(57)【要約】【課題】スプリアス（目的出力以外の周波数成分）の発生が少ない周波数変換回路を構成すること。【解決手段】後段回路としてｎ分周器のもつ低入力限界の性質を有効に活用して、その後段回路の入力段に、ｎ倍の周波数成分の信号に含まれる所望波以外の不要波の周波数成分の振幅を、後段回路の低入力限界振幅Ｖｍｉｎ以下となるように設定する不要波振幅低減手段を設けた。【選択図】　　　　図１
2004120631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前段回路と後段回路とを用い、
前記前段回路に入力される入力信号から所望波以外の不要波の周波数成分を除去し、前記後段回路から分周信号を出力する周波数変換装置であって、
前記後段回路の入力段、前記前段回路と前記後段回路との間、又は前記前段回路内に、
前記入力信号に含まれる前記不要波の周波数成分の振幅を、該後段回路の低入力限界振幅Ｖｍｉｎ以下となるように設定する不要波振幅低減手段
を具えたことを特徴とする周波数変換装置。
【請求項２】
前記不要波の周波数成分の振幅のレベルよりも、前記後段回路内の前記低入力限界振幅Ｖｍｉｎのレベルが大きくなるように調整するレベル調整手段
をさらに具えたことを特徴とする請求項１記載の周波数変換装置。
【請求項３】
前記不要波振幅低減手段は、シングルサイドバンドミキサにより構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の周波数変換装置。
【請求項４】
前記不要波振幅低減手段は、前記不要波の周波数成分の振幅を選択的に抑圧するフィルタにより構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の周波数変換装置。
【請求項５】
前記前段回路は、分周器、ミキサ、又はこれらの組み合わせからなる回路により構成され、
前記後段回路は、ｎ分周器により構成されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の周波数変換装置。
【請求項６】
前段回路に入力される入力信号から所望波以外の不要波の周波数成分を除去し、後段回路から分周信号を出力する周波数変換方法であって、
前記入力信号に含まれる前記不要波の周波数成分の振幅を、前記後段回路の低入力限界振幅Ｖｍｉｎ以下となるように設定する工程と、
該設定された信号を前記後段回路の入力段に入力する工程と
を具えたことを特徴とする周波数変換方法。
【請求項７】
前記不要波の周波数成分の振幅のレベルよりも、前記後段回路内の前記低入力限界振幅Ｖｍｉｎのレベルが大きくなるように調整する工程
をさらに具えたことを特徴とする請求項６記載の周波数変換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機等の分野において、入力信号中に含まれる所望波の周波数成分以外の不要波の周波数成分（以下、スプリアスという）を低減させて出力することが可能な、周波数変換回路、および、周波数変換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信用途において、特に移動体通信のように限られたスペースと消費電流の制約のあるような場合には、送受通信に必要な局所発振器の数にも制約があるため、送受電波の変復調の実現に必要な周波数を、できるだけ少ない個数の局所発振器の周波数から、周波数変換して利用するという形の通信機システム構成は大変有用である。この意味で周波数変換回路は近年重要性を増してきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、周波数変換回路は、広義のミキサ及び分周器の組み合わせから構成されているため、それぞれ高調波発生や非線形の周波数変換動作を伴い、目的とする所望波の周波数以外の不要波の周波数成分（スプリアス）を、目的とする出力周波数と同時に、比較的強い強度で複数生成してしまうことになる。
【０００４】
