JP5238604B2 - 電圧変換回路および無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は電圧変換回路および無線通信装置に関し、特に、差動信号のコモン電位を変換する方法に適用して好適なものである。

デジタル回路とアナログ回路とが混載された回路では、デジタルノイズによりアナログ信号の品質が低下するのを防止するために、アナログ回路で扱われる信号を差動化することがある。

ここで、ＤＣレベルの異なる回路ブロックを互いにＤＣ直結すると、これらの回路ブロックが正常に動作しなくなるため、回路ブロック間にコンデンサを介挿し、ＤＣ成分を遮断することが一般的に行われている。

また、例えば、特許文献１には、１対のトランジスタのゲートが入力対を、ドレインが減算出力対をそれぞれ構成し、ソースが共通接続されて加算出力端子を構成し、これらのトランジスタに流れる電流の和を入力差動電圧に比例して増加させることで、広い入力電圧範囲に渡り線形な減算・加算機能を実現する方法が開示されている。

特開２００２−７６８００号公報

しかしながら、回路ブロック間にコンデンサを介挿させる方法では、ＤＣ成分付近までの帯域が遮断されるため、ＤＣ成分付近までの帯域を通すことが必要な通信方式などには適用できないという問題があった。

また、特許文献１に開示された方法では、出力側の差分回路によって差動信号が単相信号に変換される上、入力対で生成されるコモン電位をキャンセルするため、差動信号を伝送することを可能としつつ、差動信号のコモン電位を調整することができないという問題があった。

本発明の目的は、差動信号を伝送することを可能としつつ、差動信号のコモン電位を調整することが可能な電圧変換回路および無線通信装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、ＤＡコンバータと、ソースに第１の電源電位が接続されゲー
トに前記ＤＡコンバータから出力された第１の差動信号が入力されドレインと第１のノー
ドとが接続される第１のトランジスタと、ソースに前記第１の電源電位が接続されゲート
に前記ＤＡコンバータから出力された第２の差動信号が入力されドレインと第２のノード
とが接続される第２のトランジスタと、その一端が前記第１のノードに接続され残りの一
端が第３のノードに接続される第１の負荷と、その一端が前記第２のノードに接続され残
りの一端が前記第３のノードに接続される第２の負荷と、ソースに第２の電源電位が入力
されドレインと前記第３のノードとが接続される第３のトランジスタと、ソースに前記第
２の電源電位が入力されゲートとドレインとが前記第３のトランジスタのゲートと共通接
続される第４のトランジスタと、前記第４のトランジスタのドレインと第３の電源電位と
の間に接続される第１の電流源と、その一端が前記第３のノードに接続され残りの一端が
前記第３の電源電位に接続される第３の負荷と、を備えていることを特徴とする電圧変換
回路を提供する。

本発明の一態様によれば、 ＤＡコンバータと、ソースに第１の電源電圧が接続され、
ゲートに前記ＤＡコンバータから出力された第１の差動信号が入力され、ドレインと第１
のノードとが接続される第１のトランジスタと、ソースに前記第１の電源電圧が接続され
、ドレインと前記第１のノードとが接続される第２のトランジスタと、その一端が前記第
１のノードに接続され、残りの一端が第２の電源電圧に接続される第１の負荷と、ソース
に前記第１の電源電圧が接続され、ゲートに前記ＤＡコンバータから出力された第２の差
動信号が入力され、ドレインと第２のノードが接続される第３のトランジスタと、ソース
に前記第１の電源電圧が接続され、ドレインと前記第２のノードとが接続される第４のト
ランジスタと、その一端が前記第２のノードに接続され、残りの一端が前記第２の電源電
圧に接続される第２の負荷と、ソースに前記第１の電源電圧が接続され、ゲートとドレイ
ンとが前記第２のトランジスタのゲート及び前記第４のトランジスタのゲートと共通接続
される第５のトランジスタと、前記第５のトランジスタのドレインと前記第２の電源電位
との間に接続される第１の電流源と、を備えることを特徴とする電圧変換回路を提供する
。

