WO2017149698A1 - Vector synthesis phase shifter and wireless communication device - Google Patents

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孝信 藤原
隆也 丸山
谷口 英司
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三菱電機株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/18Networks for phase shifting
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    • HELECTRICITY
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    • H03H11/20Two-port phase shifters providing an adjustable phase shift

Definitions

  • the present invention relates to a vector synthesizing phase shifter that shifts the phase of an input signal, and a wireless communication device that implements the vector synthesizing phase shifter.
  • the LC type polyphase filter has a problem that it is difficult to apply to a vector synthesis type phase shifter that is weak against manufacturing variations and changes in use environment and requires high phase shift accuracy.
  • the vector synthesis type phase shifter mounted with the LC type polyphase filter achieves lower noise and higher gain than the vector synthesis type phase shifter mounted with the RC type polyphase filter.
  • the phase shift accuracy is the accuracy related to the error between the set value of the phase shift amount in the vector synthesis type phase shifter and the phase shift amount actually observed from the output signal of the vector synthesis type phase shifter.
  • the mean square error of errors for all set values is called phase shift accuracy.
  • the difference ⁇ Ph is calculated.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing pass gain characteristics and pass phase characteristics of LPF 3 and HPF 4.
  • LPF 3 and HPF 4 are constituted by secondary filters, and the difference between the pass phase of LPF 3 and the pass phase of HPF 4 is about 90 ° at the cut-off frequency.
  • the phase difference between the pass phase of the LPF 3 and the pass phase of the HPF 4 is adjusted to 90 ° by the coefficient ⁇ for adjusting the cutoff frequency.
  • This phase difference of 90 ° can be realized by overlapping the passbands of LPF 3 and HPF 4, and the coefficient ⁇ usually takes a value of 1 or less.
  • the digital-analog converter 81 converts the bias control signal into an analog signal, and converts the analog bias control signal of the phase shifter 60 via the output terminal 82. Output to the VGA 5 for I and the VGA 6 for Q. Thereby, the bias currents of the common-gate transistors 11a, 11b, 21a, and 21b of the I VGA 5 and the Q VGA 6 are adjusted by the bias control signal output from the digital / analog converter 81. As a result, the phase difference between the I signal output from the I VGA 5 and the Q signal output from the Q VGA 6 approaches 90 °, and the orthogonality between the I signal and the Q signal is improved.
  • the gain controller 9 controls the gains of the I VGA 5 and the Q VGA 6 so that the amplitude of the synthesized signal output from the signal synthesizer 7 is reduced.
  • the bias control unit 10 is configured to control the bias currents of the common-gate transistors 11a, 11b, 21a, and 22b included in the I VGA 5 and the Q VGA 6. It is possible to achieve low noise and high gain, and to increase the phase shift accuracy.
  • the input terminal 83 is a terminal for inputting the I signal output from the I VGA 5 of the phase shifter 60.
  • the analog / digital converter 84 converts the I signal input from the input terminal 83 into a digital signal and outputs the digital I signal to the multiplier 87.
  • the input terminal 85 is a terminal for inputting the Q signal output from the Q VGA 6 of the phase shifter 60.
  • the analog / digital converter 86 converts the Q signal input from the input terminal 85 into a digital signal and outputs the digital Q signal to the multiplier 88.
  • variable gain section 132 the number of grounded gate transistors corresponding to the gain control signal input from the gain control terminal 6e is turned off among the N grounded gate transistors, and the on-state transistors that are not turned off are turned on.
  • the Q signal input from the input terminal 6 g is output to the power supply terminal 130.

Abstract

A vector synthesis phase shifter is configured so that a gain control unit (9), by controlling the gains of an I VGA (5) and a Q VGA (6), adjusts the phases of synthesized signals output from a signal synthesis unit (7) without changing the amplitudes thereof, and a bias control unit (10) controls bias currents in gate-grounded transistors (11a), (11b), (21a), and (22b) included in the I VGA (5) and the Q VGA (6). As a result, noise reduction and higher gain can be achieved and the accuracy of phase shift can be increased.

Description

ベクトル合成型移相器及び無線通信機Vector composition type phase shifter and wireless communication device
 この発明は、入力信号の位相をシフトするベクトル合成型移相器と、そのベクトル合成型移相器を実装している無線通信機とに関するものである。 The present invention relates to a vector synthesizing phase shifter that shifts the phase of an input signal, and a wireless communication device that implements the vector synthesizing phase shifter.
 例えば、高周波信号であるRF(radio frequency)信号の位相をシフトするベクトル合成型移相器は、そのRF信号からI信号(同相信号)とQ信号(直交信号)を抽出するポリフェーズフィルタを備えており、そのポリフェーズフィルタは、一般的に抵抗と容量で実現されている。以下、抵抗と容量で実現されているポリフェーズフィルタをRC型ポリフェーズフィルタと称する。I信号とQ信号は、位相差が90°で、振幅が等しいという性質を有している。
 RC型ポリフェーズフィルタは、ベクトル合成型移相器の初段に配置されるが、RC型ポリフェーズフィルタは、信号の通過損失が大きく、1段当りで-3dB以上の通過損失を有しているため、ベクトル合成型移相器の雑音特性の劣化を招く原因となる。
For example, a vector synthesis type phase shifter that shifts the phase of an RF (radio frequency) signal that is a high-frequency signal has a polyphase filter that extracts an I signal (in-phase signal) and a Q signal (quadrature signal) from the RF signal. The polyphase filter is generally realized by a resistor and a capacitor. Hereinafter, a polyphase filter realized by a resistor and a capacitor is referred to as an RC polyphase filter. The I signal and the Q signal have the property that the phase difference is 90 ° and the amplitude is equal.
The RC type polyphase filter is arranged at the first stage of the vector synthesis type phase shifter, but the RC type polyphase filter has a large signal passing loss and has a passing loss of −3 dB or more per stage. For this reason, the noise characteristics of the vector synthesis type phase shifter are deteriorated.
 以下の非特許文献1には、RC型ポリフェーズフィルタではなく、インダクタ素子と容量素子で実現されているLC型ポリフェーズフィルタを実装しているベクトル合成型移相器が開示されている。
 LC型ポリフェーズフィルタの理想的な通過損失は0dBであり、RC型ポリフェーズフィルタと比べて、低雑音化や高利得化を図ることができる。
Non-Patent Document 1 below discloses a vector synthesis type phase shifter in which an LC type polyphase filter realized by an inductor element and a capacitive element is mounted instead of an RC type polyphase filter.
The ideal pass loss of the LC polyphase filter is 0 dB, and noise and high gain can be achieved as compared with the RC polyphase filter.
 従来のベクトル合成型移相器は以上のように構成されているので、LC型ポリフェーズフィルタを実装していれば、良好な雑音特性が得られるが、LC型ポリフェーズフィルタは、負荷となる可変利得回路の入力インピーダンスの変化に敏感であるため、直交性が劣化し易いという特徴がある。直交性の劣化は、ベクトル合成型移相器の移相精度の劣化に直結する。
 LC型ポリフェーズフィルタの直交性の劣化は、LC型ポリフェーズフィルタの製造誤差だけではなく、温度や電源などの使用環境のほか、製造ばらつきに起因する可変利得回路の入力インピーダンスの変動によっても引き起こされる。このため、LC型ポリフェーズフィルタは、製造ばらつきや使用環境の変化に弱く、高い移相精度が求められるベクトル合成型移相器に適用することが困難であるという課題があった。
 このため、LC型ポリフェーズフィルタを実装しているベクトル合成型移相器は、RC型ポリフェーズフィルタを実装しているベクトル合成型移相器と比べて、低雑音化や高利得化を図ることができるが、高い移相精度が要求される場合、歩留りが悪くなる。
 なお、移相精度は、ベクトル合成型移相器における移相量の設定値と、ベクトル合成型移相器の出力信号から実際に観測される移相量との誤差に関する精度であり、設定可能な全ての設定値についての誤差の平均二乗誤差が移相精度と呼ばれる。
Since the conventional vector synthesis type phase shifter is configured as described above, if the LC type polyphase filter is mounted, good noise characteristics can be obtained, but the LC type polyphase filter becomes a load. Since it is sensitive to changes in the input impedance of the variable gain circuit, the orthogonality tends to deteriorate. The deterioration of the orthogonality directly leads to the deterioration of the phase shift accuracy of the vector synthesis type phase shifter.
The deterioration of the orthogonality of the LC type polyphase filter is caused not only by the manufacturing error of the LC type polyphase filter but also by the fluctuation of the input impedance of the variable gain circuit due to the manufacturing variation in addition to the usage environment such as temperature and power supply. It is. For this reason, the LC type polyphase filter has a problem that it is difficult to apply to a vector synthesis type phase shifter that is weak against manufacturing variations and changes in use environment and requires high phase shift accuracy.
For this reason, the vector synthesis type phase shifter mounted with the LC type polyphase filter achieves lower noise and higher gain than the vector synthesis type phase shifter mounted with the RC type polyphase filter. However, when high phase shift accuracy is required, the yield is deteriorated.
The phase shift accuracy is the accuracy related to the error between the set value of the phase shift amount in the vector synthesis type phase shifter and the phase shift amount actually observed from the output signal of the vector synthesis type phase shifter. The mean square error of errors for all set values is called phase shift accuracy.
 この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、低雑音化や高利得化を図ることができるとともに、移相精度を高めることができるベクトル合成型移相器を得ることを目的とする。
 また、この発明は、低雑音化や高利得化を図ることができるとともに、移相精度を高めることができるベクトル合成型移相器を実装している無線通信機を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. It is an object of the present invention to obtain a vector synthesis type phase shifter that can achieve low noise and high gain and can improve the phase shift accuracy. Objective.
It is another object of the present invention to obtain a radio communication device equipped with a vector synthesizing phase shifter capable of reducing noise and increasing gain and improving phase shift accuracy.
 この発明に係るベクトル合成型移相器は、インダクタ素子と容量素子を含むフィルタであり、入力信号から同相信号と直交信号を抽出するポリフェーズフィルタと、ポリフェーズフィルタにより抽出された同相信号を入力する入力段のトランジスタを有しており、その同相信号を増幅する第1の可変利得増幅器と、ポリフェーズフィルタにより抽出された直交信号を入力する入力段のトランジスタを有しており、その直交信号を増幅する第2の可変利得増幅器と、第1の可変利得増幅器により増幅された同相信号と、第2の可変利得増幅器により増幅された直交信号とを合成して、その同相信号と直交信号の合成信号を出力する信号合成部とを設け、利得制御部が、第1及び第2の可変利得増幅器の利得を制御することで、信号合成部から出力される合成信号の振幅を変えずに、その合成信号の位相を調整し、バイアス制御部が、第1及び第2の可変利得増幅器が有する入力段のトランジスタのバイアス電流を制御するようにしたものである。 A vector synthesis type phase shifter according to the present invention is a filter including an inductor element and a capacitive element, a polyphase filter that extracts an in-phase signal and a quadrature signal from an input signal, and an in-phase signal extracted by the polyphase filter A first variable gain amplifier that amplifies the in-phase signal, and an input stage transistor that inputs a quadrature signal extracted by a polyphase filter, The second variable gain amplifier that amplifies the quadrature signal, the in-phase signal amplified by the first variable gain amplifier, and the quadrature signal amplified by the second variable gain amplifier are combined to obtain the in-phase signal. A signal combining unit that outputs a combined signal of the signal and the quadrature signal, and the gain control unit controls the gains of the first and second variable gain amplifiers so that the signal combining unit The phase of the composite signal is adjusted without changing the amplitude of the composite signal to be applied, and the bias control unit controls the bias current of the transistors in the input stage of the first and second variable gain amplifiers. Is.
 この発明によれば、利得制御部が、第1及び第2の可変利得増幅器の利得を制御することで、信号合成部から出力される合成信号の振幅を変えずに、その合成信号の位相を調整し、バイアス制御部が、第1及び第2の可変利得増幅器が有する入力段のトランジスタのバイアス電流を制御するように構成したので、低雑音化や高利得化を図ることができるとともに、移相精度を高めることができる効果がある。 According to the present invention, the gain control unit controls the gains of the first and second variable gain amplifiers to change the phase of the combined signal without changing the amplitude of the combined signal output from the signal combining unit. Since the bias control unit is configured to control the bias current of the transistors in the input stage included in the first and second variable gain amplifiers, the noise can be reduced and the gain can be increased. There is an effect that the phase accuracy can be increased.
この発明の実施の形態1によるベクトル合成型移相器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the vector synthetic | combination type phase shifter by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるベクトル合成型移相器のI用VGA5を示す構成図である。It is a block diagram which shows VGA5 for I of the vector synthetic | combination type phase shifter by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるベクトル合成型移相器のQ用VGA6を示す構成図である。It is a block diagram which shows VGA6 for Q of the vector synthetic | combination type phase shifter by Embodiment 1 of this invention. I用VGA5の可変電流源13a,13bの内部を示す構成図である。It is a block diagram which shows the inside of the variable current sources 13a and 13b of VGA5 for I. Q用VGA6の可変電流源23a,23bの内部を示す構成図である。It is a block diagram which shows the inside of the variable current sources 23a and 23b of VGA6 for Q. この発明の実施の形態1によるベクトル合成型移相器のバイアス制御部10を示す構成図である。It is a block diagram which shows the bias control part 10 of the vector composition type phase shifter by Embodiment 1 of this invention. LPF3及びHPF4の簡略化した回路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the circuit where LPF3 and HPF4 were simplified. LPF3及びHPF4の通過利得特性及び通過位相特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the passage gain characteristic and passage phase characteristic of LPF3 and HPF4. LPF3及びHPF4から出力されるI信号とQ信号の直交性が、終端インピーダンス51,52を調整することで変化する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the orthogonality of I signal and Q signal output from LPF3 and HPF4 changes by adjusting the termination impedances 51 and 52. FIG. 終端インピーダンス51,52を90%~110%まで変化させた場合のLPF3とHPF4の通過位相差と、LPF3とHPF4の通過利得差との回路シミュレーション結果を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing circuit simulation results of a pass phase difference between LPF 3 and HPF 4 and a pass gain difference between LPF 3 and HPF 4 when termination impedances 51 and 52 are changed from 90% to 110%. ベクトル合成型移相器の通過位相を60°及び135°に設定する場合のI用VGA5及びQ用VGA6への設定利得のイメージを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the image of the setting gain to I VGA5 and Q VGA6 in the case of setting the passage phase of a vector synthetic | combination type phase shifter to 60 degrees and 135 degrees. I用VGA5及びQ用VGA6の可変利得部18,28の制御信号電圧と、可変利得部18,28の電流利得との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the control signal voltage of the variable gain parts 18 and 28 of I VGA5 and Q VGA6, and the current gain of the variable gain parts 18 and 28. FIG. テーブル部79に記憶されているルックアップテーブルの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the lookup table memorize | stored in the table part. この発明の実施の形態2によるベクトル合成型移相器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the vector synthetic | combination type phase shifter by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2によるベクトル合成型移相器のバイアス制御部10を示す構成図である。It is a block diagram which shows the bias control part 10 of the vector composition type | mold phase shifter by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3によるベクトル合成型移相器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the vector synthetic | combination type phase shifter by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3によるベクトル合成型移相器のI用VGA5及びQ用VGA6の内部の一部を示す構成図である。It is a block diagram which shows a part of inside of VGA5 for I and VGA6 for Q of the vector synthetic | combination type phase shifter by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4によるベクトル合成型移相器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the vector synthetic | combination type phase shifter by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4によるベクトル合成型移相器のI用VGA5及びQ用VGA6の一部を示す構成図である。It is a block diagram which shows a part of VGA5 for I and VGA6 for Q of the vector synthetic | combination type phase shifter by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5によるベクトル合成型移相器のI用VGA5を示す構成図である。It is a block diagram which shows VGA5 for I of the vector composition type | mold phase shifter by Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5によるベクトル合成型移相器のQ用VGA6を示す構成図である。It is a block diagram which shows VGA6 for Q of the vector synthetic | combination type phase shifter by Embodiment 5 of this invention. 可変利得部121,122,131,132に実装されている単位セルを示す構成図である。It is a block diagram which shows the unit cell mounted in the variable gain parts 121,122,131,132.
 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。 Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
実施の形態1.
 図1はこの発明の実施の形態1によるベクトル合成型移相器を示す構成図である。
 図1のベクトル合成型移相器は、例えば、無線送信機や無線受信機などの無線通信機に実装されるものであり、ベクトル合成型移相器により位相がシフトされたRF信号が、無線通信機によって送信される場合や、無線通信機によって受信されたRF信号が、ベクトル合成型移相器によって位相がシフトされる場合などが想定される。
 図1において、入力端子1a,1bはベクトル合成型移相器の入力信号である差動のRF(radio frequency)信号が入力される端子である。この実施の形態1では、ベクトル合成型移相器の入力信号がRF信号である例を説明するが、入力信号がRF信号に限るものではなく、無線周波数以外の周波数の信号が入力されるものであってもよい。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a vector synthesis type phase shifter according to Embodiment 1 of the present invention.
The vector synthesis type phase shifter of FIG. 1 is mounted on a radio communication device such as a radio transmitter or a radio receiver, for example, and an RF signal whose phase is shifted by the vector synthesis type phase shifter is wireless. It is assumed that the signal is transmitted by a communication device, or the phase of an RF signal received by a wireless communication device is shifted by a vector synthesis type phase shifter.
In FIG. 1, input terminals 1a and 1b are terminals to which a differential RF (radio frequency) signal which is an input signal of a vector synthesis type phase shifter is input. In the first embodiment, an example in which the input signal of the vector synthesis type phase shifter is an RF signal will be described. However, the input signal is not limited to the RF signal, and a signal having a frequency other than the radio frequency is input. It may be.
 ポリフェーズフィルタ2は低域通過フィルタ(LPF:Low Pass Filter)3と高域通過フィルタ(HPF:High Pass Filter)4とを有しており、入力端子1a,1bより入力された差動のRF信号から、同相信号であるI(In-phase)信号と、直交信号であるQ(Quadrature)信号を抽出する。
 LPF3はインダクタ素子3a,3bと容量素子3c,3dを含んでおり、入力端子1a,1bより入力された差動のRF信号からI信号を抽出する。
 インダクタ素子3aは入力端子1aとI用VGA(Variable Gain Amplifier)5の入力端子5aとを結ぶ信号線上に挿入されており、インダクタ素子3bは入力端子1bとI用VGA5の入力端子5bとを結ぶ信号線上に挿入されている。
 容量素子3cは入力端子1aとI用VGA5の入力端子5aとを結ぶ信号線と、グランドとの間に接続され、容量素子3dは入力端子1bとI用VGAの入力端子5bとを結ぶ信号線と、グランドとの間に接続されている。
The polyphase filter 2 includes a low-pass filter (LPF) 3 and a high-pass filter (HPF) 4, and a differential RF input from input terminals 1 a and 1 b. An I (In-phase) signal that is an in-phase signal and a Q (Quadrature) signal that is a quadrature signal are extracted from the signal.
The LPF 3 includes inductor elements 3a and 3b and capacitive elements 3c and 3d, and extracts an I signal from a differential RF signal input from the input terminals 1a and 1b.
