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JP4019451B2 - Harmonic mixer circuit - Google Patents
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JP4019451B2 - Harmonic mixer circuit - Google Patents

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JP4019451B2
JP4019451B2 JP17336097A JP17336097A JP4019451B2 JP 4019451 B2 JP4019451 B2 JP 4019451B2 JP 17336097 A JP17336097 A JP 17336097A JP 17336097 A JP17336097 A JP 17336097A JP 4019451 B2 JP4019451 B2 JP 4019451B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本願に係る発明は、第1の信号と第2の信号とが供給されて、第1の信号の周波数の2倍の周波数を有した信号と第2の信号との乗算出力信号が得られる高調波ミキサー回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
無線通信機の分野においては、アンテナを通じた受信信号と所定の周波数を有した局部発振信号とをミキサー回路に供給し、ミキサー回路によって受信信号をその周波数と局部発振信号の周波数との差の周波数を有した中間周波信号に変換する、スーパーヘテロダイン受信を行うものが主流となっている。このようなスーパーヘテロダイン受信には、イメージ妨害の問題が伴い、その対策のため、スーパーヘテロダイン受信が行われる場合には、通常、イメージ抑圧フィルタを備えることが必要とされる。このイメージ抑圧フィルタは、無線通信機における受信部の小型化に支障をきたすものとなる。
【0003】
それゆえ、無線通信機における受信部のより一層の小型化及び軽量化を図るべく、受信部を、アンテナを通じた受信信号と受信信号の搬送波周波数と等しい周波を有した局部発振信号とをミキサー回路に供給し、ミキサー回路によって受信信号を直接にベースバンド信号に変換する、直接変換方式による受信を行うものとなすことが知られている。直接変換方式による受信が行われる場合には、スーパーヘテロダイン受信が行われる場合に必要とされるイメージ抑圧フィルタを備えることが不要とされる。
【0004】
しかしながら、直接変換方式による受信が行われる場合には、ミキサー回路に受信信号と共に供給される、受信信号の搬送波周波数と等しい周波数を有した局部発振信号がアンテナ側に漏洩し、ミキサー回路において漏洩した局部発振信号に起因する自己検波が行われて、自己検波による干渉が生じるという問題がある。そこで、このような問題を回避すべく、直接変換方式による受信を行うにあたり、受信信号をベースバンド信号に変換するミキサー回路を、第1の信号と第2の信号とが供給されて、第1の信号の周波数の2倍の周波数を有した信号と第2の信号との乗算出力信号が得られるものとされる高調波ミキサー回路を用い、その高調波ミキサー回路に、受信信号の周波数の1/2の周波数を有した局部発振信号を第1の信号として供給するとともに、受信信号を第2の信号として供給し、乗算出力信号として受信信号に基づくベースバンド信号を得るようになすことが提案されている。
【0005】
図5は、上述の如くの直接変換方式による受信に適用することができる、従来提案されている高調波ミキサー回路を示す。この図5に示される高調波ミキサー回路にあっては、互いに逆向きにされて並列に接続された一対のダイオード11及び12が備えられており、ダイオード11とダイオード12との並列接続の一端部13及び他端部14に、夫々、短絡スタブ15と開放スタブ16とが接続されている。
【0006】
そして、ダイオード11とダイオード12との並列接続の一端部13に、信号源17からの第1の信号S1が供給されるとともに、ダイオード11とダイオード12との並列接続の他端部14に、信号源18からの第2の信号S2が、信号源インピーダンス19を通じて供給される。その際、第1の信号S1及び第2の信号S2の各々は正弦波信号であって、第1の信号S1の周波数ω1が第2の信号S2の周波数ω2の1/2(ω1=ω2/2)とされ、また、短絡スタブ15及び開放スタブ16の夫々の長さは、第1の信号S1の波長の1/4に相当するものに選定され、従って、第2の信号S2の波長の1/2に相当する。
【0007】
このようなもとで、第1の信号S1の電圧V1(t) 及び第2の信号S2の電圧V2(t) は、下記の数1及び数2のようにあらわされる。
【0008】
【数1】
V1(t) =v1・cos(ω1・t)
【0009】
【数2】
V2(t) =v2・cos(ω2・t)
【0010】
上記数1及び数2において、ω1=2・π・f1,ω2=2・π・f2であり、また、v1≫v2であって、例えば、ダイオード11及び12の夫々の順方向電圧をVfとして、v1=√2・Vfとされる。
【0011】
短絡スタブ15は、第1の信号S1に対しては開放線路として作用し、また、開放スタブ16は、第1の信号S1に対しては短絡線路として作用するので、ダイオード11とダイオード12との並列接続の一端部13に供給された第1の信号S1は、ダイオード11とダイオード12との並列接続の他端部14に接続された信号源18側に漏出することなく、ダイオード11とダイオード12との並列接続の両端間、即ち、一端部13と他端部14との間に印加される。それにより、ダイオード11とダイオード12との並列接続を流れる電流Idp(t)は、下記の数3のようにあらわされる。
【0012】
【数3】
Idp(t)=Is・ exp{V1(t)/VT }−Is・ exp{−V1(t)/VT
【0013】
上記数3において、Isはダイオード11及び12の夫々の逆方向飽和電流であり、また、VT は熱電圧である。
【0014】
ダイオード11とダイオード12との並列接続は、抵抗が動的変化をするものとされた抵抗素子と考えられ、その動的変化抵抗Rd(t) は、下記の数4のようにあらわされる。
【0015】
【数4】
Rd(t) =V1(t) /Idp(t)
【0016】
一方、開放スタブ16は、第1の信号S1の周波数ω1の2倍の周波数ω2を有した第2の信号S2に対しては開放線路として作用し、また、短絡スタブ15は、第2の信号S2に対しては短絡線路として作用する。さらに、チョークコイル20は、第2の信号S2に対して高インピーダンスを呈する。それゆえ、ダイオード11とダイオード12との並列接続の他端部14に信号源インピーダンス19を通じて供給される第2の信号S2は、ダイオード11とダイオード12との並列接続を通じて短絡スタブ15に流出する。
【0017】
ここで、ダイオード11とダイオード12の並列接続を動的変化抵抗Rd(t) を有した抵抗素子21として考えると、信号源18からの第2の信号S2は、図6に示される如くに、信号源インピーダンス19と抵抗素子21とによる分圧回路に供給されることになる。そして、抵抗素子21の両端間に得られる第2の信号S2についての分圧成分Sdが、チョークコイル20を通じ、乗算出力信号として出力端子22に導出される。
【0018】
信号源インピーダンス19と抵抗素子21とによる分圧回路における抵抗素子21についての分圧比N(t) は、信号源インピーダンス19の値をRsとして、下記の数5のようにあらわされる。
【0019】
【数5】
N(t) =Rd(t) /(Rs+Rd(t) )
【0020】
抵抗素子21の動的変化抵抗Rd(t) は、数4からして、第1の信号S1の周波数ω1の2倍の周波数(2・ω1)をもって変化するので、分圧比N(t) も第1の信号S1の周波数ω1の2倍の周波数(2・ω1)をもって変化する。図7は、信号源インピーダンス19の抵抗値が50Ωである場合における分圧比N(t) を実線をもって示し、第1の信号S1の電圧V1(t) を破線をもって示す。
【0021】
そして、信号源18からの第2の信号S2が信号源インピーダンス19と抵抗素子21とによる分圧回路に供給されることにより、抵抗素子21の両端間に得られる第2の信号S2についての分圧成分Sdの電圧Vdp(t) は、下記の数6のようにあらわされる。
【0022】
【数6】
Vdp(t) =V2(t) ・N(t)
【0023】
分周比N(t) は、理想的には周波数を2・ω1、即ち、第1の信号S1の周波数ω1の2倍とし、デューティ・ファクタを50%とする矩形波パルス波形を有する信号となるので、分圧成分Sd、即ち、出力端子22に導出される乗算出力信号は、第1の信号S1の周波数の2倍の周波数を有する信号と第2の信号S2とが乗算されて得られる信号となる。
【0024】
分周比N(t) についての理想的な矩形波パルス波形は、フーリエ級数を用いてあらわすと下記の数7の如くである。
【0025】
【数7】

Figure 0004019451
【0026】
また、抵抗素子21の両端間に得られる第2の信号S2についての分圧成分Sdである乗算出力信号の電圧Vdp(t) は、理想的には下記の数8のようにあらわされる。
【0027】
【数8】
Figure 0004019451
【0028】
上記数8において、n=1とされるとき、第1の信号S1の周波数の2倍の周波数を有する信号と第2の信号S2との乗算出力信号が得られ、第2の信号S2が帯域信号である場合には、そのベースバンド信号が乗算出力信号として得られる。
【0029】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図5に示される従来提案されている高調波ミキサー回路は、その構成において、逆向きとされた一対のダイオード11とダイオード12との並列接続の両端部に、短絡スタブ15と開放スタブ16とが夫々接続されているので、その全体の集積回路化には適していない。即ち、短絡スタブ15及び開放スタブ16の夫々は、第1の信号S1の波長の1/4に相当する長さを有するものとされるが、第1の信号S1が、例えば、携帯無線電話システムに用いられている準マイクロ波とされる場合にあっても、短絡スタブ15及び開放スタブ16の長さは比較的大とされることになり、短絡スタブ15及び開放スタブ16を含めた高調波ミキサー回路全体を集積回路化することが困難とされるのである。
【0030】
また、図5に示される従来提案されている高調波ミキサー回路にあっては、第1の信号S1の振幅v1が、例えば、√2・Vf(Vfはダイオード11及び12の夫々の順方向電圧)とされているが、順方向電圧Vfは、通常、例えば、−1.5mV/℃程度の温度係数を伴うものとなる。従って、仮に順方向電圧値Vfの温度係数が−1.5mV/℃であるとすると、例えば、−20℃から80℃までの温度変化範囲においては、順方向電圧Vfが150mVも変化してしまうことになる。斯かるもとにあっては、例えば、低温時あるいは高温時において、図6に示される如くの、第2の信号S2に対しての信号源インピーダンス19と抵抗素子21(ダイオード11とダイオード12との並列接続)とによる分圧回路における抵抗素子21についての分圧比N(t) が大幅に変動することになって、その波形が、例えば、図8に示される如く、デューティ・ファクタを50%とする矩形波パルス波形という理想的なものとは著しく異なったものとされる。その結果、抵抗素子21の両端間に得られる第2の信号S2についての分圧成分Sd、即ち、チョークコイル20を通じて出力端子22に導出される乗算出力信号に関する周波数変換利得が低下してしまうという不都合が生じる。
【0031】