本発明の一態様によれば、デジタル化された送信信号のベースバンド処理を行い、前記
送信信号を差動化されたアナログ信号に変換するベースバンド処理回路と、前記ベースバ
ンド処理回路にて差動化された送信信号を無線周波数帯域に変換するＲＦフロントエンド
回路と、前記ベースバンド処理回路にて差動化された送信信号のＤＣレベルを前記ＲＦフ
ロントエンド回路のＤＣレベルに変換する電圧変換回路とを備え、前記電圧変換回路は、
ＤＡコンバータと、ソースに第１の電源電位が接続されゲートに前記ＤＡコンバータから
出力された第１の差動信号が入力されドレインと第１のノードとが接続される第１のトラ
ンジスタと、ソースに前記第１の電源電位が接続されゲートに前記ＤＡコンバータから出
力された第２の差動信号が入力されドレインと第２のノードとが接続される第２のトラン
ジスタと、その一端が前記第１のノードに接続され残りの一端が第３のノードに接続され
る第１の負荷と、その一端が前記第２のノードに接続され残りの一端が前記第３のノード
に接続される第２の負荷と、ソースに第２の電源電位が入力されドレインと前記第３のノ
ードとが接続される第３のトランジスタと、ソースに前記第２の電源電位が入力されゲー
トとドレインとが前記第３のトランジスタのゲートと共通接続される第４のトランジスタ
と、前記第４のトランジスタのドレインと第３の電源電位との間に接続される第１の電流
源と、その一端が前記第３のノードに接続され残りの一端が前記第３の電源電位に接続さ
れる第３の負荷と、を備えていることを特徴とする無線通信装置を提供する。

本発明によれば、差動信号を伝送することを可能としつつ、差動信号のコモン電位を調整することが可能となる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示すブロック図。 図２は、図１の電圧変換回路におけるコモン電位の設定方法を示す図。 図３は、本発明の第２実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示す回路図。 図４は、本発明の第３実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示すブロック図。 図５は、本発明の第４実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示すブロック図。 図６は、本発明の第５実施形態に係る電圧変換回路に適用されるコモン電位調整回路の概略構成を示す回路図。 図７は、本発明の第６実施形態に係る電圧変換回路に適用されるコモン電位調整回路の概略構成を示す回路図。 図８は、本発明の第７実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示すブロック図。 図９は、本発明の第８実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示す回路図。 図１０は、本発明の第９実施形態に係る電圧変換回路が適用される無線通信装置の概略構成を示すブロック図。

以下、本発明の実施形態に係る電圧変換回路および無線通信装置について図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示すブロック図である。
図１において、電圧変換回路には、差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮをそれぞれ生成する電流源ＧｏＰ、ＧｏＮ、差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮを差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮに変換する負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮ、同相電圧を発生させることでコモン電位Ｖｃｍを設定する共通抵抗ＲＣ１および共通抵抗ＲＣ１に一定の電流Ｉｃを供給する電流源Ｇｃが設けられている。

ここで、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮの一端は電源電位Ｖｄｄ１に接続され、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮの他端は負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮの一端に接続されている。また、負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮの他端は共通抵抗ＲＣ１の一端に接続され、共通抵抗ＲＣ１の他端は基準電位Ｖｓｓに接続されている。なお、基準電位Ｖｓｓは、例えば、グランド電位に設定することができる。

また、電流源Ｇｃの一端は電源電位Ｖｄｄ２に接続され、電流源Ｇｃの他端は共通抵抗ＲＣ１の一端に接続されている。なお、電源電位Ｖｄｄ２は、電源電位Ｖｄｄ１よりも低い値に設定することができる。また、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮと負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮとの接続点には差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮがそれぞれ設けられている。

そして、電流源Ｇｃにて生成された電流Ｉｃは共通抵抗ＲＣ１に供給され、共通抵抗ＲＣ１にて同相電圧が発生されることで、負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮと共通抵抗ＲＣ１との接続点にコモン電位Ｖｃｍが設定される。

