CN101087142A - 频率合成器 - Google Patents
频率合成器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101087142A CN101087142A CNA200710108939XA CN200710108939A CN101087142A CN 101087142 A CN101087142 A CN 101087142A CN A200710108939X A CNA200710108939X A CN A200710108939XA CN 200710108939 A CN200710108939 A CN 200710108939A CN 101087142 A CN101087142 A CN 101087142A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- frequency
- terminal
- input
- output
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 49
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 36
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 230000008676 import Effects 0.000 claims 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 25
- 101100328518 Caenorhabditis elegans cnt-1 gene Proteins 0.000 description 10
- 101150044602 Slc28a2 gene Proteins 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 101150090324 Slc28a3 gene Proteins 0.000 description 7
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 101150030072 CNTF gene Proteins 0.000 description 1
- 101100243022 Mus musculus Pcnt gene Proteins 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B21/00—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies
- H03B21/01—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies by beating unmodulated signals of different frequencies
- H03B21/02—Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies by beating unmodulated signals of different frequencies by plural beating, i.e. for frequency synthesis ; Beating in combination with multiplication or division of frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
Landscapes
- Transmitters (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Superheterodyne Receivers (AREA)
Abstract
本发明提供一种频率合成器,包括基准信号发生器(1),输出单一频率的信号;频率倍增器(2),基于输入信号的频率生成一个以上不同频率的中间信号而作为输出信号输出;频率选择器(3);混频器(4);以及频率合成器控制电路(5),具有频率合成器控制端子,其中,将基准信号发生器(1)的输出作为频率倍增器(2)的输入,将频率倍增器(2)的1个以上的输出作为频率选择器(3)的1个以上的输入,将频率选择器(3)的输出和频率倍增器(2)的输出中的1个输出作为混频器(4)的第一和第二输入,将混频器(4)的输出作为频率合成器的输出。本发明在用于生成在超宽频带内使用的本振信号的结构中同时实现低相位噪声和低功耗。
Description
技术领域
本发明涉及适用于构成无线通信***的无线通信电路的频率合成器,尤其涉及有效适用于使用宽频带中的多频带收发数据的无线通信电路和***的频率合成器。
背景技术
一般来说,无线通信***为了进行数据的收发而使用预定的频带。例如,在作为无线局域网(LAN)的美国标准而众所周知的IEEE802.11g中使用2.4GHz~2.47GHz的频带,在通信距离50~100m的范围内作为最大传送速度实现54Mbps。但是,普通用户对数据的要求逐年增高,强烈希望能在短时间内将高清晰静止图像及音乐数据、动态图像数据下载到用户的便携设备上。与该要求相应的1种技术为超宽带(Ultra Wide Band:UWB)无线通信。UWB无线通信自2002年4月美国联邦通信委员会许可UWB的工业利用以来,许多机构正在对其进行研究开发。
在这样的UWB无线通信中,该UWB无线通信用的本振信号发生电路例如记载于非专利文献1、非专利文献2、专利文献1、专利文献2、专利文献3、以及专利文献4等。
在非专利文献1中,由能够生成4相信号、应用了使用由电感器和电容器构成的共振电路的振荡器的基准信号发生器生成了振荡频率fREF之后,使用多个2分频电路和单边带混频器(Single SidebandMixer:SSB混频器)来生成多个频率的信号。
在非专利文献2中,设置2个基准信号发生器,同时生成528MHz的整数倍的频率和小数倍的频率,并在此基础上同时使用3个SSB混频器来反复进行频率的加减运算,生成子带(subband)的中心频率。
在专利文献1中,在高速频率跳变用本机发生器中,生成基准频率并分为4路,使用5分频、3分频、4分频、2分频的多个分频器来生成多个频率的信号。
在专利文献2中,在使用至少含有2个由2个以上基准频率构成的频率组的UWB来收发数据的通信***中,使用1个本机振荡器和1个PLL来生成多个基准频率。
在专利文献3中,在合成2个以上频率得到新频率的频率合成装置中,对基准频率进行2分频而得到采样频率,进而进行2分频、4分频、8分频而生成多个频率。
在专利文献4中,在使用1个本振信号和至少2个中频信号来生成载波的SSB发生装置中,生成由对各频率进行了相位移动的信号和未进行相位移动的信号构成的组信号,并从其中选择一个组信号来传输到SSB发生装置。
[非专利文献1]A I smail等“A3.1 to 8.2GHz Direct ConversionReceiver for MB-OFDM UWB Communications”(美国),IEEESolid-State Circuits Conference,2005年论文集,演讲号11.5、pp.208~210
[非专利文献2]C-F.Liang等,“A 14-band Frequency Synthesizer forMB-OFDM UWB Application”(美国),IEEE Solid-State CircuitsConference,2006年论文集,演讲号6.7、pp.126~128
[专利文献1]日本特开2005-175698号公报
[专利文献2]日本特开2005-198304号公报
[专利文献3]日本特开2005-129993号公报
[专利文献4]日本特开2005-39827号公报
发明内容
对于上述那样的UWB无线通信,近年来提出了面向室内通信使用多频带OFDM(MB-OFDM)方式的UWB无线通信用的频率配置。将使用了该MB-OFDM方式的UWB无线通信用的频率配置示于图7。由图7可知,UWB被划分为以3432MHz为中心频率的、具有528MHz带宽的第一子带至以10296MHz为中心频率的、同样具有528MHz的带宽的第十四子带。将这些子带每3个分为1组,由第一至第三、第四至第六、第七至第九、第十至第十二、以及第十三和第十四形成的这5个组构成。各子带的中心频率按从低到高的顺序分别为3432、3960、4488、5016、5544、6072、6600、7128、7656、8184、8712、9240、9768、10296(单位MHz)。能够按每个组构成称为微微网(piconet)的通信网,但目前开发出了使用频率低的第一组的子带形成微微网来实现无线通信的装置。