斯かる点に鑑み、本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明は、第1の信号と第2の信号とが供給されて、第1の信号の周波数の2倍の周波数を有した信号と第2の信号との乗算出力信号が得られるものとされるにあたり、全体の集積回路化に好適であって、かつ、温度変化の影響を受け難いものとされる高調波ミキサー回路を提供する。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明に係る高調波ミキサー回路は、エミッタが共通接続されて第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタ,エミッタが共通接続されて第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタ,エミッタが共通接続されて第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタ、及び、エミッタが共通接続されて第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタが設けられ、第1及び第5のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第1の共通接続点と第2及び第6のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第2の共通接続点との間に、第1の信号の電圧から所定のオフセット電圧が減じられて得られる電圧が供給されるとともに、第3及び第7のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第3の共通接続点と第4及び第8のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第4の共通接続点との間に、第1の信号の電圧に所定のオフセット電圧が加えられて得られる電圧が供給され、また、第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタ及び第3及び第4のトランジスタの共通接続されたエミッタが、各々が第2の信号によって変調されて得られる一対の差動電流である、第2の信号の電圧が大である程大とされる第1の電流と第2の信号の電圧が大である程小とされる第2の電流とを、夫々生じさせる第1及び第2の電流端子の一方及び他方に夫々接続されるとともに、第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタ及び第7及び第8のトランジスタの共通接続されたエミッタが、各々が第2の信号によって変調されて得られる一対の差動電流である、第2の信号の電圧が大である程小とされる第3の電流と第2の信号の電圧が大である程大とされる第4の電流とを、夫々生じさせる第3及び第4の電流端子の一方及び他方に夫々接続されて、第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタが第1の電流端子に接続されるとき、第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタが第3の電流端子に接続され、第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタが第2の電流端子に接続されるとき、第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタが第4の電流端子に接続される状態がとられる。そして、斯かるもとで、第1,第4,第6及び第7のトランジスタの夫々のコレクタが共通接続されて形成される第5の共通接続点、及び、第2,第3,第5及び第8のトランジスタの夫々のコレクタが共通接続されて形成される第6の共通接続点が、第1の信号の周波数の2倍の周波数を有した信号と第2の信号との乗算出力信号が得られる出力端子とされる。
【0033】
このように構成される本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明に係る高調波ミキサー回路にあっては、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタ、及び、第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタの共通接続されたエミッタ各々が第2の信号によって変調された第1の電流及び第2の電流の一方及び他方が夫々流れるとともに、第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタ、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタの共通接続されたエミッタ各々が第2の信号によって変調された第3の電流及び第4の電流の一方及び他方が夫々流れ、その際、第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタに第1の電流が流れるとき、第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタに第3の電流が流れ、第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタに第2の電流が流れるとき、第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタに第4の電流が流れる状態とされる。そして、第1及び第のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第1の共通接続点と及び第6のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第2の共通接続点との間に、第1の信号の電圧から所定のオフセット電圧が減じられて得られる電圧が供給され、また、第3及び第のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第3の共通接続点と及び第8のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第4の共通接続点との間に、第1の信号の電圧から所定のオフセット電圧が減じられて得られる電圧が供給される。
【0034】
それにより、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタのうちの第1のトランジスタ,第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタのうちの第4のトランジスタ,第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタのうちの第6のトランジスタ、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタのうちの第7のトランジスタの夫々のコレクタ電流の総和と、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタのうちの第2のトランジスタ,第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタのうちの第3のトランジスタ,第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタのうちの第5のトランジスタ、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタのうちの第8のトランジスタの夫々のコレクタ電流の総和との差の電流は、第1の信号の周波数の2倍の周波数を有する信号と第2の信号との乗算結果をあらわすものとされる。そして、この第1,第4,第6及び第7のトランジスタの夫々のコレクタ電流の総和と第2,第3,第5及び第8のトランジスタの夫々のコレクタ電流の総和との差の電流は、一対の出力端子に導出される。
【0035】
従って、本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明に係る高調波ミキサー回路にあっては、第1の信号が所定のオフセット電圧を伴って供給されるとともに第2の信号が供給されて、一対の出力端子に、第1の信号の周波数の2倍の周波数を有した信号と第2の信号との乗算出力信号が得られることになる。そして、第1の信号が、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタ,第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタの共通接続されたエミッタ,第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタ、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタの共通接続されたエミッタを夫々流れる電流を変調する事態は生じないことになり、第1〜第4の作動対において自己検波による干渉が生じるという問題はない。
【0036】
このような本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明に係る高調波ミキサー回路は、開放スタブ及び短絡スタブのいずれも備える必要がないので、その全体の集積回路化に好適である。また、所定のオフセット電圧はダイオードの順方向電圧とは無関係に設定され、それにより、ダイオードの順方向電圧の温度変化により周波数変換利得が低下してしまうという問題は生じない。
【0037】
【発明の実施の形態】
図1は、本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明に係る高調波ミキサー回路の一例を示す。
【0038】
図1に示される例においては、エミッタが共通接続されて第1の差動対を形成する第1のトランジスタ31及び第2のトランジスタ32,エミッタが共通接続されて第2の差動対を形成する第3のトランジスタ33及び第4のトランジスタ34,エミッタが共通接続されて第3の差動対を形成する第5のトランジスタ35及び第6のトランジスタ36、及び、エミッタが共通接続されて第4の差動対を形成する第7のトランジスタ37及び第8のトランジスタ38が設けられている。これらの第1〜第8のトランジスタ31〜38は、それらのいずれもがNPN形とされており、また、各々のエミッタ領域面積が実質的に等しくされている。
【0039】
第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタ31及び32第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタ35及び36とについて、第1のトランジスタ31のベースと第5のトランジスタ35のベースとが共通接続されて第1の共通接続点が形成されるとともに、第2のトランジスタ32のベースと第6のトランジスタ36のベースとが共通接続されて第2の共通接続点が形成される。また、第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタ33及び34と第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタ37及び38とについて、第3のトランジスタ33のベースと第7のトランジスタ37のベースとが共通接続されて第3の共通接続点が形成されるとともに、第4のトランジスタ34のベースと第8のトランジスタ38のベースとが共通接続されて第4の共通接続点が形成される。そして、第1の共通接続点と第2の共通接続点とのに、第1の信号S1を発する信号源40とオフセット電圧Vkを供給する直流電源41とが直列に接続されている。また、第3の共通接続点と第4の共通接続点とのに、信号源40とオフセット電圧Vkを供給する直流電源42とが直列に接続されている。
【0040】
第1の信号S1は、例えば、周波数ω1を有した正弦波信号であって、その電圧V1(t) は前述の数1によりあらわされるものとされる。そして、第1の共通接続点と第2の共通接続点との間に配された信号源40と直流電源41とは、信号源40が発する第1の信号S1の電圧V1(t) から直流電源41が供給するオフセット電圧Vkが減じられることになる極性をもって、直列接続されている。それにより、第1及び第2のトランジスタ31及び32の各々のベース間及び第5及び第6のトランジスタ35及び36の各々のベース間の夫々には、第1の信号S1の電圧V1(t) からオフセット電圧Vkが減じられて得られる電圧が供給されることになる。
【0041】
一方、第3の共通接続点と第4の共通接続点との間に配された信号源40と直流電源42とは、信号源40が発する第1の信号S1の電圧V1(t) に直流電源42が供給するオフセット電圧Vkが加えられることになる極性をもって、直列接続されている。それにより、第3及び第4のトランジスタ33及び34の各々のベース間及び第7及び第8のトランジスタ37及び38の各々のベース間の夫々には、第1の信号S1の電圧V1(t) にオフセット電圧Vkが加えられて得られる電圧が供給されることになる。
【0042】
また、図1に示される例にあっては、第2の信号S2を発する信号源44が接続された電流源部45と電流源部46とが設けられている。第2の信号S2は、例えば、第1の信号S1の周波数ω1の2倍に相当する周波数ω2を有した正弦波信号であって、その電圧V2(t) は前述の数2によりあらわされるものとされる。
【0043】
電流源部45は、電流端子45A及び45Bを有しており、信号源44が発する第2の信号S2によって変調される一対の差動電流である電流I1及び電流I2を、電流端子45A及び45Bに夫々生じさせる。電流I1と電流I2とは、電流I1が第2の信号S2の電圧V2(t) が大である程大とされるとき、電流I2第2の信号S2の電圧V2(t) が大である程小とされる関係、あるいは、電流I1が第2の信号S2の電圧V2 (t) が大である程小とされるとき、電流I2が第2の信号S2の電圧V2 (t) が大である程大とされる関係にあるものとされる
【0044】
そして、電流源部45における電流端子45A及び45Bには、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタ31及び32の各々における共通接続されたエミッタ、及び、第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタ33及び34の各々における共通接続されたエミッタが、夫々接続されている。それにより、共通接続された第1のトランジスタ31のエミッタ及び第2のトランジスタ32のエミッタには電流I1が分流して流れ、また、共通接続された第3のトランジスタ33のエミッタ及び第4のトランジスタ34のエミッタには電流I2が分流して流れる。
【0045】
電流源部46は、電流端子46A及び46Bを有しており、信号源44が発する第2の信号S2によって変調される一対の差動電流である電流I3及び電流I4を、電流端子46A及び46Bに夫々生じさせる。電流I3と電流I4とは、電流I3が第2の信号S2の電圧V2(t) が大である程小とされるとき、電流I4第2の信号S2の電圧V2(t) が大である程大とされる関係、あるいは、電流I3が第2の信号S2の電圧V2 (t) が大である程大とされるとき、電流I4が第2の信号S2の電圧V2 (t) が大である程小とされる関係にあるものとされる
【0046】
