(57)【要約】【課題】  ノイズの発生を抑制し、線形性の良い信号伝達を可能とし、かつ、低消費電力化を実現するようにした受信装置を提供する。【解決手段】  受信装置は、増幅器１４と、後段に局部発振器から得たローカル信号と高周波信号との周波数変換を行う周波数変換器を２段有し、１段目の周波数変換器１５は、第１のローカル信号と高周波信号の周波数の和または差の周波数成分にて中間周波数信号を出力し、２段目の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂで、第２のローカル信号と中間周波数信号の周波数の和または差の周波数成分にてベースバンド周波数に変換する。増幅器１４はシングル入出力構成である。増幅器１４と、１段目の周波数変換器１５との間にはバラン１０が挿入され、増幅器１４の出力信号を１段目の周波数変換器１５に電流信号で伝達する。増幅器１４の前段にはシングル入出力構成の低雑音増幅器１３が配置される。【選択図】  図１
2005072735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初段に複数のチャネルを含む高周波信号を増幅する増幅器と、後段に、局部発振器から得たローカル信号と前記高周波信号との周波数変換を行う周波数変換器を２段有し、前記１段目の周波数変換器は、第１のローカル信号と前記高周波信号の周波数の和または差の周波数成分にて中間周波数信号を出力し、前記２段目の周波数変換器で、第２のローカル信号と前記中間周波数信号の周波数の和または差の周波数成分にてベースバンド周波数に変換し、所望のチャネルを受信する受信装置において、
前記増幅器と前記１段目の周波数変換器との間にバランが挿入され、増幅器の出力信号を１段目の周波数変換器に電流信号で伝達することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置において、
前記増幅器はシングル入出力構成であることを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の受信装置において、
前記増幅器の前段に低雑音増幅器を配置し、前記低雑音増幅器はシングル入出力構成であることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の受信装置において、
前記第１のローカル信号は前記高周波信号の周波数のＮ／Ｍ倍（Ｎ、Ｍは正の整数）の周波数を有する信号であり、前記第２のローカル信号は前記高周波信号の周波数の｜Ｍ±Ｎ｜／Ｍ倍の周波数のうちの何れかの周波数を有する信号であることを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の受信装置において、
前記バランは、半導体基板上に形成された２つのインダクタを交互に形成し、一方の入力側インダクタの一端は前記高周波信号を増幅する増幅器の出力端子に接続され、他方の出力側インダクタの両端は前記第１の周波数変換器の差動入力端子に接続されていることを特徴とする受信装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の受信装置において、
前記１段目の周波数変換器はバイポーラトランジスタで構成されたダブルバランス入出力回路であり、
エミッタが共通に接続されるとともに、その接続点に差動の上記差動の入力信号の一方が供給される第１及び第２のバイポーラトランジスタからなるトランジスタ差動対であって、第１のバイポーラトランジスタのベースに上記第１のローカル信号の一方が印加され、第２のバイポーラトランジスタのベースに上記第１のローカル信号の他方が印加されてなる、トランジスタ差動対と、
エミッタが共通に接続されるとともに、その接続点に差動の上記差動の入力信号の他方が供給される第３及び第４のバイポーラトランジスタからなるトランジスタ差動対であって、第３のバイポーラトランジスタのベースに上記第１のローカル信号の一方が印加され、第４のバイポーラトランジスタのベースに上記第１のローカル信号の他方が印加されてなる、トランジスタ差動対とを有し、
上記第１及び第４のバイポーラトランジスタのコレクタを互いに接続すると共に、上記第２及び第３のバイポーラトランジスタのコレクタを互いに接続して構成され、各コレクタから周波数混合した信号を出力することを特徴とする受信装置。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載の受信装置において、
前記１段目の周波数変換器はＭＯＳトランジスタで構成されたダブルバランス入出力回路であり、
