JPH11112287A - 可変位相回路 - Google Patents
可変位相回路Info
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- JPH11112287A JPH11112287A JP9265585A JP26558597A JPH11112287A JP H11112287 A JPH11112287 A JP H11112287A JP 9265585 A JP9265585 A JP 9265585A JP 26558597 A JP26558597 A JP 26558597A JP H11112287 A JPH11112287 A JP H11112287A
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Abstract
スタ縦積み3段構成であるため、デジタル携帯電話のよ
うな低電動作する機器に用いるには回路動作上余裕がな
く、適用が困難になってきた。 【解決手段】従来トランジスタ縦積み2段で構成してい
た可変利得用トランジスタとべクトル合成用トランジス
タを、トランジスタ11〜18のようにトランジスタ1
段で構成し、可変利得とべクトル合成の機能を兼備させ
ることにより、デジタル携帯電話のような低電動作する
機器に容易に適用できる。
Description
に代表されるバッテリー駆動の通信機器に用いられる可
変位相回路に関し、特に直交変復調器において90度位
相差を持つ直交搬送波信号を発生させる90度移相回路
に用いられる可変位相回路に関する。
平7−303028号公報に示すものがある。この公報
に示される90度移相回路は図4の如く、信号分配回路
100、可変位相補正回路200、位相検波回路30
0、から成り、可変位相補正回路200は、可変増幅回
路210、220とベクトル合成回路230とから成
る。信号分配回路100には信号入力端子101から入
力信号102が入力され、互いの位相差が概略90度と
なるように2つの信号103、104に分配され、それ
ぞれ信号出力端子105、106より出力される。 信
号分配回路100の信号出力端子105、106より出
力された信号は、可変位相補正回路200の可変増幅回
路210、220の信号入力端子211、221に入力
され、その出力端子212、222より出力信号21
3、223がそれぞれ出力され、ベクトル合成回路23
0に入力される。ベクトル合成回路230では、信号2
13、223の加算と引き算を行い、その出力端子23
1、232より出力信号233、234がそれぞれ出力
される。可変位相補正回路200の出力端子231、2
32より出力された信号233、234は、位相検波回
路300に入力されてこの出力信号233、234の互
いの位相差を検出し、この位相差の90度からの位相誤
差に応じた電圧を位相誤差検出信号310として出力
し、出力信号233、234の互いの位相差が90度と
なるように可変増幅回路210(或いは220)の利得
を調整する。尚、可変増幅回路210、220の出力す
る信号213、223の振幅が互いに等しいとき、出力
信号233、234の互いの位相差が90度となる。
いて図5を参照して説明する。入力端子1、2、3、4
より入力された位相差が0度または180度ではない2
信号は可変利得用トランジスタ対51、52、53、5
4により電流に変換されたのち、バイアス電圧端子35
を通してバイアスされたベクトル合成用トランジスタ対
55、56、57、58、59、60、61、62の共
通エミッタに入力され、電流の和及び差としてコレクタ
より取り出される。ここで、その取り出された電流信号
は、一端が電源端子33にそれぞれ接続された負荷抵抗
29、30、31、32において電圧に変換されたのち
出力端子7、8、9、10より出力される。また、利得
制御端子5、6に入力される利得制御電圧に応じてトラ
ンジスタ64、63のバイアス電流を変化させ、ベクト
ル合成比率kを制御する。ここで、位相差が0度または
180度ではないほぼ等振幅な2信号を各々、acos
θ、cos(θ+Δφ)(a:2波の振幅比、Δφ≠0
°、180°)とし、さらに、2信号の合成比率をkと
して和をとると、次式が得られる。
φ))2 −sin2(Δφ)}1/2 sinφA =(ka+cos(Δφ))/{(ka+c
os(Δφ))2 −sin2(Δφ)}1/2 と表される。従って、tanφA は tanφA =−(ka+cos(Δφ))/sin
(Δφ) と表せるからφA は、 φA=tan-1{−(ka+cos(Δφ))/sin
(Δφ)} となる。
差を計算すると、 kacosθ−cos(θ+Δφ) =kacosθ−cosθcos(Δφ)+sinθsin(Δφ) =(ka−cos(Δφ))cosθ+sinθsin(Δφ) ={(ka−cos(Δφ))2 +sin2(Δφ)}1/2sin(ωt+φS ) となる。この時、cosφS 及びsinφS は、 cosφS =sin(Δφ)/{(ka−cos(Δ
