(57)【要約】所望周波数の出力発振器信号を発生するマルチバンド局部発振器は、入力発振器信号を供給する信号電圧制御発振器（２２）と切換分周器ブロック（２０）とで実現される。出力信号は、バンド切換のための１組のフィルタ（２６）の中から選択された一つと分周器（４０）とを通過させられ、次に、電圧制御発振器（２２）の入力発振器信号と混合される。
2005537744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力周波数信号から出力ＬＯ（局部発振器）周波数信号を発生する局部発振器（ＬＯ）回路であって、
スイッチおよび複数のフィルタを具備し、フィルタ処理された周波数信号を生成するために前記フィルタのうちの一つを通過する前記出力ＬＯ周波数信号をフィルタ処理するように構成された切換回路と、
前記フィルタ処理された周波数信号の周波数にプリセット比を乗じるように構成され、第２の出力周波数信号を発生する分周器と、
前記出力ＬＯ周波数信号を発生するために前記入力周波数信号を前記第２の出力周波数信号と混合するミキサとを備えた局部発振器回路。
【請求項２】
前記切換回路が前記フィルタ処理された信号を発生するためのフィルタを具備し、
前記フィルタが低域通過フィルタ、高域通過フィルタ、帯域通過フィルタまたはノッチフィルタのうちの一つであることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記入力周波数信号を発生する電圧制御発振器をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記入力周波数が３．５ＧＨｚにほぼ等しい周波数であることを特徴とする請求項１に記載の回路。
前記分周器が、
第２のスイッチおよび複数の第２のフィルタを含む第２の切換回路を具備し、前記第２の切換回路が、第２のフィルタ処理された周波数信号を生成するために、前記第２のフィルタのうちの一つを通して前記第２の出力ＬＯ周波数信号をフィルタ処理するように構成され、前記フィルタ処理された周波数信号から前記第２の出力周波数信号を発生する第２の局部発振器（ＬＯ）回路と、
前記第２のフィルタ処理された周波数信号の周波数に第２のプリセット比を乗じるように構成された第２の分周器と、
前記第２の出力周波数信号を発生するために前記フィルタ処理された周波数信号を前記第２の分周器の出力と混合する第２のミキサとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項５】
入力周波数信号から出力ＬＯ（局部発振器）周波数信号を発生する局部発振器回路を備えた装置であって、
前記回路が、
スイッチおよび複数のフィルタを具備し、フィルタ処理された周波数信号を生成するために前記フィルタのうちの一つを通過する前記出力ＬＯ周波数信号をフィルタ処理するように構成された切換回路と、
前記フィルタ処理された周波数信号の周波数にプリセット比を乗じるように構成され、第２の出力周波数信号を発生する分周器と、
前記出力ＬＯ周波数信号を発生するために、前記入力周波数信号を前記第２の出力周波数信号と混合するミキサとを備えた装置。
【請求項６】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格の補足に基づいて動作する送信機を備えたことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂまたはＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格のうちの一つに基づいて動作する受信機を備えたことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
無線ローカル・エリア・ネットワークを介してデータ信号を受信するアンテナと、
受信された前記データ信号を前記出力ＬＯ周波数信号と混合するミキシング装置とをさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項９】
無線周波数データ信号を送信するアンテナと、
前記無線周波数データ信号を発生するためにベースバンドデータ信号を前記出力ＬＯ周波数信号と混合するミキシング装置とをさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
基地局と、無線媒体を介して通信する少なくとも一つの移動局と、を備えた通信システムであって、
前記基地局または前記移動局の一方が入力周波数信号から出力ＬＯ周波数信号を発生する局部発振器（ＬＯ）回路を含み、
前記発振器回路が、
スイッチおよび複数のフィルタを具備し、フィルタ処理された周波数信号を生成するために前記フィルタのうちの一つを通過する前記出力ＬＯ周波数信号をフィルタ処理するように構成された切換回路と、
