JPH08237077A - 90× phase shifter - Google Patents

90× phase shifter

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JPH08237077A
JPH08237077A JP6497195A JP6497195A JPH08237077A JP H08237077 A JPH08237077 A JP H08237077A JP 6497195 A JP6497195 A JP 6497195A JP 6497195 A JP6497195 A JP 6497195A JP H08237077 A JPH08237077 A JP H08237077A
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shift circuit
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Kenji Fujita
健二 藤田
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Abstract

PURPOSE: To extract stably output signals having an accurate phase difference of 90 deg.. CONSTITUTION: The phase shifter is made up of a 90 deg. phase shift circuit section 1 comprising a 1/2 frequency divider employing a T flip-flop and receiving an input signal and a complementary input signal with duty ratio is kept to be 50% at its two input terminals and extracting output signals having a phase difference of 90 deg., a 90 deg. phase comparator 2 comparing phases of the output signals of the phase shift circuit section 1, and a feedback section that extracts a DC component corresponding to a phase deviation of the outputs of the 90 deg. phase shift circuit section 1 from an output of the 90 deg. phase comparator 2 and feeds back the DC component to input terminals 9, 10 of the 90 deg. phase shift circuit section 1 so as to correct the phase deviation in the outputs, and the feedback section is made up of a low pass filter 3 and a DC component amplifier 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、Tフリップフロップを
用いて構成される90゜移相器に関し、特にディジタル
通信における直交変復調器用の高周波90゜移相器に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 90 ° phase shifter using a T flip-flop, and more particularly to a high frequency 90 ° phase shifter for a quadrature modulator / demodulator in digital communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル通信においては、QPSK
(直交位相変調)などの変復調方式が用いられる。この
ような変復調方式においては、相互に90゜の位相差を
用いる直交変調器が使われるが、この90゜位相差の信
号は、高精度の位相差を有する信号であることが要求さ
れる。したがって、直交変調器には、高精度でかつ高周
波で動作する90゜移相器が必要となる。
2. Description of the Related Art In digital communication, QPSK
A modulation / demodulation method such as (quadrature phase modulation) is used. In such a modulation / demodulation method, a quadrature modulator which uses a phase difference of 90 ° with each other is used, and the signal of the 90 ° phase difference is required to be a signal having a highly accurate phase difference. Therefore, the quadrature modulator requires a 90 ° phase shifter that operates with high precision and high frequency.

【0003】90゜移相器としては、従来から種々提案
されているが、図4に第一の従来例としてTフリップフ
ロップを用いた90゜移相器を示す。この90゜移相器
は、4個の信号入力トランジスタTr1乃至Tr4と8個の
双差動トランジスタTr5乃至Tr12からなるTフリップ
フロップで構成され、入力端子21,22にデューティ
比が50%に保たれた入力信号INと相補入力信号(INの
バー)を入力することにより、双差動トランジスタTr5
乃至Tr12の4個の負荷抵抗R1乃至R4により出力端子
23,24,25,26から、0゜,90゜,180
゜,270゜の四相信号を取り出している。
Various types of 90 ° phase shifters have been conventionally proposed. FIG. 4 shows a 90 ° phase shifter using a T flip-flop as a first conventional example. This 90 ° phase shifter is composed of a T flip-flop composed of four signal input transistors Tr1 to Tr4 and eight bi-differential transistors Tr5 to Tr12, and the duty ratio of the input terminals 21 and 22 is kept at 50%. By inputting the dropped input signal IN and the complementary input signal (bar of IN), the bi-differential transistor Tr5
0 to 90 ° from the output terminals 23, 24, 25 and 26 by four load resistors R1 to R4 of
The four-phase signals of ° and 270 ° are taken out.

【0004】また、90゜移相器における位相ずれを修
正できるものが特開平3−149915号と特開平3−
159305号の各公報に提案されている。
Further, a device capable of correcting a phase shift in a 90 ° phase shifter is disclosed in JP-A-3-149915 and JP-A-3-149915.
It is proposed in each publication of No. 159305.

