專利名稱：混頻電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混頻電路，特別涉及在移動(dòng)體通信中使用的偶數(shù)高次諧波混頻器。
背景技術(shù)：
在使用便攜式電話及電視等的無線頻率信號(hào)進(jìn)行傳送的裝置中，在對(duì)從天線接收到的無線頻率信號(hào)(以下稱其為RF信號(hào))原封不動(dòng)地進(jìn)行放大和調(diào)制時(shí)，在電路內(nèi)會(huì)引起振蕩而不穩(wěn)定。另一方面，由于中頻信號(hào)(以下稱其為IF信號(hào))不能向空中傳輸，調(diào)制等較容易，不會(huì)引起振蕩，在收發(fā)之際，可以使用將信號(hào)的頻率變換為中頻及無線頻率的混頻器。
通常的混頻器，是利用通過同時(shí)向?qū)⒕哂芯w管及二極管的非線性特性的元件供給具有正弦波等周期波形的本地振蕩信號(hào)(localoscillation signal)(以下稱其為L(zhǎng)O信號(hào))而產(chǎn)生各種頻率的信號(hào)的器件。
圖8是示出在收發(fā)機(jī)中的混頻器的作用的示圖，比如示出超外差式的收發(fā)機(jī)。13是本地振蕩信號(hào)發(fā)生電路(以下稱其為L(zhǎng)O信號(hào)發(fā)生電路)，20是混頻器，21是天線，22是放大器，23是調(diào)制解調(diào)器。
在接收動(dòng)作時(shí)，當(dāng)由天線21接收RF信號(hào)時(shí)，在放大器22中無線頻率信號(hào)受到放大并輸出到混頻器20。在混頻器20中，所輸入的RF信號(hào)和在本地振蕩信號(hào)發(fā)生電路13中發(fā)生的正弦波的LO信號(hào)輸入到由具有非線性特性的元件構(gòu)成的電路，發(fā)生的IF信號(hào)輸出到調(diào)制解調(diào)器23。
在發(fā)射動(dòng)作時(shí)，經(jīng)調(diào)制解調(diào)器23調(diào)制的聲音等的IF信號(hào)輸入到混頻器20。在混頻器20中，在LO信號(hào)發(fā)生電路13中發(fā)生的正弦波的LO信號(hào)和IF信號(hào)混合，所得到的RF信號(hào)由放大器22放大并經(jīng)天線21發(fā)送到空中。
在此，作為混頻器的一例，有近年來在便攜式電話中使用的偶數(shù)高次諧波混頻器。偶數(shù)高次諧波混頻器，如下所述，在應(yīng)用于發(fā)射機(jī)時(shí)，寄生低，并且由于LO頻率與以通常的基波動(dòng)作的混頻器相比可以為其一半，適用于毫米波等高頻波動(dòng)作。
圖9，比如，是2001年日本電子情報(bào)通信學(xué)會(huì)電子學(xué)學(xué)會(huì)大會(huì)預(yù)印稿集C-2-6(p.30)示出的現(xiàn)有的偶數(shù)高次諧波混頻電路的示意圖。在圖中，1a是輸入本地振蕩波信號(hào)(以下稱其為L(zhǎng)O信號(hào))的本地振蕩波信號(hào)輸入端子，2a是輸入高頻信號(hào)(以下稱其為RF信號(hào))的高頻信號(hào)輸入端子，3a是輸出信號(hào)端子，4a是分波電路，4c是包含在分波電路4a中的帶通濾波器，4d是包含在分波電路4a中的高通濾波器，4e是包含在分波電路4a中的低通濾波器，5a、5b是混頻二極管，6a是逆并聯(lián)二極管對(duì)，7是本地振蕩信號(hào)發(fā)生電路。
下面對(duì)圖9的電路動(dòng)作予以說明。圖9示出的是用作從無線頻率變換為中頻的降頻變頻器的情況。輸入到RF信號(hào)輸入端子2a的RF信號(hào)(頻率為fin)及輸入到LO信號(hào)輸入端子1a的LO信號(hào)(頻率fp)，經(jīng)分波電路4a輸入到逆并聯(lián)二極管對(duì)6a。其中，本地振蕩信號(hào)發(fā)生電路7產(chǎn)生正弦波振蕩作為L(zhǎng)O信號(hào)。
