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JP6445286B2 - Phase detector, phase adjustment circuit, receiver and transmitter - Google Patents
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Description

本発明は、高周波信号の位相を検出することに適した位相検出器、位相調整回路、受信器及び送信器に関する。   The present invention relates to a phase detector, a phase adjustment circuit, a receiver, and a transmitter suitable for detecting the phase of a high-frequency signal.

現在、高周波RF(ラジオ・フルクエンシー:Radio Frequency)信号を用いたレーダーシステムは、自動車のレーダーや航空機の高度を検出すること等に用いられている。高周波RF信号を用いたレーダーシステムにおいては、受信されたRF信号の位相に係る情報が非常に重要な意味を持っている。なお、本明細書では、RF信号の位相に係る情報を、「位相情報」とも記す。RFの位相情報を活用する例としては、例えば、FMCW(周波数変調連続波:Frequency Modulated Continuous Wave)変調を用いたレーダーシステムが挙げられる。   Currently, a radar system using a high frequency RF (Radio Frequency) signal is used for detecting the radar of an automobile or the altitude of an aircraft. In a radar system using a high-frequency RF signal, information related to the phase of the received RF signal is very important. In the present specification, information relating to the phase of the RF signal is also referred to as “phase information”. An example of utilizing RF phase information is, for example, a radar system using FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) modulation.

図10は、FMCW変調を用いたレーダーシステムを説明するための模式図である。図10に示したレーダーシステムは、複数のアンテナ911を備えた受信器91を備えている。図10に示したレーダーシステムは、複数のアンテナ911を一方向に配置し、送信されてきたRF信号を受信器91によって受信する。RF信号が充分な距離を隔てた位置から送信されてきた場合、隣接するアンテナ911によって受信されるRF信号の位相は、互いに位相差θを有している。なお、位相差θは、隣接するアンテナ911間の距離dと、RF信号のアンテナ911に対する入射角φによって決定される。   FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a radar system using FMCW modulation. The radar system illustrated in FIG. 10 includes a receiver 91 including a plurality of antennas 911. In the radar system shown in FIG. 10, a plurality of antennas 911 are arranged in one direction, and a transmitted RF signal is received by a receiver 91. When the RF signals are transmitted from positions separated by a sufficient distance, the phases of the RF signals received by the adjacent antennas 911 have a phase difference θ with respect to each other. The phase difference θ is determined by the distance d between the adjacent antennas 911 and the incident angle φ of the RF signal with respect to the antenna 911.

図11は、図10に示した受信器91の内部を説明するための機能ブロック図である。受信器91は、1つのローカル信号生成源101と、複数のミキサ回路102と、を備えている。ローカル信号生成源101によって生成されたローカル信号は、ミキサ回路102の各々に分配される。各ミキサ回路102は、分配されたローカル信号を必要に応じて増幅する。   FIG. 11 is a functional block diagram for explaining the inside of the receiver 91 shown in FIG. The receiver 91 includes one local signal generation source 101 and a plurality of mixer circuits 102. The local signal generated by the local signal generation source 101 is distributed to each mixer circuit 102. Each mixer circuit 102 amplifies the distributed local signal as necessary.

各ミキサ回路102に供給されるローカル信号の位相が厳密に同じである場合、各ミキサ回路102が出力するIF(中間周波数:Intermediate Frequency)信号は、受信したRF信号の位相差θと同じ位相差θを有する。これは、以下の式(1)によって表される。

Figure 0006445286
When the phase of the local signal supplied to each mixer circuit 102 is exactly the same, the IF (Intermediate Frequency) signal output from each mixer circuit 102 has the same phase difference as the phase difference θ of the received RF signal. θ. This is represented by the following equation (1).
Figure 0006445286

なお、式(1)において、各記号は以下のパラメータを示す。
ω:受信したRF信号の角周波数
ω:ローカル信号生成源によって生成されたローカル信号の角周波数
θ:受信したRF信号の位相情報(受信したRF信号の位相と、隣接するアンテナ911に受信されたRF信号の位相との差(位相差))
式(1)では、右辺が周波数変換によってダウンコンバートされた成分のみを示し、他の周波数成分は図示しないLPF(ローパスフィルタ:Low-pass filter)等によって除去されたものとする。
In addition, in Formula (1), each symbol shows the following parameters.
ω 1 : Angular frequency of the received RF signal ω 2 : Angular frequency of the local signal generated by the local signal generation source θ: Phase information of the received RF signal (the phase of the received RF signal and reception by the adjacent antenna 911 Difference from the phase of the measured RF signal (phase difference))
In Expression (1), it is assumed that the right side shows only the component down-converted by frequency conversion, and other frequency components are removed by an LPF (Low-pass filter) or the like (not shown).

各ミキサ回路102に入力されるローカル信号間に位相の誤差θerrがある場合、誤差θerrと式(1)に示したIF信号との関係は、以下の式(2)によって表される。

Figure 0006445286
When there is a phase error θ err between the local signals input to each mixer circuit 102, the relationship between the error θ err and the IF signal shown in Equation (1) is expressed by Equation (2) below.
Figure 0006445286

式(2)によれば、ローカル信号の位相の誤差は、直接IF信号の誤差として現れることが分かる。このようなレーダーシステムでは、各ミキサ回路102へ入力されるローカル信号間の相対的な位相精度が、被検出物の検出精度に直結する。
ローカル信号の位相の誤差は、アンテナ911及び配線によって生じる誤差と共に一括して補正することができる。このような場合、作業者は、レーダーシステムを作成した後、受信器91における各アンテナ911に受信されたRF信号間の位相差θの誤差θerrを測定する。そして、作業者は、測定によって得られた誤差θerrを入射角φを計算する際に差し引くことにより、位相差θの値を補正する。
According to equation (2), it can be seen that the phase error of the local signal appears directly as the error of the IF signal. In such a radar system, the relative phase accuracy between the local signals input to each mixer circuit 102 is directly linked to the detection accuracy of the detected object.
The phase error of the local signal can be corrected together with the error caused by the antenna 911 and the wiring. In such a case, after creating the radar system, the operator measures the error θ err of the phase difference θ between the RF signals received by the antennas 911 in the receiver 91. Then, the operator corrects the value of the phase difference θ by subtracting the error θ err obtained by the measurement when calculating the incident angle φ.

ただし、各ミキサ回路102に供給されるローカル信号は、増幅回路同士のミスマッチ等によって異なる位相温度特性や位相電源電圧特性をもつ。このため、より高い精度の位相検出を行うには複数の温度条件、複数の電源電圧条件で予め誤差θerrを測定しておかなければならず、上記位相差θの補正には測定に手間と時間がかかるという欠点があった。 However, the local signal supplied to each mixer circuit 102 has different phase temperature characteristics and phase power supply voltage characteristics due to mismatch between the amplifier circuits. For this reason, in order to perform phase detection with higher accuracy, the error θ err must be measured in advance under a plurality of temperature conditions and a plurality of power supply voltage conditions. There was a drawback that it took time.

予め誤差θerrを測定する必要がない位相差θの補正としては、位相調整回路を用いる方法がある。位相差θを補正する位相調整回路は、例えば、特許文献1に記載されている。位相調整回路は、クロック信号等の基準信号を入力し、出力信号を出力し、基準信号と出力信号との位相差または遅延差を位相検出器によって検出する。さらに、位相調整回路は、検出された位相差または遅延差を使って出力信号の位相を基準信号の位相と一致させている。 As a correction of the phase difference θ that does not require the error θ err to be measured in advance, there is a method using a phase adjustment circuit. A phase adjustment circuit that corrects the phase difference θ is described in Patent Document 1, for example. The phase adjustment circuit receives a reference signal such as a clock signal, outputs an output signal, and detects a phase difference or a delay difference between the reference signal and the output signal by a phase detector. Further, the phase adjustment circuit uses the detected phase difference or delay difference to match the phase of the output signal with the phase of the reference signal.

図12は、図11に示した受信器91に位相調整回路110を適用した例を示した図である。位相調整回路110は、基準信号とローカル信号とを入力する。このとき、各位相調整回路110からは位相が等しい出力信号が出力される。つまり、図12に示した受信器では、複数のミキサ回路102の全てに入力されるローカル信号の位相が単一の基準信号の位相と一致し、全てのミキサ回路102に入力されるローカル信号を同一の位相に補正することができる。したがって、位相調整回路110を用いる位相の補正には、複数の温度条件や電源電圧条件における位相誤差を予め測定しておく必要がない。   FIG. 12 is a diagram showing an example in which the phase adjustment circuit 110 is applied to the receiver 91 shown in FIG. The phase adjustment circuit 110 inputs a reference signal and a local signal. At this time, each phase adjustment circuit 110 outputs an output signal having the same phase. That is, in the receiver shown in FIG. 12, the phase of the local signal input to all of the plurality of mixer circuits 102 matches the phase of a single reference signal, and the local signals input to all the mixer circuits 102 are Correction can be made to the same phase. Therefore, for phase correction using the phase adjustment circuit 110, it is not necessary to measure phase errors under a plurality of temperature conditions and power supply voltage conditions in advance.

図13は、公知の位相調整回路110を例示した図である。位相調整回路110は、遅延ロック・ループ回路として構成されている。位相調整回路110は、基準信号とローカル信号とを入力し、ローカル信号の位相を調整して出力信号を出力する回路である。図13に示した位相調整回路110は、フェーズシフタ111、位相検出器113及びチャージポンプ115を備えている。フェーズシフタ111は、ローカル信号を入力し、ローカル信号の位相を変化させる(シフトする)。位相が変化したローカル信号は、出力信号として位相調整回路110から出力する。位相検出器113は、基準信号の位相と出力信号の位相とを検出して両者の位相差をチャージポンプ115に出力する。チャージポンプ115は、基準信号と出力信号との位相差に応じた電圧信号を生成し、フェーズシフタ111に出力する。フェーズシフタ111は、電圧信号に応じてローカル信号の位相のシフト量を決定し、位相を変化させている。   FIG. 13 is a diagram illustrating a known phase adjustment circuit 110. The phase adjustment circuit 110 is configured as a delay locked loop circuit. The phase adjustment circuit 110 is a circuit that receives a reference signal and a local signal, adjusts the phase of the local signal, and outputs an output signal. The phase adjustment circuit 110 illustrated in FIG. 13 includes a phase shifter 111, a phase detector 113, and a charge pump 115. The phase shifter 111 receives a local signal and changes (shifts) the phase of the local signal. The local signal whose phase has changed is output from the phase adjustment circuit 110 as an output signal. The phase detector 113 detects the phase of the reference signal and the phase of the output signal, and outputs the phase difference between them to the charge pump 115. The charge pump 115 generates a voltage signal corresponding to the phase difference between the reference signal and the output signal, and outputs the voltage signal to the phase shifter 111. The phase shifter 111 determines the phase shift amount of the local signal according to the voltage signal, and changes the phase.

