(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各組が９０度の位相補正が施された２つの信号からなり、略４５度の位相差を有し、互いに振幅が等しい複数組の直交位相信号が供給され、当該供給される直交位相信号の中で位相差が４５度とされる信号のベクトル合成を行い、当該ベクトル合成により得られる信号を出力する４５度位相補正器を備えることを特徴とする移相回路。
【請求項２】
上記４５度位相補正器は、上記ベクトル合成により得られる信号の振幅誤差を補正する振幅補正を行うことを特徴とする請求項１記載の移相回路。
【請求項３】
２つの信号からなる直交位相信号に対し９０度の位相補正を施し、上記４５度位相補正器に供給する９０度位相補正器をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の移相回路。
【請求項４】
入力信号を４５度の整数倍だけ移相して、当該移相により生成される信号を上記９０度位相補正器に供給する移相器をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の移相回路。
【請求項５】
上記移相器は、少なくとも相対位相差が略０度、略４５度、略９０度、及び略１３５度の４相信号を上記９０度位相補正器に供給することを特徴とする請求項４記載の移相回路。
【請求項６】
差動入力信号を４５度だけ移相する４５度移相器と、
当該４５度移相器の出力信号を９０度だけ移相して当該移相により生成される信号を上記９０度位相補正器に供給する９０度移相器とをさらに備えることを特徴とする請求項３記載の移相回路。
【請求項７】
略４５度の位相差を有し、かつ互いに振幅が等しい複数組の９０度の位相補正が施された直交位相信号の中の位相差が４５度とされる組み合わせでそれぞれ２つの信号が入力され、当該２つの信号を加算して出力する複数の第１の加算器を備えることを特徴とする移相回路。
【請求項８】
多段接続したアンプからなり、上記第１の加算器の出力が入力される第１のリミッタアンプをさらに備えることを特徴とする請求項７記載の移相回路。
【請求項９】
直交位相信号を構成する２つの信号がともに入力され、
当該２つの信号の和信号を出力する第２の加算器と、
当該２つの信号の差信号を出力する第３の加算器と、
多段接続したアンプからなり、上記第２及び第３の加算器の出力が入力され、出力信号を上記第１の加算器に供給する第２のリミッタアンプとをさらに備えることを特徴とする請求項８記載の移相回路。
【請求項１０】
供給される、略４５度の位相差を有し互いに振幅が等しい複数組の９０度の位相補正が施された直交位相信号の中で位相差が４５度とされる信号をベクトル合成して位相差を４５度とする信号を生成する４５度補正工程を有することを特徴とする位相補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移相回路及び位相補正方法に関し、特に、４５度の位相差を有する複数の信号を生成する４５度移相回路に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信などをはじめとした無線通信用受信機等において、ダイレクトコンバージョン（ゼロＩＦ）方式は望ましい受信方式である。ダイレクトコンバージョン方式は、回路構成がシンプルでＩＦ（Intermediate Frequency）フィルタを必要とせず低コスト化が可能である。【０００３】
しかし、従来用いられている通常のダイレクトコンバージョン方式のレシーバは、入力される高周波信号（受信信号）と同じ周波数のローカル発振信号をミキシングして所望の低周波信号を取り出す。そのため、同じ周波数の信号を用いたローカルセルフミキシングによりＤＣオフセットが発生し、これが後段の回路を飽和させて回路が動作しなくなるおそれがあった。【０００４】
この問題を回避する１つの方法として、発生するＤＣオフセットの低減を図るためにイーブンハーモニックミキサを使用する方法がある。イーブンハーモニックミキサは、受信信号の１／２の周波数、かつ９０度の位相差を有する（直交する）信号をローカル発振信号として用いる、すなわち受信信号とは周波数が異なるローカル発振信号を用いることで、ＤＣオフセットの低減を図っている。【０００５】
図１１は、イーブンハーモニックミキサの構成を示す図である。
図１１において、ダウンコンバータ６１は、受信信号（高周波信号）ＲＦＩＮとローカル発振信号ＬＯ０、ＬＯ９０が入力され、それらをミキシングしてＩチャネル信号ＩＣＨを出力する。同様に、ダウンコンバータ６２は、受信信号ＲＦＩＮとローカル発振信号ＬＯ４５、ＬＯ１３５が入力され、それらをミキシングしてＱチャネル信号ＱＣＨを出力する。【０００６】
