスタQ4及びQ5と、トランジスタQ2の
コレクタ側のNPNトランジスタQ6及びQ7のうち、
Q4及びQ6のコレクタより取り出された出力はエミッ
タフォロワを構成するNPNトランジスタQ8のベース
に入力されてそのエミッタより出力され、更にトランジ
スタQ7及びNPNトランジスタQ10及びQ15のベ
ースにそれぞれ入力され、Q5及びQ7のコレクタより
取り出された出力はエミッタフォロワを構成するNPN
トランジスタQ9のベースに入力されてそのエミッタよ
り出力され、更にトランジスタQ6及びNPNトランジ
スタQ11及びQ16のベースにそれぞれ入力される。Based on the input input to the bases of the transistors Q1 and Q2, N on the collector side of the transistor Q1
Of the PN transistors Q4 and Q5 and the NPN transistors Q6 and Q7 on the collector side of the transistor Q2,
The outputs taken out from the collectors of Q4 and Q6 are inputted to the base of an NPN transistor Q8 which constitutes an emitter follower and outputted from the emitter thereof, and further inputted to the bases of a transistor Q7 and NPN transistors Q10 and Q15, respectively, Q5 and Q7. The output taken out from the collector of the NPN is an NPN that constitutes an emitter follower.
It is input to the base of the transistor Q9 and output from its emitter, and further input to the bases of the transistor Q6 and NPN transistors Q11 and Q16.
【0040】また、NPNトランジスタQ19のエミッ
タ出力はトランジスタQ5及びNPNトランジスタQ1
8及びQ21の各ベースに入力され、NPNトランジス
タQ20のエミッタ出力はトランジスタQ4及びNPN
トランジスタQ17及びQ22の各ベースに入力され
る。トランジスタQ8のエミッタ出力はトランジスタQ
10を介して出力端子11bへ出力され、トランジスタ
Q9のエミッタ出力はトランジスタQ11を介して出力
端子11aへ出力される。The emitter output of the NPN transistor Q19 is the transistor Q5 and the NPN transistor Q1.
8 and Q21, and the emitter output of the NPN transistor Q20 is input to the bases of the transistors Q4 and NPN.
It is input to the bases of the transistors Q17 and Q22. The emitter output of the transistor Q8 is the transistor Q
It is output to the output terminal 11b via 10 and the emitter output of the transistor Q9 is output to the output terminal 11a via the transistor Q11.
【0041】また、トランジスタQ12,Q13のベー
スに入力された入力に基づいてトランジスタQ15及び
Q17のコレクタより取り出された出力はトランジスタ
Q19及びQ21をそれぞれ介して出力端子12bへ出
力され、Q16及びQ18のコレクタより取り出された
出力はトランジスタQ20及びQ22を介して出力端子
12aへ出力される。The outputs taken from the collectors of the transistors Q15 and Q17 on the basis of the inputs inputted to the bases of the transistors Q12 and Q13 are outputted to the output terminal 12b through the transistors Q19 and Q21, respectively, and the outputs of Q16 and Q18 are outputted. The output extracted from the collector is output to the output terminal 12a via the transistors Q20 and Q22.
【0042】これにより、出力端子11a及び11b間
には図3(B)に示す如く入力矩形波の立ち上がり毎に
反転する矩形波が取り出され、また、出力端子12a及
び12b間には図3(C)に示す如く入力矩形波の立ち
下がり毎に反転する矩形波が取り出される。図3(B)
に示す出力矩形波は、同図(A)の入力矩形波の1/2
分周された波形であり、180度の位相差がある。一
方、図3(C)に示す出力矩形波は、同図(A)の入力
矩形波の1/2分周された波形であり、同図(B)に示
す出力矩形波との位相差は90度である。従って、この
回路により、互いに位相差が90度の1/2分周出力信
号が得られる。As a result, a rectangular wave which is inverted at each rising edge of the input rectangular wave is taken out between the output terminals 11a and 11b, and between the output terminals 12a and 12b as shown in FIG. As shown in C), a rectangular wave that is inverted every time the input rectangular wave falls is taken out. FIG. 3 (B)
The output rectangular wave shown in is half the input rectangular wave in FIG.