特表平9−512966Special table 9-512966

しかしながら、上記した位相調整回路110を実現するためには、図13に示したように、位相検出器が必要である。現在、信号の位相を検出する位相検出器としては、周波数位相比較器、Ex−OR回路及びミキサ回路等が挙げられる。
図14は、図13に示した位相検出器113の構成を例示した図である。位相検出器113は、2つのDフリップフロップ131、Dフリップフロップ132、AND回路133及びミキサ回路135を有している。Dフリップフロップ131のクロック信号入力端子には基準信号が入力される。また、Dフリップフロップ132のクロック信号入力端子には図13に示した位相調整回路の出力信号が入力される。
However, in order to realize the phase adjustment circuit 110 described above, a phase detector is required as shown in FIG. Currently, examples of a phase detector that detects the phase of a signal include a frequency phase comparator, an Ex-OR circuit, and a mixer circuit.
FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of the phase detector 113 shown in FIG. The phase detector 113 includes two D flip-flops 131, a D flip-flop 132, an AND circuit 133, and a mixer circuit 135. A reference signal is input to the clock signal input terminal of the D flip-flop 131. Further, the output signal of the phase adjustment circuit shown in FIG. 13 is input to the clock signal input terminal of the D flip-flop 132.

また、Dフリップフロップ131、132のD端子には、データ信号が入力される。
位相検出器113は、基準信号と位相調整回路の出力信号とを入力し、入力された基準信号及び出力信号に基づいてラッチされたデータ信号の値をAND回路133に入力する。AND回路133はラッチされた信号が共に「1」である場合、即ち基準信号と出力信号の位相が一致している場合にDフリップフロップ131、132に対してリセット信号を出力し、Dフリップフロップ131、132をリセットする。また、基準信号の位相と出力信号の位相とが一致していない場合、基準信号と出力信号は加算器135において加算され、図12に示したチャージポンプ115に出力される。
A data signal is input to the D terminals of the D flip-flops 131 and 132.
The phase detector 113 inputs the reference signal and the output signal of the phase adjustment circuit, and inputs the value of the data signal latched based on the input reference signal and the output signal to the AND circuit 133. The AND circuit 133 outputs a reset signal to the D flip-flops 131 and 132 when the latched signals are both “1”, that is, when the phases of the reference signal and the output signal coincide with each other. 131 and 132 are reset. If the phase of the reference signal and the phase of the output signal do not match, the reference signal and the output signal are added by the adder 135 and output to the charge pump 115 shown in FIG.

このような位相検出器113として適用される周波数位相比較器、あるいはEx−OR回路では、出力信号の周波数が数GHzを超える高周波信号である場合、使用されているトランジスタの特性ばらつきや寄生容量の影響で位相の検出精度が低下することが知られている。
また、図12、図13に示したように、ミキサ回路を用いて周波数変換を行う場合、基準信号とローカル信号との位相差に応じた直流成分が受信器の出力信号に現れる。このとき、現実の回路においては、高周波信号特有のセルフミキシングと呼ばれる現象によって生じる直流信号が出力信号に混ざりこみ、検出精度が劣化するという問題があった。
In such a frequency phase comparator or Ex-OR circuit applied as the phase detector 113, when the frequency of the output signal is a high-frequency signal exceeding several GHz, the characteristics variation of the transistors used and the parasitic capacitance It is known that the phase detection accuracy decreases due to the influence.
Also, as shown in FIGS. 12 and 13, when frequency conversion is performed using a mixer circuit, a DC component corresponding to the phase difference between the reference signal and the local signal appears in the output signal of the receiver. At this time, in the actual circuit, there is a problem that a DC signal generated by a phenomenon called self-mixing peculiar to a high frequency signal is mixed into the output signal and the detection accuracy is deteriorated.

上記したように、RF高周波信号の位相を正確に検出するためには、受信器のローカル信号の位相を高い精度で一致させることが必要であった。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、高周波の信号の位相を高い精度で検出することが可能な位相検出器、このような位相検出器を用いた位相調整回路、受信器及び送信器を提供することを目的とする。
As described above, in order to accurately detect the phase of the RF high-frequency signal, it is necessary to match the phase of the local signal of the receiver with high accuracy.
The present invention has been made in view of the above points, and is a phase detector capable of detecting the phase of a high-frequency signal with high accuracy, a phase adjustment circuit using such a phase detector, and reception. An object is to provide a transmitter and a transmitter.

上記課題は、以下の手段によって解決することができる。即ち、本発明の位相検出器の一態様は、第1信号と、第1制御信号とを入力し、第1制御信号によって第1信号の極性の正負を切替えて第2信号として出力する第1切替器と、第2信号と、第3信号とを入力し、第2信号と第3信号とを加算して第4信号として出力する加算器と、第4信号を入力し、第4信号に対して偶数次及び奇数次の歪みが含まれる非線形の第5信号を出力する歪回路と、第5信号と、第1制御信号と同期させた第2制御信号とを入力し、第2制御信号によって第5信号の極性の正負を切替え第6信号として出力する第2切替器と、第5信号に含まれる変調信号又は第6信号に含まれる変調信号を除去する回路と、を備え、第1信号は、第3信号の角周波数のN(Nは2以上の偶数)倍の角周波数を有する。 The above problem can be solved by the following means. That is, according to one aspect of the phase detector of the present invention, the first signal and the first control signal are input, the first control signal switches the polarity of the first signal, and the first signal is output as the second signal. The switch, the second signal, and the third signal are input, the adder that adds the second signal and the third signal and outputs the fourth signal, the fourth signal is input, and the fourth signal is input. A distortion circuit that outputs a nonlinear fifth signal including even-order and odd-order distortions , a fifth signal, and a second control signal synchronized with the first control signal are input to the second control signal. comprising a second switch for outputting the switched positive and negative polarity of the fifth signal as the sixth signal, and a circuit for removing a modulated signal included in the modulated signal or the sixth signal included in the fifth signal, the by, the 1 signal, that (the N 2 or more even number) N of the angular frequency of the third signal having a multiple of the angular frequency.

また、本発明の一態様の位相検出器は、上記態様において、第2切替器が、第1信号の位相と第3信号の位相との差に応じた信号を第6信号として出力することができる。
また、本発明の一態様の位相検出器は、上記態様において、第1信号の周波数を、第3信号のN倍(Nは2以上の整数)の周波数とすることができる。
また、本発明の一態様の位相検出器は、上記態様において、第2切替器の後段にローパスフィルタ、平滑化回路、平均化回路、積分回路の少なくとも一つを備えることができる。
In the phase detector according to one aspect of the present invention, in the above aspect, the second switch may output a signal corresponding to the difference between the phase of the first signal and the phase of the third signal as the sixth signal. it can.
In the phase detector of one embodiment of the present invention, the frequency of the first signal can be N times (N is an integer of 2 or more) of the third signal.
The phase detector according to one aspect of the present invention can include at least one of a low-pass filter, a smoothing circuit, an averaging circuit, and an integrating circuit in the subsequent stage of the second switch in the above aspect.

また、本発明の一態様の位相検出器は、上記態様において、第1切替器と加算器との間に分配器を設けることができる。
また、本発明の一態様の位相検出器は、上記態様において、分配器は、第1切替器から第2信号を入力し、加算器に第7信号を出力すると共に、第7信号と相対的な位相関係が保たれた第8信号を出力することができる。
また、本発明の一態様の位相検出器は、上記態様において、第1切替器の前段に分配器を設けることができる。
In the phase detector of one embodiment of the present invention, a distributor can be provided between the first switch and the adder in the above embodiment.
In the phase detector according to one aspect of the present invention, in the above aspect, the distributor inputs the second signal from the first switch, outputs the seventh signal to the adder, and is relative to the seventh signal. It is possible to output the eighth signal in which a simple phase relationship is maintained.
In the phase detector of one embodiment of the present invention, in the above embodiment, a distributor can be provided before the first switch.

また、本発明の一態様の位相検出器は、上記態様において、分配器は、第1信号を入力し、第1切替器に第9信号を出力すると共に、第9信号と相対的な位相関係が保たれた第10信号を出力することができる。
また、本発明の一態様の位相検出器は、上記態様において、加算器に代えて方向性結合器を有することができる。
また、本発明の一態様の位相検出器は、上記態様において、方向性結合器が、第2信号及び第3信号を入力し、第4信号及び第4信号と相対的な位相関係が保たれた第11信号を出力することができる。
In the phase detector according to one aspect of the present invention, in the above aspect, the distributor inputs the first signal, outputs the ninth signal to the first switch, and has a relative phase relationship with the ninth signal. The tenth signal in which is maintained can be output.
The phase detector of one embodiment of the present invention can include a directional coupler in place of the adder in the above embodiment.
In the phase detector of one embodiment of the present invention, in the above embodiment, the directional coupler receives the second signal and the third signal, and the relative phase relationship with the fourth signal and the fourth signal is maintained. The eleventh signal can be output.

本発明の一態様の位相調整回路は、上記態様のいずれか1つに記載の位相検出器と、入力信号を入力し、入力信号の位相を第6信号に応じて変化させることにより第1信号を生成するフェーズシフタと、を備えることができる。
本発明の一態様の位相調整回路は、第0信号を入力し、第0信号の位相を変更して第1信号として出力するフェーズシフタと、第1信号と、第1制御信号とを入力し、第1制御信号によって第1信号の極性の正負を切替えて第2信号として出力する第1切替器と、第2信号を入力し、第2信号を第1分配信号と第2分配信号とに分配して出力する第1分配器と、第1分配信号と、第3信号とを入力し、第1分配信号と第3信号とを加算して第4信号として出力する加算器と、第4信号を入力し、第4信号に対して偶数次及び奇数次の歪みが含まれる非線形の第5信号を出力する歪回路と、第5信号と、第1制御信号と同期させた第2制御信号とを入力し、第2制御信号によって第5信号の極性の正負を切替え第6信号として出力する第2切替器と、第6信号を入力し、第0信号の位相を制御する制御信号をフェーズシフタに出力する制御回路と、第5信号に含まれる変調信号又は第6信号に含まれる変調信号を除去する回路と、を備え、第1信号は、第3信号の角周波数のN(Nは2以上の偶数)倍の角周波数を有することができる。
A phase adjustment circuit according to an aspect of the present invention includes a phase detector according to any one of the above aspects, an input signal, and a first signal by changing a phase of the input signal according to a sixth signal. And a phase shifter for generating.
The phase adjustment circuit of one embodiment of the present invention receives a zeroth signal, changes a phase of the zeroth signal and outputs the first signal, a first signal, and a first control signal. The first switch that switches the polarity of the first signal in accordance with the first control signal and outputs the second signal as the second signal, the second signal is input, and the second signal is converted into the first distribution signal and the second distribution signal. A first distributor for distributing and outputting, a first distribution signal and a third signal, an adder for adding the first distribution signal and the third signal and outputting as a fourth signal; A distortion circuit for inputting a signal and outputting a nonlinear fifth signal including even-order and odd-order distortions with respect to the fourth signal; a second control signal synchronized with the fifth signal and the first control signal; enter the door, a second switching outputs the second control signal by switching the positive and negative polarities of the fifth signal as a sixth signal And vessels, type a sixth signal, removes a control circuit for outputting a control signal for controlling the phase of the 0 signal in the phase shifter, the modulation signal included in the modulated signal or the sixth signal included in the fifth signal comprising a circuit, a first signal, (the N 2 or more even number) N of the angular frequency of the third signal may Rukoto to have a multiple of the angular frequency.