移相回路６３は、信号ＲＦＩＮの１／２の周波数の信号ＬＯＩに基づいて、ローカル発振信号ＬＯ０、ＬＯ９０、ＬＯ４５、及びＬＯ１３５を生成し出力する。ローカル発振信号ＬＯ０、ＬＯ９０、ＬＯ４５、及びＬＯ１３５は、信号ＬＯ０とＬＯ９０を１組、信号ＬＯ４５とＬＯ１３５を１組として、同じ組内の信号は９０度の位相差を有しているとともに、異なる組の対応する信号は４５度の位相差を有している。【０００７】
４５度位相差の信号を得るための４５度移相器としては、抵抗（Ｒ）と容量（Ｃ）からなるＣＲネットワークを使用したものが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
図１２は、ＣＲネットワークを使用した一次ＣＲ型４５度移相器６４の構成例を示す図である。図１２においては、一例として抵抗Ｒ６１〜Ｒ６４と容量Ｃ６１〜Ｃ６４を有する一次ＣＲ型４５度移相器６４を示している。【０００８】
一次ＣＲ型４５度移相器６４は、図１２に示すように直列に接続された１つの抵抗と１つの容量からなる回路が、入力信号ＩＮ、ＩＮＸの信号線間に並列に接続されている。抵抗Ｒ６１とＲ６３の抵抗値は等しく、抵抗Ｒ６２とＲ６４の抵抗値は等しい。また、容量Ｃ６１とＣ６３の容量値は等しく、容量Ｃ６２とＣ６４の容量値は等しい。【０００９】
抵抗Ｒ６１〜Ｒ６４の抵抗値及び容量Ｃ６１〜Ｃ６４の容量値を適切に設計することで、入力信号の位相を所定量だけずらした（位相を回転させた）信号ＯＵＴ０、ＯＵＴ１８０、ＯＵＴ４５、及びＯＵＴ２２５が直列接続された抵抗と容量の間から出力される。例えば、信号ＯＵＴ０が抵抗Ｒ６１と容量Ｃ６１からなる回路より出力され、信号ＯＵＴ０に対して位相差を４５度とする信号ＯＵＴ４５が抵抗Ｒ６２と容量Ｃ６２からなる回路により生成され出力される。【００１０】
図１３は、図１２に示したような一次ＣＲ型４５度移相器における位相差の周波数特性を示す図であり、横軸は周波数、縦軸は基準となる信号との位相差（単位は度）である。図１３には、位相差が４５度になる周波数（中心周波数）を１ＧＨｚに設定したものの周波数特性を示している。【００１１】
上述した一次ＣＲ型移相器では、それを構成する抵抗、容量の値によって任意の周波数における信号の位相差（位相の回転量）が決まる。そのため、所望の周波数特性を得られるように一次ＣＲ型４５度移相器を設計しても、実際には抵抗及び容量の値は製造（プロセス）ばらつきや寄生成分の影響を受けて、４５度の位相差が得られなかったり、位相差が４５度になる周波数がシフトしたりして位相誤差が生じる。例えば図１３に示した周波数特性を有する一次ＣＲ型４５度移相器において、３度程度の位相誤差を許容した場合、周波数範囲はおよそ７００ＭＨｚ〜１５００ＭＨｚとなるが、実際の製造ばらつき等を考慮すると十分なものとはいえない。【００１２】
また、上述したイーブンハーモニックミキサでは、ダウンコンバータ６１、６２に供給するローカル発振信号に係る移相精度（発振信号間の位相差精度）が、受信信号品質に直接的かつ多大な影響を及ぼす。そこで、イーブンハーモニックミキサの性能を向上させ、高品質なデータ通信を可能にするために、４５度の位相差信号の精度向上が要求されている。しかしながら、従来の方法では移相器などを構成する抵抗及び容量の製造ばらつき等により、信号の位相差に関して常に広い帯域で十分な精度を得ることが非常に困難である。【００１３】
なお、直交位相信号（９０度の位相差信号）に関しては、９０度の位相補正を行って位相誤差を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この方法を４５度の位相差信号についてそのまま適用することはできない。【００１４】
【特許文献１】特開平５−１１０３６９号公報
【非特許文献１】T.Yamaji,H.Tanimoto, and H.Kokatsu, “An I/Q Active Balanced Harmonic Mixer with IM2Cancelers and a 45° Phase Shifter”, IEEE JOURNAL OFSOLID-STATE CIRCUITS, VOL.33, NO.12, pp.2240-2246, DECEMBER 1998
【発明の開示】
【００１５】
本発明の目的は、正確に４５度の位相差を有する複数の信号を出力する移相回路及び位相補正方法を提供することである。
【００１６】
本発明の移相回路は、供給される略４５度の位相差を有し振幅が等しい複数組の９０度の位相補正が施された直交位相信号の中で位相差が４５度とされる信号をベクトル合成して得られる信号を出力する４５度位相補正器を備える。
本発明によれば、複数の９０度の位相補正が施された直交位相信号の中で位相差を４５度とする信号をベクトル合成することで、異なる組の直交位相信号間の位相誤差を除去してその位相差を４５度に正確に補正することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態における４５度移相回路の原理説明図である。
