(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数を有する第１の信号を、第２の周波数を有する第２の信号に、第３の周波数を有する第３の信号を使用することによって、変換する、パッシブミキサ（２３０）であって、
−  第１のキャンセル値（α１）で加重された前記第１の信号を前記第３の信号に追加することによって、２次混変調成分を打ち消す第１のキャンセル信号を生成する、キャンセルコンポーネント（２２０）と、
−  前記第１の信号を受信する第１の端子（２３２）と、前記第２の信号を出力する第２の端子（２３４）と、前記第１のキャンセル信号を受信する第３の端子（２３６）とを有する、混合コンポーネント（２３１）とを備え、
前記混合コンポーネント（２３１）が、前記第１の端子（２３２）で入力として与えられる前記第１の信号と、前記第３の端子（２３６）で入力として与えられる前記第１のキャンセル信号とを混合することによって、前記第２の端子（２３４）での出力として、前記第２の信号を与えるようにされる、パッシブミキサ。
【請求項２】
前記混合コンポーネントが、電界効果トランジスタスイッチであり、
前記電界効果トランジスタスイッチが、前記第１の端子（２３２）に作動的に接続されたドレインと、前記第３の端子（２３６）に作動的に接続されたゲートと、前記第２の端子（２３４）に作動的に接続されたソースとを有し、または、前記第１の端子（２３２）に作動的に接続されたソースと、前記第３の端子（２３６）に作動的に接続されたゲートと、前記第２の端子（２３４）に作動的に接続されたドレインとを有する、請求項１に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項３】
前記キャンセルコンポーネント（２２０）が、前記第１の端子（２３２）と前記第３の端子（２３６）との間に接続される、請求項１または２に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項４】
前記第１のキャンセル信号の前記第１のキャンセル値が固定値である、請求項１から３のいずれかに記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項５】
前記第１の端子（２３２）で電圧を検知し、かつ、前記第１の端子（２３２）で検知された前記電圧に基づいて、前記第１のキャンセル値を生成する、第１のセンス増幅器（２２２）をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項６】
前記第２の端子（２３４）で電圧を検知し、かつ、前記第２の端子（２３４）で検知された前記電圧に基づいて、第２のキャンセル値（α２）を生成する、第２のセンス増幅器（２２４）をさらに備え、前記第２のキャンセル値で重み付けされた第２の信号も前記第３の信号に印加されることを特徴とする、請求項１から３、５のいずれか一項に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項７】
第１の周波数を有する第１の信号を、第２の周波数を有する第２の信号に、第３の周波数を有する第３の信号を使用することによって、変換する、パッシブミキサ（２３０）であって、
−  第１のキャンセル値（α１）で加重された前記第１の信号を、バイアス電圧に追加することによって、第１のキャンセル値を有して２次混変調成分を打ち消す第１のキャンセル信号を生成する第１のキャンセルコンポーネント（２４０）と、
−  前記第１の信号を受信する第１の端子（２３２）と、前記第２の信号を出力する第２の端子（２３４）と、前記第３の信号を受信する第３の端子（２３６）と、前記第１のキャンセル信号を受信する第４の端子（２３８）とを有する、混合コンポーネント（２３１）とを備え、
前記混合コンポーネント（２３１）が、前記第１のキャンセル信号が前記第４の端子（２３８）に印加された状態において、前記第１の端子（２３２）で入力として与えられる前記第１の信号と、前記第３の端子（２３６）で入力として与えられる前記第３の信号とを混合することによって、前記第２の端子（２３４）での出力として、前記第２の信号を与えるようにされる、パッシブミキサ。
【請求項８】
前記混合コンポーネント（２３１）が、電界効果トランジスタスイッチであり、
前記電界効果トランジスタスイッチが、前記第１の端子（２３２）に作動的に接続されたドレインと、前記第３の端子（２３６）に作動的に接続されたゲートと、前記第２の端子（２３４）に作動的に接続されたソースと、前記第４の端子（２３８）に接続されたバルクとを有し、または、前記第１の端子（２３２）に作動的に接続されたソースと、前記第３の端子（２３６）に作動的に接続されたゲートと、前記第２の端子（２３４）に作動的に接続されたドレインと、前記第４の端子（２３８）に接続されたバルクとを有する、請求項7に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項９】
前記第１のキャンセルコンポーネント（２４０）が、前記第１の端子（２３２）と前記第４の端子（２３８）との間に接続される、請求項７または８に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項１０】
前記第１のキャンセル信号の前記第１のキャンセル値が固定値である、請求項７または８に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項１１】
前記第１の端子（２３２）で電圧を検知し、かつ、前記第１の端子（２３２）で検知された前記電圧に基づいて、前記第１のキャンセル値を生成する、第１のセンス増幅器（２４２）をさらに備える、請求項７から９のいずれか一項に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項１２】
複数の前記混合コンポーネント（２３１）と、
複数の互いに異なる位相を有する前記第３の信号を生成し、かつ、前記第３の信号の各位相を複数の前記混合コンポーネント（２３１）のうち少なくとも１つの対応する混合コンポーネントに個別に供給するようにされた、多位相生成器（２７０）とをさらに備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項１３】
複数の前記混合コンポーネント（２３１）と、
複数の互いに異なる位相を有する前記第３の信号を生成し、かつ、前記第３の信号の各位相を複数の前記混合コンポーネント（２３１）のうち少なくとも１つの対応する混合コンポーネントに個別に供給するようにされた、多位相生成器（２７０）とをさらに備え、
前記キャンセルコンポーネント（２２０）が、前記第１のキャンセル値で加重された前記第１の信号を、第１の位相を持つ前記第３の信号に追加し、かつ、前記第１のキャンセル値で加重された前記第１の信号を、前記第１の位相とは異なる第２の位相を持つ前記第３の信号に追加することによって、前記第１のキャンセル信号を生成するようにされる、請求項１から６のいずれか一項に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項１４】
第１の周波数を有する第１の信号を、第２の周波数を有する第２の信号に、第３の周波数を有する第３の信号を使用することによって、変換する、パッシブミキサ（２３０）であって、
−  第１のキャンセル値（α１）で加重された前記第１の信号を前記第３の信号に追加することによって、２次混変調成分を打ち消す第１のキャンセル信号を生成する、第１のキャンセルコンポーネント（２２０）と、
−  第２のキャンセル値（α２）で加重された前記第１の信号を、バイアス電圧に追加することによって、２次混変調成分を打ち消す第２のキャンセル信号を生成する第２のキャンセルコンポーネント（２４０）と、
−  前記第１の信号を受信する第１の端子（２３２）と、前記第２の信号を出力する第２の端子（２３４）と、前記第１のキャンセル信号を受信する第３の端子（２３６）と、前記第２のキャンセル信号を受信する第４の端子（２３８）と、を有する、混合コンポーネント（２３１）とを備え、
前記混合コンポーネント（２３１）が、前記第２のキャンセル信号が前記第４の端子（２３８）に印加された状態において、前記第１の端子（２３２）で入力として与えられる前記第１の信号と、前記第３の端子（２３６）で入力として与えられる前記第１のキャンセル信号とを混合することによって、前記第２の端子（２３４）での出力として、前記第２の信号を与えるようにされる、パッシブミキサ（２３０）。
【請求項１５】
前記第１の信号が、無線周波数信号であり、