これら周波数変換回路を実際の通信システムへ応用する際には、その都度、このスプリアス成分のシステムへの有害性の有無を吟味して、スプリアス全体の周波数スペクトラム、および各スプリアスの強度をシステム要求に合わせるように考慮し、周波数変換回路の詳細な構成を選んだり、スプリアス低減のためのフィルターを周波数変換回路の後に追加したりして、応用システム側からのスプリアス要求、周波数変換回路としての消費電流等を綿密に検討し、周波数変換回路とその周辺回路を適宜選定、設計しなければならない。
【０００５】
これにより、回路が複雑化し、設計に時間がかかることになるため、部品点数が増えて回路構成が大型化し、コスト高となる。
【０００６】
一方、もし、周波数変換回路の構成自体の工夫によって、スプリアスの発生そのものが一般的に少なくできるものであれば、これは、上述したシステムへの応用の際には極めて有用であると言える。なぜなら、もともとスプリアスが（スペクトラムおよび強度として）極めて少なければ、その後でフィルタを追加したり、発生スプリアスのシステムの悪影響について詳細に検証する必要もなくなるためである。
【０００７】
そこで、こうしたスプリアス抑圧効果の有る周波数変換回路の一例として、シングルサイドバンドミキサがある。
【０００８】
図１４は、そのシングルサイドバンドミキサとして、２入力端子をもつ回路例を示す。この回路の場合、バランスミキサの構成にもなっているため、２入力周波数成分であるＦ１（０°、９０°）やＦ２（０°、９０°）がそのまま出力側へ漏れ出してしまう形のスプリアス、すなわち出力中のＦ１やＦ２の周波数成分も抑制されている。
【０００９】
しかしながら、このようにスプリアス低減の機能を具備した周波数変換回路の構成について、従来、上記のシングルサイドバンドミキサ、およびバランスミキサの回路構成以外には、一般化して知られているものはなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ｎ分周器（ｎは、２以上の整数）のもつ低入力限界の性質を有効活用して、不要波の周波数成分（スプリアス）の少ない、周波数変換回路、および、周波数変換方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、周波数変換の回路構成の小型化、低コスト化、さらには、低消費電流による省力化を図ることが可能な、周波数変換回路、および、周波数変換方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前段回路と後段回路とを用い、前記前段回路に入力される入力信号から所望波以外の不要波の周波数成分を除去し、前記後段回路から分周信号を出力する周波数変換装置であって、前記後段回路の入力段、前記前段回路と前記後段回路との間、又は前記前段回路内に、前記入力信号に含まれる前記不要波の周波数成分の振幅を、該後段回路の低入力限界振幅Ｖｍｉｎ以下となるように設定する不要波振幅低減手段を具えることによって、周波数変換装置を構成する。
【００１３】
ここで、前記不要波の周波数成分の振幅のレベルよりも、前記後段回路内の前記低入力限界振幅Ｖｍｉｎのレベルが大きくなるように調整するレベル調整手段をさらに具えてもよい。
【００１４】
前記不要波振幅低減手段は、シングルサイドバンドミキサ、又は、前記不要波の周波数成分の振幅を選択的に抑圧するフィルタにより構成してもよい。
【００１５】
前記前段回路を分周器、ミキサ、又はこれらの組み合わせからなる回路により構成し、前記後段回路をｎ分周器により構成してもよい。
【００１６】
本発明は、前段回路に入力される入力信号から所望波以外の不要波の周波数成分を除去し、後段回路から分周信号を出力する周波数変換方法であって、前記入力信号に含まれる前記不要波の周波数成分の振幅を、前記後段回路の低入力限界振幅Ｖｍｉｎ以下となるように設定する工程と、該設定された信号を前記後段回路の入力段に入力する工程とを具えることによって、周波数変換方法を提供する。
【００１７】
ここで、前記不要波の周波数成分の振幅のレベルよりも、前記後段回路内の前記低入力限界振幅Ｖｍｉｎのレベルが大きくなるように調整する工程をさらに具えてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［第１の例］
本発明の第１の実施の形態を、図１〜図４に基づいて説明する。
【００１９】
（装置構成）
図１は、本発明に係る周波数変換装置の基本構成を示す。