逆并聯(lián)二極管對(duì)6a，是由極性相反的兩個(gè)混頻二極管5a、5b并聯(lián)構(gòu)成的。在此混頻二極管5a中，在施加LO信號(hào)的每一個(gè)周期的正電壓v時(shí)流過電流i，并且在此混頻二極管5b中，在施加LO信號(hào)的正電壓v的半周期后施加負(fù)電壓時(shí)流過電流i，如圖10所示，每半周期混頻二極管5a和5b交互接通而流過電流i。其結(jié)果，在逆并聯(lián)二極管對(duì)6a中每半周期流過反相位的LO電流，二極管的正向?qū)щ娐蔳＝di/dv因電流i的瞬時(shí)值而非線性地變化，如圖11所示，每個(gè)半周期導(dǎo)電率升高。因此，LO電流的高次諧波只存在奇數(shù)次分量，導(dǎo)電率的高次諧波只存在偶數(shù)次分量。此處，當(dāng)在LO信號(hào)上疊加RF信號(hào)時(shí)，RF信號(hào)由于導(dǎo)電率g的非線性而發(fā)生畸變，產(chǎn)生各種頻率分量，其中fin-2fp的頻率強(qiáng)烈地發(fā)生。
所以，在適用于接收用的偶數(shù)高次諧波混頻器中，如圖12所示，輸入的RF信號(hào)可以和LO信號(hào)的二倍波(2fp)混合。因此，由于與利用基波動(dòng)作的混頻器相比較，可以以一半fp使之動(dòng)作，此偶數(shù)高次諧波混頻器適用于微波的收發(fā)。
另外，如圖12所示，作為接近RF信號(hào)的寄生的2LO波(2fp)，在逆并聯(lián)二極管對(duì)6a的內(nèi)部受到抑制而變成低寄生。此抑制量，由兩個(gè)混頻二極管5a、5b的平衡決定，特性差越小，就越可以抑制LO信號(hào)的偶數(shù)次高次諧波、導(dǎo)電率的奇數(shù)高次諧波。因此，與通常的平衡形的混頻器相比較，可進(jìn)行很高程度的抑制。順便指出，微波的這一抑制，在通常的基波動(dòng)作的混頻器中為25dB左右，而在偶數(shù)高次諧波混頻器中可以達(dá)到50dB至60dB程度的抑制。
如上所述，在現(xiàn)有的混頻電路中，使用正弦波作為L(zhǎng)O信號(hào)。然而，由于半導(dǎo)體工藝過程的偏差等的原因，有時(shí)本地振蕩信號(hào)發(fā)生電路13只以比規(guī)定的振幅大或小的振幅發(fā)生正弦波。于是，在設(shè)想以規(guī)定的振幅動(dòng)作的混頻器中，根據(jù)該振幅的偏離如圖13(a)所示，在LO信號(hào)的1周期中，進(jìn)行混頻的時(shí)間的比率(以下稱其為混頻時(shí)間)的變化如圖13(b)所示。如果是圖9所示的偶數(shù)高次諧波混頻器的場(chǎng)合，混頻通斷特性取決于二極管驅(qū)動(dòng)電壓。
圖14是表示在LO信號(hào)是正弦波時(shí)對(duì)振幅的變換增益的依賴性的曲線。如圖14所示，存在在外部輸入的LO信號(hào)以制造時(shí)的裝置特性的偏差使振幅變化時(shí)，混頻器的變換增益變大，不能進(jìn)行穩(wěn)定的電路動(dòng)作的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明系為解決上述問題而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種消滅取決于LO信號(hào)的振幅的混頻時(shí)間的變化，抑制混頻器的變換增益對(duì)LO信號(hào)的振幅的依賴的偶數(shù)高次諧波混頻電路。
本發(fā)明是一種混頻電路，其特征在于其構(gòu)成包括由自外部輸入的具有一定周期的脈沖信號(hào)或正弦波合成并輸出偽正弦波的信號(hào)合成電路；以及將來自上述本地振蕩信號(hào)合成電路的輸出信號(hào)和自外部輸入的對(duì)象信號(hào)混合進(jìn)行頻率變換輸出的混頻器單元。


