(57)【要約】ＤＣオフセット補償器（２１０）は、干渉信号の自己混合および干渉信号と偶数次の非線形性との相互作用に起因するＤＣオフセットを補償する。一実施例において、ＤＣオフセット補償器（２１０）は、（ＲＦ）通信信号と（ＬＯ）信号とが直接変換ミキサ（２０４）において混合するような移動通信装置に配置する。ＤＣオフセット補償器は、干渉信号の存在を検出する検出器（３０６）と、制御器（３０４）と、有害ＤＣオフセット信号を除去するための補償信号を前記ミキサの出力（２１８，２２０）に提供する補正発生器（３０２）とを含む。【選択図】図３
2004531126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号を検出する検出器であって、前記電子回路に結合され、前記通信信号の中に存在する干渉信号成分が検出されたときには検出信号を発生するものと、
前記検出器に結合され、前記検出器から前記検出信号を受信すると制御信号を発生する制御器と、
前記電子回路の出力に結合される補正発生器であって、前記制御器からの前記制御信号を受信すると前記電子回路の出力信号に補償信号を付加し、前記電子回路の出力信号の中に存在するＤＣオフセット信号成分または前記干渉信号に関連づけられるＤＣオフセット信号成分が低減されるものと
を具備することを特徴とする電子回路に誘導される直流電流（ＤＣ）オフセット信号を補償するシステム。
【請求項２】
前記電子回路の入力コネクタは前記電子回路の第２コネクタに電磁気的に結合され、前記干渉信号が干渉漏洩信号を前記第２コネクタ内に誘導し、前記ＤＣオフセット信号が前記電子回路に発生することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記電子回路は通信装置の中に存在するミキサーであることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記制御器内に存在するプログラム可能な増幅器であって、前記補正発生器への前記制御信号を発生させるものをさらに具備することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記検出器および前記電子回路に結合されるトーン信号発生器であって、指示により前記干渉信号をシミュレートするトーン信号を発生させるものと、
前記電子回路の出力に結合され前記制御器に結合される第２検出器であって、前記電子回路からの出力信号に含まれかつ前記発生したトーン信号に関連づけられるトーンＤＣオフセット信号を検出し、前記トーンＤＣオフセット信号を検出するとトーン検出信号を前記制御器に提供するものと
をさらに具備し、
前記制御器は前記プログラム可能な増幅器の増幅度を特定する較正信号を前記プログラム可能な増幅器に提供する
ことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御器はステートマシンであることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記検出器は前記電子回路の出力に結合されて、前記電子回路の出力信号の中に存在するコモンモード成分の変化を検出し、前記変化が所定の閾値を超えたときに前記検出信号を発生することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
電子回路に含まれる通信信号を検出することと、
干渉信号成分が前記検出された通信信号の中に存在するかどうかを決定することと、
前記干渉信号に関連したＤＣオフセット信号に相応する補償信号を発生することと、
前記ＤＣオフセット信号を低減するように前記補償信号と前記電子回路の出力信号とを合成することと
を具備することを特徴とする電子回路に誘導された直流電流（ＤＣ）オフセット信号を補償する方法。
【請求項９】
前記電子回路の入力コネクタは前記電子回路の第２コネクタに接続されて、前記干渉信号成分は干渉漏洩信号の前記第２コネクタへの侵入を誘導して、前記ＤＣオフセット信号が前記電子回路に発生することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記電子回路の中に存在する複数のトランジスタ間の構造の差異を補償のための修正を調整すること
をさらに具備し、
前記複数のトランジスタのそれぞれの間の構造の差異は前記複数のトランジスタのそれぞれの間の動作の差異を引き起こし、前記ＤＣオフセット信号の大きさが増大することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電子回路に結合されたトーン信号発生器から前記干渉信号成分をシミュレートするトーン信号を発生することと、
前記トーン信号に関連づけられたトーンＤＣオフセット信号を検出することと、
前記ＤＣオフセット信号が低減されるように前記補償信号を調整することと、
前記補償信号を調整する動作にしたがって、前記補償信号を発生する補償信号発生器を制御する制御器に対する少なくとも１つの動作パラメータを特定することと
をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記干渉信号成分が前記検出された通信信号に存在するかどうかを決定する動作がさらに、
前記電子回路の出力に検出器を結合することと、
前記電子回路の出力信号の中に存在するコモンモード信号成分を検出するように前記検出器を構成することと、
前記検出されたコモンモード信号成分を所定の閾値と比較することであって、前記検出されたコモンモード信号成分が前記所定の閾値を超えたときに、前記補償信号を発生する動作を開始するものと
をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記干渉信号成分が前記検出された通信信号に存在するかどうかを決定する動作がさらに、
前記電子回路の出力に検出器を結合することと、
前記電子回路の出力信号の中に存在する平均コモンモード信号成分を検出するように前記検出器を構成することと、
前記検出されたコモンモード信号成分を所定の閾値と比較し、前記検出された平均コモンモード信号成分が前記所定の閾値を超えたときに、前記補償信号を発生する動作を開始することと
をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
電子回路に含まれる通信信号を検出する手段と、
前記検出された通信信号の中に干渉信号成分が存在するかどうかを決定する手段と、
前記干渉信号に関連するＤＣオフセット信号に相応する補償信号を発生する手段と、
前記ＤＣオフセット信号が低減されるように前記補償信号と前記電子回路の出力信号とを合成する手段と
を具備することを特徴とする電子回路に誘導される直流（ＤＣ）オフセット信号を補償するシステム。
【請求項１５】
前記電子回路の入力コネクタが前記電子回路の第２コネクタに電磁気的に結合され、前記干渉信号成分が干渉漏洩信号を前記第２コネクタ内に誘導し、前記ＤＣオフセット信号が前記電子回路に発生すること
を特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記電子回路内に存在する複数のトランジスタ間の構造の差異を補償するための補償信号を調整する手段
をさらに具備し、
前記複数のトランジスタのそれぞれの間の構造の差異が前記複数のトランジスタのそれぞれの間の動作の差異を引き起こして前記ＤＣオフセット信号の大きさが増大することを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記電子回路に結合されるトーン信号発生器から前記干渉信号成分をシミュレートするトーン信号を発生する手段と、
前記トーン信号に関連づけられるトーンＤＣオフセット信号を検出する手段と、
前記トーンＤＣオフセット信号が低減されるように前記補償信号を調整する手段と、
前記補償信号を調整する手段による調整にしたがって、前記補償信号を発生させる補償信号発生器を制御する制御器のための少なくとも１つの動作パラメータを特定する手段と
を具備することを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記干渉信号成分が前記検出された通信信号の中に存在するかどうかを決定する手段がさらに、
前記電子回路の出力に検出器を結合する手段と、
前記電子回路の出力信号の中に存在するコモンモード信号成分を検出するように前記検出器を構成する手段と、
前記検出されたコモンモード信号成分を所定の閾値と比較する手段であって、前記検出されたコモンモード信号成分が前記所定の閾値を超えたときに、前記補償信号を発生する動作を開始するものと
をさらに具備することを特徴とする請求項１５に記載の手段。
【請求項１９】
前記干渉信号成分が前記検出された通信信号の中に存在するかどうかを決定する手段がさらに、
前記電子回路の出力に検出器を結合する手段と、