前記第３の信号が、局部発振器信号であり、
前記第２の信号が、中間周波数信号あるいはベースバンド信号である、請求項１から１４のいずれか一項に記載のパッシブミキサ（２３０）。
【請求項１６】
無線周波数送信信号を送信する送信機（１３０）と、無線周波数受信信号を受信する受信機（１２０）とを備えるトランシーバ（１１０）であって、
前記受信機（１２０）が、
−  高周波受信信号を増幅する低雑音増幅器（２１０）と、
−  請求項１から１５のいずれか一項に記載のパッシブミキサ（２３０）とを備える、トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、無線通信システムにおける受信機構造の分野に関する。より詳細には、本発明は、受信機構造におけるパッシブミキサと、第３の周波数を有する第３の信号を使用することによって、第１の周波数を有する第１の信号を、第２の周波数を有する第２の信号に変換する、技術とに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、ミキサは、送信を容易にするために（ミキサが送信機で使用される場合）、ベースバンド（ＢＢ）信号または中間周波数（ＩＦ）信号を、高周波信号、例えば、無線周波数（ＲＦ）信号にアップコンバートするために使用されるか、または、信号処理を容易にするために（ミキサが受信機で使用される場合）、高周波信号、例えば、ＲＦ信号を、低周波信号、例えば、ＢＢ信号またはＩＦ信号にダウンコンバートするために使用される。アップコンバージョンまたはダウンコンバージョンは、それぞれ、ミキサの入力信号と、局部発振器によって生成された局部発振器（ＬＯ）信号とを混合することによって、実行される。受信機の場合には、ＲＦ信号は、ＩＦ信号またはＢＢ信号を生成するために、ＬＯ信号と混合される。
【０００３】
いくつかの移動無線通信デバイスでは、送信機アーキテクチャおよび受信機アーキテクチャは、分離されている、すなわち、受信機および送信機に、別々の回路が使用されている。しかしながら、他の移動通信デバイスでは、トランシーバが使用されており、これは、送信機および受信機の両方が組み合わされ、かつ、共通の回路を共有する、デバイスである。トランシーバは、通常、単一のチャネル上で同時双方向（全二重）通信を可能にするデバイスである、デュプレクサを備えている。無線通信システムでは、デュプレクサは、受信機と送信機が共通のアンテナを共有した状態のまま、受信機と送信機とを隔離する。
【０００４】
最新の無線通信システムの課題は、これまでも、そして今もなお、小型化するパッケージに適合しながら、厳しさを増す性能規格を満たすことができる受信機（および送信機）を設計することである。このため、多くの最新の無線受信機（および送信機）は、単一の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に実装される。
【０００５】
これらの厳しい性能規格の１つは、混変調要件、特に、いわゆる、２次混変調（ＩＭ２）要件である。混変調は、非線形システムでのみ起こりうる。非線形システムは、一般に、アクティブコンポーネントから構成され、つまり、コンポーネントは、入力信号ではない外部電源でバイアスがかけられなければならない、ということを意味する（すなわち、アクティブコンポーネントは、「オン」にされなければならない）。しかしながら、パッシブコンポーネントでも、非線形式に動作して、混変調を生じうる。ダイオードやトランジスタは、そのパッシブ非線形効果が広く知られているが、寄生非線形性が、他のコンポーネントにも生じうる。例えば、音声周波変圧器は、飽和点付近で非線形挙動を示し、電解キャパシタは、大信号条件下で、整流器として挙動し始めることがあり、かつ、ＲＦコネクタおよびアンテナは、非線形特性を示しうる。
【０００６】
受信機の場合には、パッシブミキサは、ミキサで混合されたＬＯ信号およびＲＦ信号の和および差から得られる、ＩＦ信号またはＢＢ信号を生成する。ＩＦポートでのこれらの和信号および差信号は、同じ振幅のものであるが、一般に、処理および復調には、差信号のみが望ましいため、和周波数（イメージ信号としても知られる）は、典型的には、ＩＦバンドパスフィルタリングまたはＢＢロウパスフィルタリングによって、除去されなければならない。
【０００７】
非線形の場合には、ＩＭ２成分のような、さらに高次の成分（高調波によって生じる）が、典型的には、ミキサ出力で生じる。２次インターセプトポイント（ＩＰ２）は、非線形システムおよび非線形デバイスによって生成された２次ひずみを定量化する線形性の尺度である。低電力レベルでは、基本出力電力は、入力電力の１対１の割合（ｄＢ）で生じるのに対して、２次出力電力は、２対１の割合で生じる。入力電力が十分に高く、かつ、デバイスが飽和状態に達すると、出力電力は、１次および２次の場合の両方で、平坦化される。２次インターセプトポイントは、電力レベルが飽和状態により平坦化されないと仮定すると、１次および２次の線が交差する点である。言い換えれば、ＩＰ２は、ＲＦ入力対ＩＦ出力の曲線の理論点であり、この曲線では、ＲＦ入力が高くなると、所望の入力信号および２次積の振幅が、等しくなる。
【０００８】
時分割多元接続（ＴＤＭＡ）および時分割複信（ＴＤＤ）システム用の最近の低コストワイヤレス受信機市場では、ゼロ受信機アーキテクチャおよび低ＩＦ受信機アーキテクチャが、普及している。周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システムおよび符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムに関しては、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システムのように、厳しいＩＭ２要件およびＩＰ２要件は、典型的には、より複雑な受信機の解決策を必要としている。
【０００９】
ＴＤＭＡシステムまたはＴＤＤシステムにおいて、ワイヤレス送信機およびワイヤレス受信機は、同時にはオン状態にはならないが、重なり合うことのない異なるタイムスロットで、オン状態になる。このように、これらのシステムの場合には、最も強い受信機（Ｒｘ）干渉は、外部送信機が原因であり、ＴＤＭＡシステムまたはＴＤＤシステムのアンテナを介して、拾われる。ＦＤＭＡシステムまたはＣＤＭＡシステムでは、ＷＣＤＭＡシステムのように、最も強いＲｘ干渉源は、典型的には、システムのデュプレックスフィルタを通る漏れによって、ワイヤレス送信機（Ｔｘ）自体である。全出力での送信機の漏れは、典型的には、任意の外部干渉源より強い１０ｄＢ以上であるため、主に、ＩＭ２要件およびＩＰ２要件を定めることになる。
【００１０】
例えば、＋２５ｄＢｍ出力でのＷＣＤＭＡ送信機により、デュプレクサの減衰が５０ｄＢである場合に、−２５ｄＢｍのＲｘ信号が得られる。−１０８ｄＢｍの静的Ｒｘ干渉（常に存在する干渉）しか許容できない場合には、整流されたＴｘスペクトルが、−１０８ｄＢｍの限界値を下回るように、受信機ＩＰ２は、＋４４ｄＢｍ以上である必要がある。例えば、ＧＳＭ（グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ）の場合には、最も強い干渉源は、５ｄＢ低くなるか、または、−３０ｄＢｍであり、その結果、同じひずみレベルに対するＩＰ２要件は、１０ｄＢ低くなる。
【００１１】
これまで、送信機の高い漏れレベルへの一般的な対処法は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）と受信機のミキサとの間に、フィルタ、典型的には、雑音対策用のアクティブミキサを導入することであった。近接するＴｘバンドエッジとＲｘバンドエッジとの間の相対周波数の間隔、すなわち、デュプレックスギャップが小さいために、このフィルタは、典型的には、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタであるが、このフィルタは、トランシーバＡＳＩＣに一体化することはできず、プリント回路基板（ＰＣＢ）またはモジュール基板に設置する必要があり、これにより、受信機のコストの増加および構造の複雑化をもたらす。
【００１２】
最近では、ＬＮＡとミキサコアとの間の交流（ＡＣ）結合が、低周波ＩＭ２雑音がミキサコアに入力されるのを阻止することによって、ＩＰ２を高めるための手段として、採用されており、これにより、ミキサの不均衡による漏れを防止することができる。
【００１３】
