(57)【要約】いわゆるコレクト・バイ・コンストラクションＩ／Ｑ信号を供給するクラスに属するマルチフェーズＬＣ発振器が提唱される。従来のＩ／Ｑ　ＬＣ発振器とは異なり、提唱される発明は共振器のＱが最大となる点にて発振する。従って、この新規のマルチフェーズＬＣ発振器は、ある共振器を与えられたとき、加えて、最大搬送波対雑音比を達成するコレクト・バイ・コンストラクションを提供する。これは、正確な１８０°／Ｎなる位相シフトを持つＮ個のＬＣ発振器を組み合わせて用いるＶ／Ｉ変換器を提供することで実現される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個のユニットを備えるマルチフェーズＬＣ発振器であって、ここでＮは少なくとも２以上であり、各ユニットが入力信号の１８０°／Ｎなる位相シフトを遂行し、ここで各ユニットが１８０°／Ｎなる位相シフトを有するＶＩ変換器の部分と、ＬＣ発振器の部分を備え、このマルチフェーズＬＣ発振器が位相差を有する少なくとも２つの出力信号を供給することを特徴とするマルチフェーズＬＣ発振器。
【請求項２】
各ユニットが、所望の１８０°／Ｎなる位相シフトを得るために位相シフトを調節するための制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載のマルチフェーズＬＣ発振器。
【請求項３】
前記ユニットのＶＩ変換器が、直列に接続された増幅器と、これらに並列に接続された１つの補償増幅器を備えることを特徴とする請求項２記載のマルチフェーズＬＣ発振器。
【請求項４】
請求項１記載のマルチフェーズＬＣ発振器において用いるためのＶ／Ｉ変換器であって、このＶ／Ｉ変換器が、位相シフトを補償するための補償手段を備えることを特徴とするＶ／Ｉ変換器。
【請求項５】
１８０°／Ｎ　なる位相差を有するマルチフェーズ信号を得るための方法であって、ここでＮは少なくとも２以上であり、この方法が、入力信号を受信するステップと、１８０°／Ｎなる位相シフトを遂行するステップと、位相差を有する信号を供給するステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明はマルチフェーズＬＣ発振器に関する。
【０００２】
多くの最近の集積トランシーバアーキテクチャでは、信号処理部分において同相（Ｉ）信号と直交（Ｑ）信号が必要とされる。
【０００３】
この一例として零ＩＦアーキテクチャがあり、このアーキテクチャにおいては入ってくる（ｉｎｃｏｍｉｎｇ）ＲＦ入力信号は直接にベースバンド信号に変換される。Ｉ／Ｑ発振器の搬送波対雑音比（ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ　ｒａｔｉｏ、ＣＮＲ）要件が、ある与えられた電力予算内では、厳しい場合は、Ｉ／Ｑ　ＬＣ発振器を使用することが必要となる。これは、エネルギーがＬＣ発振器の共振器内に蓄積され、共振器とアクティブデバイス内の損失のみを定期的に補償すれば良いため、ある限られた電力予算が与えられた場合、ＬＣ発振器の位相雑音はＲＣ発振器のそれより良くなるためである。
【０００４】
国際特許出願ＷＯ９６／３３５５２号においてＬＣ発振器が開示されているが、この発振器は、発振器の安定性を高めるために一つ或いは複数の追加のＬＣ発振器に接続されている。だだし、この発振器はシングルフェーズ発振器であり、加えてこの発振器は、増幅器が寄生位相シフトを有する場合は最適点では動作しない。
【０００５】
本発明の一つの目的は、コレクト・バイ・コンストラクションと呼ばれるＩ／Ｑ発振器（ｃｏｒｒｅｃｔ　ｂｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｉ／Ｑ　ＬＣ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）のクラスを広げることに、加えて最適なＣＮＲ性能を提供することができるコレクト・バイ・コンストラクションクラスのＩ／Ｑ発振器を提供することにある。
【０００６】