また、本発明の一態様の位相調整回路は、上記態様において、制御回路が、チャージポンプ回路を含むことができる。
また、本発明の一態様の位相調整回路は、上記態様において、制御回路が、AD変換器、プロセッサ、及びDA変換器を含むことができる。
また、本発明の一態様の位相調整回路は、上記態様において、第3信号を、所定の基準信号とすることができる。
In the phase adjustment circuit of one embodiment of the present invention, in the above embodiment, the control circuit can include a charge pump circuit.
In the phase adjustment circuit of one embodiment of the present invention, in the above embodiment, the control circuit can include an AD converter, a processor, and a DA converter.
In the phase adjustment circuit of one embodiment of the present invention, the third signal can be a predetermined reference signal in the above embodiment.

また、本発明の一態様の位相調整回路は、上記態様において、第0信号は、位相調整回路に入力される入力信号とすることができる。
また、本発明の一態様の位相調整回路は、上記態様において、入力信号を入力し、第3分配信号と第3信号とに分配して出力する第2分配器と、第3分配信号を入力し、第3分配信号の周波数のN倍(Nは2以上の整数)の周波数を有する信号をフェーズシフタに出力する周波数N倍器と、を備えることができる。
In the phase adjustment circuit of one embodiment of the present invention, the 0th signal can be an input signal input to the phase adjustment circuit in the above embodiment.
In the phase adjustment circuit of one embodiment of the present invention, in the above embodiment, the input signal is input, the second distributor that distributes the input signal to the third distribution signal and the third signal, and the third distribution signal is input. And a frequency N multiplier that outputs a signal having a frequency N times (N is an integer equal to or greater than 2) the frequency of the third distribution signal to the phase shifter.

また、本発明の一態様の位相調整回路は、上記態様において、入力信号を入力し、フェーズシフタに入力する第0信号と第3信号とに分配して出力する第2分配器と、フェーズシフタの出力の周波数のN倍(Nは2以上の偶数)の周波数を有する信号を第1信号として出力する周波数N倍器と、を備えることができる。
また、本発明の一態様の位相調整回路は、上記態様において、フェーズシフタと第1切替器との間に設けられたバッファを有することができる。
本発明の一態様の受信器は、上記態様の位相調整回路を備える。
本発明の一態様の送信器は、上記態様の位相調整回路を備える。
The phase adjustment circuit according to one aspect of the present invention, in the above aspect, includes a second distributor that inputs an input signal, distributes the input signal to a zeroth signal and a third signal that are input to the phase shifter, and a phase shifter. A frequency N multiplier that outputs a signal having a frequency N times (N is an even number equal to or greater than 2) as the first signal.
The phase adjustment circuit of one embodiment of the present invention can include a buffer provided between the phase shifter and the first switch in the above embodiment.
A receiver of one embodiment of the present invention includes the phase adjustment circuit of the above embodiment.
A transmitter according to one embodiment of the present invention includes the phase adjustment circuit according to the above embodiment.

上記した態様によれば、高周波の信号の位相を高い精度で検出することが可能な位相検出器、このような位相検出器を用いた位相調整回路、受信器及び送信器を提供することができる。   According to the above aspect, it is possible to provide a phase detector capable of detecting the phase of a high-frequency signal with high accuracy, a phase adjustment circuit using such a phase detector, a receiver, and a transmitter. .

本発明の第1実施形態の位相検出器を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase detector of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の位相検出器を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase detector of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の位相検出器を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase detector of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態の位相調整回路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase adjustment circuit of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態の位相調整回路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase adjustment circuit of 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態の位相調整回路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase adjustment circuit of 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態の位相調整回路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase adjustment circuit of 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8実施形態の受信器を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the receiver of 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9実施形態の送信器を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the transmitter of 9th Embodiment of this invention. 公知のFMCW変調を用いたレーダーシステムを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the radar system using a well-known FMCW modulation. 図10に示した受信器の内部を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the inside of the receiver shown in FIG. 図11に示した受信器に位相調整回路を適用した例を示した図である。It is the figure which showed the example which applied the phase adjustment circuit to the receiver shown in FIG. 公知の位相調整回路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a well-known phase adjustment circuit. 位相検出器の構成を例示した図である。It is the figure which illustrated the composition of the phase detector.

以下、本発明の第1第1実施形態から第6実施形態を説明する。なお、第1実施形態から第6実施形態の位相検出器は、いずれも信号A及び信号Bを入力し、信号Bの位相を基準にして信号Aの位相を検出する回路である。
・第1実施形態
[構成]
図1(a)、(b)は、第1実施形態の位相検出器1を説明するための図である。図1(a)に示すように、位相検出器1は、位相検出器1に第1極性切替信号Saと第2極性切替信号Sbとを出力する極性制御回路3と、位相検出器1が出力した信号を濾波するLPF(ローパスフィルタ:Low-pass filter)5と共に使用される。
Hereinafter, the first to sixth embodiments of the present invention will be described. Note that the phase detectors of the first to sixth embodiments are both circuits that receive the signal A and the signal B and detect the phase of the signal A on the basis of the phase of the signal B.
First embodiment [configuration]
FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining the phase detector 1 of the first embodiment. As shown in FIG. 1A, the phase detector 1 includes a polarity control circuit 3 that outputs a first polarity switching signal Sa and a second polarity switching signal Sb to the phase detector 1, and an output from the phase detector 1. It is used together with an LPF (Low-pass filter) 5 for filtering the processed signal.

図1(b)は、図1(a)に示した位相検出器1を示す図である。位相検出器1は、第1極性切替器11と、加算器13と、歪回路15と、第2極性切替器17と、を有している。
第1極性切替器11は、信号Aと共に、第1極性切替信号Saを入力する。そして、第1極性切替信号Saによって信号Aの極性の正負を切替え、極性切替後の信号を信号Scとして加算器13に出力する。
FIG.1 (b) is a figure which shows the phase detector 1 shown to Fig.1 (a). The phase detector 1 includes a first polarity switch 11, an adder 13, a distortion circuit 15, and a second polarity switch 17.
The first polarity switch 11 receives the first polarity switching signal Sa together with the signal A. Then, the polarity of the signal A is switched between positive and negative by the first polarity switching signal Sa, and the signal after the polarity switching is output to the adder 13 as the signal Sc.

加算器13は、信号Scと、信号Bとを入力する。信号Bの角周波数は、信号Aの角周波数の1/2の値を有している。即ち、信号Bの角周波数をωとすると、信号Aの角周波数は2ωと表される。加算器13は、信号Scと信号Bとを加算する。加算後の信号を信号Sdと記す。信号Sdは、歪回路15に出力される。
また、第1実施形態は、信号Aの角周波数が信号Bの角周波数の2倍の角周波数を持つことに限定されるものでなく、N(Nは2以上の偶数)倍の角周波数を持つものであればよい。
なお、上記において、第1実施形態は、信号A、信号Bの周波数を角周波数で示している。しかし、当然のことながら、信号Aの角周波数が信号Bの角周波数のN倍の角周波数を持つ場合、信号Aの周波数は信号Bの周波数のN倍となる。
The adder 13 receives the signal Sc and the signal B. The angular frequency of the signal B has a value that is ½ of the angular frequency of the signal A. That is, when the angular frequency of the signal B is ω, the angular frequency of the signal A is expressed as 2ω. The adder 13 adds the signal Sc and the signal B. The signal after the addition is denoted as signal Sd. The signal Sd is output to the distortion circuit 15.
In the first embodiment, the angular frequency of the signal A is not limited to the angular frequency twice that of the signal B, and the angular frequency is N (N is an even number equal to or greater than 2). It only has to have it.
In the above, in the first embodiment, the frequency of the signal A and the signal B is indicated by an angular frequency. However, as a matter of course, when the angular frequency of the signal A has an angular frequency N times the angular frequency of the signal B, the frequency of the signal A is N times the frequency of the signal B.

歪回路15は、非線形の入出力特性を有する回路である。このため、歪回路15に入力された信号Sdは、信号Sdに関する一次関数では表されない信号Se、即ち信号Sdに対して非線形な信号Seに変換されて第2極性切替器17に出力される。なお、第1実施形態の歪回路15とは、例えば増幅器やバッファ、ダイオード等の回路一般を指す。
第2極性切替器17は、信号Seと共に極性切替信号Sbを入力する。そして、第2極性切替信号Sbによって信号Seの極性の正負を切替え、極性切替後の信号を信号SfとしてLPF5に出力する。LPF5は、信号Sfを平滑化し、直流(DC)以外の周波数成分を除去してDC信号として出力する。このとき、DC信号は、信号Aと信号Bとの位相差に応じた直流信号となる。
The distortion circuit 15 is a circuit having nonlinear input / output characteristics. For this reason, the signal Sd input to the distortion circuit 15 is converted to a signal Se that is not represented by a linear function related to the signal Sd, that is, a signal Se that is nonlinear with respect to the signal Sd, and is output to the second polarity switch 17. In addition, the distortion circuit 15 of 1st Embodiment points out general circuits, such as an amplifier, a buffer, a diode, for example.
The second polarity switch 17 receives the polarity switching signal Sb together with the signal Se. Then, the polarity of the signal Se is switched by the second polarity switching signal Sb, and the signal after the polarity switching is output to the LPF 5 as a signal Sf. The LPF 5 smoothes the signal Sf, removes frequency components other than direct current (DC), and outputs it as a DC signal. At this time, the DC signal is a DC signal corresponding to the phase difference between the signal A and the signal B.