The divided waveform has a phase difference of 180 degrees. On the other hand, the output rectangular wave shown in FIG. 3 (C) is a waveform obtained by dividing the input rectangular wave in FIG. 3 (A) by 1/2, and has a phase difference from the output rectangular wave shown in FIG. 3 (B). It is 90 degrees. Therefore, with this circuit, a 1/2 divided output signal having a phase difference of 90 degrees can be obtained.
【0043】図4は図1の乗算回路6、7及び9の一例
の回路図である。この乗算回路は、ギルバート・セル型
乗算回路であり、二重平衡差動増幅回路の構成である。
すなわち、NPNトランジスタQ31及びQ32はエミ
ッタが共通接続され、各々のベースが入力端子21a、
21bに接続された差動増幅回路を構成し、NPNトラ
ンジスタ化Q33及びQ34はエミッタが共通接続さ
れ、各々のベースが入力端子21b、21aに接続され
た差動増幅回路を構成し、NPNトランジスタQ35及
びQ36はエミッタがそれぞれ抵抗R3、R4を介して
共通接続され、ベースが入力端子22a、22bに接続
された差動増幅回路を構成している。FIG. 4 is a circuit diagram of an example of the multiplication circuits 6, 7 and 9 shown in FIG. This multiplication circuit is a Gilbert cell type multiplication circuit and has a configuration of a double balanced differential amplifier circuit.
That is, the emitters of the NPN transistors Q31 and Q32 are commonly connected, and their bases are the input terminals 21a,
21b is a differential amplifier circuit connected to NPN transistors Q33 and Q34, the emitters of which are commonly connected, and the bases of which are connected to the input terminals 21b and 21a to form a differential amplifier circuit, which is an NPN transistor Q35. , And Q36 form a differential amplifier circuit in which the emitters are commonly connected via resistors R3 and R4, and the bases are connected to the input terminals 22a and 22b.
【0044】また、トランジスタQ31及びQ33の各
コレクタは、抵抗R1を介して電源電圧Vcc端子に接
続される一方、出力端子24aに接続されている。ま
た、トランジスタQ32及びQ34の各コレクタは、抵
抗R2を介して電源電圧Vcc端子に接続される一方、
出力端子24bに接続されている。更に、NPNトラン
ジスタQ37はコレクタが抵抗R3及びR4に共通接続
され、また、エミッタが抵抗R5を介して接地されてい
る。このトランジスタQ37は入力端子23を介してベ
ースに直流定電圧が入力され、定電流源を構成してい
る。The collectors of the transistors Q31 and Q33 are connected to the power supply voltage Vcc terminal via the resistor R1 and to the output terminal 24a. The collectors of the transistors Q32 and Q34 are connected to the power supply voltage Vcc terminal via the resistor R2,
It is connected to the output terminal 24b. Further, the NPN transistor Q37 has a collector commonly connected to the resistors R3 and R4, and an emitter grounded via the resistor R5. A constant DC voltage is input to the base of the transistor Q37 via the input terminal 23 to form a constant current source.
【0045】次に、この乗算回路の動作について説明す
る。入力端子21a及び21b間には1/2分周回路4
あるいは5の出力信号が第1の入力信号として入力さ
れ、入力端子22a及び22b間には変調信号あるいは
合成アンプ8の出力信号が第2の入力信号として入力さ
れる。入力端子22a及び22bの間に入力される入力
信号はトランジスタQ35及びQ36により差動増幅さ
れて、逆相でそのコレクタに出力される。Next, the operation of this multiplication circuit will be described. A 1/2 divider circuit 4 is provided between the input terminals 21a and 21b.
Alternatively, the output signal of 5 is input as the first input signal, and the modulation signal or the output signal of the synthesis amplifier 8 is input as the second input signal between the input terminals 22a and 22b. The input signals input between the input terminals 22a and 22b are differentially amplified by the transistors Q35 and Q36, and output to the collectors in the opposite phase.