これを達成するために、本発明によるマルチフェーズＬＣ発振器は請求項１記載の構成要件を備える。
【０００７】
このマルチフェーズＬＣ発振器が偶数個の段を有する場合は、直交信号が得られる。
【０００８】
ここで当分野においては、さらに幾つかの集積Ｉ／Ｑ　ＬＣ発振器アーキテクチャが知られていることに注意すべきである。これら発振器は、これらが２つの同一の／対称なセクションに基づくため、確かに、いわゆるコレクト・バイ・コンストラクション発振器のクラスに属する。ただし、これら従来のアーキテクチャは、共振器の位相シフトが零の状態では発振せず、このため、これらＩ／Ｑ発振器は準最適なＣＮＲ性能で動作する。
【０００９】
本発明の幾つかの実施例が従属クレームに記載される。
【００１０】
本発明のこれら及びその他の面が以下の図面を参照しての実施例の説明から一層明白になるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるマルチフェーズＬＣ発振器１の１つの実施例を略ブロック図にて示す。このマルチフェーズＬＣ発振器は第一の入力端子Ｖｉｎ１の所に入力信号を受信する。この入力端子は第一の電圧電流変換器ＶＩＣＯＮＶ１に接続される。この電圧電流変換器は、出力端子において出力電流Ｉｏｕｔ１を第一のＬＣ発振器ＯＳＣ１に供給する。この実施例においては、ＬＣ発振器はインダクタンスＬと、コンデンサＣと、抵抗Ｒｐと、寄生抵抗−Ｒａを備える。
【００１２】
このＬＣ発振器の出力端子は第二の電圧電流変換器ＶＩＣＯＮＶ２の入力端子Ｖｉｎ２に接続される。この入力Ｖｉｎ２は同時にマルチフェーズＬＣ発振器１の第一の出力Ｖｏｕｔ１でもある。
【００１３】
この入力Ｖｉｎ２は発振器ＯＳＣ１の出力信号を変換器ＶＩＣＯＮＶ２に供給する。
【００１４】
この変換器ＶＩＣＯＮＶ２は出力信号としてこの電流Ｉｏｕｔ２を第二の発振器ＯＳＣ２に供給する。第二の発振器ＯＳＣ２は、この実施例においては、発振器ＯＳＣ１と同一の要素を備える。
【００１５】
第二の発振器ＯＳＣ２の出力端子はマルチフェーズＬＣ発振器１の第二の出力端子ＶｏｕｔＱに接続される。
【００１６】
この出力端子ＶｏｕｔＱは、また、帰還信号として、インバータを介してマルチフェーズＬＣ発振器の第一の入力端子Ｖｉｎ１にも接続される。
【００１７】
これら２つのＬＣ発振器ＯＳＣ１及びＯＳＣ２はＶ／Ｉ変換器に接続され、これによって必要とされる９０−度の位相シフトが達成される。この位相シフトは正とすることも、負とすることもできる。この正確な９０−度の位相シフトによって、発振器が共振器位相特性の最大スロープ（ｍａｘｉｍｕｍ　ｓｌｏｐｅ）にて動作することが確保される。また、発振点はたった１つしかなく、これは頑健さのために重要である。
【００１８】
同調は様々なやり方にて実現することができる。ＬＣ発振器ＯＳＣ１、ＯＳＣ２は、例えば、バラクタによって同調することもできる。
【００１９】
替りに、同調は、Ｖ／Ｉ変換器ＶＩＣＯＮＶ１、ＶＩＣＯＮＶ２の位相シフトを変えることで達成することもできる。この場合は、各Ｖ／Ｉ変換器の位相シフトは、９０度±所望の周波数に対応する共振器の位相シフトである。同調は、こうして、共振器の最適動作点周辺で遂行される。
【００２０】
実際の実現においては、発振器ＯＳＣ１、発振器ＯＳＣ２は幾らかの寄生位相シフトを有する。この場合は、Ｖ／Ｉ変換器は（この特定の２段幅のマルチフェーズ発振器、つまり、Ｉ／Ｑ発振器の場合は）、最適動作のためには９０度なる位相シフト、マイナス寄生位相シフトを提供することを要求される。
【００２１】
この正確な９０度の位相シフトは以下のような様々なやり方にて導入される：
Ｖ／Ｉ変換器内に積分器を実装する；
Ｖ／Ｉ変換器内に微分器を実装する；
一般には９０度の位相シフトを提供するネットワークが用いられる。このネットワーク或いは回路は、通常、発振器の全同調レンジに渡って９０度の位相シフトが確保できるように調節可能なものとされる。
【００２２】
図２は本発明の第一の実施例によるＶ／Ｉ変換器ＶＩＣＯＮ２０を略ブロック図にて示す。この実施例においては、９０度の位相シフトは積分器ＩＮＴ２０によって実現される。この実施例においては、増幅器ＡＭ２１、ＡＭ２２は理想的なものであり、位相シフトは持たないものと想定される。
