(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相差が１８０度の差動の発振信号が入力される入力端子と、
前記入力端子から入力された差動の発振信号を偶数次の第１の分周比で分周して、いずれか１つの出力信号を基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する出力信号と、該基準とする信号とを含む４つの信号からなる第１の４相信号を出力する第１の分周器と、
前記入力端子から入力された差動の発振信号を増幅する第１の差動増幅器と、
前記入力端子から入力された差動の発振信号を増幅する第２の差動増幅器と、
前記第１の差動増幅器が出力する差動の発振信号及び前記第２の差動増幅器が出力する差動の発振信号が入力され、いずれか１つの出力信号を基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する信号と、該基準とする信号とを含む４つの信号からなり、前記入力端子から入力された差動信号と同じ周波数を有する第２の４相信号を出力する４入力４出力の第１のポリフェーズドフィルタと、
前記第１のポリフェーズドフィルタが出力する前記第２の４相信号の有する４つの信号のうち互いに１８０度の位相差の信号を対とした２つの差動信号のいずれか一方を増幅する第３の差動増幅器と、
前記２つの差動信号の他方を増幅する第４の差動増幅器と、
前記第１の分周器の出力する前記第１の４相信号の４つの信号、あるいは、前記第３の差動増幅器が出力する差動信号と前記第４の差動増幅器が出力する差動信号とからなる４つの信号のいずれか一方の４つの信号が入力され、いずれか１つの出力信号を基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する信号と、該基準とする信号とを含む４つの信号からなり、入力された信号と同じ周波数を有する第３の４相信号を出力する４入力４出力の第２のポリフェーズドフィルタと、
前記第２のポリフェーズドフィルタが出力する前記第３の４相信号を出力する出力端子と、
前記第１の差動増幅器、前記第２の差動増幅器、前記第３の差動増幅器、及び前記第４の増幅器に電源を供給する第１の電源入力端子と、
前記第１の分周器に電源を供給する第２の電源入力端子と、
を備え、
前記第１の電源入力端子及び前記第２の電源入力端子のいずれか一方に電源が供給されることにより、前記第１の分周器の出力、あるいは、前記第３の差動増幅器及び前記第４の差動増幅器の出力のいずれかを前記第２のポリフェーズドフィルタの入力として選択する、
ことを特徴とする可変分周器。
【請求項２】
前記入力端子と前記第１の分周器との間に設けられ、前記入力端子から入力される差動信号を入力とし、差動増幅した出力信号を前記第１の分周器に出力する第５の差動増幅器と、
前記第５の差動増幅器と並列に設けられて前記入力端子と前記第１の分周器とに接続され、前記入力端子から入力される差動信号を入力とし、第２の分周比で分周した差動信号を前記第１の分周器に出力する第２の分周器と、
前記第５の差動増幅器に電源を供給する第３の電源入力端子と、
前記第２の分周器に電源を供給する第４の電源入力端子と、
を備え、
前記第３の電源入力端子及び前記第４の電源入力端子のいずれか一方に電源が供給されることにより、前記第５の差動増幅器の出力、あるいは、前記第２の分周器の出力のいずれかを前記第１の分周器の入力として選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の可変分周器。
【請求項３】
前記第２の分周比は、前記第２の分周器が有する複数の分周比のうち選択されたいずれか１つの分周比である、
ことを特徴とする請求項２に記載の可変分周器。
【請求項４】
前記第１の分周比は、前記第１の分周器が有する複数の偶数次の分周比のうち選択されたいずれか１つの分周比である、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の可変分周器。
【請求項５】
前記第２の分周比を切替える信号を入力する切替信号入力端子を備え、
前記第１の分周比は２であり、
前記第２の分周器は、２及び３の分周比を有し、
前記第２の分周比は、前記切替信号入力端子から入力される信号で選択される２及び３のいずれか一方の値をとり、
前記出力端子から出力される前記第３の４相信号の周波数は、前記入力端子から入力される差動の発振信号の周波数に対して、１倍、２分の１倍、４分の１倍、又は６分の１倍である、
ことを特徴とする請求項３に記載の可変分周器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に広い周波数帯域のマルチバンドで送受信を行う無線通信機に備えられる可変分周器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、広い周波数帯域のマルチバンドで送受信を行う無線通信機が備えるＲＦ（Radio Frequency）モジュールでは、直交ダウンコンバージョンに用いる局部発振信号を、分周比が２の分周器を用いて、ＶＣＯ（Voltage controlled Oscillator）の出力を分周し、９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する発振信号を生成し、ミキシングに用いている。また、ＲＦモジュールでは、４相信号の位相及び振幅を調整するためにポリフェーズドフィルタを用いている（特許文献１参照）。広い周波数帯域のマルチバンドの受信を行うためには、所望の局部発振信号の周波数に対して、２倍の周波数までの発振信号を出力するＶＣＯが必要となる。そこで、多くのＲＦモジュールでは複数のＶＣＯを備え、これらのＶＣＯを切替えて用いていることで、広い周波数帯域のマルチバンドで送受信に対応している。
