(57)【要約】  ダイレクトコンバージョンミキサ（２５０）内のコンポーネント不整合によって引き起こされるバイアスオフセットの度合を出力する検出器（２３０）と、この度合に基づき、前記バイアスオフセットを低減する補正ネットワーク（２４０）とを含むダイレクトコンバージョン受信機（２００）。前記ダイレクトコンバージョンミキサ（２５０）は、局部発振器（ＬＯ）信号との混合によって無線周波数（ＲＦ）入力信号を復調し、差動ベースバンド出力信号を出力する。差動ピーク検出器は、前記ミキサの差動出力の各側におけるピーク信号値を比較し、差動積分器（２４５）は、これらのピーク信号値間の差分を平均し、前記バイアスオフセットの度合を出力する。前記補正ネットワーク（２４０）は、補正オフセットを、前記差動出力を提供するような、しかし局部発振器接続線に対向するような、個々のスイッチングペアの個々の局部発振器パスに加える。
2007516624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動無線周波数信号及び差動局部発振器信号を受信し、それらから差動出力信号を生成するように構成されているミキサ（２５０）と、
前記ミキサ（２５０）に動作可能に結合されており、前記差動出力信号を受信するように、且つ、それから前記差動出力信号の非平衡の度合を生成するように構成されているバイアスエラー検出器（２３０）と、
前記バイアスエラー検出器（２３０）及び前記ミキサ（２５０）に動作可能に結合されており、差動補正信号を前記ミキサ（２５０）に印加して前記非平衡を低減するように構成されている補正ネットワーク（２４０）と、
を備えるダイレクトコンバージョン受信機（２００）。
【請求項２】
前記バイアスエラー検出器（２３０）は、前記差動出力信号の各位相に対応するピーク信号値を検出するように構成されている差動ピーク検出器を含み、前記非平衡の度合は前記ピーク信号値間の差分に依存する、請求項１に記載のダイレクトコンバージョン受信機（２００）。
【請求項３】
前記補正ネットワーク（２４０）は、前記差動出力信号の各位相に対応する前記ピーク信号値を平均して前記差動補正信号を生成するように構成されている差動積分器（２４５）を含む、請求項２に記載のダイレクトコンバージョン受信機（２００）。
【請求項４】
前記補正ネットワーク（２４０）は、前記差動出力信号の前記非平衡の度合を平均するように構成されている差動積分器（２４５）を含む、請求項１に記載のダイレクトコンバージョン受信機（２００）。
【請求項５】
局部発振器信号を無線周波数信号と合成して、ベースバンド出力信号を出力するためのミキサ（２５０）であって、
前記ミキサ（２５０）は第１のトランジスタペア（Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂ）を備え、前記第１のトランジスタペア（Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂ）は、
前記局部発振器信号の第１の位相と第１の補正信号とに依存する第１のバイアス入力を受信するベースと、前記ベースバンド出力信号の第１の位相に結合されているコレクタと、前記無線周波数信号の第１の位相に結合されているエミッタとを有する第１のトランジスタ（Ｔ１Ａ）と、
前記局部発振器信号の第２の位相と第２の補正信号とに依存する第２のバイアス入力を受信するベースと、前記ベースバンド出力信号の第２の位相に結合されているコレクタと、前記無線周波数信号の前記第１の位相に結合されているエミッタとを有する第２のトランジスタ（Ｔ１Ｂ）とを含み、
前記ミキサ（２５０）は更に第２のトランジスタペア（Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂ）を備え、前記第２のトランジスタペア（Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂ）は、