【図２】図２は、図１に示した４５度位相補正器の構成を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態における４５度位相補正器による４５度の位相補正原理を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態における４５度移相回路の構成例を示す図である。
【図５】図５は、４５度／９０度移相器の他の構成例を示す図である。
【図６】図６は、図５に示した４５度／９０度移相器の移相特性の一例を示す図である。
【図７】図７は、９０度位相補正器による９０度の位相補正原理を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態における加算器の構成例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態におけるリミッタアンプの構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態における４５度移相回路の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、イーブンハーモニックミキサの構成を示す図である。
【図１２】図１２は、一次ＣＲ型４５度移相器の構成を示す図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した４５度移相器の周波数特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態における４５度移相回路の原理説明図である。４５度移相回路は、４５度／９０度移相器１、９０度位相補正器２、３、及び４５度位相補正器４を有する。【００１９】
４５度／９０度移相器１は、入力信号ＳＩＮが入力され、０度信号ＳＡ０、４５度信号ＳＡ４５、９０度信号ＳＡ９０、及び１３５度信号ＳＡ１３５を出力する。信号ＳＡ０、ＳＡ４５、ＳＡ９０、及びＳＡ１３５は、基準となる信号に対する相対位相差をそれぞれ０度、４５度、９０度、及び１３５度とする信号であり、入力信号ＳＩＮに基づいて生成される。すなわち、信号ＳＡ０、ＳＡ４５、ＳＡ９０、及びＳＡ１３５は、４５度の位相差を有する４相信号であり、０度信号ＳＡ０と９０度信号ＳＡ９０を１組、及び４５度信号ＳＡ４５と１３５度信号ＳＡ１３５を１組として２組の直交位相信号を構成し、この２組の直交位相信号の位相差は４５度である（正確に４５度の位相差を有していなくても良く、略４５度であれば良い。）。なお、移相器１からさらに各信号の逆相信号（相対位相差１８０度、２２５度、２７０度、及び３１５度とする信号）を含む８相信号を出力するようにしても良い。【００２０】
９０度位相補正器２、３は、４５度／９０度移相器１から出力される直交位相（９０度位相差）信号に９０度の位相補正を行う。９０度の位相補正は、当該直交位相信号を構成する２つの信号の位相差を正確に９０度にする補正であり、従来公知の９０度位相補正方法を適用して行う。【００２１】
例えば、直交位相信号を構成する２つの信号の加算や減算（２信号を用いたベクトル合成）をそれぞれ行うことで、９０度の位相補正を行うことが可能である（特開平５−１１０３６９号公報等参照。）。また、例えば９０度位相検出による位相補正ループを用いて９０度の位相補正を行うようにしても良い（特開平７−３０３０２８号公報等参照。）。【００２２】
具体的には、９０度位相補正器２は、相対位相差を０度、９０度とする０度信号ＳＡ０と９０度信号ＳＡ９０が入力され、当該信号を用いて９０度の位相補正を行い、位相補正された０度信号ＳＢ０と９０度信号ＳＢ９０を生成し出力する。同様に、９０度位相補正器３は、相対位相差を４５度、１３５度とする４５度信号ＳＡ４５と１３５度信号ＳＡ１３５が入力され、９０度の位相補正された４５度信号ＳＢ４５と１３５度信号ＳＢ１３５を出力する。【００２３】
なお、９０度位相補正器２、３は、９０度の位相補正を行った後、さらに各信号の振幅を補正して揃えるために振幅制限（リミッティング、振幅補正）を行う。したがって、９０度位相補正器２、３から出力される信号ＳＢ０、ＳＢ４５、ＳＢ９０、及びＳＢ１３５の振幅は、互いに等しい。【００２４】
４５度位相補正器４は、略４５度の位相差を有する信号の位相差を正確に４５度にする４５度の位相補正を行う。４５度位相補正器４は、９０度位相補正器２、３で９０度の位相補正された２組の直交位相信号を構成する０度信号ＳＢ０、９０度信号ＳＢ９０、４５度信号ＳＢ４５、及び１３５度信号ＳＢ１３５が入力される。そして、４５度位相補正器４は、それらに４５度の位相補正を施して正確に４５度の位相差を有する０度信号ＳＯＵＴ０、９０度信号ＳＯＵＴ９０、４５度信号ＳＯＵＴ４５、及び１３５度信号ＳＯＵＴ１３５を出力する。【００２５】