パッシブ金属酸化物半導体（ＭＯＳ）ミキサは、特に、ミキサのＢＢポートまたはＩＦポートが仮想グラウンドにある場合に、雑音および線形性の面で、優れた性能を提供する。仮想グラウンドは、ＩＰ２を改善するＢＢ信号またはＩＦ信号によるミキサスイッチの変調を取り除く。ＭＯＳデバイス固有の性質により、ＭＯＳのスイッチング閾値およびチャネルのコンダクタンスは、ＬＯ信号、ＲＦ信号およびＩＦ信号に依存する。これらの相互依存性は、これらの信号のクロス積を生成するものであり、これらの信号は、ＩＭ２を引き起こす信号を含んでいる。ＩＦポートを、例えば、仮想グラウンドによって接地することによって、これらのクロス積の一部を低減できるので、ＩＭ２が減り、結果的に、ＩＰ２が高くなる。それでも、スイッチング閾値が、ＲＦ信号によって変調されることにより、非線形チャネルコンダクタンスの他に、ＩＭ２の寄与が得られる。
【００１４】
デュプレクサのアイソレーションが、５０ｄＢである、または、それよりも良好である場合には、最近のＡＣ結合されたミキサの解決策は、十分な性能を提供する。より小さなデュプレックスギャップ、ひいては、より小さなデュプレクサアイソレーションを有する新しい帯域構成に関しては、この解決策は、適当ではない場合がある。また、コスト面の理由から、ミキサＩＰ２を改善することにより、例えば、デュプレクサアイソレーションが小さいデュプレクサを許容することにより、これらのデュプレクサ要件を緩和することが、有益な場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、改良されたＩＰ２性能を有する、改良され、かつ、コスト効率の良い、パッシブミキサを提供することが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的は、第１の態様によれば、第３の周波数を有する第３の信号を使用することによって、第１の周波数を有する第１の信号を、第２の周波数を有する第２の信号に変換する、パッシブミキサによって、達成される。このパッシブミキサは、キャンセルコンポーネントと、混合コンポーネントとを備え、このキャンセルコンポーネントは、キャンセル値で加重された第１の信号を、第３の信号に重畳することによって、２次混変調成分を打ち消す第１のキャンセル信号を生成し、この混合コンポーネントは、第１の信号を受信する第１の端子と、第２の信号を出力する第２の端子と、第１のキャンセル信号を受信する第３の端子とを有し、第１の端子で入力として与えられる第１の信号と、第３の端子で入力として与えられる第１のキャンセル信号とを混合することによって、第２の端子での出力として、第２の信号を与えるように適合される。
【００１７】
第２の態様によれば、上記目的は、第３の周波数を有する第３の信号を使用することによって、第１の周波数を有する第１の信号を、第２の周波数を有する第２の信号に変換する、追加のパッシブミキサによって、達成される。この追加のパッシブミキサは、キャンセルコンポーネントと、混合コンポーネントとを備え、このキャンセルコンポーネントは、キャンセル値で加重された第１の信号を、バイアス電圧または基準電圧に重畳することによって、２次混変調成分を打ち消す第２のキャンセル信号を生成し、この混合コンポーネントは、第１の信号を受信する第１の端子と、第２の信号を出力する第２の端子と、第３の信号を受信する第３の端子と、第２のキャンセル信号を受信する第４の端子とを有し、第１の端子で入力として与えられる第１の信号と、第３の端子で入力として与えられる第３の信号とを、第４の端子で入力として与えられる第２のキャンセル信号と混合することによって、第２の端子での出力として、第２の信号を与えるように適合される。
【００１８】
両態様によるキャンセルコンポーネントは、第１のキャンセル信号および第２のキャンセル信号の１つのみを、または第１のキャンセル信号および第２のキャンセル信号の両方を、適用するように適合されてもよい。混合コンポーネントが、４つの端子、すなわち、第２の態様による第１の端子から第４の端子を備えてもよいが、４つの端子のうちの３つ、例えば、第１の端子から第３の端子のみを、使用してもよい。例えば、３つの端子は、端子にそれぞれの信号を与えることによって使用され、第４の端子は、使用されないままの状態であり、かつ、混合コンポーネントは、第４の信号（バイアス電圧）を考慮することなく、第１のキャンセル信号を生成する。バイアス電圧がさらに与えられた場合には、混合コンポーネントは、４つの端子を使用して、第２のキャンセル信号を生成してもよい。混合コンポーネントは、第１のキャンセル信号および第２のキャンセル信号の両方を受信し、かつ、第１の端子で入力として与えられる第１の信号と、第３の端子で入力として与えられる第１のキャンセル信号とを、第４の端子で入力として与えられる第２のキャンセル信号と混合することによって、第２の端子での出力として、第２の信号を与えるように適合されてもよい。
【００１９】
両態様によれば、混合コンポーネントは、電圧制御スイッチを備えてもよい。例えば、混合コンポーネントは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）などのような電界効果トランジスタスイッチ、または、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のような電界効果トランジスタと同様の特性を与えるトランジスタ、を備える。電界効果トランジスタスイッチは、第１の端子に作動的に接続されたドレインと、第３の端子に作動的に接続されたゲートと、第２の端子に作動的に接続されたソースとを有してもよい。特に、第２の態様によれば、電界効果トランジスタスイッチは、第１の端子に作動的に接続されたドレインと、第３の端子に作動的に接続されたゲートと、第２の端子に作動的に接続されたソースと、第４の端子に接続されたバルクとを有してもよい。
【００２０】
周知のように、ソースおよびドレインは、対称的なデバイスに対して交換されてもよく、かつ、電界効果トランジスタのドレインおよびソースを構成するものは、バイアス、または信号に依存するものであってもよい。しかしながら、簡略化のために、一般性を失うことがないように、ドレインは、第１の端子に接続され、かつ、ソースは、第２の端子に接続されるものとする。
【００２１】
代替的には、混合コンポーネントは、複数の電圧制御スイッチ、例えば、２つの相補電圧制御スイッチを備えてもよい。この場合には、１つのＮチャネルトランジスタおよび１つのＰチャネルトランジスタは、互いに並列接続されてもよく、第１の端子および第２の端子を共有してもよいが、別個の第３の端子と、第２の態様の場合には、別個の第４の端子、例えば、別個のゲートおよびバルク端子と、を有してもよい。
【００２２】
パッシブミキサは、送信機および受信機の両方を備える、トランシーバの例の受信機配置において使用されてもよい。この場合には、パッシブミキサは、トランシーバの受信機および送信機の少なくとも１つにおいて、使用されてもよい。例えば、パッシブミキサは、トランシーバの同じ特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に設けられた集積回路として、実現される。
【００２３】
第１の変形例によれば、パッシブミキサは、受信機に配置されてもよい。第１の信号は、受信機によって受信される無線周波数（ＲＦ）信号であってもよく、第３の信号は、受信機に配置される局部発振器によって与えられる局部発振器（ＬＯ）信号であってもよく、第２の信号は、パッシブミキサが直接変換または間接変換のどちらを実行するように適合されているかに応じた、中間周波数（ＩＦ）信号およびベースバンド（ＢＢ）信号の１つであってもよい。パッシブミキサが、間接変換を実行するように適合されている場合には、受信したＲＦ信号は、パッシブミキサによって、ゼロとは異なる中央周波数を有するＩＦ信号にダウンコンバートされる。次に、ＩＦ信号は、同様のミキサまたは異なるミキサによって、ＢＢ信号に、さらにダウンコンバートされてもよい。直接変換の場合には、ＲＦ信号は、ゼロに等しい中央周波数を有する、すなわち、ゼロ付近のある一定の帯域幅のスペクトルを有する、ＢＢ信号に直接変換される。
【００２４】
第１の変形例と組み合わせられる第２の変形例によれば、パッシブミキサは、送信機に配置されてもよい。次に、第１の信号は、パッシブミキサが直接変換または間接変換のどちらを実行するように適合されるかに応じた、ＩＦ信号およびＢＢ信号の１つであってもよく、第３の信号は、送信機に配置されたＬＯによって与えられるＬＯ信号であってもよく、かつ、第２の信号は、送信機によって送信されるＲＦ信号であってもよい。
【００２５】