圖1為示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的偶數(shù)高次諧波混頻器的電路構(gòu)成的示圖。
圖2的(a)為示出輸入到本發(fā)明的實(shí)施方式1的偶數(shù)高次諧波混頻器的第1脈沖信號(hào)的波形的示圖，而(b)為示出輸入到本發(fā)明的實(shí)施方式1的偶數(shù)高次諧波混頻器的第2脈沖信號(hào)的波形的示圖，(c)為示出利用本發(fā)明的實(shí)施方式1的偶數(shù)高次諧波混頻器的加法電路合成的本地振蕩信號(hào)的波形的示圖。
圖3的(a)為示出本發(fā)明的偶數(shù)高次諧波混頻器的本地振蕩信號(hào)的振幅變化的情況的示圖，(b)為示出由于本發(fā)明的偶數(shù)高次諧波混頻器的本地振蕩信號(hào)的振幅變化使混頻時(shí)間不變化的示圖。
圖4為示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的偶數(shù)高次諧波混頻器的變換增益的本地振蕩信號(hào)與振幅的關(guān)系的示圖。
圖5為示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的偶數(shù)高次諧波混頻器的電路構(gòu)成的示圖。
圖6的(a)為示出輸入到本發(fā)明的實(shí)施方式2的偶數(shù)高次諧波混頻器的第1脈沖信號(hào)的波形的示圖，(b)為示出輸入到本發(fā)明的實(shí)施方式2的偶數(shù)高次諧波混頻器的第2脈沖信號(hào)的波形的示圖，(c)為示出利用本發(fā)明的實(shí)施方式2的偶數(shù)高次諧波混頻器的加法電路合成的第1本地振蕩信號(hào)的波形的示圖，(d)為示出輸入到本發(fā)明的實(shí)施方式2的偶數(shù)高次諧波混頻器的第3脈沖信號(hào)的波形的示圖，(e)為示出輸入到本發(fā)明的實(shí)施方式2的偶數(shù)高次諧波混頻器的第4脈沖信號(hào)的波形的示圖，(f)為示出利用本發(fā)明的實(shí)施方式2的偶數(shù)高次諧波混頻器的加法電路合成的第2本地振蕩信號(hào)的波形的示圖。
圖7為示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的偶數(shù)高次諧波混頻器的電路構(gòu)成的示圖。
圖8為示出超外差式的收發(fā)機(jī)的構(gòu)成的框圖。
圖9為示出現(xiàn)有的偶數(shù)高次諧波混頻器的電路構(gòu)成的示圖。
圖10為示出在逆并聯(lián)二極管對(duì)中流過的電流隨周期的變化的示圖。
圖11為示出逆并聯(lián)二極管對(duì)的導(dǎo)電性與LO周期的關(guān)系的示圖。
圖12為示出在偶數(shù)高次諧波混頻器中發(fā)生的信號(hào)的頻率分量的示圖。
圖13的(a)為示出現(xiàn)有的本地振蕩信號(hào)的波形的示圖，(b)為示出現(xiàn)有的本地振蕩信號(hào)的振幅變化引起的混頻時(shí)間的變化的示圖。
圖14為示出現(xiàn)有的偶數(shù)高次諧波混頻器的變換增益的本地振蕩信號(hào)依存于振幅的示圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式1本發(fā)明的實(shí)施方式，由于作為本地振蕩信號(hào)使用了在具有至少大于等于一個(gè)電壓電平之上的凸形的矩形形狀的波形和在具有比至少大于等于一個(gè)上述電壓電平低位的電壓電平之下的凸形的矩形形狀的波形交互反復(fù)的周期信號(hào)(以下稱其為偽正弦波)，對(duì)進(jìn)行不取決于本地振蕩信號(hào)的振幅變化的穩(wěn)定的動(dòng)作的混頻器進(jìn)行說明。其中偽正弦波的電壓電平為正為負(fù)均可。