一方、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮにてそれぞれ生成された差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮは、負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮにて差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮにそれぞれ変換され、差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮの振幅がコモン電位Ｖｃｍを中心として振られながら、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮを介して出力される。

ここで、負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮに共通に接続された共通抵抗ＲＣ１にてコモン電位Ｖｃｍを設定させることにより、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮのコモン電位Ｖｃｍを一致させることができ、ＤＣオフセットを発生させることなく、差動信号のＤＣレベルを調整することができる。このため、ＤＣレベルの異なる回路ブロック間にコンデンサを介挿することなく、これらの回路ブロックを互いにＤＣ直結することが可能となり、ＤＣ成分付近までの帯域を通すことが必要な通信回路を正常に動作させることができる。

また、コモン電位Ｖｃｍを設定させる電流Ｉｃを負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮに流す必要がなくなることから、負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮの値に依存することなく、電流Ｉｃを設定することができる。このため、負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮの値が小さい場合においても、電流Ｉｃを増大させることなく、十分なコモン電位Ｖｃｍを確保させることができ、消費電力の増大を抑制することができる。

さらに、負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮと共通抵抗ＲＣ１との接続点に電流源Ｇｃを接続することにより、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮの電位とは無関係に電流源Ｇｃの電源電位Ｖｄｄ２を設定することができる。このため、電源電位Ｖｄｄ２を電源電位Ｖｄｄ１よりも低い値に設定した場合においても、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮの電位が電源電位Ｖｄｄ２にて制限を受けるのを防止することが可能となり、電流源Ｇｃにおける電力損失を低減することができる。

図２は、図１の電圧変換回路におけるコモン電位の設定方法を示す図である。
図２において、差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮの振幅はコモン電位Ｖｃｍを中心として振れる。ここで、コモン電位Ｖｃｍは電源電位Ｖｄｄ１とは無関係に設定することができるため、電源電位Ｖｄｄ１と基準電位Ｖｓｓとの中間にコモン電位Ｖｃｍを設定することで、差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮの差電圧Ｖｄｉｆｆを最大限に確保することができる。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示す回路図である。
図３において、この電圧変換回路には、図１の電流源ＧｏＰとして電界効果トランジスタＭ１が設けられ、図１の電流源ＧｏＮとして電界効果トランジスタＭ２が設けられている。また、図１の電流源Ｇｃとして電界効果トランジスタＭ３、Ｍ４および電流源Ｇｂが設けられ、図１の負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮとして負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮがそれぞれ設けられている。

そして、電界効果トランジスタＭ１、Ｍ２のドレインは電源電位Ｖｄｄ１に接続され、電界効果トランジスタＭ１、Ｍ２のソースは負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮの一端にそれぞれ接続されている。また、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮの他端は共通抵抗ＲＣ１の一端に接続され、共通抵抗ＲＣ１の他端は基準電位Ｖｓｓに接続されている。また、電界効果トランジスタＭ１、Ｍ２のゲートは、ＤＡコンバータ１１の差動出力端子に接続されている。

また、電界効果トランジスタＭ３、Ｍ４のドレインは電源電位Ｖｄｄ２に接続され、電界効果トランジスタＭ３のソースは共通抵抗ＲＣ１の一端に接続されている。また、電界効果トランジスタＭ４のソースは電流源Ｇｂの一端に接続され、電流源Ｇｂの他端は基準電位Ｖｓｓに接続されている。また、電界効果トランジスタＭ３、Ｍ４のゲートは、電界効果トランジスタＭ４のソースに接続されている。

そして、電流源Ｇｂにて電流Ｉｂが生成されると、電界効果トランジスタＭ３、Ｍ４のカレントミラー動作によって電流Ｉｂに対応した電流Ｉｃが電界効果トランジスタＭ３に流れ、共通抵抗ＲＣ１に供給される。そして、電流Ｉｃが共通抵抗ＲＣ１に供給されると、共通抵抗ＲＣ１にて同相電圧が発生されることで、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮと共通抵抗ＲＣ１との接続点にコモン電位Ｖｃｍが設定される。

