JP2006310940A - Signal generating circuit, frequency conversion circuit, frequency synthesizer, and communication system - Google Patents
Signal generating circuit, frequency conversion circuit, frequency synthesizer, and communication system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006310940A JP2006310940A JP2005127782A JP2005127782A JP2006310940A JP 2006310940 A JP2006310940 A JP 2006310940A JP 2005127782 A JP2005127782 A JP 2005127782A JP 2005127782 A JP2005127782 A JP 2005127782A JP 2006310940 A JP2006310940 A JP 2006310940A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- circuit
- frequency conversion
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 56
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 14
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Filters And Equalizers (AREA)
- Superheterodyne Receivers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、正弦波を生成する信号生成回路、及びそれを用いた周波数変換回路、周波数シンセサイザイ、並びに通信システムに関する。 The present invention relates to a signal generation circuit that generates a sine wave, a frequency conversion circuit using the same, a frequency synthesizer, and a communication system.
通信システムでは、周波数変換回路が使用され、周波数変換回路としてミキサが利用可能である(例えば、特許文献1参照)。このようなミキサなどの周波数変換回路において、不要トーンすなわちスプリアスを含む信号が入力されると、出力信号にもスプリアスが発生する。 In the communication system, a frequency conversion circuit is used, and a mixer can be used as the frequency conversion circuit (see, for example, Patent Document 1). In such a frequency conversion circuit such as a mixer, when a signal including an unnecessary tone, that is, spurious is input, spurious is also generated in the output signal.
例えば、周波数シンセサイザなどでミキサを使用する場合、ミキサの入力端子の前段には分周器が接続されることが多い。この場合、ミキサの入力信号は方形波となる。ここで、ある周波数ω0の方形波を考えると、この方形波はフーリエ級数展開すれば分かるように、周波数ω0,2ω0,3ω0,4ω0,5ω0・・・の正弦波の合成で表される。つまり、方形波どうしがミキシングされると、その高調波どうしもミキシングされ、多くのスプリアスが生成される。これを避けるために、ミキサに入力する信号は、正弦波状であることが望ましい。
しかしながら、従来、スプリアスを含む信号や方形波からほぼ完全な正弦波を得るためには、Low Path Filter(LPF)、High Path Filter(HPF)、Band Path Filter(BPF)、Band Rejection Filter(BRF)といったフィルタが用いられてきたが、この場合、周波数選択性の高い高次BPFやLC共振器が必要となり、これらの回路は大きな面積を必要とするため、半導体チップのコストを引き上げる要因ともなっていた。 However, conventionally, in order to obtain a nearly complete sine wave from a signal including spurious and a square wave, a low path filter (LPF), a high path filter (HPF), a band path filter (BPF), and a band rejection filter (BRF). However, in this case, a high-order BPF or LC resonator with high frequency selectivity is required, and these circuits require a large area, which has been a factor in raising the cost of the semiconductor chip. .
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、小さな回路面積でスプリアスが低減された正弦波を生成することができる信号生成回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a signal generation circuit capable of generating a sine wave with reduced spurious with a small circuit area.
本発明のある態様は、信号生成回路に関する。方形波状の信号を出力する方形波出力回路と、方形波出力回路から出力された信号が入力され、この入力される信号に含まれる第N次高調波(Nは3以上の奇数)に自己の周波数領域の極を対応させたポリフェーズフィルタを、1段もしくは複数段備えることを特徴とする。 One embodiment of the present invention relates to a signal generation circuit. A square wave output circuit for outputting a square wave signal and a signal output from the square wave output circuit are input, and the Nth harmonic (N is an odd number of 3 or more) included in the input signal One or a plurality of polyphase filters each having a corresponding frequency domain pole are provided.
この態様によれば、ポリフェーズフィルタによって、スプリアス発生の要因となる、方形波状の信号の高調波を除去できる。したがって、簡単な回路構成で実現可能な方形波出力回路と、回路面積の小さいポリフェーズフィルタによって、スプリアスが除去または低減された正弦波を得ることが可能である。 According to this aspect, the polyphase filter can remove harmonics of a square-wave signal that causes spurious generation. Therefore, it is possible to obtain a sine wave from which spurious is removed or reduced by a square wave output circuit that can be realized with a simple circuit configuration and a polyphase filter having a small circuit area.
この態様において、1段もしくは複数段のポリフェーズフィルタのうち、少なくとも1段のポリフェーズフィルタは、入力される信号に含まれる第3次高調波に自己の周波数領域の極を対応させてもよい。これにより、小さな回路面積で、所望波の最も近傍にスプリアスを生じさせる原因となる第3次高調波を除去または低減できる。 In this aspect, at least one of the one-stage or multiple-stage polyphase filters may associate the pole of its own frequency domain with the third harmonic contained in the input signal. . As a result, it is possible to remove or reduce the third harmonic that causes spurious noise in the vicinity of the desired wave with a small circuit area.