そして、電流源部46における電流端子46A及び46Bには、第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタ35及び36の各々における共通接続されたエミッタ、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタ37及び38の各々における共通接続されたエミッタが、夫々接続されている。それにより、共通接続された第5のトランジスタ35のエミッタ及び第6のトランジスタ36のエミッタには電流I3が分流して流れ、また、共通接続された第7のトランジスタ37のエミッタ及び第8のトランジスタ38のエミッタには電流I4が分流して流れる。
【0047】
さらに、図1に示される例にあっては、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタ31及び32のうちの第1のトランジスタ31のコレクタ,第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタ33及び34のうちの第4のトランジスタ34のコレクタ,第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタ35及び36のうちの第6のトランジスタ36のコレクタ、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタ37及び38のうちの第7のトランジスタ37のコレクタが共通接続されて第5の共通接続点が形成され、その第5の共通接続点から出力端子47Aが導出されている。また、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタ31及び32のうちの第2のトランジスタ32のコレクタ,第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタ33及び34のうちの第3のトランジスタ33のコレクタ,第4の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタ35及び36のうちの第5のトランジスタ35のコレクタ、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタ37及び38のうちの第8のトランジスタ38のコレクタが共通接続されて第6の共通接続点が形成され、その第6の共通接続点から出力端子47Bが導出されている。これら出力端子47A及び47Bは、対を成している。
【0048】
このようなもとで、電流源部45と電流源部46とは、実質的に同等の特性を備えていて、信号源44からの第2の信号S2の電圧が0であるとき、電流I1,I2,I3及びI4の夫々として直流電流I0を発生し、また、電流I1,I2,I3及びI4の形成にあたっての相互コンダクタンスgmを有するものとされる。
【0049】
電流源部45における電流端子45A及び45Bに夫々得られる電流I1及びI2の夫々の値I1(t) 及びI2 (t) と、電流源部46における電流端子46A及び46Bに夫々得られる電流I3及びI4の夫々の値I3(t) 及びI4(t) とは、下記の数9によってあらわされる。
【0050】
【数9】
I1(t) =I0/2+gm・V2(t)
I2(t) =I0/2−gm・V2(t)
I3(t) =I0/2−gm・V2(t)
I4(t) =I0/2+gm・V2(t)
【0051】
第1〜第8のトランジスタ31〜38の夫々について、そのコレクタ電流をIc,ベース−エミッタ間電圧をVBE, 逆方向コレクタ飽和電流をIs,熱電圧をVT (VT =k・T/q,kはボルツマン係数,Tは絶対温度,qは電子の単位電荷)とすると、下記の数10により示される関係が成立する。
【0052】
【数10】
Ic=Is・ exp (VBE/VT
【0053】
これよりして、第1〜第8のトランジスタ31〜38の夫々についてのコレクタ電流Ic1(t) ,Ic2(t) ,Ic3(t) ,Ic4(t) ,Ic5(t) ,Ic6(t) ,Ic7(t) 及びIc8(t) は、下記の数11によってあらわされる。
【0054】
【数11】
Ic1(t) = I1(t) /〔1+ exp{−(V1(t) −Vk)/VT }〕
Ic2(t) = I1(t) /〔1+ exp{(V1(t) −Vk)/VT }〕
Ic3(t) = I2(t) /〔1+ exp{(V1(t) +Vk)/VT }〕
Ic4(t) = I2(t) /〔1+ exp{−(V1(t) +Vk)/VT }〕
Ic5(t) = I3(t) /〔1+ exp{−(V1(t) −Vk)/VT }〕
Ic6(t) = I3(t) /〔1+ exp{(V1(t) −Vk)/VT }〕
Ic7(t) = I4(t) /〔1+ exp{(V1(t) +Vk)/VT }〕
Ic8(t) = I4(t) /〔1+ exp{−(V1(t) +Vk)/VT }〕
【0055】
出力端子47Aには、コレクタ電流Ic1(t) ,Ic4(t) ,Ic6(t) 及びIc7(t) の和が流れ、出力端子47Bには、コレクタ電流Ic2(t) ,Ic3(t) ,Ic5(t) 及びIc8(t) の和が流れる。従って、一対の出力端子47A及び47Bに得られる差動出力電流Icd(t)は、下記の数12によりあらわされる。
【0056】
【数12】
Icd(t)=(Ic1(t) +Ic4(t) +Ic6(t) +Ic7(t) )
−(Ic2(t) +Ic3(t) +Ic5(t) +Ic8(t) )
=2・gm・V2(t)
・〔 tanh{(V1(t) −Vk)/2・VT
−tanh{(V1(t) +Vk)/2・VT }〕
【0057】
ここで、上記数12における tanh の項を下記の数13に示される如くの、第1の信号S1の電圧V1(t) とオフセット電圧Vkとの関数F{V1(t) ,Vk}とする。
【0058】
【数13】
F{V1(t) ,Vk}= tanh{(V1(t) −Vk)/2・VT
−tanh{(V1(t) +Vk)/2・VT
【0059】
関数F{V1(t) ,Vk}は、例えば、図2に示される如く、オフセット電圧VkがVT の4倍以上の場合、第1の信号S1の電圧V1(t) の負から正への変化に伴って、0と−2との間を2回遷移する。そして、第1の信号S1は周波数ω1を有した正弦波信号であるので、関数F{V1(t) ,Vk}は、図3において実線により示される如くに、周波数ω1の2倍の周波数をもって変化する。
【0060】
例えば、第1の信号S1の振幅v1が、オフセット電圧Vkの√2倍(v1=√2・Vk)に選定され、オフセット電圧VkがVT の2倍より十分に大であるようにされると、数13によってあらわされる関数F{V1(t) ,Vk}は、0と−2との間の値を繰り返しとることになる。そして、第2の信号S2は周波数ω2を有した正弦波信号であるので、数12によってあらわされる差動出力電流Icd(t)は、下記の数14に示されるフーリエ級数をもってあらわされる。
【0061】
【数14】
Figure 0004019451
【0062】
上記数14において、n=1とされるとき、差動出力電流Icd(t)が、第1の信号S1の周波数の2倍の周波数を有する信号と第2の信号S2との乗算出力信号として、下記の数15に示される如くに得られ、第2の信号S2が帯域信号である場合には、そのベースバンド信号が乗算出力信号として得られる。
【0063】
【数15】
Icd(t)=8/π・gm・v2・cos(2・ω1・t) ・cos(ω2・t)
=4/π・gm・v2
・〔 cos{ (2・ω1+ω2)・t}
+ cos{ (2・ω1−ω2)・t}〕
−2・gm・v2・cos(ω2・t)
【0064】
上述の如くの図1に示される例は、開放スタブ及び短絡スタブのいずれも用いていず、差動対を成す複数のトランジスタ31〜38,直流電圧源41及び42,電流源部45及び46等を含んで構成されているので、その全体の集積回路化に好適である。また、オフセット電圧Vkがダイオードの順方向電圧とは無関係に設定され、ダイオードの順方向電圧に依存しないので、ダイオードの順方向電圧の温度変化により周波数変換利得が低下してしまうという問題は生じない。
【0065】
【実施例】
図4は、本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明に係る高調波ミキサー回路の一例についての具体構成例を示す。この図4に示される具体構成例は、図1に示される例における直流電圧源41及び42が、2組の差動対を成すトランジスタを含む回路によって構成されたものに相当する。直流電圧源41及び42に対応する部分以外の部分は、図1に示される例と同様であり、それらについては、図1と共通の符号を付して示し、重複説明は省略する。
【0066】
図4に示される具体構成例にあっては、エミッタが共通接続されて差動対を形成するNPN形のトランジスタ51及び52,共通接続されたトランジスタ51及び52の夫々のエミッタに接続された電流源53、及び、トランジスタ51及び52の夫々のコレクタに接続された抵抗素子54,55及び56を含んで形成される電圧発生部57と、エミッタが共通接続されて差動対を形成するNPN形のトランジスタ61及び62,共通接続されたトランジスタ61及び62の夫々のエミッタに接続された電流源63、及び、トランジスタ61及び62の夫々のコレクタに接続された抵抗素子64,65,66及び67を含んで形成される電圧発生部58とが設けられている。そして、トランジスタ51及び52の各々のベース間、及び、トランジスタ61及び62の各々のベース間の夫々に、第1の信号S1を発する信号源40が共通に接続されている。
【0067】
トランジスタ51,52,61及び62の各々は、実質的に同等の特性を有したものとされ、また、電流源53及び63の夫々は共に実質的な定電流Ioを発生する。抵抗素子54,55、64及び65の各々は、実質的に同一の抵抗値Rcを有しており、また、抵抗素子56及び66の各々も、実質的に同一の抵抗値Roを有している。さらに、抵抗素子67は、抵抗値Rkを有している。なお、図4に示されるVccは、電源電圧である。
【0068】
このようなもとで、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタ31及び32の各々のベース間、及び、第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタ35及び36の各々のベース間には、それらに対して共通に、トランジスタ52のコレクタとトランジスタ61のコレクタとの間に得られる電圧が供給される。また、第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタ33及び34の各々のベース間、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタ37及び38の各々のベース間には、それらに対して共通に、トランジスタ51のコレクタとトランジスタ62のコレクタとの間に得られる電圧が供給される。
【0069】
トランジスタ52のコレクタとトランジスタ61のコレクタとの間に得られる電圧は、信号源40から発せられる第1の信号S1の電圧V1(t) に基づく電圧V1’(t) からオフセット電圧Vk’が減じられて得られる電圧であり、トランジスタ51のコレクタとトランジスタ62のコレクタとの間に得られる電圧は、信号源40から発せられる第1の信号S1の電圧V1(t) に基づく電圧V1’(t) にオフセット電圧Vk’が加えられて得られる電圧である。ここで、電圧V1’(t) は、電圧V1(t) に比例した電圧であって、下記の数16によってあらわされ、また、オフセット電圧Vk’は、下記の数17によってあらわされる。
【0070】
【数16】
V1’(t) =V1(t) ・(Rc・Io)/(2・VT
【0071】
【数17】
Vk’=Rk・Io
【0072】
このように、図4に示される具体構成例にあっては、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタ31及び32の各々のベース間、及び、第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタ35及び36の各々のベース間には、それらに対して共通に、数16によってあらわされる電圧V1’(t) から数17によってあらわされるオフセット電圧Vk’が減じられて得られる電圧が供給され、また、第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタ33及び34の各々のベース間、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタ37及び38の各々のベース間には、それらに対して共通に、数16によってあらわされる電圧V1’(t) に数17によってあらわされるオフセット電圧Vk’が加えられて得られる電圧が供給される。
【0073】
従って、図4に示される具体構成例にあっても、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタ31及び32の各々のベース間、及び、第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタ35及び36の各々のベース間には、実質的に、信号源40が発する第1の信号S1の電圧V1(t) から所定のオフセット電圧が減じられて得られる電圧が供給されるとともに、第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタ33及び34の各々のベース間、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタ37及び38の各々のベース間には、実質的に、信号源40が発する第1の信号S1の電圧V1(t) に所定のオフセット電圧が加えられて得られる電圧が供給されることになる。それゆえ、図4に示される具体構成例に備えられた、第1〜第4の差動対を形成する第1〜第8のトランジスタ31〜38、及び、電流源部45及び46を含んで構成される部分も、図1に示される例の場合と同様な動作を行う。