なお、図1(a)に示した例では、LPF5を位相検出器1の後段に配置しているが、第1実施形態はこのような構成に限定されるものではない。例えば、第1実施形態は、LPF5を図1(b)に示した位相検出器1の第2極性切替器17の前段に設ける構成であってもよい。また、信号Sfを平滑化する構成はLPFに限定されるものではなく、デジタル演算によって信号を平滑化し、直流以外の周波数成分を除去する平滑化回路、平均化回路、及び積分器等を用いてもよい。
さらに、第1実施形態は、図1(b)に示した位相検出器1が図1(a)に示したLPF5をも含むものであってもよい。
In the example shown in FIG. 1A, the LPF 5 is arranged at the subsequent stage of the phase detector 1, but the first embodiment is not limited to such a configuration. For example, the first embodiment may have a configuration in which the LPF 5 is provided before the second polarity switch 17 of the phase detector 1 shown in FIG. In addition, the configuration for smoothing the signal Sf is not limited to the LPF, and a smoothing circuit, an averaging circuit, an integrator, and the like that smooth the signal by digital calculation and remove frequency components other than DC are used. Also good.
Further, in the first embodiment, the phase detector 1 shown in FIG. 1B may also include the LPF 5 shown in FIG.

[原理]
次に、第1実施形態の位相検出器1が被検出信号の位相情報を正確に検出することができる原理を説明する。この説明では、先ず、第1極性切替信号Sa、第2極性切替信号Sbが入力されない場合(第1極性切替器、第2極性切替器がない場合)の位相検出器1の動作について説明する。
[principle]
Next, the principle that the phase detector 1 of the first embodiment can accurately detect the phase information of the detected signal will be described. In this description, first, the operation of the phase detector 1 when the first polarity switching signal Sa and the second polarity switching signal Sb are not input (when the first polarity switching device and the second polarity switching device are not provided) will be described.

ここでは、信号A、信号Bが以下のように表されるものとする。

Figure 0006445286
信号Aのθは、信号Aと信号Bの位相の差に相当する。また、信号Aの「A」は信号Aの最大振幅であり、信号Bの「B」は信号Bの最大振幅である。ωは信号A、信号Bの角周波数であり、tは時間を示している。この場合、歪回路15に入力される信号Sdの値Pは、以下の式(3)によって表される。
Figure 0006445286
Here, it is assumed that the signal A and the signal B are expressed as follows.
Figure 0006445286
Θ of the signal A corresponds to a phase difference between the signal A and the signal B. Further, “A” of signal A is the maximum amplitude of signal A, and “B” of signal B is the maximum amplitude of signal B. ω is the angular frequency of signals A and B, and t indicates time. In this case, the value P of the signal Sd input to the distortion circuit 15 is expressed by the following equation (3).
Figure 0006445286

なお、ここでいう歪回路とは、高調波成分が生じる回路を指す。第1実施形態の歪回路15の入出力特性を3次の非線形性を持った式で表すと、以下の式(4)のように表される。

Figure 0006445286
The distortion circuit here refers to a circuit in which a harmonic component is generated. When the input / output characteristics of the distortion circuit 15 of the first embodiment are expressed by an expression having a third-order nonlinearity, it is expressed as the following expression (4).
Figure 0006445286

歪回路15の出力について周波数成分を持った項を図1に例示したLPF5、あるいは平均化処理等で取り除き、DC成分のみを残した場合、DC信号は、以下の式(5)によって表される。式(5)によれば、DC信号は、信号Aと信号Bの位相差θに依存することが明らかである。また、式(5)中のa及び後述するa、aは、歪回路15の設計によって決まる定数である。

Figure 0006445286
When the term having the frequency component is removed from the output of the distortion circuit 15 by the LPF 5 illustrated in FIG. 1 or the averaging process, and only the DC component is left, the DC signal is expressed by the following equation (5). . According to Equation (5), it is clear that the DC signal depends on the phase difference θ between the signal A and the signal B. Further, a 3 in equation (5) and a 1 and a 2 described later are constants determined by the design of the distortion circuit 15.
Figure 0006445286

なお、上記式(4)、(5)では、歪回路15の入出力特性として3次の歪を例示したが、上記の関係は、入出力特性が3次より高次な奇数次の歪回路においても同様である。
ところで、歪回路15の入出力特性の非線形性が3次または奇数次だけではなく、式(6)のような2次の非線形性を持っている場合がある。

Figure 0006445286
In the above formulas (4) and (5), the third-order distortion is exemplified as the input / output characteristics of the distortion circuit 15. However, the above relationship is an odd-order distortion circuit whose input / output characteristics are higher than the third order. The same applies to.
By the way, the nonlinearity of the input / output characteristics of the distortion circuit 15 may not only be the third-order or odd-order, but also the second-order nonlinearity as shown in Expression (6).
Figure 0006445286

歪回路15の入出力特性が2次の非線形性を持っている場合、歪回路15から出力される信号SeがLPF5を通ったDC成分は、以下の式(7)のように表される。

Figure 0006445286
When the input / output characteristic of the distortion circuit 15 has second-order nonlinearity, the DC component through which the signal Se output from the distortion circuit 15 passes through the LPF 5 is expressed as the following Expression (7).
Figure 0006445286

式(7)によれば、2次歪によって位相情報を持ったDC成分以外のDC成分が生じることが分かる。位相情報を持ったDC成分以外のDC成分は、式(7)の右辺の第2項と第3項によって表される。なお、ここでは2次の歪を例示したが、より高次の偶数次の歪の場合も同様である。式(7)中のaの値は、差動回路の利用等によってaの値に比べて充分小さくなる。また、式(7)中のAの値を大きくすることにより、式(7)の第3項の値を第1項に比べて充分小さくすることができる。
ただし、式(7)中の第2項は、Aを含んでいて、第1項よりもAの値の寄与が大きい。このため、Aの値を大きくすることは、第2項をも大きくすることになる。現実の回路では、第1項の成分を検出するためにAの値を大きくすると、第2項に示す不要DC成分によって検出するべき位相情報に誤差が生じることになる。
According to the equation (7), it can be seen that a DC component other than the DC component having phase information is generated by the secondary distortion. DC components other than the DC component having phase information are represented by the second and third terms on the right side of Equation (7). Although the second-order distortion is exemplified here, the same applies to the case of higher-order even-order distortion. The value of a 2 in equation (7) is sufficiently smaller than the value of a 3 due to the use of a differential circuit or the like. Also, by increasing the value of A in equation (7), the value of the third term in equation (7) can be made sufficiently smaller than the first term.
However, the second term in Equation (7) includes A 2, and the contribution of the value of A is larger than that of the first term. For this reason, increasing the value of A also increases the second term. In an actual circuit, if the value of A is increased in order to detect the component of the first term, an error occurs in the phase information to be detected by the unnecessary DC component shown in the second term.

上記の点を解消するため、第1実施形態では、図1に示した第1極性切替器11、第2極性切替器17を位相検出器1に設けている。信号Aの極性を第1極性切替信号Saによって切替えた信号は、以下の式(8)によって表される。

Figure 0006445286
In order to eliminate the above points, in the first embodiment, the first polarity switch 11 and the second polarity switch 17 shown in FIG. A signal obtained by switching the polarity of the signal A by the first polarity switching signal Sa is expressed by the following equation (8).
Figure 0006445286

信号Aが式(8)のように反転すると、加算器13において信号Bと加算されて出力される信号Sdの値Pは、以下の式(9)のようになる。

Figure 0006445286
When the signal A is inverted as shown in the equation (8), the value P of the signal Sd that is added to the signal B in the adder 13 and output is as shown in the following equation (9).
Figure 0006445286

式(9)に示した信号Sdの値Pを式(6)の入出力特性をもつ歪回路15に入力すると、その出力f(P)は、以下の式(10)によって表される。

Figure 0006445286
When the value P of the signal Sd shown in Expression (9) is input to the distortion circuit 15 having the input / output characteristics of Expression (6), the output f (P) is expressed by the following Expression (10).
Figure 0006445286

式(10)に示したf(P)は、式(7)に示したf(P)の第1項のみのDC信号の極性が反転する。このDC信号を第2極性切替器17に入力し、第1極性切替信号Saと同期させた第2極性切替信号Sbの制御によって極性を反転させると、その出力g(P)は、式(11)のように表される。

Figure 0006445286
In f (P) shown in Expression (10), the polarity of the DC signal of only the first term of f (P) shown in Expression (7) is inverted. When this DC signal is input to the second polarity switch 17 and the polarity is inverted by the control of the second polarity switching signal Sb synchronized with the first polarity switching signal Sa, the output g (P) is expressed by the equation (11). ).
Figure 0006445286

式(11)と、第1極性切替器11、第2極性切替器17を設けない位相検出器から出力される式(7)に示した信号f(P)とを比較すると、式(11)の第1項の極性は式(7)の第1項の極性と等しく、式(11)の第2項、第3項の極性は式(7)の第2項、第3項の極性を反転したものになっている。この点を利用し、第1実施形態は、第1極性切替信号Sa及び第2極性切替信号Saの極性を適当な周期Tで切り替える。このようにすることにより、第1実施形態の位相検出器は、以下の式(12)によって表される、信号Aと信号Bの相対位相差θに応じたDC信号と、式(13)によって表される時間周期Tで正負が切り替わる変調信号とに分けられる。   When the equation (11) is compared with the signal f (P) shown in the equation (7) output from the phase detector without the first polarity switch 11 and the second polarity switch 17, the equation (11) The polarity of the first term of Eq. (7) is equal to the polarity of the first term of Eq. (7), and the polarities of the second and third terms of Eq. It has been reversed. Using this point, the first embodiment switches the polarities of the first polarity switching signal Sa and the second polarity switching signal Sa at an appropriate period T. By doing in this way, the phase detector of 1st Embodiment is represented by the following formula | equation (12), DC signal according to the relative phase difference (theta) of the signal A and the signal B, and Formula (13). The signal is divided into a modulated signal that switches between positive and negative in the time period T expressed.

Figure 0006445286
式13中のh(t)は周期的矩形関数であり、以下の式(14)によって表される。
Figure 0006445286
H (t) in Expression 13 is a periodic rectangular function, and is expressed by Expression (14) below.

