JPH10209759A - 2重平衡ミクサー回路 - Google Patents
2重平衡ミクサー回路Info
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- JPH10209759A JPH10209759A JP9366381A JP36638197A JPH10209759A JP H10209759 A JPH10209759 A JP H10209759A JP 9366381 A JP9366381 A JP 9366381A JP 36638197 A JP36638197 A JP 36638197A JP H10209759 A JPH10209759 A JP H10209759A
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- H03D2200/0041—Functional aspects of demodulators
- H03D2200/0084—Lowering the supply voltage and saving power
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- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Superheterodyne Receivers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低電圧用途を対象とした電流コンベアを使用
するミクサー回路の提供。 【解決手段】 差動入力電圧信号をミクサー回路400
の端子440、441で受信する。回路を図2および図
3に示した電流コンベア420、421によって入力電
圧信号を差動電流信号に変換する。電流コンベア42
0、421それぞれは電流入力端子Xの電圧を電圧入力
端子Yに存在する電圧と同電圧に保持する。抵抗体41
1、413によって、電流コンベア420、421のY
端子に入力信号の共通モード電圧を印加する。この結
果、X端子の電流信号がゼロバイアスになるとともに、
入力電圧に応じて線形変化する。Z端子からの電流出力
がX端子の入力電流とは無関係なため、ミクサーコア4
30が入力電圧信号を表す差動電流信号を受信する。ま
た、電流コンベア420、421のZ端子の電圧が入力
電圧から独立しているため、この回路は低電圧用途に特
に有用である。
するミクサー回路の提供。 【解決手段】 差動入力電圧信号をミクサー回路400
の端子440、441で受信する。回路を図2および図
3に示した電流コンベア420、421によって入力電
圧信号を差動電流信号に変換する。電流コンベア42
0、421それぞれは電流入力端子Xの電圧を電圧入力
端子Yに存在する電圧と同電圧に保持する。抵抗体41
1、413によって、電流コンベア420、421のY
端子に入力信号の共通モード電圧を印加する。この結
果、X端子の電流信号がゼロバイアスになるとともに、
入力電圧に応じて線形変化する。Z端子からの電流出力
がX端子の入力電流とは無関係なため、ミクサーコア4
30が入力電圧信号を表す差動電流信号を受信する。ま
た、電流コンベア420、421のZ端子の電圧が入力
電圧から独立しているため、この回路は低電圧用途に特
に有用である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はミクサー回路、特
に、とはいっても限らないが、低電圧用途に適用できる
ミクサー回路に関する。
に、とはいっても限らないが、低電圧用途に適用できる
ミクサー回路に関する。
【0002】
【従来の技術】標準的な4トランジスタミクサーコアを
使用した2重平衡ミクサーの場合、差動入力信号電圧を
差動電流信号に変換する電圧/電流変換器が必要であ
る。この変換の場合、エミッター縮退抵抗をもつエミッ
ター結合対のトランジスタによって行なうことが多い。
一例を図1のミクサー回路に示す。
使用した2重平衡ミクサーの場合、差動入力信号電圧を
差動電流信号に変換する電圧/電流変換器が必要であ
る。この変換の場合、エミッター縮退抵抗をもつエミッ
ター結合対のトランジスタによって行なうことが多い。
一例を図1のミクサー回路に示す。
【0003】図1を用いて説明すると、ミクサー回路1
00は、入力電圧信号に応答して、トランジスタ103
〜106が形成するミクサーコアにコレクターの差動出
力信号を送信するnpnトランジスタ101、102を
有する。電流源121により相補電流を各差動出力に印
加する。
00は、入力電圧信号に応答して、トランジスタ103
〜106が形成するミクサーコアにコレクターの差動出
力信号を送信するnpnトランジスタ101、102を