一方、ＤＡコンバータ１１から差動信号が電界効果トランジスタＭ１、Ｍ２のゲートに入力されると、その差動信号に対応した差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮが電界効果トランジスタＭ１、Ｍ２にてそれぞれ生成される。そして、電界効果トランジスタＭ１、Ｍ２にてそれぞれ生成された差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮは、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮにて差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮにそれぞれ変換され、差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮの振幅がコモン電位Ｖｃｍを中心として振られながら、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮを介して出力される。

これにより、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮに共通に接続された共通抵抗ＲＣ１にてコモン電位Ｖｃｍを設定させることができ、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮを介して差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮが出力される場合においても、ＤＣオフセットを発生させることなく、差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮのＤＣレベルを調整することができる。

（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示すブロック図である。
図４において、この電圧変換回路では、図１の負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮとして負荷インダクタＬＬＰ、ＬＬＮがそれぞれ設けられている。ここで、負荷インダクタＬＬＰ、ＬＬＮの一端は電流源ＧｏＰ、ＧｏＮの他端に接続され、負荷インダクタＬＬＰ、ＬＬＮの他端は共通抵抗ＲＣ１の一端に接続されている。

ここで、負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮとして負荷インダクタＬＬＰ、ＬＬＮを用いることにより、直流電圧降下を低減させることができ、高周波回路に適用された場合においても、変換効率の低下を抑制することができる。

また、コモン電位Ｖｃｍは負荷インダクタＬＬＰ、ＬＬＮとは無関係に共通抵抗ＲＣ１にて設定されることから、負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮとして負荷インダクタＬＬＰ、ＬＬＮを用いた場合においても、コモン電位Ｖｃｍを適切な値に設定させることができる。

（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示すブロック図である。
図５において、この電圧変換回路では、図１の共通抵抗ＲＣ１として電界効果トランジスタＭｃが設けられている。ここで、電界効果トランジスタＭｃのドレインは負荷インピーダンスＺＬＰ、ＺＬＮの接続点に接続され、電界効果トランジスタＭｃのソースは基準電位Ｖｓｓに接続されている。

そして、電界効果トランジスタＭｃのゲートに制御電圧Ｖｃが印加されることにより、電界効果トランジスタＭｃのチャネル抵抗値が制御され、コモン電位Ｖｃｍが調整される。

ここで、共通抵抗ＲＣ１として電界効果トランジスタＭｃを設けることで、電流Ｉｃを変化させることなく、コモン電位Ｖｃｍを変化させることができ、差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮが出力される回路のＤＣレベルが切り替わる場合においても、ＤＣ直結を実現することが可能となる。

（第５実施形態）
図６は、本発明の第５実施形態に係る電圧変換回路に適用されるコモン電位調整回路の概略構成を示す回路図である。
図６において、コモン電位調整回路１２には、電源電位Ｖｄｄを分圧する分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ４、分圧電圧を取り出すタップＴＰ１〜ＴＰ３およびタップＴＰ１〜ＴＰ３を切り替えるスイッチＳＷが設けられている。

ここで、分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ４は互いに直列接続され、タップＴＰ１〜ＴＰ３は、分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ４の接続点に接続されている。また、スイッチＳＷの一端は電界効果トランジスタＭｃのゲートに接続されている。

そして、電源電位Ｖｄｄは分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ４にて分圧され、分圧電圧がタップＴＰ１〜ＴＰ３に出力される。そして、スイッチＳＷの他端をタップＴＰ１〜ＴＰ３間で切り替えることで、制御電圧Ｖｃが変化される。そして、電界効果トランジスタＭｃのゲートに制御電圧Ｖｃが印加されることにより、電界効果トランジスタＭｃのチャネル抵抗値が制御され、コモン電位Ｖｃｍが調整される。