【0005】まず、第二の従来例として特開平3−14
9915号に記載される90゜移相器を図5に示す。こ
の90゜移相器では、入力信号IN1と第一の基準電圧V1
を比較して波形整形した第一の出力信号Vo1を得るコン
パレータ30と、入力信号IN1を積分する積分器31
と、この積分出力と第二の基準電圧V2を比較してトリ
ガパルスを発生する第二のコンパレータ32と、このト
リガパルスの位相に基づき第一の出力信号Vo1の波形と
同形であって90゜位相差を有する第2の出力信号Vo2
を取り出すラッチ33と、第一、第二の出力信号Vo1,
Vo2の位相差を比較する位相比較器34と、この位相比
較器34の出力(誤差電圧)VPDを第一の基準電圧V1
に加減算して第二の基準電圧V2を発生する加減算器3
5により構成されている。
First, as a second conventional example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-14
The 90 ° phase shifter described in 9915 is shown in FIG. In this 90 ° phase shifter, the input signal IN1 and the first reference voltage V1
Comparator 30 for obtaining the first output signal Vo1 whose waveform is shaped by comparing with the integrator 31 for integrating the input signal IN1
And a second comparator 32 for generating a trigger pulse by comparing the integrated output with the second reference voltage V2, and having the same shape as the waveform of the first output signal Vo1 based on the phase of the trigger pulse and having a 90 ° angle. Second output signal Vo2 having a phase difference
Latch 33 for taking out the first and second output signals Vo1,
The phase comparator 34 for comparing the phase difference of Vo2 and the output (error voltage) VPD of this phase comparator 34 are used as the first reference voltage V1.
Adder / subtractor 3 for adding and subtracting to generate a second reference voltage V2
It is composed of 5.

【0006】ここで、第一の基準電圧V1は、基準電圧
源36からの電圧Vrefをアンプ37でK倍したもので
あり、加減算器35から得られる第二の基準電圧V2
は、基準電圧源36からの電圧Vrefに誤差電圧VPDを
加減算した電圧に対してK倍したものである。
Here, the first reference voltage V1 is the voltage Vref from the reference voltage source 36 multiplied by K by the amplifier 37, and the second reference voltage V2 obtained from the adder / subtractor 35.
Is K times the voltage obtained by adding and subtracting the error voltage VPD to the voltage Vref from the reference voltage source 36.

【0007】このように構成される90゜移相器では、
積分器31の寄生容量やコンパレータ32の遅延によっ
て生じる位相誤差を位相比較器34でDC成分に変換し
て取り出し、このDC成分(誤差電圧)をコンパレータ
32の基準電圧へ帰還することによって、正確な90゜
位相差を有する出力信号を得ている。
In the 90 ° phase shifter thus constructed,
The phase error caused by the parasitic capacitance of the integrator 31 and the delay of the comparator 32 is converted into a DC component by the phase comparator 34 and taken out, and this DC component (error voltage) is fed back to the reference voltage of the comparator 32 to obtain an accurate signal. An output signal having a 90 ° phase difference is obtained.

【0008】つぎに、第三の従来例として特開平3−1
59305号に記載される90゜移相器を図6に示す。
この90゜移相器では、入力信号IN1を90゜移相した
出力を得る近似90゜移相器40と、加算器41の出力
信号V01を基準信号として入力信号IN1を同期検波する
同期検波器42と、この検波出力と入力信号IN1を乗算
する乗算器43と、この乗算出力と同期検波器42の出
力を加算して出力信号V01を得る加算器41とから構成
されている。このように構成される90゜移相器では、
出力信号V01と入力信号IN1を比較して、90゜からの
ずれを出力信号へ帰還を掛けることで、出力位相のずれ
を自動補正した正確に90゜位相差を有する出力信号V
01を取り出している。
Next, as a third conventional example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-1
A 90 ° phase shifter described in 59305 is shown in FIG.
In this 90 ° phase shifter, an approximate 90 ° phase shifter 40 for obtaining an output obtained by shifting the input signal IN1 by 90 ° and a synchronous detector for synchronously detecting the input signal IN1 using the output signal V01 of the adder 41 as a reference signal. 42, a multiplier 43 that multiplies the detection output by the input signal IN1, and an adder 41 that adds the multiplication output and the output of the synchronous detector 42 to obtain an output signal V01. In the 90 ° phase shifter configured in this way,
By comparing the output signal V01 with the input signal IN1 and feeding back the deviation from 90 ° to the output signal, the output signal V having a correct 90 ° phase difference is automatically corrected for the deviation of the output phase.
I am taking out 01.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した第一の従来例
では、入力信号と相補入力信号とのデューティ比は正確
に50%である必要があり、デューティ比のずれや、入
力信号のDCオフセットのずれは、直接90゜からの位
相のずれとして出力されるという問題があった。また、
第二、第三の従来例では、コンパレータやオペアンプを
用いて回路が構成されるため、低消費電流でかつ高周波
において安定に動作させることができないという問題が
あった。このため、Tフリップフロップを用いた90゜
移相器が利用されきたが、上に述べたような問題点があ
った。
In the above-mentioned first conventional example, the duty ratio between the input signal and the complementary input signal must be exactly 50%, the duty ratio deviation and the DC offset of the input signal. There is a problem in that the deviation of is directly output as a deviation of the phase from 90 °. Also,
In the second and third conventional examples, since the circuit is configured by using the comparator and the operational amplifier, there is a problem that the current consumption is low and stable operation cannot be performed at a high frequency. Therefore, a 90 ° phase shifter using a T flip-flop has been used, but it has the above-mentioned problems.