前記フィルタ処理された周波数信号の周波数にプリセット比を乗じるように構成され、第２の出力周波数信号を発生する分周器と、
前記出力ＬＯ周波数信号を発生するために前記入力周波数信号を前記第２の出力周波数信号と混合するミキサとを備えていることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に半導体集積回路（ＩＣ）装置に係わり、特に、たとえば、無線ローカル・エリア・ネットワークで動作する通信装置の送信機または受信機に使用する局部発振器（ＬＯ）周波数発生回路に関する。本発明は、特に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ無線装置のような、マルチバンド局部発振器を必要とするコンボデバイスに関する。本発明のその他のアプリケーションは、無線または地上波媒体を介して種々の周波数バンドで動作する必要がある送信機または受信機を含む。
【背景技術】
【０００２】
局部周波数発振器を備えた装置は、携帯電話機から、テレビチューナー、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１５、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ、ＨｉｐｅｒＬＡＮ２またはＺｉｇｂｅｅなどの種々の標準的なプロトコルを実施する無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、または、無線パーソナル・エリア・ネットワークまでの多数のアプリケーションに使用されている。無線装置は、アンテナを介して、その無線装置の受信機によって無線信号を受信する。無線信号は、さらに処理し、ベースバンド信号を発生するために、ＬＯ周波数発生回路から発生されたＬＯ周波数信号と混合される。受信機は、典型的に、複数の周波数バンドで無線信号を受信する能力がある。現在、複数の周波数バンドを生成するために周波数信号を発生するＬＯ周波数バンド切換を実現するいくつかの方法が知られている。
【０００３】
従来、簡単な実施は、マルチプレクサと、発生されるべき所望周波数のそれぞれについて一つずつ設けられた複数の電圧制御発振器（ＶＣＯ）とを備えている。マルチプレクサは、所望周波数から所与の周波数を選択することを可能にする。この技術の主要な欠点は、長時間の切換時間および大きいシリコン面積を必要とすることである。
【０００４】
別のアプローチは、キャパシタバンクと共に一つのＶＣＯだけを使用することである。所望周波数は、次に、キャパシタバンク内の選択されたキャパシタを切り換えることにより発生される。
【０００５】
別の従来の技術は、一つのＶＣＯと、その後に続く分周比Ｎの分周器と、を使用することである。分周器のオンとオフを切り換えることにより、ＶＣＯ周波数の整数分周比の分数調波（integer subharmonics）である周波数を発生可能である。この技術の限界は、整数分周比が小さい場合に限り機能し、非整数のバンド周波数比を発生することができない点である。さらに、高周波のＶＣＯが、通常、必要とされる。
【０００６】
したがって、より優れた性能をもつ改良型ＬＯ周波数発生回路が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、種々の周波数バンドを発生する唯一の発振器を備えたマルチバンド局部発振器を実現することである。
【０００８】
本発明のもう一つの目的は、電圧制御発振器の周波数レンジを選択する自由度が現行の実施よりも高められた局部発振器発生回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明のＬＯ周波数発生回路は、入力周波数信号から出力ＬＯ周波数信号を発生する。この回路は、スイッチおよび複数のフィルタを含む切換回路を具備する。切換回路は、フィルタ処理された周波数信号を生成するために、フィルタのうちの一つを通過する出力ＬＯ周波数信号をフィルタリングするように構成される。分周器は、フィルタ処理された周波数信号の周波数にプリセット比を乗じるように構成され、第２の出力周波数信号を発生する。出力ＬＯ周波数信号は、入力周波数信号を第２の出力周波数信号と混合するミキサで発生される。
【００１０】
本発明の回路は、切換回路を適切なフィルタに切り換えることにより、所望周波数の出力信号を発生させることが可能である。このように、入力周波数信号の適切な周波数とフィルタおよび分周器の適切な特性とを設定することにより、所望の出力周波数信号が発生され得る。その後、所望周波数バンドは、入力周波数信号の周波数バンドに基づいて獲得され得る。入力周波数信号は局部電圧制御発振器（ＶＣＯ）から獲得してもよい。切換回路および分周器の特性は、ＶＣＯの発振周波数と獲得すべき出力周波数信号の所望周波数とに基づいて決定することができる。切換回路のフィルタ毎に、ある所与の出力ＬＯ周波数を発生してもよい。
