JPH10242880A - ミキサ回路 - Google Patents

ミキサ回路

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JPH10242880A
JPH10242880A JP3811097A JP3811097A JPH10242880A JP H10242880 A JPH10242880 A JP H10242880A JP 3811097 A JP3811097 A JP 3811097A JP 3811097 A JP3811097 A JP 3811097A JP H10242880 A JPH10242880 A JP H10242880A
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JP
Japan
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signal
mixer
output signal
output
phase shifter
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Application number
JP3811097A
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Akira Morita
亮 森田
Shunichi Anzai
俊一 安西
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Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 RF信号およびIF信号を入力してベースバ
ンド信号に周波数変換して出力するICに大容量による
段間接続を必要とせずに、所望のバベースバンド信号を
取り出すミキサ回路を提供する。 【解決手段】 入力端子1より供給される入力信号と局
部発振器OSCより出力される入力信号の周波数スペク
トルの中心の1/2の周波数である局発信号とをミキサ
3で混合する。ミキサ3の出力信号と局部発振器OSC
の局発信号とをミキサ4で混合する。ミキサ4の出力信
号からローパスフィルタ5を介してベースバンド信号を
取り出すことにより、不要な直流成分のないベースバン
ド信号を、出力端子6より取り出すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、RF信号または
IF信号をベースバンド信号に周波数変換するミキサ回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、RF信号およびIF信号を入力し
てベースバンド信号に周波数変換して出力するIC(集
積回路)では、局発信号がICの入力端子に漏洩した場
合、IC内のミキサ回路にて局発信号の自己混合によっ
て不要な直流成分が発生する、という問題があり、これ
を解決するために発生した直流成分と所望のベースバン
ド信号を分離する大容量による段間接続が必要であっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のミキサ回路で必要とするような大容量は、一般的にI
Cへの内蔵化は困難であるため、ICピン数や外付け部
品点数の増加を招き、ICおよびモジュール全体の製造
コスト増加につながる、という問題があった。
【0004】この発明では、RF信号およびIF信号を
入力してベースバンド信号に周波数変換して出力するI
Cに大容量による段間接続を必要とせずに、所望のバベ
ースバンド信号を取り出すミキサ回路を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明のミキサ回路では入力信号と入力信号
の周波数スペクトルの中心の1/2の周波数である局発
信号とを混合する第1のミキサと、前記第1のミキサの
出力信号と前記局発信号とを混合する第2のミキサと、
前記第2のミキサの出力信号からベースバンド信号を取
り出すフィルタとを備えたことを特徴とする。
【0006】上記した手段により、入力信号の中心周波
数の1/2の周波数である局発信号を、入力信号と2度
混合することによって、局発信号の自己混合によってミ
キサで発生する直流成分をキャンセルすることにより、
不要な直流成分のないベースバンド信号を取り出すこと
ができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、こ
の発明の第1の実施の形態について説明するための回路
構成図である。図1において、入力端子1には中心周波
数がfo のRF信号またはIF信号を入力する。ここで
中心周波数とはRF信号またはIF信号の周波数スペク
トルの中心を表わすものとする。また入力端子2には周
波数がfo /2の局部発振器OSCの局発信号を入力す
る。入力端子1,2の入力信号をミキサ3に入力して混
合し、さらにミキサ3の出力信号と入力端子2の入力信