本例では、周波数変換装置１を前段回路２と後段回路３との２つのブロックからなる構成とする。以下、便宜上、前段回路２を回路Ｘ、後段回路３を回路Ｙという。
【００２０】
前段回路２としての回路Ｘは、所望波および不要波の周波数成分を含む入力信号Ｆｉｎが入力され、最終出力周波数成分のｎ倍の周波数成分をもつ信号ｎＦｏｕｔを出力する機能を有し、ここでは、分周器、ミキサ、又はこれらの組み合わせからなるものとする。
【００２１】
後段回路３としての回路Ｙは、前段回路２からｎ倍の周波数成分の信号ｎＦｏｕｔが入力され、分周処理により最終出力周波数成分の信号Ｆｏｕｔを出力する機能を有し、ここでは、ｎ分周器（ｎは２以上の整数）３からなるものとする。
【００２２】
本発明の特徴は、回路Ｙの入力段に、不要波振幅低減手段を設けたことにある。この不要波振幅低減手段とは、ｎ倍の周波数成分の信号に含まれる所望波以外の不要波の周波数成分の振幅が、回路Ｙの低入力限界振幅Ｖｍｉｎ以下となるように設定する機能のことをいう。
【００２３】
この機能を実現するために、回路Ｘと回路Ｙとの間におけるＡ点での不要波の周波数成分のレベルが、ｎ分周器３の低入力限界振幅Ｖｍｉｎよりも低いことが条件となり、この条件を実現するための具体的な手法としては、
▲１▼不要波の少ない回路（ＳＳＢ：シングルサイドバンド等）を使用する手法
▲２▼回路Ｘの最終段にフィルタをつける手法
▲３▼分周器の負荷抵抗、電流を調整し、低入力限界振幅Ｖｍｉｎを不要波のレベルよりも大きく設定する手法
などがある。なお、▲１▼は後述する第２の例、▲２▼は後述する第５の例、▲３▼は後述する第６の例においてそれぞれ順次説明する。
【００２４】
（不要波振幅低減手段）
ここで、不要波振幅低減手段についてさらに説明する。
周波数変換装置１全体としての目的とする所望波の出力周波数をＦｏｕｔとすると、前段回路２は、最終周波数（Ｆｏｕｔ）のｎ倍の周波数（ｎ×Ｆｏｕｔ）が出力されるように、その入力信号の入力周波数を変換する回路として構成することとなる。言い替えると、回路Ｘの所望の出力周波数（所望波）は、ｎ×Ｆｏｕｔである。以下、さらに本発明の主要な点について説明する。
【００２５】
図２は、ｎ分周器３へ入力される入力信号のスペクトラムを示す。
本例の目的は、前段回路２から出力された後の、ｎ分周器３への入力信号のスペクトラム５において、所望波（ｎ×Ｆｏｕｔ）以外の周波数成分は、そのフーリエ成分での実効振幅が、ｎ分周器の低入力限界振幅Ｖｍｉｎ以下となるように設定することである。
【００２６】
ここで、低入力限界Ｖｍｉｎとは、分周器へのある周波数の入力が、ある一定レベル以下に小さくなると、期待される分周を行うことができなくなる入力レベル（その周波数に対してスペクトラムアナライザで測定される信号振幅、又は、時間依存出力波形をフーリエ変換することで各周波数に対して定義される信号振幅）のことである。
【００２７】
ｎ分周器３は、フリップフロップ回路の組み合わせで構成されることが多いが、ｎ分周器３には、一般に、低入力限界振幅が存在する。具体的には、Ｖｍｉｎ以下の単一周波数を入力した場合、ｎ分周器の出力は、入力周波数の１／ｎからずれてしまう、或いは、１／ｎ周波数をかろうじて出力していても、その出力レベルやその位相ノイズが、Ｖｍｉｎより十分大きな振幅を入力した場合とは、不連続に異なった明らかに劣化した値を示す、といった出力信号の状況の違いを調べて、Ｖｍｉｎの値は決定可能なものである。従って、ｎ分周器３が１つ決定されると、（各入力周波数に対して）１つのＶｍｉｎが明瞭に定義できる。また、ここで、一般には、Ｖｍｉｎは入力周波数Ｆｉｎの関数、すなわちＶｍｉｎ＝Ｖｍｉｎ（Ｆｉｎ）である。
【００２８】
また、ｎ分周器３への入力振幅Ｖｉｎを固定とした場合、ｎ分周器３には、どの周波数まで正常動作が可能か、という高周波数限界Ｆｍａｘが存在する。ｎ分周器３をひとつ固定した場合、Ｖｉｎを小さくしていくとＦｍａｘは一般に小さい周波数となる。すなわち、周波数が高くなるほど、Ｖｍｉｎは、大きくなってしまい正常動作からはずれやすいという傾向が一般にある。
【００２９】
このＶｍｉｎの周波数依存性や、実は同じ現象の別の見方であるが、ＦｍａｘのＶｉｎ依存性については、その関数型の詳細は一般に比較的複雑であり、また分周器の回路構成の詳細にも依存するものである。しかし、図３に示すように、周波数の増大に伴って、Ｖｍｉｎ値が増大していく傾向がある。