なお、４５度位相補正器４は、９０度位相補正器２、３と同様に、４５度の位相補正を行った後、位相補正に伴って生じる振幅誤差（各信号の振幅差）を除去するために振幅制限（振幅補正）を行う。したがって、信号ＳＯＵＴ０、ＳＯＵＴ９０、ＳＯＵＴ４５、及びＳＯＵＴ１３５の振幅は、互いに等しい。
４５度位相補正器４の内部構成を図２に示す。【００２６】
図２は、４５度位相補正器４の構成を示す図である。
４５度位相補正器４は、複数の加算器５とそれに対応して設けられたリミッタアンプ（リミッタ回路）６とを有する。加算器５は、例えば０度信号ＳＢ０と４５度信号ＳＢ４５のような信号間の位相差を４５度とする２つの入力信号を加算し、その演算結果をリミッタアンプ６に出力する。リミッタアンプ６は、加算器５から供給される信号の振幅誤差を補正するための振幅制限を行う。【００２７】
具体的には、加算器５Ａは、０度信号ＳＢ０と、位相反転した１３５度信号ＳＢ１３５（１３５度信号ＳＢ１３５の逆相信号）が入力され、０度信号ＳＢ０と１３５度信号ＳＢ１３５の差を算出してリミッタアンプ６Ａに出力する。また、加算器５Ｂは、０度信号ＳＢ０と４５度信号ＳＢ４５が入力され、０度信号ＳＢ０と４５度信号ＳＢ４５の和を算出してリミッタアンプ６Ｂに出力する。同様に、加算器５Ｃ、５Ｄは、それぞれ４５度信号ＳＢ４５と９０度信号ＳＢ９０の和、９０度信号ＳＢ９０と１３５度信号ＳＢ１３５の和を算出して、リミッタアンプ６Ｃ、６Ｄに出力する。【００２８】
リミッタアンプ６Ａ〜６Ｄは、出力する信号ＳＯＵＴ０、ＳＯＵＴ４５、ＳＯＵＴ９０、及びＳＯＵＴ１３５の振幅を互いに等しくするように、それぞれ対応する加算器５Ａ〜５Ｄから供給される信号に振幅補正を施し出力する。【００２９】
図３は、４５度位相補正器４による４５度の位相補正原理を説明するための図である。
図３において、信号（ベクトル）Ｓ１〜Ｓ４は、４５度位相補正器４に入力される９０度の位相補正された直交位相信号であり、信号Ｓ１とＳ３により第１の直交位相信号を構成し、信号Ｓ２とＳ４により第２の直交位相信号を構成している。例えば、図２に示した信号ＳＢ０、ＳＢ４５、ＳＢ９０及びＳＢ１３５との対応を示すと、信号Ｓ１が０度信号ＳＢ０に対応し、信号Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４が、４５度信号ＳＢ４５、９０度信号ＳＢ９０、及び１３５度信号ＳＢ１３５にそれぞれ対応する。【００３０】
また、φは、信号Ｓ１とＳ２の実際の位相差（第１の直交位相信号と第２の直交位相信号の位相差）であり、理想的には４５度である。したがって、第１の直交位相信号と第２の直交位相信号との位相誤差をαとすると、φ＝４５＋α（度）と表される。【００３１】
信号Ｓ１１は、信号Ｓ１とＳ２をベクトル合成したものであり、信号Ｓ１２、Ｓ１３は、それぞれ信号Ｓ２とＳ３、信号Ｓ３とＳ４をベクトル合成したものである。すなわち、信号Ｓ１１〜Ｓ１３は、４５度位相補正器４で信号間の位相差が４５度とされる信号を加算して得られる信号に相当する。【００３２】
位相差が４５度とされる信号Ｓ１とＳ２、及び信号Ｓ２とＳ３を、それぞれベクトル合成して得られる信号Ｓ１１とＳ１２との位相差Δθ１（度）は、
Δθ１＝φ＋（９０−φ）／２−φ／２＝４５  …（１）
となる。また、同様に信号Ｓ１２とＳ１３との位相差Δθ２（度）は、
Δθ２＝９０＋φ／２−〔φ＋（９０−φ）／２〕＝４５  …（２）
となる。【００３３】
したがって、上記式（１）、（２）から明らかなように、４５度位相補正器４による４５度の位相補正後の出力信号は、φの値には関わらず、各信号間の位相差が補正され正確に４５度になる。すなわち、４５度位相補正器４に入力される２組の直交位相信号において、直交位相信号を構成する２つの信号の位相差が正確に９０度であれば（位相差の精度が良ければ）、４５度位相補正器４は位相誤差を除去して精度良く４５度の位相補正を行うことができる。【００３４】
このように本実施形態における４５度位相補正器４は、略４５度（位相誤差を含んでいても良いし、含んでいなくとも良い）の位相差を有するとともに、９０度の位相補正された振幅が等しい２組の直交位相信号の中で、信号の位相差が４５度とされる２つの信号を加算することにより、言い換えれば当該２つの信号を用いたベクトル合成により位相誤差を除去する４５度の位相補正を行い、その位相差を正確に４５度にする。【００３５】
（第１の実施形態）
図４は、本発明の第１の実施形態における４５度移相回路の構成例を示す図である。４５度移相回路は、４５度／９０度移相器１１、２つの９０度位相補正器１２、及び４５度位相補正器１３を有する。【００３６】
