(57)【要約】【課題】入力信号を第１，第２の差動信号に変換して、それぞれの位相を＋４５度および−４５度推移出力する９０度移相器の半導体チップサイズを縮小、かつ消費電流を低減する。【解決手段】差動増幅器１から第１，第２の差動信号を出力。移相器５から第１の差動信号の一方の信号１０１の位相と、移相器８から第１の差動信号の他方の信号１０２の位相を＋４５度推移出力し、それぞれ差動増幅器１７に入力。移相器１１から第２の差動信号の一方の信号１０３の位相と、移相器１４から第２の差動信号の他方の信号１０４の位相を−４５度推移出力し、それぞれ差動増幅器１８に入力。移相器５，８から出力の第１の差動信号の信号１０５，１０６に対する直流バイアスは、直流バイアス回路２で設定、また移相器１１，１４から出力の第２の差動信号の信号１０７，１０８に対する直流バイアスは、抵抗１２，１５により、移相器１１，１４に対する入力電位に設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の入力信号を受けて、第１および第２の差動信号に変換して出力する第１の差動増幅器と、前記第１の差動信号に含まれる第１の信号を入力とする第１の移相器と、前記第１の差動信号に含まれる第２の信号を入力とする第２の移相器と、前記第１の移相器と前記第２の移相器に直流バイアスを付与する直流バイアス回路と、前記第２の差動信号に含まれる第１の信号を入力とする第３の移相器と、前記第２の差動信号に含まれる第２の信号を入力とする第４の移相器と、
前記第１の移相器より出力される信号を第１の入力端に入力し、前記第２の移相器より出力される信号を第２の入力端に入力して、前記第１の差動増幅器より出力される第１の差動信号に対して＋４５度位相推移された差動信号を出力する第２の差動増幅器と、前記第３の移相器より出力される信号を第１の入力端に入力し、前記第４の移相器より出力される信号を第２の入力端に入力して、前記第１の差動増幅器より出力される第２の差動信号に対して−４５度位相推移された差動信号を出力する第３の差動増幅器とを備えたことを特徴とする９０度移相器。
【請求項２】
前記第１の移相器を、一端が第１の差動増幅器の第１の出力端に接続され、他端が第２の差動増幅器の第１の入力端に接続された第１の容量と、一端が前記第１の容量の他端とともに前記第２の差動増幅器の第１の入力端に共通接続され、他端が直流バイアス回路に接続された第１の抵抗により構成し、
前記第２の移相器を、他端が前記第１の差動増幅器の第２の出力端に接続され、一端が前記第２の差動増幅器の第２の入力端に接続された第２の容量と、他端が前記第２の容量の一端とともに前記第２の差動増幅器の第２の入力端に共通接続され、一端が前記第１の抵抗の他端とともに前記直流バイアス回路に共通接続される第２の抵抗により構成し、
前記第３の移相器を、一端が前記第１の容量の一端とともに前記第１の差動増幅器の第１の出力端に共通接続され、他端が第３の差動増幅器の第１の入力端に接続される第３の抵抗と、一端が前記第３の抵抗の他端とともに前記第３の差動増幅器の第１の入力端に共通接続され、他端が第４の移相器に接続された第３の容量により構成し、
前記第４の移相器を、他端が前記第２の容量の他端とともに前記第１の差動増幅器の第２の出力端に共通接続され、一端が前記第３の差動増幅器の第２の入力端に接続される第４の抵抗と、他端が前記第４の抵抗の一端とともに前記第３の差動増幅器の第２の入力端に共通接続され、一端が前記第３の容量の他端に接続される第４の容量により構成したことを特徴とする請求項１記載の９０度移相器。
【請求項３】
所定の入力信号を受けて、第１および第２の差動信号に変換して出力する差動増幅器と、前記第１の差動信号に含まれる第１の信号を入力とする第１の移相器と、前記第１の差動信号に含まれる第２の信号を入力とする第２の移相器と、前記第１の移相器と前記第２の移相器に直流バイアスを付与する直流バイアス回路と、前記第２の差動信号に含まれる第１の信号を入力とする第３の移相器と、前記第２の差動信号に含まれる第２の信号を入力とする第４の移相器と、前記第１の移相器より出力される信号を第１の入力端に入力し、前記第２の移相器より出力される信号を第２の入力端に入力して、前記差動増幅器より出力される第１の差動信号に対して＋４５度位相推移された差動信号を出力する第１の振幅制限差動増幅器と、前記第３の移相器より出力される信号を第１の入力端に入力し、前記第４の移相器より出力される信号を第２の入力端に入力して、前記差動増幅器より出力される第２の差動信号に対して−４５度位相推移された差動信号を出力する第２の振幅制限差動増幅器とを備えたことを特徴とする９０度移相器。
