(57)【要約】  本発明は、電流ミラーを用いた信号ミキサー、及びそのようなミキサーを用いた無線周波数信号の受信機に関する。無線周波数信号（ＲＦ）をミックスする本装置（１２，１４）は、少なくとも２つの信号（これらのうち１つは、無線周波数信号である）でのミックスを調節するミキサー回路（１８，２０）と、ミキサー回路によって送信された信号を受信するとともに、出力信号を送信する電流ミラー回路（２２，２４）とを具備している。前記電流ミラー回路（１８，２０）は、２つのステージ（それぞれローパス受動的フィルタを使用する）を有している。
2009519657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数信号をミックスする装置（１２，１４）であって、
１つは無線周波数信号である少なくとも２つの信号をミックスするように構成されたミキサー回路（１８，２０）と、
ミキサー回路の出力（ＯＵＴｍ＋，ＯＵＴｍ−）に接続された第１ステージと、本装置の出力（ＯＵＴ＋，ＯＵＴ−）に接続された第２ステージとを備えた電流ミラー回路（２２，２４）と
を具備し、
前記第１及び第２ステージは、
各ローパス受動的フィルタをそれぞれ備えることを特徴とする無線周波数信号のミックス装置。
【請求項２】
前記第１ステージは、ミキサー回路（ＯＵＴｍ＋，ＯＵＴｍ−）の各出力の１つと直接電圧源（Ｖ）との間にそれぞれ接続されたトランジスタ（４４，４６）を具備し、
前記第２ステージは、前記直接電圧源と装置の各出力の１つとの間にそれぞれ接続されたトランジスタ（４８，５２）を具備し、
前記装置は、前記第１及び第２ステージのトランジスタにそれぞれ接続されたフィルタリングキャパシタ（６０，６２，６４；７０；７２，７４，７６；８６，８８）をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の無線周波数信号のミックス装置。
【請求項３】
前記フィルタリングキャパシタ（６０，６２；７２，７４）は、前記第１及び第２ステージの少なくとも１つのトランジスタ（４４，４６）にそれぞれ並列に接続されることを特徴する請求項２に記載の無線周波数信号のミックス装置。
【請求項４】
前記フィルタリングキャパシタ（６４；７０）は、前記第１及び第２ステージの少なくとも１つのトランジスタのドレイン端子間に接続されることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載の無線周波数信号のミックス装置。
【請求項５】
前記フィルタリングキャパシタ（７８，８０）は、グランド（ＧＮＤ）と前記第１及び第２ステージの少なくとも１つの各トランジスタのドレイン端子との間に、接続され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項に記載の無線周波数信号のミックス装置。
【請求項６】
前記第１ステージの各トランジスタのゲート端子は、インピーダンス（８２，８４）に直列に接続されるとともに、
前記装置は、前記直接電圧源と前記インピーダンスの各出力との間に接続されたフィルタリングキャパシタ（８６，８８）をさらに具備することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の無線周波数信号のミックス装置。
【請求項７】
前記第２ステージは、直接電圧源（Ｖ）とグランドとの間に直列に接続されたトランジスタ（４８，５０，５２，５４）のペアを具備し、
前記装置の出力は、前記第２ステージのトランジスタの前記ペアのそれぞれ１つの中央点によって形成され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項に記載の無線周波数信号のミックス装置。
【請求項８】
無線周波数信号の受信機は、ベースバンドステージ（８）に接続された少なくとも１つのミックス装置を備えたアナログフロントエンド（６）を具備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線周波数信号のミックス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流ミラーを用いた信号ミキサー、及びそのようなミキサーを用いた無線周波数信号の受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
