(57)【要約】【課題】広帯域周波数の入力信号に対して、良好なゲインおよび線形性を安定して奏することができるミキサー回路を提供すること。【解決手段】第１の電流源１と、ＲＦ信号を増幅する増幅段２と、この増幅段２が増幅した信号とＬＯ信号とを混合するスイッチ段３と、出力負荷４とを接続し、増幅段２とスイッチ段３との間の接続点に、第２の電流源５を接続する。ＬＯ信号発生器６が発生するＬＯ信号の強度に基いて、ＬＯ信号モニター回路７によって、第２電流源５からの電流値を制御して、スイッチ段３の動作電流を適切化する。スイッチ段３と出力負荷４との間の接続点から、ゲインおよび線形性が良好なＩＦ信号が出力される。【選択図】  図１
2004336625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電流源と、この第１の電流源に接続されると共に、第１の入力信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段に接続されると共に、上記増幅された第１の入力信号と、第２の入力信号とを混合して負荷に出力するスイッチ手段とを備えたミキサー回路において、
上記増幅手段とスイッチ手段との間の接続点に接続された第２の電流源と、
上記第２の電流源と接続点との間に流れる電流値を上記第２の入力信号に応じて制御する第２電流制御手段とを備えることを特徴とするミキサー回路。
【請求項２】
請求項１に記載のミキサー回路において、
上記第２の電流源は、上記第２の入力信号に拘らず所定値の電流を生成する電流生成部と、この電流生成部からの電流の値を上記第２の入力信号に応じた値に調節する電流調節部とを含むことを特徴とするミキサー回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載のミキサー回路において、
上記第２電流制御手段は、上記第２の入力信号の強度を検出する信号強度検出手段と、この信号強度検出手段からの信号を受けて、上記第２の電流源に送る制御信号を生成する制御信号生成手段とからなることを特徴とするミキサー回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のミキサー回路において、
上記第２電流制御手段または信号強度検出手段は、上記第２の入力信号が入力される第１の入力端子と、
上記第１の入力端子に接続された第１のキャパシタと、
上記第１のキャパシタの上記第１の入力端子に接続された電極と反対側の電極に接続されたゲートと、上記第１の入力端子に接続されたドレインとを有する第１のトランジスタと、
上記第２の入力信号が入力される第２の入力端子と、
上記第２の入力端子に接続された第２のキャパシタと、
上記第２のキャパシタの上記第２の入力端子に接続された電極と反対側の電極に接続されたゲートと、上記第２の入力端子に接続されたドレインとを有する第２のトランジスタと、
上記第１のトランジスタのソースと、上記第２のトランジスタのソースとを接続する接続点と、
上記接続点に連なるローパスフィルタと、
上記ローパスフィルタに連なる出力点とを含むことを特徴とするミキサー回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のミキサー回路において、
上記第２の入力信号は差動信号であり、この差動信号を構成する２つの信号のうちの１つの信号が、上記第２電流制御手段または上記信号強度検出手段の第１の入力端子に入力され、上記差動信号を構成する２つの信号のうちの他方の信号が、上記第２電流制御手段または上記信号強度検出手段の第２の入力端子に入力されることを特徴とするミキサー回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載のミキサー回路において、
上記増幅手段は、第１および第２のトランジスタからなる第１の差動対を備え、上記第１および第２のトランジスタは、ゲートに上記第１の入力信号が各々入力されると共に、ソースが上記第１の電流源に各々接続されており、
上記スイッチ手段は、第３および第４のトランジスタからなる第２の差動対と、第５および第６のトランジスタからなる第３の差動対とを備え、上記第３および第４のトランジスタは、ゲートに上記第２の入力信号が入力されると共に、ソースが上記第１のトランジスタのドレインに接続されている一方、上記第５および第６のトランジスタは、ゲートに上記第２の入力信号が入力されると共に、ソースが上記第２のトランジスタのドレインに接続されており、
上記スイッチ手段から第１の入力信号と第２の入力信号との混合信号が出力される負荷は、第１の負荷手段と第２の負荷手段からなり、上記第１の負荷手段に、上記第３および第５のトランジスタのドレインが接続されている一方、上記第２の負荷手段に、上記第４および第６のトランジスタのドレインが接続されており、