打ち消されるべき２次混変調（ＩＭ２）成分は、混合コンポーネントの第１の端子の電圧（混合コンポーネントの入力電圧）に応じた項を含んでもよい。１つの変形例によれば、混合コンポーネントの第２の端子（出力端子）は、仮想グラウンドに接続されることにより、または、グラウンド付近の電圧を有することにより、第１の端子の電圧の振れと比較して非常に低くなるようにしてもよい。次に、ＩＭ２成分は、第１の端子の電圧の２乗に比例してもよい。あるいは、別の変形例によれば、第２の端子での電圧の振れは、第１の端子より大きく下回るものではなく、ＩＭ２成分は、第１の端子の電圧および第２の端子の電圧の両方に依存するものであってもよい。例えば、ＩＭ２成分は、第１の端子の電圧と第２の端子の電圧との電圧差に依存する。
【００２６】
ＩＭ２成分を打ち消すために、第１のキャンセル信号および第２のキャンセル信号の両方のキャンセル値は、固定値として設定されてもよい。例えば、両方のキャンセル値は、０．５であってもよく、または、０．５の近似値であってもよい。あるいは、キャンセル値は、最初に、固定値に設定され、次に、パッシブミキサの動作条件が変わるときに、例えば、パッシブミキサの温度が動作中に変化するときに、適合されてもよい。追加の別の実施形態では、１つのキャンセル値が固定されてもよく、もう１つキャンセル値は、動作条件、デバイスの不整合、処理速度または温度の少なくとも１つに依存する値に適合されてもよい。
【００２７】
上記のように、混合コンポーネントは、第１の端子に作動的に接続されたドレインと、第３の端子に作動的に接続されたゲートと、第２の端子に作動的に接続されたソースとを有する、電界効果トランジスタスイッチを備えてもよい。これにより、打ち消されるべきＩＭ２成分は、ドレインソース電圧の２次に比例する項を含むことができる。
【００２８】
第１の態様および第２の態様の両方の第１の実現方法によれば、パッシブミキサは、電流モードにおいて使用されてもよく、すなわち、混合コンポーネントの第２の端子（出力端子）は、接地されてもよく、または、仮想グラウンドであってもよい。この実現における混合コンポーネントが、電界効果トランジスタスイッチを備える場合には、電界効果トランジスタのドレインは、ＲＦ信号を受信してもよく、かつ、電界効果トランジスタのソースは、グラウンドまたは仮想グラウンドに接続されてもよい。電界効果トランジスタのドレインソース電圧の２乗に比例しうるＩＭ２成分の量を決定するために、第１の検知コンポーネントが、第１の端子の電圧、例えば、電界効果トランジスタのドレインの電圧を検知するために、使用されてもよい。電流モード（第１の実現）では、パッシブミキサの第２の端子（出力端子）は、グラウンドまたは仮想グラウンドに接続されるので、上述したように、ＩＭ２成分は、第１の端子の電圧の２乗、すなわち、ＲＦ信号の電圧の２乗に比例してもよい。
【００２９】
第１の信号、例えば、ＲＦ信号を加重するためのキャンセル値を決定するために、第１の実現方法によれば、第１の検知コンポーネントによって第１の端子で検知される電圧が、考慮されてもよい。第１の態様によれば、加重された第１の信号、例えば、加重されたＲＦ信号は、第１のキャンセル信号を生成するために、第３の信号、例えば、局部発振器信号に重畳されてもよい。あるいは、第２の態様によれば、加重された第１の信号、例えば、加重されたＲＦ信号は、第２のキャンセル信号を生成するために、バイアス電圧、例えば、電界効果トランジスタのバルク電圧に重畳されてもよい。第１の態様の第１の実現方法によれば、第１の検知コンポーネントは、第１の端子で電圧を検知するために、および、加重された第１の信号をキャンセルコンポーネントに供給するために、第１の端子およびキャンセルコンポーネントに接続されてもよい。同様に、キャンセルコンポーネントは、加重された第１の信号を受信し、かつ、加重された第１の信号および第３の信号を重畳するために、第１の検知コンポーネントを介して第１の端子に接続され、かつ、第３の端子に接続されてもよい。第２の態様の第１の実現方法によれば、第１の検知コンポーネントは、第１の端子で電圧を検知し、かつ、加重された第１の信号をキャンセルコンポーネントに供給するために、第１の端子およびキャンセルコンポーネントに接続されてもよい。同様に、キャンセルコンポーネントは、加重された第１の信号を受信し、かつ、加重された第１の信号およびバイアス電圧を重畳するために、第１の検知コンポーネントを介して第１の端子に接続され、かつ、第４の端子に接続されてもよい。
【００３０】
あるいは、特に、第１の態様の第２の実現方法において、混合コンポーネントの第２の端子は、仮想グラウンドに接続されなくてもよく、かつ、パッシブミキサは、電流モードではなく、電圧モードで使用されてもよい。電圧モードにおいて、混合コンポーネントの第２の端子、例えば、電界効果トランジスタのソースは、仮想グラウンドノードに接続されず、グラウンドに接続可能なキャパシタに接続されてもよい。このように、混合コンポーネントの第２の端子には、グラウンドに対してＲＦ短絡を提供可能なキャパシタが設けられてもよい。第１の端子のＲＦ信号と、第２の端子のＩＦ信号またはＢＢ信号とは、周波数が、広範囲にわたって分離されたものであってもよい。したがって、第１の端子および第２の端子の電圧は、互いに、独立に検知されてもよい。
【００３１】
例えば、パッシブミキサは、第１の端子で電圧を検知するための第１の検知コンポーネントに加えて、第２の端子で電圧を検知するための第２の検知コンポーネントを備える。第２の検知コンポーネントは、第２の端子で電圧を検知するために、第２の端子に接続され、かつ、キャンセルコンポーネントに、第２の端子で検知された電圧に関する情報を提供するために、キャンセルコンポーネントに接続されてもよい。キャンセルコンポーネントは、第１の端子で検知された電圧を考慮するだけでなく、第２の端子で検知された電圧もさらに考慮することによって、第１のキャンセル信号を生成するために、第１の検知コンポーネントおよび第３の端子に接続されるだけでなく、第２の検知コンポーネントを介して第２の端子にさらに接続されてもよい。
【００３２】
追加の変形例によれば、パッシブミキサは、複数の混合コンポーネントと、複数の異なる位相を有する第３の信号を生成するための多位相生成器とをさらに備えてもよい。この変形例によれば、多位相生成器は、２つの対向する信号源によって供給されてもよく、このようにして、第３の信号の複数の位相を生成するために、グラウンドに対して浮動してもよい。対向する位相を有する信号を供給するための２つの対向する電流源は、キャパシタを介して局所的に切り離されてもよい。第３の信号の異なる位相は、複数の混合コンポーネントの少なくとも１つに個別に与えられてもよい。例えば、複数の異なる位相の両方は、複数の混合コンポーネントのすべてに与えられてもよい。あるいは、異なる位相の１つは、混合コンポーネントの１つに供給されてもよく、異なる位相の別のものは、混合コンポーネントの別のものなどに供給されてもよい。
【００３３】
例えば、この追加の変形例によれば、キャンセル値で加重された第１の信号は、第３の信号の１つの位相に重畳され、同じキャンセル値または適合キャンセル値で加重された第１の信号は、複数の位相を有する第１のキャンセル信号を生成するために、第３の信号の別の位相に重畳される。第３の信号のいくつかの異なる位相の場合には、第３の信号の各位相が、それぞれの混合コンポーネントで第１のキャンセル信号を生成するために、適切に加重された第１の信号で変調されてもよい。
【００３４】
第２の態様によれば、キャンセルコンポーネントは、キャンセル値で加重された第１の信号をバイアス電圧に重畳することによって、第２のキャンセル信号を生成するように適合されてもよい。次に、第３の信号の異なる位相は、複数の混合コンポーネントの少なくとも１つの第３の端子に与えられてもよい。
【００３５】
両方の態様によれば、送信電力、ひいては、受信機に導入される干渉が、ある閾値より低い場合には、（例えば、第１のセンス増幅器をオフにすることによって）省電力化のために、キャンセルコンポーネントで加重された第１の信号、例えば、加重されたＲＦ信号を、オフにすることも可能である。送信機からのＩＭ２成分に加えて、パッシブミキサは、他のデバイス、例えば、ベースステーションによるＩＭ２も考慮するように適合されてもよい。
【００３６】