【特許文献１】特開２００５−２４４３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、広い周波数帯域のマルチバンドで送受信を行う無線通信機に用いるＲＦモジュールの回路を携帯端末などに適用する場合、実装面積などの点で、複数のＶＣＯを用いることは困難である。また、１つのＶＣＯを用いて構成した場合、非常に広い周波数範囲に対応したＶＣＯが必要となるが、そのようなＶＣＯを構成することは困難である。仮に構成したとしても、消費電力が増加するという問題がある。
また、ＶＣＯの出力する周波数範囲を抑えるために、分周器を多段にするという方法を用いると、高調波成分が発生し局部発振信号が劣化するという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、広い周波数帯域の発振信号を入力せずとも、所望の範囲の周波数帯域の発振信号を出力し、且つ高調波成分を抑えた発振信号を出力する可変分周器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するために、本発明は、位相差が１８０度の差動の発振信号が入力される入力端子と、前記入力端子から入力された差動の発振信号を偶数次の第１の分周比で分周して、いずれか１つの出力信号を基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する出力信号と、該基準とする信号とを含む４つの信号からなる第１の４相信号を出力する第１の分周器と、前記入力端子から入力された差動の発振信号を増幅する第１の差動増幅器と、前記入力端子から入力された差動の発振信号を増幅する第２の差動増幅器と、前記第１の差動増幅器が出力する差動の発振信号及び前記第２の差動増幅器が出力する差動の発振信号が入力され、いずれか１つの出力信号を基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する信号と、該基準とする信号とを含む４つの信号からなり、前記入力端子から入力された差動信号と同じ周波数を有する第２の４相信号を出力する４入力４出力の第１のポリフェーズドフィルタと、前記第１のポリフェーズドフィルタが出力する前記第２の４相信号の有する４つの信号のうち互いに１８０度の位相差の信号を対とした２つの差動信号のいずれか一方を増幅する第３の差動増幅器と、前記２つの差動信号の他方を増幅する第４の差動増幅器と、前記第１の分周器の出力する前記第１の４相信号の４つの信号、あるいは、前記第３の差動増幅器が出力する差動信号と前記第４の差動増幅器が出力する差動信号とからなる４つの信号のいずれか一方の４つの信号が入力され、いずれか１つの出力信号を基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する信号と、該基準とする信号とを含む４つの信号からなり、入力された信号と同じ周波数を有する第３の４相信号を出力する４入力４出力の第２のポリフェーズドフィルタと、前記第２のポリフェーズドフィルタが出力する前記第３の４相信号を出力する出力端子と、前記第１の差動増幅器、前記第２の差動増幅器、前記第３の差動増幅器、及び前記第４の増幅器に電源を供給する第１の電源入力端子と、前記第１の分周器に電源を供給する第２の電源入力端子と、を備え、前記第１の電源入力端子及び前記第２の電源入力端子のいずれか一方に電源が供給されることにより、前記第１の分周器の出力、あるいは、前記第３の差動増幅器及び前記第４の差動増幅器の出力のいずれかを前記第２のポリフェーズドフィルタの入力として選択することを特徴とする可変分周器である。
【０００６】
また、本発明は、上記記載の発明において、前記入力端子と前記第１の分周器との間に設けられ、前記入力端子から入力される差動信号を入力とし、差動増幅した出力信号を前記第１の分周器に出力する第５の差動増幅器と、前記第５の差動増幅器と並列に設けられて前記入力端子と前記第１の分周器とに接続され、前記入力端子から入力される差動信号を入力とし、第２の分周比で分周した差動信号を前記第１の分周器に出力する第２の分周器と、前記第５の差動増幅器に電源を供給する第３の電源入力端子と、前記第２の分周器に電源を供給する第４の電源入力端子と、を備え、前記第３の電源入力端子及び前記第４の電源入力端子のいずれか一方に電源が供給されることにより、前記第５の差動増幅器の出力、あるいは、前記第２の分周器の出力のいずれかを前記第１の分周器の入力として選択することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、上記記載の発明において、前記第２の分周比は、前記第２の分周器が有する複数の分周比のうち選択されたいずれか１つの分周比であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記記載の発明において、前記第１の分周比は、前記第１の分周器が有する複数の偶数次の分周比のうち選択されたいずれか１つの分周比であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記記載の発明において、前記第２の分周比を切替える信号を入力する切替信号入力端子を備え、前記第１の分周比は２であり、前記第２の分周器は、２及び３の分周比を有し、前記第２の分周比は、前記切替信号入力端子から入力される信号で選択される２及び３のいずれか一方の値をとり、前記出力端子から出力される前記第３の４相信号の周波数は、前記入力端子から入力される差動の発振信号の周波数に対して、１倍、２分の１倍、４分の１倍、又は６分の１倍であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、可変分周器は、入力端子から入力される差動の発振信号を第１のポリフェーズドフィルタと第２のポリフェーズドフィルタを経由し、出力端子に出力する構成を備える構成とした。これにより、入力される発振信号の周波数に対し等倍の周波数を出力することができ、入力発振信号の周波数を低くすることが可能となる。また、第１の分周器による分周の際に発生する高調波成分を第２のポリフェーズドフィルタにより抑制することで、質のよい発振信号を得ることが可能となる。
また、従来では、所望の局部発振信号の周波数に対して、２倍の周波数を発生するＶＣＯが必要とされていたが、第１及び第２のポリフェーズドフィルタを経由する経路を備えることで、所望の周波数の等倍の発振信号を発生するＶＣＯで構成することが可能となる。
【００１１】
また、本発明によれば、可変分周器は、第１の分周器及び第２の分周器を複数用いることで、更に入力される発振信号を分周して得られる周波数の増やし、ＶＣＯに必要とされる周波数範囲、すなわち、分周器へ入力する発振信号の周波数を狭めることが可能となる。分周器を増やすために、発生する高調波成分も増えるが、出力の前段に第２のポリフェーズドフィルタを備えることにより高調波成分を抑制でき、劣化を防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の可変分周器１の構成を示す回路図である。可変分周器１は、入力端子１０、１１、出力端子１２、１３、１４、１５、電源入力端子１７−１、１７−２、分周器２１、４入力４出力のポリフェーズドフィルタ（以下、ＰＰＦ（Poly Phase Filter）という）３１、ＰＰＦ３２、差動増幅器４１、４２、４３、４４を備える。
【００１４】
入力端子１０と入力端子１１とから、外部に備えられるＶＣＯなどが発振する発振信号が入力される。出力端子１２、１３、１４、１５は、可変分周器１が出力する発振信号を出力する端子である。ここで、入力端子１０から入力される発振信号及び入力端子１１から入力される発振信号は、同じ周波数及び振幅を有する位相差が１８０度の信号である。また、出力端子１２、１３、１４、１５から出力される発振信号は、いずれか一つの発振信号を基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する発振信号と、基準とした発振信号とを組とした４相信号である。
電源入力端子１７−１から、差動増幅器４１、４２、４３、４４に電源が供給される。電源端子１７−２から、分周器２１に電源が供給される。なお、電源入力端子１７−１、１７−２のいずれか一方に電源が供給される。これにより、ＰＰＦ３２の入力信号として、分周器２１が出力する４相信号、あるいは、ＰＰＦ３１が出力して差動増幅器４３、４４で増幅される２つの差動信号のいずれかの信号が選択される。
【００１５】
分周器２１は、入力端２１−１、２１−２と、出力端２１−５、２１−６、２１−７、２１−８とを有しており、入力端２１−１、２１−２から入力される位相差が１８０度の差動の発振信号を偶数次の分周比、例えば分周比を２として、２分の１の周波数に分周し、２分の１に分周した際に生成する発振信号のいずれか１つの発振信号を基準として９０度、１８０度及び２７０度の位相差を有する発振信号と、基準とした発振信号とを組とした４相信号を出力端２１−５、２１−６、２１−７、２１−８から出力する。また、分周器２１は、電源入力端子１７−２から電源が供給される。
【００１６】
ＰＰＦ３１は、入力端３１−１、３１−２、３１−３、３１−４と、出力端３１−５、３１−６、３１−７、３１−８とを有している。また、ＰＰＦ３１は、入力端３１−１、３１−２、３１−３、３１−４から入力される信号に基づいて、周波数が同じであり、相対的な位相差が９０度の４相信号を出力端３１−５、３１−６、３１−７、３１−８から出力する。ここで、ＰＰＦ３１が出力する相対的な位相差が９０度の４相信号とは、出力する信号のいずれか１つを基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する信号と、基準とする信号との４つの信号を組とした信号である。
【００１７】