前記電子回路の出力信号の中に存在する平均コモンモード信号成分を検出するように前記検出器を構成する手段と、
前記検出された平均コモンモード信号成分を所定の閾値と比較する手段であって、前記検出されたコモンモード信号成分が前記所定の閾値を超えたときに、前記補償信号を発生する動作を開始するものと
をさらに具備することを特徴とする請求項１５に記載の手段。
【請求項２０】
受信した無線周波数（ＲＦ）通信信号を局部発振信号と混合する電子回路を有する無線通信機と、
前記ＲＦ通信信号を検出する検出器であって、前記電子回路に結合され、前記ＲＦ通信信号の中に存在する干渉信号成分が検出されたときには検出信号を発生するものと、
前記検出器に結合され前記検出器から前記検出信号を受信すると制御信号を発生する制御器と、
前記電子回路の出力に結合される修正発生器であって、前記制御器から前記制御信号を受信すると前記電子回路の出力信号に補償信号を付加し、前記電子回路の出力信号の中に存在するＤＣオフセット信号成分または前記干渉信号に関連する前記ＤＣオフセット信号成分が低減されるものと
を具備することを特徴とする電子回路に誘導された直流（ＤＣ）オフセット信号を補償するシステム。
【請求項２１】
前記無線通信機器はセルラフォンであることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広く無線周波（ＲＦ）受信器に関し、さらに詳しくはミキサに存在する不要ＤＣオフセットを補償することに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波（ＲＦ）信号を最適処理するため、ほとんどのＲＦ受信器は、受信したＲＦ信号をベースバンド周波数と呼ぶ低い周波数に変換する。ＲＦ信号をベースバンド周波数において処理すると、ＲＦ自体を正確に処理する場合に比べ、フィルタリングおよび増幅を実行する際、高価な電気部品を必要としない。一般にＲＦ受信器は、ミキサを使用し、受信ＲＦ信号が含む変調情報を維持しながらその受信信号を低周波数に変換する。受信ＲＦ信号と局部発振器（ＬＯ）からの基準周波数とを混合すると、あるいは差を取ると、周波数偏移が発生する。ＲＦ信号とＬＯ周波数との差は、低周波数またはベースバンド周波数である。
【０００３】
ＲＦ信号を低周波数に変換する処理は、周波数逓減（ダウンコンバート）と呼ぶ。ＲＦ受信器は、受信ＲＦ信号をベースバンドに周波数逓減するよう機能する。直接変換受信器は、受信ＲＦ信号とその受信ＲＦ周波数と同帯域のＬＯ周波数とを混合することにより、受信ＲＦ信号をベースバンドに直接周波数逓減する。
【０００４】
関連するミキサの一例として、一般に「ギルバートセル」と呼ぶものがある。このミキサは、複数のトランジスタとＲＦ入力部とを含む。ギルバートセルへの入力は、電圧等のＬＯ信号であり、ＬＯ信号の発振がトランジスタペア間に電流を流す。この動作は、ＲＦ信号と局部発振器信号との混合を引き起こし、ベースバンド出力信号を形成する。これが周波数逓減受信ＲＦ信号である。このベースバンド信号は目的情報を含む。いくつかの通信規格（多くの無線規格を含む）において、情報は直流（ＤＣ）で存在する。
【０００５】
差信号を使用する場合、ＤＣオフセットが常に存在する。前記した通り、ある規格において、必要情報は直流で存在する。このため、回路に固有のＤＣオフセットは、必要情報の直流から抽出または除去しなければならない。直接変換受信器においてＤＣオフセットが有害干渉を引き起こすメカニズムはいくつかある。第１は、ＬＯ回路がＲＦ回路に近接することにより、ＬＯ漏洩（結合）がＲＦ入力へ戻ることである。一般にＬＯは、一定の強度を維持する。このため、ＬＯ漏洩に起因するＤＣオフセットは、時間と共に変化しない。このようなオフセットは、静的（スタティック）ＤＣオフセットとして知られる。
【０００６】
第２は、妨害信号として知られる干渉信号がＬＯ入力に漏洩することである。干渉信号の例としては、直接変換受信器によって周波数低減されるＲＦ信号の周波数スペクトルに相対的に近接する周波数スペクトルを一部に含む他の近隣通信装置からの信号であるが、これに限定されるものではない。無線規格における別の一般的な干渉は、同一通信装置内の送信部から来る。干渉信号に関係するＬＯ入力への信号漏洩は、干渉漏洩信号として知られる。ＬＯ入力への干渉漏洩信号は、ミキサのＲＦ入力に存在する干渉信号と混合し、ミキサの出力においてＤＣオフセットを発生する。このＤＣオフセットは、干渉信号強度に従って変化する。結果的なＤＣオフセットが干渉信号の強さに従って変化するため、このＤＣオフセットは動的ＤＣオフセットである。
【０００７】
第３は、ミキサにおける偶数次の非線形性が、直接変換受信器に重大なひずみをもたらすことである。直接変換受信器は、単一チップ上に形成した複数のトランジスタを使用する。トランジスタの面積およびドープ密度等の物理的パラメータが対称でないと、たとえ小さな差でも、トランジスタは理想トランジスタとは異なる動作をする。従来の集積回路（ＩＣ）トランジスタオンチップ製造工程を実際に適用した場合、全てのトランジスタは、わずかながら互いに異なっており、分子レベルまで同一である２つのトランジスタを製造することはできない。ギルバートセルミキサのトランジスタペアにおける不整合は、ミキサ出力において静的および動的の２種類のＤＣオフセットを発生する。静的ＤＣオフセットは、当業界において良く知られている技術および装置を使用することにより、容易に対処できる。しかしながら、偶数次の非線形性に起因する動的ＤＣオフセットは、従来システムにおいて適切に補償できない。第４の干渉メカニズムは、直接変換受信器ミキサの負荷における不整合（ミスマッチ）に起因する。この干渉メカニズムは、静的ＤＣオフセットを発生する。この干渉メカニズムの補償は、良く知られている。
【０００８】
通信業界では、ＤＣオフセットに起因して前記干渉メカニズムが発生する有害干渉および／または信号ひずみを最小にするため、多大の努力を続けている。現在求められているのは、これらメカニズム、特に干渉信号に関係する動的ＤＣオフセット（前記第２および第３のメカニズム）の影響をさらに低減し、無線規格のための直接変換受信器をＩＣ技術を用いて製造できるようにすることである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ミキサチップ上のトランジスタのばらつきに起因する偶数次の非線形性に関連する動的直流（ＤＣ）オフセットのほかに、ミキサへの局部発振器（ＬＯ）入力に現れる干渉漏洩信号と相互作用する入力ＲＦ通信信号に随伴する干渉信号に起因する動的直流オフセットを補償するＤＣオフセット補償器である。
【００１０】
一実施例において、前記ＤＣオフセット補償器は移動通信装置に使用する。入力無線周波（ＲＦ）通信信号は、直接変換ミキサにおいて、局部発振器信号（ＬＯ）と混合する。入力通信信号は、目的の通信信号と、干渉信号（妨害信号とも呼ぶ）と呼ぶ他の通信信号とを含むことが多い。この干渉信号は、２つのメカニズムによってミキサの出力に不要ＤＣオフセットをもたらす。すなわち、干渉信号と随伴干渉漏洩信号との自己混合、およびミキサにおける偶数次の非線形性との相互作用である。
【００１１】
ＤＣオフセット補償器の検出器は、干渉信号の存在を検出し、ミキサの出力に補償補正を提供し、干渉漏洩信号に起因する不要ＤＣオフセットの一部あるいは全部をミキサ出力信号から除去（補償）する。一実施例において、ＤＣオフセット補償器は、入力ＲＦ通信信号から干渉信号の存在を直接検出する。ＤＣオフセット補償器の他の実施例では、ミキサのコモンモード電流の変化を検出する。ＤＣオフセット補償器の他の実施例は、例えばテレビ、ラジオ、ステレオ受信器、衛星受信器等の受信器を有する他の装置用いられる。さらに、ＤＣオフセット補償器の他の実施例は、不要ＤＣオフセットを有するシステムにおける他の種類の回路に結合される。
【００１２】
本発明のその他システム、方法、特徴、および利点は、以下の図面および詳細説明を検討することにより、当業者に明らかとなろう。かかる他のシステム、方法、特徴、および利点は全て、本明細書に含まれ、本発明の範囲内にあり、請求の範囲によって保護されることを意図している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
１．ＤＣオフセット補償器の概略
図１は、基地局１０２と通信する移動通信装置１００を示す簡易ブロック図である。移動通信装置１００は、無線通信装置として知られ、典型的にはマイクロフォン１０４と、スピーカ１０６と、送受信部１０８と、アンテナ１１０とを有する。音声会話を開始するにあたり、ユーザはキーパッド上のキー１１２を起動し、電話番号等の相手先コードを送受信部１０８へ送る。ユーザの音声は、マイクロフォン１０４が検出し、接続１１４を経由して送受信部１０８へ送られ、無線周波（ＲＦ）通信信号１１６に変換され、その後接続１１８を経由してアンテナ１１０から基地局１０２へ送信される。
【００１４】