【請求項４】
前記第１の移相器を、一端が前記差動増幅器の第１の出力端に接続され、他端が前記第１の振幅制限差動増幅器の第１の入力端に接続された第１の容量と、一端が前記第１の容量の他端とともに前記第１の振幅制限差動増幅器の第１の入力端に共通接続され、他端が直流バイアス回路に接続された第１の抵抗により構成し、
前記第２の移相器を、他端が前記差動増幅器の第２の出力端に接続され、一端が前記第１の振幅制限差動増幅器の第２の入力端に接続された第２の容量と、他端が前記第２の容量の一端とともに前記第１の振幅制限差動増幅器の第２の入力端に共通接続され、一端が前記第１の抵抗の他端とともに前記直流バイアス回路に共通接続された第２の抵抗により構成し、
前記第３の移相器を、一端が前記第１の容量の一端とともに前記差動増幅器の第１の出力端に共通接続され、他端が前記第２の振幅制限差動増幅器の第１の入力端に接続された第３の抵抗と、一端が前記第３の抵抗の他端とともに前記第２の振幅制限差動増幅器の第１の入力端に共通接続され、他端が第４の移相器に接続された第３の容量により構成し、
前記第４の移相器を、他端が前記第２の容量の他端とともに前記差動増幅器の第２の出力端に共通接続され、一端が前記第２の振幅制限差動増幅器の第２の入力端に接続される第４の抵抗と、他端が前記第４の抵抗の一端とともに前記第２の振幅制限差動増幅器の第２の入力端に共通接続され、一端が前記第３の容量の他端に接続される第４の容量により構成したことを特徴とする請求項３記載の９０度移相器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、９０度移相器に係り、特に抵抗および容量によりバイポーラ集積回路として構成される９０度移相器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にバイポーラ半導体集積回路においては、トランジスタ，抵抗および容量等の各回路素子の優れた整合性を活用するために、差動回路がよく用いられる。図３は、従来の差動回路を用いて構成される９０度移相器の構成例を示す回路図である。図３に示されるように、この９０度移相器は差動増幅器２１と、抵抗２３および容量２４によって構成される低域フィルタ（以下、ＬＰＦという）２２と、抵抗２６および容量２７によって構成されるＬＰＦ２５と、容量２９および抵抗３０によって構成される高域フィルタ（以下、ＨＰＦという）２８と、容量３２および抵抗３３によって構成されるＨＰＦ３１と、容量３５，抵抗３６および電圧源３７により構成される直流バイアス回路３４と、容量３９，抵抗４０および電圧源４１により構成される直流バイアス回路３８と、容量４３，抵抗４４および電圧源４５により構成される直流バイアス回路４２と、容量４７，抵抗４８および電圧源４９により構成される直流バイアス回路４６と、差動増幅器５０および差動増幅器５１とを備えて構成される。
【０００３】
図３において、信号１１７は差動増幅器２１を介して第１および第２の差動信号に変換されて、その内の第１の差動信号の一方の信号は、ＬＰＦ２２に入力されて位相を−４５度推移されて出力され、直流バイアス回路３４により直流バイアスが設定されて差動増幅器５０の一方の入力端に出力される。また、第１の差動信号の他方の信号は、ＬＰＦ２５に入力されて位相を−４５度推移されて出力され、直流バイアス回路３８により直流バイアスが設定されて差動増幅器５０の他方の入力端に出力される。
【０００４】
同様に、第２の差動信号の一方の信号は、ＨＰＦ２８に入力されて位相を＋４５度推移されて出力され、直流バイアス回路４２により直流バイアスが設定されて差動増幅器５１の一方の入力端に出力される。また、第２の差動信号の他方の信号は、ＨＰＦ３１に入力されて位相を＋４５度推移されて出力され、直流バイアス回路４６により直流バイアスが設定されて差動増幅器５１の他方の入力端に出力される。これにより、差動増幅器５０からは、信号１１７の入力に対応して、それぞれ位相が−４５度推移された第１の差動信号が出力され、差動増幅器５１からは、位相が＋４５度推移された第２の差動信号が個別に出力され、第１および第２の差動信号は相互に９０度の位相差を持った差動信号となる。