第３の態様によれば、無線周波数送信信号を送信する送信機と、無線周波数受信信号を受信する受信機とを備えるトランシーバによって、上記要件は、満たされる。トランシーバの受信機は、高周波受信信号を増幅する低雑音増幅器と、パッシブミキサと、を備え、このパッシブミキサは、局部発振器と、キャンセルコンポーネントと、混合コンポーネントとを備え、この局部発振器は、局部発振器信号を生成し、このキャンセルコンポーネントは、キャンセル値で加重された増幅無線周波数受信信号を、局部発振器信号に重畳することによって、２次混変調成分を打ち消す第１のキャンセル信号を生成し、この混合コンポーネントは、増幅無線周波数受信信号を受信する第１の端子と、中間周波数信号およびベースバンド信号の１つを出力する第２の端子と、第１のキャンセル信号を受信する第３の端子とを有し、第１の端子で入力として与えられる増幅無線周波数受信信号と、第３の端子で入力として与えられる第１のキャンセル信号とを混合することによって、第２の端子での出力として、中間周波数信号およびベースバンド信号の１つを与えるように適合される。
【００３７】
第４の態様によれば、無線周波数送信信号を送信する送信機と、無線周波数受信信号を受信する受信機とを備える追加のトランシーバによって、上記要件は、満たされる。この追加のトランシーバの受信機は、低雑音増幅器と、パッシブミキサと、キャンセルコンポーネントと、混合コンポーネントとを備え、この低雑音増幅器は、高周波受信信号を増幅し、このパッシブミキサは、局部発振器と、キャンセルコンポーネントと、混合コンポーネントとを備え、この局部発振器は、局部発振器信号を生成し、このキャンセルコンポーネントは、キャンセル値で加重された増幅無線周波数受信信号を、バイアス電圧に重畳することによって、２次混変調成分を打ち消す第２のキャンセル信号を生成し、この混合コンポーネントは、増幅された無線周波数受信信号を受信する第１の端子と、中間周波数信号およびベースバンド信号の１つを出力する第２の端子と、局部発振器信号を受信する第３の端子と、第２のキャンセル信号を受信する第４の端子とを有し、第１の端子で入力として与えられる増幅無線周波数受信信号と、第３の端子で入力として与えられた局部発振器信号とを、第４の端子で入力として与えられる第２のキャンセル信号と混合することによって、第２の端子での出力として、中間周波数信号およびベースバンド信号の１つを与えるように適合される。
【００３８】
第３の態様および第４の態様の両方によれば、受信機は、第２の端子に接続されたバンドパスフィルタおよびロウパスフィルタの１つをさらに備えてもよい。直接変換の場合には、すなわち、パッシブミキサが、無線周波数受信信号をベースバンド信号に直接変換するように適合される場合には、ロウパスフィルタが、典型的には、所定の周波数範囲の通過帯域を介して、ベースバンド信号をフィルタリングする混合コンポーネントの第２の端子に接続されてもよい。間接変換の場合には、すなわち、パッシブミキサが、無線周波数受信信号を中間周波数信号に変換するように適合される場合には、所定の周波数範囲の通過帯域を有するバンドパスフィルタが、典型的には、第２の端子で出力された中間周波数信号をフィルタリングする混合コンポーネントの第２の端子に接続されてもよい。ロウパスフィルタは、ＤＣで信号エネルギーがほとんどなく（例えば、ＷＣＤＭＡの場合）、かつ、バンドパスフィルタがハイパスフィルタ（またはＡＣ結合）およびロウパスフィルタの組み合わせとして、実装可能な場合には、ＡＣ結合（すなわちハイパスフィルタ）によって、増大されてもよい。
【００３９】
第５の態様によれば、上述したような第３の態様または第４の態様によるトランシーバを備える移動通信端末が提供される。
【００４０】
第６の態様によれば、上記要件は、第３の周波数を有する第３の信号を使用することによって、第１の周波数を有する第１の信号を、第２の周波数を有する第２の信号に変換する方法により、さらに満たされる。この方法は、キャンセルコンポーネントによって、キャンセル値で加重された第１の信号を、第３の信号に重畳することにより、２次混変調成分を打ち消す第１のキャンセル信号を生成するステップと、混合コンポーネントの第１の端子で、第１の信号を受信するステップと、混合コンポーネントの第３の端子で、第１のキャンセル信号を受信するステップと、混合コンポーネントの第２の端子で、第１の端子で入力として与えられる第１の信号と、第３の端子で入力として与えられる第１のキャンセル信号とを混合することによって、第２の信号を出力するステップとを備える。
【００４１】
第７の態様によれば、上記要件は、第３の周波数を有する第３の信号を使用することによって、第１の周波数を有する第１の信号を、第２の周波数を有する第２の信号に変換する方法により、さらに満たされる。この方法は、キャンセルコンポーネントによって、キャンセル値で加重された第１の信号を、バイアス電圧に重畳することにより、２次混変調成分を打ち消す第２のキャンセル信号を生成するステップと、混合コンポーネントの第１の端子で、第１の信号を受信するステップと、混合コンポーネントの第３の端子で、第３の信号を受信するステップと、混合コンポーネントの第４の端子で、第２のキャンセル信号を受信するステップと、混合コンポーネントの第２の端子で、第１の端子で入力として与えられる第１の信号と、第３の端子で入力として与えられる第３の信号とを、第４の端子で入力として与えられる第２のキャンセル信号と混合することによって、第２の信号を出力するステップとを備える。
【００４２】
第１および第２のキャンセル信号を生成するために、第１の信号が加重されたキャンセル値が、固定値、例えば、０．５または０．５付近の値であってもよい。あるいは、動作条件を考慮に入れて、例えば、プロセスおよび温度への妥協が良好な固定キャンセル値の他の値が使用されてもよい。また、異なるキャンセル値のセットが設けられ、そして、異なるキャンセル値のセットの１つが、動作条件に基づいて選択されてもよいことが考えられる。固定キャンセル値のセットは、異なる動作条件で異なる値を含んでもよい。
【００４３】
また、キャンセル値は、第１の端子で第１の検知コンポーネントによって検知された電圧に基づいて、決定されてもよい。加えて、第２の端子の電圧が、第２の検知コンポーネントおよび第１のキャンセル信号によって検知されてもよく、第２のキャンセル信号または第１および第２のキャンセル信号の両方が、第２の端子で検知された電圧をさらに考慮することによって生成されてもよい。
【００４４】
以下、図面に示す例示的な実施形態を参照しながら、本発明についてさらに記載する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】トランシーバの実施形態を概略的に示すブロック図。
【図２】図１のトランシーバの実施形態の受信機の概略図。
【図３】図２に示す受信機の第１のパッシブミキサの実施形態の概略図。
【図４】図２に示す受信機の第２のパッシブミキサの実施形態の概略図。
【図５】第１の方法の実施形態を示すフローチャート。
【図６】図２に示す受信機の第３のパッシブミキサの実施形態の概略図。
【図７】第２の方法の実施形態を示すフローチャート。
【図８】図２に示す受信機の第４のパッシブミキサの実施形態の概略図。
【図９】図２に示す受信機の第５のパッシブミキサの実施形態の概略図。
【図１０】図２に示す受信機の第６のパッシブミキサの実施形態の概略図。
【図１１】図２に示す受信機の第７のパッシブミキサの実施形態の概略図。
【図１２】図２に示す受信機の第８のパッシブミキサの実施形態の概略図。
【図１３】図２に示す受信機の第９のパッシブミキサの実施形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下の記載において、本発明の完全な理解を与えるために、説明を目的として、非制限的に、特定のコンポーネント、要素などを含む特定の回路などの具体的な詳細が示される。当業者であれば、本発明は、これらの具体的な詳細から逸脱する他の実施形態において実施されてもよいことは明らかであろう。例えば、当業者であれば、本発明は、金属酸化物半導体（ＭＯＳ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）に関して以下に説明するが、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などの、他のトランジスタを利用してもよいことを認識するであろう。例えば、本発明は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ、ｎチャネルＪＦＥＴまたはｐチャネルＪＦＥＴを利用してもよい。
【００４７】