移動通信装置１００向けの通信は、送受信部１２０がＲＦ通信信号に変換し、接続１２４を経由して基地局アンテナ１２２へ送る。基地局アンテナ１２２は、一般に塔１２６等の高い位置に設置し、良好な送受信を行えるようにする。次にＲＦ通信信号１１６は、移動通信装置１００へ送信する。受信ＲＦ通信信号１１６は、アンテナ１１０が検出し、接続１１８を経由して送受信部１０８へ到達する。送受信部１０８は、受信ＲＦ通信信号を変換し、接続１２８を経由してスピーカ１０６へ送る。このように、基地局１０２が電話番号で定義する相手先（図示せず）への接続を確立すれば、移動通信装置１００を使用するユーザは、相手先と音声通話（あるいはファクシミリ送信、電子メール等の他の通信など）を行える。
【００１５】
図２は、移動通信装置１００の受信器における選択した各部を示すブロック図である。アンテナ１１０で検出したＲＦ通信信号１１６（図１）は、接続１１８を経由して低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２０２へ送る。ＬＮＡ２０２は、増幅したＲＦ通信信号ＲＦ＋およびＲＦ−をそれぞれ接続２０６および２０８を介してミキサ２０４に提供する。ＬＮＡ増幅器２０２は当業界で良く知られており、ＲＦ信号の検出および増幅分野で良く知られた部品および技術を使用して実現できる。ＬＮＡ２０２の詳細動作は詳しく説明しないが、ＬＮＡ２０２の説明は、ＤＣオフセット補償器２１０を有する送受信部１０８の一部としてＬＮＡ２０２を使用する場合に関し、ＬＮＡ２０２の動作および機能の理解に必要な範囲で行う。いかなる既知のＬＮＡ２０２を送受信部１０８に使用しても、以下に説明するＤＣオフセット補償器２１０の機能および動作を実質的に逸脱しない。また、図２における図示の便宜上、ＬＮＡ２０２は送受信部１０８内に示している。ＬＮＡ２０２は、他のシステムの部品として、あるいはスタンドアロンの低ノイズ増幅器として、送受信部１０８の外部の適切な場所に配置しても良い。そのように配置しても、以下に説明するＤＣオフセット補償器２１０の動作および機能に悪影響を与えない。
【００１６】
ミキサ２０４は電気回路であり、受信ＲＦ通信信号ＲＦ＋およびＲＦ−と局部発振器（ＬＯ）２１２が提供する信号とを直接混合する。ＬＯ２１２は、接続２１４および２１６をそれぞれ経由してＬＯ＋およびＬＯ−信号をミキサ２０４に提供する。ミキサ２０４およびＬＯ２１２は、当業界で良く知られており、ＲＦ通信信号と発振器信号との混合において良く知られている部品および技術のいずれかを使用して実現できる。ミキサ２０４とＬＯ２１２の詳細動作は詳しく説明しないが、ミキサ２０４とＬＯ２１２の説明は、ＤＣオフセット補償器２１０により補償する送受信部１０８の一部としてミキサ２０４とＬＯ２１２を使用する場合に関し、ミキサ２０４とＬＯ２１２の動作および機能の理解に必要な範囲で行う。いかなる既知のミキサ２０４とＬＯ２１２を送受信部１０８に使用しても、以下に説明するＤＣオフセット補償器２１０の機能および動作を実質的に逸脱しない。また、図２における図示の便宜上、ミキサ２０４とＬＯ２１２は送受信部１０８内に示している。ミキサ２０４とＬＯ２１２は、他のシステムの部品として、あるいはスタンドアロンのミキサおよび局部発振器として送受信部１０８の外部の適切な場所に配置しても良い。そのように配置しても、以下に説明するＤＣオフセット補償器２１０の動作および機能に悪影響を与えない。
【００１７】
ミキサ２０４は、入りＲＦ通信信号（ＲＦ＋およびＲＦ−）とＬＯ信号（ＬＯ＋およびＬＯ−）とを結合することによって出力信号ＯＵＴ＋およびＯＵＴ−を発生する。これを逓減混合（ダウンミキシング）と呼ぶ。（ミキサ２０４の出力電流は、例えばバイアス電流等、他の良く知られた成分を含む。）出力信号（ＯＵＴ＋およびＯＵＴ−）および差信号ＯＵＴは、ミキサ２０４から接続２１８および２２０を介して出力し、送受信部１０８に存在する他の構成要素（図示せず）に送り、さらに処理および／または増幅する。移動通信装置１００の一実施例において、ミキサ２０４は、以下に説明するギルバートセル（Gilbert cell）を使用し、ＲＦ通信信号（ＲＦ＋およびＲＦ−）と局部発振器信号（ＬＯ＋およびＬＯ−）とを逓減混合し、出力信号（ＯＵＴ＋およびＯＵＴ−）を発生する。
【００１８】
ＤＣオフセット補償器２１０は、接続２２２を介してミキサ２０４に結合し、干渉信号を検出する。ＤＣオフセット補償器２１０は、以下に説明するように、接続２２４を介してミキサ２０４に補償信号を提供し、干渉信号に起因する有害動的ＤＣオフセットを通信信号から取り除く。図示の都合上、接続２２２および２２４は、単一接続として示す。以下に説明する通り、接続２２２および２２４は、一実施例において各２つの接続である。
【００１９】
２．ＤＣオフセット補償器の機能部品
図３は、移動通信装置１００（図１および図２）内においてミキサ２０４に結合したＤＣオフセット補償器２１０を示すブロック図である。ＤＣオフセット補償器２１０は、補正発生器３０２と、制御器３０４と、検出器３０６と、ユーザインタフェース３０８とを含む。ＤＣオフセット補償器２１０は、従来の直接変換ミキサであるミキサ２０４に結合する。ミキサ２０４は、良く知られたギルバートセル３１０とＲＦ入力回路３１２とを含む。
【００２０】
ギルバートセル３１０は、４個のトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４を使用する。ギルバートセル３１０は、接続３１４および３１６を介してＲＦ入力回路３１２に結合する。ギルバートセル３１０は、接続２１４および２１６を介してＬＯ２１２（図２）に結合する。ミキサ２０４の出力（ＯＵＴ＋およびＯＵＴ−）は、接続２１８および２２０をそれぞれ介してギルバートセル３１０から提供する。ＲＦ入力回路３１２は、２個のトランジスタＱ５およびＱ６を使用する。さらにＲＦ入力回路３１２は、抵抗（Ｒ）を含み、適切な接地点（Ｇ）への結合を提供する。ＲＦ入力回路３１２は、接続２０６および２０８をそれぞれ介して入力ＲＦ信号（ＲＦ＋およびＲＦ−）を受け取る。移動通信装置１００（図１および図２）のユーザがその装置を通信に用いる場合、ＲＦ通信信号を検出し低ノイズ増幅器２０２（図２）によってそれを増幅する。入力ＲＦ信号（ＲＦ＋およびＲＦ−）は少なくとも目的の通信信号を含む。さらに入力ＲＦ通信信号は干渉信号も含むことが多い。
【００２１】
検出器３０６は、接続３１８および３２０をそれぞれ経由して接続２０６および２０８に結合して、入力ＲＦ通信信号が干渉信号を含む場合にＤＣオフセット補償器２１０がそれを検出できるようにする。検出器３０６は、干渉信号に対応する適切な制御信号を、接続３２２経由で制御器３０４へ提供する。制御器３０４は、適切な信号を接続３２４経由で補正発生器（correction generator）３０２へ提供する。補正発生器３０２は、補償用補正信号（Ｃ＋およびＣ−）を発生し、補償用補正信号を差分信号経路（ＯＵＴ＋およびＯＵＴ−）にそれぞれ結合し、干渉信号に起因するＤＣオフセットを著しく低減または削除（補償）する。補正発生器３０２は、接続３２８を介して接続２１８のノード３２６に結合し、補償信号Ｃ＋を出力差信号経路ＯＵＴ＋に結合する。同様に補正発生器３０２は、接続３３２を介して接続２２０のノード３３０に結合し、補償補正Ｃ−を出力信号ＯＵＴ−に結合する。補償信号Ｃ＋およびＣ−は、例えば適切な電圧または適切な電流などのように適切なものであればどのような信号でもよい。このようにＤＣオフセット補償器２１０は、検出器３０６を使用して干渉信号を検出し、制御器３０４を使用して制御信号を発生し、補正発生器３０２を使用して適切な補償信号（Ｃ＋およびＣ−）を発生しノード３２６および３３０において出力（ＯＵＴ＋およびＯＵＴ−）に結合する。
【００２２】
ＤＣオフセット補償器２１０は、ユーザインタフェース３０８を含む。ユーザインタフェース３０８は、接続３３４を介して制御器３０４に結合し、ユーザが接続３３６を介して適切な命令を提供できるようにし、補正発生器３０２が発生する必要信号を制御器３０４から指示できるようにし、干渉信号に起因するＤＣオフセットを補償できるようにする。以下に説明する別の実施例は、干渉信号または適切なテストトーン信号の存在および大きさを検出する手段を使用し、自動的に入力信号を制御器３０４に提供し、適切なゲインを制御器３０４に設定する。
【００２３】
３．偶数次および奇数次の非線形作用