【0046】ここで、入力端子21aの電位が入力端子
21bの電位よりも高いものとすると、トランジスタQ
31及びQ34がそれぞれ導通し、かつ、トランジスタ
Q32及びQ33がカットオフする。これにより、トラ
ンジスタQ35のコレクタより出力された増幅信号はト
ランジスタQ31のコレクタより出力端子24aへ出力
され、トランジスタQ36のコレクタより出力された増
幅信号はトランジスタQ34より出力端子24bへ出力
される。従って、このときには、入力端子22bの電位
よりも入力端子22aの電位の方が高いときには、出力
端子24bよりも出力端子24aの方が電位が高くな
り、入力端子22bの電位よりも入力端子22aの電位
の方が低いときには出力端子24bよりも出力端子24
aの方が電位が低くなり、第2の入力信号は増幅されて
出力端子24a,24b間へ正相で出力されることとな
る。Here, assuming that the potential of the input terminal 21a is higher than the potential of the input terminal 21b, the transistor Q
31 and Q34 conduct, respectively, and the transistors Q32 and Q33 are cut off. As a result, the amplified signal output from the collector of the transistor Q35 is output from the collector of the transistor Q31 to the output terminal 24a, and the amplified signal output from the collector of the transistor Q36 is output from the transistor Q34 to the output terminal 24b. Therefore, at this time, when the potential of the input terminal 22a is higher than that of the input terminal 22b, the potential of the output terminal 24a is higher than that of the output terminal 24b, and the potential of the input terminal 22a is higher than that of the input terminal 22b. When the electric potential is lower, the output terminal 24b than the output terminal 24b
The potential of a becomes lower, and the second input signal is amplified and output in the positive phase between the output terminals 24a and 24b.
【0047】一方、入力端子21aの電位が入力端子2
1bの電位よりも低い時には、トランジスタQ31及び
Q34がそれぞれカットオフし、かつ、トランジスタQ
32及びQ33がそれぞれ導通する。これにより、トラ
ンジスタQ35のコレクタより出力された増幅信号はト
ランジスタQ32のコレクタより出力端子24bへ出力
され、トランジスタQ36のコレクタより出力された増
幅信号はトランジスタQ33より出力端子24aへ出力
される。従って、このときには、上記の場合とは逆に入
力端子22a及び22b間の第2の入力信号は増幅され
て出力端子24a,24b間へ逆相で出力されることと
なる。On the other hand, the potential of the input terminal 21a is equal to that of the input terminal 2
When it is lower than the potential of 1b, the transistors Q31 and Q34 are cut off, respectively, and the transistor Q31 is cut off.
32 and Q33 are conductive. As a result, the amplified signal output from the collector of the transistor Q35 is output from the collector of the transistor Q32 to the output terminal 24b, and the amplified signal output from the collector of the transistor Q36 is output from the transistor Q33 to the output terminal 24a. Therefore, at this time, contrary to the above case, the second input signal between the input terminals 22a and 22b is amplified and output in the opposite phase between the output terminals 24a and 24b.
【0048】次に、図1の合成アンプ8の構成及び動作
について説明する。図5は合成アンプの一例の回路図を
示す。同図に示すように、合成アンプ8はNPNトラン
ジスタQ41〜Q47と抵抗R11〜R19とから構成
されている。トランジスタQ41及びQ42はエミッタ
フォロワを構成しており、それらのベースは入力端子3
1a、31bに接続され、Q41のエミッタは抵抗R1
1を介して接地されると共にトランジスタQ43のベー
スに接続され、Q42のエミッタは抵抗R12を介して
接地されると共にトランジスタQ44のベースに接続さ
れている。Next, the structure and operation of the composite amplifier 8 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 5 shows a circuit diagram of an example of the synthesis amplifier. As shown in the figure, the composite amplifier 8 is composed of NPN transistors Q41 to Q47 and resistors R11 to R19. Transistors Q41 and Q42 form an emitter follower, whose base is the input terminal 3
It is connected to 1a and 31b, and the emitter of Q41 is resistor R1.