この態様において、前記1段もしくは複数段のポリフェーズフィルタのうち、少なくとも1段のポリフェーズフィルタは可変素子を含み、「極」を制御可能にしてもよい。これにより、方形波状の入力信号の周波数が変動するような場合でも、可変素子を制御することによって、常にポリフェーズフィルタの「極」を入力信号の第3次高調波に対応させることができる。 In this aspect, of the one-stage or plural-stage polyphase filters, at least one of the polyphase filters may include a variable element so that the “pole” can be controlled. Thereby, even when the frequency of the square-wave input signal fluctuates, the “pole” of the polyphase filter can always correspond to the third harmonic of the input signal by controlling the variable element.
本発明の別の態様は、周波数変換回路に関する。この回路は、ミキサと、前記ミキサの入力ポートのうち、少なくとも1つに接続された本発明に係る信号生成回路と、を備えることを特徴とする。この態様によると、不要なスプリアスが取り除かれた信号がミキサに入力されるため、周波数変換された信号にもスプリアスのない信号を得ることができる。しかも、ポリフェーズフィルタを使用するため、回路規模も余り増大することがない。したがって、周波数変換回路の特性向上と小型化を両立することができる。 Another aspect of the present invention relates to a frequency conversion circuit. This circuit includes a mixer and a signal generation circuit according to the present invention connected to at least one of the input ports of the mixer. According to this aspect, since the signal from which unnecessary spurious is removed is input to the mixer, it is possible to obtain a signal without spurious even in the frequency-converted signal. In addition, since the polyphase filter is used, the circuit scale does not increase so much. Therefore, it is possible to achieve both improvement in the characteristics of the frequency conversion circuit and size reduction.
本発明のさらに別の態様は、周波数シンセサイザに関する。この周波数シンセサイザは、複数の周波数変換回路を含み、これら複数の周波数変換回路が並列もしくは縦列に接続された周波数シンセサイザであって、少なくとも最終段に位置する周波数変換回路が本発明に係る周波数変換回路であることを特徴とする。この態様によると、少なくとも最終段に位置する周波数変換回路がポリフェーズフィルタを用いた周波数変換回路であるため、周波数シンセサイザの出力は、不要なスプリアスが抑制された所望の周波数を持つ正弦波を得ることができ、しかも小規模な回路面積で構成可能である。したがって、特性向上と小型化を両立することができる。 Yet another aspect of the present invention relates to a frequency synthesizer. This frequency synthesizer is a frequency synthesizer including a plurality of frequency conversion circuits, and the plurality of frequency conversion circuits connected in parallel or in a column, and the frequency conversion circuit located at least in the final stage is the frequency conversion circuit according to the present invention. It is characterized by being. According to this aspect, since the frequency conversion circuit located at least in the final stage is a frequency conversion circuit using a polyphase filter, the output of the frequency synthesizer obtains a sine wave having a desired frequency in which unnecessary spurious is suppressed. In addition, it can be configured with a small circuit area. Therefore, both improvement in characteristics and downsizing can be achieved.
本発明のさらに別の態様は、通信システムに関する。この通信システムは、ローカル信号を発振する発振部と、発振したローカル信号と外部から受信した信号をミキシングして、所定の周波数の信号を生成する周波数変換回路と、を備え、発振部は、本発明に係る周波数シンセサイザで構成されることを特徴とする。この態様によると、特性と回路規模を両立した通信システムを構築することができる。 Yet another embodiment of the present invention relates to a communication system. This communication system includes an oscillating unit that oscillates a local signal, and a frequency conversion circuit that generates a signal having a predetermined frequency by mixing the oscillated local signal and an externally received signal. It is characterized by comprising the frequency synthesizer according to the invention. According to this aspect, it is possible to construct a communication system having both characteristics and circuit scale.
なお、以上の構成要素の任意の組合せや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements, and those in which the constituent elements and expressions of the present invention are mutually replaced between methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、小さな回路面積でスプリアスが低減された正弦波状の信号を得ることができる。 According to the present invention, a sinusoidal signal with reduced spurious can be obtained with a small circuit area.