前記局部発振器信号の前記第２の位相と前記第１の補正信号とに依存する第３のバイアス入力を受信するベースと、前記ベースバンド出力信号の前記第１の位相に結合されているコレクタと、前記無線周波数信号の第２の位相に結合されているエミッタとを有する第３のトランジスタ（Ｔ２Ａ）と、
前記局部発振器信号の前記第１の位相と前記第１の補正信号とに依存する第４のバイアス入力を受信するベースと、前記ベースバンド出力信号の前記第２の位相に結合されているコレクタと、前記無線周波数信号の前記第２の位相に結合されているエミッタとを有する第４のトランジスタ（Ｔ２Ｂ）とを含み、
前記第２の補正信号は、前記ベースバンド出力信号の前記第１の位相に対応する第１の非平衡の度合に基づき、前記第１の補正信号は、前記ベースバンド出力信号の前記第２の位相に対応する第２の非平衡の度合に基づくミキサ（２５０）。
【請求項６】
前記無線周波数信号の前記第１の位相に基づき、前記第１及び第２のトランジスタのエミッタを通過する電流を制御する第１の電流生成器と、前記無線周波数信号の前記第２の位相に基づき、前記第３及び第４のトランジスタのエミッタを通過する電流を制御する第２の電流生成器とを更に含む、請求項５に記載のミキサ（２５０）。
【請求項７】
前記ベースバンド出力信号の前記第１の位相のピーク偏位に対応する第１のピーク信号と、前記ベースバンド出力信号の前記第２の位相のピーク偏位に対応する第２のピーク信号とを出力するように構成されている差動ピーク検出器（２３０）を更に含み、前記第１の非平衡の度合は前記第１のピーク信号に基づき、前記第２の非平衡の度合は前記第２のピーク信号に基づく、請求項５に記載のミキサ（２５０）。
【請求項８】
前記第１のピーク信号の平均に対応する前記第１の非平衡の度合と、前記第２のピーク信号の平均に対応する前記第２の非平衡の度合とを出力するように構成されている積分器（２４５）を更に含む、請求項７に記載のミキサ（２５０）。
【請求項９】
ダイレクトコンバージョンミキサ（２５０）からのリークを低減する方法であって、前記ダイレクトコンバージョンミキサ（２５０）の出力信号と関連する非平衡の程度を測定（２３０）し、前記非平衡の程度に基づき、前記ダイレクトコンバージョンミキサ（２５０）内の１又は２以上のスイッチングデバイス（Ｔ１Ａ，Ｔ１２，Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂ）のバイアスポイントを調整（２４０）する方法。
【請求項１０】
前記ダイレクトコンバージョンミキサ（２５０）の前記出力信号は、第１の位相及び第２の位相を有する差動信号であり、前記非平衡の程度の測定（２３０）では、前記第１の位相と関連する非平衡を測定し、前記第２の位相と関連する非平衡を測定する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記バイアスポイントの調整（２４０）では、前記第２の位相と関連する前記非平衡に基づき、前記第１の位相を制御する１又は２以上のスイッチングデバイス（Ｔ１Ａ，Ｔ２Ａ）のバイアスポイントを調整し、前記第１の位相と関連する前記非平衡に基づき、前記第２の位相を制御する１又は２以上のスイッチングデバイス（Ｔ１Ｂ，Ｔ２Ｂ）のバイアスポイントを調整する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の位相及び前記第２の位相と関連する前記非平衡の測定（２３０）では、前記第１の位相及び前記第２の位相のピーク偏位を測定する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記非平衡の程度の測定（２３０）では、前記出力信号のピーク偏位を測定する、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信分野に関し、特にダイレクトコンバージョン受信機用のスイッチング及びバイアス補正システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイレクトコンバージョン受信機は一般に、携帯電話機のようなワイヤレス通信機器内で活用されている。そのような機器の設計における特有の懸念事項は、各機器がローカル環境において他の各機器に対して引き起こし得る干渉である。例えば、局部発振器（ＬＯ）信号が、受信された無線周波数（ＲＦ）信号と直接的に混合されるようなダイレクトコンバージョン受信機においては、局部発振器からのリークは、ＲＦアンテナに容易に伝達され、当該アンテナ近傍において他の信号と干渉し得る。