ＰＰＦ３２は、入力端３２−１、３２−２、３２−３、３２−４、出力端３２−５、３２−６、３２−７、３２−８を有している。また、ＰＰＦ３２は、入力端３２−１、３２−２、３２−３、３２−４から入力された信号の位相に対して、周波数が同じであり、相対的な位相差が９０度の４相信号を出力端３２−５、３２−６、３２−７、３２−８から出力する。ここで、ＰＰＦ３２が出力する４相信号は、ＰＰＦ３１と同様に、入力される信号と同じ周波数であり、出力する信号のいずれか１つを基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する信号と、基準とする信号との４つの信号を組とした信号である。また、ＰＰＦ３２は、入力される信号に対して０度、９０度、１８０度、２７０度以外の位相の信号を減衰させる。これにより、ＰＰＦ３２は、入力される信号に含まれる高調波等の不要な信号を除去し、位相の整えられた４相信号を出力する。
【００１８】
差動増幅器４１、４２、４３、４４は、入力された差動信号を増幅して出力する。また、差動増幅器４１、４２、４３、４４は、電源入力端子１７−１からそれぞれが備える電源端に電源が供給される。
【００１９】
可変分周器１は、入力される差動の発振信号をＰＰＦ３１及びＰＰＦ３２を経由して分周せずに出力する経路（以下、経路１Ａという）と、入力される差動の発振信号を分周器２１及びＰＰＦ３２を経由して分周して出力する経路（以下、経路１Ｂという）とを有している。それぞれの経路は、電源入力端子１７−１、１７−２から供給される電源により選択される。
以下、それぞれの経路を選択した場合の動作を説明する。
【００２０】
（経路１Ａを選択した場合の動作）
まず、電源入力端子１７−１から差動増幅器４１、４２、４３、４４に電源が供給され、電源入力端子１７−２から分周器２１に電源の供給が行われず、差動増幅器４３、４４の出力が、ＰＰＦ３２の入力として選択される。
【００２１】
入力端子１０及び入力端子１１から入力された１８０度の位相差の差動の発振信号は、入力端子１０から入力された発振信号が接合点５１−１を介して差動増幅器４１及び差動増幅器４２に入力され、入力端子１１から入力された発振信号が接合点５１−２を介して差動増幅器４１及び差動増幅器４２に入力される。差動増幅器４１は、入力された差動の発振信号を増幅し、ＰＰＦ３１の入力端３１−１及び入力端３１−２に１８０度の位相差の差動の発振信号を出力する。差動増幅器４２は、入力された差動の発振信号を増幅し、ＰＰＦ３１の入力端３１−３及び３１−４に１８０度の位相差の差動の発振信号を出力する。
【００２２】
ＰＰＦ３１は、差動増幅器４１及び差動増幅器４２から２つの差動の発振信号が入力され、相対的な位相差が９０度の４相信号を出力する。また、ＰＰＦ３１は、４相信号を出力端３１−５及び出力端３１−６から差動増幅器４３に出力し、出力端３１−７及び出力端３１−８から差動増幅器４４に出力する。このとき、ＰＰＦ３１は、出力端３１−５から出力する発振信号を基準として、１８０度の位相差の発振信号を出力端３１−６から出力し、９０度の位相差の発振信号を出力端３１−７から出力し、２７０度の位相差の発振信号を出力端３１−８から出力する。
【００２３】
差動増幅器４３は、ＰＰＦ３１の出力した４相信号のうち１８０度の位相差を有する信号を対とする差動の発振信号が入力される。また、差動増幅器４３は、入力された差動の発振信号を増幅し、接合点５２−１及び接合点５２−２を介して、ＰＰＦ３２の入力端３２−１及び入力端３２−２に増幅した差動の発振信号を出力する。差動増幅器４４は、ＰＰＦ３１の出力した４相信号に含まれる４つの信号のうち１８０度の位相差を有する信号を対とする差動の発振信号が入力される。また、差動増幅器４４は、入力された差動の発振信号を増幅し、接合点５２−３及び接合点５２−４を介して、ＰＰＦ３２の入力端３２−３及び入力端３２−４に増幅した差動の発振信号を出力する。このとき、ＰＰＦ３２は、入力端３２−１から入力される発振信号を基準として、１８０度の位相差の発振信号が入力端３２−２から入力され、９０度の位相差の発振信号が入力端３２−３から入力され、２７０度の位相差の発振信号が入力端３２−４から入力される。
【００２４】
ＰＰＦ３２は、差動増幅器４３及び差動増幅器４４から２つの差動の発振信号が入力され、相対的な位相差が９０度の４相信号、すなわち、４相信号のいずれかの信号を基準として９０度、１８０度、２７０度の位相を有する信号と、基準とする信号との４相の信号を出力する。また、ＰＰＦ３２は、位相差９０度の４相信号以外の信号を減衰して、入力された信号に含まれる高調波等の不要な信号が除去される。これにより、ＰＰＦ３２から出力される信号は、位相が整えられた信号となる。
また、ＰＰＦ３２は、４相信号のそれぞれ信号を出力端３２−５から出力端子１２に出力し、出力端３２−６から出力端子１３に出力し、出力端３２−７から出力端子１４に出力し、出力端３２−８から出力端子１５に出力する。なお、ＰＰＦ３２は、出力端３２−５から出力する発振信号を基準として、１８０度の位相差の発振信号を出力端３２−６から出力し、９０度の位相差の発振信号を出力端３２−７から出力し、２７０度の位相差の発振信号を出力端３２−８から出力する。
【００２５】
以上の可変分周器１の動作により、入力端子１０及び入力端子１１から入力された差動の発振信号をＰＰＦ３１及びＰＰＦ３２で高調波等の不要な信号が除去され、入力された差動の発振信号と同じ周波数の位相の整えられた４相信号が得られる。