【０００５】
以上のような構成の場合、各差動信号に対して直流バイアスを設定する直流バイアス回路を必要とし、かつＬＰＦおよびＨＰＦの直流バイアスを遮断するための容量を必要とすることから、半導体チップサイズが大きく、さらに、直流バイアス回路の存在によって消費電力が増大するという欠点がある。
【０００６】
特許文献１には、直流バイアス回路を削減することで半導体チップサイズを縮小化し、消費電力を低減させる方法が記載されている。
【特許文献１】特開平９−９８０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の９０度移相器においては、前述のように、相互に９０度の位相差を持つ第１および第２の差動信号に直流バイアスを設定するために、各差動信号に対して直流バイアスを設定する直流バイアス回路を必要とし、かつＬＰＦおよびＨＰＦの直流バイアスを遮断するための容量を必要とするために、半導体チップサイズが大きくなり、さらに、直流バイアス回路の存在により消費電力が増大するという欠点があった。
【０００８】
そして、前記課題を解決するための特許文献１に記載された構成において、本件の発明者によってシミュレーションを行った結果、９０度の位相差が取れず、１３５度の位相差となってしまうことを確認した。
【０００９】
本発明は、前記従来技術の課題を解決することに指向するものであり、９０度移相器を＋４５度，−４５度位相推移する移相器の構成およびこれら移相器の接続によって、半導体チップサイズを縮小し、消費電力を低減した９０度移相器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明に係る９０度移相器は、所定の入力信号を受けて、第１および第２の差動信号に変換して出力する第１の差動増幅器と、第１の差動信号に含まれる第１の信号を入力とする第１の移相器と、第１の差動信号に含まれる第２の信号を入力とする第２の移相器と、第１の移相器と第２の移相器に直流バイアスを付与する直流バイアス回路と、第２の差動信号に含まれる第１の信号を入力とする第３の移相器と、第２の差動信号に含まれる第２の信号を入力とする第４の移相器と、第１の移相器より出力される信号を第１の入力端に入力し、第２の移相器より出力される信号を第２の入力端に入力して、第１の差動増幅器より出力される第１の差動信号に対して＋４５度位相推移された差動信号を出力する第２の差動増幅器と、第３の移相器より出力される信号を第１の入力端に入力し、第４の移相器より出力される信号を第２の入力端に入力して、第１の差動増幅器より出力される第２の差動信号に対して−４５度位相推移された差動信号を出力する第３の差動増幅器とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載される９０度移相器は、請求項１の９０度移相器であって、第１の移相器を、一端が第１の差動増幅器の第１の出力端に接続され、他端が第２の差動増幅器の第１の入力端に接続された第１の容量と、一端が第１の容量の他端とともに第２の差動増幅器の第１の入力端に共通接続され、他端が直流バイアス回路に接続された第１の抵抗により構成し、第２の移相器を、他端が第１の差動増幅器の第２の出力端に接続され、一端が第２の差動増幅器の第２の入力端に接続された第２の容量と、他端が第２の容量の一端とともに第２の差動増幅器の第２の入力端に共通接続され、一端が第１の抵抗の他端とともに直流バイアス回路に共通接続される第２の抵抗により構成し、第３の移相器を、一端が第１の容量の一端とともに第１の差動増幅器の第１の出力端に共通接続され、他端が第３の差動増幅器の第１の入力端に接続される第３の抵抗と、一端が第３の抵抗の他端とともに第３の差動増幅器の第１の入力端に共通接続され、他端が第４の移相器に接続された第３の容量により構成し、第４の移相器を、他端が第２の容量の他端とともに第１の差動増幅器の第２の出力端に共通接続され、一端が第３の差動増幅器の第２の入力端に接続される第４の抵抗と、他端が第４の抵抗の一端とともに第３の差動増幅器の第２の入力端に共通接続され、一端が第３の容量の他端に接続される第４の