ソースが共通に接続されるとともに、その接続点に差動の上記差動の入力信号の一方が供給される第１及び第２のＭＯＳトランジスタからなるトランジスタ差動対であって、第１のＭＯＳトランジスタのゲートに上記第１のローカル信号の一方が印加され、第２のＭＯＳトランジスタのゲートに上記第１のローカル信号の他方が印加されてなる、トランジスタ差動対と、
ソースが共通に接続されるとともに、その接続点に差動の入力信号の他方が供給される第３及び第４のＭＯＳトランジスタからなるトランジスタ差動対であって、第３のＭＯＳトランジスタのゲートに上記第１のローカル信号の一方が印加され、第４のＭＯＳトランジスタのゲートに上記第１のローカル信号の他方が印加されてなる、トランジスタ差動対とを有し、
上記第１及び第４のＭＯＳトランジスタのドレインを互いに接続すると共に、上記第２及び第３のＭＯＳトランジスタのドレインを互いに接続して構成され、各ドレインから周波数混合した信号を出力することを特徴とする受信装置。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の受信装置において、
前記1段目の周波数変換器の差動入力端子に前記バランの出力端子を接続し、前記バランの出力側インダクタの中心部に接続点を設け、電流供給用の電流源を接続したことを特徴とする受信装置。
【請求項９】
請求項１〜７に記載の受信装置において、
前記１段目の周波数変換器の差動入力端子に前記バランの出力端子を接続し、前記バランの出力側インダクタの中心部に接続点を設け、接地したことを特徴とする受信装置。
【請求項１０】
請求項１〜７に記載の受信装置において、
前記１段目の周波数変換器の差動入力端子に前記バランの出力端子と、電流源をそれぞれ接続したことを特徴とする受信装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０に記載の受信装置において、
少なくとも前記高周波信号を増幅する増幅器、前記バラン、及び前記１段目の周波数変換器は、同一半導体基板上に形成されていることを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低雑音の受信装置に関し、詳しくは、２回の周波数変換を行って、高周波信号をベースバンド周波数に変換し、所望のチャネルを受信する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線ＬＡＮトランシーバのような端末装置における受信方式の一つに、２回の周波数変換を行う受信回路が用いられる。このような受信回路の先行技術として、"An adaptive 2.4GHz low-IF receiver in 0.6μm CMOS for wideband wireless LAN" Farbod Behbahani et.al. ISSCC2000, vol.XLIII, pp. 146 - 147,  HYPERLINK "JavaScript:parent.menu.toc(3,"ieee","ssc",  "issc", "2000043", "2000#toc")" February 2000  （非特許文献１）がある。図１２（ａ）に、この非特許文献１で述べられている受信装置のうちのＬＮＡを示す。図１２（ａ）に示すＬＮＡ１０１は、高周波入力信号が差動入力であり、ＬＮＡ１０１も差動構成となっている。具体的には、差動の高周波信号は、増幅段のトランジスタＭ１１、Ｍ１２のベースに入力される。増幅段のトランジスタＭ１１、Ｍ１２にカスコード接続したトランジスタＭ１３、Ｍ１４を接続し、インダクタで構成された負荷Ｌ１、Ｌ２との接続点を、ＬＮＡの差動信号として出力する。ＬＮＡからの出力信号は、図１２（ｂ）にて簡単に示すいわゆるギルバートセルミキサ回路で構成される１段目の周波数変換器１０２に、差動の電圧信号で供給される。１段目の周波数変換器１０２においてＬＮＡ１０１から出力された高周波信号は、第１のＬＯ信号と周波数混合されてＩＦ周波数として出力され、第２の周波数変換器など、後段の回路へと供給される。
【０００３】
【非特許文献１】"An adaptive 2.4GHz low-IF receiver in 0.6μm CMOS for wideband wireless LAN" Farbod Behbahani et.al. ISSCC2000, vol.XLIII, pp. 146 - 147,  HYPERLINK "JavaScript:parent.menu.toc(3,"ieee","ssc",  "issc", "2000043", "2000#toc")" February 2000