【００２６】
（経路１Ｂを選択した場合の動作）
まず、電源入力端子１７−２から分周器２１に電源の供給が行われ、電源入力端子１７−１から差動増幅器４１、４２、４３、４４に電源の供給が行われず、分周器２１の出力がＰＰＦ３２の入力として選択される。
【００２７】
入力端子１０及び入力端子１１から入力された差動の発振信号は、入力端子１０から入力発振信号が接合点５１−１を介して分周器２１の入力端２１−１に入力され、入力端子１１から入力された発振信号が接合点５１−２を介して分周器２１の入力端２１−２に入力される。
【００２８】
分周器２１は、入力端２１−１及び入力端２１−２から入力された差動の発振信号に対して、分周を行い、分周により生成した２分の１の周波数の４相信号を生成する。ここで、分周器２１が生成する４相信号は、ＰＰＦ３１が生成する４相信号と同様に、４相信号のいずれかの信号を基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する信号と、基準とする信号との４つの信号を組とする信号である。また、分周器２１は、出力端２１−５から接合点５２−１を介してＰＰＦ３２の入力端３２−１に生成した発振信号を出力する。また、分周器２１は、出力端２１−６から接合点５２−２を介してＰＰＦ３２の入力端３２−２に生成した発振信号を出力する。また、分周器２１は、出力端２１−７から接合点５２−３を介してＰＰＦ３２の入力端３２−３に生成した発振信号を出力する。また、分周器２１は、出力端２１−８から接合点５２−４を介してＰＰＦ３２の入力端３２−４に生成した発振信号を出力する。
なお、分周器２１は、出力端２１−５から出力する発振信号を基準として、１８０度の位相差の発振信号を出力端２１−６から出力し、９０度の位相差の発振信号を出力端２１−７から出力し、２７０度の位相差の発振信号を出力端２１−８から出力する。
【００２９】
ＰＰＦ３２は、分周器２１から４相信号が入力され、入力された４相信号に基づいて、相対的な位相差が９０度の４相信号を生成する。また、ＰＰＦ３２は、生成した４相信号のそれぞれの信号を出力端３２−５から出力端子１２に出力し、出力端３２−６から出力端子１３に出力し、出力端３２−７から出力端子１４に出力し、出力端３２−８から出力端子１５に出力する。このとき、ＰＰＦ３２は、出力端３２−５から出力する発振信号を基準にして、１８０度の位相差の発振信号を出力端３２−６から出力し、９０度の位相差の発振信号を出力端３２−７から出力し、２７０度の位相差の発振信号を出力端３２−８から出力する。
【００３０】
以上の可変分周器１の動作により、入力端子１０及び入力端子１１から入力された差動の発振信号を分周し、入力された差動の発振信号に対して２分の１の周波数に分周された信号が出力端子１２、１３、１４、１５から出力される。また、出力される４相信号は、分周で発生する高調波等の不要な信号が除去され、位相の整えられた信号である。
【００３１】
また、可変分周器１は、出力端子１２、１３、１４、１５の前段に、ＰＰＦ３２を備えることにより、分周器２１の動作の過程で発生した高調波成分を抑制することが可能となる。また、従来は所望の周波数に対して２倍の周波数の発振信号を入力として必要であったが、分周器２１を介さずに、ＰＰＦ３１を経由する経路を設けたことにより、所望の周波数を入力として用意すればよい。これにより、広い帯域幅のマルチバンド用ＲＦモジュールを構成する場合においても、ＶＣＯなどで必要となる周波数範囲が狭まることになる。
更に、必要となる周波数範囲が狭くなることで、従来は複数のＶＣＯを切替えることにより構成していた広い帯域のマルチバンド用ＲＦモジュールを、１つのＶＣＯを備えることで構成することが可能となる。
【００３２】
なお、ＰＰＦ３１の前段及び後段の差動増幅器４１、４２、４３、４４は、発振信号の入出力を遮断するためだけではなく、入力インピーダンス及び出力インピーダンスが変わることによりＰＰＦ３１の特性の変化が起こることを避け、発振信号の回り込みなどを防ぐために設けられている。また、分周器２１の分周比を２としたが、偶数次の異なる分周比であってもよい。
【００３３】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の可変分周器１ａの内部構成を示す概略ブロック図である。可変分周器１ａは、入力端子１０、１１、出力端子１２、１３、１４、１５、電源入力端子１６−１、１６−２、１７−１、１７−２、切替信号入力端子１８、分周器２１、２２、ＰＰＦ３１、３２、差動増幅器４１、４２、４３、４４、４５を備える。
【００３４】
可変分周器１ａにおいて、電源入力端子１６−１、１６−２、切替信号入力端子１８、分周器２２及び差動増幅器４５以外の構成については、第１実施形態の可変分周器１と同じ構成であるため、同じ符号を付し、以下、異なる構成である電源入力端子１６−１、１６−２、切替信号入力端子１８、分周器２２及び差動増幅器４５について説明する。第１実施形態との違いは、分周器２２を新たに備え、分周器２１に入力される信号を分周器２１に直接入力端子１０及び入力端子１１の発振信号を入力させず遮断することを可能にするために差動増幅器４５を新たに加えた点である。
【００３５】