４５度／９０度移相器１１は、入力信号を４５度の整数倍だけ移相するための一次ＣＲ−ＬＰＦ型４５度／９０度移相器であり、差動入力信号ＩＮ、ＩＮＸを受けて、中心周波数ｆ0で相対位相差をそれぞれ０度、４５度、９０度、及び１３５度とする０度信号ＳＣ０、４５度信号ＳＣ４５、９０度信号ＳＣ９０、及び１３５度信号ＳＣ１３５を出力する。すなわち、４５度／９０度移相器１１は、差動入力信号ＩＮ、ＩＮＸを受けて、周波数ｆ0の略４５度の位相差を有する４相信号ＳＣ０、ＳＣ４５、ＳＣ９０、及びＳＣ１３５を出力する。【００３７】
４５度／９０度移相器１１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と容量Ｃ１〜Ｃ４からなるＣＲネットワークで構成され、直列に接続された１つの抵抗Ｒｉと１つの容量Ｃｉ（ｉ＝１〜４の整数）からなる回路が、差動入力信号ＩＮ、ＩＮＸが入力される信号線間に並列に接続されている。１つの抵抗Ｒｉと１つの容量Ｃｉとの相互接続点から信号ＳＣ０、ＳＣ４５、ＳＣ９０、及びＳＣ１３５がそれぞれ出力される。【００３８】
ここで、４５度／９０度移相器１１を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値、容量Ｃ１〜Ｃ４の容量値は、下記式（３）、（４）に基づき決定される。
４５度の位相差出力に関して、
Ｒ１/（１/ω0Ｃ１）＝（１/ω0Ｃ２）/Ｒ２＝tan（180-45）/４  …（３）
及び１３５度の位相差出力に関して、
Ｒ３/（１/ω0Ｃ３）＝（１/ω0Ｃ４）/Ｒ４＝tan（180-135）/４  …（４）
で算出される比になるように選択すれば良い。上記式（３）、（４）において、ω0＝２π×f0である。【００３９】
なお、略４５度の位相差を有する０度信号ＳＣ０、４５度信号ＳＣ４５、９０度信号ＳＣ９０、及び１３５度信号の４相信号を出力する図４に示した４５度／９０度移相器１１にかえて、さらに各信号の逆相信号（相対位相差を１８０度、２２５度、２７０度、及び３１５度とする信号）を含む８相信号を出力する図５に示す４５度／９０度移相器２０を用いるようにしても良い。【００４０】
図５は、４５度／９０度移相器の他の構成例を示す図である。図５に示す４５度／９０度移相器２０は、例えば中心周波数ｆ0が１ＧＨｚで、略４５度の位相差を有する８相信号を出力するように設計された一次ＣＲ−ＬＰＦ型４５度／９０度移相器である。【００４１】
４５度／９０度移相器２０は、差動入力信号ＩＮ、ＩＮＸが入力される信号線間に、直列に接続された１つの抵抗Ｒｉと１つの容量Ｃｉ（ｉ＝１１〜１８の整数）からなる回路が並列に接続されたＣＲネットワークで構成される。抵抗Ｒｉと容量Ｃｉとの相互接続点から、図６に移相特性例を示すような位相差を４５度とする８相の信号Ｖ０、Ｖ４５、Ｖ９０、Ｖ１３５、Ｖ１８０、Ｖ２２５、Ｖ２７０、及びＶ３１５が出力される。なお、図６において、横軸は周波数、縦軸は入力信号との位相差（１目盛２０度）であり、φＡＢ、φＢＣ、及びφＣＤは、８相信号のうち位相差が４５度とされる任意の２つの出力信号の位相差である。【００４２】
図４に戻り、９０度位相補正器１２は、４５度／９０度移相器１１から出力される信号ＳＣ０、ＳＣ４５、ＳＣ９０、及びＳＣ１３５にて相対的な位相差が９０度とされる２信号からなる直交位相信号に９０度の位相補正を施す。具体的には、一方の９０度位相補正器１２は、０度信号ＳＣ０と９０度信号ＳＣ９０が入力され、これを用いて９０度の位相補正が施された０度信号ＳＤ０と９０度信号ＳＤ９０を出力する。同様に、他方の９０度位相補正器１２は、４５度信号ＳＣ４５と１３５度信号ＳＣ１３５が入力され、これを用いて９０度の位相補正が施された４５度信号ＳＤ４５と１３５度信号ＳＤ１３５を出力する。【００４３】
９０度位相補正器１２は、４つのリミッタアンプ１４Ａ、１４Ｂ、１６Ａ、１６Ｂと、２つの加算器１５Ａ、１５Ｂとを有する。
リミッタアンプ１４Ａ、１４Ｂは、４５度／９０度移相器１１から供給される直交位相信号を構成する２つの信号に対して振幅誤差を補正し等しくするための振幅制限を行う。【００４４】
加算器１５Ａ、１５Ｂは、リミッタアンプ１４Ａ、１４Ｂにて振幅誤差の補正が施された直交位相信号が入力され、当該直交位相信号を構成する２信号の和信号及び差信号を出力する。
ここで、加算器１５Ａは、直交位相信号を構成する２信号がそのまま入力され、これらを加算して直交位相信号に係る和信号を出力する。一方、加算器１５Ｂは、直交位相信号を構成する２信号のうち一方の信号がそのままの位相で入力されるとともに、他方の信号が位相反転されて入力（逆相入力）され、これらを加算して直交位相信号に係る差信号を出力する。【００４５】
リミッタアンプ１６Ａ、１６Ｂは、加算器１５Ａ、１５Ｂの出力信号に対して、９０度の位相補正により生じる振幅誤差を補正して出力信号の振幅を等しくするための振幅制限を行う。【００４６】