有する。電流源121により相補電流を各差動出力に印
加する。
【0004】このような電圧/電流変換器は妥当な直線
性と平衡出力を与えるが、入力信号が比較的大きいある
種の低電圧用途には向いていない。
性と平衡出力を与えるが、入力信号が比較的大きいある
種の低電圧用途には向いていない。
【0005】すなわち、1.1ボルトの変動幅をもつ差
動入力信号の場合、1.2ボルトかそれ以上の共通モー
ド電圧でトランジスタ101、102のベース電極をバ
イアスして、トランジスタ101および102のオン状
態を確実に維持する必要がある。このためには、比較的
高いレベルでコレクターをバイアスして、出力信号の歪
みを許容できる程度の低いレベルに保つ必要がある。な
お、トランジスタ101、102のコレクターを1.5
ボルトでバイアスする場合、1.1ボルトの入力信号変
動幅に応答して、出力信号の歪みを最小限に抑えるため
には、1.6ボルトの共通モードバイアス電圧が必要で
ある。歪みを増大することなく大きな入力信号を入力で
きるのは、入力信号の共通モード電圧を高くし、またコ
レクターバイアスを高くしたときだけである。
動入力信号の場合、1.2ボルトかそれ以上の共通モー
ド電圧でトランジスタ101、102のベース電極をバ
イアスして、トランジスタ101および102のオン状
態を確実に維持する必要がある。このためには、比較的
高いレベルでコレクターをバイアスして、出力信号の歪
みを許容できる程度の低いレベルに保つ必要がある。な
お、トランジスタ101、102のコレクターを1.5
ボルトでバイアスする場合、1.1ボルトの入力信号変
動幅に応答して、出力信号の歪みを最小限に抑えるため
には、1.6ボルトの共通モードバイアス電圧が必要で
ある。歪みを増大することなく大きな入力信号を入力で
きるのは、入力信号の共通モード電圧を高くし、またコ
レクターバイアスを高くしたときだけである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】コレクター電圧が高く
なると、結果的には、図1回路の出力信号を加える回路
成分が供給電圧の大部分を使用できなくなる。回路成
分、一般的にはミクサーコアおよび負荷抵抗体の適正動
作のためには、供給電圧を高くする必要がある。これ
は、例えば入力信号が特に高い共通モード電圧をもつ場
合にも、必要である。
なると、結果的には、図1回路の出力信号を加える回路
成分が供給電圧の大部分を使用できなくなる。回路成
分、一般的にはミクサーコアおよび負荷抵抗体の適正動
作のためには、供給電圧を高くする必要がある。これ
は、例えば入力信号が特に高い共通モード電圧をもつ場
合にも、必要である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のミクサー回路
は、ミクサーコア、差動入力電圧信号を差動電流信号に
変換する手段、および上記ミクサーコアに上記差動電流
信号を表す第1電流信号および第2電流信号を加える第
1電流コンベア及び第2電流コンベアを有するミクサー
回路である。
は、ミクサーコア、差動入力電圧信号を差動電流信号に
変換する手段、および上記ミクサーコアに上記差動電流
信号を表す第1電流信号および第2電流信号を加える第
1電流コンベア及び第2電流コンベアを有するミクサー
回路である。
【0008】
【発明の実施の態様】まず図2について説明する。電流
コンベア回路200の回路成分はop−amp(演算増
幅器)220、電流源240、トランジスタ201、2
02、抵抗体210、211、入力端子230、23
1、および出力端子232である。
コンベア回路200の回路成分はop−amp(演算増
幅器)220、電流源240、トランジスタ201、2
02、抵抗体210、211、入力端子230、23
1、および出力端子232である。
【0009】入力端子230は、op−amp220の
非反転入力、電流源240の負端子およびトランジスタ
202のコレクター電極に接続する。そして、電流源2
40の正端子は供給電圧に接続する。また、入力端子2
31についてはop−amp220の反転入力に、op
−amp220の出力については2つのトランジスタ2
01、202のベース電極に、出力端子232について
はトランジスタ201のコレクター電極に、抵抗体21
0、211についてはそれぞれ地電位とトランジスタ2
02、201のエミッター電極との間に接続する。
非反転入力、電流源240の負端子およびトランジスタ
202のコレクター電極に接続する。そして、電流源2
40の正端子は供給電圧に接続する。また、入力端子2
31についてはop−amp220の反転入力に、op
−amp220の出力については2つのトランジスタ2