但是,为了对更多的用户提供高速数据传输用的无线通信,需要广泛使用设于约3GHz至约10GHz以及UWB频带的子带来增加微微网数量。因此,在收发UWB信号的无线电路中,为了进行接收信号的解调和发送信号的调制,需要生成上述第一至第十四子带的中心频率作为本振信号。对于由MB-OFDM方式无线电路生成的本振信号,需要信号的载波频率在短时间内在子带中心频率之间跳变,该载波频率切换所容许的时间被规定为最长9.5ns。在现有的本振信号的频率切换中使用了锁相环(PLL),但PLL方式是通过构成负反馈环而成立的,因此存在本振信号的频率的切换时间长,需要耗费数ms的缺点。根据以上的背景技术,需要进行用于在宽频范围内生成UWB无线通信用的本振信号的技术开发。
这样的UWB无线通信用的本振信号发生电路记载在上述非专利文献1、2和上述专利文献1~4等中。
在上述非专利文献1中,在由基准信号发生器生成了振荡频率fREF之后,能够使用多个2分频电路和单边带混频器产生最小为fREF·(4/64)的频率、最大为fREF·(76/64)的频率。但是,即便在注意到UWB无线通信用的子带中心频率,设定fREF=16896MHz的情况下,在多个生成频率中符合图7的子带中心频率的也仅有3432、3960、4488MHz这三个频率。因此,具有无法较宽地覆盖图7所示的频带的缺点。
另外,在上述非专利文献1的结构中,前提是将基准信号发生器输出取为4相输出,但是这种结构作为本振信号发生电路是存在问题的。在本振信号发生电路中要求的技术指标中尤为重要的是:(1)无寄生成分地提供的预定频率范围的正弦波信号;(2)输出信号为低噪声。输出信号的噪声如果在频率区域考虑则能够以相位噪声考虑,能够谋求其值的降低。根据上述非专利文献1,在决定本振信号发生电路的信号品质的基准信号发生器中,为了得到相对相位为0°、90°、180°、270°的4相输出信号而使用4相输出型振荡电路。
图8示出4相输出型的振荡电路的一例。另外,图9示出2相(差动)输出型的振荡电路的一例,上述相位噪声与对于普通噪声的概念相同,产生噪声的能动元件的个数越多则总噪声越增加,因此在以相等的条件比较消耗电流时,图8所示的4相输出型的振荡电路与2相输出型的振荡电路比较,可明显定性为该4相输出型的振荡电路的相位噪声大。另外,虽然能够通过使偏置电流增加使振荡振幅增大来抑制相位噪声,但是会造成如下结果:需要偏置电流为原来的2相输出型的2倍,这将使功耗进一步增大。根据以上的研究,将频率合成器的基准信号发生器的输出信号取为相位噪声少的高纯度信号是尤为重要的,因此即便基准信号发生器的输出形式为差动型,能够生成所希望频率的信号的频率合成器的机构也是必不可少的。
另外,在上述非专利文献2中,能够同时生成528MHz的整数倍的频率和小数倍的频率,并在此基础上反复进行频率的加减运算,生成图7所示的第一至第十四子带中心频率。另一方面,由于需要使用2个基准信号发生器,因此存在如下缺点:功耗和芯片面积增大,进而在产生高频侧的UWB子带中心频率时需要使SSB混频器的3级全部工作,所以功耗将进一步增大。另外,由于混频器为3级级联,以及混频器的非线性动作引起的寄生信号,将会导致在输出频率附近产生许多无用的寄生频率。因此,期待使输出信号的纯度提高并且以低消耗电流生成UWB无线通信用的本振信号的技术开发。
因此,本发明是为了克服上述问题而做出的,其目的在于提供一种在用于生成在超宽频带内使用的本振信号的结构中,同时实现低相位噪声和低功耗的方法。
本发明的上述及其他目的和新的特征,将会根据本说明书的记载和附图得到明确。
简单说明本申请所公开的发明中具有代表性的技术概要如下。
为了实现上述目的,本发明的频率合成器,其特征在于,包括:基准信号发生器,输出单一频率的信号;频率倍增器,基于输入信号的频率,生成1个以上不同频率的中间信号而作为输出信号输出,按照频率倍增器控制信号控制各中间信号使其输出或停止输出,频率选择器,具有1个以上的输入端子,输出按照频率选择器控制信号选择出的输入信号;混频器,对2个输入信号实施混频处理而生成输出信号;以及频率合成器控制电路,具有频率合成器控制端子,其中,将上述基准信号发生器的输出作为上述频率倍增器的输入,将上述频率倍增器的1个以上的输出作为上述频率选择器的1个以上的输入,将上述频率选择器的输出、和上述频率倍增器的输出中的1个输出作为上述混频器的第一和第二输入,将上述混频器的输出作为频率合成器的输出。
通过这样组合频率倍增器、频率选择器及混频器,能够提供一种在基准信号发生器的输出频率fREF的7/60~41/60的范围内输出fREF×(2n+1)/60(在此n为3~20中的任意整数)的频率的信号的频率合成器,基准信号发生器的输出能够以差动输出形式生成上述输出频率,因此能够构成低相位噪声的宽频带频率合成器,提供本振信号。
简单说明能够根据本申请所公开的发明中具有代表性的技术得到的效果如下。
根据本发明,基于能够对4相输出实现低相位噪声的差动输出形式的基准信号发生器,组合频率倍增器、频率选择器及混频器,通过这样构成能够以低噪声、低功耗提供UWB通信用的14子带中心频率所对应的本振信号。
附图说明
图1是用于说明本发明的频率合成器的第一实施方式(整体结构)的图。
图2是用于说明本发明的频率合成器的第二实施方式(混频器的结构)的图。
图3是用于说明本发明的频率合成器的第三实施方式(LO输入缓存电路的结构)的图。
图4是用于说明本发明的频率合成器的第四实施方式(LO输缓存电路的结构)的图。
图5是用于说明本发明的频率合成器的第五实施方式(包括频率合成器的无线通信机)的图。
图6是用于说明本发明的频率合成器的第六实施方式(包括频率合成器的无线通信机)的图。
图7是用于说明使用了MB-OFDM方式的UWB无线通信用的频率配置的图。
图8是用于说明4相输出形式的振荡电路的电路结构的图。
图9是用于说明2相输出形式的振荡电路的电路结构的图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的频率合成器的实施方式。在用于说明实施方式的所有附图中,对同一部件原则上标以相同的标记,省略其反复的说明。
(第一实施方式)
图1示出本发明的频率合成器的第一实施方式(整体结构)。图1所示的频率合成器具有:基准信号发生器(SG)1,输出单一频率的信号;频率倍增器2,基于输入信号的频率而生成1个以上不同频率的中间信号来作为输出信号输出,由频率倍增器控制信号控制各中间信号的输出或输出停止;频率选择器(SEL)3,具有1个以上输入端子,输出根据频率选择器控制信号所选择的输入信号;混频器(SSBM)4,对2个输入信号实施混频处理而生成输出信号;以及频率合成器控制电路5,具有频率合成器控制端子。
在这样的频率合成器的结构中,进行如下连接:将基准信号发生器1的输出作为频率倍增器2的输入,将频率倍增器2的1个以上的输出作为频率选择器3的1个以上的输入,将频率选择器3的输出和频率倍增器2的输出中的1个输出作为混频器4的第一输入和第二输入,将混频器4的输出作为频率合成器的输出。特别是能够利用被输入到频率合成器控制端子上的控制信号来控制其输出频率,并且将频率倍增器2和频率选择器3的不需要工作的内部电路的电源局部关断。
在本结构中,基准信号发生器1具有输出正相和反相差动信号的2个输出端子,从频率合成器基准时钟用输入端子324输入频率合成器基准时钟,以频率fREF产生正相、反相差动信号,并将其输出连接至频率倍增器2的差动输入上。
频率倍增器2具有:2个输入端子,输入正相和反相差动信号;4个输出端子,基于输入信号的频率而输出使具有不同频率的1种以上输出信号分别偏移90°相位的4相信号;分频部21,具备1个以上具有不同分频数的分频电路;混频部22,以由分频部21所生成的信号为基准,将通过混频处理进行频率的加减运算后生成的频率信号作为输出;以及频率倍增器控制部23,该频率倍增器基于所输入的基准信号,由分频部21产生多个频率的信号,并由设于后级的混频部22中的单边带(SSB)混频器进一步对分频部21输出的多个信号进行频率加减运算,从而生成UWB各子带中第二、第五、第八、第十一、第十四的中心频率,并作为4相信号(具有0°、90°、180°、270°的相位差)输出。
该频率倍增器2的分频部21,作为分频电路具有4个2分频电路(DIV2)24、1个3分频电路(DIV3)25、1个5分频电路(DIV5)26,包括将差动输入信号作为输入信号来进行2分频并输出其4相信号的第一路径(2分频电路);进行4分频并输出其4相信号的第二路径(2分频电路+2分频电路);进行10分频并输出其4相信号的第三路径(5分频电路+2分频电路);进行20分频并输出其4相信号的第四路径(5分频电路+2分频电路+2分频电路);以及进行30分频并输出其4相信号的第五路径(5分频电路+2分频电路+3分频电路)。
另外,频率合成器2的混频部22具有3个混频器(SSBM)4,进行如下连接:将第一混频器的2个输入中的第一输入端子连接在第二路径的输出端子上,将第二输入端子连接在第三路径的输出端子上,将第一混频器的输出作为第一输出,将第二混频器的2个输入中的第一输入端子连接在第一路径的输出端子上,将第二输入端子连接在第四路径的输出端子上,将第二混频器的输出作为输出,将第三混频器的2个输入中的第一输入端子连接在第二混频器的输出端子上,将第二输入端子连接在第三路径的输出端子上,将第三混频器的输出作为第三输出,将第五路径作为第四输出。
频率选择器3具有至少一组由4个输入端子构成的输入端子组,将4相信号作为输入信号;和1个输出端子,输出偏移了90°相位的4相信号,对频率倍增器2输出的多个信号中按照频率合成器控制电路5的控制信号(经由选择控制端子31)所指示的1个输入信号实施了放大和频率选择滤波处理后,将其作为频率选择器3的输出信号作为4相信号输出。