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記非特許文献１におけるＩＣチップ中のＬＮＡ１０１は、高周波信号が差動入力として供給される。そのため、ＣＭＯＳトランジスタにおける差動構成のＬＮＡで発生する雑音は、以下のように示される。
【０００５】
【数１】
2005072735.tif 000003
ここで、
【数２】
2005072735.tif 000004
はノイズ発生電圧、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、γはトランジスタ定数、ｇはコンダクタンス、Ｚはインピーダンスである。
【０００６】
前記した第（１）式の初項は、ＬＮＡ１０１における増幅段のトランジスタＭ１１、Ｍ１２の２つで発生する雑音であり、第２項は、カスコード接続したトランジスタＭ１３、Ｍ１４で発生する雑音である。また、第３項は負荷で発生する雑音である。前記した（１）と、入力換算した雑音との比を雑音指数として表し、雑音指数は受信回路全体の感度を示す指標の一つとなる。
【０００７】
前記した第（１）式により、ＬＮＡを差動構成にしたことにより、シングル入出力構成のＬＮＡに対し、雑音の増加が２倍になる。また、ＬＮＡを差動構成にすることにより、電流値の増加から消費電力も増加する。
【０００８】
本発明は、上記の実情を鑑みて考え出されたものであり、その目的は、ノイズの発生を抑制し、線形性の良い信号伝達を可能とし、かつ、低消費電力化を実現するようにした受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、初段に複数のチャネルを含む高周波信号を増幅する増幅器と、後段に、局部発振器から得たローカル信号と前記高周波信号との周波数変換を行う周波数変換器を２段有し、前記１段目の周波数変換器は、第１のローカル信号と前記高周波信号の周波数の和または差の周波数成分にて中間周波数信号を出力し、前記２段目の周波数変換器で、第２のローカル信号と前記中間周波数信号の周波数の和または差の周波数成分にてベースバンド周波数に変換し、所望のチャネルを受信する受信装置において、前記増幅器と前記１段目の周波数変換器との間にバランを挿入し、前記増幅器の出力信号を前記１段目の周波数変換器に電流信号で伝達することを特徴とする。
【００１０】
上記の如く、増幅器と１段目の周波数変換器との間にバランを挿入する構成により、高周波信号を増幅する増幅器を、シングル入出力構成にすることができる。なお、用語「ローカル信号」とは、局部発振器から出力される局部発振信号を意味する。
【００１１】
また、本発明に係る受信装置は、増幅器がシングル入出力構成とされる場合もある。
【００１２】
上記構成により、差動構成の回路に比べて、発生する雑音を半分にできる。さらに、差動構成の回路に比べ、消費電流量を半分にすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る受信装置は、増幅器の前段に低雑音増幅器を配置し、前記低雑音増幅器はシングル入出力構成とされる場合もある。
【００１４】
上記構成により、差動構成の低雑音増幅器に比べて、発生する雑音を半分にできる。また、全体の雑音指数を低減できるが、このＬＮＡにて発生する雑音が少ないほど、受信回路全体に寄与する雑音指数を減少させることができる。これにより、受信回路全体の受信感度を上げることができる。さらに電流値は、差動構成に比べ半分にできることから低電力化につながる。
なお、従来技術に示したＬＮＡは、差動構成にすることで、ローカル信号からの漏洩信号を抑えることに効果を発揮する。しかし、通常、ヘテロダイン方式等の２回の周波数変換を行う受信機において、局部発振器等から出力されるローカル信号の周波数は、受信した高周波信号の周波数と異なるように設定する。このため、局部発振器等から出力したローカル信号がアンテナ側に漏洩して感度が劣化することはないため、ローカル信号からの漏洩を抑えるためにＬＮＡを差動構成にする必要はない。以上のことからＬＮＡや、高周波信号を増幅するトランジスタをシングル入出力構成にしても、局部発振器等から出力したローカル信号がアンテナ側に漏洩して感度が劣化することはない。
【００１５】
また、本発明に係る受信装置は、第１のローカル信号は前記高周波信号の周波数のＮ／Ｍ倍（Ｎ、Ｍは正の整数）の周波数を有する信号であり、前記第２のローカル信号は前記高周波信号の周波数の｜Ｍ±Ｎ｜／Ｍ倍の周波数のうちの何れかの周波数を有する信号である場合もある。
【００１６】
上記構成により、２回の周波数変換を行って、高周波信号をベースバンド周波数に変換することができる。
【００１７】