φ))2 +sin2(Δφ)}1/2 sinφS =(ka−cos(Δφ))/{(ka−c
os(Δφ))2 +sin2(Δφ)}1/2 と表される。従って、tanφS は tanφS =(ka−cos(Δφ))/sin(Δ
φ) と表せるからφS は、 φS =tan-1{(ka−cos(Δφ))/sin
(Δφ)} となる。
をφとすれば、 φ=φA −φS =tan-1{−(ka+cos(Δφ))/sin(Δφ)}− tan-1{(ka−cos(Δφ))/sin(Δφ)}・・・(1) で表わされ、べクトル合成比率kを変化させることによ
り、2信号の合成波の信号の位相差φを0度から180
度まで変化させることが可能となる。
利得及びべクトル合成用トランジスタ対に入力され、ト
ランジスタのコレクタに電流の和及び差として取り出さ
れ、更に負荷抵抗を通して電圧として出力端子に出力さ
れる、という動作の意味するところをベクトルを用いて
図6にて説明する。
00は、このように位相可変の機能を有するので、以下
可変位相回路と称する。
入力に入力される2信号をそれぞれベクトルα、ベクト
ルβ(以下ベクトルα、ベクトルβを単純にα、βと記
す)として表わす(α、βは角度差≠0°、180
°)。αは大きさ、位相共に固定し、βは位相は固定
し、大きさのみを変化させていく。βの大きさが無限小
から無限大に変化していくのに伴って、α+βの作る位
相とα−βの作る位相との差が無限小から180度に向
かって限りなく近づいていくことがわかる。このβの大
きさを変化させることが、回路動作としてべクトル合成
比率kを変化させることに相当する。
うにバッテリー駆動ゆえに低消費電力を追求する通信機
器の回路には、低電圧動作が要求されている。例えば、
3.0Vの電源を使用し、最低電源電圧を2.7Vとし
た場合、従来の可変位相回路では回路構成がトランジス
タ縦積み3段構成であるため、可変位相回路に必要とさ
れる最低電源電圧VCCmin は、 VCCmin =VR+3VBE+2VOUT ・・・(2) (ここで、VR は利得制御トランジスタのエミッタ抵抗
の電圧降下、VBEはトランジスタのオン電圧、VOUT は
出力端子に出力される正弦波の振幅の半値である)と成
る。この可変位相回路では、半導体素子の出来具合で決
まるトランジスタの電流増幅率、抵抗の層抵抗等のばら
つき、更に温度特性を考慮すると、最低電源電圧2.7
Vを保証する回路動作の実現は非常に困難であった。
可変位相回路を提供することにある。
は、所定の振幅、位相を有する信号及びその反転信号か
ら成る第1の入力信号対と、前記所定の振幅、位相と異
なる振幅、位相を有する信号及びその反転信号から成る
第2の入力信号対とを増幅して、それぞれ第1の出力信
号対及び第2の出力信号対として出力する増幅回路、前
記第1の出力信号対及び前記第2の出力信号対を4組の
組み合わせで加算、減算処理する信号合成回路、前記第
1の出力信号対及び前記第2の出力信号対のそれぞれ前
記第1の入力信号対及び前記第2の入力信号対に対する
増幅率を変化させる利得制御回路、から構成される可変
位相回路において、電源電位と接地電位との間がトラン
ジスタの2段積みで構成され、そのうちの1段が前記増
幅回路及び前記信号合成回路を構成し、残りの1段が前
記利得制御回路を構成することを特徴とする。
て、図1の回路図を参照して説明する。本実施形態は、
2組の利得制御用トランジスタ対と4組のべクトル合成
用トランジスタ対とを縦積み2段構成としている。即
ち、入力端子1、2、3、4より入力された位相差0度
または180度ではない2信号を電流に変換、増幅し
て、電流変換された信号の和及び差のベクトル合成を行
うべクトル合成用トランジスタ対11、12、13、1
4、15、16、17、18と、利得制御端子5,6よ
り入力される利得制御電圧に応じてベクトル合成比率k
を制御する2組の利得制御用トランジスタ対19、2
1、及び20、22と、これらの利得制御用トランジス
タ対19〜22と接地端子34との間に挿入されるエミ
ッタ抵抗23〜28と、電流を電圧に変換し出力する負
荷抵抗29〜32とから構成される。
明する。入力端子1、2、3、4より入力された位相差
が0度または180度ではない2信号は、べクトル合成
用トランジスタ対(11、12、13、14、15、1
6、17、18)によりコレクタ電流として電流変換さ
れたのち、その変換された電流の和及び差が、負荷抵抗
群29、30、31、32で電圧に変換されて出力端子
7,8,9,10より取り出される。2組の利得制御用
トランジスタ対(19、21、及び20、22)は、利
得制御端子5,6より入力される利得制御電圧に応じて
ベクトル合成比率kを制御する。本実施形態においても
従来例と同様に、位相差が0度または180度ではない
ほぼ等振幅な2信号を前述のように、acosθ、co
s(θ+Δφ)とし、さらに、2信号の合成比率をkと
して出力信号の位相差をとると、前述の(1)式が得ら
れる。従って、(1)式におけるべクトル合成比率kを
