(57)【要約】【課題】雑音指数を改善する。【解決手段】ベースバンド信号を増幅する多段接続された複数の増幅器Ａ１〜Ａ４を備え、初段の増幅器Ａ１の帰還路中にハイパスフィルタＦ２を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド信号を増幅する多段接続された複数の増幅器を備え、
初段の前記増幅器の帰還路中にハイパスフィルタ部を含むことを特徴とする無線受信装置。
【請求項２】
前記ハイパスフィルタ部は、ハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタの出力をバッファリングするバッファ回路とから構成されることを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
【請求項３】
前記ハイパスフィルタは、受動素子で構成されることを特徴とする請求項２記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記複数の増幅器の少なくとも一部は、
一対のＭＯＳトランジスタと、
前記ＭＯＳトランジスタのソースに共通接続される電流供給回路と、
を備える可変利得の差動増幅器であって、
前記電流供給回路の電流を変化させることで利得が制御されることを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
【請求項５】
前記電流供給回路は、可変電流源であることを特徴とする請求項４記載の無線受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線受信装置に関し、特に携帯端末等の無線受信装置における増幅技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末等の無線受信装置の例が特許文献１において開示されている。図３において、端末装置の外部アンテナから受信された信号は、低雑音増幅器３０１で差動増幅され、２分配される。直流成分をキャパシタによりカット（Ｃカット）した後、直交ミキサ３０２によりＲＦ信号からベースバンド信号まで一気にダウンコンバートする。この際、局部発振器３０４からの局部発振（ＬＯ）信号をディバイダ３０３により同相成分と直交成分とに分配した信号とＲＦ信号とのミキシングを行なうため、ベースバンドではそれぞれ、同相（Ｉ）成分と直交（Ｑ）成分の信号が生成される。これらのべースバンド信号は、それぞれローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０５により、隣接するチャネルなどの妨害波の信号電力を除去し、希望波信号のみを抽出する。
【０００３】
３線シリアルディジタルデータ３１２を設定することでＰＧＡ制御回路３１１によりデコードして、ベースバンド信号を増幅するベースバンドアンプ３０６の利得を離散的に切り替える。ＤＣオフセットキャンセラー回路３１０は、ベースバンドアンプの最終段でのＤＣ成分を検出してアナログ的に負帰還をかけることでＤＣオフセットをキャンセルする回路である。ベースバンドアンプ３０６の後段のＬＰＦ３０７は、送信側での５０％ロールオフ特性ダウンリンク信号を、トータルの伝達関数として１００％ロールオフ特性とするために挿入されたフィルタである。ＬＰＦ３０７によりベースバンド信号のＳ／Ｎを最大とした後、Ａ／Ｄコンバータ３０８により量子化が行われてアナログ信号からディジタル信号に変換される。
【０００４】
ここでローパスフィルタ３０５は、一般的にはアクティブフィルタで構成される。図４は、非特許文献１等において開示されるアクティブフィルタの構成を示す図である。図４において、アクティブフィルタは、受動回路網（パッシブネットワーク）ＮＴ１と増幅度Ｋを有する増幅器Ａ１００とで構成され、Ｖ１の信号を入力し、Ｖ２の信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９４１７８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Lawrence P. Huelsman、“Active and Passive Analog Filter Design”、McGraw-Hill College、１９９３、Ｐ２４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以下の分析は本発明において与えられる。
【０００８】
従来の無線受信装置において、ベースバンド信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０５、ベースバンドアンプ３０６、ＬＰＦ３０７で構成される多段にカスケード接続した増幅器で増幅される。このような多段にカスケード接続した増幅器で構成される受信装置全体のＮＦ（雑音指数）であるＮＦｔｏｔａｌは、１段目の増幅器の増幅率をＧ１、ＮＦをＮ１、２段目の増幅器の増幅率をＧ２、ＮＦをＮ２、・・・ｎ段目の増幅率をＧｎ、ＮＦをＮｎとすると、下記の式１で表される。