01、202のベース電極に、出力端子232について
はトランジスタ201のコレクター電極に、抵抗体21
0、211についてはそれぞれ地電位とトランジスタ2
02、201のエミッター電極との間に接続する。
【0010】抵抗体210、211が、それぞれトラン
ジスタ202、201のベース・エミッター回路に直列
の負帰還(フィードバック)を与えるため、電流コンベ
ア回路200のノイズ特性については改善はみられる
が、信号処理能力が低下する。電流コンベア回路200
は、抵抗体210、211がなくてもインプリメントで
きる。
ジスタ202、201のベース・エミッター回路に直列
の負帰還(フィードバック)を与えるため、電流コンベ
ア回路200のノイズ特性については改善はみられる
が、信号処理能力が低下する。電流コンベア回路200
は、抵抗体210、211がなくてもインプリメントで
きる。
【0011】出力信号については、トランジスタ202
のベース電圧を使用して、出力トランジスタ201のコ
レクター電流を制御すれば得られる。また、電流コンベ
ア回路200により多くのトランジスタを設けると、電
流利得を得ることができる。このような回路の実施例を
図3に示す。
のベース電圧を使用して、出力トランジスタ201のコ
レクター電流を制御すれば得られる。また、電流コンベ
ア回路200により多くのトランジスタを設けると、電
流利得を得ることができる。このような回路の実施例を
図3に示す。
【0012】図3に示す電流コンベア回路300は、図
2に示した回路成分(同符号で示す)をすべて含む上
に、さらにトランジスタ303〜306および抵抗体3
12〜315を有する回路である。トランジスタ303
〜306それぞれのベース電極をop−amp220に
共通して接続するとともに、コレクター電極を出力端子
232に共通して接続する。抵抗体312、313、3
14および315によりトランジスタ303、304、
305および306のエミッター電極をそれぞれ地電位
に接続する。
2に示した回路成分(同符号で示す)をすべて含む上
に、さらにトランジスタ303〜306および抵抗体3
12〜315を有する回路である。トランジスタ303
〜306それぞれのベース電極をop−amp220に
共通して接続するとともに、コレクター電極を出力端子
232に共通して接続する。抵抗体312、313、3
14および315によりトランジスタ303、304、
305および306のエミッター電極をそれぞれ地電位
に接続する。
【0013】トランジスタ303〜306は電流利得を
与える作用をもつが、これを実現するには、図2のトラ
ンジスタ201のエミッター面積をトランジスタ202
よりも広くし、抵抗体211の代わりに(トランジスタ
201および202のエミッター面積比に反比例する)
より小さな値をもつ抵抗体を使用するだけでよい。図3
の回路は、トランジスタ201、202および303〜
306が整合している前提で、直線性が大出力トランジ
スタ201をひとつ使用した場合よりもすぐれている。
また、主にop−amp220の開ループ利得によって
決まる、電流コンベア300の全ループ利得も高くなる
結果、直線性が向上する。
与える作用をもつが、これを実現するには、図2のトラ
ンジスタ201のエミッター面積をトランジスタ202
よりも広くし、抵抗体211の代わりに(トランジスタ
201および202のエミッター面積比に反比例する)
より小さな値をもつ抵抗体を使用するだけでよい。図3
の回路は、トランジスタ201、202および303〜
306が整合している前提で、直線性が大出力トランジ
スタ201をひとつ使用した場合よりもすぐれている。
また、主にop−amp220の開ループ利得によって
決まる、電流コンベア300の全ループ利得も高くなる
結果、直線性が向上する。
【0014】図2および図3に示す電流コンベアはいず
れも3端子回路網と呼べる。あるいは、電流追従入力を
もつ間接帰還電流源と呼ぶこともできる。入力端子23
1は高インピーダンス電圧入力であり、Yで表示する。
一方、入力端子230は低インピーダンス電流入力であ
り、Xで表示する。そして、Zで表示する出力端子23
2は電流出力端子である。端子Zからの出力電流は、上
記端子の電圧が異なっている場合でも、端子Xが受け取
った入力電流に全体として比例する。即ち、電流コンベ
アである。電流コンベア回路200および300では、
端子Yに印加される電圧が端子Xの保持電圧になる。端
子Xの電圧が、小さな(誤差)電圧差を別にすれば、端
子Yの電圧に整合することになる。この誤差電圧は、o
p−amp220の利得を最大限まで引き上げれば、最
小化できる。
れも3端子回路網と呼べる。あるいは、電流追従入力を
もつ間接帰還電流源と呼ぶこともできる。入力端子23