【0010】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、正確に9
0゜位相差を有する出力信号を安定に取り出すことがで
きる90゜移相器の提供を目的とする。
The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is precisely 9
It is an object of the present invention to provide a 90 ° phase shifter capable of stably extracting an output signal having a 0 ° phase difference.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明による90゜移相器は、Tフリップフロップを
用いた1/2分周器によって構成され、2つの入力端子
に互いにデューティ比を50%に保った入力信号と相補
入力信号が入力されることで、90゜位相差の出力信号
を取り出す90゜移相回路部と、この90゜移相回路部
の出力位相を比較する90゜位相比較器と、この90゜
位相比較器の出力から90゜移相回路部の出力の90゜
からの位相ずれに対応した直流成分を取り出し、出力の
位相ずれが補正できるようにこの直流成分を上記90゜
移相回路部の入力端にフィードバックする帰還部とを備
えた構成としてあり、好ましくは、上記帰還部をローパ
スフィルタと直流成分増幅器によって構成してある。
In order to achieve this object, a 90 ° phase shifter according to the present invention is constituted by a 1/2 frequency divider using a T flip-flop, and has a duty ratio of two input terminals. Is compared with the 90 ° phase shift circuit section for extracting an output signal having a 90 ° phase difference by inputting the input signal maintaining 50% to 50% and the output phase of the 90 ° phase shift circuit section. A DC component corresponding to the phase shift from the 90 ° phase comparator and the output of the 90 ° phase shift circuit from 90 ° is extracted from this 90 ° phase comparator, and this DC component is output so that the output phase shift can be corrected. And a feedback section for feeding back to the input terminal of the 90 ° phase shift circuit section, and preferably the feedback section is composed of a low-pass filter and a DC component amplifier.

【0012】ここで、Tフリップフロップは入力パルス
が2個入るごとに、出力パルスが1個得られ、入力パル
スの個数を1/2にしていることから、1/2分周器と
いえる。したがって、デューティ比を50%とした入力
信号と相補入力信号を用いることにより、90゜位相差
の出力信号を取り出せる。
Here, the T flip-flop can be said to be a 1/2 frequency divider because one output pulse is obtained for every two input pulses and the number of input pulses is halved. Therefore, by using the input signal with a duty ratio of 50% and the complementary input signal, an output signal with a 90 ° phase difference can be taken out.

【0013】[0013]

【作用】90゜移相回路部に入力される2つの入力波形
にDCオフセットがあったり、波形歪によりデューティ
比が50%に保たれていたかった場合には、90゜移相
回路部の出力に90゜からの位相ずれとなって現われ
る。この90゜からの位相ずれは、90゜位相比較器で
検出され、ローパスフィルタで位相ずれに対応した直流
成分が取り出される。この直流成分は、直流成分増幅器
で増幅されたあとに、位相ずれが補正できるように90
゜移相回路部の入力端に入力バイアスとして帰還される
ことから、位相ずれがゼロとなる状態にロックされ、正
確な90゜位相差の出力信号を取り出すことができる。
When the two input waveforms input to the 90 ° phase shift circuit section have a DC offset or the duty ratio is kept at 50% due to the waveform distortion, the output of the 90 ° phase shift circuit section is output. It appears as a phase shift from 90 °. The phase shift from 90 ° is detected by the 90 ° phase comparator, and the DC component corresponding to the phase shift is taken out by the low pass filter. After this DC component is amplified by the DC component amplifier, the
Since it is fed back to the input end of the phase shift circuit section as an input bias, it is locked in a state where the phase shift is zero, and an output signal with an accurate 90 ° phase difference can be taken out.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1の回路図に、本発明による90゜移相器
の一実施例を示す。図1に示す90゜移相器は、90゜
移相回路部1、90゜位相比較器2、ローパスフィルタ
3および直流成分増幅器4により構成されている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. The circuit diagram of FIG. 1 shows an embodiment of a 90 ° phase shifter according to the present invention. The 90 ° phase shifter shown in FIG. 1 includes a 90 ° phase shift circuit unit 1, a 90 ° phase comparator 2, a low pass filter 3 and a DC component amplifier 4.