以下、本発明の好適な実施の形態をもとに説明する。 Hereinafter, a description will be given based on a preferred embodiment of the present invention.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る正弦波生成回路10の構成を示す図である。正弦波生成回路10は、方形波出力回路12と、ポリフェーズフィルタ(PPF)14によって構成されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sine
方形波出力回路12は、多重位相の方形波を出力する。すなわち、いずれも同じ周波数F1をもち、互いに90°ずつ位相がずれた4つの方形波I+、I−、Q+、Q−を出力する。I+を基準位相とした場合、基準位相から90°進んだ波形がQ+、基準位相から180°進んだ波形がI−、基準位相から270°進んだ波形がQ−である。このような方形波を出力する方形波出力回路12は、Phase Locked Loop(PLL)回路、リングVoltage Controlled Oscillators(VCO)、リング発振器などによって実現可能である。また、方形波出力回路12として、分周器を用いてもよい。この場合、方形波出力回路12は、方形波状の信号が入力される入力端子を持つ。
The square
方形波出力回路12によって出力された4つの方形波I+、I−、Q+、Q−は、ポリフェーズフィルタ14に入力される。詳細については後述するが、ポリフェーズフィルタ14は、負の周波数特性で動作させたとき、その周波数特性の極に相当する周波数成分を除去または減衰させる特性を持つもので、四本の入力端子と四本の出力端子とを備え、それらを接続する四本の経路が存在する。そして、方形波I+が第1経路の入力端子に、方形波Q+が第2経路の入力端子に、方形波I−が第3経路の入力端子に、方形波Q−が第4経路の入力端子に入力される。また、本実施の形態1におけるポリフェーズフィルタ14は、その周波数特性の極Fdが、方形波出力回路12から出力された方形波の周波数F1の3倍に調整される。
The four square waves I +, I−, Q +, Q− output by the square
以下、ポリフェーズフィルタの詳細について説明する。図2は、ポリフェーズフィルタの構成を示す図である。ポリフェーズフィルタ14は、前述の通り、四本の入力端子と四本の出力端子とを備え、それらを接続する四本の経路には、それぞれ抵抗R2,R4,R6,R8が設けられる。第1経路の第1抵抗R2の入力側と、第2経路の第2抵抗R4の出力側とが接続され、その経路中に第1容量C2が直列に挿入される。また、第1経路の第1抵抗R2の出力側と、第4経路の第4抵抗R8の入力側とが接続され、その経路中に第4容量C8が直列に設けられる。同様に、第2経路の第2抵抗R4の入力側と、第3経路の第3抵抗R6の出力側とが接続され、その経路中に第2容量C4が直列に設けられる。さらに、第3経路の第3抵抗R6の入力側と、第4経路の第4抵抗R8の出力側とが接続され、その経路中に第3容量C6が直列に設けられる。4つの抵抗R2、R4、R6、R8は同じ抵抗値Rを持ち、4つの容量C2、C4、C6、C8は同じ容量値Cを持つ。
Details of the polyphase filter will be described below. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the polyphase filter. As described above, the
この構成において、基準位相の正弦波が第1経路の入力端子に入力され、基準位相から90°進んだ正弦波が第2経路の入力端子に入力され、基準位相から180°進んだ正弦波が第3経路の入力端子に入力され、基準位相から270°進んだ正弦波が第4経路の入力端子に入力された場合、ポリフェーズフィルタ14は正の周波数領域で動作する。
In this configuration, a sine wave of the reference phase is input to the input terminal of the first path, a sine wave advanced by 90 ° from the reference phase is input to the input terminal of the second path, and a sine wave advanced by 180 ° from the reference phase is obtained. When a sine wave input to the input terminal of the third path and advanced by 270 ° from the reference phase is input to the input terminal of the fourth path, the
これに対し、基準位相の正弦波が第2経路の入力端子に入力され、基準位相から90°進んだ正弦波が第1経路の入力端子に入力され、基準位相から180°進んだ正弦波が第4経路の入力端子に入力され、基準位相から270°進んだ正弦波が第3経路の入力端子に入力された場合は、ポリフェーズフィルタ14は負の周波数領域で動作する。
In contrast, a sine wave of the reference phase is input to the input terminal of the second path, a sine wave advanced by 90 ° from the reference phase is input to the input terminal of the first path, and a sine wave advanced by 180 ° from the reference phase. When a sine wave input to the input terminal of the fourth path and advanced by 270 ° from the reference phase is input to the input terminal of the third path, the
図3は、ポリフェーズフィルタの正と負の周波数特性を連結して示す図である。ポリフェーズフィルタには、図3に示すように、正および負の両方の周波数領域に極a、bが存在する。とくに、負の周波数領域には大きな減衰を伴う極a、すなわちディップ周波数が存在する。図2のポリフェーズフィルタにおいて、このディップ周波数は、1/(2πRC)で表される。 FIG. 3 is a diagram showing the positive and negative frequency characteristics of the polyphase filter connected together. As shown in FIG. 3, the polyphase filter has poles a and b in both positive and negative frequency regions. In particular, a pole a with a large attenuation, that is, a dip frequency exists in the negative frequency region. In the polyphase filter of FIG. 2, this dip frequency is expressed by 1 / (2πRC).