当業者であれば、個別のハードウェア回路を使用して、および／または、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を使用して、以下に説明する機能が実装されてもよいことをさらに認識するであろう。ＡＳＩＣは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、複合プログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）のようなプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、当業者に既知の任意の他の標準的な部品、から作られてもよい。また、本発明が方法として記載される場合には、この方法は、ＡＳＩＣに組み入れられてもよいことを認識されたい。
【００４８】
図１は、移動通信デバイス１００用の無線周波数（ＲＦ）トランシーバ１１０のブロック図を示す。図１に概略的に示すように、ＲＦトランシーバ１１０を備える移動通信デバイス１００は、アンテナ１１２から無線周波数送信信号１０２を送信するように適合され、かつ、アンテナ１１２で無線周波数受信信号１０４を受信するように適合される。移動端末は、インピーダンス整合網１１６および電力増幅器１１８を介してＲＦトランシーバ１１０に接続された、デュプレクサ１１４を備えるため、トランシーバ１１０は、送信機１３０による無線周波数送信信号の送信および受信機１２０による無線周波数受信信号の受信の両方に使用可能である。インピーダンス整合網１１６は、ＲＦトランシーバ１１０の受信機１２０に接続され、かつ、電力増幅器１１８は、ＲＦトランシーバ１１０の送信機１３０に接続される。
【００４９】
ＲＦトランシーバ１１０の送信機１３０は、ドライバ増幅器３１０と、ミキサ３３０と、局部発振器（ＬＯ）３４０と、ベースバンド（ＢＢ）フィルタ３５０とを備える。ＲＦトランシーバ１１０の受信機１２０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２１０と、ミキサ２３０と、局部発振器（ＬＯ）２４０と、ベースバンド（ＢＢ）フィルタ２５０とを備える。ＲＦトランシーバ１１０が送信モードで使用される場合には、データ信号が、ＢＢフィルタ３５０に送られ、ＢＢフィルタ３５０によってフィルタリングされ、そして、ミキサ３３０に送られ、ミキサ３３０において、ＢＢデータ信号は、ＬＯ３４０によって生成されたＬＯ信号を用いてＲＦ信号にアップコンバートされる。次に、ＲＦ信号は、ドライバ増幅器３１０、電力増幅器１１８、デュプレクサ１１４、そして最後に、ＲＦ送信信号１０２を送信するためのアンテナ１１２に、送られる。
【００５０】
トランシーバ１１０が受信モードで使用される場合には、ＲＦ受信信号１０４が、アンテナ１１２によって受信され、そして、デュプレクサ１１４によって、インピーダンス整合網１１６、次に、ＲＦトランシーバ１１０の受信機１２０に、送られる。受信機１２０において、ＬＮＡ２１０は、ＲＦ受信信号を増幅し、ミキサ２３０は、増幅されたＲＦ受信信号とＬＯ２４０によって生成されたＬＯ信号とを混合することによって、増幅されたＲＦ受信信号を、ＢＢ信号に直接ダウンコンバートし、次に、追加のＢＢフィルタリングおよび増幅のために、ＢＢ信号をＢＢフィルタ２５０に送る。
【００５１】
図２は、図１に示すＲＦトランシーバ１１０の受信機１２０を示しており、この受信機１２０は、ＲＦ受信信号を増幅するＬＮＡ２１０と、ＬＯ２４０によって生成されたＬＯ信号を使用することによって、増幅されたＲＦ受信信号を、ＢＢ信号にダウンコンバートするミキサ２３０と、ダウンコンバートされたＢＢ信号を、フィルタリングし、かつ、増幅するＢＢ増幅器２５０とを備える。
【００５２】
図３は、図２に示す受信機１２０の第１のパッシブミキサ２３０の実施形態を概略的に示す。図３に示すように、パッシブミキサ２３０は、ドレイン、ゲートおよびソース（簡略化するためにバルクは接地される）を有する混合コンポーネントとしてのＭＯＳＦＥＴ２３１を備え、ドレインは、第１の端子２３２に作動的に接続され、ソースは、第２の端子２３４に作動的に接続され、かつ、ゲートは、パッシブミキサ２３０の第３の端子２３６に作動的に接続される。第１の端子２３２は、（ＬＮＡ２１０によって増幅された）ＲＦ受信信号を受信するように適合され、第２の端子２３４は、ＢＢ信号を出力するように適合され、かつ、第３の端子は、第３の信号および第１のキャンセル信号を受信するように適合されるが、第１のキャンセル信号の生成については、以下にさらに詳細に記載される。
【００５３】
線形領域において、すなわち、０＜Ｖｄｓ＜Ｖｇｓ−Ｖｔｈにおいて、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを流れる電流は、１次的には、以下の式で与えることができる。
【数１】
0005895198.tif 000002
式中、Ｉｄｓは、ドレイン−ソース電流であり、βは、形状依存定数であり、Ｖｇｓは、ゲート−ソース電圧であり、Ｖｄｓは、ドレイン−ソース電圧であり、Ｖｔｈは、ＭＯＳＦＥＴ閾値電圧である。ここでは、Ｎチャネルデバイスが想定されているが、Ｐチャネルデバイスに関しても、同様の関係が容易に導き出される。一般性を失うことのないように、ソースおよび第２の端子２３４が接地されていると仮定すると、Ｖｄｓの極性に応じた２つのシナリオがあり、すなわち、第１のシナリオは、Ｖｄｓ≧０の場合であり、第２のシナリオは、Ｖｄｓ＜０の場合である。
【００５４】
Ｖｄｓ≧０の場合には、第２の端子２３４は、ソースとして作用し、すなわち、ソースＶｓの電圧は、ゼロに等しく（接地され）（Ｖｓ＝０）、第１の端子２３２は、ドレインとして作用し、すなわち、ドレインＶｄの電圧は、ＲＦ信号Ｖｒｆの電圧に等しい（Ｖｄ＝Ｖｒｆ）。Ｖｄｓ＜０の場合には、ドレインとソースが、置き換えられる（Ｖｄ＝０およびＶｓ＝Ｖｒｆ）。
【００５５】
第１のシナリオ（Ｖｄｓ≧０）の場合には、ドレイン−ソース電流Ｉｄｓは、式（１）によって、以下のようになり、
【数２】
0005895198.tif 000003
第２のシナリオ（Ｖｄｓ＜０）の場合には、ドレイン−ソース電流Ｉｄｓは、式（１）によって、以下のようになるが、
【数３】
0005895198.tif 000004
式中、Ｖｌｏは、ソースが接地されているため、ゲート−ソース電圧Ｖｇｓに等しいＬＯ信号の電圧である。ドレイン−ソース電流Ｉｄｓの符号の逆転は、端子の置き換えによる基準方向の変化を反映している。
【００５６】
式（２）および式（３）から分かるように、両方のシナリオにおいて、線形電流成分（Ｖｒｆ×Ｖｌｏ）が１つ、かつ、２次変調（ＩＭ２）成分（Ｖｒｆ×Ｖｒｆ／２）が１つある。ＭＯＳＦＥＴスイッチは、主に、線形領域で動作するため、上記式（２）および（３）は、ミキサ電流の非線形チャネルコンダクタンスの主な影響を表している。
【００５７】
ＲＦ信号をキャンセル値αで加重することによりＲＦ信号の一部をＬＯ信号に重畳することによって、すなわち、ゲート電圧Ｖｇが、
（４）Ｖｇ＝Ｖｌｏ＋α×Ｖｒｆ
になるときに、ＩＭ２項は、キャンセル値αを適切に選択することによって打ち消される。ソースは接地されているため、Ｖｇは、Ｖｇｓに等しい。上記に示すように、ＩＭ２成分は、Ｖｒｆ＊Ｖｒｆ／２に比例する。
【００５８】
このように、α＝１／２を選択することによって、ＩＭ２成分は、式（１）が式（４）と組み合わせて生じるために、打ち消され、
【数４】
0005895198.tif 000005
ＶｌｏおよびＶｔｈが一定であると見なせる場合には、Ｉｄｓは、Ｖｒｆに比例し、すなわち、線形である。
【００５９】
このように、キャンセル値をα＝１／２に設定し、ＲＦ信号をキャンセル値αで加重し、かつ、加重されたＲＦ信号をＬＯ信号に重畳（追加）することによって、ＩＭ２成分を打ち消すことができる。
【００６０】
後者は、図３に例示的に示されており、ここでは、ＲＦ信号は、増幅器２２２によってキャンセル値αに加重され（ＬＯに対して第１のセンス増幅器２２２の駆動強度のスケーリングにより）、次に、キャンセルコンポーネント２２０で第１のキャンセル信号を生成するために、ＬＯ信号に追加される。次に、第１のキャンセル信号は、（ゲートに接続された）第３の端子２３６に供給され、ＲＦ信号は、（ドレインに接続された）第１の端子２３２に供給され、ＢＢ信号は、ＲＦ信号および第１のキャンセル信号を混合することによって、（ソースに接続された）第２の端子２３４での出力として、生成される。
【００６１】
上述したものは、ＭＯＳＦＥＴ２３１スイッチチャネルコンダクタンスにより、ＩＭ２を打ち消すものであり、このＭＯＳＦＥＴ２３１スイッチチャネルコンダクタンスは、スイッチ導通角のほとんどをカバーする。スイッチング閾値では、ＭＯＳＦＥＴ２３１は、準閾値領域で始まり、著しい電流がＭＯＳＦＥＴ２３１を流れ始めるとすぐに、飽和領域に入る。飽和領域にあるドレイン−ソース電流Ｉｄｓは、以下のように表される。
【数５】