1 is grounded and connected to the base of the transistor Q43, and the emitter of Q42 is grounded via the resistor R12 and connected to the base of the transistor Q44.
【0049】トランジスタQ43及びQ44はそれらの
各エミッタが抵抗R15、R16を介してトランジスタ
Q45のコレクタに共通に接続され、またQ43及びQ
44の各コレクタが抵抗R13、R14を介してトラン
ジスタQ41、Q42、Q46及びQ47の各コレクタ
と共に電源電圧Vcc端子に接続されている。トランジ
スタQ43、Q44、抵抗R13〜R16は差動増幅回
路を構成しており、トランジスタQ45は入力端子33
よりの定電圧により定電流源を構成している。また、ト
ランジスタQ46及びQ47は出力バッファとしてのエ
ミッタフォロワ用トランジスタ、抵抗R18及びR19
はエミッタ抵抗である。Transistors Q43 and Q44 have their respective emitters commonly connected to the collector of transistor Q45 via resistors R15 and R16, and also Q43 and Q44.
Each collector of 44 is connected to the power supply voltage Vcc terminal together with each collector of transistors Q41, Q42, Q46 and Q47 via resistors R13 and R14. The transistors Q43 and Q44 and the resistors R13 to R16 form a differential amplifier circuit, and the transistor Q45 is the input terminal 33.
A constant current source is constituted by the constant voltage. Transistors Q46 and Q47 are emitter follower transistors as output buffers and resistors R18 and R19.
Is the emitter resistance.
【0050】この合成アンプ8の動作について説明す
る。入力端子31、32に入力された第1及び第2の入
力信号は、それぞれトランジスタQ41、Q42により
緩衝増幅された後各エミッタより取り出されてトランジ
スタQ43、Q44のベースに印加されて差動増幅され
る。これにより、トランジスタQ43のコレクタと抵抗
R13の接続点からは第1及び第2の入力信号の第1の
差動増幅信号が取り出されてトランジスタQ46のベー
スに供給され、ここで緩衝増幅されて出力端子34aへ
出力される。また、トランジスタQ44のコレクタと抵
抗R14の接続点からは上記の第1の差動増幅信号と逆
相の第2の差動増幅信号が取り出され、トランジスタQ
47により緩衝増幅されて出力端子34bへ出力され
る。The operation of the composite amplifier 8 will be described. The first and second input signals input to the input terminals 31 and 32 are buffered and amplified by the transistors Q41 and Q42, respectively, taken out from the respective emitters, applied to the bases of the transistors Q43 and Q44, and differentially amplified. It As a result, the first differential amplified signal of the first and second input signals is taken out from the connection point between the collector of the transistor Q43 and the resistor R13 and supplied to the base of the transistor Q46, where it is buffer-amplified and output. It is output to the terminal 34a. Further, the second differential amplified signal having a phase opposite to the first differential amplified signal is taken out from the connection point of the collector of the transistor Q44 and the resistor R14, and the transistor Q44 is taken out.
It is buffer-amplified by 47 and output to the output terminal 34b.
【0051】差動増幅器は良く知られているように、ト
ランジスタのベース・エミッタ間電圧などのパラメータ
の変動に影響されにくく、また、同相成分はある程度除
去できるという特徴がある。As is well known, the differential amplifier is characterized in that it is hardly affected by fluctuations in parameters such as the base-emitter voltage of the transistor, and that the in-phase component can be removed to some extent.