【0074】
なお、図4に示される具体構成例が、実際に使用されるに際しては、図1に示される例についての説明において述べられたことからして、電圧V1’(t) の振幅がオフセット電圧Vk’の√2倍に選定され、かつ、オフセット電圧Vk’が、例えば、VT の4倍以上とされることが望ましい。
【0075】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明に係る高調波ミキサー回路にあっては、第1の信号が所定のオフセット電圧を伴って供給されるとともに第2の信号が供給されて、一対の出力端子に、第1の信号の周波数の2倍の周波数を有した信号と第2の信号との乗算出力信号が得られることになり、その際、第1の信号が、第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタ,第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタの共通接続されたエミッタ,第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタ、及び、第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタの共通接続されたエミッタを夫々流れる電流を変調する事態は生じないことになり、第1〜第4の作動対において自己検波による干渉が生じるという問題はない。
【0076】
そして、本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明に係る高調波ミキサー回路は、開放スタブ及び短絡スタブのいずれも備える必要がないので、その全体の集積回路化に好適であるとともに、所定のオフセット電圧はダイオードの順方向電圧とは無関係に設定されて、ダイオードの順方向電圧に依存しないので、ダイオードの順方向電圧の温度変化により周波数変換利得が低下してしまうという問題を回避できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明に係る高調波ミキサー回路の一例を示す回路接続図である。
【図2】図1に示される例の動作説明に供される特性図である。
【図3】図1に示される例の動作説明に供される特性図である。
【図4】本願の特許請求の範囲における請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明に係る高調波ミキサー回路の一例についての具体構成例を示す回路接続図である。
【図5】従来提案されている高調波ミキサー回路を示す回路接続図である。
【図6】図5に示される高調波ミキサー回路の説明に供される等価回路接続図である。
【図7】図5に示される高調波ミキサー回路の動作説明に供される特性図である。
【図8】図5に示される高調波ミキサー回路の動作説明に供される特性図である。
【符号の説明】
31,32,33,34,35,36,37,38,51,52,61,62トランジスタ 40,44 信号源 41,42 直流電源 45,46 電流源部 47A,47B 出力端子 53,63 電流源54,55,56,64,65,66,67 抵抗素子 57,58電圧発生部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the invention according to the present application, the first signal and the second signal are supplied, and a multiplication output signal of the signal having the frequency twice the frequency of the first signal and the second signal is obtained. The present invention relates to a wave mixer circuit.
[0002]
[Prior art]
In the field of wireless communication equipment, a reception signal through an antenna and a local oscillation signal having a predetermined frequency are supplied to a mixer circuit, and the mixer circuit supplies the reception signal to the frequency of the difference between the frequency and the frequency of the local oscillation signal. The mainstream is one that performs superheterodyne reception, which converts the signal to an intermediate frequency signal having. Such superheterodyne reception is accompanied by a problem of image interference, and as a countermeasure, it is usually necessary to provide an image suppression filter when superheterodyne reception is performed. This image suppression filter hinders downsizing of the receiving unit in the wireless communication device.
[0003]
Therefore, in order to further reduce the size and weight of the receiving unit in the wireless communication device, the receiving unit uses a mixer circuit that combines a received signal through the antenna and a local oscillation signal having a frequency equal to the carrier frequency of the received signal. It is known that reception is performed by a direct conversion method in which a reception signal is directly converted into a baseband signal by a mixer circuit. When reception by the direct conversion method is performed, it is unnecessary to provide an image suppression filter that is required when superheterodyne reception is performed.
[0004]
However, when reception by the direct conversion method is performed, a local oscillation signal having a frequency equal to the carrier frequency of the reception signal supplied to the mixer circuit together with the reception signal leaks to the antenna side and leaks in the mixer circuit. There is a problem that self-detection due to the local oscillation signal is performed and interference due to self-detection occurs. Therefore, in order to avoid such a problem, when performing reception by the direct conversion method, a mixer circuit that converts a received signal into a baseband signal is supplied with a first signal and a second signal. A harmonic mixer circuit that can obtain a multiplication output signal of a signal having a frequency twice as high as that of the second signal and the second signal is used, and the harmonic mixer circuit has a frequency 1 of the received signal. Proposed to supply a local oscillation signal having a frequency of / 2 as a first signal, supply a reception signal as a second signal, and obtain a baseband signal based on the reception signal as a multiplication output signal Has been.
[0005]
FIG. 5 shows a conventionally proposed harmonic mixer circuit that can be applied to reception by the direct conversion method as described above. The harmonic mixer circuit shown in FIG. 5 includes a pair of diodes 11 and 12 that are opposite to each other and connected in parallel, and one end of the parallel connection of the diode 11 and the diode 12. 13 and the other end 14 are connected to a short-circuit stub 15 and an open stub 16, respectively.
[0006]
Then, the first signal S1 from the signal source 17 is supplied to one end portion 13 of the diode 11 and the diode 12 connected in parallel, and the signal is supplied to the other end portion 14 of the diode 11 and the diode 12 connected in parallel. A second signal S2 from source 18 is provided through signal source impedance 19. At this time, each of the first signal S1 and the second signal S2 is a sine wave signal, and the frequency ω1 of the first signal S1 is ½ of the frequency ω2 of the second signal S2 (ω1 = ω2 / 2), and the lengths of the short-circuit stub 15 and the open stub 16 are selected to correspond to ¼ of the wavelength of the first signal S1, and accordingly, the length of the wavelength of the second signal S2. It corresponds to 1/2.
[0007]
Under such circumstances, the voltage V1 (t) of the first signal S1 and the voltage V2 (t) of the second signal S2 are expressed by the following equations 1 and 2.