ギルバートセル３１０（図３）の製造過程において、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４は、発振器信号（ＬＯ＋およびＬＯ−）と入力ＲＦ信号（ＲＦ＋およびＲＦ−）とを混合し、適切な出力信号（ＯＵＴ＋およびＯＵＴ−）をミキサ２０４（図２および図３）から出力するよう設計する。トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４は、設計仕様に基づいて製造する必要がある。設計仕様をあらゆる面において満足するよう製造したトランジスタは、「理想」トランジスタである。しかしながら、ギルバートセル３１０の実際の製造工程においては、ギルバートセルトランジスタは単一の集積回路（ＩＣ）チップ上に形成するため、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４を理想トランジスタとして製造することは実質的に不可能である。理想トランジスタとトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４との間において、トランジスタの面積およびドープ密度に関するわずかの差は、それが分子レベルであっても、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４の各々と理想トランジスタとの間における性能差を引き起こす。ギルバートセル３１０（図３）にバイアス電流を流すと、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４における性能差は、固有の静的ＤＣオフセットを生ずる。この静的ＤＣオフセットは、従来の静的ＤＣオフセットループによりミキサの出力において修正できる。しかしながら、大きな信号が存在する場合のみ、別のＤＣ項がミキサ出力に現れる。この大きな信号は、目的の通信信号あるいは干渉信号であろう。目的の通信信号の強度が適切であれば、ミキサにおける偶数次の非線形性は二次オーダーの問題である。従って目的の通信信号に存在するＤＣ信号は、偶数次の効果が生成するどのような追加ＤＣ信号をも圧倒し、回路は適切に動作する。しかしながら目的の必要通信信号が小さく、干渉信号が大きいと、偶数次の非線形性の問題が顕著になる。偶数次の非線形性と相互作用する干渉信号によるＤＣオフセットは、必要ＤＣ信号を圧倒する。この動的干渉信号依存ＤＣオフセットは、受信器のノイズを極端に悪化させ、あるいは通信装置の後段を飽和させる。このような影響は、受信器において望ましくない。トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４と理想トランジスタとの間の不一致に起因する悪影響は、偶数次の非線形作用と呼ぶ。
【００２４】
図４は、ギルバートセル４０２とＲＦ入力回路４０４とを有するミキサ４００を示すブロック図である。ミキサ４００とギルバートセル４０２とＲＦ入力回路４０４との接続は、図３に示した接続に実質的に基づく。このため図４における接続参照番号は、図３の接続参照番号に対応する。これは、図示の便宜のためであり、理想トランジスタを有するギルバートセル４０２の動作および機能を説明するためである。
【００２５】
ギルバートセル４０２は、４個の理想トランジスタ４０６、４０８、４１０、および４１２を有する。理想トランジスタ４０６は、トランジスタＱ１に定格外要素Ａ（トランジスタＱ１のベースに対して正極性を有する）を加えたものに等しい。従って図４に示す理想トランジスタ４０６と図３のトランジスタＱ１は、定格外要素Ａだけ異なる。同様に、理想トランジスタ４０８は、トランジスタＱ２（図３）から定格外要素Ｂだけ異なる。理想トランジスタ４１０はトランジスタＱ３（図３）から定格外要素Ｃだけ異なり、理想トランジスタ４１２はトランジスタＱ４（図３）から定格外要素Ｄだけ異なる。
【００２６】
図において、ＬＯ信号およびＲＦ信号は電圧量であり、出力信号は電流で良い。あるいはこれら信号は、電流と電圧のいかなる組合せでも構わない。本例に関し、下記の式は、理想ギルバートセル４０２の機能および動作を数学的に説明する。差電流ＩＯＵＴは、ＯＵＴ＋とＯＵＴ−の差に等しい。理想トランジスタ４０６、４０８、４１０、および４１２を有するギルバートセル４０２において、各トランジスタは同一であり、正確に同一動作を行う。理想設定において、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４は、各々理想トランジスタとして製造される。この理想設定において、定格外要素Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤはゼロに等しい（あるいは互いに等しい）。
【数１】
2004531126.tif 000003
【００２７】
前記式に基づき、項Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤがゼロに等しければ（あるいは互いに等しければ）、非理想要素はなくなり理想要素が残る。しかしながら、トランジスタＱ１（図３）が理想トランジスタ４０６（図４）に等しくない場合、定格外要素Ａはゼロに等しくない。同様に、トランジスタＱ２、Ｑ３、およびＱ４（図３）がそれぞれ理想トランジスタ４０８、４１０、４１２（図４）に等しくなければ、定格外要素Ｂ、Ｃ、およびＤはそれぞれ非ゼロである。このため当業者には明らかな通り、前記式によって説明したギルバートセル４０２の出力は、非理想的なものとなり信号依存あるいは動的ＤＣオフセットを有するようになる。
【００２８】
前記式において、項Ｉｅｄは、ＲＦ＋およびＲＦ−にそれぞれ対応するＲＦ信号電流の差に等しい。同様に項Ｉｌｄは、ＬＯ＋およびＬＯ−に対応するＬＯ信号の差電流に対応する。項Ｉｅｃは、コモンモード電流すなわちＩＥ１およびＩＥ２の平均に対応する。この電流は、接続２１８のバイアス電流（ＩＥ＋）および接続２２０のバイアス電流（ＩＥ−）に等しい。
【００２９】
前記式におけるトランジスタの電流ゲインは記号βで表す。このトランジスタの電流ゲインβは、コレクタ電流をベース電流で除した値として知られる。
【００３０】
前記式におけるＶｔは、トランジスタの閾値電圧である。前記式における抵抗Ｒは、ギルバートセル４０２（図４）に存在するＲＧＣ１およびＲＧＣ２に等しい。抵抗ＲＧＣ１およびＲＧＣ２は、前記式の目的において等しいと見なす。
【００３１】
前記式に関していくつかの検討ができる。第１に理想混合項２ＲＩｅｄＩｌｄが存在する。第２に、差出力電流Ｉｄは、差入力電流の２乗依存を含む
【数２】
2004531126.tif 000004
【００３２】
の成分を有する。
【００３３】
従って、三角恒等式ｃｏｓ２（θ）＝１／２＋ｃｏｓ（２θ）／２を用い、干渉信号の強度によって変化するＤＣオフセットが与えられる。第３に、２乗依存項はβ（一般に１００よりも大きな数）で除算するが、目的の通信信号は干渉信号より少なくとも８０ｄＢ低いことが多い。このため干渉信号に依存するＤＣオフセットは、依然として問題となる。理想トランジスタを有するギルバートセル３１０（図３）とギルバートセル４０２（図４）との差を比較すれば当業者には明らかなように、入力ＲＦ通信信号の混合において２つのＤＣオフセット要素が発生する。これらは、従来の技術あるいは回路では補償が困難である。当業者には明らかな通り、前記式はいかなる「漏洩」信号にも言及していない。前記式は、トランジスタの不一致（ミスマッチ）を扱うのみである。第２は、理想トランジスタに対するトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４と理想トランジスタとの微妙な差の影響である（偶数次の非線形作用）。ＤＣオフセット補償器２１０（図２および図３）は、干渉信号の存在を検出し、干渉信号の自己混合およびギルバートセル３１０内のトランジスタの偶数次および奇数次の非線形性による悪影響を補償する。
【００３４】
干渉信号の自己混合およびトランジスタの偶数次非線形性の両方に関連するＤＣオフセットを補償するＤＣオフセット補償器２１０の能力は、ＤＣオフセット補償器２１０を持たない従来のミキサに対し、少なくとも２つの顕著な利益を提供する。第１に、ギルバートセル３１０内のトランジスタに起因する偶数次の非線形性は、各トランジスタ間の製造差の結果である。このため、各ギルバートセル製品におけるトランジスタの動作は、理想トランジスタを有するギルバートセルの動作と異なるばかりでなく、すべての移動通信装置１００内のギルバートセルは、他の移動通信装置に使用されているギルバートセルとは異なる。ＤＣオフセット補償器２１０は、各個別のギルバートセル内の偶数次の非線形性に関するＤＣオフセットを個別に補償することを可能にする。
【００３５】
第２に、ＤＣオフセット補償器２１０は、入力ＲＦ通信信号に存在する干渉信号を検出し、ギルバートセル３１０内に発生する有害な干渉信号による自己混合ＤＣオフセットを補償する。干渉信号は、目的の通信信号にスペクトルが近いことが多い。動作周波数は一般に大きい（１ＧＨｚより大きい）ため、目的の通信信号を選択的に通過させ同伴する干渉信号を十分に減衰することは、従来技術では困難である。従ってミキサには干渉信号が存在する。この干渉信号は、ミキサ２０４を通過した後、目的のＲＦ通信信号から分離され、目的の通信信号をさらに処理することを可能にする。あくまで例としてではあるが、目的の通信信号を処理してベースバンド部へ送れるようにし、移動通信装置１００（図１）のユーザが聞けるようにする。
