JPH11122046A - Analog multiplication circuit - Google Patents

Analog multiplication circuit

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JPH11122046A
JPH11122046A JP28041997A JP28041997A JPH11122046A JP H11122046 A JPH11122046 A JP H11122046A JP 28041997 A JP28041997 A JP 28041997A JP 28041997 A JP28041997 A JP 28041997A JP H11122046 A JPH11122046 A JP H11122046A
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collector
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analog multiplication circuit for a high frequency with less carrier signal leakage. SOLUTION: For this analog multiplication circuit, a gilbert cell type multiplication circuit is constituted of a first differential circuit by a pair of transistors 605 and 606, a second differential circuit by a pair of transistors 601 and 602 and a third differential circuit by a pair of transistors 603 and 604. Then, to a load resistor 627 of the transistor 601 and a load resistor 628 of the transistor 604, carrier signal overshoot compensation means 101 and 102 are respectively connected in parallel. Since the carrier signal overshoot compensation means 101 and 102 are operated so as to reduce an overshoot current generated, when the transistors 601 and 603 and the transistors 602 and 604 are turned on, flowing to the respective load resistors 627 and 628, the overshoot of carrier signals is reduced, and the leakage to an output terminal of the carrier signals is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明のアナログ乗算回路
は、特に高周波アナログ信号の乗算機能を有するギルバ
ート・セル型乗算回路のキャリアリークと2倍波の低減
を図ったアナログ乗算回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analog multiplying circuit for a Gilbert cell type multiplying circuit having a function of multiplying a high-frequency analog signal to reduce carrier leakage and a double wave.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりアナログ乗算回路としてギルバ
ート・セル型乗算回路が広く知られている。例えば、特
公昭48−20932号公報には、ギルバート・セル型
乗算回路を用いたアナログ乗算器の構成が記載されてい
る。
2. Description of the Related Art A Gilbert cell type multiplier has been widely known as an analog multiplier. For example, Japanese Patent Publication No. 48-20932 discloses a configuration of an analog multiplier using a Gilbert cell type multiplier.

【0003】かかる乗算回路は、平衡形式の第1の高周
波信号と第2の高周波信号とを乗算し、出力端子に上記
2つの高周波信号の乗算結果を平衡形式で出力する。一
般には、このアナログ乗算回路は変調器に用いられるこ
とが多く、第2の高周波信号(被変調信号=キャリア信
号)を第1の高周波信号(変調信号=ベースバンド信号
等)で変調して平衡変調信号を得ている。
Such a multiplication circuit multiplies a first high-frequency signal and a second high-frequency signal in a balanced form, and outputs the result of multiplication of the two high-frequency signals to an output terminal in a balanced form. Generally, this analog multiplication circuit is often used for a modulator, and a second high-frequency signal (modulated signal = carrier signal) is modulated by a first high-frequency signal (modulated signal = baseband signal or the like) to be balanced. I have a modulated signal.

【0004】具体的に従来の高周波変調器に用いられる
ギルバート・セル型アナログ乗算回路について図面を用
いて説明する。
A Gilbert cell type analog multiplying circuit used in a conventional high frequency modulator will be specifically described with reference to the drawings.

【0005】図8は、従来のアナログ乗算回路の回路図
を示したものである。
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional analog multiplication circuit.

【0006】本図において、6個のトランジスタ601
〜606を用いて3個の差動増幅回路を構成している。
In the figure, six transistors 601
To 606 constitute three differential amplifier circuits.

【0007】すなわち、第1の差動増幅器は、抵抗61
5と616を介して2つのトランジスタ605と606
のエミッタどうしを接続し、抵抗615と616の接続
点を共通の定電流源631を通して接地し、入力端子6
21と622との間に受けた平衡形式の第1の高周波信
号(BB信号)をトランジスタ605と606のベース
に印加する。
That is, the first differential amplifier includes a resistor 61
5 and 616 via two transistors 605 and 606
Are connected to each other, the connection point of the resistors 615 and 616 is grounded through a common constant current source 631, and the input terminal 6
A first high frequency signal (BB signal) in a balanced form received between 21 and 622 is applied to the bases of transistors 605 and 606.

【0008】第2の差動増幅器は、2つのトランジスタ
601および602のエミッタを共通接続してその接続
点とトランジスタ605のコレクタを接続し、入力端子
623と624との間に受けた平衡形式の第2の高周波
信号(キャリア信号)をトランジスタ601と602の
ベースに印加する。
In the second differential amplifier, the emitters of two transistors 601 and 602 are connected in common, the connection point is connected to the collector of transistor 605, and the balanced type received between input terminals 623 and 624 is connected. A second high-frequency signal (carrier signal) is applied to the bases of the transistors 601 and 602.

【0009】第3の差動増幅器は、2つのトランジスタ
603および604のエミッタを共通接続しその接続点
をトランジスタ606のコレクタに接続し、第2の高周
波信号をトランジスタ603及び604のベースに印加
している。
The third differential amplifier connects the emitters of the two transistors 603 and 604 in common, connects the connection point to the collector of the transistor 606, and applies the second high-frequency signal to the bases of the transistors 603 and 604. ing.

