JPH09172326A - ミキサ装置 - Google Patents

ミキサ装置

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JPH09172326A
JPH09172326A JP27651996A JP27651996A JPH09172326A JP H09172326 A JPH09172326 A JP H09172326A JP 27651996 A JP27651996 A JP 27651996A JP 27651996 A JP27651996 A JP 27651996A JP H09172326 A JPH09172326 A JP H09172326A
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Mitsuo Ariga
光夫 有家
Hiroaki Tanaka
裕明 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チョーク用のインダクタおよび大容量のコン
デンサを不要とすることにより、小型化および製造コス
トの低減が実現されるミキサ装置を提供する。 【構成】 ミキサ装置としてのミキサ1はFETQを含
む。FETQのゲートGは、第1のカップリング用コン
デンサC1を介して信号入力端子INに接続されるとと
もに、抵抗R1を介してバイアス電圧Vgに接続され
る。また、ソースSはバイパス用コンデンサC2を介し
て接地されるとともに、電源端子Tvccに接続され
る。ドレインDは、第2のカップリング用コンデンサC
3を介して信号出力端子OUTに接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種変調器、復調
器、検波器、乗算器、周波数変換器等に用いられるミキ
サ装置に関し、とくにディジタル変調器に使用されるミ
キサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のミキサ装置の構成を、変調器に用
いられる場合を例に取り、図4を用いて説明する。
【0003】図4に示す変調器は、信号入力端子I10
0、I200、I300と、信号出力端子O100、O
200と、直流電源Eと、チョーク抵抗R100、R2
00と、ミキサ装置100と、差動増幅器200と、定
電流回路300とを備えてなる。
【0004】このうち、ミキサ装置100は、FETQ
100、Q200、Q300、およびQ400を含むバ
ランスドミキサからなる。また、差動増幅器200は、
FETQ500、Q600とコンデンサC100とを含
む。定電流回路300は、FETQ700とバイアス抵
抗R300とを含む。これらミキサ装置100、差動増
幅器200、および定電流回路300は直列に接続され
ており、チョーク抵抗R100、R200を介して直流
電源Eにより給電される。
【0005】ここで、信号入力端子I100には、変調
信号Ssが入力され、信号入力端子I200には、変調
信号Ssより周波数の高い第1のローカル信号Sc1が
入力される。また、信号入力端子I300には、第1の
ローカル信号Sc1と位相が180゜度異なる第2のロ
ーカル信号Sc2が入力される。
【0006】このうち、変調信号Ssは、信号入力端子
I100を介して差動増幅器200のFETQ500の
ゲートGに入力され、FETQ500、Q600の各ド
レインDから、互いに振幅が等しく位相が180゜度異
なる被変調信号Ss1、Ss2がそれぞれ出力され、さ
らに、被変調信号Ss1、Ss2は、FETQ100、
Q200の各ソースS、およびFETQ300、Q40
0の各ソースSに与えられる。一方、第1のローカル信
号Sc1は、FETQ100、Q300の各ゲートGに
与えられ、第2のローカル信号Sc2は、FETQ20
0、Q400の各ゲートGに与えられる。
【0007】そして、FETQ100のドレインDか
ら、第1のローカル信号Sc1と被変調信号Ss1とが
混合されてなる信号が出力され、FETQ200のドレ
インから、第2のローカル信号Sc2と第1の被変調信
号Ss1とが混合されてなる信号が出力される。また、
FETQ300のドレインから、第1のローカル信号S
c1と被変調信号Ss2とが混合されてなる信号が出力
され、FETQ400のドレインから、第2のローカル
信号Sc2と被変調信号Ss2とが混合されてなる信号
が出力される。さらに、これら混合されてなる信号が合
成され、信号出力端子O100、O200から、互いに
平衡な被変調信号Ss3、Ss4が出力される。
【0008】しかしながら、ミキサ装置100において
は、電子部品一般に求められている低電圧動作および低