【0015】まず、90゜移相回路部1は、Tフリップ
フロップを用いた1/2分周器によって構成され、図4
に示した従来の90゜移相器と同様4個の信号入力トラ
ンジスタTr1乃至Tr4と8個の双差動トランジスタTr5
乃至Tr12を有している。これらトランジスタの接続関
係を説明すると、入力信号INが入る入力端子5は静電容
量C1を介して信号入力トランジスタTr1,Tr4のベー
スに接続され、相補入力信号(INのバー)が入る入力端
子6は静電容量C2を介して信号入力トランジスタTr
2,Tr3のベースに接続される。信号入力トランジスタ
Tr1,Tr2の共通接続されたエミッタと接地間には電流
源7が接続され、信号入力トランジスタTr3,Tr4の共
通接続されたエミッタと接地間には電流源8が接続され
る。
First, the 90 ° phase shift circuit section 1 is composed of a 1/2 frequency divider using a T flip-flop, as shown in FIG.
Similar to the conventional 90 ° phase shifter shown in FIG. 4, four signal input transistors Tr1 to Tr4 and eight bi-differential transistors Tr5 are provided.
Through Tr12. Explaining the connection relationship of these transistors, the input terminal 5 into which the input signal IN is input is connected to the bases of the signal input transistors Tr1 and Tr4 via the electrostatic capacitance C1, and the input terminal 6 into which the complementary input signal (IN bar) is input. Is a signal input transistor Tr via a capacitance C2.
2, connected to the base of Tr3. A current source 7 is connected between the commonly connected emitters of the signal input transistors Tr1 and Tr2 and the ground, and a current source 8 is connected between the commonly connected emitters of the signal input transistors Tr3 and Tr4 and the ground.

【0016】信号入力トランジスタTr1のコレクタは、
双差動トランジスタTr5,Tr8の共通接続されたエミッ
タに接続され、信号入力トランジスタTr2のコレクタ
は、双差動トランジスタTr6,Tr7の共通接続されたエ
ミッタに接続される。また、信号入力トランジスタTr3
のコレクタは、双差動トランジスタTr9,Tr12の共通
接続されたエミッタに接続され、信号入力トランジスタ
Tr4のコレクタは、双差動トランジスタTr10,Tr11の
共通接続されたエミッタに接続される。
The collector of the signal input transistor Tr1 is
The bi-differential transistors Tr5 and Tr8 are connected to the commonly connected emitters, and the collector of the signal input transistor Tr2 is connected to the commonly connected emitters of the bi-differential transistors Tr6 and Tr7. Also, the signal input transistor Tr3
Is connected to the commonly connected emitters of the dual differential transistors Tr9 and Tr12, and the collector of the signal input transistor Tr4 is connected to the commonly connected emitters of the dual differential transistors Tr10 and Tr11.

【0017】直流電源Vcは、負荷抵抗R1を介して双差
動トランジスタTr5,Tr6の共通接続されたコレクタに
接続され、負荷抵抗R2を介して双差動トランジスタTr
7,Tr8の共通接続されたコレクタに接続される。ま
た、直流電源Vcは、負荷抵抗R3を介して双差動トラン
ジスタTr9,Tr10の共通接続されたコレクタに接続さ
れ、負荷抵抗R4を介して双差動トランジスタTr11,T
r12の共通接続されたコレクタに接続される。
The DC power supply Vc is connected to the commonly connected collectors of the bi-differential transistors Tr5 and Tr6 via the load resistor R1, and the bi-differential transistor Tr via the load resistor R2.
7 and Tr8 are connected to the commonly connected collectors. Further, the DC power supply Vc is connected to the commonly connected collectors of the bi-differential transistors Tr9 and Tr10 via a load resistor R3, and the bi-differential transistors Tr11 and T11 via a load resistor R4.
Connected to the commonly connected collector of r12.

【0018】また、双差動トランジスタTr5のベース
は、双差動トランジスタTr10のベースに接続され、双
差動トランジスタTr6のベースは、双差動トランジスタ
Tr12のベースに接続される。双差動トランジスタTr7
のベースは、双差動トランジスタTr9のベースに接続さ
れ、双差動トランジスタTr8のベースは、双差動トラン
ジスタTr11のベースに接続される。
The base of the bi-differential transistor Tr5 is connected to the base of the bi-differential transistor Tr10, and the base of the bi-differential transistor Tr6 is connected to the base of the bi-differential transistor Tr12. Twin differential transistor Tr7
Is connected to the base of the bi-differential transistor Tr9, and the base of the bi-differential transistor Tr8 is connected to the base of the bi-differential transistor Tr11.