号をミキサ4にて混合する。ミキサ4の出力信号からロ
ーパスフィルタ5にて不要成分を除去し、出力端子6よ
りベースバンド信号を出力する。
【0008】一方、入力端子1に局部発振器OSCから
の局発信号の漏洩があった場合、局発信号はミキサ3と
ミキサ4にて自己混合が2回行われた結果、元の局発信
号とその高調波成分となり直流成分とはならない。その
ためローパスフィルタ5を用いて除去することができ
る。
【0009】なお、実際のICの場合、ICピン間の漏
洩に比べて回路パターン内の漏洩は無視できるほど小さ
いと考えられるため、ここでは局発信号が直接ミキサ4
入力へ漏洩することは考慮しない。
【0010】以下に、上記の信号処理を計算式を用いて
説明する。ここでは簡単にするため各信号の振幅は1と
し、位相は無視する。入力端子1の入力信号と入力端子
2の入力信号をそれぞれ、 A=sin(ωa),B=sin(ωo/2) とすると、ミキサ3では sin(ωa)×sin(ωo/2) =−1/2 ×cos(ωa +ωo/2)+1/2 ×cos(ωa −ωo/2) … (1) となる。さらに、ミキサ4では { −1/2 ×cos(ωa +ωo/2)+1/2 ×cos(ωa −ωo/2)} ×sin(ωo/2) =−1/4 ×sin(ωa +ωo)+1/2 ×sin(ωa)−1/4 ×sin(ωa −ωo) … (2) となり、ローパスフィルタ5にて(2)式の第1項と第
2項を除去することにより、所望のベースバンド信号を
得ることができる。
【0011】一方、入力信号Bが入力端子1に漏洩した
場合、ミキサ3では sin(ωo/2)×sin(ωo/2) =−1/2 ×cos(ωo)+1/2 ×cos(0) … (3) となり、(3)式の第2項は直流成分であるが、ミキサ
4では { −1/2 ×cos(ωo)+1/2 ×cos(0)} ×sin(ωo/2) =−1/4 ×sin(3 ωo/2)+3/4 ×sin(ωo/2) … (4) となり直流成分はなくなるので、ローパスフィルタ5に
て除去できる。
【0012】以上のようにして、局発信号の自己混合に
よる直流成分のないベースバンド信号を端子6より得る
ことができる。
【0013】図2は、この発明の第2の実施の形態につ
いて説明するための回路構成図である。図2において、
入力端子7にはQPSK変調された中心周波数がfo の
RF信号またはIF信号を入力する。また、入力端子8
には局部発振器OSCより周波数がfo /2の局発信号
を入力する。移相器9,10,11,12にて局発信号
を、 |θ1+θ2−θ3−θ4|=90゜ を満たすθ1,θ2,θ3,θ4だけそれぞれ移相す
る。例えば、ミキサ13とミキサ14の間、並びにミキ
サ17とミキサ18の間にそれぞれフィルタ等によって
構成される移相器を設けて、各信号をそれぞれθ5,θ
6だけ移相させた場合は、θ1,θ2,θ3,θ4,θ
5,θ6が、 |θ1+θ2−θ3−θ4+θ5−θ6|=90゜ を満たしていればよい。
【0014】図2において入力端子7の入力信号と移相
器9の出力信号をミキサ13にて混合し、ミキサ13の
出力信号と移相器10の出力信号をミキサ14にて混合
する。ミキサ14の出力信号からローパスフィルタ15
にて不要成分を除去し、出力端子16よりベースバンド
信号を出力する。また、入力端子7の入力信号と移相器
11の出力信号をミキサ17にて混合し、ミキサ17の
出力信号と移相器12の出力信号をミキサ18にて混合
する。ミキサ18の出力信号から、ローパスフィルタ1
9にてその信号の不要成分を除去し、出力端子20より
ベースバンド信号を出力する。
【0015】以上の信号処理によって、出力端子16と
20より出力されるベースバンド信号は、90゜の位相
差を持つI,Q信号となる。もちろん第1の実施の形態
と同様に、入力端子7に局発信号が漏洩した場合、局発
信号はミキサ13とミキサ14およびミキサ17とミキ
サ18にてそれぞれ自己混合が2回行われた結果、直流
成分とはならないため、ローパスフィルタ15およびロ
ーパスフィルタ19にて除去できる。
【0016】つぎに、移相器9〜12の移相をθ1,θ
2,θ3,θ4とし、それぞれ0゜,90゜,45゜,
135゜の関係にある場合を例とした場合について計算
式を用いて説明する。
【0017】入力端子7の入力信号と入力端子8の入力
信号をそれぞれ A=sin(ωa),B=sin(ωo/2) とすると、ミキサ13の出力信号は、 sin(ωa)×sin(ωo/2 +0 ゜) =−1/2 ×cos(ωa +ωo/2)+1/2 ×cos(ωa −ωo/2) … (5) となる。さらにミキサ14の出力信号は、 { −1/2 ×cos(ωa +ωo/2)+1/2 ×cos(ωa −ωo/2)} ×sin(ωo/2 + 90゜) =−1/4 ×sin(ωa +ωo +90゜) −1/4 ×sin(ωa −ωo −90゜) … (6) となり、ローパスフィルタ15にて(6)式の第1項を
除去することにより所望のベースバンド信号を得ること
ができる。
