(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＲＦ変調信号がそれぞれ入力される複数の入力端と、当該入力端毎に設けられるダウン周波数変換器と、当該ダウン周波数変換器毎に設けられるＩＶ変換器と、を有するダウン周波数変換部と、
複数の電圧制御発振回路および当該電圧制御発振回路毎に設けられるＶＩ変換器を有する電圧制御発振部と、
前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器が電気的に接続されるノードと、
を備えることを特徴とする復調器。
【請求項２】
前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器のうち、前記ＲＦ変調信号が入力された前記入力端に対応する前記ダウン周波数変換器と対をなす前記ＩＶ変換器と、入力された前記ＲＦ変調信号に対応する周波数の電圧信号を生成する前記電圧制御発振回路と対をなす前記ＶＩ変換器と、が前記ノードを介して電流信号を授受することを特徴とする請求項１に記載の復調器。
【請求項３】
前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器のうち、前記ＲＦ変調信号が入力された前記入力端に対応する前記ダウン周波数変換器と対をなす前記ＩＶ変換器と、入力された前記ＲＦ変調信号に対応する周波数の前記電圧信号を生成する前記電圧制御発振回路と対をなすＶＩ変換器と、を動作させ、他のＩＶ変換器およびＶＩ変換器を非動作とする制御信号を出力する制御部
を備えることを特徴とする請求項２に記載の復調器。
【請求項４】
前記複数のＲＦ変調信号は、それぞれ周波数帯域の異なるＲＦ変調信号であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の復調器。
【請求項５】
前記電圧制御発振回路は、前記ダウン周波数変換部に入力される前記複数のＲＦ変調信号の各周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の復調器。
【請求項６】
前記ＩＶ変換器は、前記電流信号の周波数を１／２の周波数に変換する第１のＩＶ変換部と、前記電流信号の周波数を１／４の周波数に変換する第２のＩＶ変換部と、を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の復調器。
【請求項７】
前記複数の電圧制御発振回路のうち、第１の電圧制御発振回路と第２の電圧制御発振回路とは異なる帯域の周波数の電圧信号を生成し、
前記複数の入力端のうち少なくともいずれか一つには２つ以上の周波数帯域のＲＦ変調信号が入力され、第１のＲＦ変調信号の周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号は前記第１の電圧制御発振回路が生成し、第２のＲＦ変調信号の周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号は前記第２の電圧制御発振回路が生成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の復調器。
【請求項８】
複数のＲＦ変調信号をそれぞれ出力する複数の出力端と、当該出力端毎に設けられるアップ周波数変換器と、当該アップ周波数変換器毎に設けられるＩＶ変換器と、を有するアップ周波数変換部と、
複数の電圧制御発振回路および当該電圧制御発振回路毎に設けられるＶＩ変換器を有する電圧制御発振部と、
前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器が電気的に接続されるノードと、
を備えることを特徴とする変調器。
【請求項９】
前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器のうち、出力すべき前記ＲＦ変調信号に対応する周波数のローカル信号を生成するＩＶ変換器と、前記出力すべき前記ＲＦ変調信号に対応する周波数の電圧信号を生成する前記電圧制御発振回路と対をなすＶＩ変換器と、が前記ノードを介して電流信号を授受することを特徴とする請求項８に記載の変調器。
【請求項１０】
前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器のうち、前記出力すべき前記ＲＦ変調信号に対応する周波数の前記ローカル信号を生成するＩＶ変換器と、出力すべき前記ＲＦ変調信号に対応する周波数の前記電圧信号を生成する前記電圧制御発振回路と対をなすＶＩ変換器と、を動作させ、他のＩＶ変換器およびＶＩ変換器を非動作とする制御信号を出力する制御部
を備えることを特徴とする請求項９に記載の変調器。
【請求項１１】
前記複数のＲＦ変調信号は、それぞれ周波数帯域の異なるＲＦ変調信号であることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の変調器。
【請求項１２】
前記電圧制御発振回路は、前記アップ周波数変換部から出力すべき前記ＲＦ変調信号の全ての周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号を生成することを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の変調器。
【請求項１３】
前記ＩＶ変換器は、前記電流信号の周波数を１／２の周波数に変換する第１のＩＶ変換部と、前記電流信号の周波数を１／４の周波数に変換する第２のＩＶ変換部と、を備えることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の変調器。
【請求項１４】
前記複数の電圧制御発振回路のうち、第１の電圧制御発振回路と第２の電圧制御発振回路とは異なる帯域の周波数の電圧信号を生成し、
前記複数の出力端のうち、少なくともいずれか一つからは、２つ以上の周波数帯域のＲＦ変調信号が出力され、第１のＲＦ変調信号の周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号は、前記第１の電圧制御発振回路が生成し、第２のＲＦ変調信号の周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号は、前記第２の電圧制御発振回路が生成することを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローカル信号を用いてＲＦ変調信号に対する周波数変換を行い、ベースバンド変調信号を得る復調器、およびローカル信号を用いてベースバンド信号に対する周波数変換を行い、ＲＦ変調信号を得る変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話に代表される通信装置は、グローバルレベルにおいて普及しており、また、通信速度の高速化が進んでいる。それに伴い、世界の各国や各地域において、通信装置で用いられる周波数帯域（バンド）が拡充し、多様化している。
そのような背景を受けて、通信装置における送信器および受信器の汎用性および集積度を高めるために、世界の広範囲の国や地域で使用される複数の周波数帯域（マルチバンド）に対応することが求められている。【０００３】
まず、マルチバンドに対応した受信器における復調器の動作について説明する。
図９は、ダイレクトコンバージョン技術を用いた一般的な受信器における復調器１００の回路構成を示すブロック図である。
図９に示すように、復調器１００は、ダウン周波数変換器１１０と、電圧制御発振回路１２０と、分周器１３０と、を含む。
復調器１００に入力されたＲＦ変調信号は、ダウン周波数変換器１１０において、ＲＦ変調信号のキャリア周波数を有する、キャリア信号としてのローカル信号を用いてベースバンド信号の周波数を有する信号に変換され、ベースバンド変調信号として出力される。ダウン周波数変換器１１０に入力されるローカル信号は、電圧制御発振回路１２０が出力した発振信号を、分周器１３０において分周して得られる。
このような構成を有する復調器１００が、マルチバンドに対応するためには、単純に、復調器１００をバンドの数だけ用意する方法が考えられる。【０００４】
しかし、バンドの数が多数になる場合、上記の手法では、回路が大規模になり、また、アンテナから復調器１００にＲＦ変調信号を接続するための経路の数が増えるため、結果的に実装部品なども増加し、経済的な観点からも実用的ではない。
一方、入力のインピーダンス整合が比較的調整しやすいことなどの理由から、周波数が比較的近い複数のバンドについては、アンテナからダウン周波数変換器までの経路および回路を共有化し、また、電圧制御発振回路が、複数のバンドのキャリア周波数に対応するように幅広いレンジの周波数を発振して出力することで、回路規模の肥大化を抑えることができる。【０００５】
その一例として、図１０に、復調器２００の回路構成を示す。
この復調器２００は、７００ＭＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＡと、８００ＭＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＢと、１.７ＧＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＣと、２ＧＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＤと、２.３ＧＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＥと、２.５ＧＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＦと、の６つのバンドの信号に対応する復調器である。
復調器２００は、ダウン周波数変換器Ａ２１０１と、ダウン周波数変換器Ｂ２１０２と、ダウン周波数変換器Ｃ２１０３と、電圧制御発振回路Ａ２２０１と、電圧制御発振回路Ｂ２２０２と、分周器Ａ２３０１と、分周器Ｂ２３０２と、分周器Ｃ２３０３と、を含んでなる。
バンドＡおよびバンドＢの信号は、ＲＦ変調信号ｒｆ２０１として入力され、その場合は、ダウン周波数変換器Ａ２１０１と、電圧制御発振回路Ａ２２０１と、分周器Ａ２３０１と、が動作する。このとき、ダウン周波数変換器Ｂ２１０２と、ダウン周波数変換器Ｃ２１０３と、電圧制御発振回路Ｂ２２０２と、分周器Ｂ２３０２と、分周器Ｃ２３０３と、は停止している。【０００６】
バンドＣおよびバンドＤの信号は、ＲＦ変調信号ｒｆ２０２として入力され、その場合は、ダウン周波数変換器Ｂ２１０２と、電圧制御発振回路Ａ２２０１と、分周器Ｂ２３０２と、が動作する。このとき、ダウン周波数変換器Ａ２１０１と、ダウン周波数変換器Ｃ２１０３と、電圧制御発振回路Ｂ２２０２と、分周器Ａ２３０１と、分周器Ｃ２３０３と、は停止している。