【0010】そして、上記第2及び第3の差動増幅回路
の片側のトランジスタ(トランジスタ601及び60
3)のコレクタどうしが共通接続され、その接続点62
5には電源620と抵抗627を介して接続される。
The transistors (transistors 601 and 60) on one side of the second and third differential amplifier circuits are used.
The collectors of 3) are commonly connected, and the connection point 62
5 is connected to a power supply 620 via a resistor 627.

【0011】また、上記第2及び第3の差動増幅回路の
他方のトランジスタ(トランジスタ602及び604)
のコレクタどうしが共通接続され、その接続点626に
は電源620と抵抗628を介して接続される。
The other transistors (transistors 602 and 604) of the second and third differential amplifier circuits
Are connected in common, and a connection point 626 is connected to a power supply 620 and a resistor 628.

【0012】これら接続点625と626は、上記第2
の高周波信号が第1の高周波信号によって変調された平
衡変調信号が生じる出力端子となっている。なお、入力
端子621から624にはバイアス供給回路(図示せ
ず)からそれぞれ所定のバイアス電圧が供給されてい
る。
The connection points 625 and 626 are connected to the second
Is an output terminal from which a balanced modulated signal obtained by modulating the high-frequency signal by the first high-frequency signal is generated. A predetermined bias voltage is supplied to each of the input terminals 621 to 624 from a bias supply circuit (not shown).

【0013】次に、図8に示したアナログ乗算回路の動
作について説明する。
Next, the operation of the analog multiplication circuit shown in FIG. 8 will be described.

【0014】入力端子621と622との間に第1の高
周波信号が入力される。ここで、入力端子621の電位
の方が入力端子622よりも高い場合、トランジスタ6
05がオンとなり、トランジスタ606はオフとなる。
この場合、入力端子623と624との間に入力された
第2の高周波信号が正相(入力端子623の電圧が入力
端子624の電圧よりも高い場合)の場合、トランジス
タ601および604がオンし、トランジスタ605の
コレクタ電流I605はトランジスタ601を通して電
源620より流れるため出力端子625はロウレベル
(低電圧)となる。
A first high-frequency signal is input between input terminals 621 and 622. Here, when the potential of the input terminal 621 is higher than that of the input terminal 622,
05 turns on and the transistor 606 turns off.
In this case, when the second high-frequency signal input between input terminals 623 and 624 has a positive phase (when the voltage of input terminal 623 is higher than the voltage of input terminal 624), transistors 601 and 604 are turned on. Since the collector current I605 of the transistor 605 flows from the power supply 620 through the transistor 601, the output terminal 625 becomes low level (low voltage).

【0015】一方、第2の高周波信号が逆相の場合には
トランジスタ602および603がオンとなり電源62
0からトランジスタ602,605を介してコレクタ電
流I605が流れて出力端子625がハイレベル(電源
電圧)となる。
On the other hand, when the second high-frequency signal has the opposite phase, the transistors 602 and 603 are turned on and the power supply 62
The collector current I605 flows from 0 through the transistors 602 and 605, and the output terminal 625 becomes high level (power supply voltage).

【0016】ところが、第1の高周波信号の差電圧が小
さいときには、トランジスタ605に流れる電流が少な
くなりその分トランジスタ606にも電流が流れるため
トランジスタ603と606を通して流れ、出力端子6
25のハイレベルとロウレベルの電圧差は小さくなる。
However, when the difference voltage of the first high-frequency signal is small, the current flowing through the transistor 605 decreases and the current also flows through the transistor 606, and thus flows through the transistors 603 and 606, and the output terminal 6
25, the voltage difference between the high level and the low level becomes small.

【0017】なお、上記第1の高周波数信号が0電圧で
ある場合は、トランジスタ605,606の内部抵抗が
ほぼ等しくなり、等しい電流が流れるため、第2の高周
波信号が正相時にトランジスタ601,605を流れる
電流と、逆相時にトランジスタ603,606を通して
流れる電流が等しくなり、出力端子625には第1の高
周波信号が出力されない。
When the first high-frequency signal has a voltage of 0, the internal resistances of the transistors 605 and 606 become substantially equal and the same current flows. The current flowing through the transistor 605 is equal to the current flowing through the transistors 603 and 606 during the reverse phase, and the first high-frequency signal is not output to the output terminal 625.

【0018】従って、第1または第2の高周波信号のい
ずれか一方が0電圧の場合には、出力端子625の出力
が必ず0になるという二重平衡変調器が構成される。出
力端子626には625の逆相の信号が出力されるだけ
で以上説明した動作と同様であるため説明は省略する。
Therefore, when either one of the first and second high-frequency signals is at zero voltage, a double balanced modulator is constructed such that the output of the output terminal 625 always becomes zero. The operation is the same as that described above except that a signal having a phase opposite to that of 625 is output to the output terminal 626, and a description thereof will be omitted.

【0019】次に、このアナログ乗算回路の入力端子6
23と624との間に第2の高周波数信号(以下、キャ
リア信号という)として、繰り返し周期Trの理想矩形
を入力し、入力端子621と622との間には説明の簡
単のために端子間電圧0Vの直流電位を与えた場合につ
いて以下に説明する。
Next, the input terminal 6 of the analog multiplication circuit
23 and 624, an ideal rectangle having a repetition period Tr is input as a second high-frequency signal (hereinafter, referred to as a carrier signal), and between the input terminals 621 and 622, for the sake of simplicity, The case where a DC potential of 0 V is applied will be described below.