上記第２の電流源は、第７および第８のトランジスタを備え、上記第７のトランジスタのドレインに、上記第２の差動対の第３および第４のトランジスタのソースが接続されていると共に、上記第８のトランジスタのドレインに、上記第３の差動対の第５および第６のトランジスタのソースが接続されており、
上記第２の入力信号に応じて上記第２電流制御手段から出力された信号が、上記第２の電流源の第７および第８トランジスタのゲートに各々入力されるようになっていることを特徴とするミキサー回路。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載のミキサー回路において、
上記第１の電流源と、上記増幅手段と、上記スイッチ手段と、上記第２の電流源と、上記第２電流制御手段と、上記第２の入力信号を生成する第２入力信号生成手段とが、同一の半導体基板上に形成されていることを特徴とするミキサー回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミキサー回路に関し、特に、入力信号の周波数帯域が広い例えばテレビジョン受像機等に好適なミキサー回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば無線通信機やテレビジョン受像機などにおいて、音声や映像などを表す情報信号を、この情報信号の伝送に用いられる高周波信号から取り出すために、ミキサー回路が用いられている。この種のミキサー回路は、情報信号を含むＲＦ（高周波数）信号に、ＬＯ（ローカル発振機）信号を乗算することによって周波数変換を行って、ＩＦ（中間周波数）信号を生成する。特に、ケーブルテレビジョンのチューナ等に用いられる広帯域受信回路等は、多チャンネルの信号を同時に受けるので、所定の変換利得を確保する必要があり、さらに、チャンネル間の相互干渉を防ぐため、線形性が高くて歪の小さいミキサー回路が必要となる。
【０００３】
このようなミキサー回路としては、いわゆるギルバートセルを用いたギルバート型ミキサー回路が多く用いられており、このギルバート型ミキサー回路としては、図６に示すようなものがある。
【０００４】
図６のミキサー回路は、回路に流れる電流を供給および制御する電流源１０１，１０２と、回路の変換利得に関わる利得トランジスタＭ１０３，Ｍ１０４と、周波数変換を行うためのスイッチトランジスタＭ１０５，Ｍ１０６，Ｍ１０７，Ｍ１０８と、出力負荷１０９，１１０と、回路の線形性を改善するためのインピーダンス素子１１１とから成る。上記トランジスタＭ１０３とＭ１０４、トランジスタＭ１０５とＭ１０６、および、トランジスタＭ１０７とＭ１０８は、それぞれ差動対を構成している。
【０００５】
しかしながら、上記ギルバート型ミキサー回路は、この回路に流れる電流の値は電流源１０１，１０２によって決定されるので、利得トランジスタＭ１０３，Ｍ１０４を流れる電流値を決めてしまうと、自動的に、スイッチトランジスタＭ１０５，Ｍ１０６，Ｍ１０７，Ｍ１０８を流れる電流値も決まってしまう。このような条件では、利得トランジスタＭ１０３，Ｍ１０４とスイッチトランジスタＭ１０５，Ｍ１０６，Ｍ１０７，Ｍ１０８を、各々の最適な条件で動作させることができない。したがって、ミキサー回路の変換利得と線形性とを良好に両立させることが難しい。
従来、このような問題を解決するため、図７に示すようなミキサー回路が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
図７のミキサー回路は、図６のギルバート型ミキサー回路に、新たに電流パス１１２，１１３を設けて、利得トランジスタＭ１０３，Ｍ１０４に流す電流の値と、スイッチトランジスタＭ１０５，Ｍ１０６，Ｍ１０７，Ｍ１０８に流す電流の値とを異ならせるようにしている。上記利得トランジスタＭ１０３，Ｍ１０４に流す電流値と、上記スイッチトランジスタＭ１０５，Ｍ１０６，Ｍ１０７，Ｍ１０８に流す電流値とを、互いに異なる最適値に各々設定することによって、ミキサー回路の線形性および変換電圧利得を向上するようにしている。また、上記線形性および変換電圧利得のうちの一方を向上させることによって、ミキサー回路全体としての特性バランスを向上するようにしている。
【０００７】