（第６実施形態）
図７は、本発明の第６実施形態に係る電圧変換回路に適用されるコモン電位調整回路の概略構成を示す回路図である。
図７において、コモン電位調整回路１３には、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮ間の中間電位を検出する検出抵抗Ｒ１１、Ｒ１２および検出抵抗Ｒ１１、Ｒ１２にて検出された中間電位を参照電圧Ｖｒｅｆと比較するオペアンプ１４が設けられている。

ここで、検出抵抗Ｒ１１、Ｒ１２は互いに直列接続され、この直列回路は差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮ間に接続されている。また、オペアンプ１４の一方の入力端子は検出抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の接続点に接続され、オペアンプ１４の他方の入力端子には参照電圧Ｖｒｅｆが入力される。

そして、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮ間の中間電位は検出抵抗Ｒ１１、Ｒ１２にて検出され、オペアンプ１４にて参照電圧Ｖｒｅｆと比較される。そして、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮ間の中間電位と参照電圧Ｖｒｅｆとの差分が制御電圧Ｖｃとして電界効果トランジスタＭｃのゲートに出力されることで、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮ間の中間電位が参照電圧Ｖｒｅｆに一致するように電界効果トランジスタＭｃのチャネル抵抗値が制御される。

（第７実施形態）
図８は、本発明の第７実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示すブロック図である。
図８において、電圧変換回路には、差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮをそれぞれ生成する電流源ＧｏＰ、ＧｏＮ、同相電流Ｉｃをそれぞれ生成する電流源ＧｃＰ、ＧｃＮおよび差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮを差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮに変換するとともに、同相電流Ｉｃを同相電圧に変換することでコモン電位を設定する負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮが設けられている。

ここで、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮの一端は電源電位Ｖｄｄに接続され、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮの他端は負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮの一端に接続され、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮの他端は基準電位Ｖｓｓに接続されている。また、電流源ＧｃＰ、ＧｃＮは、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮにそれぞれ並列に接続されている。なお、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮと負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮとの接続点には差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮがそれぞれ設けられている。

そして、電流源ＧｃＰ、ＧｃＮにてそれぞれ生成された同相電流Ｉｃは負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮにそれぞれ供給され、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮにて同相電圧に変換されることで、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮと負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮとの接続点にコモン電位が設定される。

一方、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮにてそれぞれ生成された差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮは、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮにて差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮにそれぞれ変換され、差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮの振幅がコモン電位を中心として振られながら、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮを介して出力される。

これにより、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮにそれぞれ接続された負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮにてコモン電位を設定させることができ、電流源ＧｏＰ、ＧｏＮにて差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮがそれぞれ生成される場合においても、差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮのＤＣレベルを調整することができる。

なお、図８の実施形態では、電流源ＧｃＰ、ＧｃＮにて同一の値の同相電流Ｉｃをそれぞれ生成させる方法について説明したが、電流源ＧｃＰ、ＧｃＮにて生成される同相電流の値を個別に設定するようにしてもよい。これにより、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮのコモン電位を別個に設定することが可能となり、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮの値にバラツキがある場合においても、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮのコモン電位を等しくすることができる。

（第８実施形態）
図９は、本発明の第８実施形態に係る電圧変換回路の概略構成を示す回路図である。
図９において、この電圧変換回路には、図８の電流源ＧｏＰとして電界効果トランジスタＭ１１が設けられ、図８の電流源ＧｏＮとして電界効果トランジスタＭ１３が設けられている。また、図８の電流源ＧｃＰ、ＧｃＮとして電界効果トランジスタＭ１２、Ｍ１４、Ｍ１５および電流源Ｇｂ２が設けられている。

そして、電界効果トランジスタＭ１１、Ｍ１３のドレインは電源電位Ｖｄｄに接続され、電界効果トランジスタＭ１１、Ｍ１３のソースは負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮの一端にそれぞれ接続されている。また、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮの他端は基準電位Ｖｓｓに接続されている。また、電界効果トランジスタＭ１１、Ｍ１３のゲートは、ＤＡコンバータ１１の差動出力端子に接続されている。