【００３６】
４．干渉信号の検出
検出器３０６（図３）は、入力ＲＦ通信信号（ＲＦ＋およびＲＦ−）の入力を提供する接続２０６および２０８に結合される。入力ＲＦ通信信号は、少なくとも目的の通信信号、例えば移動通信装置１００（図１および図２）のユーザと通信する相手先の音声を有する。ただしこれに限定するものではない。入力ＲＦ通信信号がその唯一の要素として目的の通信信号を有する場合、ミキサ２０４は当該目的の通信信号を逓減混合し、差分出力信号（ＯＵＴ＋およびＯＵＴ−）は効率的に正確に処理できる。
【００３７】
しかしながら、入力ＲＦ通信信号が目的の通信信号と１つ以上の干渉信号とを含む場合、ミキサ２０４からの出力差分信号は、ＤＣオフセット補償器２１０が無いと、それを処理することが困難となりさもなければ不可能に近くなる。その理由は、干渉信号の自己混合に起因するＤＣオフセットと、ギルバートセル３１０内のトランジスタの偶数次の非線形作用による。目的の通信信号の大きさが全ての干渉信号の大きさを十分に越えていれば、目的の通信信号とＬＯ信号とを逓減混合することにより、出力差分信号（ＯＵＴ＋およびＯＵＴ−）は適切に効率的に正確に処理できるようになる。しかしながら、干渉信号の大きさが目的の通信信号の大きさを越えている場合、逓減混合した後の必要通信信号の処理には困難が予想される。検出器３０６は、何らかの大きな信号が存在する場合、それを検出する。その信号が干渉信号であれば、補償することが有利である。しかしながら、その大きな信号が目的の通信信号であれば、補償はミキサ出力信号におけるＤＣ情報の品質をごくわずかに劣化させ、関連する雑音指数はやや悪くなる。しかしこの場合、ユーザは送信器の近くに居るため、信号は大きい。従って、この場合の受信器の雑音指数は、取るに足らないものである。干渉信号が要求信号よりも大きい最悪の場合には、ＤＣオフセット補償器２１０は、干渉信号に起因するＤＣオフセットを補償することにより、差分出力信号（ＯＵＴ＋およびＯＵＴ−）の品質を向上し、目的の要求通信信号の処理をさらに効率的に正確にする。
【００３８】
検出器３０６は、入力ＲＦ通信信号に存在する目的の通信信号と干渉信号との差を検出するため、いかなる公知の手段を使っても良い。例えば検出器３０６は、入りＲＦ通信信号（例えばＲＦ＋とＲＦ−の電圧）の大きさを監視し、当該入りＲＦ通信信号の電圧のいかなる意味のある増加にも応答する。意味のある増加とは、目的の要求通信信号より大きい干渉信号の存在を示すものである。別の実施例において、検出器３０６は入りＲＦ通信信号の異なるチャネルを監視するよう構成し、目的の通信信号が使用するチャネルと干渉信号を有するチャネルとを識別する。検出器３０６の他の実施例は、良く知られた部品および技術を使用し、あるいはそれら部品と技術を組み合わせ、入りＲＦ通信信号に存在する干渉信号を検出するように実現できる。このような検出器手段のいずれをＤＣオフセット補償器２１０に実装しても、ＤＣオフセット補償器２１０の機能および動作を実質的に逸脱しない。
【００３９】
図３の便宜上、検出器３０６はＤＣオフセット補償器２１０内に存在する。検出器３０６は、他のシステムの部品として、あるいはスタンドアロン検出器３０６として、ＤＣオフセット補償器２１０の外部の適切な位置に配置しても良い。この場合も、ＤＣオフセット補償器２１０の動作および機能に悪影響を与えない。また図３の便宜上、検出器３０６は接続３２０および３１８をそれぞれ介して接続２０８および２０６に結合している。他の実施例において、検出器３０６は、移動通信装置１００（図１および図２）に存在する他の接続に結合して干渉信号を検出するようにしても構わない。検出器３０６におけるこのような別実施例のいずれも、本開示の範囲内にあり、請求の範囲によって保護されることを意図している。
【００４０】
制御器３０４は、入力ＲＦ通信信号に干渉信号の存在が検出された場合には検出器３０６に応答する。検出器３０６が、検出した干渉信号に対応する適切な出力信号を接続３２２を介して制御器３０４に提供すると、制御器３０４は補正発生器３０２を起動し、干渉信号の自己混合に起因するＤＣオフセットを補償するための補償信号（ＩＣ＋およびＩＣ−）を発生させる。当業者には明らかな通り、検出器３０６に使用している各部品の詳細動作は詳しく説明しない。検出器３０６は、適切な出力信号を制御器３０４に提供する。検出器３０６に使用する部品の多様性、および制御器３０４に適切な出力信号を提供するための検出器３０６の各部動作は、本開示の範囲内であり請求の範囲によって保護されるものである。
【００４１】
５．逐次近似アルゴリズム
図５は、プログラマブル増幅器５０２と共に実現した制御器３０４（図３も参照）を示すブロック図である。制御器３０４は、検出器３０６が提供する情報を使用し、接続３２４を介して補正信号発生器３０２に適切な信号を提供し、干渉信号の自己混合に起因するＤＣオフセットを補償するための補償信号（Ｃ＋およびＣ−）を発生させる。一実施例において、制御器３０４は、プログラマブル増幅器５０２によって実現する。逐次近似アルゴリズムは、以下に説明する通り、プログラマブル増幅器５０２用の増幅レベルを指示するために使用する。
【００４２】
プログラマブル増幅器５０２用の動作パラメータは、製造工程中に、ユーザインタフェース３０８を介して動作仕様を提供することにより指示できる。製造工程中、人または装置は、接続３３６を介して動作仕様をＤＣオフセット補償器２１０へ入力する。ユーザインタフェース３０８は、接続３３４を介してその動作仕様に対応する適切な信号をプログラマブル増幅器５０２へ提供する。
【００４３】
別の実施例において、ユーザインタフェース３０８は、接続３３４および３３６間の簡単なインタフェース点である。このような実施例において、人または装置は、適切なフォーマットにおける動作仕様をプログラマブル増幅器５０２に提供する。
【００４４】
プログラマブル増幅器５０２を使用する制御器３０４の一実施例において、ユーザまたは装置がユーザインタフェース３０８を介して提供する動作仕様は、プログラマブル増幅器５０２の増幅制御ビットの状態を指定する。これら増幅制御ビットの状態（１または０）は、以下に説明する逐次近似アルゴリズムを実行することによって決定する。プログラマブル増幅器５０２の最下位制御ビット（ＬＳＢ）は、プログラマブル増幅器５０２の増幅の最小増分量を指定する。同様に、最上位制御ビット（ＭＳＢ）は、プログラマブル増幅器５０２の増幅の最大増分を指定する。プログラマブル増幅器５０２は典型的には、複数の増幅制御ビットを有して当該プログラマブル増幅器５０２の増幅度を指定する。複数の増幅ビットは、「オン」状態または「オフ」状態に設定する。例えば「オン」状態は、そのビットを論理的ハイレベルまたは「１」状態に設定することに対応する。同様に「オフ」状態は、そのビットを論理的ローレベルまたは「０」状態に設定することに対応する。
【００４５】
具体的な一例として、プログラマブル増幅器５０２は、増幅度を制御するための４つの増幅ビットを有する。増幅器５０２は、４つの制御ビットの各々を「オン」状態に設定した場合（二進数１１１１と表現でき、最も左側のビットがＭＳＢである）、ＬＳＢの増幅の１５倍の最大増幅を提供する。あるいは、制御ビットを選択的に「オフ」状態に設定することにより、他の増幅レベルを指定することができる。例えば、第４制御ビット（ＭＳＢビット）と第２制御ビットを「オフ」状態に設定する（０１０１）ことにより、増幅レベル５を指定できる。
【００４６】
制御器３０４の別の実施例は、プログラマブル増幅器５０２の増幅度を制御するために、任意数の増幅制御ビットを有するプログラマブル増幅器を使用できる。前記したようなプログラマブル増幅器５０２をＤＣオフセット補償器２１０（図２および図３）に使用する制御器３０４の別実施例は、以下に説明する逐次近似アルゴリズムにおいて実現および較正できる。これら実施例は、本発明の動作および機能を逸脱せず、本開示の範囲に含まれるものであり、請求の範囲によって保護されるものである。
【００４７】
図６は、逐次近似アルゴリズムの実施を示すフローチャート６００である。このアルゴリズムは、制御器３０４に存在するプログラマブル増幅器５０２（図５）の増幅制御ビット状態を決定（較正）する。ここで各ブロックは、コードのモジュール、セグメント、または一部を表し、所定論理機能を実現するための１つ以上の実行可能命令からなる。別のいくつかの実施例において、各ブロックに記載の機能は、図６に示す順序に従わずに発生することもあり、ＤＣオフセット補償器が使用する逐次近似アルゴリズムの機能および動作から著しく逸脱せずに追加の機能を含むこともできる。例えば、図６において連続する２つのブロックは、実質的に同時に実行することもある。あるいは逆の順序で実行することもある。あるいは、ブロックのいくつかは全く実行しないこともある。これらはその時の機能によるものであり、詳細は後述する。さらに、逐次近似アルゴリズム以外のアルゴリズムを使って較正を行っても良い。これら変更および改良は、本開示の範囲内であり請求の範囲によって保護されるものである。