出力電流を有する信号ミキサー装置を使用するのが、従来である。たとえば、無線周波数受信機では、受信された信号は、周波数の変更を行うとともに、中間周波数信号又はベースバンド信号を送信するための、ローカルオシレータの信号とともに、増幅後にミックスされる。ミックスされた信号は、ミキサー装置の出力におけるインピーダンスに関係なく出力電流の値を保証するように、電流ミラー回路へ出力される。したがって、出力電流は、出力インピーダンスに関係なく入力電流によって決まる。
【０００３】
そのようなミキサーの出力は、従来、信号が復調に使用されるデジタル信号へ変換される前にフィルタリングされる。
【０００４】
しかし、ミキサー、変換器、及びダウンベースバンドステージの線形性に関する制限は、高い。さらに正確には、信号は、飽和及び他の混乱を防ぐようにこれらの回路を構成する場合、考慮されるべき広範囲の周波数に渡って広がったエネルギーをなお有する。
【０００５】
したがって、ミキサー装置及びこれに対応する受信機は、最適でない構成及び最適でない性能を招く不要な信号による制限とともに構成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、無線周波数信号をミックスする拡張装置を提供することによって、この問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この効果のため、本発明は、請求項１に記載したようなミキサー装置及び請求項９に記載したようなこれに対応する受信機を提供する。
【０００８】
電流ミラーステージ内のローパスフィルタの統合によって、信号の周波数スペクトル拡散は、減少される。したがって、不要な信号は、信号処理の早いステージにおいて、除去され、回路上の制限を緩和する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の他の特徴及び利点は、次の図面によって図示された記載から明らかである。
図１は、電流ミラーステージとともにミキサー装置を具備する受信機を表している。
図２は、本発明によるミキサー装置の詳細な回路を表している。
図３，４，５，６は、本発明の他の実施形態を表している。
【００１０】
図１は、ＤＶＢ−Ｈ又はＤＶＢ−Ｔ送信においてＭＰＥＧ−２フォーマットを使用したデジタルテレビ信号のように、アンテナ４を通して、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号を受信するように構成された受信機２を表している。
【００１１】
前記アンテナ４は、アナログフロントエンド６に接続されており、その出力は、受信機２に関連する他の処理回路へ出力される情報信号Ｓを得るために、適切な復調又はイコライゼーション処理を適用するベースバンド復調器８に出力される。
【００１２】
他の要素とともに、前記アナログフロント６は、１つまたは数個の低ノイズ増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）とともに、増幅器ステージ１０を具備している。増幅器ステージ１０の出力は、２つのミキサー装置１２，１４へ出力される。各ミキサー装置は、ローカルオシレータ１６によって得られた信号を同様に受信する。ミキサー装置１４に出力される信号は、ミキサーデバイス１２へ出力される信号に対して９０°の位相ずれを有する。
【００１３】
各ミキサーデバイス１２，１４は、増幅器ステージ１０によって出力される無線周波数信号をローカルオシレータ１６によって出力される信号とミックスするために、符号１８，２０によって区別されるミキサー回路をそれぞれ具備している。これらミキサー回路１８，２０の各出力は、ミラー電流回路２２，２４に出力される。
【００１４】
前記ミラー電流回路２２，２４は、それぞれ符号Ｉとして区別される信号の実数部と、符号Ｑとして区別される信号の虚数部とを出力する。
【００１５】
上記した実施形態では、増幅器ステージ１０からベースバンド復調器８へ出力される全ての信号は、平衡な信号である。したがって、電流ミラー回路の出力信号は、インピーダンス２６，２８を通して得られた平衡な信号である。
【００１６】
上記した例では、インピーダンス２６，２８は、ベースバンド復調器８の処理回路のインピーダンスである。
【００１７】
図２は、ミキサー回路１８及びミラー電流回路２２に接続されている入力ステージ３０を具備するミキサー装置１２の詳細な回路を表している。
【００１８】
前記入力ステージ３０は、グランドにそれぞれ接続されているとともに、増幅器１０によって送信された無線周波数信号がゲート端子上に出力される、並列に配置された２つのトランジスタ３２，３４を具備している。これらの入力は、平衡するとともに、正負の入力ＩＮ＋，ＩＮ−として図示されている。
【００１９】