混频器4将一组频率倍增器2输出的任意偏移了90°相位的4相信号和1组频率选择器3输出的偏移了90°相位的4相信号作为输入,作为输出信号也是从4个输出端子输出一组相位偏移了90°的4相信号。即,将频率选择器3输出的4相信号作为RF输入信号(频率fRF),并将从频率倍增器2输出的4相信号作为LO输入信号(频率fLO),将利用混频功能进行了频率加减运算的4相输出作为IF输出信号(频率fIF)输出,并将其作为频率合成器的输出信号。对于混频器4,在其混频功能中,具有频率的相加运算(fRF+fLO)、相减运算(fRF-fLO)、以及使LO信号衰减而仅使RF信号通过开输出(fRF)这3种工作模式,其控制根据施加在混频器输出频率控制端子42上的信号来进行。
频率合成器控制电路5由逻辑电路构成,按照施加在频率合成器控制端子323上的频率合成器控制信号控制频率倍增器2内部的频率倍增器控制部23、频率选择器3、混频器4的动作状态,将由频率合成器控制信号所确定的频率的信号作为频率合成器的输出来进行输出。
在如上述那样构成的频率合成器中,通过组合频率倍增器2、频率选择器3、以及混频器4,能够在相对于基准信号发生器1的输出频率fREF为7/60~41/60的范围内输出fREF×(2n+1)/60(在此n为3~20中的任意整数)的频率的信号。此时,多个子带被按预定数的子带分为多个带组,在频率选择器的前级,从多个带组中选择1个带组,在频率选择器的后级,从所选择的1个带组中选择1个子带。进而,在带组中,具有中心子带和其上下的子带,在频率选择器的后级,上下的子带从中心的子带分开,生成第一子带~第十四子带并输出。
以下,使用记载于图1中的频率值详细说明频率合成器的动作。
基准信号发生器1产生15840MHz频率的差动信号。如上所述,在频率倍增器2和频率选择器3中传送着4相信号,但在本发明的结构中,在基准信号发生器1中做成差动输出。这是因为:在构成基准信号发生器1的振荡器在例如使用了由电感器和电容器构成的共振电路的LC共振振荡器中不采用差动输出而是采用了4相输出结构的振荡电路结构时,与差动输出结构的振荡电路结构相比,作为输出信号的纯度的指标的相位噪声增加。因此,从使频率合成器的输出信号噪声降低的观点出发,在基准信号发生器1中做成差动输出。
在频率倍增器2的分频部21中,对于15840MHz的输入信号,使用多个2分频电路24、3分频电路25、5分频电路26实现图1所示的结构。利用这样的结构,能够生成具有7920MHz(2分频)、3960MHz(2分频+2分频)、1584MHz(5分频+2分频)、792MHz(5分频+2分频+2分频)、528MHz(5分频+2分频+3分频)频率的信号。通过在分频电路中选择公知的4相输出型的电路结构,这些生成的信号作为4相信号输入到下一级的频率倍增器2的混频部22。
在混频部22中,使用3个混频器4生成UWB子带的中心频率。在第一混频器中,通过将3960MHz作为RF输入,将1584MHz作为LO输入,使施加在混频器输出频率控制端子42上的混频器输出频率控制信号发生变化,由此将RF信号频率的通过输出、对RF信号和LO信号进行了频率相加运算后的信号作为混频器输出,从而能够输出UWB子带#2的3960MHz和#5的5544MHz。另外,在第二混频器中,将7920MHz作为RF输入,将792MHz作为LO输入,同样使施加在端子42上的混频器输出频率控制信号发生变化,由此将对RF信号和LO信号进行了频率相减和相加运算后的信号作为混频器输出,从而能够输出UWB子带#8的7128MHz和#11的8712MHz。对于UWB子带#14的10296MHz,将第二混频器的输出频率设定为8712MHz,将其信号作为第三混频器的RF输入,将1584MHz作为LO输入,同样按照施加在端子42上的混频器输出频率控制信号实施频率相加运算,从而能够输出10296MHz的信号。在分频部21中所生成的528MHz的信号不在混频部22中使用而直接作为频率倍增器2输出的1个4相输出信号。
频率选择器3在这3个4相输入中,由施加在端子31上的选择器控制信号来选择输出由频率合成器控制信号按时分方式出现的5个UWB子带频率中的1个。
混频器4将由频率选择器3所选择出的UWB子带#2、#5、#8、#11、#14的中心频率的4相输入信号作为RF输入信号,将频率倍增器2输出的信号中的528MHz的4相输出信号作为LO输入信号,将进行了上述频率混频处理之后的4相输出作为混频器输出。对于混频器输出信号而言,能够按照施加在混频器输出频率控制端子42上的混频器输出频率控制信号输出(fRF+fLO、fRF-fLO)的频率。此时LO信号的频率设定为528MHz,该频率与UWB子带的中心频率间的步长频率即528MHz相等。因此,在混频器4中,RF输入频率能够按照混频器输出频率控制端子42的控制信号,在为UWB子带#2的中心频率时适当输出#1和#3的频率;在为UWB子带#5的中心频率时适当输出#4和#6的频率;在为UWB子带#8的中心频率时适当输出#7和#9的频率;在为UWB子带#11的中心频率时适当输出#10和#12的频率;在为UWB子带#14的中心频率时适当输出#13的频率。即,在图1所示的频率合成器的结构中,能够输出图7所示的UWB子带的全部14个频带。
以下,叙述本实施方式的结构。本实施方式除了具有能够全部覆盖上述的UWB子带这样的优点以外,与现有技术(例如非专利文献1和2)相比还同时具有如下的2个优点,即(1)基准信号发生器的输出形式能够应用相位噪声特性优良的差动形式;(2)具有如下功能:基于频率和合成器控制信号,按照频率倍增器输出信号和频率选择器控制信号进行在频率合成器输出频率的生成中不需要的电路的电源关断,根据输出频率的值进行变化但将功耗抑制到较低程度。
(第二实施方式)
图2示出本发明的频率合成器的第二实施方式(混频器的结构)。图2所示的混频器4是频率合成器的最末级的混频器,且是频率倍增器2的混频部22的各混频器,与4相信号对应具有以下构成部分:4个第一输入端子(InRF0、InRF180、InRF90、InRF270)、4个第二输入端子(InLO0、InLO180、InLO90、InLO270)、以及4个第一输出端子(OutIF0、OutIF180、OutIF90、OutIF270);1个混频器电源控制端子(Cntp)41、1个混频器输出频率控制端子(CntF)42、2个RF输入缓存电路(RFBUF)43、2个LO输入缓存电路(LOBUF)47、双平衡混频器(DBM)44、1个加法电路(ADDC)46、1个减法电路(SUBC)45、2个IF输出缓存电路(IFBUF)61、1个电源控制电路(Pcnt)48、1个混频器输出频率控制电路(Fcnt)49。
在该混频器4的结构中进行如下连接:将混频器4的第一4相输入(0°、180°、90°、270°)中的相位0°和相位180°作为第一RF输入缓存电路的差动输入,将相位90°和270°作为第二RF输入缓存电路的差动输入,将混频器4的第二4相输入(0°、1 80°、90°、270°)中的相位0°和相位180°作为第一LO输入缓存电路的差动输入,将相位90°和相位270°作为第二LO输入缓存电路的差动输入,将混频器输出频率控制信号作为混频器输出频率控制电路的控制信号。进而,将第一RF输入缓存电路的差动输出作为第一和第二双平衡混频器的RF输入,将第二RF输入缓存电路的差动输出作为第三和第四双平衡混频器的RF输入,将第一LO输入缓存电路的差动输出作为第一和第三双平衡混频器的LO输入,将第二LO输入缓存电路的差动输入作为第二和第四双平衡混频器的LO输入。并且,将加法电路的2个差动输入中的第一差动输入作为第二双平衡混频器的IF差动输出,将第二差动输入作为第三双平衡混频器的IF差动输出,将减法电路的2个差动输入中的第一差动输入作为第一双平衡混频器的IF差动输出,将第二差动输入作为第四双平衡混频器的IF差动输出,将合并了加法电路和减法电路各自的差动输出后的4个输出信号作为各混频器的4相输出。
即,4相RF输入信号分为相对相位0°和180°的信号、相对相位90°和270°的信号这两组,输入到分别采用差动输入输出形式的RF输入缓存电路43。相同的4相LO输入信号输入到与RF信号同样地采用差动输入输出形式的2个LO输入缓存电路47。
LO输入缓存电路47具有3个LO输入缓存控制端子,通过使第一和第二控制端子间产生0.5V左右的电位差,并且使第三控制端子的电位与电源电压相等,能够使LO输入缓存电路47的输出信号的相位按正相和反相倒置。另外,通过使第一和第二控制端子间的电位相等,并使第三控制端子的电位等于接地电压,能够将LO输入缓存电路47的输出信号作为以2个电位进行动作的直流电位。基于来自混频器输出频率控制端子42的控制信号,混频器输出频率控制电路49对以上的LO输入缓存电路47的动作模式(相位非倒置状态、相位倒置状态、直流电位输出状态)的切换进行控制。
双平衡混频器44将RF输入缓存电路43和LO输入缓存电路47的输出作为输入,构成可进行4相输出的SSB混频器电路。为了从由SSB混频器电路进行了频率加减运算后的信号仅取出预定频率的单边带成分,而由加法电路46和减法电路45进行信号的加减。通过合并该加法电路46和减法电路45各自的差动输出并作为混频器输出来取出,能够得到混频器的4相输出。