0005895198.tif 000006
【００６２】
Ｖｄｓ≧０の場合には、式（５）は以下の式になるが、
【数６】
0005895198.tif 000007
この場合には、Ｉｄｓは、Ｖｌｏの２乗に比例し、
さらに、Ｖｄｓ＜０の場合には、式（５）は、以下の式になるが、
【数７】
0005895198.tif 000008
この場合には、Ｉｄｓは、また、Ｖｒｆの２乗に比例するＩＭ２項を有する。
【００６３】
準閾値領域において、ドレイン−ソース電流Ｉｄｓは、極めて小さく、かつ、その特性は、指数関数的であり、ＩＭ２につれて寄与する。
【００６４】
キャンセル値αが線形キャンセル基準からわずかに外れるように選択される場合には、すなわち、キャンセル値αが０．５ではないように選択されると、準閾値領域および飽和領域において生成したＩＭ２は、線形領域の残りＩＭ２を許容することによって、補償することができる。言い換えれば、キャンセル値αは、すべてのＩＭ２寄与の和をゼロにするが、すべての個別のＩＭ２成分、例えば、線形領域に１つのＩＭ２成分を、別々にゼロにしないように、調整することができる。
【００６５】
図３に示すように、キャンセルコンポーネント２２０は、キャンセル値αで加重されたＲＦ受信信号を、ＬＯ信号に重畳することによって、ＩＭ２成分を打ち消す第１のキャンセル信号を生成するように適合される。キャンセル値αを固定値に設定する代わりに、第１のセンス増幅器２２２は、第１の端子２３２で電圧を検知するために使用することができる。第１の端子２３２で電圧を検知することによって、ＩＭ２成分を打ち消すのに適切なキャンセル値を、式（１）の値を求めることによって、決定することができる。加重されていないＲＦ受信信号は、ＭＯＳＦＥＴ２３１の第１の端子２３２に与えられ、かつ、第１のキャンセル信号は、ＭＯＳＦＥＴ２３１の第３の端子２３６に与えられる。増幅されたＲＦ受信信号を、第１のキャンセル信号と混合することによって、ＭＯＳＦＥＴ２３１スイッチは、ソースで、ひいては、混合コンポーネントの第２の端子２３４で、ＢＢ信号を出力する。次に、ＢＢ信号は、ＢＢ増幅器２５０によって、フィルタリングされ、かつ、増幅されるが、このＢＢ増幅器２５０は、例えば、図３に示すように、増幅器２５２と、レジスタ２５４と、キャパシタ２５６とを備え、このレジスタ２５４およびキャパシタは、フィードバック制御用に、増幅器２５２の入力および出力に、作動的に接続される。
【００６６】
図４は、図２に示す受信機の第２のミキサの実施形態であって、電圧モードにおいて使用されるものを示す。電圧モードでは、ＭＯＳＦＥＴ２３１のソース、ひいては、第２の端子２３４は、仮想グラウンドに直接接続されず、インピーダンス、例えば、図４に示すようなキャパシタ２５８を介して、グラウンドに接続され、すなわち、ＭＯＳＦＥＴ２３１には、キャパシタ２５８が装荷される。図３の第１のパッシブミキサの実施形態とは対照的に、第２の端子２３４の電圧は、第２の端子２３４が仮想グラウンドに接続されていないため、ゼロに近似しない。したがって、第２の端子２３４の電圧は、ドレイン−ソース電圧Ｖｄｓおよびゲート−ソース電圧Ｖｇｓを決定するために、式（１）〜式（４）において考慮される必要がある。ドレイン−ソース電圧Ｖｄｓは、第１の実施形態の場合とは異なり、単にＲＦ電圧Ｖｒｆに等しいだけでなく、第１の端子２３２のＲＦ電圧Ｖｒｆと第２の端子２３４のＩＦ電圧Ｖｓとの差にも等しい。同様に、ゲート−ソース電圧Ｖｇｓ（任意の追加のキャンセル信号なし）は、単にＬＯ信号Ｖｌｏの電圧に等しいだけでなく、ＬＯ信号の電圧とソース電圧Ｖｓとの差にも等しい（第２の端子２３４の電圧）。このように、キャンセル値αを選択するために、第１の端子２３２のドレイン電圧Ｖｄおよび第２の端子２３４のソース電圧Ｖｓの両方は、ドレイン−ソース電圧ＶｄｓおよびＭＯＳＦＥＴ２３１のゲート−ソース電圧Ｖｇｓを決定するために、検知される必要がある。
【００６７】
第１の端子２３２のＲＦ電圧および第２の端子２３４のＩＦ電圧は、周波数が広く分離しているため、独立して検知可能である。第１の端子２３２での電圧を検知するために、第１のセンス増幅器２２２が使用され、第２の端子２３４での電圧を検知するために、第２のセンス増幅器２２４が使用される。次に、第１の端子２３２での検知電圧および第２の端子２３４での検知電圧は、キャンセル値αを適合するために使用される。ＲＦ信号は、キャンセル値α１で加重され、ＩＦ信号は、キャンセル値α２で加重され、かつ、加重信号は、キャンセルコンポーネント２２０に与えられる。キャンセル値α１およびα２は、簡潔にするために、同じであってもよく、また、性能を最大にするために、個別に設定されてもよい。キャンセルコンポーネント２２０で、第３の端子２３６およびＭＯＳＦＥＴ２３１のゲートに与えられる第１のキャンセル信号を生成するために、ＬＯ信号は、加重ＲＦ信号および加重ＩＦ信号の両方に重畳される。次に、第２の端子２３４の出力は、増幅およびフィルタリングのために、ＢＢ増幅器２５２に再度与えられる。
【００６８】
図３および図４に対して上述した２つのパッシブミキサの実施形態は、第１の方法の実施形態を示す図５のフローチャートによって、さらに示される。
【００６９】
図６は、２次混変調成分を打ち消すための第３のミキサパッシブの実施形態を示す。パッシブミキサは、図３の第１のパッシブミキサの実施形態のように、電流モードで動作するが、図３に示す第１のパッシブミキサの実施形態とは対照的に（および図４に示す第２のパッシブミキサの実施形態とも対照的に）、パッシブミキサの第４の端子２３８に作動的に接続されたＭＯＳＦＥＴ２３１のバルク端子が、さらに考慮される。
【００７０】
バルク端子２３８をさらに考慮する場合には、閾値電圧Ｖｔｈは、バルク−ソース電圧Ｖｂｓに比例する。
（８）Ｖｔｈ＝Ｖｔｈ０−γ×Ｖｂｓ
式中、Ｖｔｈは、変調されていない閾値電圧であり、Ｖｂｓは、バルク−ソース電圧である。バルク端子２３８で適切にスケーリングされた第２のキャンセル信号を投入（重畳）することによって、望ましくないＩＭ２成分も抑制されうる。Ｖｂｓ＝α×Ｖｒｆ、α×γ＝１／２およびＶｇ＝Ｖｌｏである場合（ソースおよび第２の端子２３４が接地されているため）には、ドレイン−ソース電流Ｉｄｓから、式（１）を用いて以下の式が得られる。
【数８】
0005895198.tif 000009
【００７１】
このようにして、ＩＭ２項は、上記仮定条件で、再び打ち消される。
【００７２】
実際には、Ｖｔｈは、バルク、ソース電圧およびドレイン電圧の複合非線形関数であるため、上記線形化モデルは、正確ではないが、良好な推定を与える。また、小さな中反転および弱反転導通角により、キャンセル基準α×γは、集合ＩＭ２成分を最小限に抑えるために、０．５からわずかに外れるように、選択できる。
【００７３】
図６に示すように、増幅されたＲＦ受信信号は、ＭＯＳＦＥＴ２３１のドレインに与えられ、かつ、第１のセンス増幅器２４２は、適切なキャンセル値を選択するために、第１の端子２３２でＲＦ信号の電圧を検知するように適合される。ＲＦ受信信号は、決定されたキャンセル値で加重され、かつ、第２のキャンセル信号を生成するために、キャンセルコンポーネント２４０で、バイアス電圧に重畳される。第２のキャンセル信号は、ＭＯＳＦＥＴ２３１のバルク端子に与えられる。ＭＯＳＦＥＴ２３１のスイッチは、ソースでＢＢ信号を生成して出力するために、ドレインで入力として与えられる増幅されたＲＦ受信信号と、ゲートで入力として与えられる局部発振器信号とを、ＭＯＳＦＥＴ２３１のバルクで入力として与えられる第２のキャンセル信号と混合するように、適合される。次に、ＢＢ信号は、ＢＢ増幅器２５０によって増幅される。
【００７４】
図６に対して上述した第３のパッシブミキサの実施形態は、第２の方法の実施形態を示す図７のフローチャートによってさらに示される。
【００７５】