Figure 0006445286
Figure 0006445286

式(12)で示される成分は周期的に変化する信号である。このため、式(12)で示される成分をDC信号からLPF5や平均化処理等によって分離することができる。このため、第1実施形態は、式(12)で示される信号Aと信号Bの相対的な位相差θに応じたDC信号を分離し、式(12)で示される信号だけを得ることができる。このような第1実施形態は、被検出信号の位相情報を正確に検出することができる。
このような第1実施形態の位相検出器は、RF信号等の高周波の信号において、歪回路15の入出力特性の非線形性に2次または高次の偶数次がある場合にも、偶数次の効果による影響がなく、極めて正確に2つの信号A、信号Bの位相を比較することができる。
The component shown by Formula (12) is a signal which changes periodically. For this reason, the component shown by Formula (12) is separable from DC signal by LPF5, an averaging process, etc. For this reason, the first embodiment separates the DC signal corresponding to the relative phase difference θ between the signal A and the signal B expressed by Expression (12), and obtains only the signal expressed by Expression (12). it can. Such a 1st embodiment can detect phase information on a detected signal correctly.
Such a phase detector according to the first embodiment has an even-order even when there is a second-order or higher-order even order in the nonlinearity of the input / output characteristics of the distortion circuit 15 in a high-frequency signal such as an RF signal. The phase of the two signals A and B can be compared very accurately without being affected by the effect.

・第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態の位相検出器を説明する。
図2(a)、(b)は、第2実施形態の位相検出器を説明するための図である。なお、図2において、図1(a)、(b)に示した構成と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を一部略すものとする。
図2(a)に示した第2実施形態の位相検出器21は、図1(b)に示した第1極性切替器11と加算器13との間に分配器23を設けたものである。分配器23は、第1極性切替器11から入力した信号を信号Shと信号Sgとに分配する。分配器23は、信号Shと信号Sgとの位相を、高い精度で一致させることができる。信号Shは、加算器13に入力される。信号Sgは、例えば受信器のミキサ回路等に入力されるローカル信号として用いることができる。
-2nd Embodiment Next, the phase detector of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining a phase detector according to the second embodiment. In FIG. 2, the same components as those shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.
The phase detector 21 according to the second embodiment shown in FIG. 2A is provided with a distributor 23 between the first polarity switch 11 and the adder 13 shown in FIG. . The distributor 23 distributes the signal input from the first polarity switch 11 into the signal Sh and the signal Sg. The distributor 23 can match the phases of the signal Sh and the signal Sg with high accuracy. The signal Sh is input to the adder 13. The signal Sg can be used as a local signal input to, for example, a mixer circuit of a receiver.

位相検出器21は、第1極性切替器11の後段に分配器23を設けることにより、ミキサ回路等に実際に入力される信号Sgの位相と加算器13に入力される信号Shの位相との相対的な関係を高い精度で一致させることができる。このため、第2実施形態の位相検出器21は、実質的に信号Sg(ローカル信号)と信号Bとの位相差を検出することができる。   The phase detector 21 is provided with a distributor 23 in the subsequent stage of the first polarity switch 11 so that the phase of the signal Sg that is actually input to the mixer circuit or the like and the phase of the signal Sh that is input to the adder 13. The relative relationship can be matched with high accuracy. For this reason, the phase detector 21 of the second embodiment can substantially detect the phase difference between the signal Sg (local signal) and the signal B.

なお、上記した相対的な位相の関係とは、2つの信号において、一方の信号の位相と、この信号の位相を基準にした他方の信号の位相との関係をいう。例えば、2つの信号における位相差は、一方の信号と他方の信号の相対的な関係を示す。本明細書においては、以降、このような「相対的な位相」を単に「位相」とも記す。あるいは、「相対的な位相の差」を単に「位相の差」とも記す。   The relative phase relationship described above refers to the relationship between the phase of one signal and the phase of the other signal based on the phase of this signal in two signals. For example, the phase difference between two signals indicates the relative relationship between one signal and the other signal. In the present specification, hereinafter, such “relative phase” is also simply referred to as “phase”. Alternatively, “relative phase difference” is also simply referred to as “phase difference”.

また、第2実施形態の位相検出器は、図2(a)に示した位相検出器21に限定されるものではない。第2実施形態は、例えば、図2(b)に示した位相検出器22のように、分配器23を第1極性切替器11の前段に設けるようにしてもよい。このとき、分配器23は、信号Aを入力し、第1極性切替器11に信号Skを出力すると共に、信号Skと位相関係が保たれた信号Slを出力する。このとき、位相検出器22の信号Slも、信号Sgと同様にミキサ回路に入力されるローカル信号となる。
説明した第2実施形態の位相検出器21及び位相検出器22によれば、受信器のミキサ回路に実際に入力されるローカル信号と所望の基準信号(図2に示す信号B)との位相を比較することができるため、ローカル信号の位相と基準信号の位相とを高い精度で一致させることができる。
Further, the phase detector of the second embodiment is not limited to the phase detector 21 shown in FIG. In the second embodiment, for example, like the phase detector 22 shown in FIG. 2B, the distributor 23 may be provided in the front stage of the first polarity switch 11. At this time, the distributor 23 receives the signal A, outputs the signal Sk to the first polarity switch 11, and outputs the signal Sl having a phase relationship with the signal Sk. At this time, the signal S1 of the phase detector 22 is also a local signal input to the mixer circuit, like the signal Sg.
According to the phase detector 21 and the phase detector 22 of the second embodiment described, the phase between the local signal actually input to the mixer circuit of the receiver and the desired reference signal (signal B shown in FIG. 2) is calculated. Since the comparison is possible, the phase of the local signal and the phase of the reference signal can be matched with high accuracy.

・第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態の位相検出器を説明する。
図3は、第3実施形態の位相検出器31を説明するための図である。なお、図3に示した構成のうち、図1(a)、(b)、図2に示した構成については図1(a)、(b)、図2と同様の符号を付し、その説明を一部略すものとする。
-3rd Embodiment Next, the phase detector of 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 3 is a diagram for explaining the phase detector 31 of the third embodiment. Of the configurations shown in FIG. 3, the configurations shown in FIGS. 1 (a), (b), and FIG. 2 are given the same reference numerals as those in FIGS. 1 (a), (b), and FIG. Some explanations will be omitted.

第3実施形態の位相検出器31は、図1(b)に示した第1極性切替器11と歪回路15との間に、加算器13に代えて方向性結合器33を設けたものである。方向性結合器33は、第1極性切替器11から信号Scを入力すると共に、信号Bを入力して信号Sgと信号Sdとを出力する。このとき、方向性結合器33は、ミキサ回路に実際に入力される信号Sgの位相と歪回路15に出力される信号Sdの位相とを高い精度で一致させることができる。   The phase detector 31 according to the third embodiment is provided with a directional coupler 33 instead of the adder 13 between the first polarity switch 11 and the distortion circuit 15 shown in FIG. is there. The directional coupler 33 receives the signal Sc from the first polarity switch 11 and also receives the signal B and outputs a signal Sg and a signal Sd. At this time, the directional coupler 33 can match the phase of the signal Sg actually input to the mixer circuit and the phase of the signal Sd output to the distortion circuit 15 with high accuracy.

方向性結合器33は、4ポートの回路である。4つのポートのうち、図3では、第1極性切替器11と接続されるポートにp1、信号Sgが出力されるポートにp2、信号Bが入力されるポートにp3、歪回路15に接続されるポートにp4の符号を付す。このとき、ポートp1から入力された信号Scはポートp2を通過(Through)する信号と、ポートp4と結合(Couple)して出力される信号とに分配される。ポートp2を通過する信号の強度とポートp4に結合される信号の強度との比は、方向性結合器33の設計によって任意に選択できる。   The directional coupler 33 is a 4-port circuit. In FIG. 3, among the four ports, p1 is connected to the port connected to the first polarity switch 11, p2 is connected to the port from which the signal Sg is output, p3 is connected to the port to which the signal B is input, and the distortion circuit 15 is connected. P4 is attached to the port. At this time, the signal Sc input from the port p1 is divided into a signal that passes through the port p2 (Through) and a signal that is output after being coupled with the port p4. The ratio between the intensity of the signal passing through the port p2 and the intensity of the signal coupled to the port p4 can be arbitrarily selected depending on the design of the directional coupler 33.

また、ポートp3とポートp1とは互いに絶縁されていて(Isolateの関係であり)、ポートp1から入力された一切の信号は、理想的にはポートp3に出力されることがない。また、ポートp3に入力された信号Bは、ポートp2とポートp4とに分配される。このような構成により、ポートp4からは、ポートp1に入力された信号とポートp3に入力された信号とが加算された信号Sdが出力される。   Further, the port p3 and the port p1 are insulated from each other (Isolate relationship), and any signal input from the port p1 is ideally not output to the port p3. The signal B input to the port p3 is distributed to the port p2 and the port p4. With such a configuration, a signal Sd obtained by adding the signal input to the port p1 and the signal input to the port p3 is output from the port p4.

このような第3実施形態は、第2実施形態の分配器23と加算器13とを1つの方向性結合器33に代えることができる。したがって、第3実施形態は、第2実施形態の位相検出器21と同様の機能を有しながら、部品点数が少ない簡易な構成の位相検出器31を実現することができる。
なお、第3実施形態の位相検出器31では、ポートp2からポートp1とポートp3の信号とを加算した信号Smが出力される。ただし、第3実施形態では、ポートp3に入力された信号Bの周波数がポートp1に入力する信号Scの周波数の1/2であるため、方向性結合器33の設計によってポートp3からポートp2へ出力される信号の強度を十分小さくすることができる。
このような第3実施形態の位相検出器31によれば、先に示した第2実施形態の分配器23と加算器13の機能をさらに簡易に実現することができる。
In such a third embodiment, the distributor 23 and the adder 13 of the second embodiment can be replaced with one directional coupler 33. Therefore, the third embodiment can realize the phase detector 31 having a simple configuration with a small number of parts while having the same function as the phase detector 21 of the second embodiment.
In the phase detector 31 of the third embodiment, a signal Sm obtained by adding the signals of the port p1 and the port p3 from the port p2 is output. However, in the third embodiment, since the frequency of the signal B input to the port p3 is ½ of the frequency of the signal Sc input to the port p1, the directional coupler 33 is designed to change from the port p3 to the port p2. The intensity of the output signal can be made sufficiently small.
According to the phase detector 31 of the third embodiment as described above, the functions of the distributor 23 and the adder 13 of the second embodiment described above can be realized more easily.