1は高インピーダンス電圧入力であり、Yで表示する。
一方、入力端子230は低インピーダンス電流入力であ
り、Xで表示する。そして、Zで表示する出力端子23
2は電流出力端子である。端子Zからの出力電流は、上
記端子の電圧が異なっている場合でも、端子Xが受け取
った入力電流に全体として比例する。即ち、電流コンベ
アである。電流コンベア回路200および300では、
端子Yに印加される電圧が端子Xの保持電圧になる。端
子Xの電圧が、小さな(誤差)電圧差を別にすれば、端
子Yの電圧に整合することになる。この誤差電圧は、o
p−amp220の利得を最大限まで引き上げれば、最
小化できる。
【0015】図2および図3に示すような電流コンベア
回路は、入力信号が差動電圧信号である2重平衡ミクサ
ー回路、特に入力信号の共通モード電圧が決まっていな
いか、比較的高い2重平衡ミクサー回路に適用するのが
特に有利である。
回路は、入力信号が差動電圧信号である2重平衡ミクサ
ー回路、特に入力信号の共通モード電圧が決まっていな
いか、比較的高い2重平衡ミクサー回路に適用するのが
特に有利である。
【0016】次に図4について説明する。図4に示し
た、本発明による2重平衡ミクサー回路400は入力端
子440、441、抵抗体410〜415、ミクサーコ
ア430、局部発振器入力端子445、446、電流コ
ンベア420、421、および出力端子448、449
を有する回路である。
た、本発明による2重平衡ミクサー回路400は入力端
子440、441、抵抗体410〜415、ミクサーコ
ア430、局部発振器入力端子445、446、電流コ
ンベア420、421、および出力端子448、449
を有する回路である。
【0017】抵抗体410により入力端子440を電流
コンベアのX端子に、抵抗体412により入力端子44
1を電流コンベア421のX端子に接続する。入力端子
440と441との間に直列に抵抗体411および41
3を接続するとともに、電流コンベア420、421の
Y端子をこれら抵抗体411、413の共通ノードに接
続する。また、電流コンベア420、421のZ端子は
それぞれミクサーコア430の第1信号入力および第2
信号入力に接続する。負荷抵抗体414および415に
よりミクサーコア430の第1出力および第2出力をそ
れぞれ供給電圧に接続する。また、出力端子449、4
48はそれぞれミクサーコア430の第1出力および第
2出力に接続する。
コンベアのX端子に、抵抗体412により入力端子44
1を電流コンベア421のX端子に接続する。入力端子
440と441との間に直列に抵抗体411および41
3を接続するとともに、電流コンベア420、421の
Y端子をこれら抵抗体411、413の共通ノードに接
続する。また、電流コンベア420、421のZ端子は
それぞれミクサーコア430の第1信号入力および第2
信号入力に接続する。負荷抵抗体414および415に
よりミクサーコア430の第1出力および第2出力をそ
れぞれ供給電圧に接続する。また、出力端子449、4
48はそれぞれミクサーコア430の第1出力および第
2出力に接続する。
【0018】使用するさいには、入力端子440および
441に差動電圧信号を加える。抵抗体411および4
13が同じ抵抗値の場合には、両方の電流コンベア42
0、421の端子Yに生じる電圧は入力信号の共通モー
ド電圧に等しくなる。電流コンベア420、421によ
りそれぞれの端子Xの電圧が入力信号の共通モード電圧
になるか、その付近の電圧になる。このように、抵抗体
410および412間のdc電圧をゼロボルトに保持で
き、この結果入力バイアス電流は公称的にはゼロにな
る。従って、電流コンベア420の端子Xで受け取られ
た電流は入力端子440、441に加えられた差動電圧
を表すことになるが、その振幅は電流コンベア421の
ノードXで受け取られた電流と同じであるが、符号は逆
である。
441に差動電圧信号を加える。抵抗体411および4
13が同じ抵抗値の場合には、両方の電流コンベア42
0、421の端子Yに生じる電圧は入力信号の共通モー
ド電圧に等しくなる。電流コンベア420、421によ
りそれぞれの端子Xの電圧が入力信号の共通モード電圧
になるか、その付近の電圧になる。このように、抵抗体
410および412間のdc電圧をゼロボルトに保持で
き、この結果入力バイアス電流は公称的にはゼロにな
る。従って、電流コンベア420の端子Xで受け取られ
た電流は入力端子440、441に加えられた差動電圧
を表すことになるが、その振幅は電流コンベア421の
ノードXで受け取られた電流と同じであるが、符号は逆
である。
【0019】電流コンベア420、421のZ端子が発
信する電流信号をミクサーコア430に送って、局部発
信器端子445、446に加えられる局部発振器信号と