また、本発明に係る受信装置は、バランが、半導体基板上に形成された２つのインダクタを交互に形成し、一方の入力側インダクタの一端は前記高周波信号を増幅する増幅器の出力端子に接続され、他方の出力側インダクタの両端は前記第１の周波数変換器の差動入力端子に接続されている場合もある。
【００１８】
上記構成により、１段目の周波数変換器の入力信号レベルを一定に保つことができる。
【００１９】
また、本発明に係る受信装置は、前記１段目の周波数変換器はバイポーラトランジスタで構成されたダブルバランス入出力回路であり、エミッタが共通に接続されるとともに、その接続点に差動の入力信号の一方が供給される第１及び第２のバイポーラトランジスタからなるトランジスタ差動対であって、第１のバイポーラトランジスタのベースに上記第１のローカル信号の一方が印加され、第２のバイポーラトランジスタのベースに上記第１のローカル信号の他方が印加されてなる、トランジスタ差動対と、エミッタが共通に接続されるとともに、その接続点に差動の上記差動の入力信号の他方が供給される第３及び第４のバイポーラトランジスタからなるトランジスタ差動対であって、第３のバイポーラトランジスタのベースに上記第１のローカル信号の一方が印加され、第４のバイポーラトランジスタのベースに上記第１のローカル信号の他方が印加されてなる、トランジスタ差動対とを有し、上記第１及び第４のバイポーラトランジスタのコレクタを互いに接続すると共に、上記第２及び第３のバイポーラトランジスタのコレクタを互いに接続して構成され、各コレクタから周波数混合した信号を出力することを特徴とする。なお、バイポーラトランジスタに代えて、ＭＯＳトランジスタで構成してもよい。
【００２０】
上記構成により、１段目の周波数変換器はトランジスタで構成され、いわゆるダブルバランスと呼ばれるスイッチ回路であることから、線形性の良い周波数変換器を構成することができる。
【００２１】
また、本発明に係る受信装置は、1段目の周波数変換器の差動入力端子に前記バランの出力端子を接続し、前記バランの出力側インダクタの中心部に接続点を設け、電流供給用の電流源を接続する場合もある。
【００２２】
上記構成により、バランの差動の出力端ともに、同じだけのＤＣ電流を周波数変換器に供給できる。
【００２３】
また、本発明に係る受信装置は、1段目の周波数変換器の差動入力端子に前記バランの出力端子を接続し、前記バランの出力側インダクタの中心部に接続点を設け、接地する場合もある。上記構成においても、バランの差動の出力端ともに、同じだけのＤＣ電流を周波数変換器に供給できる。
【００２４】
また、本発明に係る受信装置は、前記1段目の周波数変換器の差動入力端子に前記バランの出力端子と、電流源をそれぞれ接続する場合もある。
【００２５】
上記構成においても、前記バランの差動の出力端ともに、同じだけのＤＣ電流を周波数変換器に供給できる。
【００２６】
また、本発明に係る受信装置は、少なくとも前記高周波信号を増幅する増幅器、前記バラン、及び前記1段目の周波数変換器は、同一半導体基板上に形成されている場合もある。
【００２７】
上記した構成により、受信装置全体のチップ面積の縮小、低消費電力化、低価格化等につながる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように本発明によれば、増幅器と１段目の周波数変換器との間にバランを挿入することにより、高周波信号を増幅する増幅器を、シングル入出力構成にすることができる。そして、増幅器をシングル入出力構成とすると、差動構成の回路に比べて、発生する雑音を半分にできる。さらに、差動構成の回路に比べ、消費電流量を半分にすることができる。
【００２９】
また、本発明に係る受信装置は、増幅器の前段に低雑音増幅器を配置し、前記低雑音増幅器はシングル入出力構成とすることにより、差動構成の低雑音増幅器に比べて、発生する雑音を半分にできる。また、全体の雑音指数を低減できるが、この低雑音増幅器にて発生する雑音が少ないほど、受信回路全体に寄与する雑音指数を減少させることができる。これにより、受信回路全体の受信感度を上げることができる。さらに電流値は、差動構成に比べ半分にできることから低電力化につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下の実施の形態では、本発明に係る受信装置を、２回の周波数変換を行い、高周波（ＲＦ）信号をベースバンド周波数までダウンコンバージョンし、９０度位相の異なるＩ信号とＱ信号を得て、所望のチャネルを受信する受信装置に適用した例を示す。
【００３１】
（実施形態１）
［受信装置の全体構成］