容量により構成したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載される９０度移相器は、所定の入力信号を受けて、第１および第２の差動信号に変換して出力する差動増幅器と、第１の差動信号に含まれる第１の信号を入力とする第１の移相器と、第１の差動信号に含まれる第２の信号を入力とする第２の移相器と、第１の移相器と第２の移相器に直流バイアスを付与する直流バイアス回路と、第２の差動信号に含まれる第１の信号を入力とする第３の移相器と、第２の差動信号に含まれる第２の信号を入力とする第４の移相器と、第１の移相器より出力される信号を第１の入力端に入力し、第２の移相器より出力される信号を第２の入力端に入力して、差動増幅器より出力される第１の差動信号に対して＋４５度位相推移された差動信号を出力する第１の振幅制限差動増幅器と、第３の移相器より出力される信号を第１の入力端に入力し、第４の移相器より出力される信号を第２の入力端に入力して、差動増幅器より出力される第２の差動信号に対して−４５度位相推移された差動信号を出力する第２の振幅制限差動増幅器とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載される９０度移相器は、請求項３の９０度移相器であって、第１の移相器を、一端が差動増幅器の第１の出力端に接続され、他端が第１の振幅制限差動増幅器の第１の入力端に接続された第１の容量と、一端が第１の容量の他端とともに第１の振幅制限差動増幅器の第１の入力端に共通接続され、他端が直流バイアス回路に接続された第１の抵抗により構成し、第２の移相器を、他端が差動増幅器の第２の出力端に接続され、一端が第１の振幅制限差動増幅器の第２の入力端に接続された第２の容量と、他端が第２の容量の一端とともに第１の振幅制限差動増幅器の第２の入力端に共通接続され、一端が第１の抵抗の他端とともに直流バイアス回路に共通接続された第２の抵抗により構成し、第３の移相器を、一端が第１の容量の一端とともに差動増幅器の第１の出力端に共通接続され、他端が第２の振幅制限差動増幅器の第１の入力端に接続された第３の抵抗と、一端が第３の抵抗の他端とともに第２の振幅制限差動増幅器の第１の入力端に共通接続され、他端が第４の移相器に接続された第３の容量により構成し、第４の移相器を、他端が第２の容量の他端とともに差動増幅器の第２の出力端に共通接続され、一端が第２の振幅制限差動増幅器の第２の入力端に接続される第４の抵抗と、他端が第４の抵抗の一端とともに第２の振幅制限差動増幅器の第２の入力端に共通接続され、一端が第３の容量の他端に接続される第４の容量により構成したことを特徴とする。
【００１４】
前記構成によれば、直流バイアス回路を削減でき、半導体チップサイズを縮小化でき、消費電流をも低減できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、入力信号を第１および第２の差動信号に変換して、第１の差動信号を＋４５度位相推移させて出力する位相推移手段と、第２の差動信号を−４５度位相推移させて出力する位相推移手段とを少なくとも含む９０度移相器に適用され、位相推移手段により第１および第２の差動信号に対する直流バイアスを設定する機能を付与することにより、従来必要とされていた直流バイアス回路を削減でき、これによって、半導体チップサイズを縮小化することができるとともに、消費電流をも低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態１における９０度移相器の概略構成を示す回路図である。図１に示すように、本実施の形態１は、信号１００の入力を受けて、第１および第２の差動信号に変換して出力する第１の差動増幅器１と、容量６および抵抗７により構成され、前記第１の差動信号の一方の信号の位相を＋４５度推移させて出力する第１の移相器５と、容量９および抵抗１０により構成され、前記第１の差動信号の他方の信号の位相を＋４５度推移させて出力する第２の移相器８と、抵抗３と電圧源４により構成され、前記第１の差動信号に直流バイアスを設定する直流バイアス回路２と、抵抗１２および容量１３により構成され、前記第２差動信号の一方の信号の位相を−４５度推移させて出力する第３の移相器１１と、抵抗１５および容量１６により構成され、前記第２差動信号の他方の信号の位相を−４５度推移させて出力する第４の移相器１４と、それぞれ前記第１および第２の差動信号の入力に対応する第２，第３の差動増幅器１７および１８とを備えて構成される。