混信する。得られた差動出力信号は、出力端子448、
449では抵抗体414および415によって電圧信号
448、449として表れる。
信する電流信号をミクサーコア430に送って、局部発
信器端子445、446に加えられる局部発振器信号と
混信する。得られた差動出力信号は、出力端子448、
449では抵抗体414および415によって電圧信号
448、449として表れる。
【0020】なお、他の形式のミクサーコアも使用可能
であるが、必要とされる電圧ヘッドルームの量が最小で
あるため、電流コンベア420、421のインプリメン
トによって節約できるヘッドルームを活用できるミクサ
ーコアを使用するのが好ましい。
であるが、必要とされる電圧ヘッドルームの量が最小で
あるため、電流コンベア420、421のインプリメン
トによって節約できるヘッドルームを活用できるミクサ
ーコアを使用するのが好ましい。
【0021】低い共通モード電圧を中心にして電圧変動
幅が比較的大きい入力信号の場合、図4のミクサー回路
によって有効に処理でき、例え電流コンベア420、4
21のZ端子がわずか数百ミリボルトだけバイアスして
いる場合でも、歪みのレベルを低くできる。
幅が比較的大きい入力信号の場合、図4のミクサー回路
によって有効に処理でき、例え電流コンベア420、4
21のZ端子がわずか数百ミリボルトだけバイアスして
いる場合でも、歪みのレベルを低くできる。
【0022】いくつかの実施態様をnpnバイポーラト
ランジスタについてのみ説明してきたが、回路構成に必
要な場合には多少の変更を加えるだけで、npnバイポ
ーラトランジスタの代わりにpnpバイポーラトランジ
スタや電界効果トランジスタを使用できることはいうま
でもない。
ランジスタについてのみ説明してきたが、回路構成に必
要な場合には多少の変更を加えるだけで、npnバイポ
ーラトランジスタの代わりにpnpバイポーラトランジ
スタや電界効果トランジスタを使用できることはいうま
でもない。
【図1】従来技術の差動電圧/差動電流変換器を示す図
である。
である。
【図2】本発明ミクサー回路に使用するのに好適な電流
コンベア回路を示す図である。
コンベア回路を示す図である。
【図3】別な電流コンベア回路を示す図である。
【図4】本発明による2重平衡ミクサー回路を示す図で
ある。
ある。
100 ミクサー回路 101、102 npnトランジスタ 103、104、105、106 トランジスタ 121 電流源 200 電流コンベア回路 220 op−amp 240 電流源 201、202 トランジスタ 210、211 抵抗体 230、231 入力端子 232 出力端子 303、304、305、306 トランジスタ 312、313、314、315 抵抗体 400 2重平衡ミクサー回路 440、441 入力端子 410、411、412、413、414、415 抵
抗体 430 ミクサーコア 445、446 局部発振器入力端子 420、421 電流コンベア 448、449 出力端子
抗体 430 ミクサーコア 445、446 局部発振器入力端子 420、421 電流コンベア 448、449 出力端子
Claims (9)
- 【請求項1】 ミクサーコア、差動入力電圧信号を差動
電流信号に変換する手段、および上記ミクサーコアに上
記差動電流信号を表す第1電流信号および第2電流信号
を加える第1電流コンベア及び第2電流コンベアを有す
るミクサー回路。 - 【請求項2】 上記第1電流コンベアおよび第2電流コ
ンベアが、上記入力信号電圧に対して独立している電圧
で上記第1電流信号及び第2電流信号を発信する請求項
1のミクサー回路。 - 【請求項3】 上記第1電流コンベアおよび第2電流コ
ンベアが低い電圧で上記第1電流信号および第2電流信
号を発信する請求項2のミクサー回路。 - 【請求項4】 上記電流コンベアのそれぞれが電流追従
入力をもつ間接帰還電流源を有する請求項1〜3のいず
れか1項に記載のミクサー回路。 - 【請求項5】 上記電流コンベアのそれぞれが第1入力
端子、第2入力端子および出力端子、第1入力および第
2入力に上記第1入力端子および第2入力端子を接続し
た差動増幅器、および上記第2入力端子の電圧を上記第
1入力端子の電圧と同じ電圧か、その付近にある電圧に
維持する帰還手段を有する請求項1〜3のいずれか1項
に記載のミクサー回路。 - 【請求項6】 各電流コンベアの第1入力端子を、入力
信号の共通モード電圧を表す信号を受信できるように構
成した請求項5のミクサー回路。 - 【請求項7】 抵抗体網を接続したミクサー回路の第1
入力端子および第2入力端子で入力信号を受信し、電流
コンベア回路の各第1入力端子を抵抗体網の中間ノード
に接続することによって、入力信号の共通モード電圧を