図８は、図７のミキサー回路において、利得トランジスタＭ１０３，Ｍ１０４に流れる電流を一定（８０ｍＡ）に保った状態で、上記電流パス１１２，１１３に流れる電流（Ｉｐａｔｈ）を変えた場合のゲイン（利得）と線形性の変化を示す図である。図８において、横軸は電流パス１１２，１１３に流れる電流Ｉｐａｔｈ（ｍＡ）であり、縦軸は回路の線形性を表す値であるＩＩＰ３（第３次インタセプタ・ポインタ）（ｄＢｍ），ＯＩＰ３（第３次出力インタセプタ・ポインタ）（ｄＢｍ），およびゲイン（ｄＢ）である。上記線形性値ＩＩＰ３，ＯＩＰ３の値が大きいほど線形性が良いといえる。図８から分かるように、上記電流パス１１２，１１３に流れる電流値Ｉｐａｔｈが増加するにつれて、ゲインが増大する。一方、線形性については、上記電流パス１１２，１１３に流れる電流値Ｉｐａｔｈが２０〜３０ｍＡ程度であるときに最適になることがわかる。ここで、電流パス１１２、１１３が無い図６のミキサー回路は、電流値Ｉｐａｔｈが０ｍＡの場合に相当する。したがって、図７に示すように電流パス１１２，１１３を設け、この電流パス１１２，１１３の電流を調整することによって、ゲインについては１．５〜２ｄＢ向上することができ、また、線形性値ＩＩＰ３については０．５ｄＢ程度向上することができるといえる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−５９１４７号公報（第２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のミキサー回路は、広い周波数帯域のうち、全ての周波数に対しては、利得および線形性の向上を両立できないという問題がある。
【００１０】
より詳しくは、図７のミキサー回路において、上記利得トランジスタＭ１０３，Ｍ１０４に入力されるＲＦ信号について、このＲＦ信号を変調するためのＬＯ信号を、スイッチトランジスタＭ１０５、Ｍ１０６、Ｍ１０７、Ｍ１０８に加える。したがって、このＬＯ信号を発生する発生器が必要になる。このＬＯ信号の発生器は、集積回路に作り込まれた場合、生成するＬＯ信号の強度を望ましい値に調節することが困難となる。また、テレビジョンチューナーのように、広帯域周波数の信号から所定のチャンネルに対応する信号を選択するためには、ＬＯ信号もまた、広帯域周波数の中から必要な周波数を選択する必要がある。このような広帯域周波数に対応するＬＯ信号の発生器は、出力周波数によって出力強度が変化する。また、発生すべき周波数によっては、その周波数の信号を、複数の信号発生器によってカバーする必要が生じる。このように複数の信号発生器でＬＯ信号を生成すると、信号発生器の間で出力強度に差が生じる。このように、上記ＬＯ信号の出力強度を所定値に調節することは困難であり、このＬＯ信号の強度が変化によって、ミキサー回路の特性が変化してしまう。
【００１１】
図９（ａ），（ｂ）は、ＬＯ信号の強度が６ｄＢｍ，８ｄＢｍである場合について、図７のミキサー回路の電流パス１１２，１１３に流す電流値（Ｉｐａｔｈ）を変化させた場合のミキサー回路の線形性値（ＩＩＰ３）の変化と、ゲインの変化とを各々示した図である。図９（ａ）によれば、ＬＯ信号の強度が６ｄＢｍである場合には、電流パスの電流値Ｉｐａｔｈが３０ｍＡのときに線形性値ＩＩＰ３が最大になるのに対して、ＬＯ信号の強度が８ｄＢｍの場合には、電流パスの電流値Ｉｐａｔｈが３０ｍＡのときには、線形性値ＩＩＰ３が最大値から１．５ｄＢ程度も低下してしまう。上記ＬＯ信号の強度が８ｄＢｍの場合の線形性値ＩＩＰ３は、電流パスの電流値Ｉｐａｔｈが１５ｍＡのときに最大となる。そして、図９（ｂ）によれば、ＬＯ信号の強度が６ｄＢｍの場合であって電流パスの電流値Ｉｐａｔｈが３０ｍＡのときのゲインと、ＬＯ信号の強度が８ｄＢｍの場合であって電流パスの電流値Ｉｐａｔｈが１５ｍＡのときのゲインとが、略同じ値になっている。
【００１２】
一方、図９（ａ）において、ＬＯ信号の強度が６ｄＢｍの場合であって電流パスの電流値Ｉｐａｔｈが３０ｍＡのときの線形性値ＩＩＰ３の値は、ＬＯ信号の強度が８ｄＢｍの場合であって電流パスの電流値Ｉｐａｔｈが３０ｍＡのときの線形性の値ＩＩＰ３に比較的近い。しかしながら、この電流値Ｉｐａｔｈ近傍では、線形性値ＩＩＰ３の電流値Ｉｐａｔｈに対する依存性が大きいので、現実の電流値Ｉｐａｔｈが設計値と僅かにずれた場合、線形特性が大幅に変化してしまう。
【００１３】
図７の従来のミキサー回路では、上記電流パス１１２，１１３の電流値Ｉｐａｔｈを所定の値に固定しているので、広い周波数帯域に対応してＬＯ信号の周波数を変えると、このＬＯ信号の強度が変化し、このＬＯ信号の強度の変化によって、上述のようなゲインおよび線形性が大幅に変化してしまうのである。したがって、従来のミキサー回路は、広い周波数帯域の入力信号に対して、ゲインおよび線形性を安定して保持できないという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、広帯域周波数の入力信号に対して、良好なゲインおよび線形性を安定して奏することができるミキサー回路を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のミキサー回路は、第１の電流源と、この第１の電流源に接続されると共に、第１の入力信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段に接続されると共に、上記増幅された第１の入力信号と、第２の入力信号とを混合して負荷に出力するスイッチ手段とを備えたミキサー回路において、