The inductor element 3a is inserted on a signal line connecting the input terminal 1a and an input terminal 5a of an I VGA (Variable Gain Amplifier) 5 and the inductor element 3b connects the input terminal 1b and the input terminal 5b of the I VGA 5. It is inserted on the signal line.
The capacitive element 3c is connected between a signal line connecting the input terminal 1a and the input terminal 5a of the I VGA 5 and the ground, and the capacitive element 3d is a signal line connecting the input terminal 1b and the input terminal 5b of the I VGA. And the ground.
 HPF4は容量素子4a,4bとインダクタ素子4c,4dを含んでおり、入力端子1a,1bより入力された差動のRF信号からQ信号を抽出する。
 容量素子4aは入力端子1aとQ用VGA6の入力端子6aとを結ぶ信号線上に挿入されており、容量素子4bは入力端子1bとQ用VGA6の入力端子6bとを結ぶ信号線上に挿入されている。
 インダクタ素子4cは入力端子1aとQ用VGA6の入力端子6aとを結ぶ信号線と、グランドとの間に接続され、インダクタ素子4dは入力端子1bとQ用VGA6の入力端子6bとを結ぶ信号線と、グランドとの間に接続されている。
The HPF 4 includes capacitive elements 4a and 4b and inductor elements 4c and 4d, and extracts a Q signal from the differential RF signal input from the input terminals 1a and 1b.
The capacitive element 4a is inserted on a signal line connecting the input terminal 1a and the input terminal 6a of the Q VGA 6, and the capacitive element 4b is inserted on a signal line connecting the input terminal 1b and the input terminal 6b of the Q VGA 6. Yes.
The inductor element 4c is connected between a signal line connecting the input terminal 1a and the input terminal 6a of the Q VGA 6 and the ground, and the inductor element 4d is a signal line connecting the input terminal 1b and the input terminal 6b of the Q VGA 6. And the ground.
 I用VGA5はLPF3により抽出された差動のI信号を入力する入力段のトランジスタを有しており、差動のI信号を増幅する第1の可変利得増幅器である。
 入力端子5a,5bはLPF3から出力された差動のI信号を入力する端子である。
 出力端子5c,5dはI用VGA5により増幅された差動のI信号を出力する端子である。
 利得制御端子5eは利得制御部9から出力された利得制御信号を入力する端子である。
 バイアス制御端子5fはバイアス制御部10から出力されたバイアス制御信号を入力する端子である。
The I VGA 5 has an input stage transistor for inputting a differential I signal extracted by the LPF 3, and is a first variable gain amplifier that amplifies the differential I signal.
The input terminals 5a and 5b are terminals for inputting a differential I signal output from the LPF 3.
The output terminals 5c and 5d are terminals for outputting differential I signals amplified by the I VGA 5.
The gain control terminal 5e is a terminal for inputting the gain control signal output from the gain control unit 9.
The bias control terminal 5 f is a terminal for inputting a bias control signal output from the bias control unit 10.
 Q用VGA6はHPF4により抽出された差動のQ信号を入力する入力段のトランジスタを有しており、差動のQ信号を増幅する第2の可変利得増幅器である。
 入力端子6a,6bはHPF4から出力された差動のQ信号を入力する端子である。
 出力端子6c,6dはQ用VGA6により増幅された差動のQ信号を出力する端子である。
 利得制御端子6eは利得制御部9から出力された利得制御信号を入力する端子である。
 バイアス制御端子6fはバイアス制御部10から出力されたバイアス制御信号を入力する端子である。
The Q VGA 6 has an input stage transistor for inputting a differential Q signal extracted by the HPF 4 and is a second variable gain amplifier for amplifying the differential Q signal.
The input terminals 6a and 6b are terminals for inputting a differential Q signal output from the HPF 4.
The output terminals 6c and 6d are terminals for outputting a differential Q signal amplified by the Q VGA 6.
The gain control terminal 6e is a terminal for inputting the gain control signal output from the gain control unit 9.
The bias control terminal 6 f is a terminal for inputting a bias control signal output from the bias control unit 10.
 信号合成部7は負荷インピーダンス7a,7bを備えており、I用VGA5により増幅された差動のI信号と、Q用VGA6により増幅された差動のQ信号とを合成して、そのI信号とQ信号の合成信号を出力する。
 負荷インピーダンス7aは一端がI用VGA5の出力端子5c及びQ用VGA6の出力端子6cと接続され、他端が電源端子7cと接続されている。
 負荷インピーダンス7bは一端がI用VGA5の出力端子5d及びQ用VGA6の出力端子6dと接続され、他端が電源端子7dと接続されている。
 出力端子8a,8bは信号合成部7により合成された差動の合成信号を出力する端子である。
The signal synthesizer 7 includes load impedances 7a and 7b. The signal synthesizer 7 synthesizes the differential I signal amplified by the I VGA 5 and the differential Q signal amplified by the Q VGA 6, and outputs the I signal. And a synthesized signal of the Q signal are output.
The load impedance 7a has one end connected to the output terminal 5c of the I VGA 5 and the output terminal 6c of the Q VGA 6, and the other end connected to the power supply terminal 7c.
The load impedance 7b has one end connected to the output terminal 5d of the I VGA 5 and the output terminal 6d of the Q VGA 6, and the other end connected to the power supply terminal 7d.
The output terminals 8 a and 8 b are terminals for outputting a differential composite signal synthesized by the signal synthesis unit 7.
 利得制御部9はI用VGA5及びQ用VGA6の利得を制御することで、信号合成部7から出力される合成信号の振幅を変えずに、その合成信号の位相を調整する。
 バイアス制御部10はI用VGA5及びQ用VGA6が有する入力段のトランジスタのバイアス電流を制御する。
The gain controller 9 controls the gains of the I VGA 5 and the Q VGA 6 to adjust the phase of the synthesized signal without changing the amplitude of the synthesized signal output from the signal synthesizer 7.
The bias controller 10 controls the bias current of the transistors in the input stage of the I VGA 5 and the Q VGA 6.
 図2はこの発明の実施の形態1によるベクトル合成型移相器のI用VGA5を示す構成図である。
 図2において、ゲート接地トランジスタ11a,11bはコモンゲート構成のトランジスタであり、I用VGA5における入力段のトランジスタを構成している。
 ゲート接地トランジスタ11a,11bはソース端子が入力端子5a,5bと接続されており、ゲート端子にはバイアス電圧12が印加されている。
 可変電流源13a,13bはバイアス制御端子5fからバイアス制御部10の出力信号であるバイアス制御信号が入力されると、そのバイアス制御信号にしたがってゲート接地トランジスタ11a,11bのソース端子に出力する電流、即ち、ゲート接地トランジスタ11a,11bのバイアス電流を調整する。
 可変電流源13a,13bがゲート接地トランジスタ11a,11bのバイアス電流を調整することで、ゲート接地トランジスタ11a,11bの入力インピーダンスが調整される。
 ゲート接地トランジスタ11a,11bの入力インピーダンスは、ゲート接地トランジスタ11a,11bのトランスコンダクタンスgmの逆数によって決定される。
FIG. 2 is a block diagram showing the I-use VGA 5 of the vector synthesis type phase shifter according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 2, common gate transistors 11a and 11b are transistors having a common gate configuration, and constitute an input stage transistor in the I VGA 5.
The source terminals of the common-gate transistors 11a and 11b are connected to the input terminals 5a and 5b, and a bias voltage 12 is applied to the gate terminals.
When a bias control signal that is an output signal of the bias controller 10 is input from the bias control terminal 5f to the variable current sources 13a and 13b, currents output to the source terminals of the common-gate transistors 11a and 11b according to the bias control signal, That is, the bias current of the common gate transistors 11a and 11b is adjusted.
The variable current sources 13a and 13b adjust the bias current of the grounded gate transistors 11a and 11b, so that the input impedances of the grounded gate transistors 11a and 11b are adjusted.
The input impedance of the grounded gate transistors 11a and 11b is determined by the reciprocal of the transconductance gm of the grounded gate transistors 11a and 11b.
 可変利得部14はカレントステアリング型の回路構成を備えており、利得制御端子5eから利得制御部9の出力信号である利得制御信号が入力されると、その利得制御信号にしたがってゲート接地トランジスタ11a,11bのドレイン端子から出力された差動のI信号の利得を調整し、出力端子5c,5dから利得調整後のI信号を信号合成部7に出力する。
 トランジスタ15a,15bはゲート端子が利得制御端子5eと接続され、ソース端子がゲート接地トランジスタ11a,11bのドレイン端子と接続され、ドレイン端子が電源端子18a,18bと接続されている。トランジスタ15a,15bは利得制御信号に応じて、ゲート接地トランジスタ11a,11bのドレイン端子から出力されたI信号である電流信号の一部を捨てる経路をなしている。
The variable gain unit 14 has a current steering type circuit configuration. When a gain control signal, which is an output signal of the gain control unit 9, is input from the gain control terminal 5e, the grounded gate transistor 11a, The gain of the differential I signal output from the drain terminal of 11b is adjusted, and the I signal after gain adjustment is output to the signal combining unit 7 from the output terminals 5c and 5d.
Transistors 15a and 15b have gate terminals connected to gain control terminal 5e, source terminals connected to drain terminals of grounded gate transistors 11a and 11b, and drain terminals connected to power supply terminals 18a and 18b. The transistors 15a and 15b form a path for discarding part of the current signal that is the I signal output from the drain terminals of the common-gate transistors 11a and 11b in accordance with the gain control signal.
 トランジスタ16a,16bはゲート端子が利得制御端子5eと接続され、ソース端子がゲート接地トランジスタ11a,11bのドレイン端子と接続され、ドレイン端子が出力端子5c,5dと接続されている。トランジスタ16a,16bは正の極性での利得を実現するために、利得制御信号に応じて、ゲート接地トランジスタ11a,11bのドレイン端子から出力されたI信号である電流信号の一部を出力端子5c,5dに渡す経路をなしている。
 トランジスタ17a,17bはゲート端子が利得制御端子5eと接続され、ソース端子がゲート接地トランジスタ11a,11bのドレイン端子と接続され、ドレイン端子が出力端子5d,5cと接続されている。トランジスタ17a,17bは負の極性での利得を実現するために、利得制御信号に応じて、ゲート接地トランジスタ11a,11bのドレイン端子から出力されたI信号である電流信号の一部を出力端子5d,5cに渡す経路をなしている。
Transistors 16a and 16b have gate terminals connected to gain control terminal 5e, source terminals connected to drain terminals of grounded gate transistors 11a and 11b, and drain terminals connected to output terminals 5c and 5d. In order to realize a gain with a positive polarity, the transistors 16a and 16b output a part of the current signal, which is an I signal output from the drain terminals of the grounded gate transistors 11a and 11b, according to the gain control signal, to the output terminal 5c. , 5d.
Transistors 17a and 17b have gate terminals connected to gain control terminal 5e, source terminals connected to drain terminals of common-gate transistors 11a and 11b, and drain terminals connected to output terminals 5d and 5c. In order to realize a gain with a negative polarity, the transistors 17a and 17b receive a part of the current signal, which is an I signal output from the drain terminals of the common-gate transistors 11a and 11b, according to the gain control signal, as the output terminal 5d. , 5c.
 図3はこの発明の実施の形態1によるベクトル合成型移相器のQ用VGA6を示す構成図である。
 図3において、ゲート接地トランジスタ21a,21bはコモンゲート構成のトランジスタであり、Q用VGA6における入力段のトランジスタを構成している。
 ゲート接地トランジスタ21a,21bはソース端子が入力端子6a,6bと接続されており、ゲート端子にはバイアス電圧22が印加されている。
 可変電流源23a,23bはバイアス制御端子6fからバイアス制御部10の出力信号であるバイアス制御信号が入力されると、そのバイアス制御信号にしたがってゲート接地トランジスタ21a,21bのソース端子に出力する電流、即ち、ゲート接地トランジスタ21a,21bのバイアス電流を調整する。
 可変電流源23a,23bがゲート接地トランジスタ21a,21bのバイアス電流を調整することで、ゲート接地トランジスタ21a,21bの入力インピーダンスが調整される。
 ゲート接地トランジスタ21a,21bの入力インピーダンスは、ゲート接地トランジスタ21a,21bのトランスコンダクタンスgmの逆数によって決定される。
FIG. 3 is a block diagram showing the Q VGA 6 of the vector synthesis type phase shifter according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 3, common gate transistors 21a and 21b are transistors having a common gate configuration, and constitute an input stage transistor in the Q VGA 6.
The source terminals of the common-gate transistors 21a and 21b are connected to the input terminals 6a and 6b, and a bias voltage 22 is applied to the gate terminals.
When the variable current sources 23a and 23b receive a bias control signal, which is an output signal of the bias control unit 10, from the bias control terminal 6f, currents output to the source terminals of the gate-grounded transistors 21a and 21b according to the bias control signal, That is, the bias current of the common gate transistors 21a and 21b is adjusted.
The variable current sources 23a and 23b adjust the bias currents of the grounded gate transistors 21a and 21b, so that the input impedances of the grounded gate transistors 21a and 21b are adjusted.
The input impedance of the common gate transistors 21a and 21b is determined by the reciprocal of the transconductance gm of the common gate transistors 21a and 21b.
 可変利得部24はカレントステアリング型の回路構成を備えており、利得制御端子6eから利得制御部9の出力信号である利得制御信号が入力されると、その利得制御信号にしたがってゲート接地トランジスタ21a,21bのドレイン端子から出力された差動のQ信号の利得を調整し、出力端子6c,6dから利得調整後のQ信号を信号合成部7に出力する。
 トランジスタ25a,25bはゲート端子が利得制御端子6eと接続され、ソース端子がゲート接地トランジスタ21a,21bのドレイン端子と接続され、ドレイン端子が電源端子28a,28bと接続されている。トランジスタ25a,25bは利得制御信号に応じて、ゲート接地トランジスタ21a,21bのドレイン端子から出力されたQ信号である電流信号の一部を捨てる経路をなしている。
The variable gain unit 24 has a current steering type circuit configuration. When a gain control signal that is an output signal of the gain control unit 9 is input from the gain control terminal 6e, the gate grounded transistors 21a, The gain of the differential Q signal output from the drain terminal of 21b is adjusted, and the Q signal after gain adjustment is output to the signal synthesizer 7 from the output terminals 6c and 6d.
Transistors 25a and 25b have gate terminals connected to gain control terminal 6e, source terminals connected to drain terminals of grounded gate transistors 21a and 21b, and drain terminals connected to power supply terminals 28a and 28b. The transistors 25a and 25b form a path for discarding a part of the current signal that is the Q signal output from the drain terminals of the common-gate transistors 21a and 21b according to the gain control signal.
 トランジスタ26a,26bはゲート端子が利得制御端子6eと接続され、ソース端子がゲート接地トランジスタ21a,21bのドレイン端子と接続され、ドレイン端子が出力端子6c,6dと接続されている。トランジスタ26a,26bは正の極性での利得を実現するために、利得制御信号に応じて、ゲート接地トランジスタ21a,21bのドレイン端子から出力されたQ信号である電流信号の一部を出力端子6c,6dに渡す経路をなしている。
 トランジスタ27a,27bはゲート端子が利得制御端子6eと接続され、ソース端子がゲート接地トランジスタ21a,21bのドレイン端子と接続され、ドレイン端子が出力端子6d,6cと接続されている。トランジスタ26a,26bは負の極性での利得を実現するために、利得制御信号に応じて、ゲート接地トランジスタ21a,21bのドレイン端子から出力されたQ信号である電流信号の一部を出力端子6d,6cに渡す経路をなしている。
Transistors 26a and 26b have gate terminals connected to gain control terminal 6e, source terminals connected to drain terminals of common-gate transistors 21a and 21b, and drain terminals connected to output terminals 6c and 6d. In order to realize a gain with a positive polarity, the transistors 26a and 26b receive a part of a current signal, which is a Q signal output from the drain terminals of the common-gate transistors 21a and 21b, in accordance with the gain control signal. , 6d.
Transistors 27a and 27b have gate terminals connected to gain control terminal 6e, source terminals connected to drain terminals of grounded gate transistors 21a and 21b, and drain terminals connected to output terminals 6d and 6c. In order to realize a gain with a negative polarity, the transistors 26a and 26b can output a part of a current signal, which is a Q signal output from the drain terminals of the common-gate transistors 21a and 21b, according to the gain control signal to the output terminal 6d. , 6c.
 図4はI用VGA5の可変電流源13a,13bの内部を示す構成図である。
 図4において、トランジスタ31,32はゲート端子がバイアス制御端子5fと接続され、ドレイン端子がゲート接地トランジスタ11a,11bのソース端子と接続されている。
 トランジスタ33はドレイン端子及びゲート端子がバイアス制御端子5fと接続されており、ゲート端子がトランジスタ31,32のゲート端子と接続されている。
 バイアス制御端子5fから入力されたバイアス制御信号がトランジスタ31~33によって電流ミラーされて、ゲート接地トランジスタ11a,11bのバイアス電流が調整されることで、ゲート接地トランジスタ11a,11bの入力インピーダンスが調整される。即ち、入力端子5a,5bから見たI用VGA5の入力インピーダンスが調整される。
 入力端子5a,5bから見たI用VGA5の入力インピーダンスは、ゲート接地トランジスタ11a,11bのトランスコンダクタンスgmの逆数であり、ゲート接地トランジスタ11a,11bのバイアス電流によって決定される。
FIG. 4 is a block diagram showing the inside of the variable current sources 13a and 13b of the VGA 5 for I.
In FIG. 4, transistors 31 and 32 have gate terminals connected to the bias control terminal 5f and drain terminals connected to source terminals of the common gate transistors 11a and 11b.
The transistor 33 has a drain terminal and a gate terminal connected to the bias control terminal 5 f, and a gate terminal connected to the gate terminals of the transistors 31 and 32.
The bias control signal input from the bias control terminal 5f is current mirrored by the transistors 31 to 33, and the bias currents of the grounded gate transistors 11a and 11b are adjusted, thereby adjusting the input impedances of the grounded gate transistors 11a and 11b. The That is, the input impedance of the I VGA 5 viewed from the input terminals 5a and 5b is adjusted.
The input impedance of the I VGA 5 viewed from the input terminals 5a and 5b is the reciprocal of the transconductance gm of the grounded gate transistors 11a and 11b, and is determined by the bias current of the grounded gate transistors 11a and 11b.
 図5はQ用VGA6の可変電流源23a,23bの内部を示す構成図である。
 図5において、トランジスタ41,42はゲート端子がバイアス制御端子6fと接続され、ドレイン端子がゲート接地トランジスタ21a,21bのソース端子と接続されている。
 トランジスタ43はドレイン端子及びゲート端子がバイアス制御端子6fと接続されており、ゲート端子がトランジスタ41,42のゲート端子と接続されている。
 バイアス制御端子6fから入力されたバイアス制御信号がトランジスタ41~43によって電流ミラーされて、ゲート接地トランジスタ21a,21bのバイアス電流が調整されることで、ゲート接地トランジスタ21a,21bの入力インピーダンスが調整される。即ち、入力端子6a,6bから見たQ用VGA6の入力インピーダンスが調整される。
 入力端子6a,6bから見たQ用VGA6の入力インピーダンスは、ゲート接地トランジスタ21a,21bのトランスコンダクタンスgmの逆数であり、ゲート接地トランジスタ21a,21bのバイアス電流によって決定される。
FIG. 5 is a block diagram showing the inside of the variable current sources 23a and 23b of the VGA 6 for Q.