消費電力が実現できないという問題点があった。すなわ
ち、ミキサ装置100は、差動増幅器200および定電
流回路300に直列に接続されており、ミキサ装置10
0を動作させるためには、ミキサ装置100のFETQ
100乃至Q700の動作電圧に加えて、バイアス抵抗
R300およびチョーク抵抗R100、200に電流が
流れることにより発生する電圧降下を補填できるだけの
電圧を直流電源Eに備える必要があるため、低電圧動作
に対応できない。また、ミキサ装置100を動作させる
には電流を必要とするため、低消費電力に対応できな
い。
【0009】そこで、本発明者は、このような問題点を
解決し、低電圧動作が可能で、電力を消費しないミキサ
装置を発明し、特願平7−189224号において開示
した。このミキサ装置の構成を、変調器に用にられる場
合を例に取り、図5を用いて説明する。
【0010】図5に示す変調器は、信号入力端子I1、
I2、I3と、信号出力端子O1、O2と、ミキサ装置
11と、差動増幅器および定電流回路からなる差動増幅
部Pと、直流電源Eとを含む。
【0011】ここで、ミキサ装置11は、FETQ1
1、Q12、Q13、Q14と、コンデンサC11、C
12、C13、C14、C15と、インダクタL11、
L12、L13、L12とを含むバランスドミキサから
なるものである。このうち、コンデンサC15は、FE
TQ11乃至Q14の各ソースSと接地との間に設けら
れており、これらFETの各ソースSを直流的に浮か
し、交流的に接地する容量値を有するものである。ま
た、インダクタL11乃至L14はチョーク用のインダ
クタである。そして、ミキサ装置11は差動増幅部Pに
並列に接続されるとともに、直流電源に接続される。
【0012】このように構成される変調器においては、
信号入力端子I1を介して変調信号Ssが入力され、差
動増幅部Pから、互いに振幅が等しく位相の異なる2つ
の被変調信号Ss1、Ss2が出力される。被変調信号
Ss1、Ss2は、インダクタL11乃至L14を介し
て、FETQ11、Q14の各ドレインDにそれぞれ与
えられる。また、信号入力端子I2、I3を介して第
1、第2のローカル信号Sc1、Sc2が入力され、F
ETQ11乃至Q14において、ローカル信号Sc1、
Sc2と、被変調信号Ss1、Ss2とが混合される。
こうして混合された被変調信号は、FETQ11乃至Q
14から出力される。このとき、インダクタL11乃至
L14により、被変調信号Ss1、Ss2が変調信号S
sの方へ流出することが防止され、これら信号同士の相
殺が回避されている。そして、FETQ11乃至Q14
から出力された被変調信号は、コンデンサC11乃至C
14により合成され、信号出力端子O1、O2から、互
いに平衡な被変調信号S01、S02が出力される。
【0013】ここで、ミキサ装置11においては、FE
TQ11乃至Q14を動作させるためには、これらFE
Tの各ゲートGに対して、各ドレインDおよび各ソース
Sを正に確保できる低電圧を直流電源Eから給電できれ
ばよく、低電圧動作が可能である。
【0014】また、ミキサ装置11においては、直流電
源Eから給電されると、コンデンサC15によりFET
Q11乃至Q14の各ソースSが直流的にオープンにさ
れているため、これらのFETの各ドレインDおよび各
ソースSがそれぞれ同電位となるとともに、これらのF
ETに直流電流が流れることがない。したがって、FE
TQ11乃至Q14の消費電力がゼロとなる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ミキサ装置
11においては、複数のチョーク用のインダクタL11
乃至L14が必要であるため、ミキサ装置をIC(集積
回路)として構成する場合にICのチップ面積が大きく
なり、電子部品一般に求められる小型化が困難である。
また、低い周波数の変調信号Ssを接地に落とすため
に、コンデンサC15の容量を大きくしなければなら
ず、製造コストがかさむこととなる。
【0016】そこで、本発明においては、チョーク用の
インダクタおよび大容量のコンデンサを不要とすること
により、小型化および製造コストの低減が実現されるミ
キサ装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明にかかるミキサ装置においては、ミキサと、
バイアス電圧と、信号入力端子と、信号出力端子と、電
源端子とを備えるミキサ装置であって、前記ミキサは、
FET、バイパス用コンデンサ、第1のカップリング用
コンデンサ、および第2のカップリング用コンデンサを
含んでなり、前記FETのゲートが、前記バイアス電圧
に接続されるとともに前記第1のカップリング用コンデ
ンサを介して前記信号入力端子に接続され、前記FET