【００４８】
フローチャート６００に示す逐次近似アルゴリズムは、ブロック６０２から開始し、全ての制御ビットを「オフ」状態に設定する。一実施例において、この処理は、移動通信装置１００（図１および図２）の製造工程中、ブロック６０２から開始する。
【００４９】
ブロック６０４において、既知の干渉信号を接続３１８および３２０（図５）に印加する。一実施例において、トーン信号発生器５０４（図５）が発生する既知のトーン信号は、接続５０６および５０８（図５）をそれぞれ経由して接続３１８および３２０（図５）の干渉信号をシミュレートする。これにより、検出器３０６は、前記印加した既知の干渉信号またはトーン信号を検出する。印加した既知の干渉信号またはトーン信号は、接続２０６および２０８（図５）に伝わり、接続２１４および２１６（図５）に干渉漏洩信号を発生する干渉信号の影響をシミュレートする。後述の通り、トーン信号発生器５０４または同様に機能する装置は、複数の既知の干渉信号またはトーン信号を発生する。これら既知の干渉信号またはトーン信号の各々は、互いに実質的に同等である。
【００５０】
この既知の干渉信号またはトーン信号は、様々な方法で接続２０６および２０８（図５）に印加することができる。いずれの方法もフローチャート６００（図６）に示す逐次近似アルゴリズムの機能および動作を実質的に逸脱しない。一実施例において、既知の干渉信号またはトーン信号を発生するトーン信号発生器５０４（図５）は、ＤＣオフセット補償器２１０の一部でもなく、移動通信装置１００（図１および図２）の一部でもない。このようなトーン信号発生器は、既知の干渉信号またはトーン信号を発生し、それをＲＦスペクトルにおいて発信し、アンテナ１１０（図１および図２）がそれを検出し、接続２０６および２０８に送る。別の実施例において、既知の干渉信号またはトーン信号は、別の適切な場所において提供する。その場所は例えば、接続２０６および２０８上に位置する接続点（図示せず）であり、あるいはユーザインタフェース３０８への接続点（図５においてこの別実施例を示すために点線で示した接続５１８を経由）である。トーン信号発生器５０４のいずれの実施例も、ＤＣオフセット補償器２１０の較正処理に使用する場合、本開示の範囲内であり、請求の範囲によって保護されることを意図する。
【００５１】
ブロック６０６（図６）において、既知の干渉信号またはトーン信号が発生したＤＣオフセット信号は、出力接続２１８および２２０（図５）において第２検出器５１０（図５）が検出する。適切な検出器５１０を使用することにより、出力ＤＣオフセットの極性が反転したか否かを決定する。これはブロック６０８（図６）に示す通りである。ＤＣオフセット信号の極性が正電圧から負電圧へ反転していなければ（ＮＯ条件）、処理はブロック６１２へ進む。しかしながらＤＣオフセット信号の極性が正電圧から負電圧へ反転していれば（ＹＥＳ条件）、処理はブロック６１０へ進み、ＭＳＢを「オフ」状態へ設定する。次に処理はブロック６０４へ進み、トーン信号発生器５０４（図５）は別の同様の既知干渉信号またはトーン信号を発生する。ブロック６０６においてＤＣオフセット信号を検出し、ブロック６０８において再テストする。逐次近似アルゴリズムのこの段階ではＤＣオフセット信号の極性は正であるため、処理はブロック６１２へ進む。
【００５２】
ブロック６１２においてＬＳＢがまだテストされていなければ（ＮＯ条件）、処理はブロック６１４へ進み、次の制御ビットを「オン」状態に設定する。そして処理はブロック６０４へ戻る。このように最後に設定したビットをテストし、ＤＣオフセットの極性が正から負へ反転したかを決定する。
【００５３】
しかしながら、ＬＳＢがテストされていれば（ＹＥＳ条件）、処理はブロック６１４へ進み終了する。全ビットは「オン」または「オフ」条件に設定（較正）されている。このように、プログラマブル増幅器５０２（図５）の制御ビットの各々について前記処理を繰り返す。ＬＳＢ制御ビットを「オン」条件または「オフ」条件に設定すると、逐次近似アルゴリズムは完了し、処理はブロック６１４において終了する。図示の都合上、およびフローチャート６００（図６）に基づいて逐次近似アルゴリズムの動作および機能を説明するため、検出器５１０（図５）はＤＣオフセット補償器２１０の外部に示している。別の実施例において、検出器５１０は、ＤＣオフセット補償器２１０と一体の要素である。検出器５１０は、接続５１２によって制御器３０４に結合し、接続５１４および５１６を介してミキサ２０４の出力に結合する。検出器５１０は、適切な信号を制御器３０４に提供し、検出したＤＣオフセットとＬＳＢ制御ビットとを比較するために使用する。
【００５４】
接続５１２を介して制御器３０４に直接結合した検出器５１０を有する実施例は、所定時間においてプログラマブル増幅器５０２の増幅制御ビットを較正するような実施例に特に適している。例えば、一実施例における逐次近似アルゴリズムに基づく較正処理は、移動通信装置１００（図１および図２）をユーザが起動するたびに開始する。あるいは別の実施例において、逐次近似アルゴリズムは、移動通信装置１００の使用中に、所定間隔で開始する。さらに別の実施例は、所定事象が発生すると、プログラマブル増幅器５０２の増幅制御ビットを較正するための逐次近似アルゴリズムを開始する。所定事象とは、例えば所定閾値を超える干渉信号の検出、移動通信装置１００内の監視動作状態の検出であるが、これらに限定するものではない。
【００５５】
あるいは、検出器５１０をユーザインタフェース（図示せず）に結合し、逐次近似アルゴリズムを実行する人または装置が、フローチャート６００（図６）に示す逐次近似アルゴリズムに基づくテスト処理の各段階において、ＤＣオフセット信号の状態を知るようにしても良い。そのようにすることにより、人または装置は、ユーザインタフェース３０８を介して、プログラマブル増幅器５０２の各増幅制御ビットの状態（「オン」状態または「オフ」状態のいずれか）を指定できる。このような実施例は、製造工程中に一度だけ調整する実施例に特に適するであろう。
【００５６】
図７は、ミキサ２０４（図２、図３、および図５）のＤＣオフセット信号のグラフ７００であり、一例としてのＤＣオフセット補償器２１０（図２、図３、および図５）に存在するプログラマブル電力増幅器５０２（図５）の増幅制御ビットを較正して動的ＤＣオフセットを補償する場合を示す。グラフ７００は、４つの増幅制御ビットを有するプログラマブル増幅器の較正処理の一例を簡単に示す。以下に説明する一例としての較正処理において、既知の干渉信号またはトーン信号は、増幅制御ビットの設定を二進数１１０１（最も左側のビットがＭＳＢ）にするものと仮定する。
【００５７】
検出したＤＣオフセット信号を示すための便宜上、信号増幅軸には数値を付していない。また、時間軸は汎用的な時間Ｔ１〜Ｔ７を付してある。当業者には明らかな通り、軸の数値付けに関しては適切ないかなるものを用いることもできるが、かかる数値付けは逐次近似アルゴリズムの動作および機能を説明するために必要ではない。なお、当該逐次近似アルゴリズムは、フローチャート６００（図６）に基づき、トーン信号発生器５０４、検出器５１０、および制御器３０４が、プログラマブル増幅器５０２（図５）の増幅制御ビットの較正中に実行するものである。
【００５８】
時間Ｔ１において、トーン信号発生器５０４（図５）は、前記したように既知の干渉信号またはトーン信号を発生する。検出器５１０（図５）は、その結果のＤＣオフセットをパルス７０２（図７）で示すように検出する。逐次近似アルゴリズムを開始し、ＭＳＢ制御ビットを「オン」状態にする。次に、フローチャート６００（図６）の処理に基づき、トーン信号発生器５０４は時間Ｔ２において干渉信号またはトーン信号を発生する。その結果のパルス７０４を検出器５１０が検出する。プログラマブル増幅器５０２の増幅ビットの較正に関する本想定例において、パルス７０４は、ＬＳＢの増幅度より大きく、正極性を有するように示されている。パルス７０２と７０４との差は、ＭＳＢ制御ビットをオンすることに対応する。従ってＭＳＢ制御ビットを「オン」状態にした後、制御器３０４からパルス発生器３０２へ信号を送り、補償信号（Ｃ＋およびＣ−）を発生させ、妨害信号自己混合または妨害信号と偶数次の非線形性との相互作用に起因するＤＣオフセットの一部を補償する。
【００５９】
次に、パルス７０４の大きさは、ＬＳＢの大きさよりも大きく、正極性を有するため、逐次近似アルゴリズムは、次の最上位制御ビットを「オン」状態に調整するように動作する。トーン信号発生器５０４は時間Ｔ３において既知の干渉信号またはトーン信号を発生し、検出器５１０は結果としてのＤＣオフセット信号をパルス７０６で示すように検出する。パルス７０６は、ＬＳＢの増幅よりも大きく、正極性を有するように示されている。従って、次の逐次近似アルゴリズムの繰り返しにおいて、プログラマブル増幅器５０２の次の制御ビットを「オン」状態に設定する。