本実施形態では、前述のように、ポリフェーズフィルタ14のディップ周波数が入力方形波の周波数の3倍になるよう調整される。つまり、ポリフェーズフィルタ14は、入力される方形波に含まれる高調波とくに第3次高調波を除去することができる。
In the present embodiment, as described above, the dip frequency of the
ここで、方形波に含まれる高調波のうち第3次高調波を除去すべき事情について説明する。一例としてデューティ比50%の方形波を考える。これは奇関数であるので、含まれる高調波は奇数次数成分のみとなる。フーリエ級数展開すると下記式となる。
E=sinω0−1/3sin3ω0+1/5sin5ω0−1/7sin7ω0+・・・
高調波の中では、第3次高調波が最も振幅が大きく、第5次、第7次と次数が上がるにしたがって、振幅は小さくなっていく。また、第3次高調波は基本波成分に周波数が最も近いため、所望波の最も近傍にスプリアスを生じさせる。つまり、第3次の影響が最も大きく、第5次、第7次と次数が上がるにしたがって悪影響が生じにくくなる。よって、方形波の第3次高調波を除去できれば、近時的に正弦波と見なすことのできる波形を得ることができる。
Here, the circumstances for removing the third harmonic from the harmonics included in the square wave will be described. As an example, consider a square wave with a duty ratio of 50%. Since this is an odd function, the included harmonics are only odd-order components. When the Fourier series is expanded, the following equation is obtained.
E = sinω 0 -1 / 3sin3ω 0 + 1 / 5sin5ω 0 -1 / 7sin7ω 0 + ···
Among the harmonics, the third-order harmonic has the largest amplitude, and the amplitude decreases as the order increases from the fifth order to the seventh order. Further, since the third harmonic has the frequency closest to the fundamental wave component, spurious is generated in the vicinity of the desired wave. That is, the third order effect is the largest, and the adverse effect is less likely to occur as the order increases from the fifth order to the seventh order. Therefore, if the third harmonic of the square wave can be removed, a waveform that can be regarded as a sine wave recently can be obtained.
図4(a)は方形波出力回路12から出力された方形波I+、図4(b)は方形波Q+、図4(c)は方形波I−、図4(d)は方形波Q−それぞれのフェーザ図を示している。4つの方形波の位相がそれぞれ互いに90°ずれると、それぞれの1次成分(1st)も互いに90°ずれる。一方、第3次高調波(3rd)は、1次成分の3倍の位相回転量を持つため、互いに270°(−90°)ずれることになる。つまり、4つの方形波I+、I−、Q+、Q−における第3次高調波の位相関係は、1次成分のものとは逆になる。
4A shows a square wave I + output from the square
前述のように、ポリフェーズフィルタ14には、方形波I+が第1経路の入力端子に、方形波Q+が第2経路の入力端子に、方形波I−が第3経路の入力端子に、方形波Q−が第4経路の入力端子に入力される。これにより、方形波の第1次成分は正の周波数特性でフィルタリングされ、第3次高調波は負の周波数特性でフィルタリングされる。したがって、方形波の1次成分はほぼそのままポリフェーズフィルタ14を通過して出力される。一方、ポリフェーズフィルタ14はその周波数特性の極Fdが方形波出力回路12から出力された方形波の周波数F1の3倍に調整されているため、方形波の第3次高調波は、ポリフェーズフィルタ14によって除去もしくは減衰される。すなわち、ポリフェーズフィルタ14によって、方形波から第3次高調波が除去された正弦波を得ることができる。
As described above, the
高次バンドパスフィルタやLC共振器は、第1次成分と第3次高調波成分との間に鋭い周波数選択性を必要とするため、急峻な周波数特性が必要であり、この場合、フィルタの多段化が必要となる。ポリフェーズフィルタを使う場合、方形波の第1次成分と第3次高調波成分との間で鋭い周波数選択性を持つ必要はない。すなわち、図3に示す負の周波数領域において、急峻な周波数特性を必要としない。これは、上述のように、ポリフェーズフィルタが、方形波の第1次成分と第3次高調波の動作領域がそれぞれ「正」と「負」に別れるため、急峻な周波数特性を有していなくても、第1次成分はポリフェーズフィルタをほぼそのまま通過し、第3次高調波だけが除去もしくは減衰されるためである。したがって、ポリフェーズフィルタは多段化の必要がなく、小さな回路で実現可能である。 High-order bandpass filters and LC resonators require a sharp frequency selectivity between the first-order component and the third-order harmonic component, and therefore a steep frequency characteristic is required. Multi-stage is required. When the polyphase filter is used, it is not necessary to have a sharp frequency selectivity between the first-order component and the third-order harmonic component of the square wave. That is, no steep frequency characteristics are required in the negative frequency region shown in FIG. As described above, the polyphase filter has a steep frequency characteristic because the operation regions of the first-order component and the third-order harmonic of the square wave are divided into “positive” and “negative”, respectively. Even if not, the first-order component passes through the polyphase filter almost as it is, and only the third-order harmonic is removed or attenuated. Therefore, the polyphase filter does not need to be multistaged and can be realized with a small circuit.