また、電界効果トランジスタＭ１２、Ｍ１４、Ｍ１５のドレインは電源電位Ｖｄｄに接続され、電界効果トランジスタＭ１２のソースは負荷抵抗ＲＬＰの一端に接続され、電界効果トランジスタＭ１４のソースは負荷抵抗ＲＬＮの一端に接続されている。また、電界効果トランジスタＭ１５のソースは電流源Ｇｂ２の一端に接続され、電流源Ｇｂ２の他端は基準電位Ｖｓｓに接続されている。また、電界効果トランジスタＭ１２、Ｍ１４、Ｍ１５のゲートは、電界効果トランジスタＭ１５のソースに接続されている。

そして、電流源Ｇｂ２にて電流Ｉｂ２が生成されると、電界効果トランジスタＭ１２、Ｍ１４、Ｍ１５のカレントミラー動作によって電流Ｉｂ２に対応した同相電流Ｉｃが電界効果トランジスタＭ１２、Ｍ１４に流れ、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮにそれぞれ供給される。そして、同相電流Ｉｃが負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮにそれぞれ供給されると、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮにて同相電圧にそれぞれ変換されることで、電界効果トランジスタＭ１１、Ｍ１３のソースと負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮとの各接続点にコモン電位が設定される。

一方、ＤＡコンバータ１１から差動信号が電界効果トランジスタＭ１１、Ｍ１３のゲートに入力されると、その差動信号に対応した差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮが電界効果トランジスタＭ１１、Ｍ１３にてそれぞれ生成される。そして、電界効果トランジスタＭ１１、Ｍ１３にてそれぞれ生成された差動電流ＩｏＰ、ＩｏＮは、負荷抵抗ＲＬＰ、ＲＬＮにて差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮにそれぞれ変換され、差動電圧ＶｏＰ、ＶｏＮの振幅がコモン電位を中心として振られながら、差動出力端子ＴｏＰ、ＴｏＮを介して出力される。

（第９実施形態）
図１０は、本発明の第９実施形態に係る電圧変換回路が適用される無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
図１０において、この無線通信装置には、電波の送受信を行う通信アンテナ２１、送受信で通信アンテナ２１を共用させるアンテナ共用器２２、通信アンテナ２１を介して受信された受信信号を増幅するローノイズアンプ２３、通信アンテナ２１を介して送信される送信信号を増幅するパワーアンプ２４、受信信号および送信信号の周波数変換を行うＲＦフロントエンド回路２５、受信信号および送信信号のベースバンド処理を行うベースバンド処理回路２６が設けられている。なお、アンテナ共用器２２としては、通信方式がＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式の場合、スイッチを用いることができ、通信方式がＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式の場合、デュプレクサを用いることができる。また、ＲＦフロントエンド回路２５およびベースバンド処理回路２６は、個別のＩＣチップにそれぞれ搭載することができる。

ここで、ＲＦフロントエンド回路２５には、受信信号をダウンコンバートさせる局部発振信号を発生する局部発振器３１、送信信号をアップコンバートさせる局部発振信号を発生する局部発振器３３、局部発振器３１にて発生された局部発振信号を受信信号に乗算することで受信信号をダウンコンバートするミキサ３２、局部発振器３３にて発生された局部発振信号を送信信号に乗算することで送信信号をアップコンバートするミキサ３４、ミキサ３２にてダウンコンバートされた受信信号を差動増幅する差動アンプ３５およびミキサ３４にてアップコンバートされる送信信号を差動増幅する差動アンプ３６が設けられている。

また、ベースバンド処理回路２６には、差動アンプ３５にて差動増幅された受信信号をデジタル化するＡＤコンバータ４１、差動アンプ３６にて差動増幅される送信信号をアナログ化するＤＡコンバータ４２およびデジタル化された受信信号および送信信号の変復調をベースバンド帯域で行う変復調信号処理部４３が設けられている。

ここで、ＤＡコンバータ４２は、電圧変換回路２７を介して差動アンプ３６にＤＣ直結されている。なお、電圧変換回路２７としては、図１および図３〜図９のいずれかの構成を用いることができる。