ＮＦｔｏｔａｌ＝Ｎ１＋（Ｎ２−１）／Ｇ１＋（Ｎ３−１）／Ｇ１・Ｇ２＋・・・＋（Ｎｎ−１）／Ｇ１・Ｇ２・・・Ｇｎ  ―――（式１）
【０００９】
式１によれば、ＮＦｔｏｔａｌには、第一項のＮ１の値が一番大きく影響し、Ｎ１が小さいほど、ＮＦｔｏｔａｌを小さくすることができる。また、第二項以降は増幅率Ｇ１が大きいほど第二項以降の値を小さくできることが示される。
【００１０】
ローパスフィルタ３０５を図４のようなアクティブフィルタで構成する場合、通過帯域の利得を大きくすると、アクティブフィルタ自体の安定度が悪化する。このため、安定度を考慮すると、Ｇ１に対応する通過帯域の利得を大きくすることは困難である。また、受動回路網ＮＴ１で直列に挿入される抵抗素子などで発生する熱雑音も増幅されるためアクティブフィルタのＮＦは悪くなる。したがって、式１で示されるＮ１の値は大きくなり、Ｇ１は小さくなるため、ＮＦｔｏｔａｌは大きな値となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つのアスペクト（側面）に係る無線受信装置は、ベースバンド信号を増幅する多段接続された複数の増幅器を備え、初段の増幅器の帰還路中にハイパスフィルタ部を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、初段の増幅器の帰還路中にハイパスフィルタ部を含むように構成されるので、雑音指数が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施例に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る無線受信装置の主要部の回路図である。
【図３】従来の無線受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来のアクティブフィルタの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態に係る無線受信装置は、ベースバンド信号を増幅する多段接続された複数の増幅器（図１のＡ１〜Ａ４）を備え、初段の増幅器（図１のＡ１）の帰還路中にハイパスフィルタ部（図１のＦ２）を含む。
【００１５】
無線受信装置において、ハイパスフィルタ部は、ハイパスフィルタ（図２のＨＰ１）と、ハイパスフィルタの出力をバッファリングするバッファ回路（図２のＢｕｆ１）とから構成されるようにしてもよい。
【００１６】
無線受信装置において、ハイパスフィルタは、受動素子で構成されるようにしてもよい。
【００１７】
無線受信装置において、複数の増幅器の少なくとも一部は、一対のＭＯＳトランジスタと、ＭＯＳトランジスタのソースに共通接続される電流供給回路と、を備える可変利得の差動増幅器であって、電流供給回路の電流を変化させることで利得が制御されるようにしてもよい。なお、電流供給回路は、可変電流源（図２のＩ１）であってもよい。
【００１８】
以上のような無線受信装置によれば、初段の増幅器で容易に利得を上げることができるため、式１で示されるＧ１を大きくすることができる。また、従来技術の１段目の構成であるアクティブフィルタのような、受動回路網で直列に挿入される抵抗素子で発生する熱雑音も増幅されることが無いため、従来技術よりも式１で示されるＮ１を小さくすることが出来る。したがって、式１で示されるＮＦｔｏｔａｌは、本発明のほうがより小さくすることが出来る。
【００１９】
以下、実施例に即し、図面を参照して詳しく説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施例に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、無線受信装置は、アンテナＡＮＴ、低雑音増幅器Ｌ１、局部発振器ＶＣＯ、ミキサＭ１、可変利得増幅器Ａ１〜Ａ４、ローパスフィルタＦ１、増幅器Ｂ１、ハイパスフィルタＦ２を備える。
【００２１】
信号受信のためのアンテナＡＮＴは、低雑音増幅器Ｌ１を介してミキサＭ１に接続される。ミキサＭ１は、低雑音増幅器Ｌ１と局部発振器ＶＣＯとを入力として、可変利得増幅器Ａ１に出力するよう接続される。可変利得増幅器Ａ１の出力は、ハイパスフィルタＦ２が接続される。ハイパスフィルタＦ２の出力は、可変利得増幅器Ａ１の入力に接続される。さらに、可変利得増幅器Ａ１の出力は、カスケード接続された可変利得増幅器Ａ２、Ａ３、Ａ４を介して増幅され、帯域選択を行うローパスフィルタＦ１に出力される。ローパスフィルタＦ１の出力は、増幅器Ｂ１に接続される。増幅器Ｂ１の出力は、図示していないＡＤコンバータへと接続される。
【００２２】
次に、無線受信装置の動作について説明する。図１において、信号受信のためのアンテナＡＮＴから入力されたＲＦ帯域の受信信号は、低雑音増幅器Ｌ１で増幅される。増幅された受信信号は、ミキサＭ１に入力され、局部発振器ＶＣＯで作られた局部発振信号（ＬＯ信号）で、周波数変換（ダウンコンバート）される。