電源入力端子１６−１から、差動増幅器４５に電源が供給される。電源入力端子１６−２から、分周器２２に電源が供給される。なお、電源入力端子１６−１、１６−２のいずれか一方に電源を供給することで、差動増幅器４５の出力、あるいは、分周器２２の出力を分周器２１の入力とする選択が行われる。また、電源入力端子１７−１、１７−２から行われる電源供給と併せて、入力端子１０、１１から入力される差動の発振信号の分周を行う経路が選択される。切替信号入力端子１８は、分周器２２で分周比を選択する信号が入力される端子である。分周器２２は、入力端２２−１、２２−２、出力端２２−５、２２−６を有しており、入力端２２−１、２２−２から入力される差動の発振信号を、入力される選択信号で定められる分周比、例えば、２又は３のいずれか一方の分周比で分周し、分周により得られた差動の発振信号を出力端２２−５及び出力端２２−６から出力する。また、分周器２２は、切替信号入力端子１８から入力される信号により、分周比が選択され、電源入力端子１６−２から電源入力端に電源が供給される。差動増幅器４５は、入力される差動信号を増幅して出力する。また、差動増幅器４５は、電源入力端子１６−１から電源入力端に電源が供給される。
【００３６】
可変分周器１ａは、入力される差動の発振信号を、ＰＰＦ３１とＰＰＦ３２を経由して入力される差動の発振信号と同じ周波数の４相信号を出力する経路（以下、経路２Ａという）を有する。また、可変分周器１ａは、入力される差動の発振信号を、分周器２１とＰＰＦ３２を経由して分周を行い、入力された差動の発振信号の周波数に対して、２分の１の周波数の４相信号を出力する経路（以下、経路２Ｂという）を有する。また、可変分周器１ａは、入力される差動の発振信号を分周器２２、分周器２１及びＰＰＦ３２を経由して２度分周を行い、入力された差動の発振信号の周波数に対して、４分の１又は６分の１の周波数の４相信号を出力する経路（以下、経路２Ｃという）を有している。それぞれの経路は、電源入力端子１６−１、１６−２、１７−１、１７−２から供給される電源により選択される。以下、それぞれの経路が選択された場合の動作を説明する。
【００３７】
（経路２Ａを選択した場合の動作）
まず、電源入力端子１６−１、１６−２、１７−２から電源が供給されず、電源入力端子１７−１から電源が供給され、ＰＰＦ３２の入力として、ＰＰＦ３１の出力が選択される。
【００３８】
可変分周器１ａの経路２Ａにおける回路の動作及び信号の流れは、第１実施形態の可変分周器１の経路１Ａが選択された場合と同じである。
【００３９】
（経路２Ｂを選択した場合の動作）
まず、電源入力端子１６−１から差動増幅器４５に電源が供給され、電源入力端子１７−２から分周器２１に電源が供給され、電源入力端子１６−２、１７−１からの電源の供給が停止される。これにより、分周器２１の入力として差動増幅器４５の出力が選択され、ＰＰＦ３２の入力として分周器２１の出力が選択される。
【００４０】
入力端子１０及び入力端子１１から入力された１８０度の位相差を有する差動の発振信号は、入力端子１０から入力発振信号が接合点５１−１を介して差動増幅器４５に入力され、入力端子１１から入力された発振信号が接合点５１−２を介して差動増幅器４５に入力される。
差動増幅器４５は入力された差動の発振信号を増幅し、増幅した差動の発振信号の一方を接合点５３−１を介して分周器２１の入力端２１−１に出力し、増幅した差動の発振信号の他方を接合点５３−２を介して分周器２１の入力端２１−２に出力する。
【００４１】
分周器２１に１８０度の位相差を有する差動の発振信号が入力された以降の動作は、第１実施形態の可変分周器１の経路１Ｂが選択された場合の動作と同様である。
【００４２】
（経路２Ｃを選択した場合の動作）
まず、電源入力端子１６−２から分周器２２に電源が供給され、電源入力端子１７−２から分周器２１に電源が供給され、電源入力端子１６−１、１７−１から電源の供給が停止される。これにより、分周器２１の入力として分周器２２の出力が選択され、ＰＰＦ３２の入力として分周器２１の出力が選択される。
【００４３】
入力端子１０及び入力端子１１から入力された１８０度の位相差を有する差動の発振信号は、入力端子１０から入力される発振信号が接合点５１−１を介して分周器２２の入力端２２−１に出力され、入力端子１１から入力される発振信号が接合点５１−２を介して分周器２２の入力端２２−２に出力される。
【００４４】
分周器２２は、入力された１８０度の位相差を有する差動の発振信号を、切替信号入力端子１８で選択された分周比で分周し、分周により生成した２分の１又は３分の１の周波数の差動の発振信号の一方を出力端２２−５から接合点５３−１を介して分周器２１の入力端２１−１に出力し、生成した差動の発振信号の他方を出力端２２−６から接合点５３−２を介して分周器２１の入力端２１−２に出力する。
【００４５】
分周器２１に差動の発振信号が入力された以降の動作は、第１実施形態の可変分周器１の経路１Ｂが選択された場合の動作と同様である。この結果、出力端子１２、１３、１４、１５からは、入力端子１０、１１から入力される差動の発振信号の周波数に対して、４分の１又は６分の１の周波数の４相信号が出力される。このとき、分周比の選択は、切替信号入力端子１８から入力される信号により行われる。
【００４６】