【0020】図9は、上記条件におけるトランジスタ6
01,603のコレクタ電流と電源電流I627のそれ
ぞれの時間変化を示した信号波形図である。
FIG. 9 shows the transistor 6 under the above conditions.
FIG. 13 is a signal waveform diagram showing time changes of the collector current and the power supply current I627 of FIG.

【0021】図9において、理想状態であれば、トラン
ジスタ601のコレクタ電流I601およびトランジス
タ603のコレクタ電流I603は逆相関係となってい
る。また、抵抗627を流れる電流I27は、I601
とI603の和であるため、このアナログ乗算器の対に
なる各構成要素の定数がバランスしていれば電流I62
7は一定電流となる。この結果、このアナログ乗算回路
は、出力端子625,626にはキャリア信号のリーク
を生じることはない。
In FIG. 9, in an ideal state, the collector current I601 of the transistor 601 and the collector current I603 of the transistor 603 have an antiphase relationship. The current I27 flowing through the resistor 627 is I601
And I603, the current I62 if the constants of the constituent elements forming a pair in the analog multiplier are balanced.
7 is a constant current. As a result, this analog multiplying circuit does not cause carrier signal leakage at output terminals 625 and 626.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来のア
ナログ乗算回路は、前述したように理想的にはキャリア
リークが発生しない。
The conventional analog multiplying circuit described above ideally has no carrier leak as described above.

【0023】しかし、上記キャリア信号の周波数が高く
なり、特に1GHz以上のマイクロ波信号になると、ト
ランジスタ601〜606のばらつきが生じやすくな
り、これらトランジスタ601〜606の各電極接続部
への配線の寄生容量等のバランスが崩れることになる。
However, when the frequency of the carrier signal becomes high, especially when the frequency becomes a microwave signal of 1 GHz or more, variations in the transistors 601 to 606 are apt to occur, and the parasitic wiring of the wiring to each electrode connecting portion of the transistors 601 to 606 is generated. The balance of the capacity and the like will be lost.

【0024】さらには上記入力端子623,624の高
周波信号のアンバランスが大きくなり、電流I601お
よびI603にキャリア信号のオーバーシュートを生
じ、この結果、出力端子625(626)にキャリア信
号のリークを生じることになる。
Further, the imbalance of the high frequency signals at the input terminals 623 and 624 becomes large, causing the carrier signals to overshoot at the currents I601 and I603, and as a result, the carrier signals leak at the output terminals 625 (626). Will be.

【0025】図10は、図8のアナログ乗算回路の各部
品について、所定の定数を用いてアナログ波形シミュレ
ーションプログラムを用いて得られた信号波形図を示し
たものである。
FIG. 10 is a signal waveform diagram obtained by using the analog waveform simulation program using predetermined constants for each component of the analog multiplying circuit shown in FIG.

【0026】具体的には、シリコン・バイポーラ・トラ
ンジスタ601〜606を遮断周波数および最大発振周
波数が16GHz、定格コレクタ電流5.3mAとし、
定電流源631を電流8mA(I605+I606)を
流す定電流源を用いている。また、抵抗627および6
28を抵抗200オーム、抵抗615および616を抵
抗60オームを用い、入力端子621と622間を0V
の直流電位とし、入力端子623と624間に周波数2
GHz(周期Tr=500ps)の第2の高周波数信号
を印加している。
Specifically, the cutoff frequency and the maximum oscillation frequency of the silicon bipolar transistors 601 to 606 are set to 16 GHz, the rated collector current is set to 5.3 mA,
The constant current source 631 uses a constant current source that passes a current of 8 mA (I605 + I606). Also, resistors 627 and 6
28 uses a resistor of 200 ohms, resistors 615 and 616 use a resistor of 60 ohms, and 0V is applied between input terminals 621 and 622.
And a frequency 2 between the input terminals 623 and 624.
A second high frequency signal of GHz (cycle Tr = 500 ps) is applied.

【0027】この結果、抵抗627には一定値でない電
流I627を生じている。この電流I628によるキャ
リア信号リークは出力端子625において−47.0d
Bmである。出力レベルを−20dBmとしてこのアナ
ログ乗算器を変調器として使用すれば、キャリア・リー
クとのD/U=27dBとなり、振幅誤差として0.4
dB、位相誤差として2.6°の誤差を変調波に発生し
てしまい変調特性を劣化させる問題を有している。
As a result, a current I627 that is not a constant value is generated in the resistor 627. The carrier signal leak due to the current I628 is -47.0d at the output terminal 625.
Bm. If this analog multiplier is used as a modulator with the output level set to -20 dBm, D / U = 27 dB with carrier leak and an amplitude error of 0.4
There is a problem that an error of 2.6 ° is generated in the modulated wave as a dB and phase error, thereby deteriorating modulation characteristics.