【００３０】
また、ｎ分周器３のもつＶｍｉｎは、ｎ分周器３の内部設計によって変えることができる。言い替えると、Ｖｍｉｎは、調整が可能な“設計パラメータ”の一部であり、実は、この事実も本発明の一部をなすものである。なお、この“設計可能性”の詳細については、後に説明することとする。
【００３１】
さて、図１の構成を有し、回路Ｙ（ｎ分周器３）の入力点Ａにおいて、回路Ｘの所望波（ｎ×Ｆｏｕｔ）以外の不要波の周波数成分Ｆｓｐｘが有する成分振幅強度、Ｖｉｎｙ（Ｆｓｐｘ）が、その周波数入力での回路Ｙの低入力限界Ｖｍｉｎ（Ｆｓｐｘ）以下であるとすると、この入力に対して分周器は正常動作することができず、最終出力中に存在するはずの（１／ｎ）×Ｆｓｐｘ周波数のスプリアス強度は、Ｖｉｎｙ（Ｆｓｐｘ）＞Ｖｍｉｎ（Ｆｓｐｘ）である場合に比べて著しく減少するか消失するものとなる。この点が、本発明の周波数変換装置１の構成、および、その機能、効果のうえで重要な点である。
【００３２】
（具体例）
以下、不要波振幅低減手段の具体的な例について説明する。
【００３３】
今、前段回路Ｘとしては、分周器、ミキサ又はこれらの組み合わせからなる回路というだけで、一般にその詳細な回路構成は問わない場合を考える。
【００３４】
本発明に係る周波数変換装置１の構成は図１で示され、回路Ｘの出力におけるスペクトラムは一般に図２で示される。この際、回路Ｘの出力中で、所望の周波数、すなわち周波数変換装置１全体としての出力がＦｏｕｔの場合、回路Ｘの出力部としてｎ×Ｆｏｕｔの周波数成分は、回路Ｘの出力スペクトラム中、一番強度（成分レベル）が大きくなるように回路Ｘは構成されることが好ましい。
【００３５】
ここで、図２には、回路Ｙの入力点での信号スペクトラムと回路ＹのもつＶｍｉｎとの大小関係も示されている。本発明では、この図２において、より多くのスプリアス（すなわち、所望波以外の不要波の周波数成分）についてＶｉｎｙ＜Ｖｍｉｎである関係を満たしていることが望ましい。望ましくは、すべてのスプリアスについてＶｉｎｙ＜Ｖｍｉｎが成立することであるが、一般に、Ｖｉｎｙ＜Ｖｍｉｎが成立したスプリアスにおいては、本発明によるスプリアス低減の効果が現れるため、必ずしもすべての回路Ｙの入力段のスプリアスに対してＶｉｎｙ＜Ｖｍｉｎが成立しない場合でも、本発明に拠れば、本発明に拠らない場合に比べて、よりスプリアス発生の少ない周波数変換回路の実現が可能となる。
【００３６】
図４には、回路Ｙにおける入力スペクトラムと、回路Ｙの出力、すなわち本発明による周波数変換回路全体としての出力のスペクトラムとを、対応するスプリアスに対して点線で示すことで併記して、本発明の効果を説明している。
【００３７】
回路Ｙはｎ分周器であるため、その入出力における対応は入力がＦｓｐｘの成分は、出力にて（１／ｎ）×Ｆｓｐｘの周波数とみなせることが多いが、その対応の周波数値からは外れた値に出力される場合や、対応出力のない場合もある。しかしながら、いずれにしても、回路ＹへＶｍｉｎ以下で入力されたスプリアス成分は、回路Ｙの出力部においてより抑圧された強度で、すなわち所望波にたいする相対強度としてより低いものとして出力される。これは、ｎ分周器における低入力限界の性質を周波数変換に活用したものである。これにより本発明の主眼であるスプリアス強度の低い周波数変換回路が実現する。
【００３８】
また、回路Ｙの出力には、ｎ分周器がミキサ的に動作したことによって、２つの周波数入力の差を周波数とする成分や、和を周波数とする成分が出る場合も有るが、これらミキシング作用による出力は一般に微弱であり、本発明の目的に対して悪い影響を生じるものではない。すなわち、出力のスプリアスを増やすものではない。
【００３９】
上述した説明では、本発明に係る不要波振幅低減手段の概念を、ハード的な構成を中心にして説明したが、これに限るものではなく、プログラム等を用いたソフト的な手法によっても同様な問題を解決できる。例えば、後段回路３の入力段にｎ倍の周波数成分の信号を入力するに際し、ｎ倍の周波数成分の信号に含まれる不要波の周波数成分の振幅が、後段回路３の低入力限界振幅Ｖｍｉｎ以下となるように、入力信号を標本化→量子化する過程の中で加工処理を行うことによって振幅低減することができる。