【００１１】
一実施形態において、切換回路は、低域通過フィルタと高域通過フィルタとの切換を可能にし、これにより、二つの周波数およびこれらに対応した二つの周波数バンドの獲得を可能にする。したがって、本発明の効果は、単一の電圧制御発振器を使用して異なる周波数バンドを発生させることが可能であることである。本発明のもう一つの効果は、ＶＣＯの入力周波数よりも高い周波数バンドおよびそれよりも低い周波数バンドの発生を可能にすることである。このように、本発明は、ＶＣＯが動作する周波数バンドの選択の自由度を高くすることが可能である。したがって、周波数は、位相ノイズおよびチューニングレンジを最適化するため選択され、その結果として、ＶＣＯの周波数バンドは、受ける位相ノイズを少なくするために狭くしてもよい。
【００１２】
本発明の別の実施形態において、本発明の回路は、分周器の代わりに本発明の回路を挿入することにより、他の周波数を発生させるために使用してもよい。したがって、このような回路は二つの切換回路を具備し、切換回路が高域通過フィルタと低域通過フィルタとを切り換えることができる実施形態では、後述するように、４個の周波数がフィルタの４通りの可能な組み合わせから発生される。さらなる実施形態において、出力ＬＯ周波数信号は本発明の回路のカスケードから発生され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
その他の目的および成果は本発明のより十分な理解と共に、以下の説明および特許請求の範囲を添付図面と併せて参照することにより、明白になり認められるであろう。
【００１４】
本発明は、一例として添付図面を参照してより詳細に説明される。
【００１５】
図面を通じて、同じ参照番号は類似した若しくは対応した特徴または機能を示す。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態による、無線装置で使用するための受信機１０の機能ブロック図である。受信機１０はアンテナ１２を介して無線信号を受信する。無線信号は低雑音増幅器（ＬＮＡ）１４によって増幅される。受信機１０は電圧制御発振器（ＶＣＯ）２２を含み、電圧制御発振器２２は切換分周器ブロック２０へ入力される周波数信号Ｆｉｎを発生する。ブロック２０は、異なる複数の周波数バンドに含まれる局部発振器（ＬＯ）周波数信号Ｆｏｕｔを発生し、この局部発振器周波数信号はミキサ２４によってＬＮＡ１４からの増幅された周波数信号と混合される。混合された周波数信号は低域通過フィルタ２６によってフィルタ処理され、低域通過フィルタはベースバンド信号を発生する可変利得増幅器（ＶＧＡ）３２にフィルタ処理された信号を供給する。
【００１７】
図２は本発明の第１の実施形態による切換分周器ブロック２０の機能ブロック図を示している。ブロック２０は、ミキサ３４、切換回路３６、および分周器４０を含む。入力周波数信号Ｆｉｎは出力周波数信号Ｆｏｕｔを発生するためにＶＣＯ２２から切換分周器ブロック２０へ供給される。出力周波数信号Ｆｏｕｔは切換回路３６および分周器４０を介してフィードバックされ、ミキサ３４により入力周波数信号Ｆｉｎと混合される。切換回路３６は、以下で詳述するように、Ｆｉｎと混合されるべき選択された周波数だけを許可する複数の周波数フィルタを含む。分周器４０は、さらに、切換回路３６で選択された周波数をプリセットされた分周比で分割する。本発明の他の実施形態では、分周器４０は切換回路３６の前に配置されるので、出力周波数信号Ｆｏｕｔは、最初に周波数分割のために分周器４０を通過し、次に、切換回路３６のフィルタのうち選択された一つを通してフィルタ処理される。このような実施は、図２に示された実施形態のフィルタよりも急勾配の特性を備えた周波数フィルタを必要とするが、その理由はフィルタへ入力する周波数がより狭いバンドに圧縮されているからである。
【００１８】
図３は本発明の第２の実施形態による切換分周器回路３０内の切換回路３６の実施形態を示している。切換回路３６は、高域通過フィルタ４２、低域通過フィルタ４４およびスイッチ４６を含む。スイッチ４６は高域通過フィルタ４２と低域通過フィルタ４４との間の選択を可能とする。高域通過フィルタ４２が選択された場合、Ｆｏｕｔは、
Ｆｏｕｔ＝（Ｎ／（Ｎ−１））＊Ｆｉｎ
と表される。これに対して、低域通過フィルタ４４が選択された場合、
Ｆｏｕｔ＝（Ｎ／Ｎ＋１））＊Ｆｉｎ