のソースが、前記バイパス用コンデンサを介して接地さ
れるとともに前記電源端子に接続され、前記FETのド
レインが、前記第2のカップリング用コンデンサを介し
て前記信号出力端子に接続されており、変調信号が前記
電源端子から直流電圧に重疂して入力され、ローカル信
号が前記信号入力端子に入力され、被変調信号が前記信
号出力端子から出力されることを特徴とする。
【0018】また、前記ミキサを2つ備え、該2つのミ
キサのドレインが互いに接続されてバランス構成されて
なり、該2つのミキサの合成被変調信号が出力されるこ
とを特徴とする。
【0019】また、ミキサと、バイアス電圧と、信号入
力端子と、信号出力端子と、電源端子とを備えるミキサ
装置であって、前記ミキサは、FET、バイパス用コン
デンサ、第1のカップリング用コンデンサ、および第2
のカップリング用コンデンサを含んでなり、前記FET
のゲートが、前記バイアス電圧に接続されるとともに前
記第1のカップリング用コンデンサを介して前記信号入
力端子に接続され、前記FETのソースが、前記第2の
カップリング用コンデンサを介して前記信号出力端子に
接続されており、前記FETのドレインが前記バイパス
用コンデンサを介して接地されるとともに前記電源端子
に接続されており、変調信号が前記電源端子から直流電
圧に重疂して入力され、ローカル信号が前記信号入力端
子に入力され、被変調信号が前記信号出力端子から出力
されることを特徴とする。
【0020】また、前記ミキサを2つ備え、該2つのミ
キサのソースが互いに接続されてバランス構成されてな
り、該2つのミキサの合成被変調信号が出力されること
を特徴とする。
【0021】本発明にかかるミキサ装置によれば、FE
Tのドレインまたはソースが、変調信号の入力と被変調
信号の出力とに共用されないため、被変調信号が変調信
号の方へ流出する恐れがない。したがって、このような
被変調信号の流出を防止するためのインダクタが必要と
なり、小型化が実現される。
【0022】また、変調信号がFETのソースから入力
されるため、大容量のコンデンサが不要となり、製造コ
ストが低減される。
【0023】さらに、FETのドレイン−ソース間に直
流の経路がないことから、直流電流が流れず、電力の消
費がゼロとなる。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施例にかかるミ
キサ装置の構成を図面を用いて説明する。
【0025】本実施例のミキサ装置は、図1に示すミキ
サ1を備えてなる。ミキサ1を構成するFETQのゲー
トGは、第1のカップリング用コンデンサC1を介して
信号入力端子INに接続されるとともに、抵抗R1を介
してバイアス電圧Vgに接続される。また、ソースSは
バイパス用コンデンサC2を介して接地されるととも
に、電源端子Tvccに接続される。ドレインDは、第
2のカップリング用コンデンサC3を介して信号出力端
子OUTに接続される。
【0026】次に、このように構成されるミキサ装置が
どのように動作するかを説明する。まず、FETQの電
源端子Tvccに、この電源端子Tvccの直流電圧V
ccに重畳して変調信号fmが入力され、信号入力端子
INからローカル信号fcがバイアス電圧Vgに重畳し
て入力される。そして、変調された被変調信号(fc±
fm)が信号出力端子OUTから出力される。ここで、
バイパス用コンデンサC2は、ローカル信号fcに対し
てローインピーダンス、変調信号fmに対してハイイン
ピーダンスとなるようにキャパシタンスの値が設定され
る。
【0027】本実施例にかかるミキサ装置によれば、F
ETQのドレインDまたはソースSが、変調信号の入力
と被変調信号の出力とに共用されないため、被変調信号
(fc±fm)が変調信号fmの方へ流出する恐れがな
い。したがって、このような被変調信号(fc±fm)
の流出を防止するためのインダクタが必要となる。その
結果、とくに、ミキサ装置を集積回路(IC)として構
成する場合、チップ面積が小さくなり、小型化が実現さ
れる。
【0028】また、変調信号fmがFETQのソースS
から入力されるため、大容量のコンデンサが不要とな
り、製造コストが低減される。
【0029】また、バイパス用コンデンサC2および第
2のカップリング用コンデンサC3により直流の通路が
遮断されているため、FETQのドレインD−ソースS
間に直流電流が流れず、電力の消費がゼロとなる。
【0030】なお、図1の回路において、FETQのソ
ースSとドレインDとを入れ替えてもよい。すなわち、
ソースSが、第2のカップリング用コンデンサC3を介
して信号出力端子OUTに接続され、ドレインDが、バ
イパス用コンデンサC2を介してグランドに接続される