図１は本発明の実施形態１に係る受信装置の全体構成を示すブロック図である。図１において、１１はアンテナであり、１２はフィルタであり、１は受信回路である。アンテナ１１から受信したＲＦ信号は、フィルタ１２を通して同一半導体基板上に形成された受信回路１に供給される。受信回路１は２回の周波数変換を行う構成であり、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１３、高周波信号を増幅する増幅器１４、バラン１０、第１段目の周波数変換器１５、第２段目の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂを含む後段の回路１７、局部発信器等の回路１８から構成される。上記ＬＮＡ１３及び増幅器１４は、いずれもシングル入出力構成の回路である。
【００３２】
フィルタ１２を通した高周波信号は、ＬＮＡ１３、増幅器１４を順次通過して増幅される。そして、増幅器１４からの出力は、バラン１０にて差動信号に変換される。この差動信号に変換された高周波信号は、電流信号として第１段目の周波数変換器１５に供給され、第１のローカル信号ＬＯ１と周波数変換されて中間周波数信号ＩＦが出力される。そして、この中間周波数信号ＩＦは、第２段目の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂを含む後段の回路１７に供給される。なお、用語「ローカル信号」とは、局部発振器から出力される局部発振信号を意味する。
【００３３】
このようにして、シングル入出力構成のＬＮＡと、シングル入出力構成の増幅器と、バランと、第１段目の周波数変換器１５とを、この順序で設けることにより、ノイズの発生を格段に低減することができる。なお、シングル入出力構成のＬＮＡ１３を省略し、フィルタ１２からの出力をシングル入出力構成の増幅器１４に入力するように構成してもよい。但し、シングル入出力構成のＬＮＡ１３を設ける方が、受信装置として必要とされる雑音指数（ＮＦ）を満たしやすいというメリットがある。
【００３４】
なお、参考まで述べると、従来技術に示したＬＮＡは、差動構成にすることで、ローカル信号からの漏洩信号を抑えることに効果を発揮する。しかし、通常、ヘテロダイン方式等の２回の周波数変換を行う受信機において、局部発振器等から出力されるローカル信号の周波数は、受信した高周波信号の周波数と異なるように設定する。このため、局部発振器等から出力したローカル信号がアンテナ側に漏洩して感度が劣化することはないため、ローカル信号からの漏洩を抑えるためにＬＮＡを差動構成にする必要はない。以上のことからＬＮＡ１３や、増幅器１４をシングル入出力構成にしても、局部発振器等から出力したローカル信号がアンテナ側に漏洩して感度が劣化することはない。
【００３５】
以下、各回路ブロックの具体的な構成について説明する。
［増幅器１４及びバラン１０付近の具体的構成］
図２は増幅器１４とバラン１０の具体的な構成を示す回路図である。増幅器１４は、エミッタ接地の増幅用トランジスタＭＡで構成されている。なお、増幅器１４の構成は、これに限定されるものではなく、増幅用トランジスタＭＡのコレクタ端に、カスコード接続したトランジスタを具備する構成であってもよい。即ち、増幅器１４としては、シングル入出力構成で高周波信号を増幅する回路が構成されていれば、どのような構成であってもよい。
【００３６】
上記増幅用トランジスタＭＡのコレクタは、オンチップで構成されたバラン１０の入力側インダクタ２１の一端が接続されており、この入力側インダクタ２１の他端は電源ＶＤＤに接続されている。これにより、増幅用トランジスタＭＡで増幅された高周波信号は、入力側インダクタ２１から出力側インダクタ２２へ電流信号で伝達されて差動変換され、差動の電流信号がミキサ回路（第１段目の周波数変換器１５および第２段目の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂで構成されるミキサ回路）に供給される。
【００３７】
このように、高周波信号の信号伝達方法として、シングル入出力構成の増幅器１４を用いるようにしたので、増幅用トランジスタＭＡにて発生する雑音Ｎｓは、以下の第２式で示すことができる。
【００３８】
【数３】
2005072735.tif 000005
この第２式と、従来例の上記第１式とを比べると、第１式の係数が８となっているに対して、第２式では係数が４となっていることから、明らかに雑音が半分になっていることが理解される。
【００３９】
このように、高周波信号を増幅する増幅器１４をシングル入出力構成にすると、差動構成と比べて、トランジスタで発生する雑音を半分にできる。また、シングル入出力構成にしたことで差動構成にした場合に比べ、供給される電流値も半分にできることから低電力化につながる。