バンドＥおよびバンドＦの信号は、ＲＦ変調信号ｒｆ２０３として入力され、その場合は、ダウン周波数変換器Ｃ２１０３と、電圧制御発振回路Ｂ２２０２と、分周器Ｃ２３０３と、が動作する。このとき、ダウン周波数変換器Ａ２１０１と、ダウン周波数変換器Ｂ２１０２と、電圧制御発振回路Ａ２２０１と、分周器Ａ２３０１と、分周器Ｂ２３０２と、は停止している。【０００７】
バンドＡおよびバンドＢのＲＦ変調信号ｒｆ２０１は、ダウン周波数変換器Ａ２１０１に入力されて、周波数が、ＲＦ変調信号のキャリア周波数であるローカル信号ｓＡ２０１を用いてベースバンド変調信号の周波数に変換されて出力される。
バンドＣおよびバンドＤのＲＦ変調信号ｒｆ２０２は、ダウン周波数変換器Ｂ２１０２に入力されて、周波数が、ＲＦ変調信号のキャリア周波数であるローカル信号ｓＢ２０２を用いてベースバンド変調信号の周波数に変換されて出力される。【０００８】
バンドＥおよびバンドＦのＲＦ変調信号ｒｆ２０３は、ダウン周波数変換器Ｃ２１０３に入力されて、周波数が、ＲＦ変調信号のキャリア周波数であるローカル信号ｓＣ２０３を用いてベースバンド変調信号の周波数に変換されて出力される。
各々のダウン周波数変換器から出力されるベースバンド変調信号は、同一の経路に共通化されてもよいし、別々の経路になってもよい。【０００９】
ダウン周波数変換器Ａ２１０１に入力されるローカル信号ｓＡ２０１の周波数は、バンドＡまたはバンドＢのＲＦ変調信号ｒｆ２０１のキャリア周波数であり、ローカル信号ｓＡ２０１は電圧制御発振回路Ａ２２０１で発振し、出力された信号を分周器Ａ２３０１において分周して生成される。分周器Ａ２３０１の分周数を「４」とすると、バンドＡおよびバンドＢに対応するために、電圧制御発振回路Ａ２２０１は２．８ＧＨｚ周辺から３.２ＧＨｚ周辺までの周波数を発振する。【００１０】
ダウン周波数変換器Ｂ２１０２に入力されるローカル信号ｓＢ２０２の周波数は、バンドＣまたはバンドＤのＲＦ変調信号ｒｆ２０２のキャリア周波数であり、ローカル信号ｓＢ２０２は、電圧制御発振回路Ａ２２０１で発振し出力された信号を分周器Ｂ２３０２において分周して生成される。
分周器Ｂ２３０２の分周数を「２」とすると、バンドＣおよびバンドＤに対応するためには、電圧制御発振回路Ａ２２０１は３.４ＧＨｚ周辺から４ＧＨｚ周辺までの周波数を発振すればよいが、前述のように、電圧制御回路Ａ２２０１は、同時にバンドＡおよびバンドＢにも対応する必要があるので、結果的に、２.８ＧＨｚ周辺から４ＧＨｚ周辺までの周波数を発振する。【００１１】
ダウン周波数変換器Ｃ２１０３に入力されるローカル信号ｓＣ２０３の周波数は、バンドＥまたはバンドＦのＲＦ変調信号ｒｆ２０３のキャリア周波数であり、ローカル信号ｓＣ２０３は、電圧制御発振回路Ｂ２２０２で発振し出力した信号を分周器Ｃ２３０３において分周して生成される。
分周器Ｃ２３０３の分周数を「２」とすると、バンドＥおよびバンドＦに対応するためには、電圧制御発振回路Ｂ２２０２は４.６ＧＨｚ周辺から５ＧＨｚ周辺までの周波数を発振する。【００１２】
電圧制御発振回路Ａ２２０１と電圧制御発振回路Ｂ２２０２とを一つの電圧制御発振回路に統合した場合、一つの電圧制御発振回路により、２.８ＧＨｚ周辺から５ＧＨｚ周辺までの周波数を発振する必要があるので、消費電力が増大するなどの問題が生じる。そのような問題と電圧制御発振回路の増加とのトレードオフを鑑みた場合、図１０に示すように、電圧制御発振回路を２つに分けた方が好ましい場合が多い。【００１３】
次に、マルチバンドに対応した送信器における変調器について説明する。
図１１は、ダイレクトコンバージョン技術を用いた一般的な送信器における変調器３００の回路構成を示すブロック図である。
変調器３００は、アップ周波数変換器３１０と、電圧制御発振回路３２０と、分周器３３０と、を含んでいる。
変調器３００に入力されたベースバンド変調信号は、アップ周波数変換器３１０において、周波数が、ＲＦ変調信号のキャリア周波数であるローカル信号を用いてＲＦ変調信号の所望の周波数に変換されて出力される。アップ周波数変換器３１０に入力されるローカル信号は、電圧制御発振回路３２０が出力した発振信号を、分周器３３０において分周して得られる。【００１４】
ここで、変調器がマルチバンドに対応するためには、単純に、変調器３００をバンドの数だけ用意する方法が考えられる。
しかし、バンドの数が多数になる場合、復調器１００の場合と同じく、上記の手法では回路が大規模になる。また、変調器からアンテナにＲＦ変調信号を接続する経路の数が増えることにより実装部品なども増加することになり、経済的な観点からも実用的ではない。【００１５】
一方、出力のインピーダンス整合が比較的調整しやすいことなどの理由から、周波数が比較的近い複数のバンドについては、アップ周波数変換器３１０からアンテナまでの経路および回路を共有化し、また、電圧制御発振回路３２０が複数のバンドのキャリア周波数に対応するように幅広いレンジの周波数を発振して出力することで、回路規模の肥大化を抑えることができる。
その一例として、図１２に、変調器４００の回路構成を示す。
この変調器４００は、７００ＭＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＡと、８００ＭＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＢと、１.７ＧＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＣと、２ＧＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＤと、２.３ＧＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＥと、２.５ＧＨｚ周辺の周波数帯域であるバンドＦと、の６つのバンドの信号に対応する変調器である。【００１６】
変調器４００は、アップ周波数変換器Ｄ４１０１と、アップ周波数変換器Ｅ４１０２と、アップ周波数変換器Ｆ４１０３と、電圧制御発振回路Ｃ４２０１と、電圧制御発振回路Ｄ４２０２と、分周器Ｄ４３０１と、分周器Ｅ４３０２と、分周器Ｆ４３０３と、を含んでなる。
バンドＡおよびバンドＢはＲＦ変調信号ｒｆ４０１として出力され、その場合は、アップ周波数変換器Ｄ４１０１と、電圧制御発振回路Ｃ４２０１と、分周器Ｄ４３０１と、が動作し、アップ周波数変換器Ｅ４１０２と、アップ周波数変換器Ｆ４１０３と、電圧制御発振回路Ｄ４２０２と、分周器Ｅ４３０２と、分周器Ｆ４３０３と、は停止している。【００１７】
バンドＣおよびバンドＤはＲＦ変調信号ｒｆ４０２として出力され、その場合は、アップ周波数変換器Ｅ４１０２と、電圧制御発振回路Ｃ４２０１と、分周器Ｅ４３０２と、が動作し、アップ周波数変換器Ｄ４１０１と、アップ周波数変換器Ｆ４１０３と、電圧制御発振回路Ｄ４２０２と、分周器Ｄ４３０１と、分周器Ｆ４３０３と、は停止している。
バンドＥおよびバンドＦはＲＦ変調信号ｒｆ４０３として出力され、その場合は、アップ周波数変換器Ｆ４１０３と、電圧制御発振回路Ｄ４２０２と、分周器Ｆ４３０３と、が動作し、アップ周波数変換器Ｄ４１０１と、アップ周波数変換器Ｅ４１０２と、電圧制御発振回路Ｃ４２０１と、分周器Ｄ４３０１と、分周器Ｅ４３０２と、は停止している。【００１８】
バンドＡおよびバンドＢのＲＦ変調信号ｒｆ４０１は、アップ周波数変換器Ｄ４１０１において生成される。すなわち、アップ周波数変換器Ｄ４１０１において、ベースバンド変調信号が、ローカル信号ｓＤ４０１を用いてＲＦ変調信号ｒｆ４０１の周波数に変換され、これがＲＦ変調信号ｒｆ４０１として出力される。
バンドＣおよびバンドＤのＲＦ変調信号ｒｆ４０２は、アップ周波数変換器Ｅ４１０２において生成される。すなわち、アップ周波数変換器Ｅ４１０２において、ベースバンド変調信号が、ローカル信号ｓＥ４０２を用いてＲＦ変調信号ｒｆ４０２の周波数に変換され、これがＲＦ変調信号ｒｆ４０２として出力される。
バンドＥおよびバンドＦのＲＦ変調信号ｒｆ４０３は、アップ周波数変換器Ｆ４１０３において生成される。すなわち、アップ周波数変換器Ｆ４１０３において、ベースバンド変調信号が、ローカル信号ｓＦ４０３を用いてＲＦ変調信号ｒｆ４０３の周波数に変換され、これがＲＦ変調信号ｒｆ４０３として出力される。【００１９】
各アップ周波数変換器に入力されるベースバンド変調信号は、同一の経路から入力されてもよいし、別々の経路から入力されても良い。
アップ周波数変換器Ｄ４１０１に入力されるローカル信号ｓＤ４０１の周波数は、バンドＡまたはバンドＢのＲＦ変調信号ｒｆ４０１のキャリア周波数であり、ローカル信号ｓＤ４０１は、電圧制御発振回路Ｃ４２０１で発振し出力された信号を分周器Ｄ４３０１において分周して生成される。分周器Ｄ４３０１の分周数を「４」とすると、バンドＡおよびバンドＢに対応するためには、電圧制御発振回路Ｃ４２０１は２.８ＧＨｚ周辺から３.２ＧＨｚ周辺までの周波数を発振する。【００２０】
アップ周波数変換器Ｅ４１０２に入力されるローカル信号ｓＥ４０２の周波数は、バンドＣまたはバンドＤのＲＦ変調信号ｒｆ４０２のキャリア周波数であり、ローカル信号ｓＥ４０２は、電圧制御発振回路Ｃ４２０１で発振し出力された信号を分周器Ｅ４３０２において分周して生成される。
分周器Ｅ４３０２の分周数を「２」とすると、バンドＣおよびバンドＤに対応するためには、電圧制御発振回路Ｃ４２０１は３.４ＧＨｚ周辺から４ＧＨｚまでの周波数を発振すればよいが、電圧制御発振回路Ｃ４２０１は、同時にバンドＡおよびバンドＢにも対応するので、２.８ＧＨｚ周辺から４ＧＨｚ周辺までの周波数を発振する。【００２１】
アップ周波数変換器Ｆ４１０３に入力されるローカル信号ｓＦ４０３の周波数は、バンドＥまたはバンドＦのＲＦ変調信号ｒｆ４０３のキャリア周波数であり、ローカル信号ｓＦ４０３は、電圧制御発振回路Ｄ４２０２で発振し出力された信号を分周器Ｆ４３０３において分周して生成される。
分周器Ｆ４３０３の分周数を「２」とすると、バンドＥおよびバンドＦに対応するためには、電圧制御発振回路Ｄ４２０２は４.６ＧＨｚ周辺から５ＧＨ周辺までの周波数を発振する。【００２２】
復調器２００の場合と同じく、変調器４００においても電圧制御発振回路Ｃ４２０１と電圧制御発振回路Ｄ４２０２とは２つに分けた方が好ましい場合が多い。
図１３は、７００ＭＨｚ周辺のバンドＡと、８００ＭＨｚ周辺のバンドＢと、１.７ＧＨｚ周辺のバンドＣと２ＧＨｚ周辺のバンドＤと、２.３ＧＨｚ周辺のバンドＥと、２.５ＧＨｚ周辺のバンドＦの６つのバンドの信号に対して、２つの地域ａおよび地域ｂで使用するバンドの組合せの一例である。