と表される。一例として、Ｎ＝３およびＶＣＯ周波数Ｆｉｎ＝３．５ＧＨｚとしてＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂプロトコル規格じ準拠したワイヤレス装置において、高域通過フィルタが選択された場合にＦｏｕｔ＝５．２５ＧＨｚであり、低域通過フィルタが選択された場合にＦｏｕｔ＝２．６２５ＧＨｚである。
【００１９】
図４は本発明の第３の実施形態による切換分周器ブロック５０を示している。この実施形態は図３に示された切換分周器ブロックと類似しているが、第２のミキサ５４が付加され、分周器４０の分周比Ｎが偶数に設定されている点で異なる。本実施形態は、同相出力Ｉ１およびＩ２（１８０度だけ移相したＩ１）の両方と、直交出力Ｑ１およびＱ２（１８０度だけ移相したＱ１）の両方とを発生するために、偶数分周比を有する分周器４０の本質的な特性を巧く利用している。確かに、偶数分周比を有する分周器は、所与の信号と、その信号を９０度移相した信号および２７０度移相した信号とを発生させるために使用可能である。従って、分周器４０が出力信号を生じるとき、分周器は、９０度、１８０度および２７０度だけ移相された信号を生じる。
【００２０】
図５は本発明の第４の実施形態による切換分周器ブロック６０を表す。本実施形態も図３の切換分周器と類似しているが、切換回路３６の異なる実施形態を含む。図５において、切換回路３６は、高域通過フィルタ４２、低域通過フィルタ４４およびスイッチ４６の他に、帯域通過フィルタ６２およびノッチフィルタ６４を含む。スイッチ４６は４個のフィルタを切り換えることができる。直列ノッチフィルタ６４はその設定条件に応じて高周波数または低周波数として動作する。スイッチ４６の切換は、高域通過フィルタまたは低域通過フィルタとして動作するフィルタ６２、６４、４２または４４のうちの一つを選択可能である。従って、出力周波数信号Ｆｏｕｔは所望周波数に応じて低域通過フィルタまたは高域通過フィルタを通過することができる。選択されたフィルタ４２、６２または６４が高域通過フィルタとして動作する場合、出力周波数信号Ｆｏｕｔは、
Ｆｏｕｔ＝（Ｎ／（Ｎ−１））＊Ｆｉｎ
と表される。選択されたフィルタが低域通過フィルタとして動作する場合、出力周波数信号は、
Ｆｏｕｔ＝（Ｎ／（Ｎ＋１））＊Ｆｉｎ
と表される。
【００２１】
上記の実施形態において、分周器４０の分周比Ｎは整数でも分数でもよい。さらに、分周器４０は、図６に示されるように、上記の切換分周器ブロックによって置き換え可能であり、これにより、分周器４０のカスケード型の実施形態が形成される。
【００２２】
図６は本発明の第５の実施形態による切換分周器ブロック７０を示している。本実施形態は図２と類似しているが、分周器４０は別の切換分周器ブロック４０’によって置き換えられている。ブロック４０’内の分周器は、さらに、別の切換分周器によって置き換え可能であり、以下同様である。このようにすると、２k個の周波数バンドを発生、選択することが可能であり、ここで、ｋは使用される切換分周器ブロックの個数である。このように、２個の切換分周器ブロックを使用することにより、４個の周波数バンドを発生することができ、３個の切換分周器ブロックを使用することにより、８個の周波数バンドを発生することができ、以下同様に続く。Ｆｏｕｔの周波数バンドは、ＶＣＯが発生するＦｉｎの周波数バンドであるＦｉｎの周波数バンドから直接得られる。このような実施形態はより狭いバンドを有するＶＣＯの使用を可能にさせる。なぜならば、本発明はＦｏｕｔに対してより広い周波数バンドを発生可能であるからである。従って、ＶＣＯのバンドは位相ノイズを最小限に抑えるように選択されることができる。
【００２３】
本発明は具体的な実施形態に関連して説明されているが、多数の代替、変形および変形が上記の説明を考慮して当業者に明白であろう。したがって、請求項に記載された事項の精神および範囲に含まれるようなすべての代替、変形および変更を包含することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】典型的な従来のＩ／Ｏ回路を表す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＩ／Ｏ回路を表す図である。
【図３】本発明の一実施形態による検出回路の例示的な概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による電圧基準回路の例示的な概略図である。
【図１】
2005537744.tif 000003
【図２】
2005537744.tif 000004
【図３】
2005537744.tif 000005
【図４】
2005537744.tif 000006
【図５】
2005537744.tif 000007
【図６】
2005537744.tif 000008
【国際調査報告】
2005537744.tif 000009
2005537744.tif 000010