【００６０】
時間Ｔ４において、トーン信号発生器５０４は、別の既知干渉信号またはトーン信号を発生し、検出器５１０は結果としてのＤＣオフセット信号を検出する。パルス７０８で示すように、検出したＤＣオフセット信号は、負極性を有する。検出したＤＣオフセットの極性が反転（負になる）したので、フローチャート６００（図６）に基づく逐次近似アルゴリズムは、最後に設定した制御ビットを「オフ」状態にリセットすることを開始する。トーン信号発生器５０４は干渉信号またはトーン信号を発生し、検出器５１０は結果としてのＤＣオフセット信号を時間Ｔ５においてパルス７１０で示すように検出する。パルス７０６およびパルス７１０は、同一の大きさおよび極性を有するように示されている。これは、時間Ｔ３とＴ５におけるプログラマブル増幅器５０２の制御ビットが同じであることから予想できる。
【００６１】
次に、逐次近似アルゴリズムに基づき、ＬＳＢ制御ビットを調整する。時間Ｔ６において、トーン信号発生器５０４は既知の干渉信号またはトーン信号を発生し、検出器５１０は結果としてのＤＣオフセット信号をパルス７１２に示すように検出する。パルス７１２は、ＬＳＢの振幅よりも小さな振幅を有し、正極性を有するように示されている。従って、逐次近似アルゴリズムに基づき、プログラマブル増幅器５０２の４つの増幅制御ビットは、プログラマブル増幅器５０２を較正すべく指定（１１０１）されている。これにより処理は終了する。
【００６２】
別の実施例では、時間Ｔ７において、トーン信号発生器５０４は既知の干渉信号またはトーン信号を発生し、検出器５１０は結果としてのＤＣオフセット信号をパルス７１４で示すように検出する。パルス７１４は、パルス７１２とほぼ同一であるため、プログラマブル増幅器５０２の較正が成功したことを示している。
【００６３】
さらに別の実施例において、トーン信号発生器５０４は既知の干渉信号またはトーン信号を選択時間においてまたは定期的に発生し、プログラマブル増幅器５０２の適切な較正をさらに検証し、必要に応じて増幅制御ビットを再較正し、ＤＣオフセット補償器２１０が提供する補償を最適にする。ＤＣオフセット補償器２１０および／またはミキサ２０４（図２および図３）に存在する各要素の動作特性は、最後の較正から変化している可能性がある。これは、例えば温度変化によるが、それに限定するものではない。かかる実施例が特に適しているのは、プログラマブル増幅器５０２を有する移動通信装置１００（図１および図２）において、移動通信装置１００の起動時にプログラマブル増幅器５０２を較正する場合、および既知の干渉信号またはトーン信号を定期的に発生してプログラマブル増幅器５０２を定期的に再較正する場合である。
【００６４】
６．他の実施例
図８は、ステートマシン（state machine）コントローラ８０２を使用するＤＣオフセット補償器８００の一実施例を示すブロック図である。ＤＣオフセット補償器８００は、少なくとも補正発生器３０２と検出器３０６とステートマシン８０２とを含む。ＤＣオフセット補償器８００は、前記したように別の任意の要素を含んでも良い。それらは図示の都合上、示していない。例えば、これは制御器３０４（図３）に結合したユーザインタフェース３０８（図３）と同様の方法で、ユーザインタフェースを含めそれをステートマシン８０２に結合しても良い。
【００６５】
ステートマシン８０２は、プログラマブル増幅器８０４を含む。検出器３０６は、前記したように干渉信号の存在を検出し、検出した干渉信号に対応する適切な入力信号をステートマシン８０２へ接続８０６を介して提供する。ステートマシン８０２はプログラマブル増幅器８０４の増幅度および較正を制御するように構成される。干渉信号が検出されると、ステートマシン８０２は適切な制御信号を補正発生器３０２へ接続８０８を介して提供し、補正発生器３０２は補償補正信号（Ｃ＋およびＣ−）を発生してミキサ（図示せず）における干渉信号の自己混合および妨害信号と偶数次の非線形性との相互作用に起因するＤＣオフセットを補償する。従って、ＤＣオフセット補償器８００はそれに結合されるトーン信号発生器と検出器（図示の都合により示さず）を含むことができる。これらトーン信号発生器と検出器は、前記したトーン信号発生器５０４（図５）および検出器５１０（図５）とほぼ同様に動作するものである。このため、プログラマブル増幅器８０４は、プログラマブル増幅器５０２（図５）とほぼ同様に動作し、前記したフローチャート６００（図６）の処理と実質的に同様に較正される。
【００６６】
また、ステートマシン８０２は、プログラマブル増幅器８０４無しで構成しても良い。このような実施例において、ステートマシン８０２は、接続８０８を介して補正発生器３０２へ適切な制御信号を提供するように構成する。
【００６７】
ステートマシン８０２は、ファームウエアとして、あるいはハードウエアとファームウエアの組合せとして実現してもよい。ハードウエアとして実現する場合、ステートマシン８０２は、当業界で良く知られている一般に入手可能な要素で構成する。例えば、これに限定するものではないが、ステートマシン８０２は集積回路（ＩＣ）チップ上の適切なトランジスタによる構成として実現できる。プログラマブル増幅器８０４を備えたあるいは備えないステートマシン８０２を設計および実現する当業者には明らかな通り、ステートマシン８０２に存在する構成要素（図示せず）の他の様々な構成により前記した機能および動作を実現することが可能であり、かかる他の実施例は、余りにも多過ぎるため詳述できない。ＤＣオフセット補償器８００におけるステートマシン８０２のかかる実施例のいずれも、本開示の範囲内であり、ＤＣオフセット補償器に関する添付請求の範囲によって保護されることを意図する。
【００６８】
図９は、処理装置９０２を使用したＤＣオフセット補償器９００の一実施例を示すブロック図である。ＤＣオフセット補償器９００は検出器３０６と補正発生器３０２とメモリ９０４とを含む。メモリ９０４はデータ格納領域９０６および論理領域９０８を含む。処理装置９０２は、接続９１０を介してメモリ９０４と結合し通信する。ＤＣオフセット補償器９００は他の任意の構成要素を含むことができるが、それらは前記したように図示の都合により示していない。例えば、制御器３０４（図３）に結合したユーザインタフェース３０８（図３）と同様の方法でユーザインタフェースを含めそれを処理装置９０２に結合しても良い。
【００６９】
前記したように、検出器３０６が干渉信号を検出すると、処理装置９０２は接続９１２を介して適切な制御信号を補正発生器３０２へ提供し、補正発生器３０２は補償信号（Ｃ＋およびＣ−）を発生し、干渉漏洩信号に起因するＤＣオフセットを補償する。処理装置９０２は、図示の都合上、ＤＣオフセット補償器９００内に存在するものとして示している。処理装置９０２は、他のシステムの構成要素として、あるいはスタンドアロン処理装置として、ＤＣオフセット補償器９００の動作および機能に悪影響を与えずに、ＤＣオフセット補償器９０２の外部の適切な場所に存在しても構わない。一実施例において、処理装置９０２は、特定目的処理装置として製造し、ＩＣチップ上に構築したＤＣオフセット補償器９００の一部として実装する。別の実施例において、処理装置９０２は市販のプロセッサである。市販プロセッサの例は、これらに限定するものではないが、ＡＲＭ７またはＡＲＭ９プロセッサ等のＡＲＭプロセッサ、ＬＳＩロジック社が供給するＺＳＰコア、あるいはＤＳＰグループが供給するチークプロセッサである。処理装置９０２は、論理９０８の実行を制御する。論理９０８は、処理装置９０２が補正発生器３０２へ提供する適切な制御信号を決定するように構成される。論理９０８は、前記した逐次近似アルゴリズムのフローチャート６００（図６）に実質的に基づいて構成する。しかしながら論理９０８は、処理装置９０２に命令し、既知の干渉信号またはトーン信号に起因するＤＣオフセットを適切な所定増分量によって低減させるようにしても良い。また、ＤＣオフセットを低減するための論理９０８の繰り返し処理は、ＤＣオフセットが少なくともあらかじめ定義した閾値（図６のブロック６０８に基づくＬＳＢの増幅の大きさではなく）に低減するまで続ける。従ってＤＣオフセット補償器９００は、それに結合されるトーン信号発生器と検出器と（図示の都合により示さず）を含む。これらトーン信号発生器と検出器は前記したトーン信号発生器５０４（図５）および検出器５１０（図５）と実質的に同様に動作する。
【００７０】