地域ａでは、バンドＡ、Ｃ、Ｅを使用し、地域ｂでは、バンドＢ、Ｄ、Ｆを使用している。【００２３】
上記の例で示した、図１０に示す復調器２００は、バンドＡと、バンドＣと、バンドＥのそれぞれのバンドのＲＦ変調信号を、個別の入力端Ｔ２０１、Ｔ２０２、Ｔ２０３から入力し、図１２に示す変調器４００は、バンドＡと、バンドＣと、バンドＥのそれぞれのバンドのＲＦ変調信号を個別の出力端Ｔ４０１、Ｔ４０２、Ｔ４０３から出力する。そのため、復調器２００および変調器４００が一組実装された通信装置があれば、地域ａにおける全てのバンドに対応することができる。【００２４】
同様に復調器２００は、バンドＢと、バンドＤと、バンドＦのそれぞれのバンドの信号を個別の入力端Ｔ２０１、Ｔ２０２、Ｔ２０３から入力し、変調器４００は、バンドＢと、バンドＤと、バンドＦのそれぞれのバンドのＲＦ変調信号を個別の出力端Ｔ４０１、Ｔ４０２、Ｔ４０３から出力するので、復調器２００および変調器４００が一組実装された通信装置があれば、地域ｂにおける全てのバンドに対応することができる。
つまり、復調器２００と変調器４００とが一組実装された通信装置があれば、地域ａおよび地域ｂのどちらの地域においても、それぞれにおいて使用される全てのバンドに対応することができる。【００２５】
次に、前記図１０に示す復調器２００を備えた受信器および図１２に示す変調器４００を備えた送信器が対応すべき地域がさらに増える場合を考える。
図１４は、地域ａ、地域ｂおよび地域ｃで使用されるバンドの組み合わせ例を示す。
地域ａおよび地域ｂで使用するバンドは、前述の図１３と同様であるが、地域ｃでは、さらに、バンドＡ、Ｃ、Ｄ、Ｆを使用している。前述のように、図１０に示す復調器２００および図１２に示す変調器４００では、バンドＣとバンドＤのＲＦ変調信号は、共通の入力端Ｔ２０２に入力し、また出力端Ｔ４０２から出力し、共通のダウン周波数変換器Ｂ２１０２またはアップ周波数変換器Ｅ４１０２により処理を行っている。そのため、バンドＡ、Ｃ、Ｄ、Ｆに対応するためには、バンドＣのＲＦ変調信号とバンドＤのＲＦ変調信号とを個別に処理するための回路を追加する必要がある。【００２６】
ここで、デュプレクサなどの実装部品は、バンドＣとバンドＤとで共有することは困難である。そのため、地域ｃで使用される全てのバンドに対応するためには、バンドＣとバンドＤとで信号を個別に入力または出力する必要があり、すなわち、復調器２００の入力端Ｔ２０２および変調器４００の出力端Ｔ４０２を、バンドＣ用とバンドＤ用とに分ける必要がある。【００２７】
一方で、地域ａおよび地域ｂにも同時に対応する必要があるため、結果的に、復調器２００の入力端および変調器４００の出力端は、最低４組必要となる。
図１５は、４組の入力端または出力端を用いて、図１４で示す地域ａ、地域ｂ、および地域ｃにおいて、これら地域それぞれで使用する全てのバンドに対応するための、４組の入力端または出力端（以下、入出力端ともいう。）それぞれに対応するバンドの内訳を示す。
例えば、入出力端Ｔ１では、バンドＡおよびバンドＢに対応し、入出力端Ｔ２ではバンドＣに対応し、入出力端Ｔ３ではバンドＤおよびバンドＥに対応し、入出力端Ｔ４ではバンドＦに対応させる。
このように、各入出力端とバンドとを対応付けることによって、復調器２００および変調器４００を備えた通信装置を、例えば、地域ａで使用する場合は、入出力端Ｔ１はバンドＡ、入出力端Ｔ２はバンドＣ、入出力端Ｔ３はバンドＥに対応付け、入出力端Ｔ４は使用しない。【００２８】
また、地域ｂで使用する場合は、入出力端Ｔ１はバンドＢ、入出力端Ｔ３はバンドＤ、入出力端Ｔ４はバンドＦに対応付け、入出力端Ｔ２は使用しない。地域ｃで使用する場合は、入出力端Ｔ１はバンドＡ、入出力端Ｔ２はバンドＣ、入出力端Ｔ３はバンドＤ、入出力端Ｔ４はバンドＦに対応付ける。
このように対応付けることによって、各地域ａ〜ｃにおいて、復調器２００と変調器４００とを備えた通信装置を使用することができる。【００２９】
そして、このような通信装置において、例えば、復調器２００または変調器４００で用いる分周器の分周数を整数ではない値に設定することで、電圧制御発振回路の増加を防ぐようにした通信装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
復調器２００および変調器４００を備えた通信装置を、図１４で示す地域ａ、地域ｂ、地域ｃで使用されるバンドに対応させる場合を例に挙げると、バンドＥに対応するローカル信号を生成する分周器の分周数は「２」とし、バンドＤに対応するローカル信号を生成する分周器の分周数を「２．５」に設定する。このように設定することによって、分周前の周波数が、バンドＥに対しては４.６ＧＨｚとなり、バンドＤに対しては５ＧＨｚとなり、それらの周波数は同一の電圧制御発振回路で発振させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２００９−１４７７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら、整数ではない分周数の分周器で得られた２組のローカル信号は、位相のずれが９０度ではないので、そのままではＩＱ直交変調信号の復調または変調に用いることができない。そのため、位相のずれを９０度にするための回路が新たに必要となる。その場合、その位相のずれを調整する回路の面積および消費電力相当だけ回路面積が増大し、また消費電力が増大することになり、さらに雑音電力などの特性も劣化するという問題がある。【００３２】
一方で、分周器が出力した２組のローカル信号がそのまま位相のずれが９０度となるように、分周数を偶数にした従来技術の回路構成で対応する場合、電圧制御発振回路を追加することにより回路面積が増大するか、あるいは、電圧制御発振回路の出力負荷が大きくなるため、十分に低い雑音電力を得るために電圧制御発振回路の消費電力を大きくせざるを得なくなるという問題がある。
図１６は、図１０で示す復調器２００において、電圧制御発振回路をさらに１つ追加することで、図１４で示す地域ａ、地域ｂ、および地域ｃにおいて、これら地域それぞれで使用する全てのバンドに対応するようにした、復調器５００の回路構成を示す。【００３３】
復調器５００は、図９に示す復調器１００と、図１０に示す復調器２００と、を含んでいる。上述したように、復調器２００は、マルチバンドに対応している。
この復調器５００では、バンドＡまたはバンドＢのＲＦ変調信号ｒｆ５０１は、復調器２００のダウン周波数変換器Ａ２１０１に入力され、バンドＣのＲＦ変調信号ｒｆ５０２は復調器２００のダウン周波数変換器Ｂ２１０２に入力され、バンドＦのＲＦ変調信号ｒｆ５０３は復調器２００のダウン周波数変換器Ｃ２１０３に入力される。復調器１００を用いて、バンドＤおよびバンドＥのＲＦ変調信号ｒｆ５０４に対応する。復調器１００における電圧制御発振回路１２０は、バンドＤおよびバンドＥのキャリア周波数の２倍の４ＧＨｚ周辺から４.６ＧＨｚ周辺の周波数を発振する。
このような構成とすることにより、復調器５００によって、地域ａ〜ｃに対応することができる。【００３４】
しかしながら、図１６に示すように、単純に増加したバンドのＲＦ変調信号を入力するための入力端の分だけ復調器を追加すると、図１６において、復調器１００が増加したバンドの数に応じて増加することになる。つまり、４ＧＨｚ周辺の周波数は、復調器２００の電圧制御発振回路Ａ２２０１で生成することができ、４.６ＧＨｚ周辺の周波数は、復調器２００の電圧制御発振回路Ｂ２２０２で生成することができるにも関わらず、電圧制御発振回路１２０を追加することになり、本来、追加する必要のない電圧制御発振回路１２０を設けた分、回路面積が増加してしまうという問題がある。【００３５】
また、復調器１００において、電圧制御発振回路１２０だけ追加しないで、バンドＤおよびバンドＥのいずれのバンドのＲＦ変調信号を入力するかに応じて、電圧制御発振回路Ａ２２０１の出力信号および電圧制御発振回路Ｂ２２０２の出力信号のいずれかを選択して、復調器１００の分周器１３０に入力するようにする方法も考えられる。
しかし、その場合、電圧制御発振回路の出力信号を選択するために、トランジスタによるスイッチなどを追加すると、電圧制御発振回路の出力の負荷が増大し、出力振幅の低下や発振周波数幅の縮小、雑音電力の増加などの特性劣化は免れない。結果として、それを補うために消費電力が増大する。【００３６】
また、電圧制御発振回路１２０を追加しない方法としては、バンドＤおよびバンドＥのいずれのバンドのＲＦ変調信号を入力するかに応じて、復調器２００の分周器Ｂ２３０２および分周器Ｃ２３０３の出力信号のいずれかを選択して、復調器１００のダウン周波数変換器１１０に入力するという方法もある。
しかし、この場合も同様に、分周器の出力信号を選択するために、トランジスタによるスイッチなどを追加すると、分周器の出力の負荷が増大し、出力振幅の低下や分周周波数幅の縮小、雑音電力の増加などの特性劣化は免れない。結果として、それを補うために消費電力が増大する。【００３７】
また、バンドＤのＲＦ変調信号を入力する入力端とバンドＥのＲＦ変調信号を入力する入力端とを分けて、別々の復調器を用意するという方法をとると、電圧制御発振回路を増加させずにバンドＤおよびバンドＥの両方に対応することができる。
しかし、その場合は、ダウン周波数変換器、分周器、さらにアンテナからダウン周波数変換器までの間に必要な回路が増加し、回路面積が増加するという問題がある。【００３８】
さらに入力端が増えることを想定すると、従来技術と同じ方法で対応を行った場合、ダウン周波数変換器と分周器との組が増加するが、それに応じて、電圧制御発振回路に接続される分周器の数が増加して、電圧制御発振回路の出力に余計な容量負荷がつき、消費電力や雑音電力などの特性上問題が発生する。
図１７は、図１２で示す変調器４００において、電圧制御発振回路をさらに１つ追加することで、図１４で示す地域ａ、地域ｂ、および地域ｃにおいて、これら地域それぞれで使用する全てのバンドに対応するようにした、変調器６００の回路構成を示す。【００３９】
変調器６００は、図１１で示す変調器３００と、図１２で示す変調器４００とを含んでいる。上述したように、変調器４００はマルチバンドに対応する。この変調器６００では、バンドＡまたはバンドＢのＲＦ変調信号ｒｆ６０１は、変調器４００のアップ周波数変換器Ｄ４１０１から出力され、バンドＣのＲＦ変調信号ｒｆ６０２は変調器４００のアップ周波数変換器Ｅ４１０２から出力され、バンドＦのＲＦ変調信号ｒｆ６０３は変調器４００のアップ周波数変換器Ｆ４１０３から出力される。【００４０】