・第4実施形態
次に、本発明の第4実施形態の位相調整回路を説明する。
図4は、位相検出器21を用いた第4実施形態の位相調整回路41を説明するための図である。なお、図4に示した構成のうち、図1(a)、(b)、図2、図3に示した構成については図1(a)、(b)、図2、図3と同様の符号を付し、その説明を一部略すものとする。
図4に示した位相調整回路41は、第2実施形態の位相検出器21と、位相検出器21の前段に設けられたフェーズシフタ42と、位相検出器21の後段に設けられたチャージポンプ44と、を有している。チャージポンプ44の出力は、フェーズシフタ42に出力されると共に、積分フィルタ45に出力されている。
-4th Embodiment Next, the phase adjustment circuit of 4th Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 4 is a diagram for explaining the phase adjustment circuit 41 of the fourth embodiment using the phase detector 21. 4, the configurations shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, 2, and 3 are the same as those shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, 2, and 3. A reference numeral is attached, and a part of the description is omitted.
A phase adjustment circuit 41 shown in FIG. 4 includes a phase detector 21 according to the second embodiment, a phase shifter 42 provided in the previous stage of the phase detector 21, and a charge pump 44 provided in the subsequent stage of the phase detector 21. And have. The output of the charge pump 44 is output to the phase shifter 42 and also to the integration filter 45.

位相調整回路41は、入力信号を入力し、フェーズシフタ42によって入力信号の位相を調整して信号Sjを生成する。
信号Sjは、位相検出器21に入力され、位相検出器21の分配器23から出力信号が出力される。また、分配器23からは信号Shが出力される。信号Shは、位相検出器21内で加算器13に入力され、基準信号と加算されて信号Sdとして非線形の入出力特性を有する歪回路15に出力される。歪回路15は、信号Sdを信号Seに変換して出力する。信号Seは、第2極性切替器17において第2極性切替信号Sbにより極性の正負が切替えられて信号Sfとして出力される。
The phase adjustment circuit 41 receives an input signal and adjusts the phase of the input signal by the phase shifter 42 to generate a signal Sj.
The signal Sj is input to the phase detector 21, and an output signal is output from the distributor 23 of the phase detector 21. The distributor 23 outputs a signal Sh. The signal Sh is input to the adder 13 in the phase detector 21, added to the reference signal, and output as the signal Sd to the distortion circuit 15 having nonlinear input / output characteristics. The distortion circuit 15 converts the signal Sd into a signal Se and outputs it. The signal Se is output as a signal Sf after the polarity is switched by the second polarity switching signal Sb by the second polarity switching signal Sb.

信号Sfは、チャージポンプ44に出力されてDC信号になる。DC信号は、積分フィルタ45によって積分される。積分フィルタ45の出力は、位相調整コントロール信号Skとしてフェーズシフタ42に入力される。第4実施形態の位相調整回路41では、チャージポンプ44と積分フィルタ45が、図1(a)に示したLPF5の機能を果たす。また、第4実施形態は、必要に応じてLPFを追加することも可能である。このような第4実施形態は、位相検出器21が出力するDC信号が0、即ち歪回路15に入力される信号Sdの基準信号の成分とDC信号の成分の位相差が0になるようにフェーズシフタ42を介してフィードバックする。この結果、第4実施形態は、基準信号の位相と一致した位相を有する出力信号を出力する位相調整回路41を実現することができる。
このような第4実施形態の位相調整回路41によれば、基準信号と高い精度で位相が一致した出力信号を得ることができる。
The signal Sf is output to the charge pump 44 and becomes a DC signal. The DC signal is integrated by the integration filter 45. The output of the integration filter 45 is input to the phase shifter 42 as the phase adjustment control signal Sk. In the phase adjustment circuit 41 of the fourth embodiment, the charge pump 44 and the integration filter 45 perform the function of the LPF 5 shown in FIG. In the fourth embodiment, an LPF can be added as necessary. In the fourth embodiment, the DC signal output from the phase detector 21 is 0, that is, the phase difference between the reference signal component and the DC signal component of the signal Sd input to the distortion circuit 15 is 0. Feedback is provided via the phase shifter 42. As a result, the fourth embodiment can realize the phase adjustment circuit 41 that outputs an output signal having a phase that matches the phase of the reference signal.
According to the phase adjustment circuit 41 of the fourth embodiment, it is possible to obtain an output signal whose phase matches with the reference signal with high accuracy.

・第5実施形態
図5は、第5実施形態の位相調整回路51を説明するための図である。なお、図5に示した構成のうち、図1(a)、(b)、図2、図4に示した構成については図1(a)、(b)、図2、図4と同様の符号を付し、その説明を一部略すものとする。
第5実施形態の位相調整回路51は、図4に示した位相調整回路41のチャージポンプ44及び積分フィルタ45に代えてADC(アナログ・デジタル変換器)53、プロセッサ55及びDAC(デジタル・アナログ変換器)57を設けることによって遅延ロック・ループを実現している。
Fifth Embodiment FIG. 5 is a diagram for explaining a phase adjustment circuit 51 according to a fifth embodiment. Of the configurations shown in FIG. 5, the configurations shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, 2, and 4 are the same as those in FIGS. 1A, 1 </ b> B, 2, and 4. A reference numeral is attached, and a part of the description is omitted.
The phase adjustment circuit 51 according to the fifth embodiment includes an ADC (analog / digital converter) 53, a processor 55, and a DAC (digital / analog conversion) instead of the charge pump 44 and the integration filter 45 of the phase adjustment circuit 41 shown in FIG. The delay lock loop is realized by providing 57).

位相調整回路51は、位相検出器21の位相情報を持つDC信号である信号Shが加算器13、歪回路15、第2極性切替器17を介して順次変換された後、信号SfとしてADC53に入力される。ADC53は、信号Sfをデジタル信号に変換する。デジタル信号は、プロセッサ55に入力され、必要に応じて処理されてデジタル信号Slとなった後、DAC57によってアナログ信号Smに変換される。アナログ信号Smは、位相変動量の制御信号としてフェーズシフタ42に入力される。
なお、位相調整回路51は、第1極性切替器11の前段またはADC53の後段に必要に応じてLPFを設けても良い。また、第5実施形態は、LPFに代えてプロセッサ55による平滑化処理を行うようにしてもよい。
The phase adjustment circuit 51 sequentially converts the signal Sh, which is a DC signal having phase information of the phase detector 21, through the adder 13, the distortion circuit 15, and the second polarity switch 17, and then converts the signal Sh into the ADC 53 as the signal Sf. Entered. The ADC 53 converts the signal Sf into a digital signal. The digital signal is input to the processor 55, processed as necessary to become a digital signal S1, and then converted into an analog signal Sm by the DAC 57. The analog signal Sm is input to the phase shifter 42 as a phase variation control signal.
Note that the phase adjustment circuit 51 may be provided with an LPF in the previous stage of the first polarity switch 11 or the subsequent stage of the ADC 53 as necessary. In the fifth embodiment, smoothing processing by the processor 55 may be performed instead of the LPF.

さらに、第5実施形態はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図5に示した位相調整回路51では第2極性切替器17をADC53の前段に設けているが、第2極性切替器17はADC53の後段にあってもよい。また、第5実施形態は、ADC53を省き、プロセッサ55において演算によりアナログ・デジタル変換を行ってもよい。また、位相調整回路51では、DAC57が出力するアナログ信号Smをフェーズシフタ42の位相制御信号としている。しかし、フェーズシフタ42をデジタル信号によって制御する構成とした場合、プロセッサ55から出力されるデジタル信号Slをフェーズシフタ42の位相制御信号としてもよい。   Furthermore, the fifth embodiment is not limited to such a configuration. For example, in the phase adjustment circuit 51 shown in FIG. 5, the second polarity switch 17 is provided in the previous stage of the ADC 53, but the second polarity switch 17 may be in the subsequent stage of the ADC 53. In the fifth embodiment, the ADC 53 may be omitted, and the processor 55 may perform analog / digital conversion by calculation. In the phase adjustment circuit 51, the analog signal Sm output from the DAC 57 is used as the phase control signal of the phase shifter 42. However, when the phase shifter 42 is controlled by a digital signal, the digital signal S1 output from the processor 55 may be used as the phase control signal of the phase shifter 42.

・第6実施形態
図6(a)、(b)は、第6実施形態の位相調整回路を説明するための図である。なお、図6(a)、(b)に示した構成のうち、図1(a)、(b)、図2、図4、図5に示した構成については図1(a)、(b)、図2、図4、図5と同様の符号を付し、その説明を一部略すものとする。
図6(a)に示した位相調整回路61は、図4に示した位相調整回路41のフェーズシフタ42の前段に、分配器63及び周波数2倍器65を設けて構成されている。位相調整回路61は、入力信号を分配器63に入力し、基準信号と信号Snとに分配する。
Sixth Embodiment FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining a phase adjustment circuit according to a sixth embodiment. Of the configurations shown in FIGS. 6A and 6B, the configurations shown in FIGS. 1A and 1B, FIGS. 2, 4, and 5 are the same as those shown in FIGS. ), FIG. 4, FIG. 5 and FIG.
The phase adjustment circuit 61 shown in FIG. 6A is configured by providing a distributor 63 and a frequency doubler 65 in the preceding stage of the phase shifter 42 of the phase adjustment circuit 41 shown in FIG. The phase adjustment circuit 61 inputs the input signal to the distributor 63 and distributes it to the reference signal and the signal Sn.

基準信号は、位相検出器21の加算器13に入力される。一方、信号Snは、周波数2倍器65に入力されて周波数が2倍の信号Soとなり、さらにフェーズシフタ42に入力される。信号Soは、フェーズシフタ42において周波数が調整されて信号Sjとなり、増幅器66において増幅された後に位相検出器21の第1極性切替器11に入力される。なお、第6実施形態は、図6(a)に示した位相調整回路61に限定されるものではない。例えば、図6(a)に示した周波数2倍器65は、フェーズシフタ42の前段に配置されてもよい。   The reference signal is input to the adder 13 of the phase detector 21. On the other hand, the signal Sn is input to the frequency doubler 65 to become a signal So having a double frequency, and further input to the phase shifter 42. The signal So is frequency-adjusted by the phase shifter 42 to become a signal Sj, amplified by the amplifier 66, and then input to the first polarity switch 11 of the phase detector 21. Note that the sixth embodiment is not limited to the phase adjustment circuit 61 shown in FIG. For example, the frequency doubler 65 illustrated in FIG. 6A may be disposed in front of the phase shifter 42.

図6(b)は、周波数2倍器65をフェーズシフタ42の前段に配置した位相調整回路62を示している。位相調整回路62は、フェーズシフタ42と周波数2倍器65との位置を入れ替えて構成してもよい。このような構成によれば、分配器63は、入力信号を入力し、基準信号と信号Snとに分配する。信号Snは、フェーズシフタ42に入力される。フェーズシフタ42の後段に設けられた周波数2倍器65は、フェーズシフタ42が出力した信号の周波数のN倍(Nは2以上の偶数)の周波数を有する信号を、信号Sjとして増幅器66を介して位相検出器21に出力する。   FIG. 6B shows a phase adjustment circuit 62 in which a frequency doubler 65 is arranged in front of the phase shifter 42. The phase adjustment circuit 62 may be configured by exchanging the positions of the phase shifter 42 and the frequency doubler 65. According to such a configuration, the distributor 63 receives the input signal and distributes it to the reference signal and the signal Sn. The signal Sn is input to the phase shifter 42. The frequency doubler 65 provided at the subsequent stage of the phase shifter 42 receives a signal having a frequency N times the frequency of the signal output from the phase shifter 42 (N is an even number of 2 or more) via the amplifier 66 as a signal Sj. To the phase detector 21.