圖1為示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的偶數(shù)高次諧波混頻器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。在圖中，1a是LO信號(hào)輸入端子，2a是RF信號(hào)輸入端子，3a是IF信號(hào)輸出端子，4a是分波電路，4c是帶通濾波器，4d是高通濾波器，4e是低通濾波器，5a、5b是混頻二極管，6a是逆并聯(lián)二極管對(duì)，11a、11b是加法電路LO信號(hào)輸入端子，12a是加法電路，14是脈沖信號(hào)發(fā)生器，15是延時(shí)電路，20是由分波電路4a和逆并聯(lián)二極管對(duì)6a組成的偶數(shù)高次諧波混頻器。
下面對(duì)動(dòng)作予以說明。在加法電路LO信號(hào)輸入端子11a及11b上，如圖2的(a)、(b)所示，輸入由脈沖信號(hào)發(fā)生器14發(fā)生并且其中一個(gè)由延時(shí)電路15延遲了約1/4周期的兩個(gè)脈沖信號(hào)。在加法電路12a中，將此2波相加，如圖2(c)所示，生成具有3個(gè)電壓值混頻占空比為50％的偽正弦波。此脈沖信號(hào)發(fā)生器14，比如，在將涉及本發(fā)明申請(qǐng)的混頻器20應(yīng)用于便攜式電話時(shí)，如果是發(fā)生與混頻器20的外部相連接的時(shí)鐘脈沖等周期的矩形波的數(shù)字電路的話，可以原封不動(dòng)地使用。
逆并聯(lián)二極管對(duì)6a，是由極性相反的兩個(gè)混頻二極管5a、5b并聯(lián)構(gòu)成的，比如，在圖1的偶數(shù)高次諧波混頻器的場(chǎng)合，通過將從RF信號(hào)輸入端子2a和LO信號(hào)輸入端子1a所輸入的RF信號(hào)及LO信號(hào)經(jīng)由分波電路4a施加到此逆并聯(lián)二極管對(duì)6a上，可作為從IF輸出信號(hào)端子3a經(jīng)該分波電路4a的低通濾波器4e取出IF信號(hào)的降頻變頻器動(dòng)作。
在使偶數(shù)高次諧波混頻器作為降頻變頻器動(dòng)作的場(chǎng)合，在LO信號(hào)輸入端子1a上輸入如圖2(c)所示的具有3個(gè)電壓值混頻占空比為50％的偽正弦波時(shí)，在每半周期逆并聯(lián)二極管對(duì)6a的混頻二極管5a和5b交互接通而有電流流過。通過重復(fù)此動(dòng)作使RF信號(hào)和LO信號(hào)混合，就在逆并聯(lián)二極管對(duì)6a的兩端上生成以下頻率的混合波。
fout＝fRF-2mfLO其中m是整數(shù)。
將具有這些多個(gè)頻率的混合波利用分波電路4a進(jìn)行分波，比如，得到fIF＝fRF-2fLO的輸出。分波電路4a，比如，是在RF信號(hào)輸入側(cè)設(shè)置帶通濾波器4c并且在IF信號(hào)輸出側(cè)設(shè)置低通濾波器4e的構(gòu)成。
圖3(a)為示出本發(fā)明的偶數(shù)高次諧波混頻器的本地振蕩信號(hào)的振幅變化的情況的示圖，(b)為示出由于本發(fā)明的偶數(shù)高次諧波混頻器的本地振蕩信號(hào)的振幅變化使混頻時(shí)間不變化的示圖。如圖3(a)、(b)所示，通過將具有3階梯電壓值的偽正弦波用作本地振蕩信號(hào)，即使是本地振蕩信號(hào)的振幅變化，混頻時(shí)間也不改變。因此，涉及本實(shí)施方式1的偶數(shù)高次諧波混頻器的動(dòng)作穩(wěn)定。圖4示出涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的偶數(shù)高次諧波混頻器的變換增益的本地振蕩信號(hào)與振幅的關(guān)系。如圖4所示，由于在LO信號(hào)的振幅大于等于一定值時(shí)，即使是振幅發(fā)生變化，由于混頻時(shí)間沒有改變，所以變換增益幾乎一定，動(dòng)作穩(wěn)定。