可変分周器１ａは、分周器２２を備えたことで、分周器２１と合わせて、分周比が選択できるようになり、出力端子１２、１３、１４、１５から出力する４相信号の周波数範囲を広げることが可能となる。また、可変分周器１ａは、出力端子１２、１３、１４、１５の前段にＰＰＦ３２を備えることで、複数の分周を行うことで発生する高調波等の不要な信号が除去され、位相の整えられた４相信号が得られる。
【００４７】
なお、可変分周器１ａが、可変分周器１に分周器２２を加えることで、出力する周波数範囲を広げたように、更に分周器を加え、選択できる経路を増やしてもよい。また、分周器２１は、分周比が２の分周器としているが、分周器２２と同様に分周比を切替える信号を入力する端子を備え、分周比が選択するようにしてもよい。ただし、選択される分周比は偶数次の分周比とする。また、分周器２２は、分周比として２及び３を有する構成としたが、異なる分周比を有する構成としてもよい。
【００４８】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態の可変分周器１ｂの内部構成を示す概略ブロック図である。可変分周器１ｂは、入力端子１０、１１、出力端子１２、１３、１４、１５、電源入力端子１６−１、１６−２、１７−１、１７−２、切替信号入力端子１８、分周器２１、２２、ＰＰＦ３１、３２、３３、差動増幅器４１、４２、４３、４４、４５を備える。
【００４９】
可変分周器１ｂにおいて、ＰＰＦ３３以外の構成については、第２実施形態の可変分周器１ｂと同じ構成であるため、同じ符号を付し、以下、異なる構成であるＰＰＦ３３について説明する。第２実施形態との違いは、ＰＰＦ３２と出力端子１２、出力端子１３、出力端子１４及び出力端子１５との間にＰＰＦ３３を新たに加え、ＰＰＦ３２の出力をＰＰＦ３３の入力端に接続を変更した点である。
ＰＰＦ３３は、入力端３３−１、３３−２、３３−３、３３−４、出力端３３−５、３３−６、３３−７、３３−８を有している。また、ＰＰＦ３３は、入力端３３−１、３３−２、３３−３、３３−４から入力される信号に基づいて、周波数が同じであり、相対的な位相差が９０度の４相信号を出力端３３−５、３３−６、３３−７、３３−８から出力する。また、ＰＰＦ３３が出力する４相信号は、ＰＰＦ３１と同様に、出力する信号のいずれか１つを基準として９０度、１８０度、２７０度の位相差を有する信号と、基準とする信号との４つの信号を組とした信号である。また、ＰＰＦ３３は、入力される信号に含まれる位相差９０度の４相信号以外の信号を減衰させて、高調波等の不要な信号を除去し、位相の整えた４相信号を出力する。
【００５０】
可変分周器１ｂは、入力される差動の発振信号を、ＰＰＦ３１、ＰＰＦ３２及びＰＰＦ３３を経由して、入力される差動の発振信号と同じ周波数の４相信号を出力する経路（以下、経路３Ａという）を有する。また、可変分周器１ｂは、入力される差動の発振信号を、分周器２１、ＰＰＦ３２及びＰＰＦ３３を介して分周を行い、入力された差動の発振信号の周波数に対して、２分の１の周波数の４相信号を出力する経路（以下、経路３Ｂという）を有する。また、可変分周器１ｂは、入力される差動の発振信号を分周器２２、分周器２１、ＰＰＦ３２及びＰＰＦ３３を経由して分周を行う。可変分周器１ｂは、入力された差動の発振信号の周波数に対して、切替信号入力端子１８から入力される信号に基づいて、４分の１又は６分の１のいずれかの周波数の４相信号を出力する経路（以下、経路２Ｃという）を有している。それぞれの経路は、電源入力端子１６−１、１６−２、１７−１、１７−２から供給される電源により選択される。また、いずれの経路を選択した場合でも、ＰＰＦ３２までの動作は同じであるため、動作の異なるＰＰＦ３２以降の動作について説明する。
【００５１】
ＰＰＦ３３は、ＰＰＦ３２から４相信号が入力される。このとき、ＰＰＦ３３は、ＰＰＦ３２の出力端３２−５から出力された信号が入力端３３−１から入力される。また、ＰＰＦ３３は、ＰＰＦ３２の出力端３２−６から出力された信号が入力端３３−２から入力される。また、ＰＰＦ３３は、ＰＰＦ３２の出力端３２−７から出力された信号が入力端３３−３から入力される。また、ＰＰＦ３３は、ＰＰＦ３２の出力端３２−８から出力された信号が入力端３３−４から入力される。
なお、ＰＰＦ３３は、入力端３３−１から入力される信号を基準として、１８０度の位相差の信号が入力端３３−２から入力され、９０度の位相差の信号が入力端３３−３から入力され、２７０度の位相差の信号が入力端３３−４から入力される。
【００５２】
ＰＰＦ３３は、ＰＰＦ３２から４相信号が入力され、相対的な位相差が９０度の４相信号を出力する。また、ＰＰＦ３３は、４相信号が有する信号それぞれを出力端３３−５から出力端子１２に出力し、出力端３３−６から出力端子１３に出力し、出力端３３−７から出力端子１４に出力し、出力端３３−８から出力端子１５に出力する。なお、ＰＰＦ３３は、出力端３３−５から出力する発振信号を基準として、１８０度の位相差の発振信号を出力端３３−６から出力し、９０度の位相差の発振信号を出力端３３−７から出力し、２７０度の位相差の発振信号を出力端３３−８から出力する。
【００５３】
以上の可変分周器１ｂの動作により、第２実施形態の可変分周器１ａと同様に、入力される差動の発振信号を分周し、分周された４相信号が出力端子１２、出力端子１３、出力端子１４及び出力端子１５から出力される。更に、ＰＰＦ３２の後段にＰＰＦ３３を設けたことにより、複数の分周により発生した高調波等の不要な信号が除去され、より質の良い４相信号を得ることが可能となる。