また、高次バンドパスフィルタやLC共振器は、第1次成分を通過させるフィルタであり、第1次成分に対応する時定数で構成されるのに対し、ポリフェーズフィルタは、第3次高調波を除去または低減させるフィルタであるので、第3次高調波に対応する時定数で構成すればよい。低周波数に対応する時定数で構成される回路のほうが大きいな回路が必要であり、この点もポリフェーズフィルタが高次バンドパスフィルタやLC共振器よりも小面積化が可能な理由である。 A high-order bandpass filter or LC resonator is a filter that passes the first-order component, and is configured with a time constant corresponding to the first-order component, whereas a polyphase filter is a third-order harmonic. Since the filter removes or reduces the wave, it may be configured with a time constant corresponding to the third harmonic. A circuit having a larger time constant corresponding to a low frequency is required, and this is also the reason why the polyphase filter can be made smaller than a high-order bandpass filter or LC resonator.
このように、本実施の形態1によれば、PLLやVCO、分周器などの回路で簡単に多重位相の方形波を生成し、周波数特性の極が、生成された方形波の3倍の周波数に調整されたポリフェーズフィルタで方形波をフィルタリングすることにより、高次バンドパスフィルタやLC共振器などを使用する場合と比較して、小さな回路面積で、ほぼ完全な正弦波を得ることができる。 As described above, according to the first embodiment, a multi-phase square wave is easily generated by a circuit such as a PLL, a VCO, and a frequency divider, and the frequency characteristic pole is three times that of the generated square wave. By filtering the square wave with a polyphase filter adjusted to the frequency, an almost complete sine wave can be obtained with a small circuit area compared to the case of using a high-order bandpass filter or an LC resonator. it can.
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2に係る正弦波生成回路20の構成を示した図である。実施の形態2における正弦波生成回路20の構成は、基本的に実施の形態1における構成と同様である。相違点は、実施の形態1におけるポリフェーズフィルタ14を可変素子で構成した点である。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the sine
すなわち、実施の形態2におけるポリフェーズフィルタ22は、可変抵抗や可変容量などの可変素子を構成素子とする。具体的には、図2のポリフェーズフィルタの抵抗R2、R4、R6、R8と容量C2、C4、C6、C8を、それぞれ可変抵抗、可変容量とし、外部の信号によってそれらの抵抗値および容量値を制御できるようになっている。
That is, the
上述のように、ポリフェーズフィルタの周波数特性の極は、1/(2πRC)となる。したがって、抵抗R2、R4、R6、R8の抵抗値Rと、容量C2、C4、C6、C8の容量値Cを、外部信号によって制御することにより、ポリフェーズフィルタの周波数特性の極を制御することが可能となる。 As described above, the pole of the frequency characteristic of the polyphase filter is 1 / (2πRC). Therefore, by controlling the resistance value R of the resistors R2, R4, R6, and R8 and the capacitance value C of the capacitors C2, C4, C6, and C8 with an external signal, the pole of the frequency characteristic of the polyphase filter is controlled. Is possible.
これにより、正弦波生成回路20では、方形波出力回路12から出力された方形波の周波数が変化する場合でも、この方形波の周波数にあわせて、ポリフェーズフィルタ22の可変素子の値を外部から制御することができる。すなわち、ポリフェーズフィルタ22の周波数特性の極を、上記方形波の周波数の3倍に容易に設定することができる。
Thereby, in the sine
このように実施の形態2における正弦波生成回路20では、方形波出力回路12から出力された方形波の周波数と、ポリフェーズフィルタ22の周波数特性の極を動的に制御することにより、得られる正弦波の周波数を可変にすることができる。しかも、ポリフェーズフィルタを使用するため、小規模な回路面積で構成可能である。
As described above, the sine
(実施の形態3)
図6は、本発明おける正弦波生成回路を適用した、実施の形態3に係る周波数変換回路30の構成を示した図である。周波数変換回路30は、2つの正弦波生成回路32、34と片側波帯(SSB;single side band)ミキサ(以下、SSBミキサと表記する。)36とを備えている。正弦波生成回路32、34は、実施の形態1もしくは実施の形態2の正弦波生成回路10、20を適用することができる。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a