In FIG. 5, transistors 41 and 42 have gate terminals connected to the bias control terminal 6f and drain terminals connected to source terminals of the common gate transistors 21a and 21b.
The transistor 43 has a drain terminal and a gate terminal connected to the bias control terminal 6 f, and a gate terminal connected to the gate terminals of the transistors 41 and 42.
The bias control signal input from the bias control terminal 6f is current mirrored by the transistors 41 to 43, and the bias currents of the grounded gate transistors 21a and 21b are adjusted, so that the input impedances of the grounded gate transistors 21a and 21b are adjusted. The That is, the input impedance of the VGA 6 for Q viewed from the input terminals 6a and 6b is adjusted.
The input impedance of the Q VGA 6 viewed from the input terminals 6a and 6b is the reciprocal of the transconductance gm of the grounded gate transistors 21a and 21b, and is determined by the bias current of the grounded gate transistors 21a and 21b.
 図6はこの発明の実施の形態1によるベクトル合成型移相器のバイアス制御部10を示す構成図である。図6では、説明の簡単化のために、差動ではなく単相の構成を表記している。
 図6のバイアス制御部10は、I用VGA5及びQ用VGA6が有する入力段のトランジスタのバイアス電流をリアルタイムに制御するものではなく、例えば、ベクトル合成型移相器の電源投入時や出荷時に、入力段のトランジスタのバイアス電流を制御するものである。
 入力段のトランジスタのバイアス電流をリアルタイムに制御するバイアス制御部10の構成は、実施の形態2で説明する。
FIG. 6 is a block diagram showing the bias controller 10 of the vector composition type phase shifter according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 6, for simplification of description, a single-phase configuration is shown instead of differential.
The bias control unit 10 in FIG. 6 does not control the bias current of the transistors in the input stage of the I VGA 5 and the Q VGA 6 in real time. For example, when the vector synthesis type phase shifter is powered on or shipped, It controls the bias current of the transistors in the input stage.
The configuration of the bias control unit 10 that controls the bias current of the transistor in the input stage in real time will be described in the second embodiment.
 図6において、移相器60は図1のポリフェーズフィルタ2、I用VGA5、Q用VGA6及び信号合成部7からなる。
 移相量設定器71は移相量を設定し、出力端子72を介して、その移相量を示す移相量設定信号を移相器60に出力する。移相量設定器71から出力される移相量設定信号は、利得制御部9から出力される利得制御信号に相当するものである。
 このため、入力段のトランジスタのバイアス電流を制御する際、利得制御部9が移相量を設定し、その移相量を示す移相量設定信号を利得制御信号として移相器60に出力するようにしてもよい。この場合、バイアス制御部10内の移相量設定器71は不要になる。
 具体的には、移相量設定器71は、移相量がαであることを示す移相量設定信号を移相器60に出力したのち、移相量がαであることを示す移相量設定信号を移相器60に出力する。αとαはどのような値でもよいが、例えば、α=0、α=90などが考えられる。
 移相器60は、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が利得制御信号として与えられると、信号合成部7から位相が(θ+α)の合成信号を出力し、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が利得制御信号として与えられると、信号合成部7から位相が(θ+α)の合成信号を出力する。θは、移相器60により位相がシフトされる前のRF信号の位相である。
6, the phase shifter 60 includes the polyphase filter 2, the I VGA 5, the Q VGA 6, and the signal synthesis unit 7 shown in FIG. 1.
The phase shift amount setting unit 71 sets the phase shift amount, and outputs a phase shift amount setting signal indicating the phase shift amount to the phase shifter 60 via the output terminal 72. The phase shift amount setting signal output from the phase shift amount setting unit 71 corresponds to the gain control signal output from the gain control unit 9.
Therefore, when controlling the bias current of the transistor in the input stage, the gain control unit 9 sets the phase shift amount, and outputs a phase shift amount setting signal indicating the phase shift amount to the phase shifter 60 as a gain control signal. You may do it. In this case, the phase shift amount setting unit 71 in the bias control unit 10 is not necessary.
Specifically, the phase shift amount setting unit 71 outputs a phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 1 to the phase shifter 60, and then indicates that the phase shift amount is α 2. A phase shift amount setting signal is output to the phase shifter 60. α 1 and α 2 may be any value, and for example, α 1 = 0, α 2 = 90, etc. are conceivable.
When the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 1 is given as a gain control signal from the phase shift amount setting device 71, the phase shifter 60 has a phase of (θ + α 1 ) from the signal combining unit 7. When a combined signal is output and a phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 2 is provided from the phase shift amount setting unit 71 as a gain control signal, the signal combining unit 7 has a phase of (θ + α 2 ). Output the composite signal. θ is the phase of the RF signal before the phase is shifted by the phase shifter 60.
 入力端子73は移相器60の入力信号であるRF信号を入力する端子である。
 アナログデジタル変換器74は入力端子73から入力されたRF信号をデジタル信号に変換して、デジタルRF信号を乗算器77に出力する。
 入力端子75は移相器60の信号合成部7から出力された合成信号を入力する端子である。
 アナログデジタル変換器76は入力端子75から入力された合成信号をデジタル信号に変換して、デジタル合成信号を乗算器77に出力する。
The input terminal 73 is a terminal for inputting an RF signal that is an input signal of the phase shifter 60.
The analog / digital converter 74 converts the RF signal input from the input terminal 73 into a digital signal and outputs the digital RF signal to the multiplier 77.
The input terminal 75 is a terminal for inputting the combined signal output from the signal combining unit 7 of the phase shifter 60.
The analog-digital converter 76 converts the combined signal input from the input terminal 75 into a digital signal and outputs the digital combined signal to the multiplier 77.
 乗算器77はアナログデジタル変換器74から出力されたデジタルRF信号と、アナログデジタル変換器76から出力されたデジタル合成信号とを乗算し、その乗算結果を示す信号を差分算出部78に出力する。
 乗算器77の出力信号は、移相器60の入力信号であるRF信号と、移相器60から出力された合成信号との位相差を示す情報を含んでいる。
The multiplier 77 multiplies the digital RF signal output from the analog / digital converter 74 and the digital composite signal output from the analog / digital converter 76, and outputs a signal indicating the multiplication result to the difference calculation unit 78.
The output signal of the multiplier 77 includes information indicating the phase difference between the RF signal that is the input signal of the phase shifter 60 and the combined signal output from the phase shifter 60.
 差分算出部78は移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が出力された際の乗算器77の出力信号と、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が出力された際の乗算器77の出力信号とを記憶する。
 また、差分算出部78は移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が出力された際の乗算器77の出力信号が示す位相差(α-θ)と、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が出力された際の乗算器77の出力信号が示す位相差(α-θ)との差分ΔPhを算出する。
 差分算出部78により算出される差分ΔPhは、I信号とQ信号の直交性が保たれていれば、90(=α-α)になる。このため、ΔPh=90でない場合、I信号とQ信号の直交性が劣化していることを意味する。
 テーブル部79は位相差の差分ΔPhと、I用VGA5及びQ用VGA6のゲート接地トランジスタ11a,11b,21a,21bにおけるバイアス電流の調整量との関係を示すルックアップテーブルを記憶している。
The difference calculation unit 78 outputs the output signal of the multiplier 77 when the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 1 is output from the phase shift amount setter 71 and the phase shift amount setter 71. The output signal of the multiplier 77 when the phase shift amount setting signal indicating that the phase amount is α 2 is output is stored.
Further, the difference calculating unit 78 outputs a phase difference (α 1 − −) indicated by the output signal of the multiplier 77 when the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 1 is output from the phase shift amount setting unit 71. θ) and the phase difference (α 2 −θ) indicated by the output signal of the multiplier 77 when the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 2 is output from the phase shift amount setter 71. The difference ΔPh is calculated.
The difference ΔPh calculated by the difference calculation unit 78 is 90 (= α 2 −α 1 ) if the orthogonality between the I signal and the Q signal is maintained. For this reason, when ΔPh = 90 is not true, it means that the orthogonality between the I signal and the Q signal is deteriorated.
The table unit 79 stores a look-up table showing the relationship between the phase difference difference ΔPh and the amount of adjustment of the bias current in the common-gate transistors 11a, 11b, 21a, and 21b of the I VGA 5 and the Q VGA 6.
 バイアス制御信号生成部80はテーブル部79に記憶されているルックアップテーブルを参照して、差分算出部78により算出された差分ΔPhに対応するバイアス電流の調整量を取得し、その調整量から、ゲート接地トランジスタ11a,11b,21a,21bのバイアス電流を制御するバイアス制御信号を生成する。
 図6では、説明の簡単化のために、I用VGA5に与えるバイアス制御信号と、Q用VGA6に与えるバイアス制御信号とが同じである例を示している。
 I用VGA5に与えるバイアス制御信号と、Q用VGA6に与えるバイアス制御信号とが異なるように構成する場合、テーブル部79が、I用VGA5についてのルックアップテーブルと、Q用VGA6についてのルックアップテーブルとを別々に記憶し、バイアス制御信号生成部80が、別々のルックアップテーブルを参照して、I用VGA5に与えるバイアス制御信号と、Q用VGA6に与えるバイアス制御信号とを生成するようにすればよい。
 デジタルアナログ変換器81はバイアス制御信号生成部80により生成されたバイアス制御信号をアナログ信号に変換し、出力端子82を介して、アナログのバイアス制御信号を移相器60のI用VGA5及びQ用VGA6に出力する。
The bias control signal generation unit 80 refers to the lookup table stored in the table unit 79, acquires the adjustment amount of the bias current corresponding to the difference ΔPh calculated by the difference calculation unit 78, and from the adjustment amount, A bias control signal for controlling the bias current of the common gate transistors 11a, 11b, 21a, and 21b is generated.
FIG. 6 shows an example in which the bias control signal applied to the I VGA 5 and the bias control signal applied to the Q VGA 6 are the same for the sake of simplicity.
When the bias control signal applied to the I VGA 5 is different from the bias control signal applied to the Q VGA 6, the table unit 79 includes a lookup table for the I VGA 5 and a lookup table for the Q VGA 6. Are separately stored, and the bias control signal generator 80 refers to the separate look-up tables to generate a bias control signal to be applied to the I VGA 5 and a bias control signal to be applied to the Q VGA 6. That's fine.
The digital-analog converter 81 converts the bias control signal generated by the bias control signal generation unit 80 into an analog signal, and converts the analog bias control signal to the I VGA 5 and Q for the phase shifter 60 via the output terminal 82. Output to VGA6.
 この実施の形態1では、ベクトル合成型移相器の全てのトランジスタがNMOSトランジスタで構成されているものを想定しているが、トランジスタがNMOSトランジスタで構成されているものに限るものではなく、例えば、PMOSトランジスタ、あるいは、バイポーラトランジスタで構成されているものであってもよい。 In the first embodiment, it is assumed that all the transistors of the vector synthesis type phase shifter are configured by NMOS transistors, but the present invention is not limited to the configuration in which the transistors are configured by NMOS transistors. A PMOS transistor or a bipolar transistor may be used.
 次に動作について説明する。
 入力端子1a,1bから入力された差動のRF信号は、ポリフェーズフィルタ2のLPF3とHPF4に入力される。
 LPF3は、差動のRF信号が入力されると、差動のRF信号からI信号を抽出して、差動のI信号をI用VGA5に出力する。
HPF4は、差動のRF信号が入力されると、差動のRF信号からQ信号を抽出して、差動のQ信号をQ用VGA6に出力する。
Next, the operation will be described.
Differential RF signals input from the input terminals 1 a and 1 b are input to the LPF 3 and the HPF 4 of the polyphase filter 2.
When a differential RF signal is input, the LPF 3 extracts an I signal from the differential RF signal and outputs the differential I signal to the I VGA 5.
When the differential RF signal is input, the HPF 4 extracts the Q signal from the differential RF signal and outputs the differential Q signal to the Q VGA 6.
 ここで、図7はLPF3及びHPF4の簡略化した回路を示す説明図である。
 図7では、説明の簡単化のために、差動ではなく単相の構成を表記している。
 図7において、終端インピーダンス51,52は、I用VGA5及びQ用VGA6の入力インピーダンスと等価である。
 以下、後述するバイアス制御部10によって、ゲート接地トランジスタ11a,11bのバイアス電流が調整されることで、I用VGA5の入力インピーダンスに相当する終端インピーダンス51が調整されたときのLPF3と、バイアス制御部10によって、ゲート接地トランジスタ21a,21bのバイアス電流が調整されることで、Q用VGA6の入力インピーダンスに相当する終端インピーダンス52が調整されたときのHPF4とについて説明する。
Here, FIG. 7 is an explanatory diagram showing a simplified circuit of the LPF 3 and the HPF 4.
FIG. 7 shows a single-phase configuration instead of differential for the sake of simplicity.
In FIG. 7, termination impedances 51 and 52 are equivalent to the input impedances of the VGA 5 for I and the VGA 6 for Q.
Hereinafter, the bias control unit 10 to be described later adjusts the bias current of the common-gate transistors 11a and 11b, thereby adjusting the LPF 3 when the termination impedance 51 corresponding to the input impedance of the I VGA 5 is adjusted, and the bias control unit. The HPF 4 when the terminal impedance 52 corresponding to the input impedance of the Q VGA 6 is adjusted by adjusting the bias current of the common gate transistors 21a and 21b by 10 will be described.
 例えば、LPF3及びHPF4が2次フィルタで構成されている場合、LPF3の伝達関数HLPF(s)及びHPF4の伝達関数HHPF(s)は、下記の式(1)、式(2)のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
For example, when the LPF 3 and the HPF 4 are composed of secondary filters, the transfer function H LPF (s) of the LPF 3 and the transfer function H HPF (s) of the HPF 4 are expressed by the following equations (1) and (2). It is expressed in
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001

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Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
 式(1)~(4)において、LPF3におけるインダクタ素子及び容量素子の回路定数をL[H]、C[F]で示し、HPF4におけるインダクタ素子及び容量素子の回路定数をL[H]、C[F]で示している。
 また、終端インピーダンス51,52は同じ値でR[ohm]とし、ラプラス演算子をs、動作角周波数をω[rad/sec]、フィルタのQ値をQと定義している。
 式(3)中のαは、LPF3及びHPF4のカットオフ周波数を調整する係数である。
 ここでは、LPF3及びHPF4が2次フィルタで構成されている例を示しているが、直交している2つの信号を生成することができればよく、フィルタ構成やフィルタ次数を限定するものではない。
 また、ここでは、終端インピーダンス51,52がR[ohm]で同じ値である例を示しているが、これは制御構成を簡単化するために同じ値にしているものであり、終端インピーダンス51,52を独立に制御することで更に調整の自由度を上げて、最終的な移相精度をより改善することも可能である。
In Expressions (1) to (4), the circuit constants of the inductor element and the capacitive element in the LPF 3 are denoted by L L [H] and C L [F], and the circuit constants of the inductor element and the capacitive element in the HPF 4 are denoted by L H [H ], C H [F].
The terminal impedances 51 and 52 are defined as R L [ohm] with the same value, the Laplace operator is defined as s, the operating angular frequency is defined as ω c [rad / sec], and the Q value of the filter is defined as Q.
Α in the equation (3) is a coefficient for adjusting the cutoff frequency of the LPF 3 and the HPF 4.
Here, an example in which the LPF 3 and the HPF 4 are configured by secondary filters is shown, but it is only necessary to generate two orthogonal signals, and the filter configuration and the filter order are not limited.
Here, an example is shown in which the termination impedances 51 and 52 have the same value in R L [ohm], but this is set to the same value in order to simplify the control configuration. , 52 can be independently controlled to further increase the degree of freedom of adjustment, and the final phase shift accuracy can be further improved.
 図8はLPF3及びHPF4の通過利得特性及び通過位相特性を示す説明図である。
 この実施の形態1では、LPF3及びHPF4が2次フィルタで構成されているものとしており、カットオフ周波数で、LPF3の通過位相とHPF4の通過位相との差が約90°になっている。
 この実施の形態1では、カットオフ周波数を調整する係数αによって、LPF3の通過位相とHPF4の通過位相との位相差が90°になるように調整されているものとする。
 この位相差90°は、LPF3とHPF4の通過帯域をオーバーラップすることで実現でき、通常、係数αは1以下の値を取る。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing pass gain characteristics and pass phase characteristics of LPF 3 and HPF 4.
In the first embodiment, it is assumed that LPF 3 and HPF 4 are constituted by secondary filters, and the difference between the pass phase of LPF 3 and the pass phase of HPF 4 is about 90 ° at the cut-off frequency.
In the first embodiment, it is assumed that the phase difference between the pass phase of the LPF 3 and the pass phase of the HPF 4 is adjusted to 90 ° by the coefficient α for adjusting the cutoff frequency.
This phase difference of 90 ° can be realized by overlapping the passbands of LPF 3 and HPF 4, and the coefficient α usually takes a value of 1 or less.
 図9はLPF3及びHPF4から出力されるI信号とQ信号の直交性が、終端インピーダンス51,52を調整することで変化する様子を示す説明図である。
 式(4)のQ値を変化させた場合、図9示すLPF3の通過利得プロットのように、LPF3の通過利得特性が変化する。
 即ち、LPF3は、Q値が1であれば、特性カーブAの通過利得特性を有し、Q値が1より大きければ、特性カーブBのようなリップル特性のある通過利得特性を有する。また、LPF3は、Q値が1より小さければ、特性カーブCのようなダンピングされた通過利得特性を有する。
 Q値が変化することで、図9示すLPF3の通過位相プロットのように、LPF3の通過位相特性も変動する。
 即ち、LPF3は、Q値が1であれば、特性カーブAの通過位相特性を有し、Q値が1より大きければ、特性カーブBの通過位相特性を有し、Q値が1より小さければ、特性カーブCの通過位相特性を有する。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state in which the orthogonality between the I signal and the Q signal output from the LPF 3 and the HPF 4 is changed by adjusting the termination impedances 51 and 52.
When the Q value in Expression (4) is changed, the pass gain characteristic of the LPF 3 changes as in the pass gain plot of the LPF 3 shown in FIG.
That is, if the Q value is 1, the LPF 3 has a pass gain characteristic of the characteristic curve A, and if the Q value is greater than 1, the LPF 3 has a pass gain characteristic having a ripple characteristic like the characteristic curve B. Further, the LPF 3 has a damped pass gain characteristic like the characteristic curve C if the Q value is smaller than 1.
As the Q value changes, the pass phase characteristic of the LPF 3 also varies as in the pass phase plot of the LPF 3 shown in FIG.
That is, the LPF 3 has a pass phase characteristic of the characteristic curve A if the Q value is 1, and has a pass phase characteristic of the characteristic curve B if the Q value is greater than 1, and if the Q value is less than 1. , Having a passing phase characteristic of a characteristic curve C.