如上所述，由于本發(fā)明實(shí)施方式1的混頻電路，將從外部輸入的相差1/4周期的兩個(gè)脈沖信號(hào)，利用加法器生成具有3個(gè)電壓值的工作占空比為50％的偽正弦波并將其用作LO信號(hào)，所以可以得到混頻電路的通斷時(shí)間比的變化與該脈沖的振幅無關(guān)，動(dòng)作穩(wěn)定的混頻電路。
另外，在本實(shí)施方式1中，示出的是使用脈沖信號(hào)發(fā)生器14作為本地振蕩信號(hào)發(fā)生電路，容易應(yīng)用于便攜式電話機(jī)的情況。不過，在利用模擬電路發(fā)生正弦波的振蕩電路中，既可以是在加法電路LO信號(hào)輸入端子11a、11b的前級(jí)設(shè)置公知的正弦波脈沖變換電路(施密特觸發(fā)電路等)將脈沖信號(hào)輸入到加法電路12a的構(gòu)成，也可以是將從正弦波得到的脈沖波形進(jìn)行合成而得到圖2(c)所示的偽正弦波的構(gòu)成。此時(shí)，成為圖1的脈沖信號(hào)發(fā)生器14和延時(shí)電路15以正弦波發(fā)生電路和脈沖波發(fā)生電路置換的情況。
除此之外，此處說明的是使用錯(cuò)開1/4周期的兩個(gè)脈沖信號(hào)合成LO信號(hào)的場(chǎng)合，當(dāng)然周期錯(cuò)開并不限定于上述示例。另外，在上述示例中，說明的是降頻變頻器，但也可以是輸入IF信號(hào)代替RF信號(hào)，從輸出端子，比如，取出成為fIF+2fLO的RF信號(hào)的升頻變頻器。
另外，此處作為具有一個(gè)LO信號(hào)輸入端子的偶數(shù)高次諧波混頻器20的一個(gè)例子示出了使用逆并聯(lián)二極管對(duì)6a的偶數(shù)高次諧波混頻器的實(shí)施例，但在具有一個(gè)LO信號(hào)輸入端子的混頻器20中也可以使用結(jié)型雙極型晶體管及場(chǎng)效應(yīng)晶體管的主動(dòng)動(dòng)作器件。另外，即使是偶數(shù)高次諧波混頻器以外的混頻器也可以應(yīng)用。
實(shí)施方式2
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2予以說明。在上述實(shí)施方式1中，示出了的是利用單一LO信號(hào)動(dòng)作的混頻電路，而在本實(shí)施方式2中，說明的是在利用相位互相反轉(zhuǎn)的兩個(gè)差動(dòng)信號(hào)動(dòng)作的偶數(shù)高次諧波混頻器中，將兩個(gè)具有3等級(jí)的電壓值的混頻占空比為50％的偽正弦波用作LO信號(hào)的場(chǎng)合。
圖5為示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的偶數(shù)高次諧波混頻器的電路構(gòu)成的示圖。在圖中，1b是LO信號(hào)輸入端子，2b是RF信號(hào)輸入端子，3b是IF信號(hào)輸出端子，4b是分波電路，6a、6b、6c、6d是逆并聯(lián)二極管對(duì)，7是本地振蕩信號(hào)發(fā)生電路，11c、11d是加法電路LO信號(hào)輸入端子，12b是加法電路，21是具有多個(gè)LO信號(hào)輸入端子1a、1b的偶數(shù)高次諧波混頻器。
如圖5所示，在本實(shí)施方式2的偶數(shù)高次諧波混頻器中將4個(gè)逆并聯(lián)二極管對(duì)連接成為環(huán)狀。在加法電路LO信號(hào)輸入端子11a及11b上，與實(shí)施方式1一樣，如圖6(a)、(b)所示，輸入錯(cuò)開1/4周期的LO信號(hào)的脈沖波。另外，在加法電路LO信號(hào)輸入端子11c及11d上，如圖6(d)、(e)所示，輸入與輸入到加法電路LO信號(hào)輸入端子11a及11b的脈沖信號(hào)的相位分別相反的LO信號(hào)的脈沖波。此外，在RF信號(hào)輸入端子2a、2b上輸入分別在圖6(c)、(f)示出的相位相反的RF信號(hào)。
在圖5中，A、B、C及D表示各逆并聯(lián)二極管對(duì)6a、6b、6c及6d的互相連接點(diǎn)。RF信號(hào)從點(diǎn)A及B輸入，另外，LO信號(hào)從點(diǎn)C及D輸入。RF信號(hào)及LO信號(hào)互相連接成為橋的中點(diǎn)的位置關(guān)系。因此，比如，在點(diǎn)A流過與從點(diǎn)C及點(diǎn)D輸入的兩個(gè)LO信號(hào)的差值相當(dāng)?shù)碾娏?，由分波電?b將這兩個(gè)LO信號(hào)及RF信號(hào)混合而發(fā)生fIF＝fRF-2fLO的IF信號(hào)。
這樣，在分波電路4a及分波電路4b中發(fā)生的IF信號(hào)，在分波電路內(nèi)的低通濾波器(未圖示)被分波為RF信號(hào)并從輸出端子3a或3b輸出。因?yàn)閺妮敵龆俗?a或3b輸出的IF信號(hào)是差動(dòng)輸出，所以相位互相相反。
這樣，本實(shí)施方式2的混頻電路，與實(shí)施方式1一樣，即使是LO信號(hào)振幅變化，動(dòng)作也可以穩(wěn)定，此外，由于是差動(dòng)輸入輸出，在外部電路為差動(dòng)輸入及差動(dòng)輸出的情況下連接容易，并且，具有可消除由于電磁干涉引起的同相位模式的噪聲的效果。
實(shí)施方式3下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3予以說明。在上述實(shí)施方式2中，示出的是將相位互相反轉(zhuǎn)的兩個(gè)LO信號(hào)用作差動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行被動(dòng)動(dòng)作的偶數(shù)高次諧波混頻電路，而在本實(shí)施方式3中，在將相位互相反轉(zhuǎn)的兩個(gè)差動(dòng)信號(hào)用作差動(dòng)信號(hào)這一點(diǎn)上與上述實(shí)施方式2一樣，但在使用結(jié)型雙極型晶體管對(duì)所構(gòu)成的差動(dòng)電路主動(dòng)動(dòng)作這一點(diǎn)上與實(shí)施方式2不同。對(duì)于此偶數(shù)高次諧波混頻器，對(duì)于將具有3等級(jí)的電壓值的混頻占空比為50％的偽正弦波用作LO信號(hào)的場(chǎng)合予以說明。
圖7為示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的偶數(shù)高次諧波混頻器的電路構(gòu)成的示圖。在圖中，22是進(jìn)行本實(shí)施方式3的主動(dòng)動(dòng)作的偶數(shù)高次諧波混頻器，31是電源(Vcc)端子，32a、32b是LO信號(hào)輸入用NPN晶體管，33a、33b是參照用NPN晶體管，34a、34b是RF信號(hào)輸入用NPN晶體管，35是定電流源，36a、36b是負(fù)載電阻，39是參照用偏置端子，41a、41b是NPN晶體管對(duì)。
本實(shí)施方式3的偶數(shù)高次諧波混頻器，通過在電源端子31上施加直流電壓Vcc，經(jīng)由負(fù)載電阻36a、36b，在LO信號(hào)用NPN晶體管32a、32b、32c、32d以及參照用NPN晶體管33a、33b上分別施加電壓的同時(shí)，通過從恒流源35供給恒流而進(jìn)行主動(dòng)動(dòng)作。
下面對(duì)動(dòng)作予以說明。因?yàn)榛祛l電路22是對(duì)稱電路，下面對(duì)LO信號(hào)輸入用NPN晶體管32a、32b及RF信號(hào)輸入用NPN晶體管34a等所構(gòu)成的圖5的左側(cè)電路部分的動(dòng)作予以說明。在加法電路LO信號(hào)輸入端子11a、11b、11c及11d上分別輸入與上述實(shí)施方式2一樣的脈沖信號(hào)。因此，在LO信號(hào)輸入端子1a及1b上輸入具有與圖5(c)、(f)所示一樣的相位互相反轉(zhuǎn)的3等級(jí)的電壓值的混頻占空比為50％的偽正弦波。
于是，在LO信號(hào)輸入端子1a上施加正電壓的同時(shí)，在LO信號(hào)輸入端子1b上施加負(fù)電壓，在與LO信號(hào)輸入端子1a相連接的LO信號(hào)輸入用NPN晶體管32b的柵極上施加電壓，利用來自電源端子31的電壓，電流流入LO信號(hào)輸入用NPN晶體管32b。此時(shí)，根據(jù)從RF信號(hào)輸入端子2a輸入的RF信號(hào)，由恒流源35向RF信號(hào)輸入用NPN晶體管34a供給電流。
另一方面，在LO信號(hào)輸入端子1a上施加負(fù)電壓時(shí)，由于與此同時(shí)在LO信號(hào)輸入端子1b上施加正電壓，所以在與LO信號(hào)輸入端子1b相連接的LO信號(hào)輸入用NPN晶體管32a的柵極上有電壓施加，有電流流入LO信號(hào)輸入用NPN晶體管32a。于是，此時(shí)，根據(jù)從RF信號(hào)輸入端子2a輸入的RF信號(hào)，由恒流源35向RF信號(hào)輸入用NPN晶體管34a供給電流。
通過交互進(jìn)行這些動(dòng)作，LO和RF信號(hào)混合，從輸出端子3a輸出中頻信號(hào)。混頻電路22的由LO信號(hào)用NPN晶體管32c、32d及RF信號(hào)輸入用NPN晶體管34b等構(gòu)成的右側(cè)部分，也按照LO信號(hào)輸入端子1a、1b的脈沖輸入，進(jìn)行與上述同樣的動(dòng)作。輸出端子3a，從圖中的點(diǎn)E和點(diǎn)G，或輸出端子3b，從圖中的點(diǎn)F和點(diǎn)H，得到輸出，將相位相同的中頻信號(hào)輸出而獲得更高的變換增益。
這樣，由于不直接將RF信號(hào)和LO信號(hào)混合，而經(jīng)由晶體管的基極進(jìn)行混頻，所以不需要分波電路，可使電路小型化。
此外，與上述實(shí)施方式1、2一樣，輸入到加法電路LO信號(hào)輸入端子11a、11b的脈沖信號(hào)，也可以不必是高變換增益所獲得的錯(cuò)開1/4周期的關(guān)系。
另外，與上述實(shí)施方式1、2一樣，不僅適用于降頻變頻器，也可適用于升頻變頻器。除此之外，在本實(shí)施方式3中，示出的是使用NPN晶體管的偶數(shù)高次諧波混頻器，但此外也可使用PNP晶體管及場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
這樣，在本實(shí)施方式3中，通過將具有3個(gè)等級(jí)的電壓值的混頻占空比為50％的偽正弦波作為L(zhǎng)O信號(hào)并將其應(yīng)用于使用結(jié)型雙極型晶體管的差動(dòng)輸入的偶數(shù)高次諧波混頻器，即使是LO信號(hào)與實(shí)施方式2一樣地變化，也可以進(jìn)行穩(wěn)定的動(dòng)作，在外部電路為差動(dòng)輸入及差動(dòng)輸出的場(chǎng)合連接容易，并且，具有可消除由于電磁干涉引起的同相位模式的噪聲的效果，此外，通過從電源端子向各晶體管供電，使各晶體管具有增益而獲得高變換增益，由于不需要分波電路，具有可使電路小型化的效果。
如上所述，本發(fā)明的混頻電路，由于使用偽正弦波作為本地振蕩信號(hào)，即使是本地振蕩信號(hào)的振幅發(fā)生變化，也可以獲得穩(wěn)定動(dòng)作的混頻電路。
權(quán)利要求
1.一種的混頻電路，其特征在于包括由自外部輸入的具有一定周期的脈沖信號(hào)或正弦波合成并輸出偽正弦波的信號(hào)合成電路；以及將上述偽正弦波和自外部輸入的對(duì)象信號(hào)混合并進(jìn)行頻率變換后輸出的混頻器單元。
2.如權(quán)利要求1所述的混頻電路，其特征在于上述信號(hào)合成電路是將具有一定周期的第1脈沖信號(hào)和具有與該第1脈沖信號(hào)錯(cuò)開一定周期的相位的第2脈沖信號(hào)相加并輸出上述偽正弦波的加法電路。