上記増幅手段とスイッチ手段との間の接続点に接続された第２の電流源と、
上記第２の電流源と接続点との間に流れる電流値を上記第２の入力信号に応じて制御する第２電流制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、上記増幅手段に入力された第１の入力信号は、上記増幅手段によって増幅される。上記増幅手段は、上記第１の電流源によって規定される電流で動作する。この増幅手段で増幅された信号と、上記スイッチ手段に入力される第２の入力信号とが、上記スイッチ手段によって混合されて、混合信号が生成される。上記スイッチ手段は、上記第１の電流源で規定される電流と、上記第２の電流源からの電流との差分によって動作する。上記混合信号は、上記スイッチ手段から負荷に出力される。ここで、上記第２の入力信号の例えば周波数が変化して信号強度が変化した場合、上記第２電流制御手段によって、上記第２の入力信号に応じて、上記第２の電流源が出力する電流量が制御される。したがって、上記第２の入力信号の信号強度が変化しても、上記スイッチ手段から出力される混合信号は、ゲインおよび線形性が殆ど変化しない。その結果、安定して良好なゲインおよび線形性を有するミキサー回路が得られる。
【００１７】
１実施形態のミキサー回路は、上記第２の電流源は、上記第２の入力信号に拘らず所定量の電流を生成する電流生成部と、この電流生成部からの電流の値を上記第２の入力信号に応じた値に調節する電流調節部とを含む。
【００１８】
上記実施形態によれば、上記電流生成部として例えば定電流電源を用いると共に、上記電流調節部として例えばトランジスタを用いることによって、良好なゲインおよび線形性を有するミキサー回路が、簡易に構成される。
【００１９】
１実施形態のミキサー回路は、上記第２電流制御手段は、上記第２の入力信号の強度を検出する信号強度検出手段と、この信号強度検出手段からの信号を受けて、上記第２の電流源に送出する制御信号を生成する制御信号生成手段とからなる。
【００２０】
上記実施形態によれば、上記信号強度検出手段によって、上記第２の入力信号の強度が検出され、この検出された第２の入力信号の強度に応じて、上記制御信号生成手段によって制御信号が生成され、上記第２の電流源に送出される。上記制御信号を受けた第２の電流源は、この制御信号に基いて、出力する電流量を変更する。したがって、上記第２の入力信号の例えば周波数の変化に伴って信号強度が変化した場合においても、上記第２の電流源からの電流と上記第１の電流源からの電流との差分で動作する上記スイッチ手段の動作が適切化される。その結果、上記スイッチ手段から出力される混合信号は、ゲインおよび線形性が安定して良好に保持される。
【００２１】
１実施形態のミキサー回路は、上記第２電流制御手段または信号強度検出手段は、上記第２の入力信号が入力される第１の入力端子と、
上記第１の入力端子に接続された第１のキャパシタと、
上記第１のキャパシタの上記第１の入力端子に接続された電極と反対側の電極に接続されたゲートと、上記第１の入力端子に接続されたドレインとを有する第１のトランジスタと、
上記第２の入力信号が入力される第２の入力端子と、
上記第２の入力端子に接続された第２のキャパシタと、
上記第２のキャパシタの上記第２の入力端子に接続された電極と反対側の電極に接続されたゲートと、上記第２の入力端子に接続されたドレインとを有する第２のトランジスタと、
上記第１のトランジスタのソースと、上記第２のトランジスタのソースとを接続する接続点と、
上記接続点に連なるローパスフィルタと、
上記ローパスフィルタに連なる出力点とを含む。
【００２２】
上記実施形態によれば、上記第１の入力端子に入力される上記第２の入力信号について、この第２の入力信号の強度に応じて直流信号が生成され、この生成された直流信号が上記出力点から制御信号として出力される。この制御信号を、例えば、上記第２の電流源が含むトランジスタのゲートに供給することによって、この第２の電流源が出力する電流量を適切に調節することができる。例えば、上記第２の入力信号の強度が減少した場合、上記第２の電流源に、電流値を増大させる制御信号を供給することができる。一方、上記第２の入力信号の強度が増大した場合、上記第２の電流源に、電流値を減少させる制御信号を供給することができる。その結果、上記第２の電流源からの電流と上記第１の電流源からの電流との差分で動作する上記スイッチ手段の動作が適切化されて、このスイッチ手段から出力される混合信号は、ゲインおよび線形性が安定して良好に保たれる。
【００２３】
１実施形態のミキサー回路は、上記第２の入力信号は差動信号であり、この差動信号を構成する２つの信号のうちの１つの信号が、上記第２電流制御手段または上記信号強度検出手段の第１の入力端子に入力され、上記差動信号を構成する２つの信号のうちの他方の信号が、上記第２電流制御手段または上記信号強度検出手段の第２の入力端子に入力される。