変化させることにより、2信号の合成波の位相差φを0
度から180度まで変化させることが可能となる。この
様子を表したものが図2である。べクトル合成比率k
を、利得差20logkとして横軸にして変化させた場
合、位相差φが0度から180度まで変化する様子がわ
かる。
である為、最小電源電圧VCCmin が、前述の(2)式で
表される従来回路で必要とされる最小電源電圧と異な
り、 VCCmin =VR+2VBE+2VOUT ・・・(3) (ここで、VR は利得制御トランジスタのエミッタ抵抗
の電圧降下、VBEはトランジスタのオン電圧、VOUT は
出力端子に出力される正弦波の振幅の半値である)と成
り、従来回路より約0.7V(トランジスタ1段分)低
電圧動作が可能となる。
3を参照して説明する。これは第1の実施形態における
2組の利得制御用トランジスタ対(19、21及び2
0、22)に接続されるエミッタ抵抗を抵抗36、3
7、38、39、40、41のようにT型にした回路で
あり、この構成にすると、第1の実施形態と同等の効果
が得られる。
クトル合成用トランジスタ対及び可変利得用トランジス
タ対を一段のトランジスタで構成することにより、回路
に必要とされる最小電源電圧が従来回路よりトランジス
タ1段分(約0.7V)低い可変位相回路が得られ、低
電圧駆動の通信機器等に可変位相回路を用いることが容
易となる。
回路図である。
率kを、利得制御用差動対トランジスタの利得差20l
ogkを横軸にとって変化させた場合の、位相差φの変
化する様子を示す特性図である。
路の回路図である。
相回路のブロック図である。
のベクトル図である。
べクトル合成用トランジスタ 51、52、53、54 可変利得用トランジスタ 19、20、21、22、63、64 利得制御用ト
ランジスタ 55、56、57、58、59、60、61、62
べクトル合成用トランジスタ 23、24、25、26、27、28、36、37、3
8、39、40、41、65、66 利得制御用トラ
ンジスタのエミッタ抵抗 29、30、31、32 負荷抵抗 33 電源端子 34 接地端子 35 バイアス電圧端子 100 信号分配回路 101 信号入力端子 102 入力信号 103、104 信号分配回路から出力される信号 105、106 信号出力端子 200 可変位相補正回路 210、220 可変増幅回路 211、221 信号入力端子 212、222 出力端子 213、223 出力信号 230 ベクトル合成回路 231、232 出力端子 233、234 出力信号 300 位相検波回路 310 位相誤差検出信号
Claims (5)
- 【請求項1】 所定の振幅、位相を有する信号及びその
反転信号から成る第1の入力信号対と、前記所定の振
幅、位相と異なる振幅、位相を有する信号及びその反転
信号から成る第2の入力信号対とを増幅して、それぞれ
第1の出力信号対及び第2の出力信号対として出力する
増幅回路、前記第1の出力信号対及び前記第2の出力信
号対を4組の組み合わせで加算、減算処理する信号合成
回路、前記第1の出力信号対及び前記第2の出力信号対
のそれぞれ前記第1の入力信号対及び前記第2の入力信
号対に対する増幅率を変化させる利得制御回路、から構
成される可変位相回路において、電源電位と接地電位と
の間がトランジスタの2段積みで構成され、そのうちの
1段が前記増幅回路及び前記信号合成回路を構成し、残
りの1段が前記利得制御回路を構成することを特徴とす
る可変位相回路。 - 【請求項2】 前記増幅回路及び前記信号合成回路が、
前記第1の入力信号対を入力する2組のトランジスタ対
及び前記第2の入力信号対を入力する2組のトランジス
タ対とから成る請求項1記載の可変位相回路。 - 【請求項3】 前記利得制御回路が、ベースに利得制御
電圧が供給されコレクタが前記トランジスタ対の共通エ
ミッタに接続されるトランジスタから成る請求項2記載
の可変位相回路。 - 【請求項4】 第1トランジスタ及び第2トランジスタ
がベースを共通としてかつそのベースが第1の利得制御
端子に接続され、第3トランジスタ及び第4トランジス
タがベースを共通としてかつそのベースが第2の利得制
御端子に接続され、前記第1トランジスタのエミッタが
第1抵抗の一端子及び第2抵抗の一端子に接続され、前
記第3トランジスタのエミッタが前記第1抵抗の他の端
子及び第3抵抗の一端子に接続され、前記第2抵抗の他
の端子及び前記第3抵抗の他の端子が接地され、前記第
2トランジスタのエミッタが第4抵抗の一端子及び第5
抵抗の一端子に接続され、前記第4トランジスタのエミ
ッタが前記第4抵抗の他の端子及び第6抵抗の一端子に
接続され、前記第5抵抗の他の端子及び前記第6抵抗の
他の端子が接地され、第5トランジスタ及び第9トラン
ジスタがベースを共通としてかつそのベースが第1の入
力端子に接続され、第6トランジスタ及び第10トラン
ジスタがベースを共通としてかつそのベースが第2の入
力端子に接続され、第7トランジスタ及び第12トラン
ジスタがベースを共通としてかつそのベースが第3の入