当然、従来の入力ステージの他の種類（たとえば、カスケード接続されたトランジスタを使用）を、使用することができる。
【００２０】
前記入力ステージの一般的な機能は、電圧を変換することである。すなわち、入力ＩＮ＋，ＩＮ−間の電圧をミキサー回路へ出力する電流へ変換する。
【００２１】
前記入力ステージのトランジスタ３２，３４の出力は、ミキサー回路へ出力され、さらに正確には、各信号は、第２ステージのトランジスタのペア（すなわち、３６，３８；４０，４２）（各ペアのドレイン端子はいっしょに接続されている）へ出力される。
【００２２】
前記ミキサーの対称的なトランジスタ３６，４２は、各ローカルオシレータ１６によって出力される信号といっしょにこれらのゲート端子へ出力されるとともに、これらの出力はミキサー回路の出力である。
【００２３】
さらに、これらの各出力は、他のミキサーの他のトランジスタのペアの出力に同様に接続されている。したがって、トランジスタ３６の出力は、トランジスタ４０の出力に接続され、逆にトランジスタ４２の出力は、トランジスタ３８の出力に接続されている。
【００２４】
最後に、２つの対称的なトランジスタ３８，４０のゲート端子は、いっしょに接続されている。
【００２５】
そのようなミキサー回路は、従来のものであり、さらに詳細には記載しない。
【００２６】
前記ミキサー回路１８の出力、すなわち、正負の出力ＯＵＴｍ＋，ＯＵＴｍ−は、電流ミラー回路２２、さらに正確には、電流ミラー回路の第１ステージに出力される。ミラー電流回路のこの第１ステージは、２つのトランジスタ４４，４６を具備し、それらのドレイン端子は、それぞれミキサー回路の出力ＯＵＴｍ＋，ＯＵＴｍ−に接続されているとともに、それらのソース端子は、直接電圧源Ｖに接続されている（代替的には、直列に接続された抵抗器を通して）。これらトランジスタのゲート端子は、ミキサー回路の各出力、並びにＡ，Ｂと符合が付されたゲート端子に接続されているとともに、電流ミラー回路の第２ステージに出力する。
【００２７】
この第２ステージは、４８，５０；５２，５４と符号が付された２組のトランジスタを具備しており、１組のトランジスタは直接電圧源ＶとグランドＧＮＤとの間に接続されている。直接電圧源に接続された前記ペアの各トランジスタは、第１ステージのトランジスタによって送信されるように、そのゲート端子上で、それぞれ信号Ａ又は信号Ｂを受信する。
【００２８】
前記電流ミラー回路の出力は、２組のトランジスタの各中央点の間から得られる信号（すなわち、片方のトランジスタ４８，５０の正の出力ＯＵＴ＋、並びにもう一方のランジスタ５０，５２の間の負の出力ＯＵＴ−）によって形成される。
【００２９】
前記ベースバンド復調器８の処理回路のインピーダンスを表すインピーダンス２６は、２つの出力ＯＵＴ＋，ＯＵＴ−の間に接続されているとともに、続いて信号Ｉを受信する。
【００３０】
前記第２ステージのトランジスタの各組の第２トランジスタ５０，５４は、高いインピーダンスを有するように構成されているため、電流信号は、ゲイン損失を最小化するようにベースバンド復調器８へ出力される。
【００３１】
前記トランジスタ５０，５４のゲート端子には、インピーダンス２６の調節点に従来の方法で接続されたバイアス調節回路５８によって送信されるバイアス信号が入力される。
【００３２】
さらに、前記電流ミラー回路２２は、ミキサー回路によって送信された信号のローパスフィルタリングを行うように、同様に構成されている。このフィルタリングは、電流ミラー回路の従来の機能（すなわち、出力インピーダンスには関係なく入力電流によって決められた出力電流を出力する）と同時に行われる。
【００３３】
上記した例では、電流ミラー回路の第１及び第２ステージは、第１及び第２ステージのトランジスタに接続されたキャパシタンスを使ったローパスフィルタをそれぞれ具備している。さらに正確には、これらローパスフィルタは、受動的なフィルタであり、すなわち、トランジスタなどのような能動的な素子がないフィルタである。これにより、装置の電流消費を減少させる。
【００３４】
第１ステージでは、フィルタリングキャパシタ６０，６２は、２つのトランジスタ４４，４６とそれぞれ並列（すなわち、直接電圧源Ｖと各出力ＯＵＴｍ+，OUTｍ−との間）に接続されている。例では、これらの各フィルタのカットオフ周波数は、約１４ＭＨｚである。
【００３５】
第２ステージでは、フィルタリングキャパシタ６４は、トランジスタ４８，５２の各ドレイン端子の間（すなわち、２組のトランジスタの各中央点の間）に接続されている。このキャパシタは、同様に不要な信号を減少させるとともに、２つのステージの各インピーダンスは、独立であるため、このキャパシタ６４のカットオフ周波数は、第１ステージのそれと異なるように（特に、それより小さく）することが可能である。例では、キャパシタ６４のカットオフ周波数は、約８ＭＨｚである。