【０００３】
図１は、従来技術のダイレクトコンバージョン受信機システム１００の一例を概略的に示している。図示されているように、ミキサ１５０は、局部発振器１２０によってＲＦ信号１１０を復調し、ベースバンド出力Ｖｏｕｔを生成する。理想的には、もし局部発振器１２０の相補出力同士（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｏｕｔｐｕｔｓ）が互いに真の反転（ｔｒｕｅ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｓ）となっており、トランジスタと負荷抵抗器とが整合しており、入力トランスコンダクタンスが理想的にバランスしているならば、ＲＦ信号１１０内への局部発振器１２０のリークはないことになる。ノイズ感度を最小化するように、更にはＲＦ信号１１０への局部発振器信号１２０の伝播を最小化するように、差動回路が随所で使用され、それにより共通モードのリーク又はノイズが除去される。
【０００４】
もし局部発振器１２０の相補出力同士又は位相同士が互いに真に相補的ではないならば、ミキサ１５０内のトランジスタ同士のスイッチングポイント同士が相違することになり、局部発振器周波数の差分信号が生成されることになる。この差分信号は共通モード信号であるが、テールノード１５１，１５２における入力トランスコンダクタンスの非平衡（ｉｍｂａｌａｎｃｅ）は、この共通モード信号を差動モード信号に変換することになり、当該差動モード信号は、ＲＦ信号１１０へと戻るように伝播されることになると共に、上記局部発振器周波数で上記ＲＦアンテナから放射されることもあり得る。
【０００５】
たとえ局部発振器１２０の真の相補出力を利用しても、ミキサ１５０内のコンポーネント値のランダムな不整合は、１又は２以上のトランジスタのＤＣオフセットに影響することがあり、その結果、局部発振器１２０の相補出力同士が交差する場所からのオフセットが、個々のトランジスタのペアのクロスオーバーポイントとなる。そのようなオフセットは、もはや１対１ではないようなマーク対スペース比を生成することになり、テールノード１５１，１５２における信号は整合しないことになる。この不整合は、テールノード１５１，１５２における入力トランスコンダクタンスのバランスのいかんに拘らず、ＲＦ信号１１０へと伝播されると共に、上記ＲＦアンテナから放射される上記局部発振器周波数の差動モード信号を生成することもあり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、ダイレクトコンバージョン受信機の局部発振器内におけるリーク量を低減することである。本発明の更なる目的は、当該局部発振器内における残留リークを共通モードリークに変換することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のこれらの及びその他の目的は、ダイレクトコンバージョンミキサ内のコンポーネント不整合によって引き起こされるバイアスオフセットの度合（ｍｅａｓｕｒｅ）を出力する検出器と、この度合に基づき、前記バイアスオフセットを低減する補正ネットワーク（ｃｏｒｒｅｃｔｉｖｅ  ｎｅｔｗｏｒｋ）とを含むダイレクトコンバージョン受信機によって達成される。前記ダイレクトコンバージョンミキサは、局部発振器（ＬＯ）信号との混合によって無線周波数（ＲＦ）入力信号を復調し、差動ベースバンド出力信号を出力する。差動ピーク検出器は、前記ミキサの差動出力の各側におけるピーク信号値を比較し、差動積分器は、これらのピーク信号値間の差分を平均し、前記バイアスオフセットの度合を出力する。前記補正ネットワークは、補正オフセットを、前記差動出力を出力するような、しかし局部発振器接続線（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ）に対向するような、個々のスイッチングペアの個々の局部発振器パスに加える。前記補正オフセットを各ペアの対向トランジスタに適用することにより、ペア間のスイッチング時間の差分は低減され、これに応じて、前記局部発振器からＲＦ入力段への差動モードリークが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、添付の図面を参照して、更に詳細に且つ例示として説明される。