【0028】以上示したように本発明のアナログ乗算回
路の目的は、マイクロ波帯のような高周波キャリア信号
を入力して変調器を構成した場合に、キャリアリークを
減少させ変調特性の改善を図ることのできる構成を提供
することにある。
As described above, the purpose of the analog multiplying circuit of the present invention is to improve the modulation characteristics by reducing carrier leakage when a modulator is configured by inputting a high-frequency carrier signal such as a microwave band. It is an object of the present invention to provide a configuration capable of performing the above.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のアナログ乗算回路は、複数のトランジスタの
対で構成される差動回路を具備するギルバート・セル型
乗算回路を用いたアナログ乗算回路において、キャリア
信号を入力した場合に前記乗算回路の負荷抵抗に流れる
オーバーシュート電流をバイパスするキャリア信号オー
バーシュート補償手段を前記負荷抵抗と並列に設けたこ
とを特徴とする。
To solve the above-mentioned problems, an analog multiplication circuit according to the present invention is an analog multiplication circuit using a Gilbert cell type multiplication circuit having a differential circuit composed of a plurality of transistor pairs. In the circuit, a carrier signal overshoot compensating means for bypassing an overshoot current flowing through a load resistor of the multiplier circuit when a carrier signal is input is provided in parallel with the load resistor.

【0030】また、前記キャリア信号オーバーシュート
補償手段は、前記キャリア信号の入力と同期して接地し
たコンデンサの接続をオン、オフする切替手段を有する
ことを特徴とする。
Further, the carrier signal overshoot compensating means has a switching means for turning on and off the connection of a grounded capacitor in synchronization with the input of the carrier signal.

【0031】さらに、前記切替手段は前記コンデンサの
両端に設けられ、それぞれ前記キャリア信号の差動入力
に基づき切り替えられることを特徴とする。
Further, the switching means is provided at both ends of the capacitor, and is switched based on a differential input of the carrier signal.

【0032】また、前記キャリア信号オーバーシュート
補償手段ホーンは、出力端子に接続される差動回路の出
力にコンデンサを接続することを特徴とする。
Further, the carrier signal overshoot compensating horn is characterized in that a capacitor is connected to an output of a differential circuit connected to an output terminal.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0034】図1は、本発明のアナログ乗算回路の実施
の形態を示した回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the analog multiplication circuit of the present invention.

【0035】本図は、図8に示した従来のアナログ乗算
回路の負荷抵抗627,628に並列にそれぞれの負荷
抵抗のバイパス電流を流すキャリア信号オーバーシュー
ト補償手段101,102を設けた点を除いて図8の構
成と同様である。従って、従来と同等の構成についての
説明は省略する。
This drawing is different from the conventional analog multiplying circuit shown in FIG. 8 in that carrier signal overshoot compensating means 101 and 102 are provided in parallel with load resistances 627 and 628 for passing bypass currents of respective load resistances. 8 is the same as that of FIG. Therefore, the description of the configuration equivalent to the conventional one is omitted.

【0036】前述したように出力端子に生ずるキャリア
信号のリークは電流I601及びI603のキャリア信
号のオーバーシュートが原因となっている。このため、
本発明で設けられたキャリア信号オーバーシュート補償
手段101,102は、負荷抵抗627,628とそれ
ぞれ並列に接続して負荷抵抗627,628に流れるオ
ーバーシュート電流を減少させるよう動作する。この結
果、キャリア信号のオーバーシュートを削減し、キャリ
ア信号の出力端子へのリークを大幅に削減できる。
As described above, the leakage of the carrier signal at the output terminal is caused by the overshoot of the carrier signals of the currents I601 and I603. For this reason,
The carrier signal overshoot compensating means 101 and 102 provided in the present invention are connected in parallel with the load resistors 627 and 628, respectively, and operate to reduce the overshoot current flowing through the load resistors 627 and 628. As a result, overshoot of the carrier signal can be reduced, and leakage of the carrier signal to the output terminal can be significantly reduced.

【0037】[0037]

【実施例】前記キャリア信号オーバーシュート補償手段
101,102の具体的な構成を含む本発明の実施例に
ついて以下に図面を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention including a specific configuration of the carrier signal overshoot compensating means 101 and 102 will be described below with reference to the drawings.

【0038】図2は本発明のアナログ乗算回路の第1の
実施例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of the analog multiplication circuit of the present invention.

【0039】図2において、621,622はベースバ
ンド入力端子、623,624はキャリア入力端子、6
25,626は出力端子である。トランジスタ601,
602および603,604はそれぞれエミッタを共通
接続した双差動トランジスタ、605は共通接続された
トランジスタ601,602のエミッタとコレクタで接
続されたトランジスタ、606は共通接続されたトラン
ジスタ603,604のエミッタとコレクタで接続され
たトランジスタである。
In FIG. 2, 621 and 622 are baseband input terminals, 623 and 624 are carrier input terminals, 6
25 and 626 are output terminals. Transistors 601,
602, 603, and 604 are bi-differential transistors whose emitters are commonly connected, 605 is a transistor connected by the emitter and collector of the commonly connected transistors 601, 602, and 606 is an emitter of the commonly connected transistors 603 and 604. These are transistors connected by a collector.

【0040】抵抗627,628は負荷抵抗であり片側
を電源620に接続され、もう片側はそれぞれ、共通接
続されたトランジスタ601,603のコレクタ、共通
接続されたトランジスタ602,604のコレクタに接
続されている。
The resistors 627 and 628 are load resistors and one side is connected to the power supply 620, and the other side is connected to the collectors of the commonly connected transistors 601 and 603 and the collectors of the commonly connected transistors 602 and 604, respectively. I have.