【００２３】
可変利得増幅器Ａ１にハイパスフィルタＦ２を帰還部として配置した構成により、周波数変換された信号は、ハイパスフィルタＦ２で妨害波及び不要スプリアスのみを抽出し逆位相で可変利得増幅器Ａ１の入力に加える。このような構成により可変利得増幅器Ａ１の出力での妨害波、不要スプリアスが軽減する。
【００２４】
可変利得増幅器Ａ１から出力される信号は、可変利得増幅器Ａ２、Ａ３、Ａ４、ローパスフィルタＦ１、増幅器Ｂ１の利得も含めてＡＤコンバータで必要な入力レベルへの調整が行われ、図示されないＡＤコンバータに信号が送られる。可変利得増幅器Ａ１〜Ａ４は、図示されない制御信号によって利得が変更可能とされる。
【００２５】
次に、無線受信装置の主要部である可変利得増幅器Ａ１〜Ａ４、ハイパスフィルタＦ２の具体的な構成例について説明する。図２は、本発明の第１の実施例に係る無線受信装置の主要部の回路図である。図２において、可変利得増幅器Ａ１は、差動対を構成するＮＭＯＳトランジスタＭＮ１、ＭＮ２、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、可変電流源Ｉ１を備える。ＮＭＯＳトランジスタＭＮ１は、ドレインを抵抗素子Ｒ１を介して電源ＶＤＤに接続すると共に一方の出力端に接続し、ソースを一端が接地された可変電流源Ｉ１の他端に接続し、ゲートを一方の入力端に接続する。ＮＭＯＳトランジスタＭＮ２は、ドレインを抵抗素子Ｒ２を介して電源ＶＤＤに接続すると共に他方の出力端に接続し、ソースを可変電流源Ｉ１の他端に接続し、ゲートを他方の入力端に接続する。可変電流源Ｉ１は、制御信号Ｖｃｔによって電流値が変更可能とされ、可変利得増幅器Ａ１における利得を調整可能にする。なお、電流供給回路である可変電流源Ｉ１に替えて可変抵抗器としてもよい。この場合、スイッチ素子によって抵抗素子を切替えて可変利得増幅器Ａ１における利得を調整可能とする構成としてもよい。
【００２６】
可変利得増幅器Ａ１〜Ａ４は、通常全て同じ構成とされる。ただし、可変利得増幅器Ａ１については、帰還路を設け、帰還路中にハイパスフィルタＨＰ１、バッファＢｕｆ１、容量素子Ｃ１、Ｃ２を含む。ハイパスフィルタＨＰ１は、ＬＣＲなどの受動素子によって構成してもよい。また、ハイパスフィルタＨＰ１の出力を可変利得増幅器Ａ１の入力に直接接続してもインピーダンスの不整合などの問題が無ければ、バッファＢｕｆ１を省いても良い。さらに、ハイパスフィルタＨＰ１は、パッシブフィルタに限定されず、アクティブフィルタとしても良い。
【００２７】
可変利得増幅器Ａ１における一方および他方の入力端は、ミキサＭ１から出力される差動信号Ｉｎ１、Ｉｎ２を入力すると共に、容量素子Ｃ１、Ｃ２のそれぞれ一端に接続される。可変利得増幅器Ａ１における一方および他方の出力端は、それぞれ可変利得増幅器Ａ２における一方および他方の入力端に接続されると共に、ハイパスフィルタＨＰ１の一対の入力端に接続される。ハイパスフィルタＨＰ１の一対の出力端は、バッファＢｕｆ１を介してそれぞれ容量素子Ｃ１、Ｃ２のそれぞれ他端に接続される。
【００２８】
可変利得増幅器Ａ１〜Ａ４は、多段にカスケード接続され、可変利得増幅器Ａ４における一方および他方の出力端から差動信号Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２をローパスフィルタＦ１に対して出力する。
【００２９】
以上のように可変利得増幅器Ａ１の帰還路中にハイパスフィルタＦ２を含むことで、可変増幅器Ａ１で容易に利得を上げることができるため、式１におけるＧ１を大きくすることが出来る。また、従来技術の１段目の構成であるアクティブフィルタのような、受動回路網で直列に挿入される抵抗素子で発生する熱雑音も増幅されることが無いため、従来技術よりも初段のＮＦを小さくすることが出来る。
【００３０】
このことから、１段目のＮ１の値は、本発明のほうが従来技術より小さくなり、１段目のＧ１の値は、本発明のほうが従来技術より大きくなる。すなわち、式１に当てはめるならば、ＮＦｔｏｔａｌは、従来技術に比べて本発明のほうがより小さくすることが出来る。
【００３１】
なお、前述の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
ＡＮＴ  アンテナ
Ｌ１  低雑音増幅器
ＶＣＯ  局部発振器
Ｍ１  ミキサ
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４  可変利得増幅器
Ｆ１  ローパスフィルタ
Ｆ２  ハイパスフィルタ
Ｂ１  増幅器
ＭＮ１、ＭＮ２  ＮＭＯＳトランジスタ
Ｒ１、Ｒ２  抵抗素子
Ｉ１  可変電流源
ＨＰ１  ハイパスフィルタ
Ｂｕｆ１  バッファ
Ｃ１、Ｃ２  容量素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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