另外,电源控制电路48,能够具有基于来自混频器电源控制端子4 1的控制信号将混频器结构电路内部的偏移电流缩小到数mA的很小的值的功能,并能够具有在利用该电源控制信号关闭混频器功能时降低功耗的动作模式。
(第三实施方式)
图3示出本发明的频率合成器的第三实施方式(LO输入缓存电路的结构)。在图3中例示的LO输入缓存电路47包括:基极连接在输入端子Inp上、发射极经由恒流源I1连接在恒压端子V1上的双极晶体管Qn1;基极连接在输入端子Inn上、发射极经由恒流源I2连接在恒压端子V1上的双极晶体管Qn2;连接双极晶体管Qn1、Qn2的发射极的电阻R1;基极连接在控制端子Cnt1上、发射极连接在双极晶体管Qn1的集电极上的双极晶体管Qn3;基极连接在控制端子Cnt2上、发射极连接在双极晶体管Qn1的集电极上的双极晶体管Qn4;基极连接在控制端子Cnt2上、发射极连接在双极晶体管Qn2的集电极上的双极晶体管Qn5;基极连接在控制端子Cnt1上、发射极连接在双极晶体管Qn2的集电极上的双极晶体管Qn6;一个端子上共同连接有双极晶体管Qn3、Qn5的集电极、另一端子连接有恒压端子V2的电阻R2;一个端子共同连接有双极晶体管Qn4、Qn6的集电极、另一个端子连接有恒压端子V2的电子R3;栅极和源极连接在恒压端子V2上、漏极与双极晶体管Qn3、Qn5的集电极共同连接的pMOS晶体管Mp1;以及栅极连接在控制端子Cnt3上、基极连接在恒压端子V2上、漏极与双极晶体管Qn4、Qn6的集电极共同连接的pMOS晶体管Mp2。
除此之外,还包括:基极连接在双极晶体管Qn3、Qn5的集电极上、集电极连接在恒压端子V2上、发射极经由恒流源I3连接在恒压端子V1上的双极晶体管Qn7;基极连接在双极晶体管Qn4、Qn6的集电极上、集电极连接在恒压端子V2上、发射极经由恒流源I4连接在恒压端子V1上的双极晶体管Qn8;基极连接在双极晶体管Qn7的发射极上、发射极经由恒流源I5连接在恒压端子V1上的双极晶体管Qn9;基极连接在双极晶体管Qn8的发射极上、发射极经由恒流源I6连接在恒压端子V1上的双极晶体管Qn10;连接双极晶体管Qn9、Qn10的发射极的电阻R4;一个端子连接在双极晶体管Qn9、Qn10的集电极、另一个端子共同连接的电阻R5、R6;以及由连接在电阻R5、R6的公共端子与恒压端子V2之间的电阻R7、电容C1构成的并联电路。
在该LO输入缓存电路47的结构中,双极晶体管Qn9、Qn10的集电极分别作为输出端子Outp、Outn,利用施加在控制端子Cnt1、Cnt2上的电压的电位差进行控制,使得在输出端子Outp、Outn上出现的信号的相位倒置,在设定为施加在控制端子Cnt1、Cnt2上的电压相等,施加在控制端子Cnt3上的直流电压与恒压端子V2的电压之间的电位差超过pMOS晶体管Mp2的阈值电压时,在输出端子Outp、Outn上出现的信号的电压为不同值的直流电压。
即,该LO输入缓存电路47由利用施加在控制端子Cnt1、Cnt2、Cnt3上的直流电压的值实施输入信号的相位倒置和信号衰减的输入级、和设定输出信号电平的输出级构成。该LO输入缓存电路47被输入正相输入Inp、反相输入Inn,输出正相输出Outp、反相输出Outn。
输入级包括:经由电阻R1连接npn型(以下省略)晶体管Qn1和Qn2的发射极的差动输入电路;具有利用控制端子Cnt1和Cnt2的电位差使在晶体管Qn1、Qn2的集电极上出现的信号电流的相位倒置或不倒置的功能的晶体管Qn3~Qn6;以及负载电阻R2、R3。p型MOS晶体管(以下称pMOS晶体管)Mp2具有根据控制端子Cnt3的电位为最大电压V2还是为最小电压V1来将负载电阻R3的两端电位切换为开路或短路的功能。pMOS晶体管Mp1是为了对负载电阻R2提供与负载电阻R3等量的寄生电容而附加的元件。在输入级的负载电阻上被放大了的信号电压在由射极跟随器晶体管Qn7、Qn8进行了电平移动后,被输入到由通过电阻R4连接了发射极的晶体管Qn9、Qn10构成的输出级的输入电路。
在使控制端子Cnt1和Cnt2的控制端子间电位差为0.5V左右,并使控制端子Cnt3的电位等于V2的电位时,在输出级中,以晶体管Qn9、Qn10的偏置电流之和与电阻R7值的乘积所确定的电位(=V2-(I5+I6)×R7)为中心,输出振幅(2×I5×R5)的输出振幅。在此假定I5=I6、R5=R6。
另一方面,在使控制端子Cnt1和Cnt2的控制端子间电位相等,并使控制端子Cnt3的电位等于V1的电位的情况下,输入级的信号电流由晶体管Qn3~Qn6的公共集电极所抵消,晶体管、电阻等电路元件不产生离差地做成时,将会看成所输入的交流信号被显著衰减,负载电阻R2和R3的输出为直流电位。进而,仅负载电阻R3的两端被短路,因此晶体管Qn8的基极电位与V2电位相同,晶体管Qn7的基极电位将取为由V2-I1×R2所表示的电位。将晶体管Qn9和Qn10的差动输入动态范围设定得小于I1×R2,由此输出晶体管Qn9和Qn10中的一方处于导通状态,另一方处于截止状态,因此将输出如下那样的直流电位,即该直流电位的高电位值用(V2-(2×I5×R7))表示,低电位值用(V2-(2×I5×(R5+R7))表示。
对于该LO输入缓存电路47可进行动作的电源电压的下限值(由(V2-V1)所求得的电压的最小值)VCCmin,当将晶体管的导通状态的基极-发射极间电压(VBE)取为0.8V,将集电极-发射极间的饱和电压(VCEs)取为0.2V时,
VCCmin=VCEs+I5×R4+2×VBE,
当I5×R4=0.3V时,VCCmin=2.1V。由此,能够降低对功耗产生影响的电源电压。
(第四实施方式)
图4示出本发明的频率合成器的第四实施方式(LO输入缓存电路的结构)。在图4中例示出的LO输入缓存电路47的电路结构是在图3的结构中将晶体管从npn型双极晶体管置换为n型MOS晶体管(以下称为nMOS晶体管)的结构。图4中电路结构的功能与图3相同,除此之外采用这样的电路结构具有能够谋求动作电源电压的降低的优点。
即,该LO输入缓存电路47包括nMOS晶体管Mn1、nMOS晶体管Mn2、电阻R1、nMOS晶体管Mn3、nMOS晶体管Mn4、nMOS晶体管Mn5、nMOS晶体管Mn6、电阻R2、电阻R3、pMOS晶体管Mp1、pMOS晶体管Mp2、nMOS晶体管Mn7、nMOS晶体管Mn8、nMOS晶体管Mn9、nMOS晶体管Mn10、电阻R4、电阻R5、电阻R6、以及电阻R7与电容C1构成的并联电路,nMOS晶体管Mn9、Mn10的集电极分别作为输出端子Outp、Outn,利用施加在控制端子Cnt1、Cnt2上的电压的电位差进行控制使得在输出端子Outp、Outn上出现的信号的相位倒置,在设定为施加在控制端子Cnt1、Cnt2上的电位相等,施加在控制端子Cnt3上的直流电压与恒压端子V2的电压之间的电位差超过pMOS晶体管Mp2的阈值电压时,在输出端子Outp、Outn上出现的信号成为不同值的直流电压。
对于该LO输入缓存电路47可进行动作的电源电压的下限值(由(V2-V1)所求得的电压的最小值)VDDmin,例如将MOS晶体管的导通状态的栅极-源极间电压(VGS)取为0.4V,将漏极-源极间的饱和电压(VDSs)取为0.2V时,
VDDmin=VDSs+I5×R4+2×VGS,
当I5×R4=0.3V时,VDDmin=1.3V。这与使用了双极晶体管的情况相比,能够降低约40%的电源电压,即能够降低功耗。
(第五实施方式)
图5示出本发明的频率合成器的第五实施方式(包含频率合成器而构成的无线通信机)。图5是包含第一~第四实施方式的频率合成器而构成的无线通信机。
本实施方式的无线通信机是作为对接收信号进行接收,将其直接变换为低频信号的直接转换方式的无线接收机而构成的。低频信号由低频信号同相成分(i相成分)和低频信号正交成分(Q相)构成。
该无线通信机包括放大从RF输入端子321所输入的频率RF的接收信号Sig-RF的低噪声放大器301、除去低噪声放大器301的输出信号中的无用波的带通滤波器302、将带通滤波器302的输出信号变换为上述低频信号的直接转换混频器303。
在本振发生电路311中生成的本振信号被提供给直接转换混频器303。本振信号由相位相差90°即正交的2个信号构成。低频信号作为公共输出从直接转换混频器303输出,将低频信号同相成分和低频信号正交成分作为i信号、Q信号而差动输出。直接转换混频器303的输出被放大器304a、304b所放大后,由低通滤波器305a、305b除去无用波,经由级间电容306a、306b由可变增益放大器307a、307b再次放大。从可变增益放大器307a、307b输出的i/Q两相信号Data_i、Data_Q从IF输出端子322a、322b输出。
本振发生电路311由从第一~第四实施方式的频率合成器选择出的本发明的频率合成器构成。由此,无线接收机能够接收宽频率范围的输入信号,并且能够产生低相位噪声的本振信号,因此能够提高接收数据的识别灵敏度。
(第六实施方式)
图6示出本发明的频率合成器的第六实施方式(包含频率合成器而构成的无线通信机)。图6是包含从第一~第四实施方式的频率合成器中选择出的本发明的频率合成器而构成的另一无线通信机。