変調器３００は、バンドＤおよびバンドＥのＲＦ変調信号ｒｆ６０４に対応する。すなわち、変調器３００における電圧制御発振回路３２０は、バンドＤおよびバンドＥのキャリア周波数の２倍の４ＧＨｚ周辺から４.６ＧＨｚ周辺の周波数を発振する。
このように、単純に増加したバンドのＲＦ変調信号を出力するための出力端の分だけ変調器を追加すると、前記復調器５００の場合と同様に、４ＧＨｚ周辺の周波数は、変調器４００の電圧制御発振回路Ｃ４２０１で生成することができ、４.６ＧＨｚ周辺の周波数は、変調器４００の電圧制御発振回路Ｄ４２０２で生成することができるにも関わらず、電圧制御発振回路３２０を追加することになり、本来不要な電圧制御発振回路３２０が追加される分、回路面積が増加してしまうという問題がある。【００４１】
また、復調器５００の場合と同様に、電圧制御発振回路３２０を追加しないで、バンドＤおよびバンドＥのいずれのバンドのＲＦ変調信号を入力するかに応じて、変調器４００の電圧制御発振回路の出力または、分周器の出力を選択する方法を用いると、電圧制御発振回路または、分周器の特性が劣化する。結果として、それを補うために消費電力が増大する。
また、同様に、バンドＤのＲＦ変調信号を出力する出力端とバンドＥのＲＦ変調信号を出力する出力端とを分ける場合は、アップ周波数変換器、分周器、さらにアップ周波数変換器からアンテナまでの間に必要な回路が増加し、回路面積が増加するという問題がある。
さらに、出力端が増えることを想定すると、従来技術と同じ方法で対応を行った場合、アップ周波数変換器および分周器の組が増加するが、それに応じて、電圧制御発振回路に接続される分周器の数が増加して、電圧制御発振回路の出力に余計な負荷が増加し、消費電力や雑音電力などの特性上問題が発生する。【００４２】
以上、説明したように、マルチバンドに対応した復調器および変調器において、対応するバンドの増加に応じて入力端または出力端が増えると、整数ではない分周数の分周器を用いる場合、電圧制御発振回路の増加がなくとも、ＩＱ直交変調信号の復調または変調に用いるためには、回路の面積、消費電力が増加し、また雑音電力などの特性も劣化するという問題がある。【００４３】
また、分周数が偶数である従来技術で対応する場合、電圧制御発振回路が増加して回路面積が増大する問題や、入力端子および出力端子の増加に応じて増えた分周器によって、電圧制御発振回路の出力容量負荷が増加して、消費電力の増加や雑音電力の増加などの特性上問題が発生する。
本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、マルチバンドに対応した復調器または変調器において、入力端および出力端が新たに増える場合でも、必要とする電圧制御発振回路や分周器の数を抑制し、かつ、入力端および出力端が増加しても電圧制御発振回路や分周器の出力の負荷を増大させずに、ＩＱ直交変調信号を復調または変調することができる復調器および変調器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
本発明の一態様は、複数のＲＦ変調信号がそれぞれ入力される複数の入力端（例えば図１に示す入力端Ｔ１１〜Ｔ１Ｋ）と、当該入力端毎に設けられるダウン周波数変換器（例えば図１に示すダウン周波数変換器１１１〜１１Ｋ）と、当該ダウン周波数変換器毎に設けられるＩＶ変換器（例えば図１に示すＩＶ変換器１２１〜１２Ｋ）と、を有するダウン周波数変換部（例えば図１に示すダウン周波数変換器群１１）と、複数の電圧制御発振回路（例えば図１に示す電圧制御発信回路１３１〜１３Ｌ）および当該電圧制御発振回路毎に設けられるＶＩ変換器（例えば図１に示すＶＩ変換器１４１〜１４Ｌ）を有する電圧制御発振部（例えば図１に示す電圧制御発信回路群１３）と、前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器が電気的に接続されるノード（例えば図１に示す電流信号ノードＮ１０）と、を備えることを特徴とする復調器、である。【００４５】
前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器のうち、前記ＲＦ変調信号が入力された前記入力端に対応する前記ダウン周波数変換器と対をなす前記ＩＶ変換器と、入力された前記ＲＦ変調信号に対応する周波数の電圧信号を生成する前記電圧制御発振回路と対をなす前記ＶＩ変換器と、が前記ノードを介して電流信号を授受するようになっていてよい。
前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器のうち、前記ＲＦ変調信号が入力された前記入力端に対応する前記ダウン周波数変換器と対をなす前記ＩＶ変換器と、入力された前記ＲＦ変調信号に対応する周波数の前記電圧信号を生成する前記電圧制御発振回路と対をなすＶＩ変換器と、を動作させ、他のＩＶ変換器およびＶＩ変換器を非動作とする制御信号を出力する制御部（例えば図１に示す制御部１５）を備えていてよい。【００４６】
前記複数のＲＦ変調信号は、それぞれ周波数帯域の異なるＲＦ変調信号であってよい。
前記電圧制御発振回路は、前記ダウン周波数変換部に入力される前記複数のＲＦ変調信号の各周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号を生成するものであってよい。
前記ＩＶ変換器は、前記電流信号の周波数を１／２の周波数に変換する第１のＩＶ変換部（例えば図２に示すＩＶ変換器Ｂ２２２、Ｃ２２３、Ｄ２２４）と、前記電流信号の周波数を１／４の周波数に変換する第２のＩＶ変換部（例えば図２に示すＩＶ変換器Ａ２２１）と、を備えていてよい。【００４７】
前記複数の電圧制御発振回路のうち、第１の電圧制御発振回路と第２の電圧制御発振回路とは異なる帯域の周波数の電圧信号を生成し、前記複数の入力端のうち少なくともいずれか一つには２つ以上の周波数帯域のＲＦ変調信号が入力され、第１のＲＦ変調信号の周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号は前記第１の電圧制御発振回路が生成し、第２のＲＦ変調信号の周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号は前記第２の電圧制御発振回路が生成するようになっていてよい。【００４８】
本発明の他の態様は、複数のＲＦ変調信号をそれぞれ出力する複数の出力端（例えば図３に示す出力端Ｔ３１〜Ｔ３Ｋ）と、当該出力端毎に設けられるアップ周波数変換器（例えば図３に示すアップ周波数変換器３１１〜３１Ｋ）と、当該アップ周波数変換器毎に設けられるＩＶ変換器（例えば図３に示すＩＶ変換器３２１〜３２Ｋ）と、を有するアップ周波数変換部（例えば図３に示すアップ周波数変換器群３１）と、複数の電圧制御発振回路（例えば図３に示す電圧制御発信回路３３１〜３３Ｌ）および当該電圧制御発振回路毎に設けられるＶＩ変換器（例えば図３に示すＶＩ変換器３４１〜３４Ｌ）を有する電圧制御発振部（例えば図３に示す電圧制御発信回路群３３）と、前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器が電気的に接続されるノード（例えば図３に示す電流信号ノードＮ３０）と、を備えることを特徴とする変調器、である。【００４９】
前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器のうち、出力すべき前記ＲＦ変調信号に対応する周波数のローカル信号を生成するＩＶ変換器と、前記出力すべき前記ＲＦ変調信号に対応する周波数の電圧信号を生成する前記電圧制御発振回路と対をなすＶＩ変換器と、が前記ノードを介して電流信号を授受するようになっていてよい。
前記複数のＩＶ変換器および前記複数のＶＩ変換器のうち、前記出力すべき前記ＲＦ変調信号に対応する周波数の前記ローカル信号を生成するＩＶ変換器と、出力すべき前記ＲＦ変調信号に対応する周波数の前記電圧信号を生成する前記電圧制御発振回路と対をなすＶＩ変換器と、を動作させ、他のＩＶ変換器およびＶＩ変換器を非動作とする制御信号を出力する制御部（例えば図３に示す制御部３５）を備えていてよい。【００５０】
前記複数のＲＦ変調信号は、それぞれ周波数帯域の異なるＲＦ変調信号であってよい。
前記電圧制御発振回路は、前記アップ周波数変換部から出力すべき前記ＲＦ変調信号の全ての周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号を生成するようになっていてよい。
前記ＩＶ変換器は、前記電流信号の周波数を１／２の周波数に変換する第１のＩＶ変換部（例えば図４に示すＩＶ変換器Ｆ４２２、Ｇ４２３、Ｈ４２４）と、前記電流信号の周波数を１／４の周波数に変換する第２のＩＶ変換部（例えば図４に示すＩＶ変換器Ｅ４２１）と、を備えていてよい。【００５１】
前記複数の電圧制御発振回路のうち、第１の電圧制御発振回路と第２の電圧制御発振回路とは異なる帯域の周波数の電圧信号を生成し、前記複数の出力端のうち、少なくともいずれか一つからは、２つ以上の周波数帯域のＲＦ変調信号が出力され、第１のＲＦ変調信号の周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号は、前記第1の電圧制御発振回路が生成し、第２のＲＦ変調信号の周波数帯域に対応するキャリア周波数またはその偶数倍に相当する周波数の電圧信号は、前記第２の電圧制御発振回路が生成するようになっていてよい。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、マルチバンドに対応した復調器または変調器において、入力端または出力端が新たに増えた場合でも、電圧制御発振回路や分周器の増加を抑制し、かつ入力端および出力端が増加しても電圧制御発振回路や分周器の出力の負荷が増大することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一つの実施の形態としての復調器を表す機能ブロック図の一例である。
【図２】図１で示す復調器において、Ｋ＝４、Ｌ＝２とした場合の機能ブロック図の一例である。
【図３】本発明の一つの実施の形態としての変調器を表す機能ブロック図の一例である。
【図４】図３で示す変調器において、Ｋ＝４、Ｌ＝２とした場合の機能ブロック図の一例である。
【図５】図２および図４で示すＶＩ変換器を、トランジスタを用いて実現した構成の一例を示す回路図である。
【図６】図２で示すＩＶ変換器Ｂ２２２、ＩＶ変換器Ｃ２２３、ＩＶ変換器Ｄ２２４および図４で示すＩＶ変換器Ｆ４２２、ＩＶ変換器Ｇ４２３、ＩＶ変換器Ｈ４２４を、トランジスタを用いて実現した構成の一例を示す回路図である。
【図７】図６におけるＩＶ変換器の入力電流振幅Ｉ１Ｐ、Ｉ１Ｎ、Ｉ２Ｐ、Ｉ２Ｎおよび出力電圧ＶＩＰ、ＶＩＮ、ＶＱＰ、ＶＱＮのタイミング図の一例である。