【００４０】
なお、バラン１０の具体的な構成は、図３に示すように、半導体基板上に形成された２つのインダクタ（入力側インダクタ２１，出力側インダクタ２２）を交互に形成し、正方形状に巻回されて構成されている。そして、入力側インダクタの一端は、高周波信号を増幅する増幅用トランジスタＭＡのコレクタに接続され、入力側インダクタ２１の他端は、電源ＶＤＤに接続される。また、出力側インダクタ２２の両端は、後述するように、第１段目の周波数変換器１５の差動入力端に接続される。なお、バラン１０は、正方形状に限らず、円形状等に巻回されていてもよい。
【００４１】
［バラン１０及び第１の周波数変換器１５付近の具体的構成］
図４はバラン１０及び第１段目の周波数変換器１５付近の具体的構成を示す回路図である。第１段目の周波数変換器１５は、バイポーラトランジスタで構成されたダブルバランス入出力回路であり、ギルバートセルミキサにおける増幅段がなくスイッチ回路のみの構成に相当する回路構成となっている。なお、第１段目の周波数変換器１５の詳細は、後述する第２段目の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂを含むミキサ回路の具体的構成の項で説明することにする。
【００４２】
ここでは、バラン１０と第１段目の周波数変換器１５との接続の態様について説明する。バラン１０と第１段目の周波数変換器１５との接続は、図４に示すように、第１段目の周波数変換器１５の入力端と、バラン１０の出力端を接続する。そして、バラン１０の出力側インダクタ２２の中心部２３に接続点を設け、この接続点を接地する。なお、図５に示すように、バラン１０の出力側インダクタ２２の中心部２３に電流源３１を設けても良い。接続点を接地又は電流源３１に接続するいずれの構成であっても、第１段目の周波数変換器１５の入力端に、均等に電流を流すことができ、さらに電流信号を線形性よく供給することができる。
【００４３】
また、他の電流源の接続方法としては、図６に示すように、第１段目の周波数変換器１５の入力端と、バラン１０の出力端のそれぞれに独立して電流源３２、３３を接続しても良く、この場合、バラン１０の出力側インダクタ２２の中心部は接続点を与えなくて良いため、バラン１０を構成するインダクタの中央において、接地線が不要となる。
【００４４】
［ＬＮＡ１３の具体的構成］
図７はシングル入出力構成のＬＮＡ１３の構成を示す回路図である。ＬＮＡ１３は、増幅用トランジスタＱ１と、トランジスタＱ１にカスコード接続されたトランジスタＱ２とを有する。トランジスタＱ１のベースは、インダクタ４４を介して入力端子４１に接続されている。トランジスタＱ１のエミッタはインダクタ４５を介して接地されている。また、トランジスタＱ２のベースにはバイアス電圧Ｖ１が印加されており、トランジスタＱ２のコレクタはインダクタ４６を介して電源電圧ＶＤＤが印加されている。
【００４５】
なお、ＬＮＡ１３と増幅器１４との間には、ＤＣカットのキャパシタ４２、及びバイアス電圧Ｖ２が印加されたインダクタ４３が介在している。
【００４６】
このような構成により、雑音指数（ＮＦ）を低減することができる。なお、ＬＮＡ１３は、カスコード段のトランジスタＱ２を削除し、増幅段のトランジスタＱ１のコレクタを直接出力し、ＤＣカットのキャパシタ４２を通し、ＲＦ信号を増幅する増幅器１４に接続しても良い。いずれにしても、シングル入出力構成のＬＮＡ１３であれば、どのような構成をとっても良い。
【００４７】
また、雑音指数（ＮＦ）を低減する必要が無ければ、ＬＮＡ１３を省略し、フィルタ１２の出力を直接ＲＦ信号を増幅する増幅器１４に接続するように構成しても良い。
【００４８】
［ミキサ回路の具体的構成］
図８は第１段目の周波数変換器１５と第２段目の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂとで構成されるミキサ回路の回路図である。なお、第１段目の周波数変換器１５とバラン１０の接続態様は、図５に示す構成となっている。このミキサ回路は、２回の周波数変換を行い、高周波信号をベースバンド周波数までダウンコンバージョンし、９０度位相の異なるＩ信号とＱ信号を出力するような構成されている。従って、第２段目の周波数変換器は、Ｉ信号用周波数変換器１６ＡとＱ信号用の周波数変換器１６Ｂとを備えている。第１段目の周波数変換器１５はダブルバランス入出力構成のスイッチ回路で構成され、第２段目の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂもダブルバランス入出力構成のスイッチ回路で構成されている。即ち、周波数変換器１５，１６Ａ，１６Ｂは、いずれも、ギルバートセルミキサの増幅段トランジスタを省略した構成に相当する構成となっている。以下、図８を参照して、具体的に説明する。