3.如權(quán)利要求2所述的混頻電路，其特征在于上述特定周期為1/4周期。
4.如權(quán)利要求1所述的混頻電路，其特征在于上述信號(hào)合成電路是發(fā)生相位互相相反的第1及第2偽正弦波的電路；上述混頻器單元，將上述第1偽正弦波及第1對(duì)象信號(hào)、上述第2偽正弦波及第2對(duì)象信號(hào)分別混合并進(jìn)行頻率變換后輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的混頻電路，其特征在于上述信號(hào)合成電路包括將具有一定周期的第1脈沖信號(hào)和具有與該第1脈沖信號(hào)錯(cuò)開一定周期的相位的第2脈沖信號(hào)相加并輸出上述第1偽正弦波的第1加法電路；以及將具有與第1脈沖信號(hào)相位相反的第3脈沖信號(hào)和具有與該第2脈沖信號(hào)相位相反的第4脈沖信號(hào)相加并輸出上述第2偽正弦波的第2加法電路。
6.如權(quán)利要求4所述的混頻電路，其特征在于上述特定周期為1/4周期。
7.如權(quán)利要求1至3任何一項(xiàng)所述的混頻電路，其特征在于上述混頻器單元是將兩個(gè)二極管極性相反地并聯(lián)連接的逆并聯(lián)二極管對(duì)。
8.如權(quán)利要求4至6任何一項(xiàng)所述的混頻電路，其特征在于上述混頻器單元構(gòu)成為將兩個(gè)極性相反的二極管并聯(lián)而成的逆并聯(lián)二極管對(duì)共4個(gè)連接成為環(huán)狀的逆并聯(lián)二極管對(duì)環(huán)，在上述各逆并聯(lián)二極管對(duì)之間的4個(gè)連接點(diǎn)上分別具有輸入端子，對(duì)與輸入第1本地振蕩信號(hào)的第1輸入端子鄰接的第2及第3輸入端子中的一個(gè)輸入第1對(duì)象信號(hào)，并且對(duì)另一個(gè)輸入第2對(duì)象信號(hào)，對(duì)第4輸入端子輸入第2本地振蕩信號(hào)，其中，該第2及第3輸入端子也作為經(jīng)過頻率變換的信號(hào)的輸出端子。
9.如權(quán)利要求4至6任何一項(xiàng)所述的混頻電路，其特征在于上述混頻器單元包括將兩個(gè)結(jié)型晶體管的各發(fā)射極及集電極并聯(lián)，對(duì)各基極輸入上述第1及第2本地振蕩信號(hào)的第1及第2晶體管對(duì)；與該第1及第2晶體管對(duì)的集電極側(cè)相連接的電源端子；集電極與上述第1晶體管對(duì)的發(fā)射極側(cè)相連接，基極與上述第1對(duì)象信號(hào)輸入端子相連接的第1對(duì)象信號(hào)輸入用晶體管；集電極與上述第2晶體管對(duì)的發(fā)射極側(cè)相連接，基極與上述第2對(duì)象信號(hào)輸入端子相連接的第2對(duì)象信號(hào)輸入用晶體管；與上述第1晶體管對(duì)的集電極側(cè)及上述第2晶體管對(duì)的發(fā)射極側(cè)相連接的第1輸出端子；以及與上述第1晶體管對(duì)的發(fā)射極側(cè)及上述第2晶體管對(duì)的集電極側(cè)相連接的第2輸出端子。
全文摘要
本發(fā)明提供混頻電路。在將對(duì)象信號(hào)和本地振蕩信號(hào)混合并進(jìn)行對(duì)象信號(hào)的頻率變換的混頻電路中，由于使用偽正弦波作為本地振蕩信號(hào)，即使是本地振蕩信號(hào)的振幅改變，也可以得到進(jìn)行穩(wěn)定動(dòng)作的混頻電路。
文檔編號(hào)H03D7/00GK1639963SQ0282935
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月23日
發(fā)明者前田憲一, 伊東健治, 上馬弘敬, 生島貴之, 高橋貴紀(jì) 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社