論理９０８をソフトウエアとして実現しメモリ９０４に格納する場合には、当業者には明らかな通り、論理９０８は、コンピュータおよび／または処理装置関連システムで使用する、あるいはそれに関係するどのようなコンピュータ読み取り可能媒体にでも格納できる。この関連において、メモリ９０４はコンピュータ読み取り可能媒体であり、電子的、磁気的、光学的あるいは他の物理装置または手段であり、コンピュータおよび／または処理装置プログラムを収容または格納する。論理９０８は、どのようなコンピュータ読み取り可能媒体においても実現できる。かかるコンピュータ読み取り可能媒体は、命令実行システム、装置、デバイス等で使用するもの、あるいはそれらに関係するものである。これらは、例えばコンピュータ利用システム、処理装置利用格納システム、あるいは他のシステムであって、命令実行システム、装置、またはデバイスから命令を取り込み、論理９０８に関連した命令を実行するものである。本明細書の範囲において「コンピュータ読み取り可能媒体」は、論理９０８に関係するプログラムを格納、通信、伝搬、あるいは搬送できるあらゆる手段であり、命令実行システム、装置、および／またはデバイスによってあるいはそれらに関連して使用するものである。コンピュータ読み取り可能媒体の例は、これらに限定するものではないが、電子的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外線、または半導体のシステム、装置、デバイス、または伝搬媒体である。コンピュータ読み取り可能媒体のさらに詳しい例は（完全なリストではないが）、次のようなものを含む。すなわち１つ以上のワイヤを有する電気接続、携帯コンピュータディスケット、（磁気）ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＡＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）またはフラッシュメモリ、光ファイバ、および携帯コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤＲＯＭ）である。コンピュータ読み取り可能媒体は、紙あるいはその他適切な媒体であって、その上に論理９０８に関するプログラムを印刷できるものでも良い。この場合、プログラムは、例えば紙等の媒体を光学走査することによって電子的に捕捉し、編集し、翻訳し、必要に応じて適切な方法で処理し、メモリ９０４に格納する。
【００７１】
図１０は、ＤＣオフセット補償器１０００の一実施例を示すブロック図であり、コモン（共通）モード検出器１００２によって干渉信号の自己混合に起因するＤＣオフセットを検出するような構成である。コモンモード検出器１００２は接続１００４を介して制御器３０４に結合する。コモンモード検出器１００２は、以下に説明する方法で、制御器３０４に適切な信号を供給する。この信号は、前記した検出器３０６（図３および図５）が制御器３０４に提供する適切な信号に類似している。コモンモード検出器１００２は、前記したＤＣオフセット補償器のいずれの実施例にも同様に使用することができる。すなわち、コモンモード検出器１００２は、入力ＲＦ通信信号中に干渉信号の存在を検出すると、適切な信号をＤＣオフセット補償器の他の実施例に存在する要素に提供し、干渉漏洩信号に起因するＤＣオフセットを補償する。コモンモード検出器１００２は、図示の都合上、ＤＣオフセット補償器１０００内に配置している。コモンモード検出器１００２は、他のシステムの構成要素として、あるいはスタンドアロン検出器として、ＤＣオフセット補償器１０００の動作および機能に悪影響を与えないようにＤＣオフセット補償器１０００の外部の適切な場所に配置しても良い。コモンモード検出器１００２のかかる別実施例も、本開示の範囲内にあり、請求の範囲によって保護されることを意図する。
【００７２】
コモンモード検出器１００２の別の実施例は、平均コモンモードにおけるずれを検出する。平均コモンモード内にずれを検出すると、コモンモード検出器１００２は、以下に説明する通り、適切な信号を制御器３０４に提供し、干渉信号の自己混合に起因するＤＣオフセットをＤＣオフセット補償器１０００によって補償する。
【００７３】
図１１は、コモンモード検出器１００２の実施例が検出する平均コモンモード１１０２を簡単に示すグラフ１１００である。検出した平均コモンモード１１０２を説明するためのグラフなので信号の電流振幅（ＩＢＩＡＳ）軸は数値を付していない。同様に時間軸も数値を付していない。当業者には明らかな通り、適切な軸の数値化システムを使用することが可能であり、かかる軸の数値化は以下に説明する平均コモンモード１１０２におけるずれを検出するコモンモード検出器１００２（図１０）の動作および機能を説明には必要ではない。
【００７４】
平均コモンモード１１０２の第１部分１１０４は、バイアス電流（ＩＯＵＴ）に等しい平均値を有して描かれている。このため、本想定例において、第１部分１１０４は、干渉信号が全く存在しない入りＲＦ通信信号に関係する平均コモンモード１１０２を表している。
【００７５】
コモンモード１１０２の第２部分１１０６は、バイアス電流の値からわずかに上方にずれている。この簡単な想定例において、第２部分１１０６が表す平均コモンモード１１０２は、干渉信号を含む入力ＲＦ通信信号に関係する。この干渉信号は、有害ＤＣオフセットを発生するので、それをＤＣオフセット補償器１０００（図１０）によって補償する。平均コモンモード１１０２における上方ずれは、部分１１１０が示すように、正弦コモンモード１１０８のクリッピングに起因する。このクリッピングは、関係するミキサ２０４（図１０）内の要素の構成により、電流が負（反転極性）になれないために発生する。存在する干渉信号の大きさがコモンモード１１０８の前記クリッピング（部分１１１０参照）を発生するほど大きい場合には、平均コモンモード１１０２におけるずれを検出すべく構成されたコモンモード検出器１００２は、当該干渉信号の存在を検出し、前記したような方法で有害ＤＣオフセットを補償する。
【００７６】
ＤＣオフセット補償器の動作および機能を説明する都合上、ＤＣオフセット補償器は、移動通信装置１００（図１および図２）内で使用し、干渉信号の自己混合に起因する有害ＤＣオフセットをミキサ２０４（図２）において補償するように説明した。ＤＣオフセット補償器の別実施例は、有害な動的ＤＣオフセットが存在する他の装置に使用しても良い。ＤＣオフセット補償器は例えば、これらに限定するものではないが、テレビ、ラジオ、ステレオ増幅器、衛星受信器等に関連する受信器、および他のＤＣオフセットを補償することが必要な各種装置に使用する受信器に実装しても良い。受信器を有する装置にＤＣオフセット補償器を実装して動的干渉依存ＤＣオフセットを補償することは、本開示の範囲内であり、ＤＣオフセット補償器の請求範囲によって保護されるものである。
【００７７】
ＤＣオフセット補償器の動作および機能を説明するための便宜として、ＤＣオフセット補償器は、ミキサに結合し、当該ミキサで発生する干渉信号の自己混合に起因するＤＣオフセットを補償すべく構成されるものとして記述した。ＤＣオフセット補償器の別の実施例は、動的ＤＣオフセットの影響を受ける他の装置において、入力信号を検出し、有害ＤＣオフセットを補償するように構成できる。このように、ＤＣオフセット補償器を他の装置に結合し、当該装置内の干渉信号の自己混合に起因するＤＣオフセットを補償することも、本開示の範囲内であり、ＤＣオフセット補償器の添付請求範囲によって保護されるものである。
【００７８】
本発明の様々な実施例を説明してきたが、当業者には明らかな通り、さらに多くの実施例および具体例が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
図中の各部は、必ずしも正確な縮尺を有しておらず、本発明の原理を示すために強調してある。各図において同一参照番号は、対応する部品を示す。
【図１】基地局と通信する移動通信装置を示す簡易ブロック図である。
【図２】図1の移動通信装置における選択した受信器各部を示すブロック図である。
【図３】図１の移動通信装置に存在し図２のミキサに結合したＤＣオフセット補償器を示すブロック図である。
【図４】図２および図３の理想ミキサを示すブロック図である。
【図５】プログラマブル増幅器を備えた図３の制御器を示すブロック図である。
【図６】図３の制御器に存在するプログラマブル増幅器を較正するための逐次近似アルゴリズムの実行を示すフローチャートである。
【図７】干渉漏洩信号に起因するＤＣオフセットを補償すべく図２、図３、および図５のＤＣオフセット補償器中に存在する図５のプログラマブル電力増幅器を較正した場合における、図２および図３のミキサのＤＣオフセット信号を示すグラフである。
【図８】ステートマシンコントローラを使用したＤＣオフセット補償器の一実施例を示すブロック図である。
【図９】処理装置を使用したＤＣオフセット補償器の一実施例を示すブロック図である。
【図１０】コモンモード電流検出器を用いて干渉漏洩信号に起因するＤＣオフセットを検出するよう較正したＤＣオフセット補償器の一実施例を示すブロック図である。
【図１１】図１０のコモンモード電流検出器の一実施例が検出する平均コモンモード電流を簡単に示すグラフである。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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