【０００９】
当該図面を通じて、同一の参照番号は、類似の又は対応する特徴又は機能を指し示す。
【００１０】
図２は、この発明によるバイアスオフセット補正を利用したダイレクトコンバージョン受信機２００の一例を概略的に示している。受信機２００は、ミキサ２５０内のコンポーネントのばらつきの影響を最小化するように混合トランジスタＴ１Ａ，Ｔ１Ｂ，Ｔ２Ａ，及びＴ２Ｂのバイアスレベルを調整する補正ネットワーク２４０、という追加部分と共に、従来技術の図１のミキサ１５０に対応するミキサ２５０を含んでいる。
【００１１】
図１に図示されているような差動ダイレクトコンバージョン受信機の理想的な実施態様においては、入力ＲＦ信号は、局部発振器の複数の対称半サイクルと交互に（ａｌｔｅｒｎａｔｅｌｙ）混合され、各半サイクルは、ミキサの各差動ブランチにおいて交互のトランジスタにより処理される。理想ミキサ内の対称構造及び処理に起因して、差動電圧出力Ｖｏｕｔの各側又は各位相ＶｏｕｔＡ及びＶｏｕｔＢは、共通ＤＣレベルに対して等しく且つ反対の信号偏位（ｅｑｕａｌ  ａｎｄ  ｏｐｐｏｓｉｔｅ  ｓｉｇｎａｌ  ｅｘｃｕｒｓｉｏｎｓ）を示す。トランジスタのバイアスに影響するミキサ内のコンポーネントのばらつきは、個々のトランジスタのペアのクロスオーバーポイントをシフトさせることになり、トランジスタのペア内の及び／又はトランジスタのペア間の非平衡を引き起こすことになる。言及を容易にするために、非平衡という用語は以下、理想ミキサの対称応答と相違する応答を言及するために使用される。
【００１２】
この発明は、ミキサ内のコンポーネントのばらつきによって引き起こされる非平衡（ｉｍｂａｌａｎｃｅｓ）が、ダイレクトコンバージョンミキサの差動出力の位相間の非平衡（ｉｍｂａｌａｎｃｅ）を引き起こし、差動出力における非平衡（ｉｍｂａｌａｎｃｅ）の度合が、そのような非平衡（ｉｍｂａｌａｎｃｅｓ）のためのミキサを補正するために使用可能である、という観察を基礎としている。
【００１３】
図２に図示されているように、バイアスエラー検出器２３０は、差動出力Ｖｏｕｔの反対位相ＶｏｕｔＡ及びＶｏｕｔＢ内の非平衡を検出する。検出された非平衡は、トランジスタＴ１Ａ，Ｔ１Ｂ，Ｔ２Ａ，及びＴ２Ｂそれぞれのバイアスを調整するための補正信号ＣＡ及びＣＢを出力するために、補正ネットワーク２４０内のバイアスエラー補正器２４５に出力される。
【００１４】
補正信号ＣＡ及びＣＢはそれぞれ、ＶｏｕｔＡ及びＶｏｕｔＢの非平衡に直接的に関連付けられる。図示されているように、補正信号ＣＡ及びＣＢは、局部発振器１２０に対向的に印加される。即ち、補正信号ＣＡは、ＶｏｕｔＢに影響を与えるようにトランジスタＴ１Ｂ及びＴ２Ｂに印加され、補正信号ＣＢは、ＶｏｕｔＡに影響を与えるするようにトランジスタＴ２Ａ及びＴ２Ａに印加される。補正を局部発振器１２０に対向的に印加することにより、Ｔ１Ａ−Ｔ１ＢとＴ２Ａ−Ｔ２Ｂのペア間のスイッチング時間の差分が低減され、これに応じて、局部発振器からＲＦ入力段への差動モードリークが低減される。
【００１５】
図３は、この発明によるバイアスエラー検出器２３０及び補正ネットワーク２４０の一例を概略的に示しているが、もっとも、差動出力ペアの各位相内又は各位相間の非平衡を検出するための、及び非平衡を補償するためにミキサ２５０に補正信号ＣＡ及びＣＢを提供するためのその他の技術は、当業者にはこの開示の観点から明らかであろう。
【００１６】