 また、式(4)のQ値を変化させた場合、図9示すHPF4の通過利得プロットのように、HPF4の通過利得特性が変化する。
 即ち、HPF4は、Q値が1であれば、特性カーブDの通過利得特性を有し、Q値が1より大きければ、特性カーブEのようなリップル特性のある通過利得特性を有する。また、HPF4は、Q値が1より小さければ、特性カーブFのようなダンピングされた通過利得特性を有する。
 Q値が変化することで、図9に示すHPF4の通過位相プロットのように、HPF4の通過位相特性も変動する。
 即ち、HPF4は、Q値が1であれば、特性カーブDの通過位相特性を有し、Q値が1より大きければ、特性カーブEの通過位相特性を有し、Q値が1より小さければ、特性カーブFの通過位相特性を有する。
Further, when the Q value of the equation (4) is changed, the pass gain characteristic of the HPF 4 changes as in the pass gain plot of the HPF 4 shown in FIG.
That is, the HPF 4 has a pass gain characteristic of the characteristic curve D if the Q value is 1, and has a pass gain characteristic having a ripple characteristic like the characteristic curve E if the Q value is larger than 1. Further, the HPF 4 has a damped pass gain characteristic like the characteristic curve F if the Q value is smaller than 1.
As the Q value changes, the pass phase characteristic of the HPF 4 also varies as in the pass phase plot of the HPF 4 shown in FIG.
That is, the HPF 4 has a pass phase characteristic of the characteristic curve D if the Q value is 1, and has a pass phase characteristic of the characteristic curve E if the Q value is greater than 1, and if the Q value is less than 1. , Having a passing phase characteristic of a characteristic curve F.
 ここで、LPF3の通過利得特性及び通過位相特性と、HPF4の通過利得特性及び通過位相特性とを比較すると、以下のことが分かる。
(1)Q値と通過利得は、LPF3とHPF4の両方において、正の相間関係がある。
 即ち、Q値が1より大きければ、LPF3は、特性カーブAより通過利得が大きい特性カーブBの通過利得特性を有し、HPF4についても、特性カーブDより通過利得が大きい特性カーブEの通過利得特性を有する。
 また、Q値が1より小さければ、LPF3は、特性カーブAより通過利得が小さい特性カーブCの通過利得特性を有し、HPF4についても、特性カーブDより通過利得が小さい特性カーブFの通過利得特性を有する。
(2)Q値と通過位相は、LPF3では正の相間関係があるが、HPF4では負の相関関係がある。
 即ち、Q値が1より大きければ、LPF3は、動作周波数での通過位相が、特性カーブAよりもプラス方向である特性カーブBの通過位相特性を有しているが、HPF4は、動作周波数での通過位相が、特性カーブDよりもマイナス方向である特性カーブEの通過位相特性を有している。
 また、Q値が1より小さければ、LPF3は、動作周波数での通過位相が、特性カーブAよりもマイナス方向である特性カーブCの通過位相特性を有しているが、HPF4は、動作周波数での通過位相が、特性カーブDよりもプラス方向である特性カーブFの通過位相特性を有している。
 したがって、(1)(2)より、終端インピーダンス51,52を調整したとき、LPF3とHPF4との通過利得差はほとんど変化せずに、LPF3とHPF4との通過位相差が変化する。
Here, when the pass gain characteristic and pass phase characteristic of LPF 3 are compared with the pass gain characteristic and pass phase characteristic of HPF 4, the following can be understood.
(1) The Q value and the pass gain have a positive phase relationship in both LPF 3 and HPF 4.
That is, if the Q value is larger than 1, the LPF 3 has a passing gain characteristic of the characteristic curve B having a larger passing gain than the characteristic curve A, and the HPF 4 also has a passing gain of the characteristic curve E having a larger passing gain than the characteristic curve D. Has characteristics.
If the Q value is smaller than 1, the LPF 3 has a pass gain characteristic of the characteristic curve C having a smaller pass gain than the characteristic curve A, and the HPF 4 also has a pass gain of the characteristic curve F having a smaller pass gain than the characteristic curve D. Has characteristics.
(2) The Q value and the passing phase have a positive correlation in LPF3, but have a negative correlation in HPF4.
That is, if the Q value is larger than 1, the LPF 3 has a pass phase characteristic of a characteristic curve B in which the pass phase at the operating frequency is a positive direction than the characteristic curve A, while the HPF 4 has an operating frequency of Has a passing phase characteristic of a characteristic curve E in which the passing phase is in a negative direction with respect to the characteristic curve D.
If the Q value is smaller than 1, the LPF 3 has a passing phase characteristic of a characteristic curve C in which the passing phase at the operating frequency is in a negative direction with respect to the characteristic curve A, but the HPF 4 has an operating frequency of Has a pass phase characteristic of a characteristic curve F in which the pass phase is more positive than the characteristic curve D.
Therefore, from (1) and (2), when the termination impedances 51 and 52 are adjusted, the pass gain difference between the LPF 3 and the HPF 4 changes little, and the pass phase difference between the LPF 3 and the HPF 4 changes.
 図10は終端インピーダンス51,52を90%~110%まで変化させた場合のLPF3とHPF4の通過位相差と、LPF3とHPF4の通過利得差との回路シミュレーション結果を示す説明図である。
 図10より、LPF3とHPF4の通過利得差はほとんど変化せずに、通過位相差が変化することが確認される。
 ただし、この回路シミュレーション結果は一例であり、Q値や動作周波数の中心からのズレなどのフィルタ設計パラメータによって、回路シミュレーション結果は変化する。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing circuit simulation results of the pass phase difference between LPF 3 and HPF 4 and the pass gain difference between LPF 3 and HPF 4 when termination impedances 51 and 52 are changed from 90% to 110%.
From FIG. 10, it is confirmed that the pass phase difference changes while the pass gain difference between the LPF 3 and the HPF 4 hardly changes.
However, this circuit simulation result is an example, and the circuit simulation result varies depending on the filter design parameters such as the Q value and the deviation from the center of the operating frequency.
 I用VGA5は、LPF3が差動のI信号を出力すると、入力段のトランジスタであるゲート接地トランジスタ11a,11bが差動のI信号を入力する。
 I用VGA5の可変電流源13a,13bは、バイアス制御端子5fからバイアス制御部10の出力信号であるバイアス制御信号が入力されると、そのバイアス制御信号にしたがってゲート接地トランジスタ11a,11bのバイアス電流を調整することで、ゲート接地トランジスタ11a,11bの入力インピーダンスを調整する。
 I用VGA5の可変利得部14は、利得制御端子5eから利得制御部9の出力信号である利得制御信号が入力されると、その利得制御信号にしたがってゲート接地トランジスタ11a,11bのドレイン端子から出力された差動のI信号の利得を調整し、出力端子5c,5dから利得調整後のI信号を信号合成部7に出力する。
In the VGA 5 for I, when the LPF 3 outputs a differential I signal, the gate-grounded transistors 11a and 11b as input stage transistors input the differential I signal.
When a bias control signal that is an output signal of the bias control unit 10 is input from the bias control terminal 5f to the variable current sources 13a and 13b of the VGA 5 for I, the bias currents of the grounded gate transistors 11a and 11b according to the bias control signal. Is adjusted to adjust the input impedance of the common-gate transistors 11a and 11b.
When the gain control signal which is the output signal of the gain control unit 9 is input from the gain control terminal 5e, the variable gain unit 14 of the I VGA 5 outputs from the drain terminals of the common-gate transistors 11a and 11b according to the gain control signal. The gain of the differential I signal thus adjusted is adjusted, and the I signal after gain adjustment is output from the output terminals 5 c and 5 d to the signal synthesizer 7.
 Q用VGA6は、HPF4が差動のQ信号を出力すると、入力段のトランジスタであるゲート接地トランジスタ21a,21bが差動のQ信号を入力する。
 Q用VGA6の可変電流源23a,23bは、バイアス制御端子6fからバイアス制御部10の出力信号であるバイアス制御信号が入力されると、そのバイアス制御信号にしたがってゲート接地トランジスタ21a,21bのバイアス電流を調整することで、ゲート接地トランジスタ21a,21bの入力インピーダンスを調整する。
 Q用VGA6の可変利得部24は、利得制御端子6eから利得制御部9の出力信号である利得制御信号が入力されると、その利得制御信号にしたがってゲート接地トランジスタ21a,21bのドレイン端子から出力された差動のQ信号の利得を調整し、出力端子6c,6dから利得調整後のQ信号を信号合成部7に出力する。
In the Q VGA 6, when the HPF 4 outputs a differential Q signal, the grounded gate transistors 21a and 21b, which are transistors in the input stage, input the differential Q signal.
When a bias control signal that is an output signal of the bias control unit 10 is input from the bias control terminal 6f to the variable current sources 23a and 23b of the VGA 6 for Q, the bias currents of the grounded gate transistors 21a and 21b according to the bias control signal. Is adjusted to adjust the input impedance of the common-gate transistors 21a and 21b.
When the gain control signal that is the output signal of the gain control unit 9 is input from the gain control terminal 6e, the variable gain unit 24 of the Q VGA 6 outputs from the drain terminals of the common-gate transistors 21a and 21b according to the gain control signal. The gain of the differential Q signal thus adjusted is adjusted, and the Q signal after gain adjustment is output from the output terminals 6 c and 6 d to the signal synthesis unit 7.
 信号合成部7は、I用VGA5から差動のI信号を受けて、Q用VGA6から差動のQ信号を受けると、そのI信号とQ信号を合成し、差動の合成信号を出力端子8a,8bに出力する。 The signal synthesizer 7 receives a differential I signal from the I VGA 5 and, when receiving a differential Q signal from the Q VGA 6, synthesizes the I signal and the Q signal and outputs the differential synthesized signal as an output terminal. Output to 8a and 8b.
 利得制御部9は、ベクトル合成型移相器の通過利得が一定で、通過位相のみが任意に変化するように、I用VGA5及びQ用VGA6の利得を制御する。
 図11はベクトル合成型移相器の通過位相を60°及び-135°に設定する場合のI用VGA5及びQ用VGA6への設定利得のイメージを示す説明図である。
 図11において、「Gain for I」の点線矢印がI用VGA5への設定利得を示し、「Gain for Q」の点線矢印がQ用VGA6への設定利得を示し、「Synthesized Gain」が合成利得を示している。
The gain controller 9 controls the gains of the I VGA 5 and the Q VGA 6 so that the passing gain of the vector synthesis type phase shifter is constant and only the passing phase is arbitrarily changed.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an image of set gains for the I VGA 5 and the Q VGA 6 when the passing phase of the vector synthesis type phase shifter is set to 60 ° and −135 °.
In FIG. 11, the dotted arrow “Gain for I” indicates the set gain for the VGA 5 for I, the dotted arrow “Gain for Q” indicates the set gain for the VGA 6 for Q, and “Synthesized Gain” indicates the combined gain. Show.
 図12はI用VGA5及びQ用VGA6の可変利得部14,24の制御信号電圧と、可変利得部14,24の電流利得との関係を示す説明図である。
 図12には、正の極性の利得制御カーブGと、負の極性の利得制御カーブHとが示されている。
 可変利得部14,24の制御信号電圧は、利得制御部9から出力される利得制御信号によって決定されるが、トランジスタ15a,15b,25a,25bのゲート端子に与えられる制御信号電圧V15,V25と、トランジスタ16a,16b,26a,26bのゲート端子に与えられる制御信号電圧V16,V26と、トランジスタ17a,17b,27a,27bのゲート端子に与えられる制御信号電圧V17,V27とは異なる。
  V15=トランジスタ15a,15bのゲート端子に与えられる制御信号電圧
  V25=トランジスタ25a,25bのゲート端子に与えられる制御信号電圧
  V16=トランジスタ16a,16bのゲート端子に与えられる制御信号電圧
  V26=トランジスタ26a,26bのゲート端子に与えられる制御信号電圧
  V17=トランジスタ17a,17bのゲート端子に与えられる制御信号電圧
  V27=トランジスタ27a,27bのゲート端子に与えられる制御信号電圧
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relationship between the control signal voltage of the variable gain sections 14 and 24 of the I VGA 5 and the Q VGA 6 and the current gain of the variable gain sections 14 and 24.
FIG. 12 shows a gain control curve G having a positive polarity and a gain control curve H having a negative polarity.
The control signal voltages of the variable gain sections 14 and 24 are determined by the gain control signal output from the gain control section 9, but the control signal voltages V 15 and V applied to the gate terminals of the transistors 15a, 15b, 25a, and 25b. 25 , control signal voltages V 16 and V 26 applied to the gate terminals of the transistors 16a, 16b, 26a and 26b, and control signal voltages V 17 and V 27 applied to the gate terminals of the transistors 17a, 17b, 27a and 27b, Is different.
V 15 = Control signal voltage applied to the gate terminals of the transistors 15a and 15b V 25 = Control signal voltage applied to the gate terminals of the transistors 25a and 25b V 16 = Control signal voltage applied to the gate terminals of the transistors 16a and 16b V 26 = Control signal voltage applied to gate terminals of transistors 26a and 26b V 17 = Control signal voltage applied to gate terminals of transistors 17a and 17b V 27 = Control signal voltage applied to gate terminals of transistors 27a and 27b
 I用VGA5において、正の極性の利得制御を実現するには、トランジスタ17a,17bが遮断状態となるように、利得制御部9が、利得制御信号によって、トランジスタ17a,17bのゲート端子に印加する制御信号電圧V17を制御する。また、利得制御部9が、利得制御信号によって、トランジスタ15a,15bのゲート端子に印加する制御信号電圧V15と、トランジスタ16a,16bのゲート端子に印加する制御信号電圧V16との差であるゲート電位差ΔVpを制御する。
  ΔVp=V16-V15
 利得制御部9が、利得制御信号によって、ゲート電位差ΔVpを制御することで、ゲート接地トランジスタ11a,11bのドレイン端子から出力された差動のI信号のうち、所望の割合のI信号だけがトランジスタ16a,16bを通過して、出力端子5c,5dに出力される。
 これにより、I用VGA5における可変利得部14の電流利得である通過利得が、0~1(真数)の間で変化する。
In the VGA 5 for I, in order to realize gain control with positive polarity, the gain controller 9 applies the gain control signal to the gate terminals of the transistors 17a and 17b so that the transistors 17a and 17b are cut off. controlling the control signal voltage V 17. Further, the gain control unit 9, the gain control signal is the difference between the control signal voltage V 15 to be applied to the gate terminal of the transistor 15a, 15b, and the control signal voltage V 16 to be applied to the transistor 16a, the gate terminal of 16b The gate potential difference ΔVp is controlled.
ΔVp = V 16 −V 15
The gain control unit 9 controls the gate potential difference ΔVp with the gain control signal, so that only a desired proportion of the I signal output from the drain terminals of the common-gate transistors 11a and 11b is a transistor. It passes through 16a and 16b and is output to output terminals 5c and 5d.
As a result, the passing gain, which is the current gain of the variable gain section 14 in the I VGA 5, changes between 0 and 1 (the true number).
 I用VGA5において、負の極性の利得制御を実現するには、トランジスタ16a,16bが遮断状態となるように、利得制御部9が、利得制御信号によって、トランジスタ16a,16bのゲート端子に印加する制御信号電圧V16を制御する。また、利得制御部9が、利得制御信号によって、トランジスタ15a,15bのゲート端子に印加する制御信号電圧V15と、トランジスタ17a,17bのゲート端子に印加する制御信号電圧V17との差であるゲート電位差ΔVmを制御する。
  ΔVm=V17-V15
 利得制御部9が、利得制御信号によって、ゲート電位差ΔVmを制御することで、ゲート接地トランジスタ11a,11bのドレイン端子から出力された差動のI信号のうち、所望の割合のI信号だけがトランジスタ17a,17bを通過して、出力端子5d,5cに出力される。
 これにより、I用VGA5における可変利得部14の電流利得である通過利得が、0~-1(真数)の間で変化する。
In the VGA 5 for I, in order to realize gain control with negative polarity, the gain controller 9 applies a gain control signal to the gate terminals of the transistors 16a and 16b so that the transistors 16a and 16b are cut off. controlling the control signal voltage V 16. Further, the gain control unit 9, the gain control signal is the difference between the control signal voltage V 15 to be applied to the gate terminal of the transistor 15a, 15b, and the control signal voltage V 17 to be applied to the transistor 17a, 17b the gate terminal of the The gate potential difference ΔVm is controlled.
ΔVm = V 17 −V 15
The gain control unit 9 controls the gate potential difference ΔVm with the gain control signal, so that only a desired proportion of the I signal output from the drain terminals of the common-gate transistors 11a and 11b is a transistor. It passes through 17a and 17b and is output to output terminals 5d and 5c.
As a result, the pass gain, which is the current gain of the variable gain section 14 in the I VGA 5, changes between 0 and −1 (true number).
 Q用VGA6において、正の極性の利得制御を実現するには、トランジスタ27a,27bが遮断状態となるように、利得制御部9が、利得制御信号によって、トランジスタ27a,27bのゲート端子に印加する制御信号電圧V27を制御する。また、利得制御部9が、利得制御信号によって、トランジスタ25a,25bのゲート端子に印加する制御信号電圧V25と、トランジスタ26a,26bのゲート端子に印加する制御信号電圧V26との差であるゲート電位差ΔVpを制御する。
  ΔVp=V26-V25
 利得制御部9が、利得制御信号によって、ゲート電位差ΔVpを制御することで、ゲート接地トランジスタ21a,21bのドレイン端子から出力された差動のQ信号のうち、所望の割合のQ信号だけがトランジスタ26a,26bを通過して、出力端子6c,6dに出力される。
 これにより、Q用VGA6における可変利得部24の電流利得である通過利得が、0~1(真数)の間で変化する。
In the Q VGA 6, in order to realize the positive polarity gain control, the gain control unit 9 applies the gain control signal to the gate terminals of the transistors 27 a and 27 b so that the transistors 27 a and 27 b are cut off. controlling the control signal voltage V 27. Further, the gain control unit 9 is a difference between the control signal voltage V 25 applied to the gate terminals of the transistors 25 a and 25 b and the control signal voltage V 26 applied to the gate terminals of the transistors 26 a and 26 b according to the gain control signal. The gate potential difference ΔVp is controlled.
ΔVp = V 26 −V 25
The gain control unit 9 controls the gate potential difference ΔVp with the gain control signal, so that only a desired proportion of the Q signals output from the drain terminals of the common-gate transistors 21a and 21b are transistors. It passes through 26a and 26b and is output to output terminals 6c and 6d.
As a result, the pass gain, which is the current gain of the variable gain section 24 in the Q VGA 6, changes between 0 and 1 (the true number).
 Q用VGA6において、負の極性の利得制御を実現するには、トランジスタ26a,26bが遮断状態となるように、利得制御部9が、利得制御信号によって、トランジスタ26a,26bのゲート端子に印加する制御信号電圧V26を制御する。また、利得制御部9が、利得制御信号によって、トランジスタ25a,25bのゲート端子に印加する制御信号電圧V25と、トランジスタ27a,27bのゲート端子に印加する制御信号電圧V27との差であるゲート電位差ΔVmを制御する。
  ΔVm=V27-V25
 利得制御部9が、利得制御信号によって、ゲート電位差ΔVmを制御することで、ゲート接地トランジスタ21a,21bのドレイン端子から出力された差動のQ信号のうち、所望の割合のQ信号だけがトランジスタ27a,27bを通過して、出力端子6d,6cに出力される。
 これにより、Q用VGA6における可変利得部24の電流利得である通過利得が、0~-1(真数)の間で変化する。
In the Q VGA 6, in order to realize gain control with negative polarity, the gain controller 9 applies a gain control signal to the gate terminals of the transistors 26a and 26b so that the transistors 26a and 26b are cut off. Control signal voltage V 26 is controlled. Further, the gain control unit 9 is a difference between the control signal voltage V 25 applied to the gate terminals of the transistors 25a and 25b and the control signal voltage V 27 applied to the gate terminals of the transistors 27a and 27b by the gain control signal. The gate potential difference ΔVm is controlled.