力端子に接続され、第8トランジスタ及び第11トラン
ジスタがベースを共通としてかつそのベースが第4の入
力端子に接続され、前記第5トランジスタ及び前記第6
トランジスタがエミッタを共通としてかつそのエミッタ
が前記第1トランジスタのコレクタに接続され、前記第
7トランジスタ及び前記第8トランジスタがエミッタを
共通としてかつそのエミッタが前記第3トランジスタの
コレクタに接続され、前記第9トランジスタ及び前記第
10トランジスタがエミッタを共通としてかつそのエミ
ッタが前記第2トランジスタのコレクタに接続され、前
記第11トランジスタ及び前記第12トランジスタがエ
ミッタを共通としてかつそのエミッタが前記第4トラン
ジスタのコレクタに接続され、前記第5トランジスタ及
び前記第7トランジスタがコレクタを共通としてかつそ
のコレクタが第7抵抗の一端子及び第1の出力端子に接
続され、前記第6トランジスタ及び前記第8トランジス
タがコレクタを共通としてかつそのコレクタが第8抵抗
の一端子及び第2の出力端子に接続され、前記第9トラ
ンジスタ及び前記第11トランジスタがコレクタを共通
としてかつそのコレクタが第9抵抗の一端子及び第3の
出力端子に接続され、前記第10トランジスタ及び前記
第12トランジスタがコレクタを共通としてかつそのコ
レクタが第10抵抗の一端子及び第4の出力端子に接続
され、前記第7抵抗、前記第8抵抗、前記第9抵抗及び
前記第10抵抗それぞれの他の端子が電源端子に接続さ
れることを特徴とする可変位相回路。 - 【請求項5】 請求項4記載の可変位相回路における第
1乃至第6抵抗に替えて、 一端子が前記第1トランジスタのエミッタ、他端子が第
12抵抗及び第13抵抗に接続される第11抵抗、前記
第11抵抗と接続される端子以外の端子が前記第3トラ
ンジスタのエミッタに接続される第12抵抗、前記第1
1抵抗と接続される端子以外の端子が接地される第13
抵抗、一端子が前記第2トランジスタのエミッタ、他端
子が第15抵抗及び第16抵抗に接続される第14抵
抗、前記第14抵抗と接続される端子以外の端子が前記
第4トランジスタのエミッタに接続される第15抵抗、
前記第14抵抗に接続される端子以外の端子が接地され
る第16抵抗を用いた可変位相回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26558597A JP3150086B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 可変位相回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26558597A JP3150086B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 可変位相回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11112287A true JPH11112287A (ja) | 1999-04-23 |
JP3150086B2 JP3150086B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=17419172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26558597A Expired - Fee Related JP3150086B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 可変位相回路 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3150086B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100711514B1 (ko) | 2006-02-14 | 2007-04-27 | 한양대학교 산학협력단 | 저전압 차동신호 수신기의 오프셋 보상회로와 이를 구비한저전압 차동신호 수신기 및 저전압 차동신호 수신기의오프셋 보상 방법 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26558597A patent/JP3150086B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100711514B1 (ko) | 2006-02-14 | 2007-04-27 | 한양대학교 산학협력단 | 저전압 차동신호 수신기의 오프셋 보상회로와 이를 구비한저전압 차동신호 수신기 및 저전압 차동신호 수신기의오프셋 보상 방법 |
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---|---|
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