【0041】また、抵抗615,616は利得決定のた
めの負帰還抵抗、620は電源端子、631は定電流源
である。
The resistors 615 and 616 are negative feedback resistors for determining the gain, 620 is a power supply terminal, and 631 is a constant current source.

【0042】ここで、図1で説明したキャリア信号オー
バーシュート補償手段101は、電流バイパス回路20
1と電流バイパス回路202とから構成されている。
Here, the carrier signal overshoot compensating means 101 described with reference to FIG.
1 and a current bypass circuit 202.

【0043】電流バイパス回路201は、トランジスタ
601がオン時に抵抗627のバイパス電流を流すため
の回路であり、トランジスタ10,11、コンデンサ1
2で形成されている。また、電流バイパス回路202
は、トランジスタ603がオン時に抵抗627のバイパ
ス電流を流すための回路であり、トランジスタ13,1
4、コンデンサ15で形成されている。
The current bypass circuit 201 is a circuit for passing a bypass current of the resistor 627 when the transistor 601 is turned on.
2 are formed. Also, the current bypass circuit 202
Is a circuit for flowing a bypass current of the resistor 627 when the transistor 603 is turned on.
4. The capacitor 15 is formed.

【0044】なお、トランジスタ602,604がオン
時についてもキャリア信号オーバーシュートが発生する
ためこれを補償するためキャリア信号オーバーシュート
補償手段102が必要となるが、この場合には図2に示
した電流バイパス回路201と電流バイパス回路202
と同様の回路を抵抗628に並列に接続することにな
る。従って、図2から容易に構成が得られるためその記
載は省略してある。
Since the carrier signal overshoot occurs even when the transistors 602 and 604 are on, the carrier signal overshoot compensating means 102 is required to compensate for this. In this case, the current shown in FIG. Bypass circuit 201 and current bypass circuit 202
Is connected in parallel to the resistor 628. Therefore, the description is omitted because the configuration can be easily obtained from FIG.

【0045】さらに、キャリア入力端子623,624
およびベース・バンド入力端子621,622、トラン
ジスタ10,11,13,14のベースに直流電位を与
える回路とDCカット・コンデンサは図中には記されて
いない。
Further, carrier input terminals 623 and 624
The circuit for providing a DC potential to the base of the base band input terminals 621 and 622, the bases of the transistors 10, 11, 13 and 14, and the DC cut capacitor are not shown in the drawing.

【0046】上記実施例の動作について図2を用いて説
明する。
The operation of the above embodiment will be described with reference to FIG.

【0047】簡単のため、トランジスタ605,606
のベース間の電圧(ベース・バンド電圧)を0とする。
このときキャリア信号が入力しても理想的には出力信号
の振幅0である。
For simplicity, transistors 605 and 606
The voltage between bases (base band voltage) is set to 0.
At this time, even if a carrier signal is input, the amplitude of the output signal is ideally zero.

【0048】いま端子623に入力したキャリア信号が
ロウレベルからハイレベルになったとき、トランジスタ
601はオンしコレクタ電流が流れる。このコレクタ電
流は、キャリア信号が特に準マイクロ波帯のような高い
周波数では寄生容量、寄生インダクタンスによりリンギ
ングをおこす。
When the carrier signal input to the terminal 623 changes from a low level to a high level, the transistor 601 turns on and a collector current flows. This collector current causes ringing due to the parasitic capacitance and the parasitic inductance of the carrier signal particularly at a high frequency such as the quasi-microwave band.

【0049】例えば、図3は時間対コレクタ電流(I6
01)を示した図である。本図に示したようにコレクタ
電流はキャリア信号の周波数f(Tr=1/2πf)と
すると、周期Tr毎にオーバーシュートを発生する。よ
って、このコレクタ電流と負荷抵抗627が決定する端
子625の電位もオーバーシュートが発生することにな
る。
For example, FIG. 3 shows the collector current (I6
01). As shown in this figure, when the collector current is the frequency f of the carrier signal (Tr = 1 / 2πf), an overshoot occurs every period Tr. Therefore, the potential of the terminal 625 determined by the collector current and the load resistance 627 also causes an overshoot.

【0050】ところがトランジスタ601がオンすると
同時にトランジスタ11もオンするため、コンデンサ1
2に蓄えられていた電荷が放電される。
However, since the transistor 11 is turned on at the same time when the transistor 601 is turned on, the capacitor 1 is turned on.
2 is discharged.

【0051】図4は、この放電電流対時間の特性を示し
た図である。本図において、オーバーシュート分の電流
が放電されるため負荷抵抗627を通れずトランジスタ
11を通して流れる。
FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the discharge current versus time. In this figure, since the current of the overshoot is discharged, it does not pass through the load resistor 627 but flows through the transistor 11.

【0052】図5は、抵抗627を流れる電流対時間の
特性を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing characteristics of current flowing through the resistor 627 versus time.

【0053】この結果、図5に示した抵抗627を流れ
る電流は、図3の電流では含まれていたオーバーシュー
トは存在しなくなりオーバーシュート電流は完全に補償
されることが示されている。よって、抵抗627に流れ
る電流はオーバーシュートを起こさず、端子625の電
位もオーバーシュートを起こさない。
As a result, it is shown that the current flowing through the resistor 627 shown in FIG. 5 has no overshoot included in the current shown in FIG. 3 and the overshoot current is completely compensated. Therefore, the current flowing through the resistor 627 does not cause overshoot, and the potential of the terminal 625 does not cause overshoot.