【0052】このように、本実施例によれば、90度移
相回路を図2に示したような能動回路の1/2分周回路
で構成しているため、受動回路で構成したような大きな
体積を必要とすることがなく、また、本実施例の各構成
回路は図2、図4及び図5で示したようにECL回路で
構成されており、集積回路に適した構成である。更に、
90度位相差の補正回路を回路内に取り込むことによ
り、90度位相差の電子的な補正もできる。As described above, according to this embodiment, since the 90-degree phase shift circuit is constituted by the 1/2 frequency dividing circuit of the active circuit as shown in FIG. 2, it is constituted by the passive circuit. It does not require a large volume, and each constituent circuit of this embodiment is composed of an ECL circuit as shown in FIGS. 2, 4 and 5, which is a structure suitable for an integrated circuit. Furthermore,
By incorporating a 90-degree phase difference correction circuit into the circuit, it is possible to electronically correct the 90-degree phase difference.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
取り扱う周波数を第1及び第2の変調信号の周波数と搬
送波周波数との和の周波数程度に抑えることができるた
め、従来装置のような搬送波の2倍波のような高周波数
を扱う必要がなく、消費電力を低く抑えることができ
る。As described above, according to the present invention,
Since the frequency to be handled can be suppressed to about the sum of the frequencies of the first and second modulated signals and the carrier frequency, it is not necessary to handle a high frequency such as the second harmonic of the carrier unlike the conventional device. The power consumption can be kept low.
【0054】また、本発明では、第1及び第2の分周回
路、第1乃至第3の乗算回路及び合成回路は、それぞれ
エミッタ結合回路により集積回路化可能な構成としてい
るため、インターディジタル型集積回路やスパイラルコ
イルを用いる従来装置に比し安価で体積を小さく構成で
きる。Further, in the present invention, the first and second frequency dividing circuits, the first to third multiplying circuits, and the synthesizing circuit are configured so that they can be integrated into an integrated circuit by the emitter coupling circuit. It is cheaper and smaller in volume than conventional devices using integrated circuits and spiral coils.
【図1】本発明の一実施例の回路系統図である。FIG. 1 is a circuit system diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】図1中の1/2分周回路の一例の回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram of an example of a 1/2 frequency divider circuit in FIG.
【図3】図2の動作説明用信号波形図である。FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining the operation of FIG.
【図4】図1中の乗算回路の一例の回路図である。4 is a circuit diagram of an example of a multiplication circuit in FIG.
【図5】図1中の合成アンプの一例の回路図である。5 is a circuit diagram of an example of a synthesis amplifier in FIG.
【図6】従来の直交変調装置の一例の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of an example of a conventional quadrature modulator.
【図7】従来の直交変調装置の他の例の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of another example of a conventional quadrature modulator.
【図8】バイポーラトランジスタにより半導体集積回路
化した従来装置のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a conventional device that is made into a semiconductor integrated circuit by using bipolar transistors.
【図9】化合物半導体により半導体集積回路化した従来
装置の回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional device in which a semiconductor integrated circuit is made of a compound semiconductor.
【図10】位相誤差を補正する手段を有する従来装置の
一例のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of an example of a conventional device having means for correcting a phase error.
【図11】90度移相器を受動回路で構成した従来装置
の一例の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of an example of a conventional device in which a 90-degree phase shifter is configured by a passive circuit.
【図12】従来装置における受動素子で構成した移相回
路の一例の回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram of an example of a phase shift circuit including passive elements in a conventional device.
【図13】図12に示す移相回路の特性図である。13 is a characteristic diagram of the phase shift circuit shown in FIG.