【００３６】
したがって、本発明のミキサーは、出力インピーダンスは関係せずに入力電流によって電流が決まると、同時にフィルタされる信号を送信する。したがって、信号の揺れは、より小さくなるとともに、次いでダウンステージのインピーダンスは、より高くなり、線形抑制は減少する。さらに正確には、電流ミラー回路、ベースバンド回路、及びアナログ−デジタル変換器に関する要求が、緩和される。さらに、減少した線形抑制によって、装置の全電流消費は、より低い線形指定（linearity specification）による素子の使用によって減少する。
【００３７】
本発明の他の実施形態は、特に、フィルタリングキャパシタを接続する様々な回路の使用によって同様に可能である。
【００３８】
図３の参照とともに表された他の実施形態では、１つの信号フィルタリングキャパシタ７０は、図２の参照とともに記載された第２ステージの回路と同様の方法で、第１ステージにおいて使われる。このキャパシタ７０は、第１ステージのトランジスタ４４，４６ドレイン端子の間（すなわち、ミキサー回路の出力ＯＵＴｍ＋，ＯＵＴｍ−の間）に接続されている。
【００３９】
代替的には、前記２つの実施形態は、図４に表したように組み合わせられる。この例では、その組み合わせは、第２ステージに適用され、フィルタリングキャパシタ７２，７４は、トランジスタ４４，４６のそれぞれと並列に接続されているとともに、もう１つのキャパシタ７６は、ミキサー回路の出力の間に接続されている。
【００４０】
さらに図５の参照とともに表された他の実施形態では、フィルタリングキャパシタ７８，８０は、電流ミラー回路２２の第１ステージで、トランジスタのドレイン端子及びグランドの間に接続されている。
【００４１】
これら様々な回路はいずれも（すなわち、各トランジスタと並列に接続されたキャパシタの使用、及びドレイン端子の間に接続された単一キャパシタの使用）グランドに接続されたキャパシタの使用と同様に、これら２つの回路の組み合わせは、第２ステージで同様に使用することができる。
【００４２】
代替的に、第１ステージのトランジスタの各ゲート端子は、その出力が、信号Ａ及び信号Ｂをそれぞれ表す抵抗器８２，８４と直列に接続されている。この実施形態では、フィルタリングキャパシタ８６，８８は、図６に表したように、直接電圧源、並びに抵抗器８２，８４の出力の間に接続されている。
【００４３】
これら全ての実施形態は、同様な信号のフィルタリングを実施し、上記のように第２ステージのフィルタを組み合わせることが可能であるとともに、受動的フィルタの使用は、電流消費を減少させる。
【００４４】
さらに、単一入力を有するとともに、入力ステージでは、ミキサー回路及び電流ミラー回路は、従来の方法で構成される、非平衡の回路の使用が可能である。
【００４５】
さらに、フィルタリングキャパシタ（すなわち、キャパシタ６９，６２，７０，７６，７８，８０，８６，８８）はどれも、様々な不要な周波数を減少させるように調節される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】電流ミラーステージとともにミキサー装置を具備する受信機を表した図である。
【図２】本発明によるミキサー装置の詳細な回路図である。
【図３】本発明の他の実施形態を表した図である。
【図４】本発明の他の実施形態を表した図である。
【図５】本発明の他の実施形態を表した図である。
【図６】本発明の他の実施形態を表した図である。
【符号の説明】
【００４７】
２  受信機
４  アンテナ
６  アナログフロントエンド
８  ベースバンド復調器
１０  増幅器ステージ
１２，１４  ミキサー装置
１６  ローカルオシレータ
１８，２０  ミキサー回路
２２，２４  ミラー電流回路
２６，２８  インピーダンス
３０  入力ステージ
３２，３４，３６，３８，４０，４２，４４，４６，４８，５０，５２，５４  トランジスタ
５８  バイアス調節回路
６０，６２，６４，７０，７２，７４，７６，７８，８０，８６，８８  キャパシタ
８２，８４  インピーダンス
【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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【国際調査報告】
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