【００４０】
以上説明したように、シングルサイドバンドミキサおよびバランスミキサ以外の回路構成、すなわち、ｎ分周器（ｎは、２以上の整数）のもつ低入力限界の性質を有効活用した回路構成で、別の新たな回路動作原理に基づいて、所望波以外の不要波の周波数成分（スプリアス）が少ない周波数変換装置１の一般的構成の１形態を新たに提示することができる。
【００４１】
従って、本周波数変換の手法を各種通信システムへ応用する際、スプリアスに関するシステム要求を実現容易なものとし、また、スプリアス低減を目的とするフィルタの挿入を不要とすることができ、これにより、小型で低コストな通信システムを実現することが可能となる。
【００４２】
［第２の例］
次に、本発明の第２の実施の形態を、図５に基づいて説明する。なお、前述した各例と同一部分についてはその説明を省略し、同一符号を付す。
【００４３】
本例では、不要波振幅低減手段を前段回路２内に組み込んだ場合の例について説明する。
【００４４】
図５は、周波数変換装置１の構成例を示す。
前段回路２には、不要波振幅低減手段として、シングルサイドバンドミキサ１０（以下、ＳＳＢミキサという）が設けられている。
【００４５】
以下、本装置の特徴について説明する。
【００４６】
本発明である不要波振幅低減手段の効果をより大きく得るためには、シングルサイドバンドミキシングのスプリアス抑圧効果を（回路Ｘの出力段階において）同時に活用することが、最終的な本回路の効果、すなわち回路Ｙの出力におけるスプリアス低減の効果のうえで有用であると言える。
【００４７】
なぜならば、ＳＳＢ１０を回路Ｘに内在させることで、その部分が単なるミキサであった場合に比べて、いくつかの（回路Ｘ出力中の）スプリアスは低減されるものであり、これを受けて構成される回路Ｙ（ｎ分周器３）は、一般により容易に実現可能である。
【００４８】
言いかえると、本装置の構成とすることにより、本発明の構成要素である、
Ｖｉｎｙ（Ｆｓｐｘ）＜Ｖｍｉｎ（Ｆｓｐｘ）
の条件を、より容易に、また、より多くのスプリアスに対して実現しやすいものとすることができる。
【００４９】
このことから、ＳＳＢ１０を回路Ｘ内に含むことにより、装置全体の構成をより小型化したり、より低消費電流化することが可能となる。
【００５０】
［第３の例］
次に、本発明の第２の実施の形態を、図６〜図８に基づいて説明する。なお、前述した第１の例と同一部分についてはその説明を省略し、同一符号を付す。
【００５１】
本例は、第２の例をさらに具体化した構成とした例である。
【００５２】
図６は、周波数変換装置１の構成例を示す。
【００５３】
前段回路２には、不要波振幅低減手段としてのＳＳＢミキサ１０と、２分周器１１とが設けられている。この場合、ＳＳＢミキサ１０によって、ｎ倍の周波数成分の信号に含まれる所望波以外の不要波の周波数成分の振幅が、後段のｎ分周器３の低入力限界振幅Ｖｍｉｎ以下となるように設定する。
【００５４】
図７は、スプリアス抑圧機能を有するＳＳＢミキサ１０の例である。
【００５５】
一般に、この回路では、ミキサを２系統用意し、それぞれの２入力周波数Ｆ１、Ｆ２（Ｆ１＞Ｆ２）に対して、２つのミキサ間の各２入力に対して適当な位相差（９０°）を導入し、さらに、２つのミキサからの出力を同位相で合成することで、Ｆ１＋Ｆ２ないしはＦ１−Ｆ２の片側のサイドバンドのみを出力させる回路技術である。
【００５６】
言いかえると、目的周波数Ｆ１＋Ｆ２（ないしはＦ１−Ｆ２）を出力する周波数変換回路において、そのスプリアス中の特定のもの、すなわちＦ１−Ｆ２（ないしＦ１＋Ｆ２）等の発生を低減できるというスプリアス低減機能を備えた周波数変換回路の構成であるといえる。
【００５７】
以下、本装置１の動作について説明する。
本装置１は、１周波数入力の回路とし、その入力信号の入力周波数Ｆｉｎは２分周器１１に入力され、（１／２）×Ｆｉｎの周波数に変換される。その後、図７に例示した構成によるＳＳＢミキサ１０に、このＦｉｎ、および（１／２）×Ｆｉｎが入力され、（３／２）×Ｆｉｎの周波数がこのミキサから最大強度の出力成分として出力される。
【００５８】
すなわち、ミキサの２つのサイドバンドは、（３／２）×Ｆｉｎ、および（１／２）×Ｆｉｎの２つの周波数であるが、前者の方が選択的に出力されるように構成されたＳＳＢミキサ１０である。