図７は、９０度位相補正器１２による９０度の位相補正原理を説明するための図である。
図７において、信号（ベクトル）Ｓ２１〜Ｓ２３は、９０度位相補正器１２に入力される直交位相信号であり、信号Ｓ２３は、信号Ｓ２１が位相反転された逆相信号である。信号Ｓ３１は信号Ｓ２１とＳ２２をベクトル合成したものであり、信号Ｓ３２は信号Ｓ２２とＳ２３をベクトル合成したものである。【００４７】
図７から明らかなように、直交位相信号を構成する位相差を９０度とする信号Ｓ２１とＳ２２、及び信号Ｓ２２とＳ２３を、それぞれベクトル合成して得られる信号（直交位相信号の和信号及び差信号）Ｓ３１とＳ３２との位相差は、各信号Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の振幅が等しければ正確に９０度となる。
図７に示す９０度の位相補正原理に従って、９０度位相補正器１２は入力される直交位相信号にベクトル合成による９０度の位相補正を行い、得られる信号を９０度位相補正された直交位相信号として出力する。【００４８】
図４に戻り、４５度位相補正器１３は、略４５度の位相差を有する信号の位相差を正確に４５度にする４５度の位相補正を行うとともに、当該位相補正に伴って生じる振幅誤差を除去するための振幅制限を行う。【００４９】
４５度位相補正器１３は、複数の加算器１７Ａ〜１７Ｄとそれに対応して設けられたリミッタアンプ１８Ａ〜１８Ｄとを有する。４５度位相補正器１３は、加算器１７Ａ〜１７Ｄ及びリミッタアンプ１８Ａ〜１８Ｄが図２に示した４５度位相補正器４の加算器５Ａ〜５Ｄ及びリミッタアンプ６Ａ〜６Ｄにそれぞれ対応しており、図２に示した４５度位相補正器４と同様に構成されるので詳細な説明は省略する。【００５０】
すなわち、４５度位相補正器１３は、略４５度の位相差を有するとともに、９０度の位相補正された振幅が等しい２組の直交位相信号を用いたベクトル合成により４５度の位相補正を行い、位相差を正確に４５度にする。【００５１】
ここで、図４に示した９０度位相補正器１２及び４５度位相補正器１３において２つの信号のベクトル合成による当該２信号の和信号や差信号を出力する加算器１５Ａ、１５Ｂ、１７Ａ〜１７Ｄの一構成例を図８に示す。【００５２】
図８は、アナログ加算器の構成例を示す回路図である。加算器は、ＮＰＮトランジスタＴＲ２１〜ＴＲ２４、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２、及び電流源２１、２２を有する。【００５３】
ＮＰＮトランジスタＴＲ２１、ＴＲ２２のコレクタは、それぞれ抵抗Ｒ２１、Ｒ２２を介して電源ＶＣＣに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴＲ２１、ＴＲ２２のエミッタは、結合されるとともに電流源２１を介してグランドＧＮＤに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴＲ２１、ＴＲ２２のベースは、それぞれ第１の入力信号（差動信号）が入力される入力端子ＳＩ１Ｎ、ＳＩ１Ｐに接続されている。【００５４】
同様に、ＮＰＮトランジスタＴＲ２３、ＴＲ２４のコレクタは、それぞれ抵抗Ｒ２１、Ｒ２２を介して電源ＶＣＣに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴＲ２３、ＴＲ２４のエミッタは、結合されるとともに電流源２２を介してグランドＧＮＤに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴＲ２３、ＴＲ２４のベースは、それぞれ第２の入力信号（差動信号）が入力される入力端子ＳＩ２Ｎ、ＳＩ２Ｐに接続されている。【００５５】
出力端子ＳＯ１Ｐは、ＮＰＮトランジスタＴＲ２１、ＴＲ２３のコレクタと抵抗Ｒ２１との相互接続点に接続されている。また、出力端子ＳＯ１Ｎは、ＮＰＮトランジスタＴＲ２２、ＴＲ２４のコレクタと抵抗Ｒ２２との相互接続点に接続されている。【００５６】
このように２入力の差動アンプで構成した加算器は、ＮＰＮトランジスタＴＲ２１、ＴＲ２３のコレクタ部で、入力端子ＳＩ１Ｎ、ＳＩ２Ｎより入力される第１及び第２の入力信号の電圧に基づく電流が加えられ加算機能を実現している。同様に、ＮＰＮトランジスタＴＲ２２、ＴＲ２４のコレクタ部で、入力端子ＳＩ１Ｐ、ＳＩ２Ｐより入力される第１及び第２の入力信号の加算が行われる。【００５７】
また、図４に示した９０度位相補正器１２及び４５度位相補正器１３において振幅制限を行うリミッタアンプ１４Ａ、１４Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ、１８Ａ〜１８Ｄの一構成例を図９に示す。