当該一例のバイアスエラー検出器２３０は、差動出力ペアの共通ＤＣ電位を除去するように差動増幅器を備えており、当該差動増幅器の後ろには、共通ＤＣ電位に比例する（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｔｏ）差動出力ペアの各位相のピーク偏位を測定するためのピーク検出器を構成するように、整流器−キャパシタのペアが続いている。理想ミキサ内では、共通ＤＣレベルに対するＶｏｕｔＡ及びＶｏｕｔＢのピーク偏位が等しくなることになり、非理想ミキサ内では、コンポーネントのばらつきがピーク値同士を相違させることになる。補正ネットワーク２４０は、ピーク値間の差分を平均して補正値ＣＡ，ＣＢを生成する差動積分器２４５を含んでいる。加算デバイスＳ１Ａ，Ｓ１Ｂ，Ｓ２Ａ，及びＳ２Ｂは、補正値ＣＢ，ＣＡを、対向する（ｏｐｐｏｓｉｎｇ）局部発振器信号ＬＯ（Ａ），ＬＯ（Ｂ）に加えて、対応する（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ）トランジスタＴ１Ａ，Ｔ１Ｂ，Ｓ２Ａ，及びＳ２Ｂのバイアスをそれぞれ調整する。
【００１７】
図３はまた、加算デバイスＳ１Ｂの一例を示している。補正信号は、大きな抵抗Ｒ１を介して印加され、局部発振器パス内のより小さな抵抗Ｒ２に比例する。この方法では、抵抗Ｒ２は、共通モードバイアスを設定するが、抵抗Ｒ１は、差動出力Ｖｏｕｔの位相間の非平衡に基づくバイアスを修正する。効果的なＡＣカップリングを促進するように、局部発振器も、混合トランジスタに容量的に結合されている。
【００１８】
前記内容は単に、本発明の原理を示している。従って、当業者は、本文中で明示的には説明されていない又は示されていないにも拘らず、本発明の原理を具体化し、その結果、本特許請求の範囲の精神及び領域内に属するような様々なアレンジメントを案出できることになることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来技術のダイレクトコンバージョン受信機の一例を概略的に示している。
【図２】この発明によるバイアスオフセット補正を利用したダイレクトコンバージョン受信機の一例を概略的に示している。
【図３】この発明によるバイアスエラー検出器及び補正ネットワークの一例を概略的に示している。
【図１】
2007516624.tif 000003
【図２】
2007516624.tif 000004
【図３】
2007516624.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月17日(2006.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動無線周波数信号及び差動局部発振器信号を受信し、それらから差動出力信号を生成するように構成されているミキサと、
前記ミキサに動作可能に結合されており、前記差動出力信号を受信するように、且つ、それから前記差動出力信号の非平衡の度合を生成するように構成されているバイアスエラー検出器と、
前記バイアスエラー検出器及び前記ミキサに動作可能に結合されており、差動補正信号を前記ミキサに印加して前記非平衡を低減するように構成されている補正ネットワークと、
を備えるダイレクトコンバージョン受信機。
【請求項２】
前記バイアスエラー検出器は、前記差動出力信号の各位相に対応するピーク信号値を検出するように構成されている差動ピーク検出器を含み、前記非平衡の度合は前記ピーク信号値間の差分に依存する、請求項１に記載のダイレクトコンバージョン受信機。
【請求項３】
前記補正ネットワークは、前記差動出力信号の各位相に対応する前記ピーク信号値を平均して前記差動補正信号を生成するように構成されている差動積分器を含む、請求項２に記載のダイレクトコンバージョン受信機。
【請求項４】
前記補正ネットワークは、前記差動出力信号の前記非平衡の度合を平均するように構成されている差動積分器を含む、請求項１に記載のダイレクトコンバージョン受信機。
【請求項５】
局部発振器信号を無線周波数信号と合成して、ベースバンド出力信号を出力するためのミキサであって、
前記ミキサは第１のトランジスタペアを備え、前記第１のトランジスタペアは、