【0019】また、双差動トランジスタTr5,Tr6の共
通接続されたコレクタは、出力端子11に接続されると
ともに、双差動トランジスタTr7のベースに接続され、
双差動トランジスタTr7,Tr8の共通接続されたコレク
タは、出力端子12に接続されるとともに、双差動トラ
ンジスタTr6のベースに接続される。
The commonly connected collectors of the bi-differential transistors Tr5 and Tr6 are connected to the output terminal 11 and to the base of the bi-differential transistor Tr7.
The commonly connected collectors of the bi-differential transistors Tr7 and Tr8 are connected to the output terminal 12 and the base of the bi-differential transistor Tr6.

【0020】また、双差動トランジスタTr9,Tr10の
共通接続されたコレクタは、出力端子13に接続される
とともに、双差動トランジスタTr11のベースに接続さ
れ、双差動トランジスタTr11,Tr12の共通接続された
コレクタは、出力端子14に接続されるとともに、双差
動トランジスタTr10のベースに接続される。
The commonly connected collectors of the bi-differential transistors Tr9 and Tr10 are connected to the output terminal 13 and the base of the bi-differential transistor Tr11 so that the bi-differential transistors Tr11 and Tr12 are commonly connected. The collector thus connected is connected to the output terminal 14 and also to the base of the bi-differential transistor Tr10.

【0021】このような90゜移相回路部1では、入力
端子5,6にそれぞれ入力される入力信号INと相補入力
信号(INのバー)のデューティ比を50%に保つこと
で、出力端子11,12,13,14からは、それぞれ
0゜,90゜,180゜,270゜の位相差を有する四
相信号を取り出すことができる。
In such a 90 ° phase shift circuit unit 1, by keeping the duty ratio of the input signal IN and the complementary input signal (bar of IN) input to the input terminals 5 and 6 at 50%, the output terminal Four-phase signals having a phase difference of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° can be extracted from 11, 12, 13, and 14, respectively.

【0022】この90゜移相回路部1の四相出力信号は
90゜位相比較器2に入力される。90゜位相比較器2
の出力は、ローパスフィルタ3を通過したあとに、直流
成分増幅器(DC増幅器)4で増幅される。このDC増
幅器4の一方の出力端4aはTフリップフロップの一方
の入力端9となる信号入力トランジスタTr2,Tr3のベ
ースの共通接続点に接続され、他方の出力端4bは、T
フリップフロップの他方の入力端10となる信号入力ト
ランジスタTr1,Tr4のベースの共通接続点に接続され
る。ここで、ローパスフィルタ3とDC増幅器4が、フ
ィードバックループのための帰還部を構成している。
The four-phase output signal of the 90 ° phase shift circuit section 1 is input to the 90 ° phase comparator 2. 90 ° phase comparator 2
After passing through the low-pass filter 3, the output of is amplified by the DC component amplifier (DC amplifier) 4. One output terminal 4a of the DC amplifier 4 is connected to a common connection point of the bases of the signal input transistors Tr2 and Tr3, which is one input terminal 9 of the T flip-flop, and the other output terminal 4b is T
It is connected to the common connection point of the bases of the signal input transistors Tr1 and Tr4 which are the other input terminal 10 of the flip-flop. Here, the low pass filter 3 and the DC amplifier 4 form a feedback unit for a feedback loop.

【0023】このように構成される90゜移相器では、
上記入力端9,10において入力波形A,BにDCオフ
セットが生じたり、入力波形に歪みがありデューティ比
が50%に保たれていない場合は、90゜からの位相ず
れとなって四相出力信号に現われる。この四相出力信号
の位相ずれは、90゜位相比較器2に入力されることで
検出される。この90゜位相比較器2の出力は、90゜
からの位相ずれに対応した直流成分と入力信号のn次高
調波からなる。90゜位相比較器2の出力はローパスフ
ィルタ3に通されることで、n次高調波がカットされ、
直流成分のみがDC増幅器4で増幅される。このDC増
幅器4の出力は、90゜位相ずれに補正が掛かるように
90゜移相回路部1の入力端9,10に入力バイアスと
して帰還される。
In the 90 ° phase shifter thus constructed,
When the input waveforms A and B have a DC offset at the input terminals 9 and 10 or the input waveform is distorted and the duty ratio is not kept at 50%, a phase shift from 90 ° occurs and a four-phase output occurs. Appear in the signal. The phase shift of the four-phase output signal is detected by being input to the 90 ° phase comparator 2. The output of the 90 ° phase comparator 2 consists of the DC component corresponding to the phase shift from 90 ° and the nth harmonic of the input signal. The output of the 90 ° phase comparator 2 is passed through the low-pass filter 3 to cut the nth harmonic,
Only the DC component is amplified by the DC amplifier 4. The output of the DC amplifier 4 is fed back to the input terminals 9 and 10 of the 90 ° phase shift circuit unit 1 as an input bias so that the 90 ° phase shift is corrected.