【００５９】
図８は、回路Ｘの出力スペクトラムを示す。
所望波の周波数成分２０は、（３／２）×Ｆｉｎである。一方、不要波の周波数成分（スプリアス）２１中における最大の成分は、（１／２）×Ｆｉｎである。この場合、ＳＳＢミキサ１０によるシングルサイドバンドミキシングの効果により、スプリアス２１は所望波に対して２０ｄＢｃ抑圧された強度を持ち、その成分振幅は５ｍＶｐｋである。
【００６０】
この図８から、回路Ｙの入力におけるスプリアス成分振幅（５ｍＶｐｋ）が、回路Ｙの低入力限界振幅（３０ｍＶｐｋ）に比べて小さくなっていることがわかる。
【００６１】
回路Ｙは２分周器３であり、その（１／２）×Ｆｉｎ周波数における低入力限界が３０ｍＶｐｋに設計されている。
【００６２】
周波数変換装置１全体としての目的出力は（３／４）×Ｆｉｎの周波数であり、最大のスプリアスは（１／４）×Ｆｉｎの周波数であり、その強度比（成分振幅比）は５０ｄＢｃとなる。
【００６３】
このように回路Ｙの入力におけるスプリアス成分振幅（５ｍＶｐｋ）が、回路Ｙの低入力限界振幅（３０ｍＶｐｋ）に比べて小さくなっていることによって、スプリアス抑圧の回路Ｙ前後における強化（２０ｄＢｃから５０ｄＢｃ）を実現することができる。
【００６４】
このように回路Ｙの前後においてスプリアスの抑圧が、２０ｄＢｃから５０ｄＢｃと大きくなっていることが、本発明による効果であり、結果としてスプリアス発生の少ない周波数変換装置１を実現できるものである。
【００６５】
従って、このような回路Ｙの前後におけるスプリアス抑圧強化の効果を期待できるため、スプリアス発生の少ない周波数変換装置１を構成できる。
【００６６】
［第４の例］
次に、本発明の第４の実施の形態を、図９〜図１０に基づいて説明する。なお、前述した各例と同一部分についてはその説明を省略し、同一符号を付す。
【００６７】
本例は、入力信号数を複数にして回路を構成した場合の例である。
【００６８】
本発明は、周波数変換装置１における最終段の回路Ｙがｎ分周器３からなり、その出力信号に入力信号の不要波を含まないことに特徴があり、入力信号が特に単一周波数に限定されるものではない。そこで、入力信号数を変えて回路を構成した。
【００６９】
図９は、２入力端子からなる周波数変換装置１の構成例を示す。
【００７０】
回路Ｘにおいて、その初段の回路がミキサとなる場合、一般にその入力は２端子存在することを考慮して、２つの周波数（Ｆｉｎ１，Ｆｉｎ２）を入力信号として構成したものである。これにより、回路Ｘの出力側となるＡ点では、
Ｆｉｎ１＋Ｆｉｎ２＝ｎ×Ｆｏｕｔ
の周波数をもつ信号が出力され、この信号が回路Ｙの入力信号となる。
【００７１】
図１０は、ｍ入力端子からなる周波数変換装置１の構成例を示す。
【００７２】
回路Ｘの構成によっては、その入力がｍ端子存在し、ｍ種の周波数が一般に入力となる場合もありうることから、３つ以上の周波数（Ｆｉｎ１，Ｆｉｎ２，…，Ｆｉｎｍ）を入力信号と想定して構成したものである。なお、ｍは、１以上の整数とする。
【００７３】
回路Ｘは、ＳＳＢミキサ１０と、位相器３０（又は、分周器）との組み合わせにより構成される。これにより、回路Ｘの出力側となるＡ点では、ｎ×Ｆｏｕｔの周波数をもつ信号が出力される。
【００７４】
このように入力信号数を複数にしても、前述した例と同様に、ｎ分周器３から出力される出力信号に入力信号の不要波を含まないように設定することができるという効果を得ることができる。
【００７５】
［第５の例］
次に、本発明の第５の実施の形態を、図１１〜図１２に基づいて説明する。なお、前述した各例と同一部分についてはその説明を省略し、同一符号を付す。
【００７６】
本例は、不要波振幅低減手段を、不要波の周波数成分の振幅を選択的に抑圧するフィルタ４０により構成した場合の例である。
【００７７】
回路Ｘの出力スペクトラムと回路Ｙの入力スペクトラムとは、その強度分布において、図１の構成を用いた場合には同一、ないしは接続配線の損失分のみ回路Ｙ入力部において減衰したものであると考えるべきであるが、ｎ分周器３のもつ低入力限界の性質をさらに有効に活用するため、回路Ｙの入力段に所望波に対するスプリアスの相対強度（相対振幅）を低減する目的のフィルタ４０を挿入することも可能である。