本实施方式的无线通信机是作为将所输入的调制信号Mod_i(调制信号同相成分)、调制信号Mod_Q(调制信号正交成分)直接变换为无线频率的发送信号Sig-RF的直接转换方式的无线通信机而构成的。
从Mod输入端子422a、422b所输入的调制信号Mod_i、Mod_Q以差动方式分别输入到可变增益放大器401_a、401_b。可变增益放大器401a、401b的输出信号通过低通滤波器402a、402b除去无用波。
低通滤波器402a、402b的输出信号被输入到直接转换调制器403,被转换为发送信号。从直接转换调制器403输出的发送信号由可变增益放大器404放大后由输出放大器405所放大,频率RF的发送信号Sig-RF从RF输出端子421输出。
在该发送机中,也对直接变换调制器403提供本振发生电路311生成的本振信号。如上所述,本振信号由相位相差90°即正交的2个信号构成。在本实施方式中,也由本发明的频率合成器构成本振发生电路311,因此无线通信机能够发送宽频率范围的输出信号,并且能够产生低相位噪声的本振信号,从而能够提高发送数据的识别灵敏度。
以上,基于实施方式具体说明了由本发明人做出的发明,但是本发明不限于上述实施方式,在不脱离其主旨的范围内当然可以进行各种各样的变更。
例如,在上述各实施方式中,本发明的效果当然不是仅在使用了双极晶体管或MOS晶体管的情况产生,置换为场效应晶体管、异质结型双极晶体管、高电子移动率晶体管、金属半导体结型场效应晶体管等也能得到同样的效果。
另外,本说明书中虽然描述了双极晶体管采用npn型、MOS晶体管在负电导中采用p型和n型的CMOS型的电路结构,但是不言而喻,考虑到电源电压的极性而采用双极晶体管为pnp型、以及在MOS晶体管中更换成n型和p型的电路结构也能得到同样的效果。
Claims (17)
1.一种频率合成器,其特征在于,包括:
基准信号发生器,输出单一频率的信号;
频率倍增器,基于输入信号的频率而生成1个以上不同频率的中间信号来作为输出信号进行输出,并按照频率倍增器控制信号来控制各中间信号,使其输出或停止输出,
频率选择器,具有1个以上的输入端子,输出根据频率选择器控制信号选择出的输入信号;
混频器,对2个输入信号实施混频来生成输出信号;以及
频率合成器控制电路,具有频率合成器控制端子,其中,
将上述基准信号发生器的输出作为上述频率倍增器的输入,
将上述频率倍增器的1个以上的输出作为上述频率选择器的1个以上的输入,
将上述频率选择器的输出、和上述频率倍增器的输出中的1个输出作为上述混频器的第一输入和第二输入,
将上述混频器的输出作为频率合成器的输出。
2.根据权利要求1所述的频率合成器,其特征在于:
按照输入到上述频率合成器控制端子的控制信号来控制其输出频率,并局部关断上述频率倍增器和上述频率选择器进行工作不需要的内部电路电源。
3.根据权利要求1所述的频率合成器,其特征在于:
上述基准信号发生器具有输出正相和反相差动信号的2个输出端子,
上述频率倍增器具有:2个输入端子,用于输入正相和反相差动信号;和4个输出端子,输出在基于输入信号的频率而具有不同的频率的1种以上的输出信号中分别偏移了90°相位的4相信号,
上述频率选择器具有至少一组由4个输入端子构成的输入端子组和1个输出端子,其中,上述输入端子组将4相信号作为输入信号,上述1个输出端子输出偏移了90°相位的4相信号,
上述混频器将上述频率倍增器输出的任意的偏移了90°相位的一组4相信号和上述频率选择器输出的偏移了90°相位的一组4相信号作为输入,从4个输出端子输出其输出信号也偏移了90°相位的一组4相信号。
4.根据权利要求1所述的频率合成器,其特征在于,
上述频率倍增器包括:
分频部,其具备含有1个以上不同的分频数的分频电路;和
混频部,将以上述分频部所生成的信号为基准,通过混频来进行频率的加减运算而生成的频率信号作为输出。
5.根据权利要求4所述的频率合成器,其特征在于,
上述频率倍增器的分频部包括:
第一路径,将上述频率倍增器的差动输入信号作为输入信号而对其进行2分频,并输出其4相信号;
第二路径,将上述频率倍增器的差动输入信号作为输入信号而对其进行4分频,并输出其4相信号;
第三路径,将上述频率倍增器的差动输入信号作为输入信号而对其进行10分频,并输出其4相信号;
第四路径,将上述频率倍增器的差动输入信号作为输入信号而对其进行20分频,并输出其4相信号;以及
第五路径,将上述频率倍增器的差动输入信号作为输入信号而对其进行30分频,并输出其4相信号,
上述频率倍增器的混频部,
将第一混频器的2个输入中的第一输入端子连接在上述第二路径的输出端子上,将第二输入端子连接在上述第三路径的输出端子上,将上述第一混频器的输出作为上述频率倍增器的第一输出;
将第二混频器的2个输入中的第一输入端子连接在上述第一路径的输出端子上,将第二输入端子连接在上述第四路径的输出端子上,将上述第二混频器的输出作为上述频率倍增器的第二输出;
将第三混频器的2个输入的第一输入端子连接在上述第二混频器的输出端子上,将第二输入端子连接在上述第三路径的输出端子上,将上述第三混频器的输出作为上述频率倍增器的第三输出;
将上述第五路径作为上述频率倍增器的第四输出。
6.根据权利要求5所述的频率合成器,其特征在于:
上述混频器和构成上述频率倍增器的混频部的所有混频器具有第一输入端子和第二输入端子、第一输出端子、以及混频器输出频率控制端子,
为了输入4相信号,分别设置有4个上述第一输入端子和上述第二输入端子,
为了输出4相信号,还设置有4个上述第一输出端子,
各混频器的输出频率根据施加在上述混频器输出频率控制端子上的控制信号而可变。
7.根据权利要求6所述的频率合成器,其特征在于:
上述混频器和构成上述频率倍增器的混频部的所有混频器具有4个双平衡混频器、2个RF输入缓存电路、2个LO输入缓存电路、2个IF输出缓存电路、1个加法电路、1个减法电路、1个电源控制电路、以及1个混频器输出频率控制电路,
将各混频器的第一4相输入(0°、180°、90°、270°)中的相位0°和相位180°作为第一RF输入缓存电路的差动输入,并将相位90°和相位270°作为第二RF输入缓存电路的差动输入,
将各混频器的第二4相输入(0°、180°、90°、270°)中的相位0°和相位180°作为第一LO输入缓存电路的差动输入,并将相位90°和相位270°作为第二LO输入缓存电路的差动输入,
将各混频器的混频器输出频率控制信号作为上述混频器输出频率控制电路的控制信号,
将上述第一RF输入缓存电路的差动输出作为第一双平衡混频器和第二双平衡混频器的RF输入,
将上述第二RF输入缓存电路的差动输出作为第三双平衡混频器和第四双平衡混频器的RF输入,
将上述第一LO输入缓存电路的差动输出作为上述第一双平衡混频器和第三双平衡混频器的LO输入,
将上述第二LO输入缓存电路的差动输出作为上述第二双平衡混频器和第四双平衡混频器的LO输入,
将上述加法电路的2个差动输入中的第一差动输入作为上述第二双平衡混频器的IF差动输出,将第二差动输入作为上述第三双平衡混频器的IF差动输出,
将上述减法电路的2个差动输入中的第一差动输入作为上述第一双平衡混频器的IF差动输出,将第二差动输入作为上述第四双平衡混频器的IF差动输出,
将合并了上述加法电路和上述减法电路各自的差动输出的4个输出信号作为各混频器的4相输出。
8.根据权利要求7所述的频率合成器,其特征在于:
构成上述频率倍增器的混频部的所有混频器,能够根据混频器输出频率控制信号来输出进行了2种输入频率(f1、f2)的相加(f1+f2)、相减(f1-f2)、通过(f1)的频率,并能够根据混频器电源控制信号来关断电源以停止工作所需要的电流供给。
9.根据权利要求7所述的频率合成器,其特征在于:
上述第一LO输入缓存电路和第二LO输入缓存电路,具有根据LO输入缓存控制信号使其差动输出的信号的相位倒置的功能和仅输出其差动输出各自不同的直流电位的功能,
其差动输出被切换为相位非倒置状态、相位倒置状态和直流电位输出状态这3种状态。
10.根据权利要求1所述的频率合成器,其特征在于:
通过将上述基准信号发生器的输出信号的频率取为fREF,并将上述频率选择器的选择器控制信号和上述混频器的混频器输出频率控制信号的控制进行组合,而在fREF的7/60~41/60的范围内输出fREF×(2n+1)/60的频率的信号,在此n为3~20中的任意整数。
11.根据权利要求10所述的频率合成器,其特征在于:
通过将上述基准信号发生器的输出信号的频率取为15840MHz,并将上述频率选择器的选择器控制信号和上述混频器的混频器输出频率控制信号的控制进行组合,而至少产生3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz、10296MHz的输出频率。
12.根据权利要求7所述的频率合成器,其特征在于,
上述第一LO输入缓存电路和第二LO输入缓存电路包括:
第一双极晶体管,其基极连接在第一输入端子上,其发射极经由第一恒流源连接在第一恒压端子上;
第二双极晶体管,其基极连接在第二输入端子上,其发射极经由第二恒流源连接在第一恒压端子上;
第一电阻,连接上述第一双极晶体管和上述第二双极晶体管的发射极;
第三双极晶体管,其基极连在第一控制端子上,其发射极连接在上述第一双极晶体管的集电极上;
第四双极晶体管,其基极连接在第二控制端子上,其发射极连接在上述第一双极晶体管的集电极上;
第五双极晶体管,其基极连接在上述第二控制端子上,其发射极连接在上述第二双极晶体管的集电极上;