【0054】次に623がハイからロウ、624がロウ
からハイになった場合には、トランジスタ11はオフに
なるがトランジスタ604はオンになり電源を通してコ
ンデンサ15に電荷が蓄えられる。
Next, when 623 changes from high to low and 624 changes from low to high, the transistor 11 is turned off but the transistor 604 is turned on, and electric charge is stored in the capacitor 15 through the power supply.

【0055】また、トランジスタ603の動作に対して
も同様であるため、結局端子625にはオーバーシュー
トのない電圧波形が出力されることになる。
Since the same applies to the operation of the transistor 603, a voltage waveform without overshoot is output to the terminal 625 after all.

【0056】このように、コンデンサ12及び15は蓄
えられた電荷を放電することによりオーバーシュートの
電流を補償しているため、適切なコンデンサ定数に決め
る必要がある。
As described above, since the capacitors 12 and 15 compensate the overshoot current by discharging the stored charge, it is necessary to determine an appropriate capacitor constant.

【0057】図6は、図3に示したコレクタ電流の中で
オーバーシュート電流のみを図示したものである。
FIG. 6 shows only the overshoot current among the collector currents shown in FIG.

【0058】本図において、キャリア信号の周波数をf
とすると、1周期あたりのオーバーシュート電流の電荷
量は、その波形を3角形に近似し、流れている時間をキ
ャリア信号の周期の1/4に近似すると、 1/2・1/4f・I=I/8f (1) で表される。
In this figure, the frequency of the carrier signal is represented by f
If the charge amount of the overshoot current per cycle is approximated by a triangle and the flowing time is approximated by 1 / of the cycle of the carrier signal, the following equation is obtained: 1/2 ・ ff ・ I = I / 8f (1)

【0059】ただし、Iはオーバーシュート電流のピー
ク値である。
Where I is the peak value of the overshoot current.

【0060】一方、コンデンサ12の容量値をCとする
と、このコンデンサに充電される電荷量は、電源620
の電源電圧をV、トランジスタ10のベース・エミッタ
間電圧をVBEとして、 (V−VBE)・C (2) で表される。
On the other hand, assuming that the capacitance value of the capacitor 12 is C, the amount of electric charge charged to this capacitor is
Where V is the power supply voltage and V BE is the voltage between the base and emitter of the transistor 10, and (V−V BE ) · C (2)

【0061】(1)式と(2)式は等しいため C=I/8f(V−VBE) (3) となる。Since equations (1) and (2) are equal, C = I / 8f (V-V BE ) (3).

【0062】以上によりコンデンサ12の容量が決めら
れるが、他のコンデンサの容量も同様に決めることがで
きる。
Although the capacity of the capacitor 12 is determined as described above, the capacities of other capacitors can be determined in the same manner.

【0063】なお、以上説明した第1の実施例ではトラ
ンジスタ10,11,13,14を用いて構成したが、
トランジスタに限るものではない。例えば、トランジス
タ10,11,13,14をアナログスイッチ、FET
スイッチ等のスイッチ手段であれば同等の効果をもたら
すことができる。
In the first embodiment described above, the transistors 10, 11, 13, and 14 are used.
It is not limited to transistors. For example, transistors 10, 11, 13, and 14 are analog switches, and FETs are
Switch means such as a switch can provide the same effect.

【0064】また、以上説明した実施例ではキャリア信
号オーバーシュート補償手段101,102を複数のト
ランジスタとコンデンサで構成した電流バイパス回路を
用いているが、キャリア周波数がマイクロ波帯ほど高く
ない場合には、コンデンサをトランジスタで切り替える
電流バイパス手段を持たなくてもオーバーシュート電流
を補償できる。
Further, in the above-described embodiment, the current bypass circuit in which the carrier signal overshoot compensating means 101 and 102 are constituted by a plurality of transistors and capacitors is used. However, when the carrier frequency is not as high as in the microwave band, In addition, overshoot current can be compensated without a current bypass means for switching a capacitor by a transistor.

【0065】図7にキャリア信号オーバーシュート補償
手段をコンデンサのみを用いた構成で実現した本発明の
第2の実施例を示す。
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention in which the carrier signal overshoot compensating means is realized by using only a capacitor.

【0066】図7はギルバート・セル型アナログ乗算器
において、バイパス電流を流す回路として、トランジス
タ601〜604のコレクタとグランド間にコンデンサ
21〜24を付加した構成となっている。
FIG. 7 shows a Gilbert cell type analog multiplier in which capacitors 21 to 24 are added between the collectors of transistors 601 to 604 and ground as a circuit for passing a bypass current.

【0067】次に、この第2の実施例の動作について説
明する。
Next, the operation of the second embodiment will be described.