図９は、リミッタアンプ（リミッタ回路）の構成例を示す回路図である。リミッタアンプは、ＮＰＮトランジスタＴＲ３１〜ＴＲ３４、抵抗Ｒ３１〜Ｒ３４、及び電流源３１、３２を有する。【００５８】
ＮＰＮトランジスタＴＲ３１、ＴＲ３２のコレクタは、それぞれ抵抗Ｒ３１、Ｒ３２を介して電源ＶＣＣに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴＲ３１、ＴＲ３２のエミッタは、結合されるとともに電流源３１を介してグランドＧＮＤに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴＲ３１、ＴＲ３２のベースは、それぞれ入力信号（差動信号）が入力される入力端子ＳＩ３Ｎ、ＳＩ３Ｐに接続されている。【００５９】
また、ＮＰＮトランジスタＴＲ３３、ＴＲ３４のコレクタは、それぞれ抵抗Ｒ３３、Ｒ３４を介して電源ＶＣＣに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴＲ３３、ＴＲ３４のエミッタは、結合されるとともに電流源３２を介してグランドＧＮＤに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴＲ３３のベースは、ＮＰＮトランジスタＴＲ３１のコレクタと抵抗Ｒ３１との相互接続点に接続され、ＮＰＮトランジスタＴＲ３４のベースは、ＮＰＮトランジスタＴＲ３２のコレクタと抵抗Ｒ３２との相互接続点に接続されている。【００６０】
出力端子ＳＯ３Ｐは、ＮＰＮトランジスタＴＲ３３のコレクタと抵抗Ｒ３３との相互接続点に接続されている。出力端子ＳＯ３Ｎは、ＮＰＮトランジスタＴＲ３４のコレクタと抵抗Ｒ３４との相互接続点に接続されている。【００６１】
図９に示したようにリミッタアンプは、差動アンプを多段接続して構成される。なお、上述した説明では、２つの差動アンプで構成したリミッタアンプを一例として図９に示したが、これに限定されるものではなく差動アンプの接続段数は任意であり、その増幅率等に応じて適宜決定すれば良い。【００６２】
以上、説明したように第１の実施形態によれば、４５度／９０度移相器１１は、入力信号ＩＮ、ＩＮＸの移相により相対位相差をそれぞれ０度、４５度、９０度、及び１３５度とする信号ＳＣ０、ＳＣ４５、ＳＣ９０、及びＳＣ１３５を生成し出力する。９０度位相補正器１２は、信号ＳＣ０とＳＣ９０を１組の直交位相信号、信号ＳＣ４５とＳＣ１３５を１組の直交位相信号として、９０度の位相補正を施して信号ＳＤ０、ＳＤ４５、ＳＤ９０、及びＳＤ１３５を出力する。【００６３】
さらに、４５度位相補正器１３は、９０度の位相補正された信号ＳＤ０、ＳＤ４５、ＳＤ９０、及びＳＤ１３５（略４５度の位相差を有する２組の直交位相信号）を用いて、位相差が４５度とされる信号のそれぞれの組について加算器１７によるベクトル合成を行うことで位相誤差を除去し４５度の位相補正を行う。そして、ベクトル合成により生成した信号に振幅制限を施して信号ＳＥ０、ＳＥ４５、ＳＥ９０、及びＳＥ１３５としてそれぞれ出力する。【００６４】
これにより、略４５度の位相差を有する直交位相信号間の位相誤差を、図３に示したように直交位相信号の中で位相差を４５度とする信号をベクトル合成することで除去することができる。したがって、４５度／９０度移相器１１を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ４及び容量Ｃ１〜Ｃ４などの製造ばらつき等により４５度の位相差信号に位相誤差が生じても確実にそれを除去でき、製造ばらつき等の影響を緩和して、４５度の位相差信号の位相差を正確に４５度に補正することができるとともに、常に広い帯域で十分な精度を得ることができる。また、本実施形態における４５度の位相補正を施すことで、４５度の位相差を有する４５度の位相差信号を使用可能な周波数範囲を広くすることもできる。【００６５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第２の実施形態における４５度移相回路の構成例を示す図である。第２の実施形態における４５度移相回路は、４５度移相器４１、９０度移相器４２、４３、９０度位相補正器４４、４５、及び４５度位相補正器４６を有する。【００６６】
４５度移相器４１は、ＣＲネットワークで構成された一次ＣＲ型４５度移相器であり、直列に接続された１つの抵抗Ｒｉと１つの容量Ｃｉ（ｉ＝４１〜４４の整数）からなる回路が差動入力信号ＩＮ、ＩＮＸが入力される信号線間に並列に接続されている。【００６７】