ΔVm = V 27 -V 25
The gain control unit 9 controls the gate potential difference ΔVm with the gain control signal, so that only a desired proportion of the Q signals output from the drain terminals of the common-gate transistors 21a and 21b are transistors. It passes through 27a and 27b and is output to the output terminals 6d and 6c.
As a result, the pass gain which is the current gain of the variable gain section 24 in the Q VGA 6 changes between 0 and −1 (the true number).
 バイアス制御部10は、I用VGA5及びQ用VGA6が有する入力段のトランジスタであるゲート接地トランジスタ11a,11b,21a,21bのバイアス電流を制御することで、I信号とQ信号の直交性を高める。
 以下、図6を参照しながら、バイアス制御部10によるバイアス電流の制御内容を具体的に説明する。
The bias control unit 10 controls the bias current of the common gate transistors 11a, 11b, 21a, and 21b, which are transistors in the input stage of the I VGA 5 and the Q VGA 6, thereby improving the orthogonality between the I signal and the Q signal. .
Hereinafter, the control content of the bias current by the bias control unit 10 will be specifically described with reference to FIG.
 バイアス制御部10の移相量設定器71は、例えば、ベクトル合成型移相器の電源投入時や出荷時に、移相量を設定し、出力端子72を介して、その移相量を示す移相量設定信号を利得制御信号として、移相器60におけるI用VGA5の利得制御端子5e及びQ用VGA6の利得制御端子6eに出力する。
 即ち、移相量設定器71は、移相量がαであることを示す移相量設定信号をバイアス制御信号として、移相器60の利得制御端子5e,6eに出力し、その後、移相量がαであることを示す移相量設定信号をバイアス制御信号として、移相器60の利得制御端子5e,6eに出力する。αとαはどのような値でもよいが、例えば、α=0、α=90などが考えられる。
 このとき、バイアス制御部10のバイアス制御信号生成部80は、事前に設定されている初期時のバイアス制御信号をデジタルアナログ変換器81に出力し、デジタルアナログ変換器81は、バイアス制御信号生成部80から出力された初期時のバイアス制御信号をアナログ信号に変換し、出力端子82を介して、アナログのバイアス制御信号を移相器60のI用VGA5及びQ用VGA6に出力する。
The phase shift amount setting unit 71 of the bias control unit 10 sets the phase shift amount when the vector synthesis type phase shifter is turned on or shipped, and shows the phase shift amount via the output terminal 72, for example. The phase amount setting signal is output as a gain control signal to the gain control terminal 5e of the I VGA 5 and the gain control terminal 6e of the Q VGA 6 in the phase shifter 60.
That is, the phase shift amount setting unit 71 outputs a phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 1 to the gain control terminals 5e and 6e of the phase shifter 60 as a bias control signal, and then shifts. Airyo as the bias control signal of phase shift amount setting signal indicating a alpha 2, and outputs the gain control terminal 5e of the phase shifter 60, to 6e. α 1 and α 2 may be any value, and for example, α 1 = 0, α 2 = 90, etc. are conceivable.
At this time, the bias control signal generation unit 80 of the bias control unit 10 outputs an initial bias control signal set in advance to the digital / analog converter 81, and the digital / analog converter 81 outputs the bias control signal generation unit. The initial bias control signal output from 80 is converted into an analog signal, and the analog bias control signal is output to the I VGA 5 and Q VGA 6 of the phase shifter 60 via the output terminal 82.
 移相器60は、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が与えられると、信号合成部7から位相が(θ+α)の合成信号を出力する。
 また、移相器60は、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が与えられると、信号合成部7から位相が(θ+α)の合成信号を出力する。
 θは、移相器60により位相がシフトされる前のRF信号の位相である。
When the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 1 is given from the phase shift amount setting device 71, the phase shifter 60 outputs a combined signal having a phase of (θ + α 1 ) from the signal combining unit 7. To do.
Further, when a phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 2 is given from the phase shift amount setting device 71, the phase shifter 60 is a combined signal having a phase of (θ + α 2 ) from the signal combining unit 7. Is output.
θ is the phase of the RF signal before the phase is shifted by the phase shifter 60.
 アナログデジタル変換器74は、入力端子73からRF信号が入力されると、そのRF信号をデジタル信号に変換して、デジタルRF信号を乗算器77に出力する。
 アナログデジタル変換器76は、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が出力されたとき、移相器60の信号合成部7から出力された合成信号が、入力端子75から入力されると、その合成信号をデジタル信号に変換して、デジタル合成信号を乗算器77に出力する。
 また、アナログデジタル変換器76は、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が出力されたとき、移相器60の信号合成部7から出力された合成信号が、入力端子75から入力されると、その合成信号をデジタル信号に変換して、デジタル合成信号を乗算器77に出力する。
When an RF signal is input from the input terminal 73, the analog / digital converter 74 converts the RF signal into a digital signal and outputs the digital RF signal to the multiplier 77.
When the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 1 is output from the phase shift amount setting unit 71, the analog-digital converter 76 performs the synthesis output from the signal synthesis unit 7 of the phase shifter 60. When a signal is input from the input terminal 75, the combined signal is converted into a digital signal, and the digital combined signal is output to the multiplier 77.
The analog-digital converter 76 outputs the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 2 from the phase shift amount setter 71 and is output from the signal synthesis unit 7 of the phase shifter 60. When the combined signal is input from the input terminal 75, the combined signal is converted into a digital signal, and the digital combined signal is output to the multiplier 77.
 乗算器77は、アナログデジタル変換器74からデジタルRF信号を受け、アナログデジタル変換器76からデジタル合成信号を受けると、そのデジタルRF信号とデジタル合成信号とを乗算し、その乗算結果を示す信号を差分算出部78に出力する。
 乗算器77の出力信号は、移相器60の入力信号であるRF信号と、移相器60の出力信号である合成信号との位相差を示す情報を含んでいる。
When the multiplier 77 receives the digital RF signal from the analog-digital converter 74 and receives the digital composite signal from the analog-digital converter 76, the multiplier 77 multiplies the digital RF signal and the digital composite signal, and outputs a signal indicating the multiplication result. It outputs to the difference calculation part 78.
The output signal of the multiplier 77 includes information indicating the phase difference between the RF signal that is the input signal of the phase shifter 60 and the combined signal that is the output signal of the phase shifter 60.
 差分算出部78は、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が出力された際に、乗算器77の出力信号を受けると、その出力信号を記憶する。
 また、差分算出部78は、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が出力された際に、乗算器77の出力信号を受けると、その出力信号を記憶する。
 そして、差分算出部78は、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が出力された際の乗算器77の出力信号が示す位相差(α-θ)と、移相量設定器71から移相量がαであることを示す移相量設定信号が出力された際の乗算器77の出力信号が示す位相差(α-θ)との差分ΔPhを算出する。
 このとき、差分算出部78により算出される差分ΔPhは(α-α)となるが、例えば、α=0、α=90の場合、I信号とQ信号の直交性が保たれていれば、差分ΔPhは90(=(α-α))になる。このため、ΔPh=90でない場合、I信号とQ信号の直交性が劣化していることを意味する。即ち、ΔPh-90=0でない場合、I信号とQ信号の直交性が劣化していることを意味する。
When the difference calculating unit 78 receives the output signal of the multiplier 77 when the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 1 is output from the phase shift amount setting unit 71, the difference calculating unit 78 outputs the output signal. Remember.
When the difference calculating unit 78 receives the output signal of the multiplier 77 when the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 2 is output from the phase shift amount setting unit 71, the difference calculating unit 78 outputs the signal. Store the signal.
Then, the difference calculating unit 78 outputs the phase difference (α 1) indicated by the output signal of the multiplier 77 when the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 1 is output from the phase shift amount setting unit 71. −θ) and the phase difference (α 2 −θ) indicated by the output signal of the multiplier 77 when the phase shift amount setting signal indicating that the phase shift amount is α 2 is output from the phase shift amount setting unit 71. The difference ΔPh is calculated.
At this time, the difference ΔPh calculated by the difference calculation unit 78 is (α 2 −α 1 ). For example, when α 1 = 0 and α 2 = 90, the orthogonality between the I signal and the Q signal is maintained. If so, the difference ΔPh is 90 (= (α 2 −α 1 )). For this reason, when ΔPh = 90 is not true, it means that the orthogonality between the I signal and the Q signal is deteriorated. That is, when ΔPh−90 = 0 is not true, it means that the orthogonality between the I signal and the Q signal is deteriorated.
 テーブル部79は、位相差の差分ΔPh-90と、I用VGA5及びQ用VGA6のゲート接地トランジスタ11a,11b,21a,21bにおけるバイアス電流の調整量との関係を示すルックアップテーブルを記憶している。
 ここで、図13はテーブル部79に記憶されているルックアップテーブルの一例を示す説明図である。
 図13では、説明の簡単化のため、ルックアップテーブルがI用VGA5とQ用VGA6で共通のテーブルになっている。
The table unit 79 stores a look-up table showing the relationship between the phase difference difference ΔPh−90 and the adjustment amount of the bias current in the common gate transistors 11a, 11b, 21a, and 21b of the I VGA 5 and the Q VGA 6. Yes.
Here, FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of a lookup table stored in the table unit 79.
In FIG. 13, the lookup table is a common table for the I VGA 5 and the Q VGA 6 for simplification of explanation.
 例えば、位相差の差分ΔPh-90が0であれば、I信号とQ信号の直交性が保たれており、バイアス制御部10から出力されている初期時のバイアス制御信号が適正である。このため、図13のルックアップテーブルには、ΔPh-90=0に対応する調整量として、初期時のバイアス制御信号を維持する旨を示す調整量[100%]が記録されている。
 一方、位相差の差分ΔPh-90が0でない場合には、I信号とQ信号の直交性が劣化しており、バイアス制御部10から出力されている初期時のバイアス制御信号が不適正になっている。このため、図13のルックアップテーブルには、ΔPh-90≠0に対応する調整量として、初期時のバイアス制御信号を調整する旨を示す調整量が記録されている。
 例えば、位相差の差分ΔPh-90が-3の場合、バイアス制御部10から出力されている初期時のバイアス制御信号の95%の信号を出力する旨を示す調整量[95%]が記録されている。
 また、位相差の差分ΔPh-90が+6の場合、バイアス制御部10から出力されている初期時のバイアス制御信号の120%の信号を出力する旨を示す調整量[120%]が記録されている。
For example, if the phase difference difference ΔPh−90 is 0, the orthogonality between the I signal and the Q signal is maintained, and the initial bias control signal output from the bias controller 10 is appropriate. Therefore, in the lookup table of FIG. 13, an adjustment amount [100%] indicating that the initial bias control signal is maintained is recorded as an adjustment amount corresponding to ΔPh−90 = 0.
On the other hand, when the phase difference difference ΔPh−90 is not 0, the orthogonality between the I signal and the Q signal is deteriorated, and the initial bias control signal output from the bias control unit 10 is inappropriate. ing. Therefore, in the lookup table of FIG. 13, an adjustment amount indicating that the initial bias control signal is adjusted is recorded as an adjustment amount corresponding to ΔPh−90 ≠ 0.
For example, when the phase difference difference ΔPh−90 is −3, the adjustment amount [95%] indicating that 95% of the initial bias control signal output from the bias control unit 10 is output is recorded. ing.
When the phase difference difference ΔPh−90 is +6, an adjustment amount [120%] indicating that 120% of the initial bias control signal output from the bias control unit 10 is output is recorded. Yes.
 バイアス制御信号生成部80は、差分算出部78が差分ΔPhを算出すると、テーブル部79に記憶されているルックアップテーブルを参照して、その差分ΔPh-90に対応するバイアス電流の調整量を取得する。
 例えば、位相差の差分ΔPh-90が+3であれば、バイアス制御部10から出力されている初期時のバイアス制御信号の105%の信号を出力する旨を示す調整量[105%]を取得する。
 バイアス制御信号生成部80は、バイアス電流の調整量を取得すると、その調整量から、ゲート接地トランジスタ11a,11b,21a,21bのバイアス電流に対応するバイアス制御信号を生成する。
 例えば、調整量[105%]であれば、バイアス制御部10から出力されている初期時のバイアス制御信号の1.05倍のバイアス制御信号を生成する。
When the difference calculation unit 78 calculates the difference ΔPh, the bias control signal generation unit 80 refers to the lookup table stored in the table unit 79 and acquires the adjustment amount of the bias current corresponding to the difference ΔPh−90. To do.
For example, if the phase difference difference ΔPh−90 is +3, an adjustment amount [105%] indicating that 105% of the initial bias control signal output from the bias control unit 10 is output is acquired. .
When the bias control signal generation unit 80 acquires the adjustment amount of the bias current, the bias control signal generation unit 80 generates a bias control signal corresponding to the bias currents of the common-gate transistors 11a, 11b, 21a, and 21b from the adjustment amount.
For example, if the adjustment amount is [105%], a bias control signal that is 1.05 times the initial bias control signal output from the bias control unit 10 is generated.
 デジタルアナログ変換器81は、バイアス制御信号生成部80がバイアス制御信号を生成すると、そのバイアス制御信号をアナログ信号に変換し、出力端子82を介して、アナログのバイアス制御信号を移相器60のI用VGA5及びQ用VGA6に出力する。
 これにより、I用VGA5及びQ用VGA6のゲート接地トランジスタ11a,11b,21a,21bのバイアス電流が、デジタルアナログ変換器81から出力されたバイアス制御信号によって調整される。
 その結果、I用VGA5から出力されるI信号と、Q用VGA6から出力されるQ信号との位相差が90°に近づき、I信号とQ信号の直交性が高められる。
When the bias control signal generation unit 80 generates a bias control signal, the digital-analog converter 81 converts the bias control signal into an analog signal, and converts the analog bias control signal of the phase shifter 60 via the output terminal 82. Output to the VGA 5 for I and the VGA 6 for Q.
Thereby, the bias currents of the common-gate transistors 11a, 11b, 21a, and 21b of the I VGA 5 and the Q VGA 6 are adjusted by the bias control signal output from the digital / analog converter 81.
As a result, the phase difference between the I signal output from the I VGA 5 and the Q signal output from the Q VGA 6 approaches 90 °, and the orthogonality between the I signal and the Q signal is improved.
 以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、利得制御部9が、I用VGA5及びQ用VGA6の利得を制御することで、信号合成部7から出力される合成信号の振幅を変えずに、その合成信号の位相を調整し、バイアス制御部10が、I用VGA5及びQ用VGA6が有するゲート接地トランジスタ11a,11b,21a,22bのバイアス電流を制御するように構成したので、低雑音化や高利得化を図ることができるとともに、移相精度を高めることができる効果を奏する。 As is apparent from the above, according to the first embodiment, the gain controller 9 controls the gains of the I VGA 5 and the Q VGA 6 so that the amplitude of the synthesized signal output from the signal synthesizer 7 is reduced. Without changing, the phase of the composite signal is adjusted, and the bias control unit 10 is configured to control the bias currents of the common-gate transistors 11a, 11b, 21a, and 22b included in the I VGA 5 and the Q VGA 6. It is possible to achieve low noise and high gain, and to increase the phase shift accuracy.
実施の形態2.
 上記実施の形態1では、バイアス制御部10が、ベクトル合成型移相器の電源投入時や出荷時に、I用VGA5及びQ用VGA6が有する入力段のトランジスタのバイアス電流を制御する例を説明したが、この実施の形態2では、バイアス制御部10が、I用VGA5及びQ用VGA6が有する入力段のトランジスタのバイアス電流をリアルタイムに制御する例を説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the example in which the bias control unit 10 controls the bias current of the transistors in the input stage included in the I VGA 5 and the Q VGA 6 when the vector synthesis type phase shifter is turned on or shipped is described. However, in the second embodiment, an example will be described in which the bias control unit 10 controls the bias current of the transistors in the input stage included in the I VGA 5 and the Q VGA 6 in real time.
 図14はこの発明の実施の形態2によるベクトル合成型移相器を示す構成図であり、図14において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 図14のベクトル合成型移相器は、図1のベクトル合成型移相器とほぼ同様であるが、信号合成部7から出力された合成信号ではなく、I用VGA5から出力されたI信号と、Q用VGA6から出力されたQ信号とがバイアス制御部10に入力される点で相違している。
 図15はこの発明の実施の形態2によるベクトル合成型移相器のバイアス制御部10を示す構成図である。図15では、説明の簡単化のために、差動ではなく単相の構成を表記している。図15において、図6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
14 is a block diagram showing a vector synthesis type phase shifter according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 14, the same reference numerals as those in FIG.
The vector synthesis type phase shifter of FIG. 14 is substantially the same as the vector synthesis type phase shifter of FIG. 1, but is not the synthesized signal output from the signal synthesis unit 7 but the I signal output from the VGA 5 for I. The Q signal output from the Q VGA 6 is different in that it is input to the bias control unit 10.
FIG. 15 is a block diagram showing the bias controller 10 of the vector composition type phase shifter according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 15, for simplification of description, a single-phase configuration is shown instead of differential. In FIG. 15, the same reference numerals as those in FIG.
 入力端子83は移相器60のI用VGA5から出力されたI信号を入力する端子である。
 アナログデジタル変換器84は入力端子83から入力されたI信号をデジタル信号に変換して、デジタルI信号を乗算器87に出力する。
 入力端子85は移相器60のQ用VGA6から出力されたQ信号を入力する端子である。
 アナログデジタル変換器86は入力端子85から入力されたQ信号をデジタル信号に変換して、デジタルQ信号を乗算器88に出力する。
The input terminal 83 is a terminal for inputting the I signal output from the I VGA 5 of the phase shifter 60.
The analog / digital converter 84 converts the I signal input from the input terminal 83 into a digital signal and outputs the digital I signal to the multiplier 87.
The input terminal 85 is a terminal for inputting the Q signal output from the Q VGA 6 of the phase shifter 60.
The analog / digital converter 86 converts the Q signal input from the input terminal 85 into a digital signal and outputs the digital Q signal to the multiplier 88.
 乗算器87はアナログデジタル変換器74から出力されたデジタルRF信号と、アナログデジタル変換器84から出力されたデジタルI信号とを乗算し、その乗算結果を示す信号を差分算出部89に出力する。
 乗算器87の出力信号は、移相器60の入力信号であるRF信号と、I用VGA5から出力されたI信号との位相差を示す情報を含んでいる。
 乗算器88はアナログデジタル変換器74から出力されたデジタルRF信号と、アナログデジタル変換器86から出力されたデジタルQ信号とを乗算し、その乗算結果を示す信号を差分算出部89に出力する。
 乗算器88の出力信号は、移相器60の入力信号であるRF信号と、Q用VGA6から出力されたQ信号との位相差を示す情報を含んでいる。
 差分算出部89は乗算器87の出力信号が示す位相差と、乗算器88の出力信号が示す位相差との差分ΔPhを算出する。
The multiplier 87 multiplies the digital RF signal output from the analog-digital converter 74 and the digital I signal output from the analog-digital converter 84, and outputs a signal indicating the multiplication result to the difference calculation unit 89.