【００２３】
図３は本発明の第二の実施例による補償を伴うＶ／Ｉ変換器ＶＩＣＯＮＶ３０を略ブロック図にて示す。この実施例においては、増幅器ＡＭ３３、ＡＭ３２は幾らかの（寄生）位相シフトを有し、これが、この実施例においては、この２つの増幅器に対して並列に接続された第三の増幅器ＡＭ３１により補償される。各増幅器の位相シフトは、それぞれ、φ１、φ２、φ３である。図４には、これら異なる位相シフトの位相プロットが示される。９０度の位相シフトは積分器ＩＮＴ３０によって実現される。もし（その実装に起因して）増幅器ＡＭ３３、ＡＭ３２が幾らかの（寄生）位相シフトを有する場合は、増幅器ＡＭ３１は、これを補償し、総位相シフトを９０度にするようにセットされる。同時に、増幅器ＡＭ３１は最大位相スロープ点（ｍａｘｉｍｕｍ　ｐｈａｓｅ　ｓｌｏｐｅ　ｐｏｉｎｔ）の周りに同調するためにも用いられる。
【００２４】
図４は、図３のＶ／Ｉ変換器ＶＩＣＯＮ３０の実施例の位相プロットを示す。この位相プロットは、正確な９０度がトランスコンダクタンスの実装、寄生効果等に起因する位相シフト（φ１、φ２、φ３）を考慮に入れていかに達成されるかを示す。
【００２５】
図５は本発明の第三の実施例によるＶ／Ｉ変換器ＶＩＣＯＮ５０を略ブロック図にて示す。この実施例においては、９０度の変換は、微分器ＤＩＦ５０を用いて微分することで９０度の位相シフトを得ることで実現され、これが２つの増幅器ＡＭ５１とＡＭ５２と組み合わせて用いられる。ここで、増幅器ＡＭ５１は電流から電圧への変換を達成し、増幅器ＡＭ５２は電圧から電流への変換を達成する。こうして、増幅器ＡＭ５１とＡＭ５２を微分器ＤＩＦ５０による微分と組み合わせて用いることで、全体としての電圧から電流への変換が達成される。増幅器ＡＭ５１の入力端子は、この実施例においては、仮想グラウンドに接続される。
【００２６】
当業者においては気づかれるように、この実施例においても、図３の実施例と同様に、必要であれば、ある種の補償を達成することもできる。
【００２７】
さらに、明らかなように、本発明は上述の実施例に制限されるものではなく、このマルチフェーズＬＣ発振器は２段発振器（ｓｅｃｏｎｄ　ｓｔａｇｅ　ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）として示されるが、同一の発明にてより高次のマルチフェーズＬＣ発振器を得ることもできる。マルチフェーズＬＣ発振器が偶数の段を有する場合は、直交信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるマルチフェーズＬＣ発振器の一つの実施例を略ブロック図にて示す。
【図２】
本発明の第一の実施例によるＶ／Ｉ変換器を略ブロック図にて示す。
【図３】
本発明の第二の実施例による補償を伴うＶ／Ｉ変換器を略ブロック図にて示す。
【図４】
図３の実施例の位相プロットを示す。
【図５】
本発明の第三の実施例によるＶ／Ｉ変換器を略ブロック図にて示す。
【符号の説明】
１　マルチフェーズＬＣ発振器
ＶＩＣＯＮＶ１　第一の電圧電流変換器
ＯＳＣ１　第一のＬＣ発振器
Ｌ　インダクタンス
Ｃ　コンデンサ
Ｒｐ　抵抗
−Ｒａ　寄生抵抗
ＶＩＣＯＮＶ２　第二の電圧電流変換器
ＯＳＣ２　第二のＬＣ発振器
ＶＩＣＯＮ２０　Ｖ／Ｉ変換器
ＩＮＴ２０　積分器
ＡＭ２１、ＡＭ２２　増幅器
ＶＩＣＯＮＶ３０　Ｖ／Ｉ変換器
ＡＭ３３、ＡＭ３２　増幅器
ＡＭ３１　第三の増幅器
ＩＮＴ３０　積分器
ＶＩＣＯＮ５０　Ｖ／Ｉ変換器
ＤＩＦ５０　微分器
ＡＭ５１、ＡＭ５２　増幅器
【図４】
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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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