【００５４】
図４は、第２実施形態で説明した可変分周器１ａを用いたＲＦモジュール１００の構成例を示した概略ブロック図である。ＲＦモジュール１００は、受信信号を入力する入力端子９１、入力された信号を低雑音で増幅する可変利得器９２、入力されるＲＦ信号を局部発振信号を用いて直交ダウンコンバートする直交復調器９３、可変差動増幅器９４−１、９４−２、特定の周波数成分の信号を抽出するフィルタ９５−１、９５−２、差動増幅器９６−１、９６−２、出力端子９７−１、９７−２、９７−３、９７−４及びＶＣＯ９８を備えている。
【００５５】
可変分周器１ａは、ＶＣＯ９８で発生された差動の発振信号を入力端子１０及び入力端子１１から入力され、分周した４相信号もしくは等倍の４相信号を出力端子１２、１３、１４、１５から出力する。入力端子９１から入力された信号は、可変利得器９２で増幅されると共に、差動信号として出力される。直交復調器９３は、可変利得器９２が出力した差動信号を、可変分周器１が出力する４相信号を局部発振信号として用い、直交ダウンコンバートを行い、Ｉ相の差動信号を可変差動増幅器９４−１に出力し、Ｑ相の差動信号を可変差動増幅器９４−２に出力する。可変差動増幅器９４−１、９４−２でそれぞれ増幅された差動信号は、フィルタ９５−１、９５−２にて、所望の周波数成分の差動信号が抽出される。フィルタ９５−１、９５−２で、抽出された差動信号は、差動増幅器９６−１、９６−２で増幅される。出力端子９７−１、９７−２から、差動増幅器９６−１で増幅されたＩ相の差動信号が出力され、出力端子９７−３、９７−４から、差動増幅器９６−２で増幅されたＱ相の差動信号が出力される。
【００５６】
可変分周器１ａを用いる構成により、ＲＦモジュール１００でダウンコンバートに用いる最も高い周波数が出力できるＶＣＯを用いることが可能となる。また、複数のＶＣＯを切替えて用いずとも、広い帯域幅のマルチバンド用ＲＦモジュール１００を構成することができ、ＲＦモジュール１００の小型化が可能となる。
なお、可変分周器１ａを用いた構成を示したが、可変分周器１又は可変分周器１ｂを用いる構成でもよい。また、分周器２１及び分周器２２の分周比は、ＲＦモジュール１００で行うダウンコンバートにおいて用いる局部発振信号の周波数に合わせて選択するようにしてもよい。また、マルチバンド受信で複数の周波数が更に必要になる場合、第２実施形態で示したように、可変分周器の内部に分周器を追加することで、可変分周器が出力する４相信号の周波数範囲を増やしてもよい。
【００５７】
なお、本発明に記載の第１のポリフェーズドフィルタは、ポリフェーズドフィルタ３１に対応し、第２のポリフェーズドフィルタは、ポリフェーズドフィルタ３２に対応し、第３のポリフェーズドフィルタは、ポリフェーズドフィルタ３３に対応する。また、本発明に記載の第１の分周器は、分周器２１に対応し、第２の分周器は、分周器２２に対応する。また、本発明に記載の第１の差動増幅器は、差動増幅器４１に対応し、第２の差動増幅器は、差動増幅器４２に対応し、第３の差動増幅器は、差動増幅器４３に対応し、第４の差動増幅器は、差動増幅器４４に対応し、第５の差動増幅器は、差動増幅器４５に対応する。
【００５８】
また、本発明に記載の第１の電源入力端子は、電源入力端子１７−１に対応し、第２の電源入力端子は、電源入力端子１７−２に対応し、第３の電源入力端子は、電源入力端子１６−１に対応し、第４の電源入力端子は、電源入力端子１７−２に対応する。
また、本発明に記載の第１の４相信号は、分周器２１が出力端２１−５、２１−６、２１−７、２１−８から出力する信号が対応し、第２の４相信号は、ＰＰＦ３１の出力端３１−５、３１−６、３１−７、３１−８から出力される信号が対応し、第３の４相信号は、ＰＰＦ３２の出力端３２−５、３２−６、３２−７、３２−８から出力される信号が対応する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１実施形態の可変分周器の内部構成を示す概略ブロック図である。
【図２】第２実施形態の可変分周器の内部構成を示す概略ブロック図である。
【図３】第３実施形態の可変分周器の内部構成を示す概略ブロック図である。
【図４】第１実施形態の可変分周器を用いたＲＦモジュールの構成例を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１ａ、１ｂ…可変分周器
１０、１１…入力端子
１２、１３、１４、１５…出力端子
１６−１、１６−２、１７−１、１７−２…電源入力端子
１８…切替信号入力端子
２１、２２…分周器
３１、３２、３３…ＰＰＦ
４１、４２、４３、４４、４５…差動増幅器
９１…入力端子、９２…可変利得器、９３…直交復調器
９４−１、９４−２…可変差動増幅器
９５−１、９５−２…フィルタ
９６−１、９６−２…差動増幅器
９７−１、９７−２、９７−３、９７−４…出力端子
１００  ＲＦモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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