The output signal of the multiplier 87 includes information indicating the phase difference between the RF signal that is the input signal of the phase shifter 60 and the I signal output from the I VGA 5.
The multiplier 88 multiplies the digital RF signal output from the analog-digital converter 74 and the digital Q signal output from the analog-digital converter 86, and outputs a signal indicating the multiplication result to the difference calculation unit 89.
The output signal of the multiplier 88 includes information indicating the phase difference between the RF signal that is the input signal of the phase shifter 60 and the Q signal output from the Q VGA 6.
The difference calculation unit 89 calculates a difference ΔPh between the phase difference indicated by the output signal of the multiplier 87 and the phase difference indicated by the output signal of the multiplier 88.
 次に動作について説明する。
 バイアス制御部10以外の動作は上記実施の形態1と同様であるため、ここでは、バイアス制御部10の動作だけを説明する。
 アナログデジタル変換器74は、入力端子73からRF信号が入力されると、そのRF信号をデジタル信号に変換して、デジタルRF信号を乗算器87,88に出力する。
 アナログデジタル変換器84は、入力端子83からI信号が入力されると、そのI信号をデジタル信号に変換して、デジタルI信号を乗算器87に出力する。
 アナログデジタル変換器86は、入力端子85からQ信号が入力されると、そのQ信号をデジタル信号に変換して、デジタルQ信号を乗算器88に出力する。
Next, the operation will be described.
Since the operations other than the bias control unit 10 are the same as those in the first embodiment, only the operation of the bias control unit 10 will be described here.
When an RF signal is input from the input terminal 73, the analog-digital converter 74 converts the RF signal into a digital signal and outputs the digital RF signal to the multipliers 87 and 88.
When the I signal is input from the input terminal 83, the analog / digital converter 84 converts the I signal into a digital signal and outputs the digital I signal to the multiplier 87.
When the Q signal is input from the input terminal 85, the analog-digital converter 86 converts the Q signal into a digital signal and outputs the digital Q signal to the multiplier 88.
 乗算器87は、アナログデジタル変換器74からデジタルRF信号を受け、アナログデジタル変換器84からデジタルI信号を受けると、そのデジタルRF信号とデジタルI信号とを乗算し、その乗算結果を示す信号を差分算出部89に出力する。
 乗算器88は、アナログデジタル変換器74からデジタルRF信号を受け、アナログデジタル変換器86からデジタルQ信号を受けると、そのデジタルRF信号とデジタルQ信号とを乗算し、その乗算結果を示す信号を差分算出部89に出力する。
 ここでは、RF信号の位相がθ、I用VGA5及びQ用VGA6での移相量がβ、I信号とQ信号の位相差がγであるものとする。この場合、I用VGA5から出力されたI信号の位相が(θ+β)であり、Q用VGA6から出力されたQ信号の位相が(θ+β+γ)である。
When the multiplier 87 receives the digital RF signal from the analog-digital converter 74 and receives the digital I signal from the analog-digital converter 84, the multiplier 87 multiplies the digital RF signal and the digital I signal, and outputs a signal indicating the multiplication result. The result is output to the difference calculation unit 89.
When the multiplier 88 receives the digital RF signal from the analog-digital converter 74 and receives the digital Q signal from the analog-digital converter 86, the multiplier 88 multiplies the digital RF signal by the digital Q signal, and outputs a signal indicating the multiplication result. The result is output to the difference calculation unit 89.
Here, it is assumed that the phase of the RF signal is θ, the phase shift amount in the I VGA 5 and the Q VGA 6 is β, and the phase difference between the I signal and the Q signal is γ. In this case, the phase of the I signal output from the VGA for I 5 is (θ + β), and the phase of the Q signal output from the VGA 6 for Q is (θ + β + γ).
 差分算出部89は、乗算器87の出力信号が示す位相差(=β)と、乗算器88の出力信号が示す位相差(=β+γ)との差分ΔPhを算出する。
 このとき、差分算出部89により算出される差分ΔPhはγ(=(β+γ)-β)となるが、I信号とQ信号の直交性が保たれていれば、γ=90であるため、ΔPh=90になる。このため、ΔPh=90でない場合、I信号とQ信号の直交性が劣化していることを意味する。
 バイアス制御信号生成部80は、差分算出部89が差分ΔPhを算出すると、上記実施の形態1と同様に、テーブル部79に記憶されているルックアップテーブルを参照して、その差分ΔPhに対応するバイアス電流の調整量を取得する。
 バイアス制御信号生成部80は、バイアス電流の調整量を取得すると、その調整量から、ゲート接地トランジスタ11a,11b,21a,21bのバイアス電流に対応するバイアス制御信号を生成する。
 デジタルアナログ変換器81は、バイアス制御信号生成部80がバイアス制御信号を生成すると、そのバイアス制御信号をアナログ信号に変換し、出力端子82を介して、アナログのバイアス制御信号を移相器60のI用VGA5及びQ用VGA6に出力する。
The difference calculation unit 89 calculates a difference ΔPh between the phase difference (= β) indicated by the output signal of the multiplier 87 and the phase difference (= β + γ) indicated by the output signal of the multiplier 88.
At this time, the difference ΔPh calculated by the difference calculation unit 89 is γ (= (β + γ) −β). However, if the orthogonality between the I signal and the Q signal is maintained, γ = 90, and thus ΔPh = 90. For this reason, when ΔPh = 90 is not true, it means that the orthogonality between the I signal and the Q signal is deteriorated.
When the difference calculation unit 89 calculates the difference ΔPh, the bias control signal generation unit 80 refers to the lookup table stored in the table unit 79 and corresponds to the difference ΔPh as in the first embodiment. Get the adjustment amount of the bias current.
When the bias control signal generation unit 80 acquires the adjustment amount of the bias current, the bias control signal generation unit 80 generates a bias control signal corresponding to the bias currents of the common-gate transistors 11a, 11b, 21a, and 21b from the adjustment amount.
When the bias control signal generation unit 80 generates a bias control signal, the digital-analog converter 81 converts the bias control signal into an analog signal, and converts the analog bias control signal of the phase shifter 60 via the output terminal 82. Output to the VGA 5 for I and the VGA 6 for Q.
 以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、I用VGA5から出力されたI信号をデジタル信号に変換して、デジタルI信号を乗算器87に出力するアナログデジタル変換器84と、Q用VGA6から出力されたQ信号をデジタル信号に変換して、デジタルQ信号を乗算器88に出力するアナログデジタル変換器86と、アナログデジタル変換器74から出力されたデジタルRF信号と、アナログデジタル変換器84から出力されたデジタルI信号とを乗算し、その乗算結果を示す信号を差分算出部89に出力する乗算器87と、アナログデジタル変換器74から出力されたデジタルRF信号と、アナログデジタル変換器86から出力されたデジタルQ信号とを乗算し、その乗算結果を示す信号を差分算出部89に出力する乗算器88とを備えるように構成したので、I用VGA5及びQ用VGA6が有する入力段のトランジスタのバイアス電流をリアルタイムに制御することができる効果を奏する。 As apparent from the above, according to the second embodiment, the analog-digital converter 84 that converts the I signal output from the VGA 5 for I into a digital signal and outputs the digital I signal to the multiplier 87; An analog-to-digital converter 86 that converts the Q signal output from the VGA 6 for Q into a digital signal and outputs the digital Q signal to the multiplier 88; a digital RF signal output from the analog-to-digital converter 74; The multiplier I that multiplies the digital I signal output from the converter 84 and outputs a signal indicating the multiplication result to the difference calculation unit 89; the digital RF signal output from the analog-digital converter 74; Multiplier that multiplies the digital Q signal output from converter 86 and outputs a signal indicating the multiplication result to difference calculation unit 89 Since it is configured to include a 8 offers an advantage of being able to control the bias current of the transistors of the input stage with the I for VGA5 and Q for VGA6 in real time.
実施の形態3.
 上記実施の形態1,2では、LPF3とI用VGA5が接続され、HPF4とQ用VGA6が接続されているものを示したが、この実施の形態3では、LPF3とI用VGA5の間に共振器を接続し、HPF4とQ用VGA6の間に共振器を接続しているものを説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the LPF 3 and the I VGA 5 are connected and the HPF 4 and the Q VGA 6 are connected. However, in the third embodiment, the resonance occurs between the LPF 3 and the I VGA 5. Will be described in which a resonator is connected between the HPF 4 and the Q VGA 6.
 図16はこの発明の実施の形態3によるベクトル合成型移相器を示す構成図であり、図16において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 共振器91はLPF3とI用VGA5の間に接続され、I用VGA5が有する入力段のトランジスタであるゲート接地トランジスタ11a,11bのソース端子のインピーダンス(入力側インピーダンス)を高める第1の共振器である。
 共振器92はHPF4とQ用VGA6の間に接続され、Q用VGA6が有する入力段のトランジスタであるゲート接地トランジスタ21a,21bのソース端子のインピーダンス(入力側インピーダンス)を高める第2の共振器である。共振器91,92はインダクタ素子Lと容量素子Cを含んでいる。
 図16のベクトル合成型移相器は、上記実施の形態1における図1のベクトル合成型移相器に共振器91,92を適用する例を示しているが、上記実施の形態2における図14のベクトル合成型移相器に共振器91,92を適用するものであってもよい。
FIG. 16 is a block diagram showing a vector composition type phase shifter according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 16, the same reference numerals as those in FIG.
The resonator 91 is a first resonator that is connected between the LPF 3 and the I VGA 5 and increases the impedance (input side impedance) of the source terminals of the common-gate transistors 11a and 11b that are transistors in the input stage of the I VGA 5. is there.
The resonator 92 is a second resonator that is connected between the HPF 4 and the Q VGA 6 and increases the impedance (input side impedance) of the source terminals of the common-gate transistors 21a and 21b that are transistors in the input stage of the Q VGA 6. is there. The resonators 91 and 92 include an inductor element L and a capacitive element C.
The vector synthesis type phase shifter of FIG. 16 shows an example in which the resonators 91 and 92 are applied to the vector synthesis type phase shifter of FIG. 1 in the first embodiment, but FIG. 14 in the second embodiment. The resonators 91 and 92 may be applied to the vector synthesis type phase shifter.
 図17はこの発明の実施の形態3によるベクトル合成型移相器のI用VGA5及びQ用VGA6の内部の一部を示す構成図である。図17において、図2及び図3と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 図17では、説明の簡単化のために、差動ではなく単相の構成を表記している。このため、入力端子1a,1bは入力端子1のように表記し、ゲート接地トランジスタ11a,11bはゲート接地トランジスタ11のように表記し、ゲート接地トランジスタ21a,21bはゲート接地トランジスタ21のように表記している。
 また、可変利得部14,24の記載を省略しており、可変利得部14はゲート接地トランジスタ11のドレイン端子101に接続され、可変利得部24はゲート接地トランジスタ21のドレイン端子102に接続されている。
FIG. 17 is a block diagram showing part of the interior of the VGA 5 for I and the VGA 6 for Q of the vector synthesis type phase shifter according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 17, the same reference numerals as those in FIGS.
In FIG. 17, for simplicity of description, a single-phase configuration is shown instead of differential. Therefore, the input terminals 1a and 1b are expressed as the input terminal 1, the gate grounded transistors 11a and 11b are expressed as the gate grounded transistor 11, and the gate grounded transistors 21a and 21b are expressed as the gate grounded transistor 21. is doing.
Further, the description of the variable gain units 14 and 24 is omitted, the variable gain unit 14 is connected to the drain terminal 101 of the common-gate transistor 11, and the variable gain unit 24 is connected to the drain terminal 102 of the common-gate transistor 21. Yes.
 トランジスタ103はゲート端子がバイアス制御端子5f及びゲート接地トランジスタ11のゲート端子と接地されている。
 バイアス制御端子5fから入力されたバイアス制御信号がゲート接地トランジスタ11及びトランジスタ103によって電流ミラーされて、ゲート接地トランジスタ11のバイアス電流が調整されることで、ゲート接地トランジスタ11の入力インピーダンスが調整される。
 トランジスタ104はゲート端子がバイアス制御端子6f及びゲート接地トランジスタ21のゲート端子と接地されている。
 バイアス制御端子6fから入力されたバイアス制御信号がゲート接地トランジスタ21及びトランジスタ104によって電流ミラーされて、ゲート接地トランジスタ21のバイアス電流が調整されることで、ゲート接地トランジスタ21の入力インピーダンスが調整される。
The gate terminal of the transistor 103 is grounded to the bias control terminal 5 f and the gate terminal of the grounded gate transistor 11.
The bias control signal input from the bias control terminal 5f is current mirrored by the grounded gate transistor 11 and the transistor 103, and the bias current of the grounded gate transistor 11 is adjusted, so that the input impedance of the grounded gate transistor 11 is adjusted. .
The gate terminal of the transistor 104 is grounded to the bias control terminal 6 f and the gate terminal of the grounded gate transistor 21.
The bias control signal input from the bias control terminal 6f is current mirrored by the grounded gate transistor 21 and the transistor 104, and the bias current of the grounded gate transistor 21 is adjusted, so that the input impedance of the grounded gate transistor 21 is adjusted. .
 次に動作について説明する。
 I用VGA5のゲート接地トランジスタ11は、ソース端子からLPF3の出力信号であるI信号を入力して、ドレイン端子101からI信号を可変利得部14に出力する。
 Q用VGA6のゲート接地トランジスタ21は、ソース端子からHPF4の出力信号であるQ信号を入力して、ドレイン端子102からQ信号を可変利得部24に出力する。
 したがって、ゲート接地トランジスタ11,21が信号成分を漏れなく、ソース端子からドレイン端子101,102に伝えるためには、動作周波数において、ソース端子のインピーダンスを十分に高くする必要がある。
 ゲート接地トランジスタ11,21のソース端子のインピーダンスが十分に高くない場合、ゲート接地トランジスタ11,21のソース端子における寄生容量の影響を受けて、ゲート接地トランジスタ11,21の利得特性が劣化し、その結果、I信号とQ信号の直交性が劣化することがある。
Next, the operation will be described.
The common-gate transistor 11 of the VGA 5 for I inputs an I signal that is an output signal of the LPF 3 from the source terminal, and outputs the I signal from the drain terminal 101 to the variable gain unit 14.
The common-gate transistor 21 of the Q VGA 6 inputs a Q signal that is an output signal of the HPF 4 from the source terminal, and outputs the Q signal from the drain terminal 102 to the variable gain unit 24.
Therefore, in order for the grounded gate transistors 11 and 21 to transmit the signal component from the source terminal to the drain terminals 101 and 102 without leaking, it is necessary to sufficiently increase the impedance of the source terminal at the operating frequency.
If the impedance of the source terminal of the grounded-gate transistors 11 and 21 is not sufficiently high, the gain characteristics of the grounded-gate transistors 11 and 21 deteriorate due to the influence of the parasitic capacitance at the source terminals of the grounded-gate transistors 11 and 21. As a result, the orthogonality between the I signal and the Q signal may deteriorate.
 そこで、この実施の形態3では、ゲート接地トランジスタ11,21のソース端子のインピーダンスを十分に高くするため、LPF3とI用VGA5の間に共振器91を接続するとともに、HPF4とQ用VGA6の間に共振器92を接続している。
 共振器91,92を接続することで、共振器91,92が有するインダクタ素子Lのリアクタンス成分によって、ゲート接地トランジスタ11,21のソース端子における寄生容量の成分を打ち消すことができる。
 これにより、入力信号であるRF信号の周波数が高い周波数であっても、I信号とQ信号の直交性を高めて、移相精度を高めることができる効果を奏する。
Therefore, in the third embodiment, in order to sufficiently increase the impedance of the source terminal of the grounded-gate transistors 11 and 21, a resonator 91 is connected between the LPF 3 and the I VGA 5, and between the HPF 4 and the Q VGA 6. Is connected to the resonator 92.
By connecting the resonators 91 and 92, the parasitic capacitance component at the source terminals of the common-gate transistors 11 and 21 can be canceled by the reactance component of the inductor element L included in the resonators 91 and 92.
Thereby, even if the frequency of the RF signal which is an input signal is high, there is an effect that the orthogonality between the I signal and the Q signal can be improved and the phase shift accuracy can be improved.
実施の形態4.
 上記実施の形態3では、LPF3とI用VGA5の間に共振器91を接続するとともに、HPF4とQ用VGA6の間に共振器92を接続している例を示している。この実施の形態4では、LPF3及びHPF4が共振器を含んでいる例を説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, an example in which the resonator 91 is connected between the LPF 3 and the I VGA 5 and the resonator 92 is connected between the HPF 4 and the Q VGA 6 is shown. In the fourth embodiment, an example in which the LPF 3 and the HPF 4 include a resonator will be described.
 図18はこの発明の実施の形態4によるベクトル合成型移相器を示す構成図であり、図18において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 LPF111はインダクタ素子111a,111bと容量素子111c,111dを含んでおり、入力端子1a,1bより入力された差動のRF信号からI信号を抽出する。
 インダクタ素子111aは入力端子1aとI用VGA5の入力端子5aとを結ぶ信号線上に挿入されており、インダクタ素子111bは入力端子1bとI用VGA5の入力端子5bとを結ぶ信号線上に挿入されている。
 容量素子111cは入力端子1aとI用VGA5の入力端子5aとを結ぶ信号線と、グランドとの間に接続され、容量素子111dは入力端子1bとI用VGAの入力端子5bとを結ぶ信号線と、グランドとの間に接続されている。
 LPF111は、RF信号からI信号を抽出する点で、図1、図14や図16に示しているLPF3と共通しているが、LPF111は、図1、図14や図16に示しているLPF3と異なり、図16に示している共振器91の機能を兼ねている。
 即ち、LPF111のインダクタ素子111a,111bは、図16に示している共振器91が有しているインダクタ素子Lのリアクタンス成分を含み、LPF111の容量素子111c,111dは、共振器91が有している容量素子Cのリアクタンス成分を含んでいる。
 このため、LPF111は、RF信号からI信号を抽出する機能と、共振器91の機能を備えている。
FIG. 18 is a block diagram showing a vector synthesis type phase shifter according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 18, the same reference numerals as those in FIG.
The LPF 111 includes inductor elements 111a and 111b and capacitive elements 111c and 111d, and extracts an I signal from a differential RF signal input from the input terminals 1a and 1b.
The inductor element 111a is inserted on the signal line connecting the input terminal 1a and the input terminal 5a of the I VGA 5, and the inductor element 111b is inserted on the signal line connecting the input terminal 1b and the input terminal 5b of the I VGA 5. Yes.
The capacitive element 111c is connected between a signal line connecting the input terminal 1a and the input terminal 5a of the I VGA 5 and the ground, and the capacitive element 111d is a signal line connecting the input terminal 1b and the input terminal 5b of the I VGA. And the ground.
The LPF 111 is common to the LPF 3 shown in FIGS. 1, 14, and 16 in that the I signal is extracted from the RF signal, but the LPF 111 is the LPF 3 shown in FIGS. 1, 14, and 16. Unlike this, it also functions as the resonator 91 shown in FIG.
That is, the inductor elements 111a and 111b of the LPF 111 include reactance components of the inductor element L included in the resonator 91 illustrated in FIG. 16, and the capacitors 111c and 111d of the LPF 111 include the resonator 91. The reactance component of the capacitive element C is included.