とともに、電源端子Tvccに接続される構成となって
いても、上記実施例と同様の効果が得られる。
【0031】次に、本発明の第2の実施例にかかるミキ
サ装置の構成を図面を用いて説明する。
【0032】本実施例のミキサ装置は、図2に示すバラ
ンスドミキサ2を備えてなる。バランスドミキサ2は、
図1に示すミキサ1と同様の構成を有する第1のミキサ
3および第2のミキサ4がバランス構成されてなるもの
である。ここで、第1のミキサ3を構成する第1のFE
TQ1のドレインDと、第2のミキサ4を構成する第2
のFETQ2のドレインDとは互いに接続され、第2の
カップリング用コンデンサC3およびバイアス電圧Vg
が第1、第2のミキサ3、4で共用のものとされてい
る。
【0033】次に、このように構成されるミキサ装置が
どのように動作するかを説明する。まず、第1のFET
Q1の電源端子Tvccに、この電源端子Tvccの直
流電圧VCCに重疂して変調信号(0゜)が印加され
る。また、同様に、第2のFETQ2の直流電圧VCC
に重疂して変調信号(180゜)が印加される。
【0034】また、第1のFETQ1の信号入力端子I
Nに、バイアス電圧Vgに重畳してローカル信号(0
゜)が印加される。さらに、同様に、第2のFETQ2
の信号入力端子INに、バイアス電圧Vgに重畳してロ
ーカル信号(180゜)が印加される。
【0035】そして、第1のFETQ1において変調さ
れた信号と、第2のFETQ2において変調された信号
とが合成されてなる被変調信号(fc±fm)が信号出
力端子OUTから出力される。
【0036】この場合、第1、第2のFETQ1、FE
TQ2の各ソースSにそれぞれ接続されているバイパス
用コンデンサC21、C22は、ローカル信号fcに対
してローインピーダンス、変調信号fmに対してハイイ
ンピーダンスとなるようにキャパシタンスの値が設定さ
れる。また、第1、第2のFETQ1、FETQ2の各
ドレインDに接続されている第2のカップリング用コン
デンサC3は、被変調信号(fc±fm)に対してロー
インピーダンス、変調信号fmに対してハイインピーダ
ンスとなるようにキャパシタンスの値が設定される。
【0037】本実施例にかかるミキサ装置によれば、第
1、第2のFETQ1、Q2の各ドレインDまたは各ソ
ースSが、変調信号fmの入力と被変調信号(fc±f
m)の出力とに共用されないため、被変調信号(fc±
fm)が変調信号fmの方へ流出する恐れがない。した
がって、このような被変調信号(fc±fm)の流出を
防止するためのインダクタが不要となる。その結果、と
くに、ミキサ装置を集積回路(IC)として構成する場
合、チップ面積が小さくなり、小型化が実現される。
【0038】また、変調信号fmがFETQ1、FET
Q2の各ソースSから入力されるため、大容量のコンデ
ンサが不要となり、製造コストが低減される。
【0039】また、バイパス用コンデンサC2および第
2のカップリング用コンデンサC3により直流の通路が
遮断されているため、FETQ1、FETQ2のドレイ
ンD−ソースS間に直流電流が流れず、電力の消費がゼ
ロとなる。
【0040】また、本実施例にかかるミキサ装置によれ
ば、回路素子の一部を2つのミキサで共用させて、バラ
ンスドミキサを構成しているため、ミキサのディスクリ
ート部品を2つ組み合わせてバランスドミキサを構成し
た場合に比べて小型となり、とくに、ミキサ装置を集積
回路(IC)として構成する場合、チップ面積が小さく
なり、小型化が実現される。
【0041】また、本実施例にかかるミキサ装置はバラ
ンスドミキサからなるため、バランスドミキサに関して
一般に知られているように、被変調信号を(n・fc±
m・fm)とし、n、mをそれぞれ正の整数とした場
合、(n+m)が奇数となる周波数成分が低減されるこ
ととなる。
【0042】次に、本実施例にかかるミキサ装置の周波
数に対する出力特性についての実験結果を示す。
【0043】本実験は下表1に示す条件にて行われ、図
3に示すように、所望の被変調信号(fc±fm)と不
要波のうち最高レベルのもの(fc±fm)との差が3
5dB以上となり、良好な特性が得られた。
【0044】
【表1】
【0045】なお、図2に示す回路において、第1、第
2のFETQ1、FETQ2において、それぞれドレイ
ンDとソースSとを入れ替えてもよい。すなわち、第
1、第2のFETQ1、FETQ2のソースS、Sが互
いに接続され、これらソースS、Sが、カップリング用
のコンデンサC3を介して信号出力端子OUTに接続さ
れ、ドレインDが、バイパス用のコンデンサC2を介し
て接地されるとともに、電源端子Tvccに接続される
構成であっても、上記実施例と同様の効果が得られる。
【0046】