[0008]
[Expression 1]
V1 (t) = v1 ・ cos (ω1 ・ t)
[0009]
[Expression 2]
V2 (t) = v2 · cos (ω2 · t)
[0010]
In the above formulas 1 and 2, ω1 = 2 · π · f1, ω2 = 2 · π · f2, and v1 >> v2, for example, the forward voltage of each of the diodes 11 and 12 is defined as Vf. , V1 = √2 · Vf.
[0011]
The short-circuit stub 15 acts as an open line for the first signal S1, and the open stub 16 acts as a short-circuit line for the first signal S1. The first signal S1 supplied to the one end 13 of the parallel connection does not leak to the signal source 18 side connected to the other end 14 of the parallel connection of the diode 11 and the diode 12, and the diode 11 and the diode 12 Between both ends of the parallel connection, that is, between the one end 13 and the other end 14. As a result, the current Idp (t) flowing through the parallel connection of the diode 11 and the diode 12 is expressed by the following equation (3).
[0012]
[Equation 3]
Idp (t) = Is · exp {V1 (t) / VT} -Is.exp {-V1 (t) / VT}
[0013]
In Equation 3, Is is the reverse saturation current of each of the diodes 11 and 12, and VTIs the thermal voltage.
[0014]
The parallel connection of the diode 11 and the diode 12 is considered to be a resistance element whose resistance is dynamically changed, and the dynamic change resistance Rd (t) is expressed by the following equation (4).
[0015]
[Expression 4]
Rd (t) = V1 (t) / Idp (t)
[0016]
On the other hand, the open stub 16 acts as an open line for the second signal S2 having a frequency ω2 that is twice the frequency ω1 of the first signal S1, and the short stub 15 It acts as a short-circuit line for S2. Furthermore, the choke coil 20 exhibits a high impedance with respect to the second signal S2. Therefore, the second signal S 2 supplied to the other end 14 of the parallel connection of the diode 11 and the diode 12 through the signal source impedance 19 flows out to the short-circuit stub 15 through the parallel connection of the diode 11 and the diode 12.
[0017]
Here, when the parallel connection of the diode 11 and the diode 12 is considered as the resistance element 21 having the dynamic change resistance Rd (t), the second signal S2 from the signal source 18 is as shown in FIG. The voltage is supplied to a voltage dividing circuit composed of the signal source impedance 19 and the resistance element 21. Then, the divided voltage component Sd for the second signal S2 obtained between both ends of the resistance element 21 is led to the output terminal 22 through the choke coil 20 as a multiplication output signal.
[0018]
The voltage dividing ratio N (t) for the resistance element 21 in the voltage dividing circuit composed of the signal source impedance 19 and the resistance element 21 is expressed by the following Equation 5, where the value of the signal source impedance 19 is Rs.
[0019]
[Equation 5]
N (t) = Rd (t) / (Rs + Rd (t))
[0020]
Since the dynamic change resistance Rd (t) of the resistance element 21 changes with the frequency (2 · ω1) twice the frequency ω1 of the first signal S1 from the equation (4), the voltage dividing ratio N (t) is also The frequency changes with a frequency (2 · ω1) twice the frequency ω1 of the first signal S1. FIG. 7 shows the voltage division ratio N (t) with a solid line when the resistance value of the signal source impedance 19 is 50Ω, and shows the voltage V1 (t) of the first signal S1 with a broken line.
[0021]
Then, the second signal S2 from the signal source 18 is supplied to the voltage dividing circuit including the signal source impedance 19 and the resistance element 21, whereby the second signal S2 obtained between both ends of the resistance element 21 is divided. The voltage Vdp (t) of the pressure component Sd is expressed by the following formula 6.
[0022]
[Formula 6]
Vdp (t) = V2 (t) N (t)
[0023]
The frequency division ratio N (t) is ideally a signal having a square wave pulse waveform with a frequency of 2 · ω1, that is, twice the frequency ω1 of the first signal S1 and a duty factor of 50%. Therefore, the divided voltage component Sd, that is, the multiplication output signal derived to the output terminal 22 is obtained by multiplying the second signal S2 by a signal having a frequency twice the frequency of the first signal S1. Signal.
[0024]
An ideal rectangular wave pulse waveform with respect to the frequency division ratio N (t) is expressed by the following equation 7 using a Fourier series.
[0025]
[Expression 7]
Figure 0004019451
[0026]
Further, the voltage Vdp (t) of the multiplication output signal, which is the divided voltage component Sd for the second signal S2 obtained between both ends of the resistance element 21, is ideally expressed as in the following equation (8).
[0027]
[Equation 8]
Figure 0004019451
[0028]
  In the above equation 8, when n = 1, a multiplication output signal of a signal having a frequency twice the frequency of the first signal S1 and the second signal S2 is obtained, and the second signal S2ObiReligionIn issueIn some cases, the baseband signal is obtained as a multiplication output signal.
[0029]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventionally proposed harmonic mixer circuit shown in FIG. 5 has a short-circuit stub 15 and an open stub 16 at both ends of a parallel connection of a pair of diodes 11 and 12 that are reversed in structure. Are connected to each other, and are not suitable for the integrated circuit as a whole. That is, each of the short-circuit stub 15 and the open stub 16 has a length corresponding to ¼ of the wavelength of the first signal S1, and the first signal S1 is, for example, a portable radio telephone system. Even when the quasi-microwave used in the above is used, the lengths of the short-circuit stub 15 and the open stub 16 are relatively large, and the harmonics including the short-circuit stub 15 and the open stub 16 are used. It is difficult to make the entire mixer circuit an integrated circuit.
[0030]
Further, in the conventionally proposed harmonic mixer circuit shown in FIG. 5, the amplitude v1 of the first signal S1 is, for example, √2 · Vf (Vf is the forward voltage of each of the diodes 11 and 12). However, the forward voltage Vf usually has a temperature coefficient of about −1.5 mV / ° C., for example. Therefore, if the temperature coefficient of the forward voltage value Vf is −1.5 mV / ° C., for example, in the temperature change range from −20 ° C. to 80 ° C., the forward voltage Vf changes by 150 mV. It will be. Under such circumstances, for example, at a low temperature or a high temperature, as shown in FIG. 6, a signal source impedance 19 and a resistance element 21 (diode 11 and diode 12 for the second signal S2). The voltage dividing ratio N (t) for the resistance element 21 in the voltage dividing circuit by the parallel connection) greatly fluctuates, and the waveform has a duty factor of 50% as shown in FIG. It is considered to be significantly different from the ideal rectangular wave pulse waveform. As a result, the divided voltage component Sd of the second signal S2 obtained between both ends of the resistance element 21, that is, the frequency conversion gain related to the multiplication output signal derived to the output terminal 22 through the choke coil 20 is reduced. Inconvenience arises.
[0031]
In view of such a point, the invention described in any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application is provided with the first signal and the second signal, and the first signal In order to obtain a multiplication output signal of a signal having a frequency twice that of the second signal and the second signal, it is suitable for the entire integrated circuit and is hardly affected by temperature changes. A harmonic mixer circuit is provided.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
  In the harmonic mixer circuit according to the invention described in any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application, an emitter is commonly connected to form a first differential pair. Two transistors, third and fourth transistors whose emitters are commonly connected to form a second differential pair, fifth and sixth transistors whose emitters are commonly connected to form a third differential pair, And a seventh transistor and an eighth transistor having the emitter connected in common to form a fourth differential pair, and a first base formed by connecting the bases of the first and fifth transistors in common. A predetermined offset voltage is subtracted from the voltage of the first signal between the common connection point and the second common connection point formed by commonly connecting the bases of the second and sixth transistors. Voltage supplied In addition, the third common connection point formed by commonly connecting the bases of the third and seventh transistors and the fourth base formed by commonly connecting the bases of the fourth and eighth transistors. To the common connection point of the first and second transistors, and a voltage obtained by adding a predetermined offset voltage to the voltage of the first signal is supplied. A commonly connected emitter of fourth transistors is obtained, each modulated by a second signal.A pair of differential currentsA first current and a second current that generate a first current that is increased as the voltage of the second signal is increased and a second current that is decreased as the voltage of the second signal is increased, respectively. The second and the second current terminals are respectively connected to one and the other, and the commonly connected emitter of the fifth and sixth transistors and the commonly connected emitter of the seventh and eighth transistors are respectively connected to the second signal. Obtained by being modulated byA pair of differential currentsA third current and a third current that generate a third current that decreases as the voltage of the second signal increases and a fourth current that increases as the voltage of the second signal increases, respectively. When the emitters of the first and second transistors connected in common are connected to one and the other of the four current terminals, respectively, the fifth and sixth transistors are connected in common. And the emitter connected in common to the third current terminal and the commonly connected emitter of the first and second transistors connected to the second current terminal, the commonly connected emitters of the fifth and sixth transistors. Is connected to the fourth current terminal. Under such circumstances, a fifth common connection point formed by commonly connecting the collectors of the first, fourth, sixth and seventh transistors, and the second, third, fifth, And a sixth common connection point formed by commonly connecting the collectors of the eighth transistor and the eighth transistor is a multiplication output signal of a signal having a frequency twice the frequency of the first signal and the second signal. Are output terminals.