【００２４】
上記実施形態によれば、上記第２の入力信号に差動信号を用いた場合、この差動信号の強度に応じて適切な制御信号が生成できる。その結果、良好なゲインおよび線形特性を有し、かつ、高周波信号に対して耐ノイズ性能が高いミキサー回路を形成できる。
【００２５】
１実施形態のミキサー回路は、上記増幅手段は、第１および第２のトランジスタからなる第１の差動対を備え、上記第１および第２のトランジスタは、ゲートに上記第１の入力信号が各々入力されると共に、ソースが上記第１の電流源に各々接続されており、
上記スイッチ手段は、第３および第４のトランジスタからなる第２の差動対と、第５および第６のトランジスタからなる第３の差動対とを備え、上記第３および第４のトランジスタは、ゲートに上記第２の入力信号が入力されると共に、ソースが上記第１のトランジスタのドレインに接続されている一方、上記第５および第６のトランジスタは、ゲートに上記第２の入力信号が入力されると共に、ソースが上記第２のトランジスタのドレインに接続されており、
上記スイッチ手段から第１の入力信号と第２の入力信号との混合信号が出力される負荷は、第１の負荷手段と第２の負荷手段からなり、上記第１の負荷手段に、上記第３および第５のトランジスタのドレインが接続されている一方、上記第２の負荷手段に、上記第４および第６のトランジスタのドレインが接続されており、
上記第２の電流源は、第７および第８のトランジスタを備え、上記第７のトランジスタのドレインに、上記第２の差動対の第３および第４のトランジスタのソースが接続されていると共に、上記第８のトランジスタのドレインに、上記第３の差動対の第５および第６のトランジスタのソースが接続されており、
上記第２の入力信号に応じて上記第２電流制御手段から出力された信号が、上記第２の電流源の第７および第８トランジスタのゲートに各々入力されるようになっている。
【００２６】
上記実施形態によれば、上記増幅手段では、上記第１および第２のトランジスタのゲートに入力される上記第１の入力信号が増幅される。この増幅手段の第１および第２のトランジスタは、上記第１の電流源によって規定される電流が流れる。上記スイッチ手段では、上記第３および第４のトランジスタからなる第２の差動対と、上記第５および第６のトランジスタからなる第３の差動対とについて、各々のソースに上記増幅手段のドレインが接続されていると共に、各々のゲートに上記第２の入力信号が入力されることによって、上記第１の入力信号と第２の入力信号とが混合されてなる混合信号が生成される。この混合信号は、上記スイッチ手段の第２の差動対のドレインと上記第１の負荷手段との間と、上記第３の差動対のドレインと上記第２の負荷手段との間とから、差動信号として出力される。上記スイッチ手段は、上記第１の電流源によって動作電流が規定される増幅手段からの電流と、上記第２の電流源からの電流との差分によって、駆動される。ここで、上記第２の電流源が備える上記第７および第８のトランジスタからの電流が、上記第２の入力信号に応じて上記第２電流制御手段によって制御される。その結果、上記スイッチ手段には、上記第２の入力信号の例えば信号強度に応じて適切な動作電流が供給されるので、広帯域周波数の信号に対して良好なゲインおよび線形性が得られる。
【００２７】
１実施形態のミキサー回路は、上記第１の電流源と、上記増幅手段と、上記スイッチ手段と、上記第２の電流源と、上記第２電流制御手段と、上記第２の入力信号を生成する第２入力信号生成手段とが、同一の半導体基板上に形成されている。
【００２８】
上記実施形態によれば、上記半導体基板に、上記第１の電流源および増幅手段等と共に形成された上記第２入力信号生成手段は、第２の入力信号の強度の調節が行ない難いにも拘らず、上記第２電流制御手段によって、この第２の入力信号の強度に応じて、上記第２の電流源からの電流値が調節される。したがって、上記スイッチ手段の動作電流が上記第２の入力信号の強度に応じて適切化されるので、上記スイッチ手段から出力される混合信号は、良好なゲインおよび線形性が得られる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態のミキサー回路を示す概略構成図である。本実施形態のミキサー回路は、第１の電流源１と、増幅手段としての増幅段２と、スイッチ手段としてのスイッチ段３と、負荷手段としての出力負荷４とを順次接続し、上記増幅段２と上記スイッチ段３との間の接続点に、第２の電流源５を接続している。上記増幅段２には、第１の入力信号としてのＲＦ信号を入力し、上記スイッチ段３には、第２の入力信号としてのＬＯ信号を入力する。上記スイッチ段３によって、上記ＲＦ信号が増幅段２で増幅されてなる信号と、上記ＬＯ信号とを混合して出力負荷４に出力している。そして、上記スイッチ段３と出力負荷４との間から、ＩＦ信号を出力するようにしている。本実施形態のミキサー回路は、上記ＬＯ信号を生成する第２入力信号生成手段としてのＬＯ信号発生器６と、第２電流制御手段としてのＬＯ信号モニター回路７とを有する。このＬＯ信号モニター回路７は、上記ＬＯ信号発生器６からのＬＯ信号をモニターし、このＬＯ信号の強度に応じた制御信号を、上記第２の電流源５に送出する。このＬＯ信号モニター回路７からの制御信号によって、上記第２の電流源５からの電流値が制御されるようになっている。