・第7実施形態
図7は、第7実施形態の位相調整回路71を説明するための図である。なお、図7に示した構成のうち、図1(a)、(b)、図2、図4、図5、図6に示した構成については図1(a)、(b)、図2、図4、図5、図6と同様の符号を付し、その説明を一部略すものとする。
図7に示した位相調整回路71は、図5に示した位相調整回路51のフェーズシフタ42の前段に、分配器63及び周波数2倍器65を設けて構成されている。位相調整回路71は、入力信号を分配器63に入力し、基準信号と信号Snとに分配する。基準信号は、位相検出器21の加算器13に入力される。一方、信号Snは、周波数2倍器65に入力されて周波数が2倍の信号Soとなり、さらにフェーズシフタ42に入力される。信号Soは、フェーズシフタ42において周波数が調整されて信号Sjとなり、増幅器66において増幅された後に位相検出器21の第1極性切替器11に入力する。
以上説明した第4実施形態乃至第7実施形態の位相調整回路は、入力信号の位相を調整して基準信号の位相と一致させることができる。
Seventh Embodiment FIG. 7 is a diagram for explaining a phase adjustment circuit 71 according to a seventh embodiment. Of the configurations shown in FIG. 7, the configurations shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, 2, 4, 5, and 6 are shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, and 2. 4, 5, and 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.
The phase adjustment circuit 71 shown in FIG. 7 is configured by providing a distributor 63 and a frequency doubler 65 in the previous stage of the phase shifter 42 of the phase adjustment circuit 51 shown in FIG. The phase adjustment circuit 71 inputs the input signal to the distributor 63 and distributes it to the reference signal and the signal Sn. The reference signal is input to the adder 13 of the phase detector 21. On the other hand, the signal Sn is input to the frequency doubler 65 to become a signal So having a double frequency, and further input to the phase shifter 42. The signal So is frequency-adjusted by the phase shifter 42 to become a signal Sj, amplified by the amplifier 66, and then input to the first polarity switch 11 of the phase detector 21.
The phase adjustment circuits of the fourth to seventh embodiments described above can adjust the phase of the input signal to match the phase of the reference signal.

・第8実施形態
次に、本発明の受信器に係る第8実施形態について説明する。
図8は、第8実施形態の受信器81を説明するための図である。受信器81は、第6実施形態の位相調整回路61を用いている。なお、第8実施形態は、位相調整回路61を用いる構成に限定されるものでなく、位相調整回路61、51及び位相調整回路71のいずれを用いたものであってもよい。
-8th Embodiment Next, 8th Embodiment which concerns on the receiver of this invention is described.
FIG. 8 is a diagram for explaining a receiver 81 according to the eighth embodiment. The receiver 81 uses the phase adjustment circuit 61 of the sixth embodiment. Note that the eighth embodiment is not limited to the configuration using the phase adjustment circuit 61, and any of the phase adjustment circuits 61 and 51 and the phase adjustment circuit 71 may be used.

受信器81は、RF信号を受信する複数のアンテナ83と、複数に分岐された入力信号を入力し、受信したRF信号と共に増幅する複数のミキサ回路85を有している。さらに、受信器81は、第6実施形態の位相調整回路61を備えている。位相調整回路61は、入力信号を入力し、位相を調整してDC信号であるローカル信号を出力する。このとき、ローカル信号間に位相の誤差θerrがあっても、位相調整回路61が誤差θerrを除去し、分岐した各ローカル信号の位相を一致させている。 The receiver 81 includes a plurality of antennas 83 that receive RF signals, and a plurality of mixer circuits 85 that input a plurality of branched input signals and amplify them together with the received RF signals. Further, the receiver 81 includes the phase adjustment circuit 61 of the sixth embodiment. The phase adjustment circuit 61 receives an input signal, adjusts the phase, and outputs a local signal that is a DC signal. At this time, even if there is a phase error θ err between the local signals, the phase adjustment circuit 61 removes the error θ err and matches the phases of the branched local signals.

図8において、入力信号はミキサ回路85に入力されるローカル信号の半分の周波数をもつ信号である。受信器81では、入力信号は各位相調整回路61に入力され、位相調整回路61を経由して各ミキサ回路85にローカル信号として入力される。各位相調整回路61は、入力信号の位相を容易に一致させることができる。
また、図6や図7に示された位相調整回路は、周波数2倍器65や増幅器66等にミスマッチがある場合でも、位相検出器21によってローカル信号の位相を入力信号と一致させることができる。このことから、図8に示した受信器81は、ミキサ回路85の全てに入力されるローカル信号の位相を一致させることができる。このため、第8実施形態は、高い精度で位相情報を取得することができる受信器81を提供することができる。
なお、第8実施形態では、第4実施形態乃至第7実施形態の位相調整回路を受信器81に適用する例を説明した。ただし、本発明の実施形態は、このような第8実施形態に限定されるものではなく、例えば複数の送信器等、複数の高周波信号の位相を一致させたい構成全般に適用することができる。
In FIG. 8, the input signal is a signal having half the frequency of the local signal input to the mixer circuit 85. In the receiver 81, an input signal is input to each phase adjustment circuit 61, and is input as a local signal to each mixer circuit 85 via the phase adjustment circuit 61. Each phase adjustment circuit 61 can easily match the phases of the input signals.
Further, the phase adjustment circuit shown in FIGS. 6 and 7 can make the phase of the local signal coincide with the input signal by the phase detector 21 even when there is a mismatch in the frequency doubler 65, the amplifier 66, or the like. . Therefore, the receiver 81 shown in FIG. 8 can match the phases of the local signals input to all the mixer circuits 85. For this reason, 8th Embodiment can provide the receiver 81 which can acquire phase information with high precision.
In the eighth embodiment, the example in which the phase adjustment circuit according to the fourth to seventh embodiments is applied to the receiver 81 has been described. However, the embodiment of the present invention is not limited to such an eighth embodiment, and can be applied to all configurations in which the phases of a plurality of high-frequency signals are to be matched, such as a plurality of transmitters.

・第9実施形態
次に、本発明の送信器に係る第9実施形態について説明する。
図9は、第9実施形態の送信器91を説明するための図である。送信器91は、第6実施形態の位相調整回路61を用いている。なお、第9実施形態は、位相調整回路61を用いる構成に限定されるものでなく、位相調整回路61、51及び位相調整回路71のいずれを用いたものであってもよい。
Ninth Embodiment Next, a ninth embodiment according to the transmitter of the invention will be described.
FIG. 9 is a diagram for explaining a transmitter 91 according to the ninth embodiment. The transmitter 91 uses the phase adjustment circuit 61 of the sixth embodiment. Note that the ninth embodiment is not limited to the configuration using the phase adjustment circuit 61, and any of the phase adjustment circuits 61 and 51 and the phase adjustment circuit 71 may be used.

送信器91は、RF信号を送信する複数のアンテナ83と、複数に分岐された入力信号を入力し、内部からのベースバンド信号と共に増幅する複数のミキサ回路85を有している。さらに、送信器91は、第6実施形態の位相調整回路61を備えている。位相調整回路61は、入力信号を入力し、位相を調整してローカル信号を出力する。このとき、ローカル信号間に位相の誤差θerrがあっても、位相調整回路61が誤差θerrを除去し、分岐した各ローカル信号の位相を一致させている。 The transmitter 91 includes a plurality of antennas 83 that transmit RF signals, and a plurality of mixer circuits 85 that input a plurality of branched input signals and amplify them together with baseband signals from the inside. Furthermore, the transmitter 91 includes the phase adjustment circuit 61 of the sixth embodiment. The phase adjustment circuit 61 receives an input signal, adjusts the phase, and outputs a local signal. At this time, even if there is a phase error θ err between the local signals, the phase adjustment circuit 61 removes the error θ err and matches the phases of the branched local signals.

図9において、入力信号はミキサ回路85に入力されるローカル信号の半分の周波数をもつ信号である。送信器91では、入力信号は各位相調整回路61に入力され、位相調整回路61を経由して各ミキサ回路85にローカル信号として入力される。各位相調整回路61は、入力信号の位相を容易に一致させることができる。
また、図6や図7に示された位相調整回路は、周波数2倍器65や増幅器66等にミスマッチがある場合でも、位相検出器21によってローカル信号の位相を入力信号と一致させることができる。このことから、図9に示した送信器91は、ミキサ回路85の全てに入力されるローカル信号の位相を一致させることができる。このため、第9実施形態は、高い精度で位相情報を供給することができる送信器91を提供することができる。
なお、第9実施形態では、第4実施形態乃至第7実施形態の位相調整回路を送信器91に適用する例を説明した。ただし、本発明の実施形態は、このような第9実施形態に限定されるものではなく、例えば複数の高周波信号の位相を一致させたい構成全般に適用することができる。
In FIG. 9, the input signal is a signal having half the frequency of the local signal input to the mixer circuit 85. In the transmitter 91, an input signal is input to each phase adjustment circuit 61 and is input as a local signal to each mixer circuit 85 via the phase adjustment circuit 61. Each phase adjustment circuit 61 can easily match the phases of the input signals.
Further, the phase adjustment circuit shown in FIGS. 6 and 7 can make the phase of the local signal coincide with the input signal by the phase detector 21 even when there is a mismatch in the frequency doubler 65, the amplifier 66, or the like. . Therefore, the transmitter 91 shown in FIG. 9 can match the phases of local signals input to all the mixer circuits 85. For this reason, 9th Embodiment can provide the transmitter 91 which can supply phase information with high precision.
In the ninth embodiment, the example in which the phase adjustment circuit according to the fourth to seventh embodiments is applied to the transmitter 91 has been described. However, the embodiment of the present invention is not limited to the ninth embodiment, and can be applied to all configurations in which the phases of a plurality of high-frequency signals are to be matched, for example.

本発明は、複数の高周波信号の位相を一致させる回路であれば、どのような構成にも適用することができる。   The present invention can be applied to any configuration as long as the circuit matches the phases of a plurality of high-frequency signals.