４５度移相器４１は、差動入力信号ＩＮ、ＩＮＸを受けて、相対位相差をそれぞれ０度、４５度、１８０度、２２５度とする０度信号ＳＦ０、４５度信号ＳＦ４５、１８０度信号ＳＦ１８０、及び２２５度信号ＳＦ２２５を出力する。なお、抵抗Ｒ４１〜Ｒ４４の抵抗値及び容量Ｃ４１〜Ｃ４４の容量値は中心周波数に応じて適切に設定される。ここで、抵抗Ｒ４１とＲ４３の抵抗値は等しく、抵抗Ｒ４２とＲ４４の抵抗値は等しい。また、容量Ｃ４１とＣ４３の容量値は等しく、容量Ｃ４２とＣ４４の容量値は等しい。【００６８】
９０度移相器４２は、バッファ回路４７を介して４５度移相器４１から入力される０度信号ＳＦ０と１８０度信号ＳＦ１８０に対して９０度移相を行う。そして、９０度移相器４２は、９０度移相により得られる０度信号ＳＧ０、９０度信号ＳＧ９０、１８０度信号ＳＧ１８０、及び２７０度信号ＳＧ２７０を出力する。【００６９】
９０度位相補正器４４は、９０度移相器４２から出力される信号ＳＧ０、ＳＧ９０、ＳＧ１８０、及びＳＧ２７０が入力される。９０度位相補正器４４は、入力されるこれらの信号（例えば、相対的な位相差が９０度とする０度信号ＳＧ０と９０度信号ＳＧ９０の組、及び１８０度信号ＳＧ１８０と２７０度信号ＳＧ２７０の組の少なくとも一方）を用いて９０度の位相補正を行い、９０度の位相補正された０度信号ＳＨ０、９０度信号ＳＨ９０、１８０度信号ＳＨ１８０、及び２７０度信号ＳＨ２７０を出力する。【００７０】
同様にして、９０度移相器４３及び９０度位相補正器４５は、バッファ回路４８を介して４５度移相器４１から入力される４５度信号ＳＦ４５と２２５度信号ＳＦ２２５について、９０度移相及び９０度の位相補正をそれぞれ行い、得られる４５度信号ＳＨ４５、１３５度信号ＳＨ１３５、２２５度信号ＳＨ２２５、及び３１５度信号ＳＨ３１５を出力する。【００７１】
なお、９０度移相器４２（４３）と９０度位相補正器４４（４５）は、例えば特開平５−１１０３６９号公報や特開平７−３０３０２８号公報等に開示されている公知の９０度移相器を用いて構成することができる。【００７２】
４５度位相補正器４６は、９０度位相補正器４４、４５より供給される各信号において相対的な位相差が４５度とされる信号の位相差を正確に４５度にする４５度の位相補正を行う。４５度位相補正器４６は、上記図８、図９に示したようにそれぞれ構成された複数の加算器４９とそれに対応して設けられたリミッタアンプ５０を有する。【００７３】
具体的には、ｍ度信号ＳＨｍと（ｍ＋４５）度信号ＳＨ（ｍ＋４５）（ｍは、０、４５、９０、１３５、１８０、２２５、２７０、３１５）の加算演算（ベクトル合成）が加算器４９により行われる。そして、加算器４９の出力信号は、リミッタアンプ５０に入力されて、振幅誤差を除去するための振幅制限が行われる。このようにして、４５度位相補正器４６は、４５度の位相補正が施された信号間の位相差が正確に４５度となる信号ＳＪ０、ＳＪ４５、ＳＪ９０、ＳＪ１３５、ＳＪ１８０、ＳＪ２２５、ＳＪ２７０、及びＳＪ３１５を出力する。【００７４】
以上、説明したように第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、第２の実施形態における４５度移相回路の各構成回路を差動構成としたことで、ノイズ等の不要な信号の影響を抑制することができる。【００７５】
また、例えば、上述したイーブンハーモニックミキサのダウンコンバータにローカル発振信号を供給する移相器として、第１及び第２の実施形態における４５度移相回路を用いると、正確に４５度の位相差を有する２つの直交位相信号をイーブンハーモニックミキサに供給することができ、イーブンハーモニックミキサの性能を向上させ、高品質、低コストな通信システムの実現に多大に寄与することができる。【００７６】
また、通常ＬＳＩ内では不要な信号が入力されてもその影響を受けないように回路を差動構成とするのが一般的であるが、上述した第１及び第２の実施形態における４５度移相回路において各回路は、差動構成であっても良いし、シングルエンド構成であっても良い。【００７７】
また、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、略４５度の位相差を有し、互いに振幅が等しい複数組の９０度の位相補正が施された直交位相信号の中で、位相差が４５度とされる信号のベクトル合成して得られる信号を出力する４５度位相補正器を設けることで、ベクトル合成による４５度の移相補正により、異なる組の直交位相信号間の位相誤差を除去し、その位相差を４５度に正確に補正して出力することができる。
【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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【図１２】
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【図１３】
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