そして、無線通信装置にて受信処理が行われる場合、通信アンテナ２１を介して受信された受信信号はローノイズアンプ２３にて増幅された後、ミキサ３２にてダウンコンバートされ、ベースバンド帯域に周波数変換された差動信号が差動アンプ３５に出力される。そして、その差動信号が差動アンプ３５にて増幅された後、ＡＤコンバータ４１にてデジタル化され、変復調信号処理部４３にて復調処理される。

一方、無線通信装置にて送信処理が行われる場合、変復調信号処理部４３にて変調処理されたベースバンド帯域の送信信号は、ＤＡコンバータ４２にてアナログ化され、そのアナログ化された差動信号が電圧変換回路２７に出力される。そして、その差動信号が電圧変換回路２７に出力されると、その時の差動信号のＤＣレベルが差動アンプ３６でのＤＣレベルに変換され、差動アンプ３６に出力される。そして、電圧変換回路２７にてＤＣレベルが変換された差動信号は差動アンプ３６にて増幅された後、ミキサ３４にてアップコンバートされ、パワーアンプ２４にて増幅されてから、通信アンテナ２１を介して送信される。

なお、上述した実施形態では、ＲＦフロントエンド回路２５とベースバンド処理回路２６との間に電圧変換回路２７を設ける方法について説明したが、ＲＦフロントエンド回路２５に電圧変換回路２７を組み込むようにしてもよいし、ベースバンド処理回路２６に電圧変換回路２７を組み込むようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、ＲＦフロントエンド回路２５とベースバンド処理回路２６とがＤＣ直結される無線通信装置に電圧変換回路２７を適用する方法について説明したが、本発明は、無線通信装置に適用する方法に限定されることなく、例えば、前段と後段とがＤＣ直結される多段増幅回路に電圧変換回路２７を適用するようにしてもよい。

ＧｏＰ、ＧｏＮ、ＧｃＰ、ＧｃＮ、Ｇｃ、Ｇｂ、Ｇｂ２ 電流源、ＴｏＰ、ＴｏＮ 差動出力端子、ＺＬＰ、ＺＬＮ 負荷インピーダンス、ＲＣ１ 共通抵抗、１１、４２ ＤＡコンバータ、Ｍ１〜Ｍ４、Ｍｃ、Ｍ１１〜Ｍ１５ 電界効果トランジスタ、ＲＬＰ、ＲＬＮ 負荷抵抗、ＬＬＰ、ＬＬＮ 負荷インダクタ、１２、１３ コモン電位調整回路、Ｒ１〜Ｒ４ 分圧抵抗、Ｒ１１、Ｒ１２ 検出抵抗、ＴＰ１〜ＴＰ３ タップ、ＳＷ スイッチ、１４ オペアンプ、２１ 通信アンテナ、２２ アンテナ共用器、２３ ローノイズアンプ、２４ パワーアンプ、２５ ＲＦフロントエンド回路、２６ ベースバンド処理回路、２７ 電圧変換回路、３１、３３ 局部発振器、３２、３４ ミキサ、３５、３６ 差動アンプ、４１ ＡＤコンバータ、４３ 変復調信号処理部

Claims (5)