For this reason, the LPF 111 has a function of extracting the I signal from the RF signal and a function of the resonator 91.
 HPF112は容量素子112a,112bとインダクタ素子112c,112dを含んでおり、入力端子1a,1bより入力された差動のRF信号からQ信号を抽出する。
 容量素子112aは入力端子1aとQ用VGA6の入力端子6aとを結ぶ信号線上に挿入されており、容量素子112bは入力端子1bとQ用VGA6の入力端子6bとを結ぶ信号線上に挿入されている。
 インダクタ素子112cは入力端子1aとQ用VGA6の入力端子6aとを結ぶ信号線と、グランドとの間に接続され、インダクタ素子112dは入力端子1bとQ用VGA6の入力端子6bとを結ぶ信号線と、グランドとの間に接続されている。
 HPF112は、RF信号からQ信号を抽出する点で、図1、図14や図16に示しているHPF4と共通しているが、共通しているが、HPF112は、図1、図14や図16に示しているHPF4と異なり、図16に示している共振器92の機能を兼ねている。
 即ち、HPF112のインダクタ素子112c,112dは、図16に示している共振器92が有しているインダクタ素子Lのリアクタンス成分を含み、HPF112の容量素子112a,112bは、共振器92が有している容量素子Cのリアクタンス成分を含んでいる。
 このため、HPF112は、RF信号からQ信号を抽出する機能と、共振器92の機能を備えている。
The HPF 112 includes capacitive elements 112a and 112b and inductor elements 112c and 112d, and extracts a Q signal from the differential RF signal input from the input terminals 1a and 1b.
The capacitive element 112a is inserted on the signal line connecting the input terminal 1a and the input terminal 6a of the Q VGA 6, and the capacitive element 112b is inserted on the signal line connecting the input terminal 1b and the input terminal 6b of the Q VGA 6. Yes.
The inductor element 112c is connected between a signal line connecting the input terminal 1a and the input terminal 6a of the Q VGA 6 and the ground, and the inductor element 112d is a signal line connecting the input terminal 1b and the input terminal 6b of the Q VGA 6 And the ground.
The HPF 112 is common to the HPF 4 shown in FIGS. 1, 14, and 16 in that the Q signal is extracted from the RF signal, but the HPF 112 is common, but the HPF 112 is similar to the HPF 112 shown in FIGS. Unlike the HPF 4 shown in FIG. 16, it also functions as the resonator 92 shown in FIG.
That is, the inductor elements 112c and 112d of the HPF 112 include reactance components of the inductor element L included in the resonator 92 illustrated in FIG. 16, and the capacitor elements 112a and 112b of the HPF 112 include the resonator 92. The reactance component of the capacitive element C is included.
For this reason, the HPF 112 has a function of extracting a Q signal from the RF signal and a function of the resonator 92.
 図18のベクトル合成型移相器は、上記実施の形態1における図1のベクトル合成型移相器に共振器を適用する例を示しているが、上記実施の形態2における図14のベクトル合成型移相器に共振器を適用するものであってもよい。 The vector synthesis type phase shifter of FIG. 18 shows an example in which a resonator is applied to the vector synthesis type phase shifter of FIG. 1 in the first embodiment, but the vector synthesis of FIG. 14 in the second embodiment. A resonator may be applied to the type phase shifter.
 図19はこの発明の実施の形態4によるベクトル合成型移相器のI用VGA5及びQ用VGA6の一部を示す構成図である。図19において、図2、図3及び図17と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 図19では、説明の簡単化のために、差動ではなく単相の構成を表記している。このため、入力端子1a,1bは入力端子1のように表記し、ゲート接地トランジスタ11a,11bはゲート接地トランジスタ11のように表記し、ゲート接地トランジスタ21a,21bはゲート接地トランジスタ21のように表記している。
 また、可変利得部14,24の記載を省略しており、可変利得部14はゲート接地トランジスタ11のドレイン端子101に接続され、可変利得部24はゲート接地トランジスタ21のドレイン端子102に接続されている。
FIG. 19 is a block diagram showing a part of the I VGA 5 and Q VGA 6 of the vector synthesis type phase shifter according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 19, the same reference numerals as those in FIGS. 2, 3 and 17 denote the same or corresponding parts, and the description thereof will be omitted.
In FIG. 19, for simplicity of description, a single-phase configuration is shown instead of differential. Therefore, the input terminals 1a and 1b are expressed as the input terminal 1, the gate grounded transistors 11a and 11b are expressed as the gate grounded transistor 11, and the gate grounded transistors 21a and 21b are expressed as the gate grounded transistor 21. is doing.
Further, the description of the variable gain units 14 and 24 is omitted, the variable gain unit 14 is connected to the drain terminal 101 of the common-gate transistor 11, and the variable gain unit 24 is connected to the drain terminal 102 of the common-gate transistor 21. Yes.
 この実施の形態4のベクトル合成型移相器は、上記実施の形態3のベクトル合成型移相器と同様に動作する。このため、上記実施の形態3と同様に、入力信号であるRF信号の周波数が高い周波数であっても、I信号とQ信号の直交性を高めて、移相精度を高めることができる効果を奏する。
 また、LPF111は、LPF3と共振器91が一体化されたものであり、また、HPF112は、HPF4と共振器92が一体化されたものであるため、上記実施の形態3と比べて、インダクタ素子や容量素子の個数を削減することができる。よって、回路の小型化を図ることができる。
The vector synthesis type phase shifter of the fourth embodiment operates in the same manner as the vector synthesis type phase shifter of the third embodiment. For this reason, as in the third embodiment, even when the frequency of the RF signal that is the input signal is high, the orthogonality between the I signal and the Q signal can be increased and the phase shift accuracy can be increased. Play.
Since LPF 111 is an integrated LPF 3 and resonator 91, and HPF 112 is an integrated HPF 4 and resonator 92, compared to the third embodiment, an inductor element is provided. In addition, the number of capacitive elements can be reduced. Therefore, the circuit can be reduced in size.
実施の形態5.
 上記実施の形態1では、I用VGA5が、図2に示すようにゲート接地トランジスタ11a,11bと可変利得部14が縦積みされ、Q用VGA6が、図3に示すようにゲート接地トランジスタ21a,21bと可変利得部24が縦積みされている例を示している。この実施の形態5では、ゲート接地トランジスタと可変利得部が一体化されているI用VGA5及びQ用VGA6について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the first embodiment, the I VGA 5 has the common gate transistors 11a and 11b and the variable gain section 14 as shown in FIG. 2, and the Q VGA 6 has the common gate transistors 21a and 21a, as shown in FIG. In this example, 21b and the variable gain section 24 are stacked vertically. In the fifth embodiment, an I VGA 5 and a Q VGA 6 in which a grounded gate transistor and a variable gain unit are integrated will be described.
 図20はこの発明の実施の形態5によるベクトル合成型移相器のI用VGA5を示す構成図であり、図21はこの発明の実施の形態5によるベクトル合成型移相器のQ用VGA6を示す構成図である。図20及び図21において、図2及び図3と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 図20及び図21では、説明の簡単化のために、差動ではなく単相の構成を表記している。このため、差動のI信号を入力するI用VGA5の入力端子5a,5bは、入力端子5gのように表記し、差動のI信号を出力するI用VGA5の出力端子5c,5dは、出力端子5hのように表記している。
 また、差動のQ信号を入力するQ用VGA6の入力端子6a,6bは、入力端子6gのように表記し、差動のQ信号を出力するQ用VGA6の出力端子6c,6dは、出力端子6hのように表記している。
FIG. 20 is a block diagram showing an I VGA 5 for a vector synthesis type phase shifter according to Embodiment 5 of the present invention, and FIG. 21 shows a Q VGA 6 for a vector synthesis type phase shifter according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 20 and FIG. 21, the same reference numerals as those in FIG. 2 and FIG.
In FIG. 20 and FIG. 21, a single-phase configuration is shown instead of differential for the sake of simplicity. For this reason, the input terminals 5a and 5b of the I VGA 5 for inputting a differential I signal are represented as an input terminal 5g, and the output terminals 5c and 5d of the I VGA 5 for outputting a differential I signal are It is written as an output terminal 5h.
Further, the input terminals 6a and 6b of the Q VGA 6 for inputting the differential Q signal are expressed as an input terminal 6g, and the output terminals 6c and 6d of the Q VGA 6 for outputting the differential Q signal are output. It is represented as a terminal 6h.
 可変利得部121は電流利得を上げる役割を担うものであり、ゲート接地トランジスタを含む単位セルがN(Nは2以上の整数)個並列に接続されることで実現されている。可変利得部121はN個のゲート接地トランジスタのうち、利得制御端子5eから入力された利得制御信号に対応する個数のゲート接地トランジスタがオン状態になり、オン状態のトランジスタが、入力端子5gから入力されたI信号を、出力端子5hを介して、信号合成部7に出力する。
 可変利得部122は電流利得を下げる役割を担うものであり、ゲート接地トランジスタを含む単位セルがN個並列に接続されることで実現されている。可変利得部122はN個のゲート接地トランジスタのうち、利得制御端子5eから入力された利得制御信号に対応する個数のゲート接地トランジスタがオフ状態になり、オフ状態になっていないオン状態のトランジスタが、入力端子5gから入力されたI信号を電源端子120に出力する。
The variable gain unit 121 plays a role of increasing the current gain, and is realized by connecting N (N is an integer of 2 or more) unit cells including a common-gate transistor in parallel. In the variable gain unit 121, the number of grounded gate transistors corresponding to the gain control signal input from the gain control terminal 5e among the N gate grounded transistors is turned on, and the on-state transistors are input from the input terminal 5g. The I signal thus output is output to the signal synthesizer 7 via the output terminal 5h.
The variable gain section 122 plays a role of reducing the current gain, and is realized by connecting N unit cells including a common-gate transistor in parallel. In the variable gain unit 122, the number of grounded gate transistors corresponding to the gain control signal input from the gain control terminal 5e is turned off among the N grounded gate transistors, and the on-state transistors that are not turned off are turned on. The I signal input from the input terminal 5g is output to the power supply terminal 120.
 トランジスタ123はゲート端子及びドレイン端子がバイアス制御端子5fと接続されて、ゲート端子が可変利得部121,122のN個の単位セルに含まれているゲート接地トランジスタのゲート端子と接続されている。
 バイアス制御端子5fから入力されたバイアス制御信号がトランジスタ123によって電流ミラーされて、可変利得部121,122内のN個の単位セルに含まれているゲート接地トランジスタのバイアス電流が調整される。
 可変利得部121,122によって、正の極性の利得制御が可能となるが、差動構成の場合、可変利得部121の出力信号と逆相の信号を出力する可変利得部を設ければ、負の極性の利得制御も可能である。
The transistor 123 has a gate terminal and a drain terminal connected to the bias control terminal 5 f, and a gate terminal connected to the gate terminal of the common-gate transistor included in the N unit cells of the variable gain sections 121 and 122.
The bias control signal input from the bias control terminal 5f is current-mirrored by the transistor 123, and the bias current of the gate-grounded transistor included in the N unit cells in the variable gain sections 121 and 122 is adjusted.
The variable gain units 121 and 122 enable positive polarity gain control. However, in the case of a differential configuration, if a variable gain unit that outputs a signal having a phase opposite to that of the output signal of the variable gain unit 121 is provided, a negative gain can be obtained. It is also possible to control the gain of the polarity.
 可変利得部131は電流利得を上げる役割を担うものであり、ゲート接地トランジスタを含む単位セルがN個並列に接続されることで実現されている。可変利得部131はN個のゲート接地トランジスタのうち、利得制御端子6eから入力された利得制御信号に対応する個数のゲート接地トランジスタがオン状態になり、オン状態のトランジスタが、入力端子6gから入力されたQ信号を、出力端子6hを介して、信号合成部7に出力する。
 可変利得部132は電流利得を下げる役割を担うものであり、ゲート接地トランジスタを含む単位セルがN個並列に接続されることで実現されている。可変利得部132はN個のゲート接地トランジスタのうち、利得制御端子6eから入力された利得制御信号に対応する個数のゲート接地トランジスタがオフ状態になり、オフ状態になっていないオン状態のトランジスタが、入力端子6gから入力されたQ信号を電源端子130に出力する。
The variable gain unit 131 plays a role of increasing the current gain, and is realized by connecting N unit cells including a common-gate transistor in parallel. In the variable gain section 131, the number of grounded gate transistors corresponding to the gain control signal input from the gain control terminal 6e among the N gate grounded transistors is turned on, and the on-state transistors are input from the input terminal 6g. The Q signal thus output is output to the signal synthesis unit 7 via the output terminal 6h.
The variable gain unit 132 plays a role of reducing the current gain, and is realized by connecting N unit cells including a common-gate transistor in parallel. In the variable gain section 132, the number of grounded gate transistors corresponding to the gain control signal input from the gain control terminal 6e is turned off among the N grounded gate transistors, and the on-state transistors that are not turned off are turned on. The Q signal input from the input terminal 6 g is output to the power supply terminal 130.
 トランジスタ133はゲート端子及びドレイン端子がバイアス制御端子6fと接続されて、ゲート端子が可変利得部131,132のN個の単位セルに含まれているゲート接地トランジスタのゲート端子と接続されている。
 バイアス制御端子6fから入力されたバイアス制御信号がトランジスタ133によって電流ミラーされて、可変利得部131,122内のN個の単位セルに含まれているゲート接地トランジスタのバイアス電流が調整される。
 可変利得部131,132によって、正の極性の利得制御が可能となるが、差動構成の場合、可変利得部131の出力信号と逆相の信号を出力する可変利得部を設ければ、負の極性の利得制御も可能である。
The transistor 133 has a gate terminal and a drain terminal connected to the bias control terminal 6 f, and a gate terminal connected to the gate terminal of a common-gate transistor included in the N unit cells of the variable gain sections 131 and 132.
The bias control signal input from the bias control terminal 6 f is current mirrored by the transistor 133, and the bias current of the gate-grounded transistor included in the N unit cells in the variable gain sections 131 and 122 is adjusted.
The variable gain units 131 and 132 can control the gain of positive polarity. However, in the case of a differential configuration, if a variable gain unit that outputs a signal having a phase opposite to that of the output signal of the variable gain unit 131 is provided, a negative gain can be obtained. It is also possible to control the gain of the polarity.
 図22は可変利得部121,122,131,132に実装されている単位セルを示す構成図である。
 図22において、ゲート接地トランジスタ141は単位セルに含まれているトランジスタであり、ソース端子142がI用VGA5の入力端子5g又はQ用VGA6の入力端子6gと接続され、ドレイン端子143がI用VGA5の出力端子5h又はQ用VGA6の出力端子6hと接続されている。
 ゲートバイアス入力端子144はバイアス制御端子5f及びトランジスタ123のゲート端子と接続されている。
 オンオフ制御端子145は例えばゲート接地トランジスタ141をオン状態にするときはオンオフ制御信号としてHレベルの信号が入力され、ゲート接地トランジスタ141をオフ状態にするときはオンオフ制御信号としてLレベルの信号が入力される。
 ここでは、オン状態にするときはHレベルの信号が入力され、オフ状態にするときはLレベルの信号が入力される例を示しているが、オン状態にするときはLレベルの信号が入力され、オフ状態にするときはHレベルの信号が入力されるものであってもよい。
FIG. 22 is a configuration diagram showing unit cells mounted on the variable gain sections 121, 122, 131, and 132.
In FIG. 22, a common-gate transistor 141 is a transistor included in a unit cell. The source terminal 142 is connected to the input terminal 5g of the I VGA 5 or the input terminal 6g of the Q VGA 6, and the drain terminal 143 is connected to the I VGA 5. Output terminal 5h or Q output terminal 6h of VGA 6.
The gate bias input terminal 144 is connected to the bias control terminal 5 f and the gate terminal of the transistor 123.
The on / off control terminal 145 receives, for example, an H level signal as an on / off control signal when the grounded gate transistor 141 is turned on, and an L level signal as an on / off control signal when the grounded gate transistor 141 is turned off. Is done.
Here, an example is shown in which an H level signal is input when turning on and an L level signal is input when turning off, but an L level signal is input when turning on. In order to turn it off, an H level signal may be input.
 例えば、利得制御端子5eから入力される利得制御信号が、大きな電流利得を実現する旨を示していれば、オン状態のゲート接地トランジスタ141が増えるように、Hレベルの信号が入力される単位セルの個数が増加する。一方、利得制御端子5eから入力される利得制御信号が、小さな電流利得を実現する旨を示していれば、オン状態のゲート接地トランジスタ141が減るように、Hレベルの信号が入力される単位セルの個数が減少する。
 この実施の形態5では、利得制御端子5eから入力される利得制御信号から、N個の単位セルに与えられるオンオフ制御信号を生成する回路については特に明記していないが、利得制御端子5eから入力される利得制御信号が示す電流利得と、N個の単位セルの中でHレベルの信号が入力される単位セルの個数とが比例する関係にあることを想定しており、その利得制御信号が示す電流利得が大きいほど、Hレベルの信号となるオンオフ制御信号の個数が増加するものとする。
For example, if the gain control signal input from the gain control terminal 5e indicates that a large current gain is realized, the unit cell to which the H level signal is input so that the number of the grounded gate transistors 141 in the ON state increases. The number of On the other hand, if the gain control signal input from the gain control terminal 5e indicates that a small current gain is realized, the unit cell to which an H level signal is input so that the number of on-gate grounded transistors 141 is reduced. The number of
In the fifth embodiment, a circuit that generates an on / off control signal to be supplied to N unit cells from a gain control signal input from the gain control terminal 5e is not specified, but input from the gain control terminal 5e is not specified. It is assumed that the current gain indicated by the gain control signal is proportional to the number of unit cells to which an H level signal is input among the N unit cells. It is assumed that the number of on / off control signals that become H level signals increases as the current gain shown increases.
 スイッチ146はオンオフ制御端子145からHレベルの信号が入力されると、導通状態になり、オンオフ制御端子145からLレベルの信号が入力されると、非導通状態になる。
 ロジック反転回路であるインバータ147はオンオフ制御端子145からHレベルの信号が入力されると、Lレベルの信号を出力し、オンオフ制御端子145からLレベルの信号が入力されると、Hレベルの信号を出力する。
 スイッチ148はインバータ147からLレベルの信号が出力されると、非導通状態になり、インバータ147からHレベルの信号が出力されると、導通状態になる。
The switch 146 is turned on when an H level signal is input from the on / off control terminal 145, and is turned off when an L level signal is input from the on / off control terminal 145.
The inverter 147 which is a logic inverting circuit outputs an L level signal when an H level signal is input from the on / off control terminal 145, and an H level signal when an L level signal is input from the on / off control terminal 145. Is output.
The switch 148 is turned off when an L level signal is output from the inverter 147, and is turned on when an H level signal is output from the inverter 147.