[0033]
  In the harmonic mixer circuit according to the invention described in any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application configured as described above, the first differential pair is formed. Commonly connected emitters of the first and second transistors and commonly connected emitters of the third and fourth transistors forming a second differential pairIn,EachModulated by the second signalOne and the other of the first current and the second currentEach flowAndCommonly connected emitters of fifth and sixth transistors forming a third differential pair, and commonly connected emitters of seventh and eighth transistors forming a fourth differential pairIn,EachModulated by the second signalOne and the other of the third current and the fourth currentEach flowIn this case, when the first current flows through the commonly connected emitters of the first and second transistors, the third current flows through the commonly connected emitters of the fifth and sixth transistors. When the second current flows through the commonly connected emitter of the second transistor, the fourth current flows through the commonly connected emitter of the fifth and sixth transistors.. And first and first5The base of each transistorA first common connection point formed by common connectionFirst2And the base of each of the sixth transistorsWith a second common connection point formed by common connectionIn the meantime, a voltage obtained by subtracting a predetermined offset voltage from the voltage of the first signal is supplied, and the third and second voltages are supplied.7The base of each transistorA third common connection point formed by commonly connectingFirst4And the base of each of the eighth transistorsWith a fourth common connection point formed by common connectionIn the meantime, a voltage obtained by subtracting a predetermined offset voltage from the voltage of the first signal is supplied.
[0034]
Accordingly, the first transistor of the first and second transistors forming the first differential pair, and the fourth transistor of the third and fourth transistors forming the second differential pair. , A sixth transistor of the fifth and sixth transistors forming the third differential pair, and a seventh transistor of the seventh and eighth transistors forming the fourth differential pair Of the respective collector currents, the second transistor of the first and second transistors forming the first differential pair, and the third and fourth transistors of the second differential pair. Of the third transistor, the fifth transistor of the fifth and sixth transistors forming the third differential pair, and the seventh and eighth transistors forming the fourth differential pair. Each of our 8th transistors Current of the difference between the sum of the collector current is assumed to represent the multiplication result between the signal and the second signal having a frequency twice the frequency of the first signal. The difference current between the sum of the collector currents of the first, fourth, sixth and seventh transistors and the sum of the collector currents of the second, third, fifth and eighth transistors is , To a pair of output terminals.
[0035]
Therefore, in the harmonic mixer circuit according to any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application, the first signal is supplied with a predetermined offset voltage. At the same time, the second signal is supplied, and a multiplication output signal of the signal having the frequency twice the frequency of the first signal and the second signal is obtained at the pair of output terminals. The first signal is a commonly connected emitter of the first and second transistors forming the first differential pair, and a common connection of the third and fourth transistors forming the second differential pair. Emitters, commonly connected emitters of fifth and sixth transistors forming a third differential pair, and commonly connected seventh and eighth transistors forming a fourth differential pair. There will be no situation in which the currents flowing through the emitters are modulated, and there is no problem that interference due to self-detection occurs in the first to fourth working pairs.
[0036]
The harmonic mixer circuit according to the invention described in any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application does not need to include either an open stub or a short-circuit stub. It is suitable for the integration circuit. In addition, the predetermined offset voltage is set regardless of the forward voltage of the diode, so that there is no problem that the frequency conversion gain decreases due to the temperature change of the forward voltage of the diode.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of a harmonic mixer circuit according to the invention described in any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application.
[0038]
In the example shown in FIG. 1, the emitters are commonly connected to form a first differential pair, the first transistor 31 and the second transistor 32, and the emitters are commonly connected to form a second differential pair. The third transistor 33 and the fourth transistor 34, and the emitters are commonly connected to form a third differential pair, and the fifth transistor 35 and the sixth transistor 36, and the emitters are commonly connected to the fourth transistor. A seventh transistor 37 and an eighth transistor 38 forming the differential pair are provided. These first to eighth transistors 31 to 38 are all NPN type, and their emitter region areas are substantially equal.
[0039]
  First and second transistors 31 and 32 forming a first differential pairWhenFifth and sixth transistors 35 and 36 forming a third differential pair, The base of the first transistor 31 and the base of the fifth transistor 35 are connected in common to form a first common connection point, and the base of the second transistor 32 and the base of the sixth transistor 36 The base is commonly connected to form a second common connection point. The third and fourth transistors 33 and 34 forming the second differential pair and the seventh and eighth transistors 37 and 38 forming the fourth differential pair are the same as those of the third transistor 33. The base and the base of the seventh transistor 37 are connected in common to form a third common connection point, and the base of the fourth transistor 34 and the base of the eighth transistor 38 are connected in common. Common connection points are formed. And the first common connection point and the second common connection pointwhileIn addition,A signal source 40 that emits the first signal S1 and a DC power supply 41 that supplies an offset voltage Vk are connected in series. Also,Between the third common connection point and the fourth common connection point.whileIn addition,A signal source 40 and a DC power source 42 that supplies an offset voltage Vk are connected in series.
[0040]
  The first signal S1 is, for example, a sine wave signal having a frequency ω1, and the voltage V1 (t) is expressed by the above-described formula 1. And firstBetween the common connection point and the second common connection pointThe signal source 40 and the DC power supply 41 arranged in the series are connected in series with a polarity that the offset voltage Vk supplied by the DC power supply 41 is subtracted from the voltage V1 (t) of the first signal S1 generated by the signal source 40. It is connected. Thus, the voltage V1 (t) of the first signal S1 is generated between the bases of the first and second transistors 31 and 32 and between the bases of the fifth and sixth transistors 35 and 36, respectively. Thus, a voltage obtained by subtracting the offset voltage Vk is supplied.
[0041]
  On the other hand, the thirdBetween the common connection point and the fourth common connection pointThe signal source 40 and the DC power source 42 arranged in a series are connected in series with a polarity such that the offset voltage Vk supplied by the DC power source 42 is added to the voltage V1 (t) of the first signal S1 generated by the signal source 40. It is connected. Thus, the voltage V1 (t) of the first signal S1 is generated between the bases of the third and fourth transistors 33 and 34 and between the bases of the seventh and eighth transistors 37 and 38, respectively. A voltage obtained by adding the offset voltage Vk to is supplied.
[0042]
Further, in the example shown in FIG. 1, a current source unit 45 and a current source unit 46 to which a signal source 44 that emits the second signal S2 is connected are provided. The second signal S2 is, for example, a sine wave signal having a frequency ω2 corresponding to twice the frequency ω1 of the first signal S1, and the voltage V2 (t) is represented by the above-described formula 2. It is said.
[0043]
  The current source unit 45 includes current terminals 45A and 45B, and a current I1 and a current I2, which are a pair of differential currents modulated by the second signal S2 generated by the signal source 44, are supplied to the current terminals 45A and 45B. Respectively. Current I1And current I2 is current I1The larger the voltage V2 (t) of the second signal S2, the greater the value.WhenCurrent I2ButThe smaller the voltage V2 (t) of the second signal S2, the smaller it is.Or the current I1 is the voltage V2 of the second signal S2. (t) Current I2 is reduced to the voltage V2 of the second signal S2. (t) The larger the is, the greater the relationship.
[0044]
The current terminals 45A and 45B in the current source section 45 have emitters connected in common to the first and second transistors 31 and 32 forming the first differential pair, and a second differential. The commonly connected emitters of each of the third and fourth transistors 33 and 34 forming a pair are connected to each other. As a result, the current I1 flows in a divided manner to the emitter of the first transistor 31 and the emitter of the second transistor 32 that are commonly connected, and the emitter and the fourth transistor of the third transistor 33 that are commonly connected. The current I2 is diverted to the 34 emitter.
[0045]
  The current source unit 46 includes current terminals 46A and 46B, and a current I3 and a current I4, which are a pair of differential currents modulated by the second signal S2 generated by the signal source 44, are supplied to the current terminals 46A and 46B. Respectively. Current I3And current I4 is the current I3The smaller the voltage V2 (t) of the second signal S2, the smaller it is.WhenCurrent I4ButThe larger the voltage V2 (t) of the second signal S2, the greater the value.Or the current I3 is the voltage V2 of the second signal S2. (t) Is larger, the current I4 becomes the voltage V2 of the second signal S2. (t) It is assumed that the larger the is, the smaller the relationship is.
[0046]
The current terminals 46A and 46B in the current source section 46 have emitters connected in common to the fifth and sixth transistors 35 and 36 forming the third differential pair, and a fourth differential. The commonly connected emitters of each of the seventh and eighth transistors 37 and 38 forming a pair are connected to each other. As a result, the current I3 is shunted and flows to the emitter of the fifth transistor 35 and the emitter of the sixth transistor 36 that are connected in common, and the emitter and the eighth transistor of the seventh transistor 37 that are connected in common. The current I4 is diverted to the 38 emitters.
[0047]
  Further, in the example shown in FIG. 1, the collector of the first transistor 31 and the second differential pair of the first and second transistors 31 and 32 forming the first differential pair are connected. The collector of the fourth transistor 34 of the third and fourth transistors 33 and 34 to be formed, the sixth transistor 36 of the fifth and sixth transistors 35 and 36 forming the third differential pair. And the collector of the seventh transistor 37 of the seventh and eighth transistors 37 and 38 forming the fourth differential pair are connected in common.A fifth common connection point is formed,That5thAn output terminal 47A is derived from the common connection point. Of the first and second transistors 31 and 32 forming the first differential pair, the collector of the second transistor 32, the third and fourth transistors 33 forming the second differential pair, and 34, the collector of the third transistor 33, the collector of the fifth transistor 35 of the fifth and sixth transistors 35 and 36 forming the fourth differential pair, and the fourth differential pair. The collector of the eighth transistor 38 of the seventh and eighth transistors 37 and 38 formingA sixth common connection point is formed,That6thAn output terminal 47B is derived from the common connection point. These output terminals 47A and 47B form a pair.