【００４９】
周波数変換器１５，１６Ａ，１６Ｂは、いずれもダブルバランス入出力構成のスイッチ回路であり、エミッタが共通に接続された第１及び第２のバイポーラトランジスタＭ１，Ｍ２からなるトランジスタ差動対と、エミッタが共通に接続された第３及び第４のバイポーラトランジスタＭ３，Ｍ４からなるトランジスタ差動対とを有する。第１のトランジスタＭ１のエミッタと第２のトランジスタＭ２のエミッタの接続点は、差動の入力端子の一方の入力端子Ｐ１を構成し、第３のトランジスタＭ３のエミッタと第４のトランジスタＭ２のエミッタの接続点は、差動の入力端子の他方の入力端子Ｐ２を構成する。第１のバイポーラトランジスタＭ１のコレクタと、第４のバイポーラトランジスタＭ４のコレクタは共通に接続され、この接続点が差動の出力端子の一方の出力端子Ｐ３を構成し、また、第２のバイポーラトランジスタＭ２のコレクタと、第３のバイポーラトランジスタＭ３のコレクタは共通に接続され、この接続点が差動の出力端子の他方の出力端子Ｐ４を構成する。
【００５０】
第１段目の周波数変換器１５において、第１及び第３のトランジスタＭ１，Ｍ３のベースには局部発振器からの正相の第１のローカル信号ＬＯ１（＋）が印加され、第２及び第４のトランジスタＭ２，Ｍ４のベースには逆相の第１のローカル信号ＬＯ１（−）が印加される。この第１のローカル信号ＬＯ１の周波数は、高周波入力信号ＲＦの周波数のＮ／Ｍ倍（Ｎ、Ｍは正の整数）とされている。これにより、第１段目の周波数変換器１５は、高周波信号ＲＦの周波数のＮ／Ｍ倍（Ｎ、Ｍは正の整数）の第１のローカル信号ＬＯ１と、高周波信号ＲＦとの和または差の周波数成分にて中間周波数ＩＦ信号を出力する。
【００５１】
また、第２段目の周波数変換器１６Ａにおける、第１及び第３のトランジスタＭ１，Ｍ３のベースには局部発振器からの正相の第２のローカル信号ＬＯ２（＋）が印加され、第２及び第４のトランジスタＭ２，Ｍ４のベースには逆相の第２のローカル信号ＬＯ２（−）が印加される。また、第２段目の周波数変換器１６Ｂにおける、第１及び第３のトランジスタＭ１，Ｍ３のベースには局部発振器からの正相の第３のローカル信号ＬＯ３（＋）が印加され、第２及び第４のトランジスタＭ２，Ｍ４のベースには逆相の第３のローカル信号ＬＯ３（−）が印加される。
【００５２】
ローカル信号ＬＯ２，ＬＯ３は、共に周波数が同一であって、高周波信号ＲＦの周波数の｜Ｍ±Ｎ｜／Ｍ倍の周波数のうちの何れかの周波数に設定されている。さらに、第２のローカル信号ＬＯ２と第３のローカル信号ＬＯ３は、その位相が９０度異なっている。例えば、ローカル信号ＬＯ２（＋）の位相が０°、ローカル信号ＬＯ２（−）の位相が１８０°であれば、ローカル信号ＬＯ３（＋）の位相が９０°、ローカル信号ＬＯ３（−）の位相が２７０°である。このような構成により、第２段目の周波数変換器１６Ａは、ローカル信号ＬＯ２と中間周波数信号ＩＦの和または差の周波数成分にてベースバンド周波数に変換しＩ側の信号出力を行う。また、第２段目の周波数変換器１６Ｂには、ローカル信号ＬＯ２と同じ周波数であり、かつ位相が９０度異なるローカル信号ＬＯ３が供給されるため、第２段目の周波数変換器１６ＢはＱ側のベースバンド周波数の信号出力を行う。
【００５３】
なお、第２段目の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂの出力端子には、電源電圧ＶＤＤが印加される出力負荷５０が接続されており、そのため、周波数変換器１６Ａ，１６Ｂの出力信号は電圧信号に変換されて出力される。ここで、出力負荷５０は、抵抗、インダクタ等で構成される。
【００５４】
上記の例では、１回目の周波数変換および２回目の周波数変換は、いずれもダウンコンバージョンであったけれども、１回目の周波数変換はアップコンバージョンし、２回目の周波数変換はベースバンド周波数までダウンコンバージョンするようにしてもよい。
【００５５】
また、このようにＩ信号用の第２段目の周波数変換器１６Ａと、Ｑ信号用の第２段目の周波数変換器１６Ｂに分ける構成により、回路要素のレイアウトが左右対称になっていなかったり、プロセスのバラツキ等があっても、ローカル信号が入力側に漏れることが少ない（Asad A. Abidi et al：IEEE J.Solid-State Circuits,Vol.38,No.6(2003),pp.L1045-L1050参照）。
【００５６】