 次に動作について説明する。
 利得制御端子5e,6eから利得制御信号が入力されると、可変利得部121,122,131,132内のN個の単位セルには、オンオフ制御端子145から利得制御信号に対応するオンオフ制御信号が入力される。
 利得制御信号が示す電流利得と、Hレベルの信号となるオンオフ制御信号の個数との関係は、上述した通りであるが、入力端子5gから見たI用VGA5のインピーダンスが、電流利得の最小に関わらず、一定であることが望ましいため、I用VGA5の可変利得部121,122における合計で2×N個の単位セルのうち、オン状態のゲート接地トランジスタ141を含む単位セルの合計数が一定値になるように、オンオフ制御信号がHレベルの信号となる個数が決定される。
 具体的には、例えば、可変利得部121内のN個の単位セルのうち、オンオフ制御信号としてHレベルの信号を与える単位セルの個数が(N-3)個であれば、可変利得部122内のN個の単位セルのうち、オンオフ制御信号としてHレベルの信号を与える単位セルの個数を3個とする。
 例えば、可変利得部121内のN個の単位セルのうち、オンオフ制御信号としてHレベルの信号を与える単位セルの個数が(N-5)個であれば、可変利得部122内のN個の単位セルのうち、オンオフ制御信号としてHレベルの信号を与える単位セルの個数を5個とする。
Next, the operation will be described.
When a gain control signal is input from the gain control terminals 5e and 6e, N unit cells in the variable gain sections 121, 122, 131, and 132 are turned on / off control signals corresponding to the gain control signal from the on / off control terminal 145. Is entered.
The relationship between the current gain indicated by the gain control signal and the number of on / off control signals to be H level signals is as described above. However, the impedance of the I VGA 5 viewed from the input terminal 5g minimizes the current gain. Regardless, since it is desirable to be constant, the total number of unit cells including the on-gate grounded transistor 141 is constant among the total of 2 × N unit cells in the variable gain sections 121 and 122 of the I VGA 5. The number of ON / OFF control signals that are H level signals is determined so as to be a value.
Specifically, for example, if the number of unit cells that provide an H level signal as an on / off control signal among N unit cells in the variable gain unit 121 is (N−3), the variable gain unit 122 Of the N unit cells, the number of unit cells that supply an H level signal as an on / off control signal is three.
For example, if the number of unit cells that provide an H level signal as an on / off control signal among N unit cells in the variable gain unit 121 is (N−5), N units in the variable gain unit 122 Of the unit cells, the number of unit cells that provide an H level signal as an on / off control signal is five.
 入力端子6gから見たQ用VGA6のインピーダンスについても、電流利得の最小に関わらず、一定であることが望ましいため、Q用VGA6における可変利得部131,132内の2×N個の単位セルのうち、オン状態のゲート接地トランジスタ141を含む単位セルの合計数が一定値になるように、オンオフ制御信号がHレベルの信号となる個数が決定される。
 これにより、可変利得部121,122,131,132に流れるバイアス電流の合計値も一定となり、ソース端子から見た入力インピーダンスも一定となる。
Since the impedance of the Q VGA 6 viewed from the input terminal 6g is preferably constant regardless of the minimum current gain, the impedance of the 2 × N unit cells in the variable gain sections 131 and 132 in the Q VGA 6 is also desirable. Among them, the number of ON / OFF control signals that are H level signals is determined so that the total number of unit cells including the grounded-gate transistor 141 in the ON state becomes a constant value.
As a result, the total value of the bias current flowing through the variable gain sections 121, 122, 131, 132 is also constant, and the input impedance viewed from the source terminal is also constant.
 可変利得部121,122,131,132内の単位セルは、オンオフ制御端子145から、オンオフ制御信号としてHレベルの信号が入力されると、スイッチ146が導通状態になる。また、インバータ147によって、そのオンオフ制御信号の信号レベルが反転されるため、スイッチ148が非導通状態になる。
 単位セルは、スイッチ146が導通状態になり、スイッチ148が非導通状態になると、トランジスタ123,133によって電流ミラーされたバイアス制御信号が、ゲート接地トランジスタ141のゲート端子が与えられて、ゲート接地トランジスタ141のバイアス電流が調整される。
In the unit cells in the variable gain sections 121, 122, 131, 132, when an H level signal is input from the on / off control terminal 145 as an on / off control signal, the switch 146 becomes conductive. In addition, since the signal level of the on / off control signal is inverted by the inverter 147, the switch 148 is turned off.
In the unit cell, when the switch 146 is turned on and the switch 148 is turned off, the bias control signal that is current-mirrored by the transistors 123 and 133 is supplied to the gate terminal of the grounded gate transistor 141 and the grounded gate transistor The bias current of 141 is adjusted.
 可変利得部121,122,131,132内の単位セルは、オンオフ制御端子145から、オンオフ制御信号としてLレベルの信号が入力されると、スイッチ146が非導通状態になる。また、インバータ147によって、そのオンオフ制御信号の信号レベルが反転されるため、スイッチ148が導通状態になる。
 単位セルは、スイッチ146が非導通状態になり、スイッチ148が導通状態になると、ゲート接地トランジスタ141のゲート端子とソース端子間の電位が、ゲート接地トランジスタ141のスレッショルド電位以下になるように、ゲート接地トランジスタ141のゲート端子の電位が設定される。これにより、ゲート接地トランジスタ141はオフ状態になる。
In the unit cells in the variable gain sections 121, 122, 131, and 132, when an L level signal is input from the on / off control terminal 145 as an on / off control signal, the switch 146 is turned off. Further, the signal level of the on / off control signal is inverted by the inverter 147, so that the switch 148 becomes conductive.
The unit cell is configured such that when the switch 146 is turned off and the switch 148 is turned on, the potential between the gate terminal and the source terminal of the grounded gate transistor 141 is equal to or lower than the threshold potential of the grounded gate transistor 141. The potential of the gate terminal of the ground transistor 141 is set. As a result, the grounded-gate transistor 141 is turned off.
 可変利得部121,131内のN個の単位セルのうち、オンオフ制御信号としてHレベルの信号が入力された単位セルは、バイアス電流が調整されたゲート接地トランジスタ141が、ソース端子142からI信号又はQ信号が入力されると、ドレイン端子143から、そのI信号又はQ信号を信号合成部7に出力することで、電流利得を上げる。
 可変利得部122,132内のN個の単位セルのうち、オンオフ制御信号としてHレベルの信号が入力された単位セルは、バイアス電流が調整されたゲート接地トランジスタ141が、ソース端子142からI信号又はQ信号が入力されると、ドレイン端子143から、そのI信号又はQ信号を電源端子120,130に出力することで、電流利得を下げる。
 これにより、I信号及びQ信号は、上記実施の形態1と同様に、利得制御部9から出力された利得制御信号が示す電流利得で増幅される。また、バイアス制御部10から出力されたバイアス制御信号によってI信号とQ信号の直交性が高められる。
 なお、この実施の形態5では、ゲート接地トランジスタと可変利得部が一体化されているI用VGA5及びQ用VGA6を実装しているので、上記実施の形態1と比べて、トランジスタの縦積み段数が削減されるため、線形性の向上や、寄生成分の低下による高周波特性の向上が実現される。
Among the N unit cells in the variable gain sections 121 and 131, the unit cell to which the H level signal is input as the on / off control signal is connected to the gate grounded transistor 141 whose bias current is adjusted, from the source terminal 142 to the I signal. Alternatively, when a Q signal is input, the current gain is increased by outputting the I signal or the Q signal from the drain terminal 143 to the signal synthesis unit 7.
Among the N unit cells in the variable gain sections 122 and 132, the unit cell to which the H level signal is input as the on / off control signal is connected to the gate grounded transistor 141 whose bias current is adjusted, from the source terminal 142 to the I signal. Alternatively, when a Q signal is input, the current gain is lowered by outputting the I signal or the Q signal from the drain terminal 143 to the power supply terminals 120 and 130.
As a result, the I signal and the Q signal are amplified with the current gain indicated by the gain control signal output from the gain control unit 9 as in the first embodiment. Further, the orthogonality between the I signal and the Q signal is enhanced by the bias control signal output from the bias control unit 10.
In the fifth embodiment, since the I-use VGA 5 and the Q-use VGA 6 in which the common-gate transistor and the variable gain unit are integrated are mounted, the number of transistors stacked in the vertical direction is larger than that in the first embodiment. Therefore, an improvement in linearity and an improvement in high frequency characteristics due to a decrease in parasitic components are realized.
 なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
 この発明に係るベクトル合成型移相器は、入力信号の位相をシフトする無線通信機に適している。 The vector composition type phase shifter according to the present invention is suitable for a radio communication device that shifts the phase of an input signal.
 1a,1b 入力端子、2 ポリフェーズフィルタ、3 LPF(低域通過フィルタ)、3a,3b インダクタ素子、3c,3d 容量素子、4 HPF(高域通過フィルタ)、4a,4b 容量素子、4c,4d インダクタ素子、5 I用VGA(第1の可変利得増幅器)、5a,5b,5g 入力端子、5c,5d,5h 出力端子、5e 利得制御端子、5f バイアス制御端子、6 Q用VGA(第2の可変利得増幅器)、6a,6b,6g 入力端子、6c,6d,6h 出力端子、6e 利得制御端子、6f バイアス制御端子、7 信号合成部、7a,7b 負荷インピーダンス、7c,7d 電源端子、8a,8b 出力端子、9 利得制御部、10 バイアス制御部、11a,11b ゲート接地トランジスタ、12 バイアス電圧、13a,13b 可変電流源、14 可変利得部、15a,15b,16a,16b,17a,17b トランジスタ、18a,18b 電源端子、21a,21b ゲート接地トランジスタ、22 バイアス電圧、23a,23b 可変電流源、24 可変利得部、25a,25b,26a,26b,27a,27b トランジスタ、28a,28b 電源端子、31,32,33 トランジスタ、41,42,43 トランジスタ、51,52 終端インピーダンス、60 移相器、71 移相量設定器、72 出力端子、73 入力端子、74 アナログデジタル変換器、75 入力端子、76 アナログデジタル変換器、77 乗算器、78 差分算出部、79 テーブル部、80 バイアス制御信号生成部、81 デジタルアナログ変換器、82 出力端子、83 入力端子、84 アナログデジタル変換器、85 入力端子、86 アナログデジタル変換器、87,88 乗算器、89 差分算出部、91 共振器(第1の共振器)、92 共振器(第2の共振器)、101,102 ゲート接地トランジスタのドレイン端子、103,104 トランジスタ、111 LPF(低域通過フィルタ)、111a,111b インダクタ素子、111c,111d 容量素子、112 HPF(高域通過フィルタ)、112a,112b 容量素子、112c,112d インダクタ素子、120 電源端子、121,122 可変利得部、123 トランジスタ、130 電源端子、131,132 可変利得部、133 トランジスタ、141 ゲート接地トランジスタ、142 ソース端子、143 ドレイン端子、144 ゲートバイアス入力端子、145 オンオフ制御端子、146 スイッチ、147 インバータ、148 スイッチ。 1a, 1b input terminal, 2 polyphase filter, 3 LPF (low pass filter), 3a, 3b inductor element, 3c, 3d capacitive element, 4 HPF (high pass filter), 4a, 4b capacitive element, 4c, 4d Inductor element, 5I VGA (first variable gain amplifier), 5a, 5b, 5g input terminal, 5c, 5d, 5h output terminal, 5e gain control terminal, 5f bias control terminal, 6Q VGA (second Variable gain amplifier), 6a, 6b, 6g input terminal, 6c, 6d, 6h output terminal, 6e gain control terminal, 6f bias control terminal, 7 signal synthesizer, 7a, 7b load impedance, 7c, 7d power supply terminal, 8a, 8b output terminal, 9 gain control unit, 10 bias control unit, 11a, 11b gate grounded transistor, 1 Bias voltage, 13a, 13b variable current source, 14 variable gain section, 15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b transistor, 18a, 18b power supply terminal, 21a, 21b gate grounded transistor, 22 bias voltage, 23a, 23b variable current Source, 24 variable gain section, 25a, 25b, 26a, 26b, 27a, 27b transistor, 28a, 28b power supply terminal, 31, 32, 33 transistor, 41, 42, 43 transistor, 51, 52 termination impedance, 60 phase shifter 71, phase shift amount setting device, 72 output terminal, 73 input terminal, 74 analog-digital converter, 75 input terminal, 76 analog-digital converter, 77 multiplier, 78 difference calculation unit, 79 table unit, 80 bias control signal generation Part, 8 Digital-analog converter, 82 output terminal, 83 input terminal, 84 analog-digital converter, 85 input terminal, 86 analog-digital converter, 87,88 multiplier, 89 difference calculation unit, 91 resonator (first resonator) , 92 resonator (second resonator), 101, 102 drain terminal of the grounded gate transistor, 103, 104 transistor, 111 LPF (low-pass filter), 111a, 111b inductor element, 111c, 111d capacitor element, 112 HPF (High-pass filter), 112a, 112b capacitive element, 112c, 112d inductor element, 120 power supply terminal, 121, 122 variable gain section, 123 transistor, 130 power supply terminal, 131, 132 variable gain section, 133 transistor, 141 gate Gate ground transistor, 142 source terminal, 143 drain terminal, 144 gate bias input terminal, 145 on / off control terminal, 146 switch, 147 inverter, 148 switch.

Claims (6)

  1.  インダクタ素子と容量素子を含むフィルタであり、入力信号から同相信号と直交信号を抽出するポリフェーズフィルタと、
     前記ポリフェーズフィルタにより抽出された同相信号を入力する入力段のトランジスタを有しており、前記同相信号を増幅する第1の可変利得増幅器と、
     前記ポリフェーズフィルタにより抽出された直交信号を入力する入力段のトランジスタを有しており、前記直交信号を増幅する第2の可変利得増幅器と、
     前記第1の可変利得増幅器により増幅された同相信号と、前記第2の可変利得増幅器により増幅された直交信号とを合成して、前記同相信号と前記直交信号の合成信号を出力する信号合成部と、
     前記第1及び第2の可変利得増幅器の利得を制御することで、前記信号合成部から出力される合成信号の振幅を変えずに、前記合成信号の位相を調整する利得制御部と、
     前記第1及び第2の可変利得増幅器が有する入力段のトランジスタのバイアス電流を制御するバイアス制御部と
     を備えたベクトル合成型移相器。
    A polyphase filter that includes an inductor element and a capacitive element, and extracts an in-phase signal and a quadrature signal from an input signal;
    A first variable gain amplifier for amplifying the common-mode signal, including an input-stage transistor that inputs the common-mode signal extracted by the polyphase filter;
    A second variable gain amplifier for amplifying the quadrature signal, comprising an input stage transistor for inputting the quadrature signal extracted by the polyphase filter;
    A signal that combines the in-phase signal amplified by the first variable gain amplifier and the quadrature signal amplified by the second variable gain amplifier, and outputs a combined signal of the in-phase signal and the quadrature signal A synthesis unit;
    A gain control unit that adjusts the phase of the combined signal without changing the amplitude of the combined signal output from the signal combining unit by controlling the gains of the first and second variable gain amplifiers;
    And a bias control unit that controls a bias current of a transistor of an input stage included in the first and second variable gain amplifiers.
  2.  前記ポリフェーズフィルタは、
     インダクタ素子と容量素子を含む低域通過フィルタと、
     インダクタ素子と容量素子を含む高域通過フィルタとを備え、
     前記低域通過フィルタが前記入力信号から前記同相信号を抽出し、前記高域通過フィルタが前記入力信号から前記直交信号を抽出することを特徴とする請求項1記載のベクトル合成型移相器。
    The polyphase filter is
    A low-pass filter including an inductor element and a capacitive element;
    A high-pass filter including an inductor element and a capacitive element;
    The vector synthesis type phase shifter according to claim 1, wherein the low-pass filter extracts the in-phase signal from the input signal, and the high-pass filter extracts the quadrature signal from the input signal. .
  3.  前記ポリフェーズフィルタと前記第1の可変利得増幅器の間に接続され、前記第1の可変利得増幅器が有する入力段のトランジスタにおける入力側インピーダンスを高める第1の共振器と、
     前記ポリフェーズフィルタと前記第2の可変利得増幅器の間に接続され、前記第2の可変利得増幅器が有する入力段のトランジスタにおける入力側インピーダンスを高める第2の共振器とを備えたことを特徴とする請求項1記載のベクトル合成型移相器。
    A first resonator connected between the polyphase filter and the first variable gain amplifier to increase an input side impedance in an input stage transistor of the first variable gain amplifier;
    A second resonator connected between the polyphase filter and the second variable gain amplifier, and configured to increase an input side impedance of an input stage transistor included in the second variable gain amplifier; The vector synthesis type phase shifter according to claim 1.
  4.  前記ポリフェーズフィルタは、
     前記第1の可変利得増幅器が有する入力段のトランジスタにおける入力側インピーダンスを高める第1の共振器と、
     前記第2の可変利得増幅器が有する入力段のトランジスタにおける入力側インピーダンスを高める第2の共振器とを含んでいることを特徴とする請求項1記載のベクトル合成型移相器。
    The polyphase filter is
    A first resonator for increasing an input side impedance in an input stage transistor of the first variable gain amplifier;
    2. The vector synthesis type phase shifter according to claim 1, further comprising: a second resonator that increases an input side impedance in an input stage transistor of the second variable gain amplifier. 3.
  5.  前記ポリフェーズフィルタ、前記第1の可変利得増幅器、前記第2の可変利得増幅器及び前記信号合成部が、差動の信号を扱う差動構成であることを特徴とする請求項1記載のベクトル合成型移相器。 2. The vector synthesis according to claim 1, wherein the polyphase filter, the first variable gain amplifier, the second variable gain amplifier, and the signal synthesis unit have a differential configuration that handles differential signals. Type phase shifter.
  6.  インダクタ素子と容量素子を含むフィルタであり、入力信号から同相信号と直交信号を抽出するポリフェーズフィルタと、
     前記ポリフェーズフィルタにより抽出された同相信号を入力する入力段のトランジスタを有しており、前記同相信号を増幅する第1の可変利得増幅器と、
     前記ポリフェーズフィルタにより抽出された直交信号を入力する入力段のトランジスタを有しており、前記直交信号を増幅する第2の可変利得増幅器と、
     前記第1の可変利得増幅器により増幅された同相信号と、前記第2の可変利得増幅器により増幅された直交信号とを合成して、前記同相信号と前記直交信号の合成信号を出力する信号合成部と、
     前記第1及び第2の可変利得増幅器の利得を制御することで、前記信号合成部から出力される合成信号の振幅を変えずに、前記合成信号の位相を調整する利得制御部と、
     前記第1及び第2の可変利得増幅器が有する入力段のトランジスタのバイアス電流を制御するバイアス制御部と
     を備えたベクトル合成型移相器を実装している無線通信機。
    A polyphase filter that includes an inductor element and a capacitive element, and extracts an in-phase signal and a quadrature signal from an input signal;
    A first variable gain amplifier for amplifying the common-mode signal, including an input-stage transistor that inputs the common-mode signal extracted by the polyphase filter;
    A second variable gain amplifier for amplifying the quadrature signal, comprising an input stage transistor for inputting the quadrature signal extracted by the polyphase filter;
    A signal that combines the in-phase signal amplified by the first variable gain amplifier and the quadrature signal amplified by the second variable gain amplifier, and outputs a combined signal of the in-phase signal and the quadrature signal A synthesis unit;
    A gain control unit that adjusts the phase of the combined signal without changing the amplitude of the combined signal output from the signal combining unit by controlling the gains of the first and second variable gain amplifiers;
    A wireless communication device mounting a vector synthesis type phase shifter comprising: a bias control unit that controls a bias current of a transistor in an input stage included in the first and second variable gain amplifiers.
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