【発明の効果】本発明にかかるミキサ装置によれば、F
ETのドレインまたはソースが、変調信号の入力と被変
調信号の出力とに共用されないため、被変調信号が変調
信号の方へ流出する恐れがなく、このような被変調信号
を防ぐためのチョーク用のインダクタが不要となる。し
たがって、とくに、ミキサ装置を集積回路(IC)とし
て構成する場合、チップ面積が小さくなり、低コストか
つ小型のミキサ装置が実現される。
【0047】また、本発明にかかるミキサ装置によれ
ば、変調信号がFETのソースから入力されるため、大
容量のコンデンサが不要となり、小型化および製造コス
トの低減が実現される。
【0048】また、本発明にかかるミキサ装置によれ
ば、FETのドレインおよびソースの直流の通路がコン
デンサにより遮断されているため、ドレイン−ソース間
に直流電流が流れず、電力の消費がゼロとなる。
【0049】また、本発明にかかるミキサ装置がバラン
スドミキサからなる場合、回路素子の一部を2つのミキ
サで共用させると、ミキサのディスクリート部品を2つ
組み合わせてバランスドミキサとした場合に比べて小型
となり、とくに、ミキサ装置を集積回路(IC)として
構成する場合、チップ面積が小さくなり、小型化が実現
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例にかかるミキサ装置を示
す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例にかかるミキサ装置を示
す回路図である。
【図3】図2のミキサ装置における周波数に対する出力
特性を示す出力特性図である。
【図4】従来のミキサ装置を示す回路図である。
【図5】従来の他のミキサ装置を示す回路図である。
【符号の説明】
1、3、4 ミキサ 2 バランスドミキサ C1、C21、c22、C3 コンデンサ IN 入力端子 OUT 信号出力端子 Tvcc 電源端子 Vg バイアス電圧 fc ローカル信号 fm 変調信号 fc±fm 被変調信号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ミキサと、バイアス電圧と、信号入力端
    子と、信号出力端子と、電源端子とを備えるミキサ装置
    であって、 前記ミキサは、FET、バイパス用コンデンサ、第1の
    カップリング用コンデンサ、および第2のカップリング
    用コンデンサを含んでなり、 前記FETのゲートが、前記バイアス電圧に接続される
    とともに前記第1のカップリング用コンデンサを介して
    前記信号入力端子に接続され、前記FETのソースが、
    前記バイパス用コンデンサを介して接地されるとともに
    前記電源端子に接続され、前記FETのドレインが、前
    記第2のカップリング用コンデンサを介して前記信号出
    力端子に接続されており、 変調信号が前記電源端子から直流電圧に重疂して入力さ
    れ、ローカル信号が前記信号入力端子に入力され、被変
    調信号が前記信号出力端子から出力されることを特徴と
    するミキサ装置。
  2. 【請求項2】 前記ミキサを2つ備え、該2つのミキサ
    のドレインが互いに接続されてバランス構成されてな
    り、該2つのミキサの合成被変調信号が出力されること
    を特徴とする請求項1に記載のミキサ装置。
  3. 【請求項3】 ミキサと、バイアス電圧と、信号入力端
    子と、信号出力端子と、電源端子とを備えるミキサ装置
    であって、 前記ミキサは、FET、バイパス用コンデンサ、第1の
    カップリング用コンデンサ、および第2のカップリング
    用コンデンサを含んでなり、 前記FETのゲートが、前記バイアス電圧に接続される
    とともに前記第1のカップリング用コンデンサを介して
    前記信号入力端子に接続され、前記FETのソースが、
    前記第2のカップリング用コンデンサを介して前記信号
    出力端子に接続されており、前記FETのドレインが前
    記バイパス用コンデンサを介して接地されるとともに前
    記電源端子に接続されており、 変調信号が前記電源端子から直流電圧に重疂して入力さ
    れ、ローカル信号が前記信号入力端子に入力され、被変
    調信号が前記信号出力端子から出力されることを特徴と
    するミキサ装置。
  4. 【請求項4】 前記ミキサを2つ備え、該2つのミキサ
    のソースが互いに接続されてバランス構成されてなり、
    該2つのミキサの合成被変調信号が出力されることを特
    徴とする請求項3に記載のミキサ装置。
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