1. ＤＡコンバータと、
   ソースに第１の電源電位が接続され、ゲートに前記ＤＡコンバータから出力された第１
   の差動信号が入力され、ドレインと第１のノードとが接続される第１のトランジスタと、
   ソースに前記第１の電源電位が接続され、ゲートに前記ＤＡコンバータから出力された
   第２の差動信号が入力され、ドレインと第２のノードとが接続される第２のトランジスタ
   と、
   その一端が前記第１のノードに接続され、残りの一端が第３のノードに接続される第１
   の負荷と、
   その一端が前記第２のノードに接続され、残りの一端が前記第３のノードに接続される
   第２の負荷と、
   ソースに第２の電源電位が接続され、ドレインと前記第３のノードとが接続される第３
   のトランジスタと、
   ソースに前記第２の電源電位が接続され、ゲートとドレインとが前記第３のトランジス
   タのゲートと共通接続される第４のトランジスタと、
   前記第４のトランジスタのドレインと第３の電源電位との間に接続される第１の電流源
   と、
   その一端が前記第３のノードに接続され、残りの一端が前記第３の電源電位に接続され
   る第３の負荷と、
   を備えていることを特徴とする電圧変換回路。
2. ＤＡコンバータと、
   ソースに第１の電源電圧が接続され、ゲートに前記ＤＡコンバータから出力された第１
   の差動信号が入力され、ドレインと第１のノード（ＴｏＰ）とが接続される第１のトラン
   ジスタと、
   ソースに前記第１の電源電圧が接続され、ドレインと前記第１のノードとが接続される
   第２のトランジスタと、
   その一端が前記第１のノードに接続され、残りの一端が第２の電源電圧に接続される第
   １の負荷と、
   ソースに前記第１の電源電圧が接続され、ゲートに前記ＤＡコンバータから出力された
   第２の差動信号が入力され、ドレインと第２のノードが接続される第３のトランジスタと
   、
   ソースに前記第１の電源電圧が接続され、ドレインと前記第２のノードとが接続される
   第４のトランジスタと、
   その一端が前記第２のノードに接続され、残りの一端が前記第２の電源電圧に接続され
   る第２の負荷と、
   ソースに前記第１の電源電圧が接続され、ゲートとドレインとが前記第２のトランジス
   タのゲート及び前記第４のトランジスタのゲートと共通接続される第５のトランジスタと
   、
   前記第５のトランジスタのドレインと前記第２の電源電位との間に接続される第１の電
   流源と、
   を備えることを特徴とする電圧変換回路。
3. 前記第１トランジスタ乃至前記第５のトランジスタはＰ型電界効果トランジスタであり
   、
   前記第１の負荷乃び前記第２の負荷が抵抗であることを特徴とする請求項３に記載の電
   圧変換回路。
4. デジタル化された送信信号のベースバンド処理を行い、前記送信信号を差動化されたア
   ナログ信号に変換するベースバンド処理回路と、
   前記ベースバンド処理回路にて差動化された送信信号を無線周波数帯域に変換するＲＦ
   フロントエンド回路と、
   前記ベースバンド処理回路にて差動化された送信信号のＤＣレベルを前記ＲＦフロント
   エンド回路のＤＣレベルに変換する電圧変換回路とを備え、
   前記電圧変換回路は、
   ＤＡコンバータと、
   ソースに第１の電源電位が接続され、ゲートに前記ＤＡコンバータから出力された第１
   の差動信号が入力され、ドレインと第１のノードとが接続される第１のトランジスタと、
   ソースに前記第１の電源電位が接続され、ゲートに前記ＤＡコンバータから出力された
   第２の差動信号が入力され、ドレインと第２のノードとが接続される第２のトランジスタ
   と、
   その一端が前記第１のノードに接続され、残りの一端が第３のノードに接続される第１
   の負荷と、
   その一端が前記第２のノードに接続され、残りの一端が前記第３のノードに接続される
   第２の負荷と、
   ソースに第２の電源電位が入力され、ドレインと前記第３のノードとが接続される第３
   のトランジスタと、
   ソースに前記第２の電源電位が入力され、ゲートとドレインとが前記第３のトランジス
   タのゲートと共通接続される第４のトランジスタと、
   前記第４のトランジスタのドレインと第３の電源電位との間に接続される第１の電流源
   と、
   その一端が前記第３のノードに接続され、残りの一端が前記第３の電源電位に接続され
   る第３の負荷と、
   を備えていることを特徴とする無線通信装置。
5. 前記第２の電源電位は、前記第１の電源電位よりも低く、
   前記第１トランジスタ乃至前記第４のトランジスタはＰ型電界効果トランジスタであり
   、
   前記第１の負荷乃至前記第３の負荷が抵抗であることを特徴とする請求項１または４に
   記載の電圧変換回路。

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