表す信号を発信する請求項6のミクサー回路。 - 【請求項8】 ミクサー回路の各入力端子と、第1電流
コンベアおよび第2電流コンベアの各差動増幅器の第2
入力との間に接続した各入力抵抗体によって入力信号を
差動電流信号に変換する請求項7のミクサー回路。 - 【請求項9】 第1電流信号および第2電流信号を局部
発振器からの差動信号と混信するようにミクサーコアを
構成した請求項1〜8のいずれか1項に記載のミクサー
回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9700439.4 | 1997-01-10 | ||
GB9700439A GB2321147A (en) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | Mixer circuit utilising current conveyors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10209759A true JPH10209759A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=10805787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9366381A Pending JPH10209759A (ja) | 1997-01-10 | 1997-12-24 | 2重平衡ミクサー回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0853375A1 (ja) |
JP (1) | JPH10209759A (ja) |
GB (1) | GB2321147A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2798234B1 (fr) * | 1999-09-03 | 2001-11-23 | St Microelectronics Sa | Dispositif de transposition de frequence a faible fuite de signal d'oscillateur local et procede correspondant de reduction de fuite |
GB2400992B (en) * | 2003-04-22 | 2006-04-12 | Zarlink Semiconductor Ltd | Mixer circuit offset compensation |
CN101295963B (zh) * | 2007-04-27 | 2011-09-07 | 北京六合万通微电子技术股份有限公司 | 上变频混频器 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07503586A (ja) * | 1992-02-03 | 1995-04-13 | モトローラ・インコーポレイテッド | 直線性を改善した平衡ミキサ回路 |
EP0565299A1 (en) * | 1992-04-07 | 1993-10-13 | Hughes Aircraft Company | Double-balanced active mixer with single-ended-to-differential voltage-current conversion circuits |
US5570056A (en) * | 1995-06-07 | 1996-10-29 | Pacific Communication Sciences, Inc. | Bipolar analog multipliers for low voltage applications |
-
1997
- 1997-01-10 GB GB9700439A patent/GB2321147A/en not_active Withdrawn
- 1997-12-16 EP EP97310153A patent/EP0853375A1/en not_active Withdrawn
- 1997-12-24 JP JP9366381A patent/JPH10209759A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0853375A1 (en) | 1998-07-15 |
GB2321147A (en) | 1998-07-15 |
GB9700439D0 (en) | 1997-02-26 |
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