【0024】これにより、入力波形のDCオフセットが
なくなった状態で(またはデューティ比が50%に保持
された状態で)ロックされ、正確な90゜位相差の四相
出力信号を出力端子11,12,13,14から取り出
すことができる。このように、この90゜移相器では、
帰還部によるフィードバックループを有するPLL構成
となっており、位相変動を自動的に補正できる。
As a result, the input waveform is locked when the DC offset is eliminated (or the duty ratio is held at 50%), and the four-phase output signals having an accurate 90 ° phase difference are output terminals 11 and 12. , 13, 14 can be taken out. Thus, in this 90 ° phase shifter,
It has a PLL configuration having a feedback loop by a feedback section and can automatically correct phase fluctuations.

【0025】つぎに、具体的な信号波形を例にとり、こ
の実施例の90゜移相器の動作をさらに詳しく説明す
る。いま、90゜移相回路部1の入力端(Tフリップフ
ロップの入力端)9,10において、2つの入力波形に
図2のタイムチャートに示すようにDCオフセット△D
C1が発生したとする。DCオフセットを有するこれら
の入力波形をA´,B´とする。すると、90゜移相回
路部1の入力段の信号入力トランジスタのスイッチング
時間は、トランジスタTr1,Tr4のスイッチング時間を
T1、トランジスタTr2,Tr3のスイッチング時間をT2
とすると、T1≠T2となる。
Next, the operation of the 90 ° phase shifter of this embodiment will be described in more detail by taking a concrete signal waveform as an example. Now, at the input terminals (input terminals of the T flip-flop) 9 and 10 of the 90 ° phase shift circuit unit 1, two input waveforms are applied to the DC offset ΔD as shown in the time chart of FIG.
Suppose C1 occurs. These input waveforms having a DC offset are designated as A'and B '. Then, as for the switching time of the signal input transistor of the input stage of the 90 ° phase shift circuit unit 1, the switching time of the transistors Tr1 and Tr4 is T1, and the switching time of the transistors Tr2 and Tr3 is T2.
Then, T1 ≠ T2.

【0026】これにより、90゜移相器の各出力端子1
1,12,13,14から得られる0゜,90゜,18
0゜,270゜の出力信号は、図2中、a,b,c,d
となり、aの出力からcの出力への遅れはt1となり、
cの出力からbの出力への遅れはt2となる。Tフリッ
プフロップからなる90゜移相回路部1の回路構成上、
a,bの出力は正確に180゜の差を保つので、t1≠
t2の状態は90゜出力からのずれを意味する。
As a result, each output terminal 1 of the 90 ° phase shifter is
0 °, 90 °, 18 obtained from 1, 12, 13, 14
The output signals of 0 ° and 270 ° are a, b, c and d in FIG.
And the delay from the output of a to the output of c is t1,
The delay from the output of c to the output of b is t2. Due to the circuit configuration of the 90 ° phase shift circuit unit 1 including T flip-flops,
Since the outputs of a and b keep the difference of exactly 180 °, t1 ≠
The state of t2 means the deviation from the 90 ° output.

【0027】この状態の信号を90゜位相比較器2に入
力すると、図2中、e,fといった二倍波と90゜から
の位相ずれに応じたDCオフセット△DC2が発生す
る。なお、このような90゜位相比較器2は、ダブルバ
ランスドミキサ回路によって容易にIC(集積回路)内
に作製することができる。
When the signal in this state is input to the 90 ° phase comparator 2, a double wave such as e and f in FIG. 2 and a DC offset ΔDC2 corresponding to the phase shift from 90 ° are generated. Note that such a 90 ° phase comparator 2 can be easily manufactured in an IC (integrated circuit) by a double balanced mixer circuit.

【0028】90゜位相比較器2の出力は、ローパスフ
ィルタ3に通されることで、二倍波がカットされたあ
と、DC増幅器4で増幅される。このDC増幅器4の出
力は、90゜位相差からのずれが補正される方向に90
゜移相回路部1の入力バイアスに帰還されるので、入力
波形A,BはDCオフセットがない状態、すなわち△D
C1=0、T1=T2、t1=t2、△DC2=0の状態でロ
ックされる。これにより、この90゜移相器の各出力端
子11,12,13,14からは、常に安定した0゜,
90゜,180゜,270゜の90゜位相差の出力信号
が得られる。
The output of the 90 ° phase comparator 2 is passed through a low pass filter 3 to cut the doubled wave and then amplified by a DC amplifier 4. The output of this DC amplifier 4 is 90 ° in the direction in which the deviation from the 90 ° phase difference is corrected.
Since it is fed back to the input bias of the phase shift circuit unit 1, the input waveforms A and B have no DC offset, that is, ΔD.
It is locked in the state of C1 = 0, T1 = T2, t1 = t2, and .DELTA.DC2 = 0. As a result, the output terminals 11, 12, 13, and 14 of the 90 ° phase shifter are always stable at 0 °,
An output signal having a 90 ° phase difference of 90 °, 180 ° and 270 ° can be obtained.

【0029】つぎに、入力波形に歪みがあり、デューテ
ィ比が50%でない図3(a)に示す波形A´,B´が
90゜移相回路部1の入力端9,10に入力された場合
を説明する。このような入力波形A´,B´が入力され
ると、信号入力トランジスタTr2,Tr3のスイッチング
時間T3と、信号入力トランジスタTr1,Tr4のスイッ
チング時間T4は、T3≠T4となる。
Next, the waveforms A'and B'shown in FIG. 3A in which the input waveform is distorted and the duty ratio is not 50% are input to the input terminals 9 and 10 of the 90 ° phase shift circuit section 1. The case will be described. When such input waveforms A ′ and B ′ are input, the switching time T3 of the signal input transistors Tr2 and Tr3 and the switching time T4 of the signal input transistors Tr1 and Tr4 become T3 ≠ T4.

【0030】このような場合でも、ローパスフィルタ3
とDC増幅器4による帰還部のフィードバック機能が働
くことで、デューティ比が50%に保たれた入力波形
A,Bとなり、スイッチング時間T3,T4はT3=T4と
なることで、出力端子11,12,13,14からは正
確に90゜位相差の信号を取り出すことができる。
Even in such a case, the low-pass filter 3
And the feedback function of the feedback section of the DC amplifier 4 operates, the input waveforms A and B are maintained with the duty ratio of 50%, and the switching times T3 and T4 are T3 = T4. , 13 and 14 can accurately extract signals having a 90 ° phase difference.

【0031】なお、図1に示した90゜移相器では、T
フリップフロップからなる90゜移相回路部1をバイポ
ーラトランジスタを用いて構成しているが、90゜移相
回路部1を電界効果トランジスタ(FET)を用いて構
成することもできる。
In the 90 ° phase shifter shown in FIG. 1, T
Although the 90 ° phase shift circuit unit 1 including a flip-flop is configured by using a bipolar transistor, the 90 ° phase shift circuit unit 1 may be configured by using a field effect transistor (FET).

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明の90゜移相
器では、Tフリップフロップを用いて90゜移相回路部
を構成し、90゜位相比較器で出力の90゜からの位相
ずれを検出するとともに、この位相ずれをローパスフィ
ルタで直流成分として取り出して直流成分増幅器で増幅
したあとに、出力の位相ずれが補正できる方向に90゜
移相回路部の入力端に帰還しているので、入力信号にD
Cオフセットおよびデューティ比の変動がある場合で
も、正確な90゜位相差の出力信号が得られるという効
果がある。
As described above, in the 90 ° phase shifter of the present invention, a 90 ° phase shift circuit section is constructed using T flip-flops, and the 90 ° phase comparator shifts the output phase from 90 °. The phase shift is detected as a DC component by a low-pass filter, amplified by a DC component amplifier, and then fed back to the input end of the 90 ° phase shift circuit in a direction in which the output phase shift can be corrected. , Input signal is D
Even if there are variations in the C offset and the duty ratio, there is an effect that an output signal with an accurate 90 ° phase difference can be obtained.

【0033】また、従来のようにコンパレータやオペア
ンプを用いて回路を構成していないため、高周波におい
て動作が不安定になることはない。Tフリップフロップ
においては高速スイッチング可能なトランジスタを用い
ることにより、高周波帯においても安定に動作させるこ
とができる。
Further, since the circuit is not formed by using the comparator and the operational amplifier as in the conventional case, the operation does not become unstable at a high frequency. By using a transistor capable of high-speed switching in the T flip-flop, stable operation can be achieved even in a high frequency band.