周波数変換回路30は、正弦波生成回路32で生成した、いずれも周波数F1をもち、互いに90°ずつ位相がずれた4つの正弦波I+、I−、Q+、Q−が、SSBミキサ32の一方の入力ポートに入力される。また、SSBミキサ32の他方の入力ポートには、正弦波生成回路34で生成した、いずれも周波数F2をもち、互いに90°ずつ位相がずれた4つの正弦波I+、I−、Q+、Q−が入力される。SSBミキサ36は、それぞれ周波数F1、F2を持つ2組の正弦波から、それらの差の周波数(F1−F2)を持ち、互いに90°ずつ位相がずれた4つの正弦波I+、I−、Q+、Q−を生成する。
The
SSBミキサ36に入力される2組の正弦波は、ともに方形波に含まれる高調波が低減されてから、SSBミキサ36に信号が入力されることから、不要なスプリアスを効率的に抑制することができる。しかも、ポリフェーズフィルタを使用するため、小規模な回路面積で構成可能である。
In the two sets of sine waves input to the
このように、実施の形態3における周波数変換回路30では、特性向上と小型化を両立することができる。
As described above, the
(実施の形態4)
図7は、本発明おける周波数変換回路を適用した、実施の形態4に係る周波数シンセサイザ40の構成を示した図である。図6の周波数シンセサイザは、複数の周波数変換回路で構成され、このうち周波数シンセサイザの出力段に設けられたPPF搭載周波数変換回路30が、実施の形態3で説明した周波数変換回路30を適応することができる。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a
図6にて、外部から入力された信号(周波数FIN)は、周波数変換回路42と44へ入力され、それぞれ所望の周波数に周波数変換される。周波数変換回路42で周波数変換された信号は、PPF搭載周波数変換回路30の一方の入力ポートに入力される。また、周波数変換回路44で周波数変換された信号は、さらに周波数変換回路46、48で周波数変換され、PPF搭載周波数変換回路30のもう一方の入力ポートに入力される。PPF搭載周波数変換回路30は、周波数変換回路42及び48から入力された信号に基づいて、実施の形態3で説明したように周波数変換を行い、周波数FOUTを持つ正弦波信号を出力する。
In FIG. 6, a signal (frequency FIN) input from the outside is input to
なお、本実施の形態4の周波数シンセサイザ40では、入力信号がPPF搭載周波数変換回路30の2つの入力ポートに入力されるまでの間に、一方は周波数変換回路1段、もう一方は周波数変換回路3段を通過するが、これに限るものではなく、周波数変換回路の段数は何段であってもよい。また、周波数変換回路を経ずに、入力信号が直接PPF搭載周波数変換回路30に入力されてもよい。また、最終段以外の周波数変換回路にPPF搭載周波数変換回路を用いてもよい。
In the
以上のように、実施の形態4における周波数シンセサイザ40は、最終段に位置する周波数変換回路として、実施の形態3で説明した周波数変換回路30を適用しているので、不要なスプリアスが抑制された所望の周波数を持つ正弦波を得ることができる。しかも、ポリフェーズフィルタを使用するため、小規模な回路面積で構成可能である。したがって、実施の形態4における周波数変換回路40では、特性向上と小型化を両立することができる。
As described above, since the
(実施の形態5)
図8は、本発明における周波数シンセサイザを適用した、実施の形態5に係る通信システムを示す図である。図8の通信システム50は、ダイレクトコンバージョン受信(DCR)方式を示すが、それに限るものではなくヘテロダイン受信方式など、他の受信方式にも適用可能である。
(Embodiment 5)
FIG. 8 is a diagram showing a communication system according to the fifth embodiment to which the frequency synthesizer according to the present invention is applied. The
図8にて、アンテナ52から受信されたRF信号は、バンドパスフィルタ54を介して、LNA(Low Noise Amplifier)56に入力される。LNA56は、低雑音でRF信号を増幅し、直交ベースバンド信号であるI信号用とQ信号用の二つの周波数変換回路57に出力する。
In FIG. 8, the RF signal received from the antenna 52 is input to an LNA (Low Noise Amplifier) 56 via a
局部発振器58は、ローカル(Lo)周波数のローカル信号を出力する。この局部発振器58に、実施の形態4で説明した周波数シンセサイザ40を適用することができる。位相器60は、I系統の周波数変換回路10には、当該Lo信号の位相を変化させずに出力し、Q系統の周波数変換回路10へ出力した当該Lo信号に対して、位相が90°進んだ当該Lo信号をQ系統の周波数変換回路10へも出力する。なお、これらに出力される信号は、方形波状のものである。
The local oscillator 58 outputs a local signal having a local (Lo) frequency. The
I系統用およびQ系統用の周波数変換回路57は、RF信号とLo信号とをミキシングし、それらの差の周波数を持つ信号を、それぞれローパスフィルタ62、68に出力する。各ローパスフィルタ62、68の出力信号は、それぞれの系統の増幅器64、70により増幅され、それぞれの系統のアナログデジタル変換器66、72によりデジタル信号に変換される。
The
このように、通信システム50に本実施形態における局部発振器58を用いることにより、通信システムの特性向上と小型化を両立することができる。とくに、通信システム50として説明した回路要素の全部または一部を周波数シンセサイザとして半導体チップ化する場合、チップ面積を縮小することができる。
As described above, by using the local oscillator 58 in the present embodiment in the
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. The embodiments are exemplifications, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. .