【0068】簡単のため、トランジスタ605,606
のベース間の電圧(ベース・バンド電圧)を0とする。
このときキャリア信号が入力しても理想的には出力信号
は振幅0である。いま、入力端子623に入力される信
号がロウからハイに変わると、トランジスタ601はオ
ンとなりコレクタ電流が流れる。このときオーバーシュ
ート電流により出力端子625の電位は下がろうとす
る。ところが、電位が下がるとコンデンサ21,23に
蓄えられた電荷が放電されるため、抵抗627を流れる
オーバーシュート分の電流が少なくなる。よってオーバ
ーシュート電流による電位のオーバーシュートが少なく
なる。
For simplicity, transistors 605 and 606
The voltage between bases (base band voltage) is set to 0.
At this time, even if a carrier signal is input, the output signal ideally has an amplitude of 0. Now, when a signal input to the input terminal 623 changes from low to high, the transistor 601 is turned on and a collector current flows. At this time, the potential of the output terminal 625 tends to decrease due to the overshoot current. However, when the potential drops, the electric charges stored in the capacitors 21 and 23 are discharged, so that the amount of overshoot current flowing through the resistor 627 decreases. Therefore, the potential overshoot due to the overshoot current is reduced.

【0069】この場合のコンデンサの容量は、前記
(3)式において電圧VBEが存在しない場合の式で求め
ることができる。
In this case, the capacitance of the capacitor can be obtained by the above equation (3) when no voltage V BE exists.

【0070】トランジスタ603に対しても同様の働き
をするので、出力端子625に現れるキャリア・リーク
成分及び2倍波成分を低減することができる。
Since the same operation is performed for the transistor 603, a carrier leak component and a second harmonic component appearing at the output terminal 625 can be reduced.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したとおり本発明の実施の形態
では、オーバーシュート電流が負荷抵抗を流れないよう
にキャリア信号オーバーシュート補償手段を設けている
ため、負荷抵抗にオーバーシュート電流が流れず出力端
子の電圧波形もオーバーシュートしない。よって、この
オーバーシュートと、入力両相キャリア信号のアンバラ
ンス、トランジスタ性能のアンバランスなどによるキャ
リア周波数成分の不要信号の生成を防ぐことにより、キ
ャリア・リークの発生を抑えることができる。さらにオ
ーバーシュートそのものによる2倍波の発生を抑えるこ
とができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, the carrier signal overshoot compensating means is provided so that the overshoot current does not flow through the load resistance. The terminal voltage waveform does not overshoot. Therefore, by preventing generation of unnecessary signals of the carrier frequency component due to the overshoot, the unbalance of the input two-phase carrier signal, and the unbalance of the transistor performance, it is possible to suppress the occurrence of the carrier leak. Further, the generation of the second harmonic due to the overshoot itself can be suppressed.

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

【図1】本発明のアナログ乗算回路の実施の形態を示し
た回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an analog multiplication circuit of the present invention.

【図2】本発明のアナログ乗算回路の第1の実施例の回
路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a first embodiment of the analog multiplication circuit of the present invention.

【図3】図2のコレクタ電流の時間特性を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a time characteristic of the collector current of FIG. 2;

【図4】図2の放電電流の時間特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a time characteristic of the discharge current of FIG. 2;

【図5】図2の抵抗627を流れる電流の時間特性を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a time characteristic of a current flowing through a resistor 627 in FIG. 2;

【図6】図2のオーバーシュート電流対時間特性を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing an overshoot current versus time characteristic of FIG. 2;

【図7】本発明のアナログ乗算回路の第2の実施例の回
路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a second embodiment of the analog multiplication circuit of the present invention.

【図8】従来のアナログ乗算回路の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional analog multiplication circuit.

【図9】図8の各部の電流波形を示す図である。9 is a diagram showing a current waveform of each part in FIG.

【図10】図8の各部のシミュレーション電流波形を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a simulated current waveform of each part in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,11,13,14 トランジスタ 12,15,21〜24 コンデンサ 101,102 キャリア信号オーバーシュート補償
手段 201,202 電流バイパス回路 601〜606 トランジスタ 615,616 抵抗 620 電源 621,622 入力端子(BB信号) 623,624 入力端子(キャリア信号) 625,626 出力端子 627,628 抵抗 631 電流源
10, 11, 13, 14 Transistor 12, 15, 21 to 24 Capacitor 101, 102 Carrier signal overshoot compensation means 201, 202 Current bypass circuit 601 to 606 Transistor 615, 616 Resistance 620 Power supply 621, 622 Input terminal (BB signal) 623,624 Input terminal (carrier signal) 625,626 Output terminal 627,628 Resistance 631 Current source