[0048]
Under such circumstances, the current source unit 45 and the current source unit 46 have substantially the same characteristics, and when the voltage of the second signal S2 from the signal source 44 is 0, the current I1 , I2, I3, and I4 generate a DC current I0, and have a mutual conductance gm in forming the currents I1, I2, I3, and I4.
[0049]
The values I1 (t) and I2 (t) of the currents I1 and I2 obtained at the current terminals 45A and 45B in the current source unit 45, and the currents I3 and I3 obtained at the current terminals 46A and 46B in the current source unit 46, respectively. The respective values I3 (t) and I4 (t) of I4 are expressed by the following equation (9).
[0050]
[Equation 9]
I1 (t) = I0 / 2 + gm · V2 (t)
I2 (t) = I0 / 2−gm · V2 (t)
I3 (t) = I0 / 2−gm · V2 (t)
I4 (t) = I0 / 2 + gm · V2 (t)
[0051]
For each of the first to eighth transistors 31 to 38, the collector current is Ic and the base-emitter voltage is V.BE,Reverse collector saturation current is Is and thermal voltage is VT(VT= K · T / q, where k is a Boltzmann coefficient, T is an absolute temperature, and q is a unit charge of electrons), the relationship expressed by the following equation 10 holds.
[0052]
[Expression 10]
Ic = Is · exp (VBE/ VT)
[0053]
Thus, collector currents Ic1 (t), Ic2 (t), Ic3 (t), Ic4 (t), Ic5 (t), Ic6 (t) for the first to eighth transistors 31 to 38, respectively. , Ic7 (t) and Ic8 (t) are expressed by the following equation (11).
[0054]
## EQU11 ##
Ic1 (t) = I1 (t) / [1 + exp {− (V1 (t) −Vk) / VT}]
Ic2 (t) = I1 (t) / [1 + exp {(V1 (t) −Vk) / VT}]
Ic3 (t) = I2 (t) / [1 + exp {(V1 (t) + Vk) / VT}]
Ic4 (t) = I2 (t) / [1 + exp {− (V1 (t) + Vk) / VT}]
Ic5 (t) = I3 (t) / [1 + exp {− (V1 (t) −Vk) / VT}]
Ic6 (t) = I3 (t) / [1 + exp {(V1 (t) −Vk) / VT}]
Ic7 (t) = I4 (t) / [1 + exp {(V1 (t) + Vk) / VT}]
Ic8 (t) = I4 (t) / [1 + exp {-(V1 (t) + Vk) / VT}]
[0055]
The sum of collector currents Ic1 (t), Ic4 (t), Ic6 (t) and Ic7 (t) flows through the output terminal 47A, and collector currents Ic2 (t), Ic3 (t), Ic7 (t), through the output terminal 47B. The sum of Ic5 (t) and Ic8 (t) flows. Therefore, the differential output current Icd (t) obtained at the pair of output terminals 47A and 47B is expressed by the following equation (12).
[0056]
[Expression 12]
Icd (t) = (Ic1 (t) + Ic4 (t) + Ic6 (t) + Ic7 (t))
-(Ic2 (t) + Ic3 (t) + Ic5 (t) + Ic8 (t))
= 2 ・ gm ・ V2 (t)
・ [Tanh {(V1 (t) −Vk) / 2 ・ VT}
-Tanh {(V1 (t) + Vk) / 2 · VT}]
[0057]
Here, the term tanh in the above equation 12 is a function F {V1 (t), Vk} of the voltage V1 (t) of the first signal S1 and the offset voltage Vk as shown in the following equation 13. .
[0058]
[Formula 13]
F {V1 (t), Vk} = tanh {(V1 (t) −Vk) / 2 · VT}
-Tanh {(V1 (t) + Vk) / 2 · VT}
[0059]
For example, as shown in FIG. 2, the function F {V1 (t), Vk} has an offset voltage Vk of VTIn the case of four times or more, the voltage V1 (t) of the first signal S1 transitions twice between 0 and -2 with a change from negative to positive. Since the first signal S1 is a sinusoidal signal having the frequency ω1, the function F {V1 (t), Vk} has a frequency twice as high as the frequency ω1, as indicated by a solid line in FIG. Change.
[0060]
For example, the amplitude v1 of the first signal S1 is selected to be √2 times the offset voltage Vk (v1 = √2 · Vk), and the offset voltage Vk is VTThe function F {V1 (t), Vk} expressed by Equation 13 repeatedly takes a value between 0 and -2. Since the second signal S2 is a sine wave signal having the frequency ω2, the differential output current Icd (t) expressed by the equation 12 is expressed by a Fourier series expressed by the following equation 14.
[0061]
[Expression 14]
Figure 0004019451
[0062]
In the above equation 14, when n = 1, the differential output current Icd (t) is a multiplication output signal of a signal having a frequency twice the frequency of the first signal S1 and the second signal S2. When the second signal S2 is a band signal, the baseband signal is obtained as a multiplication output signal.
[0063]
[Expression 15]
Icd (t) = 8 / π · gm · v2 · cos (2 · ω1 · t) · cos (ω2 · t)
= 4 / π · gm · v2
・ [Cos {(2 ・ ω1 + ω2) ・ t}
+ Cos {(2, ω1-ω2) · t}]
-2 ・ gm ・ v2 ・ cos (ω2 ・ t)
[0064]
In the example shown in FIG. 1 as described above, neither an open stub nor a short-circuit stub is used, and a plurality of transistors 31 to 38 forming a differential pair, DC voltage sources 41 and 42, current source portions 45 and 46, etc. Therefore, it is suitable for making the whole integrated circuit. Further, since the offset voltage Vk is set independently of the forward voltage of the diode and does not depend on the forward voltage of the diode, there is no problem that the frequency conversion gain is lowered due to a temperature change of the forward voltage of the diode. .
[0065]
【Example】
FIG. 4 shows a specific configuration example of an example of the harmonic mixer circuit according to the invention described in any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application. The specific configuration example shown in FIG. 4 corresponds to a configuration in which the DC voltage sources 41 and 42 in the example shown in FIG. 1 are configured by a circuit including transistors that form two differential pairs. The parts other than the parts corresponding to the DC voltage sources 41 and 42 are the same as the example shown in FIG. 1, and the same reference numerals as those in FIG.
[0066]
In the specific configuration example shown in FIG. 4, NPN-type transistors 51 and 52 whose emitters are connected in common to form a differential pair, and currents connected to the emitters of the commonly connected transistors 51 and 52, respectively. An NPN type in which a source 53 and a voltage generator 57 formed including resistance elements 54, 55 and 56 connected to respective collectors of the transistors 51 and 52 and an emitter are connected in common to form a differential pair Transistors 61 and 62, a current source 63 connected to the emitters of the commonly connected transistors 61 and 62, and resistance elements 64, 65, 66 and 67 connected to the collectors of the transistors 61 and 62, respectively. In addition, a voltage generator 58 is provided. A signal source 40 that generates the first signal S1 is commonly connected between the bases of the transistors 51 and 52 and between the bases of the transistors 61 and 62.
[0067]
Each of the transistors 51, 52, 61, and 62 has substantially the same characteristics, and each of the current sources 53 and 63 generates a substantially constant current Io. Each of resistance elements 54, 55, 64 and 65 has substantially the same resistance value Rc, and each of resistance elements 56 and 66 also has substantially the same resistance value Ro. Yes. Furthermore, the resistance element 67 has a resistance value Rk. Note that Vcc shown in FIG. 4 is a power supply voltage.
[0068]
Under such circumstances, between the bases of the first and second transistors 31 and 32 forming the first differential pair, and the fifth and sixth transistors forming the third differential pair. A voltage obtained between the collector of the transistor 52 and the collector of the transistor 61 is supplied between the bases of the transistors 35 and 36 in common. Further, between the bases of the third and fourth transistors 33 and 34 forming the second differential pair, and the seventh and eighth transistors 37 and 38 forming the fourth differential pair, respectively. In common, the voltage obtained between the collector of the transistor 51 and the collector of the transistor 62 is supplied between the bases of the transistors.
[0069]
The voltage obtained between the collector of the transistor 52 and the collector of the transistor 61 is obtained by subtracting the offset voltage Vk ′ from the voltage V1 ′ (t) based on the voltage V1 (t) of the first signal S1 emitted from the signal source 40. The voltage obtained between the collector of the transistor 51 and the collector of the transistor 62 is a voltage V1 ′ (t based on the voltage V1 (t) of the first signal S1 emitted from the signal source 40. ) Is added to the offset voltage Vk ′. Here, the voltage V1 '(t) is a voltage proportional to the voltage V1 (t) and is expressed by the following equation (16), and the offset voltage Vk' is expressed by the following equation (17).
[0070]
[Expression 16]
V1 ′ (t) = V1 (t) (Rc · Io) / (2 · VT)
[0071]
[Expression 17]
Vk ′ = Rk · Io
[0072]
As described above, in the specific configuration example shown in FIG. 4, between the bases of the first and second transistors 31 and 32 forming the first differential pair and the third differential pair. Between the bases of the fifth and sixth transistors 35 and 36 forming a common voltage, an offset voltage Vk ′ represented by the equation (17) to a voltage V1 ′ (t) represented by the equation (16) is common to them. A voltage obtained by being reduced is supplied, and the bases of the third and fourth transistors 33 and 34 forming the second differential pair and the seventh differential pair are formed. And the base of each of the eighth transistors 37 and 38 is obtained by adding the offset voltage Vk ′ represented by the equation 17 to the voltage V1 ′ (t) represented by the equation 16 in common with each other. Voltage It is supplied.