【0018】また、ミキサ17の出力信号は、 sin(ωa)×sin(ωo/2 +45゜) =−1/2 ×cos(ωa +ωo/2 +45゜) +1/2 ×cos(ωa −ωo/2 −45゜) … (7) となる。さらに、ミキサ18の出力信号は、 { −1/2 ×cos(ωa +ωo/2 +45゜) +1/2 ×cos(ωa −ωo/2 −45゜)} ×sin(ωo/2 +135 ゜) =−1/4 ×sin(ωa +ωo +180 ゜) −1/4 ×sin(ωa −ωo −180 ゜) … (8) となり、ローパスフィルタ19にて(8)式の第1項を
除去することにより所望のベースバンド信号を得ること
ができる。
【0019】(6)式と(8)式の比較から明らかなよ
うに、出力端子16の出力信号と出力端子20の出力信
号は、90゜の位相差を持つ。また、(2)式と(6)
式および(8)式の比較から明らかなように不要信号成
分が最小となるため、次段のフィルタ設計が容易になる
という利点がある。
【0020】一方、入力信号が入力端子7に漏洩した場
合、ミキサ13では、 sin(ωo/2)×sin(ωo/2 +0 ゜) =−1/2 ×cos(ωo)+1/2 ×cos(0) … (9) となり、(9)式の第2項は直流成分であるが、ミキサ
14にて { −1/2 ×cos(ωo)+1/2 ×cos(0)} ×sin(ωo/2 +90゜) =−1/4 ×sin(3 ωo/2 +90゜) +3/4 ×sin(ωo/2 +90゜) … (10) となり直流成分はなくなるので、ローパスフィルタ15
にて除去できる。またミキサ17,18においても同様
の出力結果であり、ローパスフィルタ19にて除去でき
る。
【0021】以上のようにして、局発信号の自己混合に
よる直流成分のないI,Q信号を、出力端子16,20
より得ることができる。
【0022】図3は、この発明の第3の実施の形態につ
いて説明するための回路構成図である。図3において入
力端子35にはQPSK変調された中心周波数がfo の
RF信号またはIF信号を入力する。また、入力端子3
6には、局部発振器OSCより周波数がfo /2の局発
信号を入力する。移相器37にて局発信号を45゜移相
する。入力端子35の入力信号と局発信号をミキサ38
にて混合し、ミキサ38の出力信号と局発信号をミキサ
39にて混合する。ミキサ39の出力信号からローパス
フィルタ40にて不要成分を除去し、出力端子41より
ベースバンド信号を出力する。また、入力端子35の入
力信号と移相器37の出力信号をミキサ42にて混合
し、ミキサ42の出力信号と移相器37の出力信号をミ
キサ43にて混合する。ミキサ43の出力信号からロー
パスフィルタ44にて不要成分を除去し、出力端子45
よりベースバンド信号を出力する。
【0023】このような信号処理によって、この実施の
形態では移相器を1個に削減しても、図2の実施の形態
と同様の効果を得ることができる。
【0024】図4は、この発明の第4の実施の形態につ
いて説明するための回路構成図である。図4において、
入力端子46にはQPSK変調された中心周波数がfo
のRF信号またはIF信号を入力する。また、入力端子
47には局部発振器OSCより周波数がfo /2の局発
信号を入力する。移相器48にて局発信号を90゜移相
する。入力端子46の入力信号と局発信号をミキサ49
にて混合し、ミキサ49の出力信号と局発信号をミキサ
50にて混合する。ミキサ50の出力信号からローパス
フィルタ51にて不要成分を除去し、出力端子52より
ベースバンド信号を出力する。またミキサ49の出力信
号と移相器48の出力信号をミキサ53にて混合する。
ミキサ53の出力信号からローパスフィルタ54にて不
要成分を除去し、出力端子55よりベースバンド信号を
出力する。
【0025】このような信号処理を行うこの実施の形態
では、移相器を1個、ミキサを3個に削減しても、図2
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のミキサ
回路によれば、入力信号を供給する入力端子に局部発振
器より生成された局発信号が漏洩した場合でも、出力信
号には直流成分が現れないため、大容量による段間接続
を必要とせずに、所望のベースバンド信号のみを取り出
すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態について説明する
ための回路構成図。
【図2】この発明の第2の実施の形態について説明する
ための回路構成図。
【図3】この発明の第3の実施の形態について説明する
ための回路構成図。
【図4】この発明の第4の実施の形態について説明する
ための回路構成図。
【符号の説明】
1,2,7,8,35,36,46,47…入力端子、
3,4,13,14,17,18,38,39,42,
43,49,50,53…ミキサ、5,15,19,4
0,44,51,54…ローパスフィルタ、9〜12,
37,48…移相器、OSC…局部発振器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号と入力信号の周波数スペクトル