1、21、22、31 位相検出器
3 極性制御回路
5 LPF
11 第1極性切替器
13 加算器
15 歪回路
17 第2極性切替器
23 分配器
33 方向性結合器
41、51、61、62、71 位相調整回路
42 フェーズシフタ
44 チャージポンプ
45 積分フィルタ
53 ADC
55 プロセッサ
57 DAC
63 分配器
65 周波数2倍器
66 増幅器
81、91 受信器
85、95 ミキサ回路
1, 2, 22, 22, 31 Phase detector 3 Polarity control circuit 5 LPF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 1st polarity switch 13 Adder 15 Distortion circuit 17 2nd polarity switch 23 Divider 33 Directional coupler 41, 51, 61, 62, 71 Phase adjustment circuit 42 Phase shifter 44 Charge pump 45 Integration filter 53 ADC
55 Processor 57 DAC
63 Distributor 65 Frequency doubler 66 Amplifier 81, 91 Receiver 85, 95 Mixer circuit

Claims (21)

第1信号と、第1制御信号とを入力し、前記第1制御信号によって前記第1信号の極性の正負を切替えて第2信号として出力する第1切替器と、
前記第2信号と、第3信号とを入力し、前記第2信号と前記第3信号とを加算して第4信号として出力する加算器と、
前記第4信号を入力し、前記第4信号に対して偶数次及び奇数次の歪みが含まれる非線形の第5信号を出力する歪回路と、
前記第5信号と、前記第1制御信号と同期させた第2制御信号とを入力し、前記第2制御信号によって前記第5信号の極性の正負を切替え第6信号として出力する第2切替器と、
前記第5信号に含まれる変調信号又は前記第6信号に含まれる変調信号を除去する回路と、
を備え
前記第1信号は、前記第3信号の角周波数のN(Nは2以上の偶数)倍の角周波数を有する位相検出器。
A first switch that inputs a first signal and a first control signal, switches the polarity of the first signal according to the first control signal, and outputs it as a second signal;
An adder that inputs the second signal and the third signal, adds the second signal and the third signal, and outputs the result as a fourth signal;
A distortion circuit that receives the fourth signal and outputs a nonlinear fifth signal including even-order and odd-order distortions with respect to the fourth signal;
Wherein the fifth signal, the first type control signal and a second control signal synchronized, the second switching output as a sixth signal by switching the positive and negative polarities of said fifth signal by said second control signal And
A circuit for removing the modulation signal included in the fifth signal or the modulation signal included in the sixth signal;
Equipped with a,
Wherein the first signal includes a phase detector that the (in N 2 or more even number) N of the angular frequency of the third signal having a multiple of the angular frequency.
前記第2切替器は、前記第1信号の位相と前記第3信号の位相との差に応じた信号を前記第6信号として出力する請求項1に記載の位相検出器。   The phase detector according to claim 1, wherein the second switch outputs a signal corresponding to a difference between a phase of the first signal and a phase of the third signal as the sixth signal. 前記第1信号の周波数は、前記第3信号のN倍(Nは2以上の整数)の周波数である請求項1または2に記載の位相検出器。   3. The phase detector according to claim 1, wherein the frequency of the first signal is a frequency N times that of the third signal (N is an integer of 2 or more). 前記第2切替器の後段にローパスフィルタ、平滑化回路、平均化回路、積分回路の少なくとも一つを備える請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の位相検出器。   The phase detector according to any one of claims 1 to 3, further comprising at least one of a low-pass filter, a smoothing circuit, an averaging circuit, and an integrating circuit at a subsequent stage of the second switch. 前記第1切替器と前記加算器との間に分配器を設ける請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の位相検出器。   The phase detector according to any one of claims 1 to 4, wherein a distributor is provided between the first switch and the adder. 前記分配器は、前記第1切替器から前記第2信号を入力し、前記加算器に第7信号を出力すると共に、前記第7信号と相対的な位相関係が保たれた第8信号を出力する請求項5に記載の位相検出器。   The distributor inputs the second signal from the first switch, outputs a seventh signal to the adder, and outputs an eighth signal having a relative phase relationship with the seventh signal. The phase detector according to claim 5. 前記第1切替器の前段に分配器を設ける請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の位相検出器。   The phase detector according to any one of claims 1 to 4, wherein a distributor is provided in front of the first switch. 前記分配器は、前記第1信号を入力し、前記第1切替器に第9信号を出力すると共に、前記第9信号と相対的な位相関係が保たれた第10信号を出力する請求項7に記載の位相検出器。   The distributor receives the first signal, outputs a ninth signal to the first switch, and outputs a tenth signal having a relative phase relationship with the ninth signal. The phase detector according to 1. 前記加算器に代えて、方向性結合器を有する請求項1から請求項4に記載の位相検出器。   5. The phase detector according to claim 1, further comprising a directional coupler instead of the adder. 前記方向性結合器は、前記第2信号及び前記第3信号を入力し、前記第4信号及び前記第4信号と相対的な位相関係が保たれた第11信号を出力する請求項9に記載の位相検出器。   10. The directional coupler according to claim 9, wherein the directional coupler receives the second signal and the third signal and outputs an eleventh signal having a relative phase relationship with the fourth signal and the fourth signal. Phase detector. 請求項5から請求項10のいずれか1項に記載の位相検出器と、
第0信号を入力し、前記第0信号の位相を前記第6信号に応じて変化させることにより前記第1信号を生成するフェーズシフタと、を備える位相調整回路。
The phase detector according to any one of claims 5 to 10,
A phase adjustment circuit comprising: a phase shifter that receives the 0th signal and generates the first signal by changing the phase of the 0th signal according to the sixth signal.
第0信号を入力し、前記第0信号の位相を変更して第1信号として出力するフェーズシフタと、
前記第1信号と、第1制御信号とを入力し、前記第1制御信号によって前記第1信号の極性の正負を切替えて第2信号として出力する第1切替器と、
前記第2信号を入力し、前記第2信号を第1分配信号と第2分配信号とに分配して出力する第1分配器と、
前記第1分配信号と、第3信号とを入力し、前記第1分配信号と前記第3信号とを加算して第4信号として出力する加算器と、
前記第4信号を入力し、前記第4信号に対して偶数次及び奇数次の歪みが含まれる非線形の第5信号を出力する歪回路と、
前記第5信号と、前記第1制御信号と同期させた第2制御信号とを入力し、前記第2制御信号によって前記第5信号の極性の正負を切替え第6信号として出力する第2切替器と、
前記第6信号を入力し、前記第0信号の位相を制御する制御信号を前記フェーズシフタに出力する制御回路と、
前記第5信号に含まれる変調信号又は前記第6信号に含まれる変調信号を除去する回路と、
を備え
前記第1信号は、前記第3信号の角周波数のN(Nは2以上の偶数)倍の角周波数を有する位相調整回路。
A phase shifter for inputting a zeroth signal, changing the phase of the zeroth signal and outputting the first signal as a first signal;
A first switch that inputs the first signal and the first control signal, switches the polarity of the first signal according to the first control signal, and outputs the first signal as a second signal;
A first distributor that inputs the second signal, distributes the second signal into a first distribution signal and a second distribution signal, and outputs the second distribution signal;
An adder that inputs the first distribution signal and the third signal, adds the first distribution signal and the third signal, and outputs the result as a fourth signal;
A distortion circuit that receives the fourth signal and outputs a nonlinear fifth signal including even-order and odd-order distortions with respect to the fourth signal;
Wherein the fifth signal, the first type control signal and a second control signal synchronized, the second switching output as a sixth signal by switching the positive and negative polarities of said fifth signal by said second control signal And
A control circuit for inputting the sixth signal and outputting a control signal for controlling the phase of the zeroth signal to the phase shifter;
A circuit for removing the modulation signal included in the fifth signal or the modulation signal included in the sixth signal;
Equipped with a,
Said first signal, said N of the angular frequency of the third signal (N is an even number of at least two) phase adjustment circuit that have a multiple of the angular frequency.
前記制御回路は、チャージポンプ回路を含む請求項12記載の位相調整回路。   The phase adjustment circuit according to claim 12, wherein the control circuit includes a charge pump circuit. 前記制御回路は、AD変換器、プロセッサ、及びDA変換器を含む請求項12に記載の位相調整回路。   The phase adjustment circuit according to claim 12, wherein the control circuit includes an AD converter, a processor, and a DA converter. 前記第3信号は、所定の基準信号である請求項12から14のいずれか1項に記載の位相調整回路。   The phase adjustment circuit according to claim 12, wherein the third signal is a predetermined reference signal. 前記第0信号は、位相調整回路に入力される入力信号である請求項12から請求項14のいずれか1項に記載の位相調整回路。   The phase adjustment circuit according to claim 12, wherein the zeroth signal is an input signal input to the phase adjustment circuit. 入力信号を入力し、第3分配信号と前記第3信号とに分配して出力する第2分配器と、
前記第3分配信号を入力し、前記第3分配信号の周波数のN倍(Nは2以上の偶数)の周波数を有する信号を前記第0信号として前記フェーズシフタに出力する周波数N倍器と、
を備える請求項12から15のいずれか1項に記載の位相調整回路。
A second distributor for inputting an input signal, distributing the third distribution signal to the third signal, and outputting the third distribution signal;
A frequency N multiplier that inputs the third distribution signal and outputs a signal having a frequency N times the frequency of the third distribution signal (N is an even number equal to or greater than 2) to the phase shifter as the zeroth signal;
The phase adjustment circuit according to claim 12, further comprising:
入力信号を入力し、前記フェーズシフタに入力する前記第0信号と前記第3信号とに分配して出力する第2分配器と、前記フェーズシフタの出力の周波数のN倍(Nは2以上の偶数)の周波数を有する信号を前記第1信号として出力する周波数N倍器と、
を備える請求項12から15のいずれか1項に記載の位相調整回路。
A second distributor that inputs an input signal and distributes and outputs the zeroth signal and the third signal that are input to the phase shifter; and N times the frequency of the output of the phase shifter (N is 2 or more) A frequency N multiplier that outputs a signal having a frequency of (even number) as the first signal;
The phase adjustment circuit according to claim 12, further comprising:
前記フェーズシフタと前記第1切替器との間に設けられたバッファを有する請求項12から17のいずれか1項に記載の位相調整回路。   The phase adjustment circuit according to claim 12, further comprising a buffer provided between the phase shifter and the first switch. 請求項11から請求項18のいずれか1項に記載の位相調整回路を備える受信器。   A receiver comprising the phase adjustment circuit according to any one of claims 11 to 18. 請求項11から請求項18のいずれか1項に記載の位相調整回路を備える送信器。   A transmitter comprising the phase adjustment circuit according to any one of claims 11 to 18.
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