【0034】したがって、本発明による90゜移相器
は、正確な90゜位相差の信号が要求とされる直交変復
調器用の高周波90゜移相器として好適である。また、
本発明による90゜移相器は、Tフリップフロップ、9
0゜位相比較器、ローパスフィルタおよび直流成分増幅
器によって構成できるので、回路構成が簡単であるとい
う利点もある。
Therefore, the 90 ° phase shifter according to the present invention is suitable as a high frequency 90 ° phase shifter for a quadrature modulator / demodulator that requires signals with an accurate 90 ° phase difference. Also,
A 90 ° phase shifter according to the present invention comprises a T flip-flop, a 9
Since it can be composed of a 0 ° phase comparator, a low-pass filter and a DC component amplifier, there is also an advantage that the circuit structure is simple.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による90゜移相器の一実施例を示す回
路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a 90 ° phase shifter according to the present invention.

【図2】図1の90゜移相器の動作波形を示すタイムチ
ャートである。
FIG. 2 is a time chart showing operation waveforms of the 90 ° phase shifter of FIG.

【図3】上記90゜移相器の入力信号を示す波形図であ
り、(a)は入力波形の歪みによりデューティ比が50
%に保たれていない状態を示し、(b)はフィードバッ
ク機能が働いて入力波形のデューティ比が50%に保持
された状態を示す。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an input signal of the 90 ° phase shifter, where (a) shows a duty ratio of 50 due to distortion of the input waveform.
Shows the state in which the duty ratio of the input waveform is kept at 50% due to the feedback function.

【図4】従来の90゜移相器を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional 90 ° phase shifter.

【図5】従来の他の90゜移相器を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing another conventional 90 ° phase shifter.

【図6】従来のさらに他の90゜移相器を示すブロック
図である。
FIG. 6 is a block diagram showing still another conventional 90 ° phase shifter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 90゜移相回路部 2 90゜位相比較器 3 ローパスフィルタ 4 DC増幅器 5,6 入力端子 7,8 電流源 9,10 入力端 11,12,13,14 出力端子 Tr1乃至Tr4 信号入力トランジスタ Tr5乃至Tr12 双差動トランジスタ R1乃至R4 負荷抵抗 Vc 直流電源 1 90 ° phase shift circuit section 2 90 ° phase comparator 3 low-pass filter 4 DC amplifier 5, 6 input terminal 7, 8 current source 9, 10 input terminal 11, 12, 13, 14 output terminal Tr1 to Tr4 signal input transistor Tr5 To Tr12 dual differential transistor R1 to R4 load resistance Vc DC power supply

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Tフリップフロップを用いた1/2分周
器によって構成され、2つの入力端子に互いにデューテ
ィ比を50%に保った入力信号と相補入力信号が入力さ
れることで、90゜位相差の出力信号を取り出す90゜
移相回路部と、 この90゜移相回路部の出力位相を比較する90゜位相
比較器と、 この90゜位相比較器の出力から90゜移相回路部の出
力の90゜からの位相ずれに対応した直流成分を取り出
し、出力の位相ずれが補正できるようにこの直流成分を
上記90゜移相回路部の入力端にフィードバックする帰
還部とを備えることを特徴とした90゜移相器。
1. A ½ frequency divider that uses a T flip-flop, and an input signal whose duty ratio is kept at 50% and a complementary input signal are input to two input terminals, so that 90 ° A 90 ° phase shift circuit section for extracting the output signal of the phase difference, a 90 ° phase comparator for comparing the output phases of the 90 ° phase shift circuit section, and a 90 ° phase shift circuit section for the output of the 90 ° phase comparator A feedback unit for extracting a DC component corresponding to the phase shift of the output of 90 ° from 90 ° and feeding back this DC component to the input end of the 90 ° phase shift circuit unit so that the phase shift of the output can be corrected. A characteristic 90 ° phase shifter.
【請求項2】 上記帰還部が、上記90゜位相比較器の
出力から直流成分を取り出すローパスフィルタと、この
ローパスフィルタの出力を増幅する直流成分増幅器とか
らなる請求項1記載の90゜移相器。
2. The 90 ° phase shift according to claim 1, wherein the feedback section comprises a low pass filter for extracting a DC component from the output of the 90 ° phase comparator and a DC component amplifier for amplifying the output of the low pass filter. vessel.
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