【００１８】
図１において、信号１００は、差動増幅器１を介して第１および第２の差動信号に変換されて、その内の第１の差動信号の一方の信号１０１は、移相器５に入力されて位相を＋４５度推移されて信号１０５として出力され、差動増幅器１７の一方の入力端に入力される。また、第１の差動信号の他方の信号１０２は、移相器８に入力されて位相を＋４５度推移されて信号１０６として出力され、差動増幅器１７の他方の入力端に入力される。同様に、第２の差動信号の一方の信号１０３は、移相器１１に入力されて位相を−４５度推移されて信号１０７として出力され、差動増幅器１８の一方の入力端に入力される。また、第２の差動信号の他方の信号１０４は、移相器１４に入力されて位相を−４５度推移されて信号１０８として出力され、差動増幅器１８の他方の入力端に入力される。
【００１９】
この場合においては、移相器５および移相器８により位相を＋４５度推移されて出力される第１の差動信号の信号１０５，１０６に対する直流バイアスは、直流バイアス回路２により設定され、また、移相器１１および移相器１４により位相を−４５度推移されて出力される第２の差動信号の信号１０７，１０８に対する直流バイアスは、抵抗１２および抵抗１５により、それぞれ移相器１１および移相器１４に対する入力電位、すなわち差動増幅器１の出力電位に設定される。
【００２０】
このようにして、差動増幅器１７および差動増幅器１８からは、それぞれ位相が９０度の第１の差動信号１０９，１１０および第２の差動信号１１１，１１２が出力される。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態２の９０度移相器の概略構成を示す回路図である。本実施の形態２と前述の実施の形態１との相違点は、本実施の形態２においては、図１に示される実施の形態１における差動増幅器１７および差動増幅器１８を、それぞれ振幅制限差動増幅器１９および振幅制限差動増幅器２０に置き換えて構成したことにあり、それ以外の構成内容については実施の形態１の場合と全く同様であり、その動作も同様である。
【００２２】
本実施の形態２においては、信号１００の入力に対応して、移相器５および移相器８より出力される第１の差動信号における信号１０５および信号１０６の波形と、移相器１１および移相器１４より出力される第２の差動信号における信号１０７および信号１０８の波形は、前述の実施の形態１の場合と同様であるが、振幅制限差動増幅器１９および振幅制限差動増幅器２０より出力される第１の差動信号１１３，１１４と第２の差動信号１１５，１１６の波形は、実施の形態１における第１の差動信号１０９，１１０と第２の差動信号１１１，１１２の波形とは異なり、同一振幅にて出力される。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明に係る９０度移相器は、入力信号を第１および第２の差動信号に変換して、第１の差動信号を＋４５度位相推移出力する位相推移手段と、第２の差動信号を−４５度位相推移出力する位相推移手段とを含み、半導体チップサイズを縮小化し、消費電流を低減でき、９０度移相器等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における９０度移相器の概略構成を示す回路図
【図２】本発明の実施の形態２における９０度移相器の概略構成を示す回路図
【図３】従来の９０度移相器の構成例を示す回路図
【符号の説明】
【００２５】
１，１７，１８，２１，５０，５１  差動増幅器
２，３４，３８，４２，４６  直流バイアス回路
３，７，１０，１２，１５，２３，２６，３０，３３，３６，４０，４４，４８  抵抗
４，３７，４１，４５，４９  電圧源
５，８，１１，１４  移相器
６，９，１３，１６，２４，２７，２９，３２，３５，３９，４３，４７  容量
１９，２０  振幅制限差動増幅器
２２，２５  ＬＰＦ
２８，３１  ＨＰＦ
【図１】
2005252977.tif 000003
【図２】
2005252977.tif 000004
【図３】
2005252977.tif 000005