1a、1b 搬送波入力端子 2a、2b、3a、3b 変調信号入力端子 4 第1の1/2分周回路 5 第2の1/2分周回路 6 第1の乗算回路 7 第2の乗算回路 8 合成アンプ 9 第3の乗算回路 10a、10b、11a、11b、12a、12b、2
4a、24b、34a、34b 出力端子 13、23、33 直流定電圧入力端子 21a、21b 分周信号入力端子 22a、22b 変調信号又は合成アンプ出力信号入力
端子 31、32 入力端子 Q1〜Q22、Q31〜Q37、Q41〜Q47 NP
Nトランジスタ1a, 1b Carrier wave input terminal 2a, 2b, 3a, 3b Modulation signal input terminal 4 First 1/2 frequency divider circuit 5 Second 1/2 frequency divider circuit 6 First multiplication circuit 7 Second multiplication circuit 8 Synthesis amplifier 9 Third multiplication circuit 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b, 2
4a, 24b, 34a, 34b Output terminals 13, 23, 33 DC constant voltage input terminals 21a, 21b Frequency division signal input terminals 22a, 22b Modulation signal or synthetic amplifier output signal input terminals 31, 32 Input terminals Q1 to Q22, Q31 to Q37, Q41 to Q47 NP
N transistor
Claims (3)
で、かつ、互いに90度位相の異なる2信号として出力
する第1の分周回路と、 前記搬送波を1/2倍の周波数に分周する第2の分周回
路と、 前記第1の分周回路の出力2信号の一方と第1の変調信
号とを乗算する第1の乗算回路と、 前記第1の分周回路の出力2信号の他方と第2の変調信
号とを乗算する第2の乗算回路と、 前記第1及び第2の乗算回路の各出力信号をそれぞれ合
成する合成回路と、 前記合成回路の出力信号と前記第2の分周回路の出力信
号とを乗算する第3の乗算回路とを有することを特徴と
する直交変調装置。1. A first frequency dividing circuit which outputs an input carrier wave as a signal having a frequency of ½ times and a phase difference of 90 degrees from each other; A second frequency dividing circuit for performing frequency division; a first multiplication circuit for multiplying one of the output 2 signals of the first frequency dividing circuit by the first modulated signal; and an output 2 of the first frequency dividing circuit. A second multiplication circuit that multiplies the other of the signals by the second modulation signal, a combining circuit that combines the output signals of the first and second multiplication circuits, respectively, and an output signal of the combining circuit and the first signal. And a third multiplication circuit that multiplies the output signal of the frequency divider circuit of 2 with the quadrature modulation device.
乃至第3の乗算回路及び前記合成回路は、それぞれエミ
ッタ結合回路により構成されていることを特徴とする請
求項1記載の直交変調装置。2. The first and second frequency dividing circuits, the first frequency divider circuit.
The quadrature modulator according to claim 1, wherein each of the third to third multiplication circuits and the synthesis circuit is configured by an emitter coupling circuit.
・スレイブ・Tフリップフロップ回路であり、前記第1
乃至第3の乗算回路は、ギルバート・セル型乗算回路で
あり、前記合成回路は、差動増幅回路とバッファ用エミ
ッタフォロワ回路からなる構成であることを特徴とする
請求項2記載の直交変調装置。3. The first and second frequency dividing circuits are master / slave / T flip-flop circuits, and the first and second frequency dividing circuits are provided.
3. The quadrature modulator according to claim 2, wherein the third to third multiplication circuits are Gilbert cell type multiplication circuits, and the synthesis circuit is configured by a differential amplifier circuit and a buffer emitter follower circuit. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7026527A JPH08223233A (en) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | Orthogonal modulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7026527A JPH08223233A (en) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | Orthogonal modulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08223233A true JPH08223233A (en) | 1996-08-30 |
Family
ID=12195959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7026527A Pending JPH08223233A (en) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | Orthogonal modulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08223233A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6347221B1 (en) | 1997-11-25 | 2002-02-12 | Fujitsu Limited | Orthogonal modulator having a modulation mixer |
JP2002065656A (en) * | 2000-09-01 | 2002-03-05 | Hitachi Medical Corp | X ray ct device |
JP2007028399A (en) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | 90° distributor and high frequency circuit |
US7388445B2 (en) | 2004-03-02 | 2008-06-17 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | Piezoelectric oscillator for quadrature modulation |
-
1995
- 1995-02-15 JP JP7026527A patent/JPH08223233A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6347221B1 (en) | 1997-11-25 | 2002-02-12 | Fujitsu Limited | Orthogonal modulator having a modulation mixer |
JP2002065656A (en) * | 2000-09-01 | 2002-03-05 | Hitachi Medical Corp | X ray ct device |
US7388445B2 (en) | 2004-03-02 | 2008-06-17 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | Piezoelectric oscillator for quadrature modulation |
JP2007028399A (en) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | 90° distributor and high frequency circuit |
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