【００３１】
図２は、図１のミキサー回路を詳細に示した回路図である。このミキサー回路は、第１の電流源としての２つのトランジスタＭ２１，Ｍ２２を備え、このトランジスタＭ２１，２２のゲートに、この第１の電流源からの電流値を制御するための制御入力端子１２が接続されている。
【００３２】
上記増幅段２は、第１および第２のトランジスタＭ１１，Ｍ１２で形成される第１の差動対２５で構成している。上記第１および第２のトランジスタＭ１１，Ｍ１２のソースに、上記第１の電流源としてのトランジスタＭ２１，２２のドレインが各々接続されている。また、上記第１および第２のトランジスタＭ１１，Ｍ１２の互いのソース間を、インピーダンス素子２２によって接続している。上記第１および第２のトランジスタＭ１１，Ｍ１２のゲートは、ＲＦ信号が入力される端子１１に接続されている。
【００３３】
上記スイッチ段３は、第３のトランジスタＭ１３と第４のトランジスタＭ１４からなる第２の差動対２６と、第５のトランジスタＭ１５と第６のトランジスタＭ１６からなる第３の差動対２７とからなる。上記第３のトランジスタＭ１３のゲートと、上記第６のトランジスタＭ１６のゲートとに、上記ＬＯ信号発生器２１からＬＯ信号が伝送される差動信号ライン１４の一方が接続されている。上記第４のトランジスタＭ１４のゲートと、上記第５のトランジスタＭ１５のゲートとに、上記ＬＯ信号発生器２１からＬＯ信号が伝送される差動信号ライン１４の他方が接続されている。上記第３のトランジスタＭ１３のソースと、第４のトランジスタＭ１４のソースとは、コモンに接続されていると共に、上記増幅段２の第１のトランジスタＭ１１のドレインに接続されている。上記第５のトランジスタＭ１５のソースと、第６のトランジスタＭ１６のソースとは、コモンに接続されていると共に、上記増幅段２の第２のトランジスタＭ１２のドレインに接続されている。一方、上記第３のトランジスタＭ１３のドレインと、上記第５のトランジスタＭ１５のドレインとは、コモンに接続されていると共に、第１の負荷手段としての第１の出力負荷２３に接続されている。また、上記第４のトランジスタＭ１４のドレインと、上記第６のトランジスタＭ１６のドレインとは、コモンに接続されていると共に、第２の負荷手段としての第２の出力負荷２４に接続されている。
【００３４】
上記スイッチ段３の第３および第４のトランジスタＭ１３，Ｍ１４のソースと、上記スイッチ段３の第５および第６のトランジスタＭ１５，Ｍ１６のソースとに、上記第２の電流源としての第７および第８のトランジスタＭ１７，Ｍ１８が各々接続されている。この第７および第８のトランジスタＭ１７，Ｍ１８は、第２の電流源として機能する。
【００３５】
上記第７および第８のトランジスタＭ１７，Ｍ１８のゲートは、上記ＬＯ信号モニター回路７に接続されている。このモニター回路７は、上記ＬＯ信号発生器６からのＬＯ信号をモニターし、このＬＯ信号の強度に応じて所定の制御信号を上記第７および第８のトランジスタＭ１７，Ｍ１８のゲートに供給する。つまり、第２電流源からの電流を、上記ＬＯ信号の強度に応じて調節している。これによって、上記第２電流源からの電流と、上記第１の電流源から増幅段２を経て供給される電流との差分であって、上記スイッチ段３に供給される電流を、調節するようにしている。
【００３６】
上記構成のミキサー回路において、上記増幅段２の端子１１にＲＦ信号を入力すると共に、上記ＬＯ信号発生器６が生成したＬＯ信号を、スイッチ段３の各トランジスタＭ１３，Ｍ１４，Ｍ１５，Ｍ１６のゲートに供給する。上記端子１１から入力されたＲＦ信号は、上記増幅段２の第１および第２トランジスタＭ１１，Ｍ１２によって増幅される。この増幅された信号が、上記スイッチ段３の各トランジスタＭ１３，Ｍ１４，Ｍ１５，Ｍ１６のソースに供給される。上記スイッチ段３は、各ゲートに供給される上記ＬＯ信号の周波数に従ってスイッチ動作を行い、その結果、各ソースに供給される増幅信号と、上記ＬＯ信号との混合信号が、ドレインに生成される。そして、このスイッチ段３のドレインと、上記第１および第２の出力負荷２３，２４との間の接続点に接続された端子１３から、上記ＩＦ信号が出力される。
【００３７】