【図８】図２で示すＩＶ変換器Ａ２２１および図４で示すＩＶ変換器Ｅ４２１の構成例を表す機能ブロック図の一例である。
【図９】ダイレクトコンバージョン技術を用いた一般的な受信器における復調器を表す機能ブロック図の一例である。
【図１０】７００ＭＨｚ周辺のバンドＡと、８００ＭＨｚ周辺のバンドＢと、１.７ＧＨｚ周辺のバンドＣと２ＧＨｚ周辺のバンドＤと、２.３ＧＨｚ周辺のバンドＥと、２.５ＧＨｚ周辺のバンドＦの６つのバンドに対応する復調器の一例を表す機能ブロック図である。
【図１１】ダイレクトコンバージョン技術を用いた一般的な送信器における変調器を表す機能ブロック図の一例である。
【図１２】７００ＭＨｚ周辺のバンドＡと、８００ＭＨｚ周辺のバンドＢと、１.７ＧＨｚ周辺のバンドＣと２ＧＨｚ周辺のバンドＤと、２.３ＧＨｚ周辺のバンドＥと、２.５ＧＨｚ周辺のバンドＦの６つのバンドに対応する変調器の一例を表す機能ブロック図である。
【図１３】７００ＭＨｚ周辺のバンドＡと、８００ＭＨｚ周辺のバンドＢと、１.７ＧＨｚ周辺のバンドＣと２ＧＨｚ周辺のバンドＤと、２.３ＧＨｚ周辺のバンドＥと、２.５ＧＨｚ周辺のバンドＦの６つのバンドに対して、２つの地域で使用するバンドの組合せの一例である。
【図１４】７００ＭＨｚ周辺のバンドＡと、８００ＭＨｚ周辺のバンドＢと、１.７ＧＨｚ周辺のバンドＣと２ＧＨｚ周辺のバンドＤと、２.３ＧＨｚ周辺のバンドＥと、２.５ＧＨｚ周辺のバンドＦの６つのバンドに対して、３つの地域で使用するバンドの組合せの一例である。
【図１５】４組の入力または出力端を用いて、図１４で示す地域ａ、地域ｂ、および地域ｃにおいて、それぞれで使用する全てのバンドに対応するための、４組の入力端または出力端のそれぞれ対応するバンドの内訳である。
【図１６】図１０で示す復調器に電圧制御発振回路を１つ追加した、図１４で示す地域ａ、地域ｂ、および地域ｃにおいて、それぞれで使用する全てのバンドに対応した復調器５００の回路構成である。
【図１７】図１２で示す変調器に電圧制御発振回路を１つ追加した、図１４で示す地域ａ、地域ｂ、および地域ｃにおいて、それぞれで使用する全てのバンドに対応した変調器６００の回路構成である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。これにより本発明を明らかにする。
まず、本発明の一実施形態として、復調器を説明する。
図１は、本発明の一つの実施の形態としての復調器を表す機能ブロック図の一例である。
図１の復調器１０は、ダウン周波数変換器群１１と電圧制御発振回路群１３と制御部１５と、を含む。
ダウン周波数変換器群１１は、Ｋ個のダウン周波数変換器１１１〜１１Ｋと、各ダウン周波数変換器１１１〜１１Ｋに入力するＫ組のローカル信号を生成するＫ個のＩＶ変換器１２１〜１２Ｋと、を含む。電圧制御発振回路群１３は、Ｌ個の電圧制御発振回路１３１〜１３Ｌと、電圧制御発振回路１３１〜１３Ｌの各出力電圧信号を電流信号に変換するＬ個のＶＩ変換器１４１〜１４Ｌと、を含む。ここでＫ、Ｌは任意の自然数である。
【００５５】
なお、ダウン周波数変換器群１１と、電圧制御発振回路群１３とは、機能上区分して観念し各別の称呼にて表現しているが、実装上分けられる態様を採ることを必須とする意ではない。
復調器１０は、ダウン周波数変換器群１１のＫ個のダウン周波数変換器１１１〜１１Ｋに対応するＫ組の入力端Ｔ１１〜Ｔ１Ｋを備える。任意の組合せのバンドのＲＦ変調信号を、Ｋ組の入力端Ｔ１１〜Ｔ１Ｋに振り分けて入力することができる。
【００５６】
電圧制御発振回路群１３のＬ個の電圧制御発振回路１３１〜１３Ｌのいずれかの電圧制御発振回路を用いることで、復調器１０が対応する全てのバンドを網羅しうるための周波数を発振することができる。Ｌ個の電圧制御発振回路１３１〜１３Ｌのそれぞれが対応する周波数幅の割り振りは、消費電力や素子サイズ、雑音電力などの特性を鑑みて予め決められるものとする。
電圧制御発振回路群１３のＬ個の電圧制御発振回路１３１〜１３Ｌのそれぞれの出力信号はＬ個のＶＩ変換器１４１〜１４Ｌに入力される。
ダウン周波数変換器群１１のＫ個のＩＶ変換器１２１〜１２Ｋは、Ｋ個のダウン周波数変換器１１１〜１１Ｋに入力されるＫ個のローカル信号をそれぞれ生成する。Ｌ個のＶＩ変換器１４１〜１４ＬとＫ個のＩＶ変換器１２１〜１２Ｋは共通の電流信号ノードＮ１０で接続される。
【００５７】
入力されるバンドのＲＦ変調信号に応じて、Ｌ組の電圧制御発振回路１３１〜１３ＬおよびＶＩ変換器１４１〜１４Ｌのうち、それぞれ１つの電圧制御発振回路およびＶＩ変換器が、動作する組として選択され、さらに、ＲＦ変調信号を入力する入力端Ｔ１１〜Ｔ１Ｋに応じて、Ｋ組のダウン周波数変換器１１１〜１１ＫおよびＩＶ変換器１２１〜１２Ｋのうち１つのダウン周波数変換器およびＩＶ変換器が、動作する組として選択される。
【００５８】
入力されるバンドの設定は、例えば制御部１５においてユーザにより行われる。制御部１５には、入力端毎に、当該入力端に入力されるＲＦ変調信号のバンドの種類と、当該入力端に入力されるＲＦ変調信号に対して処理を行うダウン周波数変換器およびＩＶ変換器と、電圧制御発振回路およびＶＩ変換器とが対応付けられて記憶されている。そして、制御部１５では、ユーザにより受信するバンドが指定されたとき、前記記憶されている対応に基づいて、指定されたバンドに対応する、動作させるべきダウン周波数変換器およびＩＶ変換器と、電圧制御発振回路およびＶＩ変換器とが特定され、特定されたこれら回路が動作すべき回路として選択される。
【００５９】
なお、これら電圧制御発振回路およびＶＩ変換器と、ダウン周波数変換器およびＩＶ変換器とは、動作すべき回路として制御部１５により選択された回路が動作し、選択されない回路は停止するようになっている。
また、共通の電流信号ノードＮ１０を介して電気的に接続される、ＶＩ変換器１４１〜１４ＬとＩＶ変換器１２１〜１２Ｋとは、動作すべき変換器として選択されないＶＩ変換器のグラウンドに、電流信号ノードＮ１０から電流が流れないように構成されている。また、動作すべき変換器として選択されないＩＶ変換器に対して電源から電流が供給されることにより、電流信号ノードＮ１０に電流が流れないように構成されている。
【００６０】
次に、復調器１０を用いて、図１４で示す地域ａ、地域ｂ、および地域ｃの全てのバンドの信号に対応する例を説明する。
図２で示す復調器２０は、図１における復調器１０においてＫ＝４、Ｌ＝２とした場合の復調器である。
復調器２０は、ダウン周波数変換器群２１と、電圧制御発振回路群２３と、これらを制御する制御部２５と、を備える。これら、ダウン周波数変換器群２１、電圧制御発振回路群２３、および制御部２５の機能構成は、ダウン周波数変換器およびＩＶ変換器と、電圧制御発振回路およびＶＩ変換器と、の数が異なること以外は、図１の復調器１０におけるダウン周波数変換器群１１、電圧制御発振回路群１３、および制御部１５の機能構成と同一である。
【００６１】
ダウン周波数変換器群２１は、４個のダウン周波数変換器Ａ２１１、Ｂ２１２、Ｃ２１３、Ｄ２１４と、各ダウン周波数変換器に入力するローカル信号を生成する４個のＩＶ変換器Ａ２２１、Ｂ２２２、Ｃ２２３、Ｄ２２４と、を含む。
電圧制御発振回路群２３は、２個の電圧制御発振回路Ａ２３１、Ｂ２３２と、各電圧制御発振回路の出力電圧信号を電流信号に変換する２個のＶＩ変換器Ａ２４１、Ｂ２４２を含む。
【００６２】
バンドＡまたはバンドＢのＲＦ変調信号はＲＦ変調信号ｒｆ２１としてダウン周波数変換器Ａ２１１に入力される。また、バンドＣのＲＦ変調信号はＲＦ変調信号ｒｆ２２としてダウン周波数変換器Ｂ２１２に入力され、バンドＤまたはバンドＥのＲＦ変調信号はＲＦ変調信号ｒｆ２３としてダウン周波数変換器Ｃ２１３に入力され、バンドＦのＲＦ変調信号はＲＦ変調信号ｒｆ２４としてダウン周波数変換器Ｄ２１４に入力される。ダウン周波数変換器Ａ２１１と、ダウン周波数変換器Ｂ２１２と、ダウン周波数変換器Ｃ２１３と、ダウン周波数変換器Ｄ２１４とは、いずれか一つが動作しているときは、その他の３つは停止している。
【００６３】
ダウン周波数変換器Ａ２１１が動作するとき、ＩＶ変換器Ａ２２１が動作し、ＩＶ変換器Ａ２２１の出力信号がダウン周波数変換器Ａ２１１に入力されるローカル信号ｓＡ２１となる。
ダウン周波数変換器Ｂ２１２が動作するとき、ＩＶ変換器Ｂ２２２が動作し、ＩＶ変換器Ｂ２２２の出力信号がダウン周波数変換器Ｂ２１２に入力されるローカル信号ｓＢ２２となる。
ダウン周波数変換器Ｃ２１３が動作するとき、ＩＶ変換器Ｃ２２３が動作し、ＩＶ変換器Ｃ２２３の出力信号がダウン周波数変換器Ｃ２１３に入力されるローカル信号ｓＣ２３となる。
ダウン周波数変換器Ｄ２１４が動作するとき、ＩＶ変換器Ｄ２２４が動作し、ＩＶ変換器Ｄ２２４の出力信号がダウン周波数変換器Ｄ２１４に入力されるローカル信号ｓＤ２４となる。
【００６４】
電圧制御発振回路Ａ２３１は、２.８ＧＨｚ周辺から４ＧＨｚ周辺の周波数を発振する。電圧制御発振回路Ｂ２３２は、４.６ＧＨｚ周辺から５ＧＨｚ周辺の周波数を発振する。バンドＡ、バンドＢ、バンドＣまたはバンドＤのＲＦ変調信号が入力される場合は、電圧制御発振回路Ａ２３１が動作し、電圧制御発振回路Ｂ２３２が停止する。バンドＥまたはバンドＦのＲＦ変調信号が入力される場合は、電圧制御発振回路Ｂ２３２が動作し、電圧制御発振回路Ａ２３１が停止する。また、ＶＩ変換器Ａ２４１は、電圧制御発振回路Ａ２３１と同時に動作し、ＶＩ変換器Ｂ２４２は、電圧制御発振回路Ｂ２３２と同時に動作する。
【００６５】
つまり、電圧制御発振回路およびＶＩ変換器の組と、ＩＶ変換器およびダウン周波数変換器の組とは１対１に対応しておらず、対応すべきバンドの周波数範囲に応じて、電圧制御発振回路が出力する出力信号の周波数と、ＩＶ変換器の分周比との組み合わせを変えることによって、所望のローカル信号を生成し得る電圧制御発振回路を動作させるようになっている。
ＶＩ変換器Ａ２４１には、電圧制御発振回路Ａ２３１の出力電圧信号が入力され、入力された出力電圧信号は電圧信号から電流信号に変換され、変換された電流信号は電流信号ノードＮ２０に出力される。ＶＩ変換器Ｂ２４２には、電圧制御発振回路Ｂ２３２の出力電圧信号が入力され、入力された出力電圧信号は電圧信号から電流信号に変換され、変換された電流信号は電流信号ノードＮ２０に出力される。
【００６６】
２つのＶＩ変換器Ａ２４１、Ｂ２４２の出力端が接続される電流信号ノードＮ２０は共通のノードであり、また、電流信号ノードＮ２０は、ＩＶ変換器Ａ２２１と、ＩＶ変換器Ｂ２２２と、ＩＶ変換器Ｃ２２３と、ＩＶ変換器Ｄ２２４の全ての出力端に接続される。つまり、これらＶＩ変換器Ａ２４１、Ｂ２４２と、ＩＶ変換器Ａ２２１、Ｂ２２２、Ｃ２２３、Ｄ２２４とは、電流信号ノードＮ２０を介して互いに電気的に接続されている。なお、停止しているＶＩ変換器のグラウンドには電流信号ノードＮ２０から電流は流れない。