また、高周波信号ＲＦと第１〜３のローカル信号ＬＯ１〜ＬＯ３の周波数が異なるため、入力信号側に、上記第１〜３のローカル信号ＬＯ１〜ＬＯ３が漏洩することがない。このことはＤＣオフセットの発生を抑えることができるため、受信感度の劣化を抑えることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態におけるミキサ回路は、図８に示すように、第１段目の周波数変換器１５とバラン１０の接続態様が図４に示す構成となっていてもよく、また、図９に示すように、第１段目の周波数変換器１５とバラン１０の接続態様が図５に示す構成となっていてもよく、さらに、図１０に示すように、第１段目の周波数変換器とバラン１０の接続態様が図６に示す構成となっていてもよい。なお、図９の電流源３１はトランジスタで構成され、トランジスタのベースにバイアス電圧Ｖｂ３が印加されている。また、図１０の電流源３２，３３はトランジスタで構成され、トランジスタのベースにバイアス電圧Ｖｂ４が印加されている。
【００５８】
また、ミキサ回路の変形例としては、図１１に示すように、第１段目の周波数変換器１５の出力端子と第２段目の周波数変換器１６Ａの入力端子との接続点、並びに、第１段目の周波数変換器１５の出力端子と第２段目の周波数変換器１６Ｂの入力端子との接続点に、それぞれトランジスタで構成される電流源６０，６１を接続し、さらに、電流源６０、６１を構成するトランジスタのベースにはバイアス電圧Ｖｂ１を印加し、このバイアス電圧Ｖｂ１はバイアス回路（図示せず）によって調整可能に構成してもよい。これにより、バイアス電圧Ｖｂ１を調整することにより、周波数変換器１５，１６Ａ，１６Ｂに適切な電流が流れるようにすることが可能となる。
【００５９】
（その他の事項）
上記実施の形態では、ＩＣチップの各要素を主にバイポーラトランジスタにて実現した例を記述したが、特にバイポーラトランジスタに限定したものでなく、ＭＯＳトランジスタなど他の形式のトランジスタで実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によると、２回の周波数変換を行い、高周波（ＲＦ）信号をベースバンド周波数までダウンコンバージョンし、９０度位相の異なるＩ信号とＱ信号を得て、所望のチャネルを受信する受信装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態１に係る受信装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】増幅器１４とバラン１０の具体的な構成を示す回路図である。
【図３】バラン１０の具体的なレイアウト構成を示す平面図である。
【図４】バラン１０及び第１段の周波数変換器１５付近の具体的構成を示す回路図である。
【図５】バラン１０及び第１段の周波数変換器１５付近の具体的構成の変形例を示す回路図である。
【図６】バラン１０及び第１段の周波数変換器１５付近の具体的構成の他の変形例を示す回路図である。
【図７】シングル入出力構成のＬＮＡ１３の構成を示す回路図である。
【図８】第１段の周波数変換器１５と第２段の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂとで構成されるミキサ回路の回路図である。
【図９】第１段の周波数変換器１５と第２段の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂとで構成されるミキサ回路の変形例の構成を示す回路図である。
【図１０】第１段の周波数変換器１５と第２段の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂとで構成されるミキサ回路の他の変形例の構成を示す回路図である。
【図１１】第１段の周波数変換器１５と第２段の周波数変換器１６Ａ，１６Ｂとで構成されるミキサ回路のさらに他の変形例の構成を示す回路図である。
【図１２】図１２は従来例の回路図であり、そのうち、図１２（ａ）は従来例のＬＮＡの回路図であり、図１２（ｂ）は従来例の一般的なギルバートセルミキサの回路図である。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・受信回路
１０・・・バラン
１３・・・シングル入出力構成のＬＮＡ
１４・・・シングル入出力構成の増幅器
１５・・・第１段目の周波数変換器
１６Ａ，１６Ｂ・・・第２段目の周波数変換器
３１，３２，３３，６０，６１・・・電流源
５０・・・出力負荷
【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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