例えば、実施の形態1、2において、第3次高調波を低減するべく、自己の周波数領域の極を第3次高調波に対応させたポリフェーズフィルタ1段の構成とした。この点、第3次、5次高調波を低減すべく、自己の周波数領域の極を第3次高調波に対応させたポリフェーズフィルタ1段と、5次高調波に対応させたポリフェーズフィルタ1段の、計2段構成としてもよい。さらに、7次高調波以降の周波数成分も低減すべく、それぞれの高調波毎に、自己の周波数領域の極を対応させたポリフェーズフィルタを縦列に接続した、3段以上の構成としてもよい。これによれば、さらに精度よくスプリアスを低減することができる。 For example, in the first and second embodiments, in order to reduce the third-order harmonics, a single-phase polyphase filter is used in which the poles of its own frequency region correspond to the third-order harmonics. In this regard, in order to reduce the third and fifth harmonics, one stage of the polyphase filter in which the poles of its own frequency region correspond to the third harmonic, and the polyphase filter corresponding to the fifth harmonic One stage, a total of two stages, may be used. Furthermore, in order to reduce the frequency components after the 7th harmonic, a configuration of three or more stages in which polyphase filters corresponding to the poles of its own frequency region are connected in cascade for each harmonic may be adopted. According to this, spurious can be reduced more accurately.
また、実施の形態2にて、可変素子を含むポリフェーズフィルタを説明した。この実施の形態2では、抵抗及び容量ともに可変素子として制御できる、としたが、どちらか一方のみを可変素子として制御できるようにしてもよい。この点、周波数変換回路を構成する複数のポリフェーズフィルタのうち、一つ以上が可変素子を含む構成であってもよい。これによっても、得られる正弦波の周波数を可変にすることができる。 In the second embodiment, the polyphase filter including a variable element has been described. In the second embodiment, both resistance and capacitance can be controlled as variable elements, but only one of them may be controlled as variable elements. In this regard, one or more of the plurality of polyphase filters constituting the frequency conversion circuit may include a variable element. Also by this, the frequency of the obtained sine wave can be made variable.
また、実施の形態3にて、SSBミキサ36への異なる周波数の二つの入力信号の両方に対して、ポリフェーズフィルタ32、34を設ける構成を説明した。この点、片方にだけポリフェーズフィルタを設けてもよい。これによっても、ある程度のスプリアス低減効果は発揮される。
In the third embodiment, the configuration in which the
さらに、SSBミキサ36の出力側にポリフェーズフィルタを設けてもよい。この場合、このポリフェーズフィルタにおける周波数領域の極を、SSBミキサ36の出力信号に発生する低減すべきスプリアスの周波数領域に、対応させることにより、スプリアスを低減することができる。この場合、SSBミキサ36の入力側にポリフェーズフィルタ32を設けなくてもよい。
Furthermore, a polyphase filter may be provided on the output side of the
10 正弦波生成回路
12 方形波出力回路
14 ポリフェーズフィルタ
20 正弦波生成回路
22 ポリフェーズフィルタ
30 周波数変換回路
32 正弦波生成回路
34 正弦波生成回路
36 SSBミキサ
40 周波数シンセサイザ
42、44、46、48 周波数変換回路
50 通信システム
52 アンテナ
54 バンドパスフィルタ
56 LNA
57 周波数変換回路
58 局部発振器
60 位相器
62 ローパスフィルタ
64 増幅器
66 アナログデジタル変換器
DESCRIPTION OF
57 Frequency conversion circuit 58
Claims (6)
前記方形波出力回路から出力された信号が入力され、この入力される信号に含まれる第N次高調波(Nは3以上の奇数)に自己の周波数領域の極を対応させたポリフェーズフィルタを、1段もしくは複数段備えることを特徴とする信号生成回路。 A square wave output circuit for outputting a square wave signal;
A signal output from the square wave output circuit is input, and a polyphase filter is used in which the poles of its own frequency domain correspond to the Nth harmonic (N is an odd number of 3 or more) included in the input signal. A signal generation circuit comprising one or more stages.