    の中心の1/2の周波数である局発信号とを混合する第
    1のミキサと、 前記第1のミキサの出力信号と前記局発信号とを混合す
    る第2のミキサと、 前記第2のミキサの出力信号からベースバンド信号を取
    り出すフィルタとを備えたことを特徴とするミキサ回
    路。
  2. 【請求項2】 被検波信号と該信号の周波数スペクトル
    の中心の1/2の周波数である局発信号の位相を、θ
    1,θ2,θ3,θ4だけそれぞれ移相する第1、第
    2、第3および第4の移相器と、 前記被検波信号と前記第1の移相器の出力信号とを混合
    する第1のミキサと、 前記第1のミキサの出力信号の位相を、θ5だけ移相す
    る第5の移相器と、 前記第5の移相器の出力信号と前記第2の移相器の出力
    信号とを混合する第2のミキサと、 前記第2のミキサの出力信号からベースバンド信号を取
    り出す第1のフィルタと、 前記被検波信号と前記第3の移相器の出力信号とを混合
    する第3のミキサと、 前記第3のミキサの出力信号の位相を、θ6だけ移相す
    る第6の移相器と、 前記第6の移相器の出力信号と前記第4の移相器の出力
    信号とを混合する第4のミキサと、 前記第4のミキサの出力信号からベースバンド信号を取
    り出す第2のフィルタとを備え、 前記θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6が、|θ1+
    θ2−θ3−θ4+θ5−θ6|=90゜の関係を満た
    してなることを特徴とするミキサ回路。
  3. 【請求項3】 被検波信号と該信号の周波数スペクトル
    の中心の1/2の周波数である局発信号の位相を、θ
    1,θ2,θ3,θ4だけそれぞれ移相する第1、第
    2、第3および第4の移相器と、 前記被検波信号と前記第1の移相器の出力信号とを混合
    する第1のミキサと、 第1のミキサの出力信号と前記第2の移相器の出力信号
    とを混合する第2のミキサと、 第2のミキサの出力信号からベースバンド信号を取り出
    す第1のフィルタと、 前記被検波信号と前記第3の移相器の出力信号とを混合
    する第3のミキサと、 第3のミキサの出力信号と前記第4の移相器の出力信号
    とを混合する第4のミキサと、 第4のミキサの出力信号からベースバンド信号を取り出
    す第2のフィルタとを備え、前記θ1,θ2,θ3,θ
    4が、|θ1+θ2−θ3−θ4|=90゜の関係を満
    たしてなることを特徴とするミキサ回路。
  4. 【請求項4】 前記θ1,θ2,θ3,θ4が、|θ1
    −θ2|=|θ3−θ4|=90゜および|θ1+θ2
    −θ3−θ4|=90゜の関係を満たしてなることを特
    徴とする請求項3記載のミキサ回路。
  5. 【請求項5】 被検波信号と該信号の周波数スペクトル
    の中心の1/2の周波数である局発信号の位相を45゜
    移相する移相器と、 前記被検波信号と前記局発信号とを混合する第1のミキ
    サと、 前記第1のミキサの出力信号と前記局発信号とを混合す
    る第2のミキサと、 前記第2のミキサの出力信号からベースバンド信号を取
    り出す第1のフィルタと、 前記被検波信号と前記移相器の出力信号とを混合する第
    3のミキサと、 前記第3のミキサの出力信号と前記移相器の出力信号と
    を混合する第4のミキサと、 第4のミキサの出力信号からベースバンド信号を取り出
    す第2のフィルタとを備えたことを特徴とするミキサ回
    路。
  6. 【請求項6】 被検波信号と該信号の周波数スペクトル
    の中心の1/2の周波数である局発信号の位相を90゜
    移相する移相器と、 前記被検波信号と前記局発信号とを混合する第1のミキ
    サと、 前記第1のミキサの出力信号と前記局発信号とを混合す
    る第2のミキサと、 前記第2のミキサの出力信号からベースバンド信号を取
    り出す第1のフィルタと、 前記第1のミキサの出力信号と前記移相器の出力信号と
    を混合する第3のミキサと、 前記第3のミキサの出力信号からベースバンド信号を取
    り出す第2のフィルタとを備えたことを特徴とするミキ
    サ回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100382590B1 (ko) * 2001-06-14 2003-05-09 (주)유피텍 다중 신호 발생장치
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JP2012217157A (ja) * 2011-03-30 2012-11-08 Asahi Kasei Electronics Co Ltd ミキサ回路

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