前記局部発振器信号の第１の位相と第１の補正信号とに依存する第１のバイアス入力を受信するベースと、前記ベースバンド出力信号の第１の位相に結合されているコレクタと、前記無線周波数信号の第１の位相に結合されているエミッタとを有する第１のトランジスタと、
前記局部発振器信号の第２の位相と第２の補正信号とに依存する第２のバイアス入力を受信するベースと、前記ベースバンド出力信号の第２の位相に結合されているコレクタと、前記無線周波数信号の前記第１の位相に結合されているエミッタとを有する第２のトランジスタとを含み、
前記ミキサは更に第２のトランジスタペアを備え、前記第２のトランジスタペアは、
前記局部発振器信号の前記第２の位相と前記第１の補正信号とに依存する第３のバイアス入力を受信するベースと、前記ベースバンド出力信号の前記第１の位相に結合されているコレクタと、前記無線周波数信号の第２の位相に結合されているエミッタとを有する第３のトランジスタと、
前記局部発振器信号の前記第１の位相と前記第１の補正信号とに依存する第４のバイアス入力を受信するベースと、前記ベースバンド出力信号の前記第２の位相に結合されているコレクタと、前記無線周波数信号の前記第２の位相に結合されているエミッタとを有する第４のトランジスタとを含み、
前記第２の補正信号は、前記ベースバンド出力信号の前記第１の位相に対応する第１の非平衡の度合に基づき、前記第１の補正信号は、前記ベースバンド出力信号の前記第２の位相に対応する第２の非平衡の度合に基づくミキサ。
【請求項６】
前記無線周波数信号の前記第１の位相に基づき、前記第１及び第２のトランジスタのエミッタを通過する電流を制御する第１の電流生成器と、前記無線周波数信号の前記第２の位相に基づき、前記第３及び第４のトランジスタのエミッタを通過する電流を制御する第２の電流生成器とを更に含む、請求項５に記載のミキサ。
【請求項７】
前記ベースバンド出力信号の前記第１の位相のピーク偏位に対応する第１のピーク信号と、前記ベースバンド出力信号の前記第２の位相のピーク偏位に対応する第２のピーク信号とを出力するように構成されている差動ピーク検出器を更に含み、前記第１の非平衡の度合は前記第１のピーク信号に基づき、前記第２の非平衡の度合は前記第２のピーク信号に基づく、請求項５に記載のミキサ。
【請求項８】
前記第１のピーク信号の平均に対応する前記第１の非平衡の度合と、前記第２のピーク信号の平均に対応する前記第２の非平衡の度合とを出力するように構成されている積分器を更に含む、請求項７に記載のミキサ。
【請求項９】
ダイレクトコンバージョンミキサからのリークを低減する方法であって、前記ダイレクトコンバージョンミキサの出力信号と関連する非平衡の程度を測定し、前記非平衡の程度に基づき、前記ダイレクトコンバージョンミキサ内の１又は２以上のスイッチングデバイスのバイアスポイントを調整する方法。
【請求項１０】
前記ダイレクトコンバージョンミキサの前記出力信号は、第１の位相及び第２の位相を有する差動信号であり、前記非平衡の程度の測定では、前記第１の位相と関連する非平衡を測定し、前記第２の位相と関連する非平衡を測定する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記バイアスポイントの調整では、前記第２の位相と関連する前記非平衡に基づき、前記第１の位相を制御する１又は２以上のスイッチングデバイスのバイアスポイントを調整し、前記第１の位相と関連する前記非平衡に基づき、前記第２の位相を制御する１又は２以上のスイッチングデバイスのバイアスポイントを調整する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の位相及び前記第２の位相と関連する前記非平衡の測定では、前記第１の位相及び前記第２の位相のピーク偏位を測定する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記非平衡の程度の測定では、前記出力信号のピーク偏位を測定する、請求項９に記載の方法。
【国際調査報告】
2007516624.tif 000006
2007516624.tif 000007