(57)【要約】【課題】混合器で発生する直流オフセット成分によるベースバンド信号の歪みを解消する。【解決手段】高周波信号と高周波信号の周波数と同一周波数の局部発振信号とが入力される第一乃至第四の混合器１〜４と、二つの信号の差の成分を出力する第一及び第二のマルチプレクサ８、９とを備え、第一及び第二の混合器１、２に入力される高周波信号の位相と第三及び第四の混合器３、４に入力される高周波信号の位相とを互いにπ異ならせ、第一及び第三の混合器１、３に入力される局部発振信号の位相と第二及び第四の混合器２、４に入力される局部発振信号の位相を互いにπ／２異ならせ、第一の混合器１と第三の混合器３とからそれぞれ出力される同相成分のベースバンド信号を第一のマルチプレクサ回路８に入力し、第二の混合器２と第四の混合器４とからそれぞれ出力される直交成分のベースバンド信号を第二のマルチプレクサ回路９に入力した。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド信号によって変調された高周波信号と前記高周波信号と同一周波数の局部発振信号とが入力される第一乃至第四の混合器と、二つの信号の和の成分を出力する第一及び第二のマルチプレクサとを備え、前記第一及び第二の混合器に入力される前記高周波信号の位相と前記第三及び第四の混合器に入力される前記高周波信号の位相とを互いにπ異ならせ、前記第一及び第三の混合器に入力される前記局部発振信号の位相と前記第二及び第四の混合器に入力される前記局部発振信号の位相を互いにπ／２異ならせ、前記第一の混合器と前記第三の混合器とからそれぞれ出力される同相成分のベースバンド信号を前記第一のマルチプレクサ回路に入力し、前記第二の混合器と前記第四の混合器とからそれぞれ出力される直交成分のベースバンド信号を前記第二のマルチプレクサ回路に入力し、前記第一のマルチプレクサ回路に入力される一方の前記同相成分のベースバンド信号と前記第二のマルチプレクサ回路に入力される一方の前記直交成分のベースバンド信号との位相を反転したことを特徴とする直接変換回路。
【請求項２】
前記第一及び第二のマルチプレクサ回路はそれぞれエミッタ同士が互いに接続され、コレクタ同士が共通の負荷抵抗に接続された一対のトランジスタを有し、一方の前記トランジスタのベースと他方の前記トランジスタのベースとにそれぞれ前記二つの同相成分のベースバンド信号又は前記二つの直交成分のベースバンド信号を入力したことを特徴とする請求項１に記載の直接変換回路。
【請求項３】
前記第一乃至第四の混合器と前記第一及び第二のマルチプレクサ回路とをそれぞれ平衡回路で構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の直接変換回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はベースバンド信号によって変調された高周波信号から混合器によってベースバンド信号を直接出力する直接変換回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の直接変換回路を図４に示す。ベースバンド信号によって変調された高周波信号（ＲＦ信号と略す）は受信機等によって受信され、第一の混合器３１と第二の混合器３２とに入力される。第一及び第二の混合器３１、３２には発振器３３からＲＦ信号（詳しくは搬送波）と同じ周波数の局部発振信号が供給されるが、その位相は互いにπ／２（９０°）異なる。例えば、第一の混合器３１には基準となる同相の局部発振信号（ＬＯｉ）、第二の混合器３２には移相器３４によってπ／２遅れた直交の局部発振信号（ＬＯｑ）が入力される。
【０００３】
各混合器３１、３２においてはＲＦ信号と局部発振信号とが混合される。ＲＦ信号と局部発振信号との周波数が同一なので各混合器３１、３２からは図５に示すように、周波数が０の位置で折り畳まれた状態の帯域Δ／２（Δはベースバンド信号の元の帯域）のベースバンド信号が出力されるが、第一の混合器３１からは同相成分のベースバンド信号（Ｉ）が出力され、第二の混合器３２からは直交成分のベースバンド信号（Ｑ）が出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
混合器においてＲＦ信号と局部発振信号とが混合される際、特に局部発振信号のレベルが大きいので混合用半導体が励振される際に振幅の上下方向が非対称となっていわゆる直流オフセット成分が発生する。そのため、出力されるベースバンド信号のうち、周波数が０の位置付近のベースバンド信号が歪みを受けるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、混合器で発生する直流オフセット成分によるベースバンド信号の歪みを解消することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、ベースバンド信号によって変調された高周波信号と前記高周波信号と同一周波数の局部発振信号とが入力される第一乃至第四の混合器と、二つの信号の和の成分を出力する第一及び第二のマルチプレクサとを備え、前記第一及び第二の混合器に入力される前記高周波信号の位相と前記第三及び第四の混合器に入力される前記高周波信号の位相とを互いにπ異ならせ、前記第一及び第三の混合器に入力される前記局部発振信号の位相と前記第二及び第四の混合器に入力される前記局部発振信号の位相を互いにπ／２異ならせ、前記第一の混合器と前記第三の混合器とからそれぞれ出力される同相成分のベースバンド信号を前記第一のマルチプレクサ回路に入力し、前記第二の混合器と前記第四の混合器とからそれぞれ出力される直交成分のベースバンド信号を前記第二のマルチプレクサ回路に入力し、前記第一のマルチプレクサ回路に入力される一方の前記同相成分のベースバンド信号と前記第二のマルチプレクサ回路に入力される一方の前記直交成分のベースバンド信号との位相を反転した。
【０００７】
また、前記第一及び第二のマルチプレクサ回路はそれぞれエミッタ同士が互いに接続され、コレクタ同士が共通の負荷抵抗に接続された一対のトランジスタを有し、一方の前記トランジスタのベースと他方の前記トランジスタのベースとにそれぞれ前記二つの同相成分のベースバンド信号又は前記二つの直交成分のベースバンド信号を入力した。
【０００８】
また、前記第一乃至第四の混合器と前記第一及び第二のマルチプレクサ回路とをそれぞれ平衡回路で構成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の直接変換回路を図１によって説明する。ベースバンド信号によって変調された高周波信号（ＲＦ信号と略す）は受信機等によって受信され、同一構成の第一乃至第四の混合器１〜４に入力される。この際、第一の混合器１及び第二の混合器２には同じ移相のＲＦ信号が入力されるが、第三の混合器３及び第四の混合器には、例えば移相器５によってπだけ位相がずれた（位相反転された）ＲＦ信号が入力される。
【００１０】
第一乃至第四の混合１〜４には発振器６から局部発振信号が供給される。局部発振信号の周波数はＲＦ信号のそれ（詳しくは搬送波）と同じである。第一の混合器１及び第三の混合器３には基準となる同相の局部発振信号（ＬＯｉ）が供給され、第二の混合器２及び第四の混合器４には、移相器７によって位相がπ（９０°）ずれた直交の局部発振信号（ＬＯｑ）が供給される。
【００１１】
以上の構成において、第一の混合器１においてはＲＦ信号と同相の局部発振信号（ＬＯｉ）とが混合されてベースバンド信号Ｉが出力される。同時に、直流オフセット成分αも出力される。この直流オフセット成分αは混合器内の混合用半導体素子が特に大振幅の局部発振信号によって励振されることによって発生する。　また、第二の混合器２においては、ＲＦ信号と直交の局部発振信号（ＬＯｑ）とが混合されてベースバンド信号Ｑが出力される。第二の混合器２が第一の混合器１と同一構成とすれば同じレベルの直流オフセット成分αも同時に出力される。
【００１２】
また、第三の混合器３においては、位相反転されたＲＦ信号と同相の局部発振信号（ＬＯｉ）とが混合されてベースバンド信号−Ｉ（マイナス符号（−）は位相が反転していることを示す）が出力される。同時に直流オフセット成分αも出力される。
さらに、第四のの混合器４においては、位相反転されたＲＦ信号と直交の局部発振信号（ＬＯｑ）とが混合されてベースバンド信号−Ｑが出力される。同時に直流オフセット成分αも出力される。
【００１３】
第一の混合器１から出力されたベースバンド信号及び直流オフセット成分（Ｉ＋α）と、第三の混合器３から出力されたベースバンド信号及び直流オフセット成分（−Ｉ＋α）とは第一のマルチプレクサ回路８に入力される。また、第二の混合器２から出力されたベースバンド信号及び直流オフセット成分（Ｑ＋α）と、第四の混合器４から出力されたベースバンド信号及び直流オフセット成分（−Ｑ＋α）とは第二のマルチプレクサ回路９に入力される。
【００１４】
第一のマルチプレクサ回路８と第二のマルチプレクサ回路９とは同一構成を有し、入力された二つの信号の和の成分を出力する。よって、第一のマルチプレクサ回路８および第二のマルチプレクサ回路９のそれぞれの一方の入力端の前段に位相反転回路８ａ（９ａ）を設けておけば、第一のマルチプレクサ８からは次式によって２Ｉが出力され、
（Ｉ＋α）−（−Ｉ＋α）＝２Ｉ
第二のマルチプレクサ回路９からは次式によって２Ｑが出力される。
（Ｑ＋α）−（−Ｑ＋α）＝２Ｑ
すなわち、直流オフセット成分αを含むベースバンド信号をマルチプレクサ８、９を通すことによって直流オフセット成分αを除去することができる。
【００１５】
図２はマルチプレクサ８（９）の構成の一例を示す。一対のトランジスタ１１、１２はエミッタ同士が互いに接続されてバイアス抵抗１３によって接地され、コレクタ同士が共通の負荷抵抗１４を介して電源Ｂに接続される。そして、一方のトランジスタ１１のベースには第一の混合器１から出力された直流オフセット成分を含むベースバンド信号（Ｉ＋α）（又は第二の混合器２から出力された直流オフセット成分を含むベースバンド信号（Ｑ＋α））が入力され、他方のトランジスタ１２のベースには第三の混合器３から出力された直流オフセット成分を含むベースバンド信号（−Ｉ＋α）（又は第四の混合器４から出力された直流オフセット成分を含むベースバンド信号（−Ｑ＋α））が位相反転回路８ａ（９ａ）を介して入力される。二つのトランジスタ１１、１２は位相反転回路８ａ（９ａ）によって差動的に動作するので、直流オフセット成分αはキャンセルされ、コレクタからは純粋なベースバンド信号Ｉ（又はＱ）のみが出力される。
【００１６】
以上までの説明では第一乃至第四の混合器１〜４と第一及び第二のマルチプレクサ回路８、９とについては特に平衡回路、不平衡回路の区別をしなかったが、平衡回路で構成した場合は移相器５が不要となると共に、歪みの点でも有利となる。また、位相反転回路８ａ（９ａ）も不要となる。その場合に使用される第一及び第二のマルチプレクサ８（９）は図３に示されるように、図２示す第一の一対のトランジスタ１１、１２の他に第二の一対のトランジスタ２１、２２が使用される。それらのエミッタはバイアス抵抗２３によって接地され、コレクタは共通の負荷抵抗２４によって電源Ｂに接続される。第一の一対のトランジスタ１１及び１２のエミッタと第二の一対のトランジスタ２１及び２２のエミッタとの間は抵抗３０によって接続される。よって、第一の一対のトランジスタ１１及び１２と第二の一対のトランジスタ２１及び２２との間でも差動的に動作する。よって、直流オフセット成分以外にもベースバンド信号中に同相の歪み成分が含まれる場合にはこれもキャンセルされるので、歪み対しては一層有利となる。
【００１７】
そして、第一の１対のトランジスタ１１、１２の一方１１のベース端１１ｂと第二の一対のトランジスタ２１、２２の一方２２のベース端２２ｂとの間に第一の混合器１から出力された直流オフ接地成分を含むベースバンド信号（Ｉ＋α）（又は第二の混合器２から出力された直流オフセット成分を含むベースバンド信号（Ｑ＋α））が平衡入力される。また、第一の一対のトランジスタ１１、１２の一他方１２のベース端１２ｂと第二の一対のトランジスタ２１、２２の他方２１のベース端２１ｂとの間に第三の混合器３から出力された直流オフ接地成分を含むベースバンド信号（−Ｉ＋α）（又は第四の混合器４から出力された直流オフセット成分を含むベースバンド信号（−Ｑ＋α））が平衡入力される。
この結果、第一の一対のトランジスタ１１及び１２のコレクタ端１０ｃと第二の一対のトランジスタ２１及び２２のコレクタ端２０ｃとの間には直流オフセット成分が除去されたベースバンド信号Ｉ（又はＱ）が平衡出力される。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、第一及び第二の混合器に入力される高周波信号の位相と第三及び第四の混合器に入力される高周波信号の位相とを互いにπ異ならせ、第一及び第三の混合器に入力される局部発振信号の位相と第二及び第四の混合器に入力される局部発振信号の位相を互いにπ／２異ならせ、第一の混合器と第三の混合器とからそれぞれ出力される同相成分のベースバンド信号を第一のマルチプレクサ回路に入力し、第二の混合器と第四の混合器とからそれぞれ出力される直交成分のベースバンド信号を第二のマルチプレクサ回路に入力したので、第一のマルチプレクサ回路からは第一及び第三の混合器で発生した直流オフセット成分が除去された同相ベースバンド信号のみを出力でき、第二のマルチプレクサ回路からは第二及び第四の混合器で発生した直流オフセット成分が除去された直交ベースバンド信号のみを出力できる。
【００１９】
また、第一及び第二のマルチプレクサ回路はそれぞれエミッタ同士が互いに接続され、コレクタ同士が共通の負荷抵抗に接続された一対のトランジスタと他方のトランジスタの前段に設けられた位相反転回路とを有し、一方のトランジスタのベースと位相反転回路とにそれぞれ二つの同相成分のベースバンド信号又は二つの直交成分のベースバンド信号を入力したので、コレクタには直流オフセット成分が除去されたベースバンド信号のみを簡単に出力できる。
【００２０】
また、第一乃至第四の混合器と第一及び第二のマルチプレクサ回路とをそれぞれ平衡回路で構成したので、マルチプレクサ回路には位相反転回路を必要としないでベースバンド信号を位相反転して入力できる。また、直流オフセット成分以外の歪み成分も除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直接変換回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の直接変換回路に使用するマルチプレクサ回路の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の直接変換回路に使用するマルチプレクサ回路を平衡回路で構成した場合の回路図である。
【図４】従来の直接変換回路の構成を示す回路図である。
【図５】直接変換回路から出力されるベースバンド信号の周波数スペクトラムである。
【符号の説明】
１　第一の混合器
２　第二の混合器
３　第三の混合器
４　第四の混合器
５　移相器
６　発振器
７　移相器
８　第一のマルチプレクサ回路
９　第二のマルチプレクサ回路
８ａ。９ａ　位相反転回路
１１、１２、２１、２２　トランジスタ
１０ｃ、２０ｃ　平衡出力端
１１ｂ、２２ｂ　平衡入力端
１２ｂ、２１ｂ　平衡入力端
１３、２３　バイアス抵抗
１４、２４　負荷抵抗
３０　抵抗
【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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