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のトランジスタの対で構成される差
動回路を具備するギルバート・セル型乗算回路を用いた
アナログ乗算回路において、 キャリア信号を入力した場合に前記乗算回路の負荷抵抗
に流れるオーバーシュート電流をバイパスするキャリア
信号オーバーシュート補償手段を前記負荷抵抗と並列に
設けたことを特徴とするアナログ乗算回路。
1. An analog multiplication circuit using a Gilbert cell type multiplication circuit having a differential circuit composed of a plurality of transistor pairs, wherein when a carrier signal is input, an overcurrent flowing through a load resistance of the multiplication circuit is provided. An analog multiplying circuit, wherein a carrier signal overshoot compensating means for bypassing a shoot current is provided in parallel with the load resistor.
【請求項2】 前記キャリア信号オーバーシュート補償
手段は、前記キャリア信号の入力と同期して接地したコ
ンデンサの接続をオン、オフする切替手段を有すること
を特徴とする請求項1記載のアナログ乗算回路。
2. An analog multiplying circuit according to claim 1, wherein said carrier signal overshoot compensating means has a switching means for turning on / off a connection of a grounded capacitor in synchronization with input of said carrier signal. .
【請求項3】 前記切替手段は前記コンデンサの両端に
設けられ、それぞれ前記キャリア信号の差動入力に基づ
き切り替えられることを特徴とする請求項2記載のアナ
ログ乗算回路。
3. The analog multiplication circuit according to claim 2, wherein said switching means is provided at both ends of said capacitor, and is switched based on a differential input of said carrier signal.
【請求項4】 前記キャリア信号オーバーシュート補償
手段ホーンは、出力端子に接続される差動回路の出力に
コンデンサを接続することを特徴とする請求項1記載の
アナログ乗算回路。
4. The analog multiplication circuit according to claim 1, wherein said carrier signal overshoot compensation means horn connects a capacitor to an output of a differential circuit connected to an output terminal.
【請求項5】 前記キャリア信号の周波数はマイクロ波
帯の高周波信号であることを特徴とする請求項1記載の
アナログ乗算回路。
5. The analog multiplication circuit according to claim 1, wherein the frequency of the carrier signal is a high frequency signal in a microwave band.
【請求項6】 第1の高周波数信号を2つの端子間に受
ける第1の入力端子と、第2の高周波数信号を2つの端
子間に受ける第2の入力端子と、前記第1および第2の
高周波数信号を乗算した乗算信号を2つの端子間に生じ
る出力端子と、各々のベースが前記第1の入力端子の一
つにそれぞれ接続され各々のエミッタが共通の定電流源
から電流供給をそれぞれ受ける第1および第2のトラン
ジスタ回路を含む第1の差動回路と、エミッタが前記第
1のトランジスタ回路のコレクタから電流供給を受ける
とともにコレクタが前記出力端子の一つに接続された第
3のトランジスタとエミッタが前記第1のトランジスタ
回路のコレクタから電流供給を受けるとともにコレクタ
が前記出力端子の別の一つに接続された第4のトランジ
スタとを含みこれら第3および第4のトランジスタのベ
ースの各々が前記第2の入力端子の一つにそれぞれ接続
された第2の差動回路と、エミッタが前記第2のトラン
ジスタ回路のコレクタから電流供給を受けるとともにコ
レクタが前記出力端子の一つにそれぞれ接続された第5
のトランジスタとエミッタが前記第2のトランジスタ回
路のコレクタから電流供給を受けるとともにコレクタが
前記出力端子の別の一つに接続された第6のトランジス
タとを含みこれら第5および第6のトランジスタのベー
スの各々が前記第2の出力端子の一つにそれぞれ接続さ
れた第3の差動回路とを備えるギルバート・セル型のア
ナログ乗算回路において、 前記第3のトランジスタ回路のコレクタに接続した第1
の負荷抵抗と並列に前記第1の負荷抵抗に流れるオーバ
ーシュート電流をバイパスする第1のキャリア信号オー
バーシュート補償手段と、 前記第6のトランジスタ回路のコレクタに接続した第2
の負荷抵抗と並列に前記第2の負荷抵抗に流れるオーバ
ーシュート電流をバイパスする第2のキャリア信号オー
バーシュート補償手段とを設けたことを特徴とするアナ
ログ乗算回路。
6. A first input terminal for receiving a first high-frequency signal between two terminals, a second input terminal for receiving a second high-frequency signal between the two terminals, and the first and the second terminals. An output terminal for generating a multiplied signal obtained by multiplying the two high frequency signals between the two terminals, each base being connected to one of the first input terminals, and each emitter being supplied from a common constant current source And a first differential circuit including first and second transistor circuits respectively receiving a current supplied from a collector of the first transistor circuit and a collector connected to one of the output terminals. And a fourth transistor having a third transistor and an emitter receiving current supply from the collector of the first transistor circuit and having a collector connected to another one of the output terminals. A second differential circuit in which each of the bases of the third and fourth transistors is respectively connected to one of the second input terminals; an emitter receiving current from a collector of the second transistor circuit; Fifth, a collector is connected to one of the output terminals, respectively.
And a sixth transistor whose emitter receives current supply from the collector of the second transistor circuit and whose collector is connected to another one of the output terminals, the bases of the fifth and sixth transistors. And a third differential circuit respectively connected to one of the second output terminals. A Gilbert cell type analog multiplier circuit comprising: a first transistor connected to a collector of the third transistor circuit;
A first carrier signal overshoot compensating means for bypassing an overshoot current flowing through the first load resistance in parallel with the load resistance of the second, and a second carrier signal connected to a collector of the sixth transistor circuit.
And a second carrier signal overshoot compensating means for bypassing an overshoot current flowing through said second load resistor in parallel with said load resistor.
【請求項7】 前記第1、第2のキャリア信号オーバー
シュート補償手段は、前記キャリア信号の入力と同期し
て接地したコンデンサの接続をオン、オフする切替手段
を有することを特徴とする請求項6記載のアナログ乗算
回路。
7. The apparatus according to claim 1, wherein the first and second carrier signal overshoot compensating means include a switching means for turning on and off a connection of a grounded capacitor in synchronization with the input of the carrier signal. 7. The analog multiplying circuit according to 6.
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