【００６７】
ＩＶ変換器Ａ２２１と、ＩＶ変換器Ｂ２２２と、ＩＶ変換器Ｃ２２３と、ＩＶ変換器Ｄ２２４のうち必ずいずれか１つが動作し、残りの３つは停止する。停止しているＩＶ変換器に供給される電源から電流信号ノードＮ２０には電流は流れない。動作しているＩＶ変換器に供給される電源から、電流信号ノードＮ２０に電流が流れ、ＩＶ変化器は、電流信号ノードＮ２０の電流信号を電圧信号（ローカル信号ｓＡ２１またはローカル信号ｓＢ２２またはローカル信号ｓＣ２３またはローカル信号ｓＤ２４）に変換する。
ＩＶ変換器Ａ２２１は、電圧制御発振回路Ａ２３１またはＢ２３２が出力した信号の１／４の周波数を出力し、ＩＶ変換器Ｂ２２２と、ＩＶ変換器Ｃ２２３と、ＩＶ変換器Ｄ２２４と、は電圧制御発振回路Ａ２３１またはＢ２３２が出力した信号の１／２の周波数を出力する。ＶＩ変換器とＩＶ変換器の実現例については後述する。
【００６８】
以上のような構成を有する復調器２０と、この復調器２０と同一の複数のバンドに対応した復調器として、従来技術を用いた図１６の復調器５００とを比較すると、復調器２０の方が、回路規模が小さくなることがわかる。つまり、復調器５００における分周器は復調器２０におけるＩＶ変換器とＶＩ変換器とを併せたものに相当するので、復調器２０は復調器５００に比べて、ＩＶ変換器２つ分と、電圧制御発振回路１つ分の回路が少ない。また、復調器５００では、電圧制御発振回路Ａ２２０１の出力に２つの分周器の負荷がかかるのに対して、復調器２０では、２つの電圧制御発振回路Ａ２３１、Ｂ２３２の出力には、ともに１つのＶＩ変換器の負荷しかかからない。
【００６９】
次に、本発明の一実施形態として、変調器を説明する。
図３は、本発明の一つの実施の形態としての変調器を表す機能ブロック図の一例である。
図３に示す変調器３０は、アップ周波数変換器群３１と、電圧制御発振回路群３３と、これらを制御する制御部３５と、を含む。
アップ周波数変換器群３１は、Ｋ個のアップ周波数変換器３１１〜３１Ｋと各アップ周波数変換器３１１〜３１Ｋに入力するローカル信号を生成するＫ個のＩＶ変換器３２１〜３２Ｋとを含む。電圧制御発振回路群３３は、Ｌ個の電圧制御発振回路３３１〜３３Ｌと電圧制御発振回路３３１〜３３Ｌの出力電圧信号を電流信号に変換するＬ個のＶＩ変換器３４１〜３４Ｌとを含む。ここでＫ、Ｌは任意の自然数である。ここに、アップ周波数変換器群３１と、電圧制御発振回路群３３とは、機能上区分して観念し各別の称呼にて表現しているが、実装上分けられる態様を採ることを必須とする意ではない。
【００７０】
変調器３０は、アップ周波数変換器群３１のＫ個のアップ周波数変換器３１１〜３１Ｋに対応するＫ組の出力端Ｔ３１〜Ｔ３Ｋを有し、任意の組合せのバンドのＲＦ変調信号をＫ組の出力端Ｔ３１〜Ｔ３Ｋに振り分けて出力することができる。電圧制御発振回路群３３のＬ個の電圧制御発振回路３３１〜３３Ｌのいずれかの電圧制御発振回路を用いることで、変調器３０が対応する全てのバンドを網羅しうるための周波数を発振することができる。Ｌ個の電圧制御発振回路３３１〜３３Ｌのそれぞれが対応する周波数幅の割り振りは、消費電力や素子サイズ、雑音電力などの特性を鑑みて決められるものとする。
【００７１】
電圧制御発振回路群３３のＬ個の電圧制御発振回路３３１〜３３Ｌのそれぞれの出力信号はＬ個のＶＩ変換器３４１〜３４Ｌに接続され、アップ周波数変換器群３１のＫ個のＩＶ変換器３２１〜３２Ｋは、Ｋ個のアップ周波数変換器３１１〜３１Ｋに入力されるＫ個のローカル信号をそれぞれ生成する。
Ｌ個のＶＩ変換器３４１〜３４ＬとＫ個のＩＶ変換器３２１〜３２Ｋとは共通の電流信号ノードＮ３０に電気的に接続される。出力すべきＲＦ変調信号のバンドに応じて、Ｌ組の電圧制御発振回路３３１〜３３ＬおよびＶＩ変換器３４１〜３４Ｌのうち、１つの電圧制御発振回路およびＶＩ変換器が、動作する組として選択される。また、ＲＦ変調信号が出力される出力端に応じて、この出力端に対応付けられた、Ｋ組のアップ周波数変換器３１１〜３１ＫとＩＶ変換器３２１〜３２Ｋとのうち、１つのアップ周波数変換器およびＩＶ変換器が、動作する組として選択される。
【００７２】
出力するバンドの設定は例えば、制御部３５においてユーザにより行われる。制御部３５には、出力端毎に、当該出力端から出力するＲＦ変調信号のバンドの種類と、当該出力端から出力されるＲＦ変調信号に対して処理を行うアップ周波数変換器およびＩＶ変換器と、電圧制御発振回路およびＶＩ変換器とが対応付けられて記憶されている。そして、制御部３５では、ユーザにより送信するバンドが指定されたとき、前記記憶されている対応に基づいて、指定されたバンドに対応する、動作させるべきアップ周波数変換器およびＩＶ変換器と、電圧制御発振回路およびＶＩ変換器とが特定され、特定されたこれら回路が動作すべき回路として選択される。
なお、これら電圧制御発振回路およびＶＩ変換器と、アップ周波数変換器およびＩＶ変換器とは、動作すべき回路として制御部３５により選択された回路が動作し、選択されない回路は停止するようになっている。
【００７３】
また、共通の電流信号ノードＮ３０を介して電気的に接続される、ＶＩ変換器３４１〜３４ＬとＩＶ変換器３２１〜３２Ｋとは、動作すべき変換器として選択されないＶＩ変換器のグラウンドに、電流信号ノードＮ３０から電流が流れないように構成されている。また、動作すべき変換器として選択されないＩＶ変換器に対して電源から電流が供給されることにより、電流信号ノードＮ３０に電流が流れないように構成されている。
【００７４】
次に、変調器３０を用いて、図１４で示す地域ａ、地域ｂ、および地域ｃの全てのバンドの信号に対応する例を説明する。
図４で示す変調器４０は、図３における変調器３０においてＫ＝４、Ｌ＝２とした場合の変調器である。
変調器４０は、アップ周波数変換器群４１と、電圧制御発振回路群４３と、これらを制御する制御部４５と、を備える。これらアップ周波数変換器群４１、電圧制御発振回路群４３、および制御部４５の機能構成は、アップ周波数変換器およびＩＶ変換器と、電圧制御発振回路およびＶＩ変換器と、の数が異なること以外は、図３の変調器３０におけるアップ周波数変換器群３１、電圧制御発振回路群３３、および制御部３５の機能構成と同一である。
【００７５】
変調器４０は、アップ周波数変換器群４１と電圧制御発振回路群４３と、制御部４５と、を含む。アップ周波数変換器群４１は、４個のアップ周波数変換器Ｅ４１１、Ｆ４１２、Ｇ４１３、Ｈ４１４と、各アップ周波数変換器に入力する４組のローカル信号ｓＥ４１、ｓＦ４２、ｓＧ４３、ｓＨ４４を生成する４個のＩＶ変換器Ｅ４２１、Ｆ４２２、Ｇ４２３、Ｈ４２４と、を含む。電圧制御発振回路群４３は、２個の電圧制御発振回路Ｃ４３１、Ｄ４３２と各電圧制御発振回路の出力電圧信号を電流信号に変換する２個のＶＩ変換器Ｃ４４１、Ｄ４４２と、を含む。
【００７６】
アップ周波数変換器群４１は、バンドＡまたはバンドＢのＲＦ変調信号をＲＦ変調信号ｒｆ４１として出力し、バンドＣのＲＦ変調信号をＲＦ変調信号ｒｆ４２として出力し、バンドＤまたはバンドＥのＲＦ変調信号をＲＦ変調信号ｒｆ４３として出力し、バンドＦのＲＦ変調信号をＲＦ変調信号ｒｆ４４として出力する。アップ周波数変換器Ｅ４１１と、アップ周波数変換器Ｆ４１２と、アップ周波数変換器Ｇ４１３と、アップ周波数変換器Ｈ４１４と、のいずれか一つが動作しているときは、その他の３つは停止している。
【００７７】
アップ周波数変換器Ｅ４１１が動作するとき、ＩＶ変換器Ｅ４２１が動作し、ＩＶ変換器Ｅ４２１の出力信号がアップ周波数変換器Ｅ４１１に入力されるローカル信号ｓＥ４１となる。
アップ周波数変換器Ｆ４１２が動作するとき、ＩＶ変換器Ｆ４２２が動作し、ＩＶ変換器Ｆ４２２の出力信号がアップ周波数変換器Ｆ４１２に入力されるローカル信号ｓＦ４２となる。
【００７８】
アップ周波数変換器Ｇ４１３が動作するとき、ＩＶ変換器Ｇ４２３が動作し、ＩＶ変換器Ｇ４２３の出力信号がアップ周波数変換器Ｇ４１３に入力されるローカル信号ｓＧ４３となる。
アップ周波数変換器Ｈ４１４が動作するとき、ＩＶ変換器Ｈ４２４が動作し、ＩＶ変換器Ｈ４２４の出力信号がアップ周波数変換器Ｈ４１４に入力されるローカル信号ｓＨ４４となる。
【００７９】
電圧制御発振回路Ｃ４３１は２.８ＧＨｚ周辺から４ＧＨｚ周辺の周波数を発振し、電圧制御発振回路Ｄ４３２は４.６ＧＨｚ周辺から５ＧＨｚ周辺の周波数を発振する。バンドＡ、バンドＢ、バンドＣまたはバンドＤのＲＦ変調信号を出力する場合は、電圧制御発振回路Ｃ４３１が動作し、電圧制御発振回路Ｄ４３２が停止する。バンドＥまたはバンドＦのＲＦ変調信号を出力する場合は、電圧制御発振回路Ｄ４３２が動作し、電圧制御発振回路Ｃ４３１が停止する。ＶＩ変換器Ｃ４４１は、電圧制御発振回路Ｃ４３１と同時に動作し、ＶＩ変換器Ｄ４４２は、電圧制御発振回路Ｄ４３２と同時に動作する。
【００８０】
つまり、電圧制御発振回路およびＶＩ変換器の組と、ＩＶ変換器とアップ周波数変換器の組とは１対１に対応しておらず、対応すべきバンドの周波数範囲に応じて、電圧制御発振回路が出力する出力信号の周波数と、ＩＶ変換器の分周比との組み合わせを変えることによって、所望のローカル信号を生成し得る電圧制御発振回路を動作させるようになっている。
ＶＩ変換器Ｃ４４１では、電圧制御発振回路Ｃ４３１の出力信号が入力されて、入力された電圧信号からなる出力信号が、電圧信号から電流信号に変換され、共通の電流信号ノードＮ４０に出力される。ＶＩ変換器Ｄ４４２では、電圧制御発振回路Ｄ４３２の出力信号が入力されて、入力された電圧信号からなる出力信号が、電圧信号から電流信号に変換され、共通の電流信号ノードＮ４０に出力される。
【００８１】
２つのＶＩ変換器Ｃ４４１、Ｄ４４２の出力端が接続される電流信号ノードＮ４０は共通であり、また、電流信号ノードＮ４０は、ＩＶ変換器Ｅ４２１と、ＩＶ変換器Ｆ４２２と、ＩＶ変換器Ｇ４２３と、ＩＶ変換器Ｈ４２４との全てに接続される。また、停止しているＶＩ変換器のグラウンドには電流信号ノードＮ４０から電流が流れないように構成されている。
【００８２】
ＩＶ変換器Ｅ４２１と、ＩＶ変換器Ｆ４２２と、ＩＶ変換器Ｇ４２３と、ＩＶ変換器Ｈ４２４と、のうち必ず、いずれか１つが動作し、残りの３つは停止する。停止しているＩＶ変換器に供給される電源から、ＩＶ変換器を介して電流信号ノードＮ４０に電流は流れない。動作しているＩＶ変換器に供給される電源から、電流信号ノードＮ４０に電流が流れ、電流信号ノードＮ４０の電流信号を電圧信号（ローカル信号ｓＥ４１またはローカル信号ｓＦ４２またはローカル信号ｓＧ４３またはローカル信号ｓＨ４４）に変換する。
【００８３】