前記ミキサの入力ポートのうち、少なくとも1つに接続された請求項1〜3のいずれか1項に記載の信号生成回路と、
を備えることを特徴とする周波数変換回路。 A mixer,
The signal generation circuit according to any one of claims 1 to 3, connected to at least one of the input ports of the mixer;
A frequency conversion circuit comprising:
少なくとも最終段に位置する周波数変換回路が前記請求項4に記載の周波数変換回路であることを特徴とする周波数シンセサイザ。 A frequency synthesizer including a plurality of frequency conversion circuits, wherein the plurality of frequency conversion circuits are connected in parallel or in columns,
The frequency synthesizer according to claim 4, wherein the frequency conversion circuit located at least in the final stage is the frequency conversion circuit according to claim 4.
発振したローカル信号と外部から受信した信号をミキシングして、所定の周波数の信号を生成する周波数変換回路と、を備え、
前記発振部は、請求項5に記載の周波数シンセサイザで構成されることを特徴とする通信システム。 An oscillator that oscillates a local signal;
A frequency conversion circuit that mixes an oscillated local signal and an externally received signal to generate a signal of a predetermined frequency, and
6. The communication system according to claim 5, wherein the oscillating unit comprises the frequency synthesizer according to claim 5.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005127782A JP2006310940A (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Signal generating circuit, frequency conversion circuit, frequency synthesizer, and communication system |
| US11/387,784 US20060229011A1 (en) | 2005-03-25 | 2006-03-24 | Frequency conversion method using single side band mixer, and frequency conversion circuit using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005127782A JP2006310940A (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Signal generating circuit, frequency conversion circuit, frequency synthesizer, and communication system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006310940A true JP2006310940A (en) | 2006-11-09 |
Family
ID=37477357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005127782A Withdrawn JP2006310940A (en) | 2005-03-25 | 2005-04-26 | Signal generating circuit, frequency conversion circuit, frequency synthesizer, and communication system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006310940A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016122890A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | アイコム株式会社 | Local oscillation circuit and heterodyne receiver using the same |
| CN111308220A (en) * | 2020-02-28 | 2020-06-19 | 北京华科仪科技股份有限公司 | Excitation circuit of electromagnetic conductivity sensor |
| CN114584076A (en) * | 2022-03-03 | 2022-06-03 | 北京大学 | A Correction Method for Harmonic Suppression by Passive Up-mixer of Transmitter |
-
2005
- 2005-04-26 JP JP2005127782A patent/JP2006310940A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016122890A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | アイコム株式会社 | Local oscillation circuit and heterodyne receiver using the same |
| CN111308220A (en) * | 2020-02-28 | 2020-06-19 | 北京华科仪科技股份有限公司 | Excitation circuit of electromagnetic conductivity sensor |
| CN114584076A (en) * | 2022-03-03 | 2022-06-03 | 北京大学 | A Correction Method for Harmonic Suppression by Passive Up-mixer of Transmitter |
| CN114584076B (en) * | 2022-03-03 | 2024-04-16 | 北京大学 | A correction method for suppressing harmonics in a passive up-mixer of a transmitter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102106076B (en) | Systems and methods for implementing a harmonic rejection mixer | |
| EP3039789B1 (en) | Harmonic rejection translational filter | |
| JP3729171B2 (en) | Mixing circuit and high-frequency signal receiving apparatus using the same | |
| CN102098024A (en) | Mixer and radio frequency receiver using the mixer | |
| TW201015996A (en) | Multi-standard integrated television receiver | |
| KR102096007B1 (en) | Direct-onversion Communication Device including a 3x Sub-harmonic Mixer | |
| CN101944918A (en) | Communication receiver | |
| CN1630352B (en) | Tuner and method for processing received radio frequency signal | |
| US20060068748A1 (en) | Communication semiconductor integrated circuit and radio communication system | |
| JP2006310940A (en) | Signal generating circuit, frequency conversion circuit, frequency synthesizer, and communication system | |
| CN1866754A (en) | Receiver IF system having image rejection mixer and band-pass filter | |
| EP1489752A1 (en) | Receiver apparatus | |
| JP2006121665A (en) | Reception IF circuit having image rejection mixer and active bandpass filter | |
| US20060229011A1 (en) | Frequency conversion method using single side band mixer, and frequency conversion circuit using the same | |
| US7689189B2 (en) | Circuit and method for signal reception using a low intermediate frequency reception | |
| JP2006339700A (en) | Frequency multiplier, and frequency synthesizer and communication system employing the same | |
| JP3788222B2 (en) | High frequency IC circuit | |
| JP2006279108A (en) | Frequency conversion method and circuit, and communication system mounting it | |
| JP4616226B2 (en) | Receiver circuit | |
| JP2000261346A (en) | High frequency ic | |
| US7433667B2 (en) | Signal conditioning circuit | |
| JP2010109716A (en) | Signal generation circuit, and signal generation method therefor | |
| JP5495747B2 (en) | High frequency oscillation source | |
| JP5554183B2 (en) | Bandpass filter | |
| TW200527914A (en) | Television tuner and method of processing a received RF signal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061120 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090717 |