[0073]
Therefore, even in the specific configuration example shown in FIG. 4, the third differential pair is formed between the bases of the first and second transistors 31 and 32 forming the first differential pair. Between the bases of the fifth and sixth transistors 35 and 36, the predetermined offset voltage is substantially subtracted from the voltage V1 (t) of the first signal S1 generated by the signal source 40. Seventh and eighth transistors between the bases of the third and fourth transistors 33 and 34, which are supplied with voltage and which form a second differential pair, and between the bases of the third and fourth transistors 33 and 34, respectively. A voltage obtained by adding a predetermined offset voltage to the voltage V1 (t) of the first signal S1 generated by the signal source 40 is supplied between the bases of 37 and 38. . Therefore, the first to eighth transistors 31 to 38 forming the first to fourth differential pairs and the current source units 45 and 46 included in the specific configuration example shown in FIG. 4 are included. The configured part also performs the same operation as in the example shown in FIG.
[0074]
Note that when the specific configuration example shown in FIG. 4 is actually used, the amplitude of the voltage V1 ′ (t) is set to the offset voltage Vk because it has been described in the description of the example shown in FIG. Is selected to be √2 times the offset voltage Vk ', for example, VTIt is desirable to be 4 times or more.
[0075]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the harmonic mixer circuit according to any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application, the first signal is a predetermined offset. The second signal is supplied together with the voltage, and a multiplication output signal of the signal having the frequency twice the frequency of the first signal and the second signal is obtained at the pair of output terminals. Where the first signal is the commonly connected emitter of the first and second transistors forming the first differential pair, the third and second forming the second differential pair. 4 transistors commonly connected emitters, fifth and sixth transistors commonly forming emitters forming a third differential pair, and seventh and eighth transistors forming fourth differential pairs. Flow through the commonly connected emitters of the transistors. That situation to modulate the current will be no, no problem that interference due to self detection occurs in the first to fourth working pair.
[0076]
The harmonic mixer circuit according to the invention described in any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application does not need to include either an open stub or a short-circuit stub. In addition to being suitable for integration, the predetermined offset voltage is set independently of the forward voltage of the diode and does not depend on the forward voltage of the diode. Therefore, the frequency conversion gain is changed by the temperature change of the forward voltage of the diode. It is possible to avoid the problem of lowering.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit connection diagram showing an example of a harmonic mixer circuit according to the invention described in any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application.
FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the operation of the example shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a characteristic diagram for explaining the operation of the example shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a circuit connection diagram showing a specific configuration example of an example of a harmonic mixer circuit according to the invention described in any one of claims 1 to 4 in the claims of the present application.
FIG. 5 is a circuit connection diagram showing a conventionally proposed harmonic mixer circuit.
6 is an equivalent circuit connection diagram for explaining the harmonic mixer circuit shown in FIG. 5; FIG.
7 is a characteristic diagram for explaining the operation of the harmonic mixer circuit shown in FIG. 5; FIG.
FIG. 8 is a characteristic diagram for explaining the operation of the harmonic mixer circuit shown in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 51, 52, 61, 62 Transistor 40, 44 Signal source 41, 42 DC power supply 45, 46 Current source unit 47A, 47B Output terminal 53, 63 Current source 54, 55, 56, 64, 65, 66, 67 Resistance element 57, 58 Voltage generator

Claims (4)

エミッタが共通接続されて第1の差動対を形成する第1及び第2のトランジスタ,エミッタが共通接続されて第2の差動対を形成する第3及び第4のトランジスタ,エミッタが共通接続されて第3の差動対を形成する第5及び第6のトランジスタ、及び、エミッタが共通接続されて第4の差動対を形成する第7及び第8のトランジスタが設けられたもとで、
上記第1及び第5のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第1の共通接続点と上記第2及び第6のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第2の共通接続点との間に、第1の信号の電圧から所定のオフセット電圧が減じられて得られる電圧が供給され、
上記第3及び第7のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第3の共通接続点と上記第4及び第8のトランジスタの夫々のベースが共通接続されて形成される第4の共通接続点との間に、上記第1の信号の電圧に所定のオフセット電圧が加えられて得られる電圧が供給され、
上記第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタ及び上記第3及び第4のトランジスタの共通接続されたエミッタが、各々が第2の信号によって変調されて得られる一対の差動電流である、上記第2の信号の電圧が大である程大とされる第1の電流と上記第2の信号の電圧が大である程小とされる第2の電流とを、夫々生じさせる第1及び第2の電流端子の一方及び他方に夫々接続されるとともに、
上記第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタ及び上記第7及び第8のトランジスタの共通接続されたエミッタが、各々が上記第2の信号によって変調されて得られる一対の差動電流である、上記第2の信号の電圧が大である程小とされる第3の電流と上記第2の信号の電圧が大である程大とされる第4の電流とを、夫々生じさせる第3及び第4の電流端子の一方及び他方に夫々接続されて、
上記第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタが上記第1の電流端子に接続されるとき、上記第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタが上記第3の電流端子に接続され、上記第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタが上記第2の電流端子に接続されるとき、上記第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタが上記第4の電流端子に接続される状態とされ、
上記第1,第4,第6及び第7のトランジスタの夫々のコレクタが共通接続されて形成される第5の共通接続点、及び、上記第2,第3,第5及び第8のトランジスタの夫々のコレクタが共通接続されて形成される第6の共通接続点が、上記第1の信号の周波数の2倍の周波数を有した信号と上記第2の信号との乗算出力信号が得られる出力端子とされることを特徴とする高調波ミキサー回路。
First and second transistors with a common emitter connected to form a first differential pair, third and fourth transistors with a common emitter connected to form a second differential pair, emitter connected in common And the fifth and sixth transistors forming the third differential pair, and the seventh and eighth transistors having the emitters connected in common to form the fourth differential pair,
The first common connection point formed by commonly connecting the bases of the first and fifth transistors and the second base formed by commonly connecting the bases of the second and sixth transistors. A voltage obtained by subtracting a predetermined offset voltage from the voltage of the first signal is supplied between the common connection point,
A third common connection point formed by connecting the bases of the third and seventh transistors in common and a fourth connection formed by connecting the bases of the fourth and eighth transistors in common. A voltage obtained by adding a predetermined offset voltage to the voltage of the first signal is supplied between the common connection point,
In the commonly connected emitters and said third and commonly connected emitters of the fourth transistor, each pair of that obtained through the modulation by the second signal differential current of said first and second transistors A first current that increases as the voltage of the second signal increases and a second current that decreases as the voltage of the second signal increases are generated. Connected to one and the other of the first and second current terminals respectively;
The fifth and the commonly connected emitters of the commonly connected emitters and transistors of the seventh and eighth of the sixth transistor is, each of the pair that is obtained is modulated by the second signal differential current A third current that is decreased as the voltage of the second signal is increased, and a fourth current that is increased as the voltage of the second signal is increased. Connected to one and the other of the third and fourth current terminals respectively;
When the commonly connected emitters of the first and second transistors are connected to the first current terminal, the commonly connected emitters of the fifth and sixth transistors are connected to the third current terminal. When the commonly connected emitters of the first and second transistors are connected to the second current terminal, the commonly connected emitters of the fifth and sixth transistors are the fourth current terminal. Connected to the
A fifth common connection point formed by commonly connecting the collectors of the first, fourth, sixth and seventh transistors; and the second, third, fifth and eighth transistors. An output from which a sixth common connection point formed by commonly connecting the respective collectors can obtain a multiplication output signal of a signal having a frequency twice the frequency of the first signal and the second signal. A harmonic mixer circuit characterized by being a terminal.
上記第1及び第2のトランジスタの共通接続されたエミッタ及び上記第3及び第4のトランジスタの共通接続されたエミッタが、上記第1及び第2の電流端子を有し電流源部に接続されるとともに、上記第5及び第6のトランジスタの共通接続されたエミッタ及び上記第7及び第8のトランジスタの共通接続されたエミッタが、上記第3及び第4の電流端子を有し電流源部に接続されることを特徴とする請求項1記載の高調波ミキサー回路。The commonly connected emitters of the commonly connected emitters and said third and fourth transistors of said first and second transistors is connected to the current source unit having said first and second terminals Rutotomoni, the fifth and the commonly connected emitters of the commonly connected emitters and transistors of the seventh and eighth of the sixth transistor is a current source unit having said third and fourth current terminal The harmonic mixer circuit according to claim 1, further comprising: 記第1の信号の周波数の2倍の周波数と上記第2の信号の搬送波周波数とが等しくされることを特徴とする請求項1または2記載の高調波ミキサー回路。Harmonic mixer circuit according to claim 1 or 2, wherein that the carrier frequency of the upper Symbol first signal at twice the frequency and the second signal frequency is equal. 上記第1のトランジスタから上記第8のトランジスタまでの8個のトランジスタが、各々のエミッタ領域面積が等しいものとされることを特徴とする請求項1または2記載の高調波ミキサー回路。Eight transistors from the first transistor to the transistor of the eighth harmonic mixer circuit according to claim 1 or 2, wherein the respective emitter region area is an equal correct ones.
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