ＩＶ変換器Ｅ４２１は、電圧制御発振回路Ｃ４３１またはＤ４３２が出力した信号の１／４の周波数を出力し、ＩＶ変換器Ｆ４２２と、ＩＶ変換器Ｇ４２３と、ＩＶ変換器Ｈ４２４と、は電圧制御発振回路Ｃ４３１またはＤ４３２が出力した信号の１／２の周波数を出力する。
変調器４０と、この変調器４０と同一の複数のバンドに対応した変調器として、従来技術を用いた図１７に示す変調器６００とを比較すると、変調器４０の方が、回路規模が小さくなることがわかる。変調器４０は変調器６００に比べて、ＩＶ変換器２つ分と、電圧制御発振回路１つ分の回路が少ない。また、変調器６００では、電圧制御発振回路Ｃ４２０１の出力に２つの分周器Ｄ４３０１、Ｅ４３０２の負荷がかかるのに対して、変調器４０では、２つの電圧制御発振回路の出力には、ともに、１つのＩＶ変換器の負荷しかかからない。
【００８４】
次に、図１、図２に示す復調器１０、２０、および図３、図４に示す変調器３０、４０に含まれる、ＶＩ変換器およびＩＶ変換器についてトランジスタを用いて実現した構成例について説明する。
図５は、図１、図２に示す復調器１０、２０、および図３、図４に示す変調器３０、４０に含まれる、ＶＩ変換器を、トランジスタを用いて実現した構成例を示す回路図であり、これらＶＩ変換器は同一構成を有する。
図５に示すように、ＶＩ変換器は、Ｎチャネル型ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタからなるトランジスタＮＭ１、ＮＭ２、ＮＭ３、ＮＭ４と、電流源Ｉ１およびＩ２と、を含んでいる。
【００８５】
トランジスタＮＭ１、ＮＭ２、ＮＭ３、ＮＭ４は全て同じサイズのトランジスタである。また、電流源Ｉ１と電流源Ｉ２とは同一の定電流を出力する。そして、ＶＩ変換器は、図５に示すように、同一の２つの差動対を含んでいる。すなわち、トランジスタＮＭ１およびＮＭ２のソースが電流源Ｉ１を介して接地され、トランジスタＮＭ３およびＮＭ４のソースが電流源Ｉ２を介して接地される。トランジスタＮＭ１およびＮＭ３のゲートには、例えば差動制御方式の電圧制御発振回路の正側の出力差動信号ＶＰが入力され、トランジスタＮＭ２およびＮＭ４のゲートには、電流制御発振回路の負側の出力差動信号ＶＮが入力される。
【００８６】
このＶＩ変換器は、停止中は、電流源Ｉ１および電流源Ｉ２に電流は流れない。電流源Ｉ１および電流源Ｉ２に電流が流れる、ＶＩ変換器が動作中は、２組の差動対には、電圧制御発振回路の出力差動信号ＶＰとＶＮとが入力されて、２組の差動電流信号Ｉ１ＰおよびＩ１Ｎと、Ｉ２ＰおよびＩ２Ｎとに変換される。
このようにＶＩ変換器は、電圧制御発振回路からの出力差動信号ＶＰおよびＶＮにより各トランジスタＮＭ１〜ＮＭ４が制御され、２組の差動電流信号Ｉ１ＰおよびＩ１Ｎと、Ｉ２ＰおよびＩ２Ｎとを出力する構成となっている。電圧制御発振回路が停止中のときには、この電圧制御発振回路と対をなすＶＩ変換器のトランジスタＮＭ１〜ＮＭ４に電圧制御発振回路の出力差動信号ＶＰ、ＶＮが供給されないため、トランジスタＮＭ１〜ＮＭ４はオフとなる。そのため、このＶＩ変換器が接続されている共通の電流信号ノードから、ＶＩ変換器のグラウンドに電流は流れない。
【００８７】
その結果、複数のＶＩ変換器が共通の電流信号ノードに接続されてはいるものの、停止中のＶＩ変換器のグラウンドに電流信号ノードから電流が流れないようにすることができる。また、このようにＶＩ変換器は、電圧制御発振回路からの出力差動信号ＶＰおよびＶＮに応じて動作するため、制御部により、電圧制御発振回路を停止させることによりこの電圧制御発振回路と対をなす、ＶＩ変換器を停止させることができる。
【００８８】
図６は、図２で示すＩＶ変換器Ｂ２２２、ＩＶ変換器Ｃ２２３、ＩＶ変換器Ｄ２２４および図４で示すＩＶ変換器Ｆ４２２、ＩＶ変換器Ｇ４２３、ＩＶ変換器Ｈ４２４を、トランジスタを用いて実現した構成例を示す回路図であり、これらは同一構成を有する。
図６に示すように、ＩＶ変換器は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタからなるトランジスタＭ９、Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１２と、ロード抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタからなるトランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８と、を含んでなる。
図６に示すＩＶ変換器は、出力電圧ＶＩＰとＶＩＮとの差分を電圧信号Ｉ、ＶＱＰとＶＱＮとの差分を電圧信号Ｑとして出力する。
【００８９】
トランジスタＭ９、Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１２は、制御信号Ｖｃ１により動作または停止し、それぞれ電源ＶＤＤとロード抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４とを接続するスイッチの役割を果たす。トランジスタＭ９〜Ｍ１２は、ＩＶ変換器が動作中はオンしており、電源ＶＤＤから電流を流し、ＩＶ変換器が停止中はオフして、電源ＶＤＤから電流が流れないようになっている。
前記制御信号Ｖｃ１は制御部から出力され、この制御信号によりトランジスタＭ９〜Ｍ１２を制御し、動作させないＩＶ変換器については、トランジスタＭ９〜Ｍ１２をオフとすることにより、停止しているＩＶ変換器に対して電源から供給される電流がＩＶ変換器を介して電流信号ノードに流れることを防止している。
【００９０】
以下は、トランジスタＭ９、Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１２がオンしているときの動作について説明する。トランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８は同一サイズを有する。また、ロード抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は全て同じ抵抗値である。
図６に示すＩＶ変換器は、一般的に用いられる回路構成である。トランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８の種類はバイポーラトランジスタでも良いが、ここでは説明の便宜上、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタを用いている。
トランジスタＭ７およびＭ８、トランジスタＭ５およびＭ６はそれぞれ対をなし、これら対は、ＶＩＰ、ＶＩＮの電位を決める。
【００９１】
トランジスタＭ７およびＭ８は、共通してソースがノードＮ４に接続され、このノードＮ４には、図５に示すＶＩ変換器の差動電流信号Ｉ２Ｎの出力端が接続される。トランジスタＭ５およびＭ６は、共通してソースがノードＮ３に接続され、このノードＮ３には、図５に示すＶＩ変換器の差動電流信号Ｉ２Ｐの出力端が接続される。
ＶＩＰは、トランジスタＭ５およびＭ８のドレイン電圧であり、トランジスタＭ５およびＭ８のドレインは、ロード抵抗Ｒ４の一端に接続され、ロード抵抗Ｒ４の他端はトランジスタＭ１２を介して電源ＶＤＤに接続される。ＶＩＮは、トランジスタＭ６およびＭ７のドレイン電圧であり、トランジスタＭ６およびＭ７のドレインは、ロード抵抗Ｒ３の一端に接続され、ロード抵抗Ｒ３の他端はトランジスタＭ１１を介して電源ＶＤＤに接続される。
【００９２】
差動電流信号Ｉ２ＰとＩ２Ｎとは互いに反転の関係にある。差動電流信号Ｉ２Ｐの振幅が上に凸のとき、つまり、トランジスタＭ７、Ｍ８の対よりもトランジスタＭ５、Ｍ６の対に流れる電流が多くなるとき、ＶＩＰおよびＶＩＮの電位はトランジスタＭ５、Ｍ６の動作で決まる。反対に、差動電流信号Ｉ２Ｎの振幅が上に凸のときは、ＶＩＰとＶＩＮの電位はトランジスタＭ７、Ｍ８の動作で決まる。
【００９３】
トランジスタＭ１、Ｍ２の対と、Ｍ３、Ｍ４の対とは、ＶＱＰおよびＶＱＮの電位を決める。
トランジスタＭ１およびＭ２は、共通してソースがノードＮ１に接続され、このノードＮ１には、図５に示すＶＩ変換器の差動電流信号Ｉ１Ｐの出力端が接続される。トランジスタＭ３およびＭ４は共通してソースがノードＮ２に接続され、このノードＮ２には、図５に示すＶＩ変換器の差動電流信号Ｉ１Ｎの出力端が接続される。
【００９４】
トランジスタＭ２およびＭ４のドレイン電圧が出力電圧ＶＱＰであり、トランジスタＭ２およびＭ４のドレインは、ロード抵抗Ｒ２の一端に接続される。ロード抵抗Ｒ２の他端はトランジスタＭ１０を介して電源ＶＤＤに接続される。
トランジスタＭ１およびＭ３のドレイン電圧が出力電圧ＶＱＮとなり、さらに、トランジスタＭ１およびＭ３のドレインはロード抵抗Ｒ１の一端に接続され、このロード抵抗Ｒ１の他端はトランジスタＭ９を介して電源ＶＤＤに接続される。
【００９５】
トランジスタＭ１のゲートにはトランジスタＭ２およびＭ４のドレイン電圧、つまり出力電圧ＶＱＰが入力される。トランジスタＭ２のゲートにはトランジスタＭ１およびＭ３のドレイン電圧、つまり出力電圧ＶＱＮが入力される。トランジスタＭ３のゲートには出力電圧ＶＩＮが入力される。トランジスタＭ４のゲートには出力電圧ＶＩＰが入力される。トランジスタＭ５のゲートには出力電圧ＶＱＮが入力される。トランジスタＭ６のゲートには出力電圧ＶＱＰが入力される。トランジスタＭ７のゲートにはトランジスタＭ５およびＭ８のドレイン電圧、つまり出力電圧ＶＩＰが入力される。トランジスタＭ８のゲートにはトランジスタＭ６およびＭ７のドレイン電圧、つまり出力電圧ＶＩＮが入力される。
【００９６】
ここで、ＶＩ変換器から供給される差動電流信号Ｉ１ＰとＩ１Ｎとは互いに反転の関係にある。差動電流信号Ｉ１Ｐの振幅が上に凸のとき、つまり、トランジスタＭ３およびＭ４の対よりも、トランジスタＭ１およびＭ２の対に流れる電流の方が多くなるとき、出力電圧ＶＱＰとＶＱＮとの電位は、トランジスタＭ１およびＭ２の動作で決まる。反対に、差動電流信号Ｉ１Ｎの振幅が上に凸のときには、出力電圧ＶＱＰおよびＶＱＮの電位は、トランジスタＭ３およびＭ４の動作で決まる。
【００９７】
以上の構成を有するＩＶ変換器において、まず、差動電流信号Ｉ１ＮおよびＩ２Ｎの振幅が上に凸のときのトランジスタＭ７およびＭ８の動作に着目する。
図６に示すように、トランジスタＭ８のドレイン電圧、すなわち出力電圧ＶＩＰはトランジスタＭ７のゲート電圧であり、トランジスタＭ７のドレイン電圧、すなわち出力電圧ＶＩＮはトランジスタＭ８のゲート電圧である。
【００９８】