第六双极晶体管,其基极连接在上述第一控制端子上,其发射极连接在上述第二双极晶体管的集电极上;
第二电阻,其一个端子与上述第三双极晶体管和上述第五双极晶体管的集电极共同连接,其另一个端子与第二恒压端子连接;
第三电阻,其一个端子与上述第四双极晶体管和上述第六双极晶体管的集电极共同连接,其另一个端子与上述第二恒压端子连接;
第一pMOS晶体管,其栅极和源极连接在上述第二恒压端子上,其漏极与上述第三双极晶体管和上述第五双极晶体管的集电极共同连接;
第二pMOS晶体管,其栅极连接在第三控制端子上,其源极连接在上述第二恒压端子上,其漏极与上述第四双极晶体管和上述第六双极晶体管的集电极共同连接;
第七双极晶体管,其基极连接在上述第三双极晶体管和上述第五双极晶体管的集电极上,其集电极连接在上述第二恒压端子上,其发射极经由第三恒流源连接在上述第一恒压端子上;
第八双极晶体管,其基极连接在上述第四双极晶体管和上述第六双极晶体管的集电极上,其集电极连接在上述第二恒压端子上,其发射极经由第四恒流源连接在上述第一恒压端子上;
第九双极晶体管,其基极连接在上述第七双极晶体管的发射极上,其发射极经由第五恒流源连接在上述第一恒压端子上;
第十双极晶体管,其基极连接在上述第八双极晶体管的发射极上,其发射极经由第六恒流源连接在上述第一恒压端子上;
第四电阻,连接上述第九双极晶体管和上述第十双极晶体管的发射极;
第五电阻和第六电阻,它们的一个端子连接在上述第九双极晶体管和上述第十双极晶体管的集电极上,它们的另一个端子连接在一起;以及
第七电阻和第一电容的并联电路,其连接在上述第五电阻和上述第六电阻的公共端子与上述第二恒压端子之间,
将上述第九双极晶体管和上述第十双极晶体管的集电极分别作为第一输出端子和第二输出端子,
利用施加在上述第一控制端子和上述第二控制端子上的电压的电位差,使在上述第一输出端子和上述第二输出端子上出现的信号的相位倒置,
在使施加在上述第一控制端子和上述第二控制端子上的电压相等,并使施加在上述第三控制端子上的直流电压与上述第二恒压端子的电压之间的电位差超过上述第二pMOS晶体管的阈值电压而进行了设定时,在上述第一输出端子和上述第二输出端子上出现的信号成为不同值的直流电压。
13.根据权利要求7所述的频率合成器,其特征在于,
上述第一LO输入缓存电路和上述第二LO输入缓存电路包括:
第一nMOS晶体管,其栅极连接在第一输入端子上,其源极经由第一恒流源连接在第一恒压端子上;
第二nMOS晶体管,其栅极连接在第二输入端子上,其源极经由第二恒流源连接在第一恒压端子上;
第一电阻,连接上述第一nMOS晶体管和上述第二nMOS晶体管的源极;
第三nMOS晶体管,其栅极连接在第一控制端子上,其源极连接在上述第一nMOS晶体管的漏极上;
第四nMOS晶体管,其栅极连接在第二控制端子上,其源极连接在上述第一nMOS晶体管的漏极上;
第五nMOS晶体管,其栅极连接在上述第二控制端子上,其源极连接在上述第二nMOS晶体管的漏极上;
第六nMOS晶体管,其栅极连接在上述第一控制端子上,其源极连接在上述第二nMOS晶体管的漏极上;
第二电阻,其一个端子与上述第三nMOS晶体管和上述第五nMOS晶体管的漏极共同连接,其另一个端子与第二恒压端子连接;
第三电阻,其一个端子与上述第四nMOS晶体管和上述第六nMOS晶体管的漏极共同连接,其另一个端子与上述第二恒压端子连接;
第一pMOS晶体管,其栅极和源极连接在上述第二恒压端子上,其漏极与上述第三nMOS晶体管和上述第五nMOS晶体管的漏极共同连接;
第二pMOS晶体管,其栅极连接在第三控制端子上,其源极连接在上述第二恒压端子上,其漏极与上述第四nMOS晶体管和上述第六nMOS晶体管的漏极共同连接;
第七nMOS晶体管,其栅极连接在上述第三nMOS晶体管和上述第五nMOS晶体管的漏极上,其漏极连接在上述第二恒压端子上,其源极经由第三恒流源连接在上述第一恒压端子上;
第八nMOS晶体管,其栅极连接在上述第四nMOS晶体管和上述第六nMOS晶体管的漏极上,其漏极连接在上述第二恒压端子上,其源极经由第四恒流源连接在上述第一恒压端子上;
第九nMOS晶体管,其栅极连接在上述第七nMOS晶体管的源极上,其源极经由第五恒流源连接在上述第一恒压端子上;
第十nMOS晶体管,其栅极连接在上述第八nMOS晶体管的源极上,其源极经由第六恒流源连接在上述第一恒压端子上;
第四电阻,连接上述第九nMOS晶体管和上述第十nMOS晶体管的源极;
第五电阻和第六电阻,它们的一个端子连接在上述第九nMOS晶体管和上述第十nMOS晶体管的漏极上,它们的另一个端子连接在一起;以及
第七电阻、第一电容的并联电路,其连接在上述第五电阻和第六电阻的公共端子与上述第二恒压端子之间,
将上述第九nMOS晶体管和上述第十nMOS晶体管的漏极分别作为第一输出端子和第二输出端子,
利用施加在上述第一控制端子和上述第二控制端子上的电压的电位差,使在上述第一输出端子和上述第二输出端子上出现的信号的相位倒置,
在使施加在上述第一控制端子和上述第二控制端子上的电压相等,并使施加在上述第三控制端子上的直流电压与上述第二恒压端子的电压之间的电位差超过上述第二pMOS晶体管的阈值电压而进行了设置时,在上述第一输出端子和上述第二输出端子上出现的信号成为不同值的直流电压。
14.一种频率合成器,其特征在于:
具有频率选择器,该频率选择器被输入频率互不相同的多个频带的信号,并输出按照控制信号选择出的频带信号,
上述多个频带按预定数量的频带被分成多个频带组,
在上述频率选择器的前级,从上述多个频带组中选择1个频带组,
在上述频率选择器的后级,从上述选择出的1个频带组中选择1个频带。
15.根据权利要求14所述的频率合成器,其特征在于:
上述频带组具有中心频带及其上下的频带,
在上述频率选择器的后级,上述上下的频带被从上述中心频带处分开。
16.根据权利要求15所述的频率合成器,其特征在于:
用于使用了MB-OFDM方式的UWB无线通信,
上述多个频带被划分为第一频带至第十四频带,这些频带中的每3个频带被分成一个频带组,上述多个频带由第一频带至第三频带、第四频带至第六频带、第七频带至第九频带、第十频带至第十二频带、第十三频带和第十四频带而形成的5个频带组构成。
17.根据权利要求16所述的频率合成器,其特征在于:
上述频带各自的中心频率按从低到高依次为3432MHz、3960MHz、4488MHz、5016MHz、5544MHz、6072MHz、6600MHz、7128MHz、7656MHz、8184MHz、8712MHz、9240MHz、9768MHz、10296MHz。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP160734/2006 | 2006-06-09 | ||
JP2006160734A JP4646856B2 (ja) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | 周波数シンセサイザ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101087142A true CN101087142A (zh) | 2007-12-12 |
CN101087142B CN101087142B (zh) | 2012-05-09 |
Family
ID=38874128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200710108939XA Expired - Fee Related CN101087142B (zh) | 2006-06-09 | 2007-06-07 | 频率合成器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7826814B2 (zh) |
JP (1) | JP4646856B2 (zh) |
KR (1) | KR20070118013A (zh) |
CN (1) | CN101087142B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102356547A (zh) * | 2010-01-22 | 2012-02-15 | 松下电器产业株式会社 | 注入锁定分频器、以及锁相环电路 |
CN103036563A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-10 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 测控***的Ka频段低相噪频率合成器装置 |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050106454A (ko) * | 2003-02-28 | 2005-11-09 | 프리스케일 세미컨덕터, 인크. | 초광대역폭 신호를 전송하는 시스템 및 방법 |
US8019310B2 (en) * | 2007-10-30 | 2011-09-13 | Qualcomm Incorporated | Local oscillator buffer and mixer having adjustable size |