【００７８】
このフィルタ４０の周波数特性は、回路Ｘの出力スペクトラムに応じて、設計されるべきであるが、回路Ｘにおける出力スペクトラム中の、単数或いは複数のスプリアスを低減するもので、回路Ｙ出力のスプリアスを、より低減させるように設計して挿入することが可能である。
【００７９】
図１１は、１入力端子の構成とし、フィルタ４０を回路Ｘ内に設けた場合の例である。
【００８０】
図１２は、多入力端子の構成とし、フィルタ４０を回路Ｘと回路Ｙとの間に設けた場合の例である。回路Ｘとしての前段回路２は、前述した図１０の多入力端子の場合と同様な構成とすることができる。
【００８１】
このようにフィルタ４０を用いたことにより、各種通信システムへ応用される際に、スプリアスに関するシステム要求を容易に実現することが可能となる。
【００８２】
また、フィルタ４０への要求性能を緩くできることにより、一段と簡素なフィルタ４０によるシステムの構成を可能とし、小型化、低コスト化、さらには低消費電流の通信システムの実現を可能とすることができる。
【００８３】
［第６の例］
次に、本発明の第６の実施の形態を、図１３に基づいて説明する。なお、前述した各例と同一部分についてはその説明を省略し、同一符号を付す。
【００８４】
これまでの各例は、不要波振幅低減手段について具体的な例を挙げて説明したが、以下に述べるような構成要件をさらに付加させてもよい。
【００８５】
すなわち、本例では、入力信号に含まれる不要波の周波数成分の振幅のレベルよりも、後段の回路Ｙ内における低入力限界振幅Ｖｍｉｎのレベルが大きくなるように調整する手段をさらに付加させたものである。
【００８６】
具体的には、回路Ｙ内において、ｎ分周器３の負荷抵抗、電流を変化させることにより、低入力限界振幅Ｖｍｉｎのレベルが不要波のレベルよりも大きくなるように調整する。
【００８７】
（Ｖｍｉｎの調整）
以下、低入力限界振幅Ｖｍｉｎの具体的な調整方法について説明する。
前述した第１の例の図２に示したように、回路Ｙの入力スペクトラム中、より多くの成分がその周波数における回路ＹのＶｍｉｎより小さくなっていることが、より少ないスプリアス特性のもの、すなわち、より本発明の効果を一段と大きく具現するものとする上で重要である。
【００８８】
回路Ｘの出力部における各スプリアス周波数Ｆｓｐｘにおいて、
Ｖｉｎｙ（Ｆｓｐｘ）＜Ｖｍｉｎ（Ｆｓｐｘ）
の関係を成立させるために、Ｖｍｉｎ（Ｆｓｐｘ）を大きな値になるように回路Ｙを設計することも、例えば下記のようにして可能である。
【００８９】
図１３は、回路Ｙが２分周器３（ｎ＝２）の場合の例であり、通常フリップフロップと呼ばれる回路の例である。
【００９０】
ここで、Ｖｃｃは電源電圧、ＧＮＤは接地電位を示し、ＩＮＮ、ＩＮＰは２分周器３への差動入力、ＯＵＴＰ，ＯＵＴＮは２分周器３の差動出力を示す。ＲＬは、図中にあるように各段の負荷抵抗の値、Ｉｃは図中に示すように、２つある差動型回路のバイアス電流（２つとも同一）を示している。
【００９１】
さて、この２分周器３において、今、Ｉｃを固定として回路パラメータとその性能を比較した場合、例えば、より大きなＲＬを使用した回路では、より小さなＶｍｉｎが実現する。
【００９２】
例えば、図１３の回路において、各トランジスタやバイアスを調整し固定した上で、このＶｍｉｎのＲＬ依存性を調べた場合、この２分周器３のある周波数Ｆ（Ｈｚ）でのＶｍｉｎ（Ｆ）は、ＲＬが１ｋΩ、２ｋΩ、３ｋΩと大きくなるにつれて、Ｖｍｉｎが３５ｍＶｐｋ、２５ｍＶｐｋ、１２ｍＶｐｋと低下するように設計することが可能である。
【００９３】
上記は、回路Ｙの具体例を引き合いに出し、回路ＹにおけるＶｍｉｎの調整可能性（設計可能性）を例示したが、このようにＶｍｉｎが調整可能であることは本発明の実施の適応範囲を広げる上で重要な点であるため、この点に関して詳細に説明を加えたものである。
【００９４】
なお、本発明は、あくまで図２に示したＶｉｎｙ（Ｆｓｐｘ）＜Ｖｍｉｎ（Ｆｓｐｘ）の関係性に、その主眼を置くものであるため、より詳細なＶｍｉｎの調整法については、その実施にあたる詳細設計要因であるものとして、その一般的説明については省略する。
【００９５】
また、当然ながら、図１３に示す回路Ｙの設計法に本発明が限定されるものでもない。重要な点は、一般にｎ分周器３において、そのＶｍｉｎは一般に調整（設計）可能な量であるということである。
【００９６】
以上説明したように、本発明による周波数変換回路では、その構成上の大きな制約としては、最終段がｎ分周器３ということだけであるので、前段回路２としては多用な回路を応用できるものである。これにより、目的とする出力周波数に対して、さまざまな前段回路２と後段回路３（ｎ分周器）の組み合わせが可能であり、それら回路の中から、小型、低コスト、および低消費電流となる構成を適宜選択することも容易である。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、後段回路としてｎ分周器のもつ低入力限界の性質を有効に活用して、その後段回路の入力段に、ｎ倍の周波数成分の信号に含まれる所望波以外の不要波の周波数成分の振幅を、後段回路の低入力限界振幅Ｖｍｉｎ以下となるように設定する不要波振幅低減手段を設けたので、スプリアス発生の少ない周波数変換装置を作成することができる。
【００９８】
また、本発明によれば、不要波振幅低減手段として、シングルサイドバンドミキサ、又は、不要波の周波数成分の振幅を選択的に抑圧するフィルタを用いたので、出力におけるスプリアス成分の少ない周波数変換回路が、比較的小規模、かつ、低消費電流を実現することが可能となり、これにより、周波数変換回路自体の小型化、低コスト化、さらには省力化を図ることができる。
【００９９】
さらに、本発明によれば、後段回路（ｎ分周器）の低入力限界の性質に着目して、不要波の周波数成分の振幅のレベルよりも、後段回路内の低入力限界振幅Ｖｍｉｎのレベルが大きくなるように調整する手段を設けたので、明快な設計指針に基づいてその構成の変更が可能となり、これにより、回路設計時に様々な性能の最適化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である、周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２】周波数変換回路のｎ分周器入力点でのスペクトラムを示す説明図である。
【図３】ｎ分周器における入力周波数Ｆｉｎと低入力限界Ｖｍｉｎとの関係を示す図である。
【図４】回路Ｙの入力スペクトラムと、回路Ｙの出力スペクトラムとの関係を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態である、周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態である、周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【図７】シングルサイドバンド（ＳＳＢ）ミキサの構成例を示すブロック図である。
【図８】回路Ｙの入力スペクトラムと、回路Ｙの低入力限界Ｖｍｉｎとの大小関係を示す説明図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態である、回路Ｘ内の初段がミキサで構成される場合の構成を示すブロック図である。
【図１０】回路Ｘ中の入力が一般にｍ端子存在する場合の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態である、フィルタを併用する構成を示すブロック図である。
【図１２】入力がｍ端子存在する場合における、フィルタを併用する構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第６の実施の形態である、回路Ｙを２分周器により構成した場合の構成を示す回路図である。
【図１４】従来例である、シングルサイドバンドミキサの構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１　周波数変換装置
２　回路Ｘ（前段回路）
３　回路Ｙ（ｎ分周器）
１０　シングルサイドバンドミキサ
１１　２分周器
３０　位相器（分周器）
４０　フィルタ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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