トランジスタＭ８のドレイン電圧であるＶＩＰが高くなると、トランジスタＭ７のゲート−ソース間電圧が高くなり、トランジスタＭ７に流れる電流、すなわち、ロード抵抗Ｒ３に流れる電流が多くなる。したがって、トランジスタＭ７のドレインの電位（ＶＩＮ）が下がり、これに伴い、トランジスタＭ８のゲート−ソース間電圧が下がり、トランジスタＭ８に流れる電流、すなわち、ロード抵抗Ｒ４に流れる電流が少なくなる。その結果、トランジスタＭ８のドレイン電圧、すなわち出力電圧ＶＩＰの電位は上がる。したがって、差動電流信号Ｉ２Ｎの振幅が上に凸のとき、出力電圧ＶＩＰの電位は高く、出力電圧ＶＩＮの電位は低い状態を維持する。
【００９９】
次に、それを受けて、差動電流信号Ｉ１ＮおよびＩ２Ｎの振幅が上に凸のときのトランジスタＭ３およびＭ４の動作に着目する。
トランジスタＭ４のゲート電圧は出力電圧ＶＩＰ、トランジスタＭ３のゲート電圧は出力電圧ＶＩＮである。前述のように、出力電圧ＶＩＰ＞ＶＩＮであるから、差動電流信号Ｉ１ＮおよびＩ２Ｎの振幅が上に凸の場合、トランジスタＭ３よりもトランジスタＭ４の方がゲート−ソース間電圧が高くなる。そのため、トランジスタＭ３よりもトランジスタＭ４により多くの電流が流れることになる。すなわち、ロード抵抗Ｒ１に流れる電流よりもロード抵抗Ｒ２に流れる電流の方が多くなるので、出力電圧ＶＱＰの電位は下がり、ＶＱＮの電位が上がる。
【０１００】
次に、ＶＩ変換器から供給される差動電流信号Ｉ１ＮおよびＩ２Ｎの振幅が下がり、差動電流信号Ｉ１ＰおよびＩ２Ｐの振幅が上に凸である場合の、トランジスタＭ１およびＭ２に着目する。
トランジスタＭ１のドレイン電圧、すなわち出力電圧ＶＱＮは、トランジスタＭ２のゲート電圧である。トランジスタＭ２のドレイン電圧、すなわち出力電圧ＶＱＰはトランジスタＭ１のゲート電圧である。
【０１０１】
差動電流信号Ｉ１ＰおよびＩ２Ｐの振幅が上に凸である場合、トランジスタＭ７およびＭ８の動作と同様に、トランジスタＭ１のドレイン電圧（つまり出力電圧）ＶＱＰの電位が上がると、トランジスタＭ２のドレイン電圧（つまり出力電圧）ＶＱＮの電位は下がり、反対に、ドレイン電圧ＶＱＰの電位が下がると、ドレイン電圧ＶＱＮの電位は上がる。したがって、ドレイン電圧ＶＱＰの電位は低く、ドレイン電圧ＶＱＮの電位が高い状態を維持する。
【０１０２】
次に、それを受けて、差動電流信号Ｉ１ＰおよびＩ２Ｐの振幅が上に凸のときのトランジスタＭ５およびＭ６の動作に着目する。
トランジスタＭ５のゲート電圧は出力電圧ＶＱＮ、トランジスタＭ６のゲート電圧は出力電圧ＶＱＰである。前述のようにドレイン電圧ＶＱＮ＞ＶＱＰであるため、トランジスタＭ６よりもトランジスタＭ５の方がゲート−ソース間電圧が高くなり、トランジスタＭ６よりもトランジスタＭ５により多く電流が流れることになる。すなわちロード抵抗Ｒ３に流れる電流より、ロード抵抗Ｒ４に流れる電流の方が多くなるので、出力電圧ＶＩＰの電位は下がり、ＶＩＮの電位は上がる。
【０１０３】
以上をまとめると、出力電圧ＶＩＰおよびＶＩＮのペアと、ＶＱＰおよびＶＱＮのペアはいずれも互いに位相が反転の関係であり、ＶＩＰおよびＶＩＮのペアは差動電流信号Ｉ１ＰおよびＩ２Ｐの振幅が下に凸から上に凸に高くなるタイミングで反転し、ＶＱＰおよびＶＱＮのペアは差動電流信号Ｉ１ＮおよびＩ２Ｎの振幅が下に凸から上に凸に高くなるタイミングで反転する。
【０１０４】
図７は、ＩＶ変換器に入力される差動電流信号Ｉ１ＰおよびＩ１Ｎ、Ｉ２ＰおよびＩ２Ｎと出力電圧ＶＩＰ、ＶＩＮ、ＶＱＰ、ＶＱＮとを示すタイミング図である。ここでは、簡単のため、波形を矩形波で示している。
差動電流信号Ｉ１Ｐ、Ｉ１Ｎ、Ｉ２Ｐ、Ｉ２ＮはＶＩ変換器で電圧制御発振回路の出力電圧信号を電流信号に変換したものであるので、Ｉ１ＰとＩ１Ｎとの差分、およびＩ２ＰとＩ２Ｎとの差分は、電圧制御発振回路の差動信号と位相は変わらない。
したがって、差動電流信号Ｉ１Ｐ、Ｉ１Ｎ、Ｉ２Ｐ、Ｉ２Ｎを変換して得られる電圧信号Ｉと電圧信号Ｑとは位相が９０度ずれた関係であり、電圧制御発振回路の発振周波数の１／２の周波数になる。
【０１０５】
図８は、図２に示すＩＶ変換器Ａ２２１および図４で示すＩＶ変換器Ｅ４２１の構成例を表す機能ブロック図の一例である。これらＩＶ変換器Ａ２２１およびＥ４２１は同一構成を有するため、ここでは、ＩＶ変換器Ａ２２１について説明する。
図８のＩＶ変換器Ａ２２１は、ＩＶ変換器Ｘ２２１１と２分周器２２１２とを含む。ＩＶ変換器Ｘ２２１１は、図６で示すＩＶ変換器と同一構成を有する。ＩＶ変換器Ｘ２２１１の出力である電圧信号Ｉ（出力電圧ＶＩＰ、ＶＩＮ）は、２分周器２２１２に入力されて周波数が２分周される。このとき、２分周器２２１２に入力されるのは電圧信号Ｑ（出力電圧ＶＱＰ、ＶＱＮ）でもよい。
【０１０６】
２分周器２２１２は、復調または変調する信号が、ＩＱ直交変調信号であるならば、図５で示すＶＩ変換器と図６で示すＩＶ変換器とを接続してなる回路を用いてもよい。その場合、２分周器２２１２の出力である、電圧信号Ｉ２（出力電圧ＶＩＰ′、ＶＩＮ′）および電圧信号Ｑ２（出力電圧ＶＱＰ′、ＶＱＮ′）は、位相が９０度ずれた関係であり、電圧制御発振回路の発振周波数の１／４の周波数になる。
【０１０７】
以上説明したように、ＩＶ変換器およびＶＩ変換器を共通の電流信号ノードに電気的に接続し、かつ、ダウン周波数変換器またはアップ周波数変換器およびＩＶ変換器の対と、電圧制御発振回路およびＶＩ変換器対と、のうち、動作させる対の組み合わせを変更することで所望の周波数のローカル信号を生成し、マルチバンドに対応した復調器および変調器を実現することができる。
【０１０８】
特に、図２に示す復調器２０と図４に示す変調器４０とを用いて説明したように、１つの入力端または出力端に、バンドＤ（２ＧＨｚ周辺）およびバンドＥ（２.３ＧＨｚ周辺）の複数のバンドを割りつけ、この複数のバンドのＲＦ変調信号（例えば２ＧＨｚ〜２．３ＧＨｚ）に対応するローカル信号ｓＣ２３、ｓＧ４３を得るためには、複数の電圧制御発振回路が発振する周波数（２.８ＧＨｚ周辺から４ＧＨｚ周辺、および４.６ＧＨｚ周辺から５ＧＨｚ周辺）を必要とし、すなわち、これら複数の帯域にまたがった出力信号を、電圧制御発振回路から得る必要がある場合であっても、上述のように、バンドの種類に応じて、電圧制御発振回路の発振周波数とＩＶ変換器の分周比との組み合わせを変えることによって、余分に電圧制御発振回路を増加することなく、また、複数の電圧制御発振回路の出力に分岐を設けて余分な出力負荷を与えることなく、バンドに適したローカル信号を生成することができる。
【０１０９】
また、さらに対応すべきバンドが増えて、このバンドの信号を入力するための入力端または出力するための出力端が増えた場合においても、図１に示す復調器１０または図３に示す変調器３０におけるＫの数値、またはＫおよびＬの数値を共に変更することで対応することができる。
新たに増えたバンドに対応する入力端に入力されるバンドの周波数または新たに増えた出力端から出力されるバンドの周波数が、既存の電圧制御発振回路で対応できない場合、または、比較的簡単な発振器帯域幅の拡張では対応できない場合は、本発明で提案する回路構成に係らず、電圧制御発振回路を増加せざるを得ない。その場合、本発明においては、ＫとＬとを両方１つずつ増やす必要があり、増加する回路規模は従来技術と同じである。
【０１１０】
しかし、新たに増えた入力端に入力されるバンドの周波数または新たに増えた出力端から出力されるバンドの周波数が、既存の電圧制御発振回路で対応できる場合、または、比較的簡単な発振器帯域幅の拡張で対応できる場合は、Ｌは例えば「２」のままで、Ｋを１つ増やせば良い。すなわち、電圧制御発振回路は増加せず、また、既存の電圧制御発振回路の出力負荷も変わらない。
なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  復調器
１１  ダウン周波数変換器群
１３  電圧制御発振回路群
１５  制御部
１１１〜１１Ｋ  ダウン周波数変換器
１２１〜１２Ｋ  ＩＶ変換器
１３１〜１３Ｌ  電圧制御発振回路
１４１〜１４Ｌ  ＶＩ変換器
２０  復調器
２１  ダウン周波数変換器群
２３  電圧制御発振回路群
２５  制御部
２１１  ダウン周波数変換器Ａ
２１２  ダウン周波数変換器Ｂ
２１３  ダウン周波数変換器Ｃ
２１４  ダウン周波数変換器Ｄ
２２１  ＩＶ変換器Ａ
２２２  ＩＶ変換器Ｂ
２２３  ＩＶ変換器Ｃ
２２４  ＩＶ変換器Ｄ
２３１  電圧制御発振回路Ａ
２３２  電圧制御発振回路Ｂ
２４１  ＶＩ変換器Ａ
２４２  ＶＩ変換器Ｂ
３０  変調器
３１  アップ周波数変換器群
３３  電圧制御発振回路群
３５  制御部
３１１〜３１Ｋ  アップ周波数変換器
３２１〜３２Ｋ  ＩＶ変換器
３３１〜３３Ｌ  電圧制御発振回路
３４１〜３４Ｌ  ＶＩ変換器
４０  変調器
４１  アップ周波数変換器群
４３  電圧制御発振回路群
４５  制御部
４１１  アップ周波数変換器Ｅ
４１２  アップ周波数変換器Ｆ
４１３  アップ周波数変換器Ｇ
４１４  アップ周波数変換器Ｈ
４２１  ＩＶ変換器Ｅ
４２２  ＩＶ変換器Ｆ
４２３  ＩＶ変換器Ｇ
４２４  ＩＶ変換器Ｈ
４３１  電圧制御発振回路Ｃ
４３２  電圧制御発振回路Ｄ
４４１  ＶＩ変換器Ｃ
４４２  ＶＩ変換器Ｄ
２２１１  ＩＶ変換器Ｘ
２２１２  ２分周器
１００  復調器
１１０  ダウン周波数変換器
１２０  電圧制御発振回路
１３０  分周器
２００  復調器
２１０１  ダウン周波数変換器Ａ
２１０２  ダウン周波数変換器Ｂ
２１０３  ダウン周波数変換器Ｃ
２２０１  電圧制御発振回路Ａ
２２０２  電圧制御発振回路Ｂ
２３０１  分周器Ａ
２３０２  分周器Ｂ
２３０３  分周器Ｃ
３００  変調器
３１０  アップ周波数変換器
３２０  電圧制御発振回路
３３０  分周器
４００  変調器
４１０１  アップ周波数変換器Ｄ
４１０２  アップ周波数変換器Ｅ
４１０３  アップ周波数変換器Ｆ
４２０１  電圧制御発振回路Ｃ
４２０２  電圧制御発振回路Ｄ
４３０１  分周器Ｄ
４３０２  分周器Ｅ
４３０３  分周器Ｆ
【要約】
複数の入力端に対応したダウン周波数変換器とそれと対になるＩＶ変換器とを含むダウン周波数変換器群（１１）と複数の周波数帯域に対応した電圧制御発振回路とそれと対になるＶＩ変換器とを含む電圧制御発振回路群（１３）とを設け、ＩＶ変換器およびＶＩ変換器を共通の電流信号ノード（Ｎ１０）に電気的に接続する。周波数帯域に応じて、動作するダウン周波数変換器およびＩＶ変換器の対と電圧制御発振回路およびＶＩ変換器の対との組み合わせを変更することで、より少ない電圧制御発振回路を用いて、所望の周波数のローカル信号を生成して、ＲＦ変調信号をベースバンド信号の周波数に変換する復調器を実現する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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