US8599938B2 (en) * | 2007-09-14 | 2013-12-03 | Qualcomm Incorporated | Linear and polar dual mode transmitter circuit |
US8929840B2 (en) * | 2007-09-14 | 2015-01-06 | Qualcomm Incorporated | Local oscillator buffer and mixer having adjustable size |
US7941115B2 (en) * | 2007-09-14 | 2011-05-10 | Qualcomm Incorporated | Mixer with high output power accuracy and low local oscillator leakage |
US8639205B2 (en) * | 2008-03-20 | 2014-01-28 | Qualcomm Incorporated | Reduced power-consumption receivers |
US8121558B2 (en) * | 2008-05-12 | 2012-02-21 | Texas Instruments Incorporated | Local oscillator generator architecture using a wide tuning range oscillator |
DE102008026698A1 (de) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Mehrfrequenzband-Empfänger |
JP5445459B2 (ja) * | 2008-09-02 | 2014-03-19 | 日本電気株式会社 | 送受信器 |
JP5187146B2 (ja) * | 2008-11-10 | 2013-04-24 | 日本電気株式会社 | 無線受信機及び無線受信機の制御方法 |
JP5310380B2 (ja) * | 2009-08-24 | 2013-10-09 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 直交変復調回路 |
US8149023B2 (en) * | 2009-10-21 | 2012-04-03 | Qualcomm Incorporated | RF buffer circuit with dynamic biasing |
KR101614127B1 (ko) | 2010-02-03 | 2016-04-20 | 삼성전자주식회사 | 주파수 신호 생성 장치 |
JP5522256B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2014-06-18 | 富士通株式会社 | 信号生成回路及びそれを有する無線送受信装置 |
EP2599224A1 (en) * | 2010-07-29 | 2013-06-05 | Marvell World Trade Ltd. | Modular frequency divider and mixer configuration |
US20130016796A1 (en) * | 2011-07-14 | 2013-01-17 | Chih-Hao Sun | Signal modulator and signal modulating method |
US8909186B2 (en) * | 2012-07-16 | 2014-12-09 | Intel Mobile Communications GmbH | Receiver, method and mobile communication device |
US9077420B2 (en) * | 2013-02-22 | 2015-07-07 | Mstar Semiconductor, Inc. | RF receiver with sideband symmetry circuit |
US9906152B2 (en) * | 2013-07-22 | 2018-02-27 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Frequency converter |
CN106549656A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-29 | 章策珉 | 一种频率拓展器 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6184817B1 (en) * | 1999-08-23 | 2001-02-06 | Lockheed Martin Corporation | Master frequency generator |
JP2002223126A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-09 | Fujitsu Ltd | 周波数逓倍装置 |
JP4268394B2 (ja) * | 2002-09-27 | 2009-05-27 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 周波数変換方法 |
US7085549B2 (en) * | 2002-12-30 | 2006-08-01 | Motorola, Inc. | Dynamic power sharing zero intermediate frequency (ZIF) mixer and method of forming same |
KR100565787B1 (ko) | 2003-07-14 | 2006-03-29 | 삼성전자주식회사 | 초광대역 통신 시스템에서 주파수 생성 장치 및 방법 |
EP1499010B1 (en) | 2003-07-14 | 2013-09-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Frequency translator, and method |
JP2005129993A (ja) | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Sony Corp | 周波数合成装置及び周波数合成方法 |
JP3982819B2 (ja) * | 2003-12-09 | 2007-09-26 | 株式会社東芝 | ローカル発生器とこのローカル発生器を備えた無線通信装置 |
KR20050069297A (ko) * | 2003-12-31 | 2005-07-05 | 삼성전자주식회사 | 데이터 전송을 위한 주파수 생성 장치 및 방법 |
US7652542B2 (en) * | 2004-05-17 | 2010-01-26 | Nec Corporation | Signal generator, and transmitter, receiver and transceiver using same |
JP4407465B2 (ja) | 2004-10-25 | 2010-02-03 | ソニー株式会社 | 無線通信装置 |
US7450185B2 (en) * | 2004-10-28 | 2008-11-11 | Industrial Technology Research Institute | Fully integrated tuner circuit architecture for a television system |
KR100659291B1 (ko) * | 2005-02-17 | 2006-12-20 | 삼성전자주식회사 | 주파수 합성 장치 |
DE102005019786A1 (de) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Newlogic Technologies Ag | Dualband-Frequenz-Synthesizer |
KR100769678B1 (ko) * | 2005-07-05 | 2007-10-24 | 삼성전자주식회사 | 주파수 합성 장치 |
US7936229B2 (en) * | 2005-08-11 | 2011-05-03 | Texas Instruments Incorporated | Local oscillator incorporating phase command exception handling utilizing a quadrature switch |
US7321268B2 (en) * | 2005-11-04 | 2008-01-22 | Via Technologies | Ultra wideband and fast hopping frequency synthesizer for MB-OFDM wireless application |