図３の第１のパッシブミキサの実施形態および図６の第３のパッシブミキサの実施形態は、図８に示すように、第４のパッシブミキサの実施形態に組み合わせることができる。この実施形態において、第１の端子２３２の電圧は、２つの別個のセンス増幅器２２２、２４２、すなわち、（第１のキャンセルコンポーネント２２０を介して）第１の端子２３２および第３の端子２３６に接続された第１のセンス増幅器２２２と、（第２のキャンセルコンポーネント２４０を介して）第１の端子２３２および第４の端子２３８に接続された第２のセンス増幅器２４２とによって、検知される。このように、２つの別個のキャンセル値は、２つのセンス増幅器２２２、２４２、すなわち、第１のセンス増幅器２２２によって決定された第１のキャンセル値と、第２のセンス増幅器２４２によって決定された第２のキャンセル値とによって、決定することができる。次に、第１のキャンセル信号が、第１のキャンセル値によって加重されたＲＦ信号をＬＯ信号に追加することによって、決定され、かつ、第２のキャンセル信号が、第２のキャンセル値で加重されるＲＦ信号をバイアス電圧に追加することによって、決定される。図８に示すように、第１のキャンセル信号は、第３の端子２３６を介して、ＭＯＳＦＥＴ２３１のゲートに入力され、かつ、第２のキャンセル信号は、第４の端子２３８を介して、ＭＯＳＦＥＴ２３１のバルクに入力される。ドレインで入力として与えられる第１の信号と、ゲートで入力として与えられる第１のキャンセル信号とを、バルクで入力として与えられる第２のキャンセル信号と混合することによって、ＭＯＳＦＥＴ２３１のソースおよび第２の端子２３４に、ＢＢ信号が与えられる。ＢＢ信号は、最終的に、ＢＢ増幅器２５０によって、フィルタリングされ、かつ、増幅される。
【００７６】
図９の第５のパッシブミキサの実施形態では、また、図８の第４の実施形態のように、図６の第３のパッシブミキサの実施形態に、追加のセンス増幅器２４４が追加される。図８に示す第４の実施形態とは異なり、追加の（第２の）センス増幅器２４４が、第１の端子２３２および第１のキャンセルコンポーネント２２０ではなく、第２の端子２３４と第２のキャンセルコンポーネント２４４との間に、接続される。このように、図９に示す第５のパッシブミキサの実施形態は、電圧モードにおいて動作する。ＲＦ受信信号は、（第１の端子２３２で電圧を検知することによって、第１のセンス増幅器２４２によって決定される）第１のキャンセル値で加重され、そして、これに加えて、第２の端子２３４の電圧（ＢＢ電圧）は、第２のセンス増幅器２４４によって検知されることによって、（第２の端子２３４で電圧を検知することによって、第２のセンス増幅器２４４によって決定された）第２のキャンセル値でＢＢ信号が加重される。第１のキャンセル値で加重されるＲＦ信号および第２のキャンセル値で加重されるＩＦ信号（ＢＢ信号）の両方が、第２のキャンセル信号を生成するために、キャンセルコンポーネント２４０で、バイアス電圧に追加される。第２のキャンセル信号は、ＭＯＳＦＥＴ２３１のバルク端子に与えられる。ＭＯＳＦＥＴ２３１のスイッチは、ソースで、ＢＢ信号を生成して出力するために、ドレインで入力として与えられる増幅されたＲＦ受信信号と、ゲートで入力として与えられる局部発振器信号とを、ＭＯＳＦＥＴ２３１のバルクで入力として与えられる第２のキャンセル信号と混合するように適合される。次に、ＢＢ信号は、ＢＢ増幅器２５０によって増幅される。
【００７７】
図１０に示す第６のパッシブミキサの実施形態では、図９の第５のパッシブミキサの実施形態に、追加のセンス増幅器２２４が追加される。ＭＯＳＦＥＴ２３１のバルクに与えられる第２のキャンセル信号は、上記の図９に対して記載するような方法で決定される。これに追加して、追加のセンス増幅器２２４は、（センス増幅器２４４のように）第２の端子で電圧を検知するように、適合される。センス増幅器２４４およびセンス増幅器２２４の両方が、第２の端子２３４で電圧を検知するように適合されるが、ＢＢ信号は、２つの増幅器２２４、２４４によって、異なるキャンセル値で加重することができる。１つのキャンセル値で加重されたＢＢ信号は、（第２のキャンセル信号を生成するために）第２のキャンセルコンポーネント２４０に供給され、同じキャンセル値または異なるキャンセル値で加重されたＢＢ信号は、第１のキャンセル信号を生成するために、ＬＯ信号に追加される第１のキャンセルコンポーネント２２０に供給される。ドレインで入力として与えられる増幅されたＲＦ受信信号と、ゲートで入力として与えられる第１のキャンセル信号とを、ＭＯＳＦＥＴ２３１のバルクで入力として与えられる第２のキャンセル信号と混合することによって、ＢＢ信号が、生成され、ソースで出力され、最終的には、ＢＢ増幅器２５０によって、フィルタリングされ、かつ、増幅される。
【００７８】
図１１に示す第７のパッシブミキサの実施形態は、第１から第６のパッシブミキサの実施形態に対して、前述したものとの組み合わせである。この実施形態では、第１のキャンセル信号が、キャンセル値で加重されたＲＦ信号およびキャンセル値で加重されたＢＢ信号を、第１のキャンセルコンポーネント２２０で、ＬＯ信号に重畳することによって、生成され、かつ、第２のキャンセル信号が、キャンセル値で加重されたＲＦ信号およびキャンセル値で加重されたＢＢ信号を、第２のキャンセルコンポーネント２４０で、バルク電圧に重畳することによって、生成される。次に、第１のキャンセル信号および第２のキャンセル信号は、第１から第６の実施形態に対して、上述したようなソースでＢＢ信号を生成するために、ＭＯＳＦＥＴ２３１のそれぞれの端子（ゲートおよびバルク）に供給される。
【００７９】
図１２に、第８のパッシブミキサの実施形態が示されている。この実施形態によれば、例示的に、図１２に、４位相生成器２７０として示された多位相生成器が与えられる。４位相生成器は、入力として４位相生成器２７０によって受信されたＬＯ信号の異なる位相を生成するために、２つの対向する信号源を備える。（ＬＮＡ２１０によって増幅された）ＲＦ受信信号は、図１２に示す４つのＭＯＳＦＥＴ２３１のドレインで与えられる。上述したものと同じ方法で、ＲＦ信号の電圧（４つのＭＯＳＦＥＴ２３０のドレインでの電圧）は、第１のセンス増幅器２２２によって検知され、かつ、ＲＦ受信信号は、第１のセンス増幅器２２２によって、キャンセル値で加重される。次に、加重ＲＦ受信信号は、それぞれのキャンセルコンポーネント２２０で、４位相生成器２７０によって生成された異なる位相に、追加される。それぞれのキャンセルコンポーネント２２０に適用されたＲＦ信号は、同じキャンセル値または異なるキャンセル値で加重されてもよい。必要であれば、動作条件（不整合、処理速度、温度など）によって、ＲＦ信号は、第１のキャンセル値で加重され、かつ、４位相生成器２７０によって生成されたＬＯ信号の第１の位相に（第１のキャンセルコンポーネント２２０で）追加されうるし、また、ＲＦ信号は、（第１のキャンセル値とは異なる）第２のキャンセル値によって加重され、かつ、４位相生成器によって生成されたＬＯ信号の第２の位相に（第２のキャンセルコンポーネント２２０で）追加され、その後も同様である。このようにして、適切なキャンセル信号が決定される。
【００８０】
次に、ＲＦ信号は、ＩＱ直交成分を生成するために、上述したものと同じ方法で、それぞれのキャンセル信号と４つのＭＯＳＦＥＴ２３１によって混合されて、が、最終的に、ＢＢ増幅器２５０によってフィルタリングされＭＯＳＦＥＴ２３１のソースでＢＢ（またはＩＦ）信号を出力する。
【００８１】
図１３に示す第９のパッシブミキサの実施形態は、加重ＲＦ信号が、ＬＯ信号の異なる位相ではなく、ＭＯＳＦＥＴ２３１のバイアス電圧に重畳される点で、図１２の第８のパッシブミキサの実施形態とは異なる。その代わりに、ＬＯ信号の異なる位相は、ＭＯＳＦＥＴ２３１のゲートに供給される。各ＭＯＳＦＥＴ２３１で、ドレインで入力として与えられたＲＦ信号は、ＢＢ（またはＩＦ）信号を生成するために、バルクで入力として与えられたキャンセル信号とともに、ゲートで入力として与えられたＬＯ信号のそれぞれの位相と混合される。
【００８２】
上述した技術により、特に、電流モードのミキサの場合には、２０ｄＢオーダーの顕著なＩＭ２の改善が得られる。このような著しい改善により、デュプレクサ要件が低減し、ひいては、低コスト、小型化、および損失低減が図られる。デュプレクサＴｘ−Ｒｘのアイソレーションが、典型的に要求された５０ｄＢより低い周波数帯域の場合には、記載した技術により、ＬＮＡとミキサとの間にＳＡＷ段間フィルタが不要になり、これにより、帯域の柔軟性が高まり、かつ、受信機構造およびデバイスのコスト削減およびサイズ縮小が図られる。
【図１】
0005895198.tif 000010
【図２】
0005895198.tif 000011
【図３】
0005895198.tif 000012
【図４】
0005895198.tif 000013
【図５】
0005895198.tif 000014
【図６】
0005895198.tif 000015
【図７】
0005895198.tif 000016
【図８】
0005895198.tif 000017
【図９】
0005895198.tif 000018
【図１０】
0005895198.tif 000019
【図１１】
0005895198.tif 000020
【図１２】
0005895198.tif 000021
【図１３】
0005895198.tif 000022