ここで、上記ＬＯ信号発生器６が生成するＬＯ信号は、上記ＬＯ信号強度モニター回路７にも受け取られており、このＬＯ信号強度モニター回路７は、上記ＬＯ信号の強度に応じて、制御信号としてのＤＣ信号を生成する。このＤＣ信号は、第２の電流源としての第７および第８のトランジスタＭ１７，Ｍ１８に供給される。上記ＬＯ信号の強度が小さい場合、上記ＬＯ信号強度モニター回路７は、上記第７および第８のトランジスタＭ１７，Ｍ１８に供給するＤＣ信号を増大して、この第７および第８のトランジスタＭ１７，Ｍ１８による電流パスの電流値を増大させる。これによって、上記スイッチ段の各トランジスタＭ１３，Ｍ１４，Ｍ１５，Ｍ１６のソースに供給される電流であって、上記第１の電流源から供給される電流と、上記第２電源から供給される電流との差分の電流の値が減少する。つまり、上記スイッチ段の動作電流の大きさが、上記ＬＯ信号の強度に対応して制御される。その結果、このスイッチ段から出力される混合信号のゲインおよび線形性の変動を、効果的に低減することができる。
【００３８】
上記ＬＯ信号強度モニター回路７は、図９に示す電流パスの電流値と線形性との関係に基いて、上記第７および第８トランジスタＭ１７，Ｍ１８に供給するＤＣ信号を決定する。すなわち、ＬＯ信号の強度が６ｄＢｍの時には、１つの電流パスを流れる電流が３０ｍＡとなり、ＬＯ信号の強度が８ｄＢｍの時には、１つの電流パスを流れる電流が１５ｍＡとなるようなＤＣ信号を供給する。これによって、上記ＬＯ信号の強度の変化に対して、略一定のゲイン特性を保ち、かつ、そのＬＯ信号強度で得られる最大の線形性を確保できる。
【００３９】
本実施形態のミキサー回路は、図２に示すように、ミキサー回路のコア部２８と、上記ＬＯ信号の強度をモニターするＬＯ信号モニター回路７と、上記ＬＯ信号を生成するＬＯ信号発生器６とからなるが、これらの全てを１つの半導体基板上に集積することによって、良好なゲインおよび線形性を奏するチューナー回路等を、モノリシックで実現することが可能となる。また、上記ミキサー回路と、ＬＯ信号発生器６と、ＬＯ信号モニター回路７とをモノリシックで形成した場合、例えばＬＯ信号発生器６の特性が製品毎にバラツキが生じても、上記ＬＯ信号モニター回路７によってＬＯ信号の強度に基いて第２の電流源の電流値が調節されるので、上記モノリシックに形成されたミキサー回路は、特性のバラツキを効果的に除去することができる。その結果、良好な歩留まりでミキサー回路を製造できる。
【００４０】
図３は、上記ＬＯ信号モニター回路７の回路構成を示す図である。このＬＯ信号モニター回路７は、第１および第２の入力端子３１，３２と、この第１および第２の入力端子３１，３２に各々接続された第１および第３のキャパシタ３３，３４とを備える。上記第１のキャパシタ３３の上記第１の入力端子３１に接続されていない側には、第１のトランジスタＭ３１のゲートが接続され、この第１のトランジスタＭ３１のドレインは、上記第１の入力端子３１に接続されている。上記第２のキャパシタ３４の上記第２の入力端子３２に接続されていない側には、第２のトランジスタＭ３２のゲートが接続され、この第２のトランジスタＭ３２のドレインは、上記第２の入力端子３２に接続されている。上記第１のトランジスタＭ３１のソースと、上記第２のトランジスタＭ３２のソースとを接続し、この接続点３５が、ローパスフィルター３６を介して出力端子３７に接続されている。上記ローパスフィルター３６は、抵抗３８とキャパシタ３９とによって構成されている。また、上記第１および第２のトランジスタＭ３１，Ｍ３２のゲートには、夫々抵抗４０，４１を介して電圧源４２が接続されており、これによって、必要に応じて上記ゲートにバイアス電圧を供給することができる。
【００４１】
上記構成のＬＯ信号モニター回路７は、上記ＬＯ信号発生器６からの差動信号の一方が、上記第１の入力端子３１に入力されると共に、上記ＬＯ信号発生器６からの差動信号の他方が、上記第２の入力端子３２に入力される。この入力されたＬＯ信号の差動信号は、上記第１および第２のキャパシタ３３，３４と、第１および第２のトランジスタＭ３１，Ｍ３２とによって整流され、上記ローパスフィルター３６によって高周波成分が除去されて、上記ＬＯ信号の強度に応じた直流電圧として、上記出力端子３７から出力される。この出力端子３７から出力された直流電圧によって、上記第７および第８のトランジスタＭ１７，Ｍ１８による電流パスの電流値を制御することが可能となる。なお、ＬＯ信号モニター回路７は、図３に示す回路構成のものに限られず、他の回路構成を有するものでもよい。
【００４２】
図４は、本発明の他の実施形態の第２電流制御手段を示す図である。この制御手段は、ＬＯ信号の強度を検出する信号強度検出手段としてのＬＯ信号強度検出回路８１と、検出されたＬＯ信号の強度に応じて電圧を制御して、制御信号を生成する制御信号生成手段としての制御電圧調整回路８２とで構成している。この第２電流制御手段によれば、上記ＬＯ信号発生器６からのＬＯ信号の強度に基いて、第２電流源としての第７および第８トランジスタＭ１７，Ｍ１８における電流値を、より詳細に制御することができる。その結果、ミキサー回路のゲインおよび線形性を、さらに向上することができる。
【００４３】
上記実施形態では、第２の電流源のうちの１つの電流パスを、１つのトランジスタによって形成したが、上記第２の電流源は、１つの電流パスを、複数のトランジスタで構成することもできる。図５は、複数のトランジスタによって構成した電流パスを示す図である。この電流パスは、電流生成部としての第１トランジスタＭ５１と、電流調節部としての第２トランジスタＭ５２とで構成している。この電流パスでは、電流量が固定された制御電源５４によって、上記第１トランジスタ５１を所定値の電流が流れるように制御している。一方、上記第２トランジスタＭ５２を、ＬＯ信号強度モニター回路５３によって、ＬＯ信号の強度に応じた電流が流れるように制御している。これによって、ＬＯ信号の強度に拘らず電流パスに流すべき電流と、ＬＯ信号の強度に応じて変化させるべき電流とを独立して設定することができる。その結果、本発明を、幅広い用度のミキサー回路に適用することができる。また、上記実施形態において、１つの電流源は、１つのトランジスタで構成したが、例えばカスコード接続された複数のトランジスタを用いることによって、電流源としての性能向上を図ることができる。
【００４４】
また、ミキサー回路のコア部２８の回路構成についても、上記実施形態のものに限定されず、図１の概略構成を有する任意の回路構成が可能である。また、回路を構成するトランジスタとしては、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタを用いて説明を行ってきたが、これに限定されるものではなく、バイポーラトランジスタ等を適用することも可能である。また、ミキサー回路のコア部２８の構成に応じてＬＯ信号モニター回路の構成も適宜変更できることは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明のミキサー回路によれば、第１の電流源と、この第１の電流源に接続されると共に、第１の入力信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段に接続されると共に、上記増幅された第１の入力信号と、第２の入力信号とを混合して負荷に出力するスイッチ手段とを備えたミキサー回路において、上記増幅手段とスイッチ手段との間の接続点に接続された第２の電流源と、上記第２の電流源と接続点との間に流れる電流値を上記第２の入力信号に応じて制御する第２電流制御手段とを備えるので、上記第２の入力信号の例えば周波数の変化によって信号強度が変化した場合、上記第２電流制御手段によって、上記第２の入力信号に応じて、上記第２の電流源からの電流値を制御でき、その結果、上記増幅手段に入力される第１の入力信号と、上記スイッチ手段に入力される第２の入力信号とを混合してなる混合信号について、ゲインおよび線形性を適切に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のミキサー回路を示す概略構成図である。
【図２】図１のミキサー回路の詳細な回路図である。
【図３】ＬＯ信号モニター回路７の回路構成を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態の第２電流制御手段を示す図である。
【図５】複数のトランジスタで構成した電流パスを示す図である。
【図６】従来のギルバート型ミキサー回路を示す図である。
【図７】従来のミキサー回路図を示す図である。
【図８】図７のミキサー回路において、利得トランジスタに流れる電流を一定に保った状態で、電流パスに流れる電流を変えた場合のゲインと線形性の変化を示す図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、異なる強度のＬＯ信号について、ミキサー回路の電流パスに流す電流値を変化させた場合の回路特性の変化を示した図であり、図９（ａ）は線形性の変化を示す図であり、図９（ｂ）はゲインの変化を示す図である。
【符号の説明】
１  第１の電流源
２  増幅段
３  スイッチ段
４  出力負荷
５  第２の電流源
６  ＬＯ信号発生器
７  ＬＯ信号モニター回路
【図１】
2004336625.tif 000003
【図２】
2004336625.tif 000004
【図３】
2004336625.tif 000005
【図４】
2004336625.tif 000006
【図５】
2004336625.tif 000007
【図６】
2004336625.tif 000008
【図７】
2004336625.tif 000009
【図８】
2004336625.tif 000010
【図９】
2004336625.tif 000011