US20070155350A1 (en) * | 2005-12-29 | 2007-07-05 | Wionics Research | Method of frequency planning in an ultra wide band system |
US7349813B2 (en) * | 2006-05-16 | 2008-03-25 | Dresser, Inc. | Fault tolerant power system architecture for fluid flow measurement systems |
-
2006
- 2006-06-09 JP JP2006160734A patent/JP4646856B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-06-05 KR KR1020070055099A patent/KR20070118013A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-06-07 US US11/759,716 patent/US7826814B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-06-07 CN CN200710108939XA patent/CN101087142B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102356547A (zh) * | 2010-01-22 | 2012-02-15 | 松下电器产业株式会社 | 注入锁定分频器、以及锁相环电路 |
CN102356547B (zh) * | 2010-01-22 | 2014-04-09 | 松下电器产业株式会社 | 注入锁定分频器、以及锁相环电路 |
CN103997318A (zh) * | 2010-01-22 | 2014-08-20 | 松下电器产业株式会社 | 注入锁定奇数分频器、以及锁相环电路 |
CN103997318B (zh) * | 2010-01-22 | 2016-08-31 | 松下知识产权经营株式会社 | 注入锁定奇数分频器、以及锁相环电路 |
CN103036563A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-10 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 测控***的Ka频段低相噪频率合成器装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101087142B (zh) | 2012-05-09 |
KR20070118013A (ko) | 2007-12-13 |
JP2007329804A (ja) | 2007-12-20 |
JP4646856B2 (ja) | 2011-03-09 |
US20070298750A1 (en) | 2007-12-27 |
US7826814B2 (en) | 2010-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101087142B (zh) | 频率合成器 | |
CN1866727B (zh) | 压控振荡器和使用了该压控振荡器的无线通信机 | |
US20090033440A1 (en) | Active resonant circuit with resonant-frequency tunability | |
Thoppay et al. | A 0.24-nJ/bit Super-Regenerative Pulsed UWB Receiver in 0.18-$\mu $ m CMOS | |
CN102356547A (zh) | 注入锁定分频器、以及锁相环电路 | |
Kwon et al. | An integrated low power highly linear 2.4-GHz CMOS receiver front-end based on current amplification and mixing | |
JP2004507139A (ja) | 改良されたチョッピング・ミクサのための装置及び方法 | |
Ying et al. | A HBT-based 300 MHz-12 GHz blocker-tolerant mixer-first receiver | |
Huang et al. | Chip design of 5.1~ 6 GHz Colpitts QVCO for WIMAX | |
CN106374837B (zh) | 正交电压控制振荡器 | |
CN110120786A (zh) | 混频器及无线通信装置 | |
US8207763B1 (en) | Non-linear channelizer device with wideband, high-frequency operation and channel reconfigurability | |
Bilato et al. | A 114-126 GHz frequency quintupler with> 36 dBc harmonic rejection in 0.13 μm SiGe BiCMOS | |
KR102098944B1 (ko) | 무선 센서 디바이스에서 로컬 발진기 신호들 생성 | |
Gharib et al. | A versatile 10–80-Gb/s PRBS-based broadband transmitter with arbitrary 20–60-GHz spectrum shifting | |
Senani et al. | A new floating current-controlled positive resistance using mixed translinear cells | |
Andrews et al. | A< 12mW, 0.7–3.2 GHz receiver with resonant multi-phase LO and current reuse harmonic rejection baseband | |
Waks et al. | Design of a 5G Application CML Frequency Divider for Improved Efficiency | |
Kim et al. | A 0.6–2.7 GHz Semidynamic Frequency Divide-by-3 Utilizing Wideband RC Polyphase Filter in 0.18$\mu $ m CMOS | |
Visweswaran et al. | Injection-locked wideband FM demodulation at IF | |
Wu et al. | A 5-GHz CMOS double-quadrature receiver for IEEE 802.11 a applications | |
Wang et al. | The 1-V 24-GHz low-voltage low-power current-mode transmitter in 130-nm CMOS technology | |
KR101182855B1 (ko) | 통신 시스템에서의 신호 발생 장치 및 방법 | |
Abdelghany et al. | A low flicker noise direct conversion receiver for the IEEE 802.11 a wireless LAN standard | |
US20100127735A1 (en) | Mixer circuit and mixer circuit arrangement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: TOKYO, JAPAN TO: KANAGAWA PREFECTURE, JAPAN |
|
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20101021 Address after: Kanagawa Applicant after: Renesas Electronics Corporation Address before: Tokyo, Japan, Japan Applicant before: Renesas Technology Corp. |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120509 Termination date: 20140607 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |