JPH01276906A - ダブルバランスミキサ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ＴＶ・ＶＴＲに使用されるチューナに用いら
れるダブルバランスミキサ回路に関するものである。

従来の技術 従来のダブルバランスミキサ回屁は、２対の差動トラン
ジスタ対で構成したダブルバランスミキサに対し、エミ
ッタ接地かあるいはベース接地かどちらか一方の差動増
幅回路を備えた構成でありた。

以下、従来のダブルバランスミキサ回路について図面に
基づいて説明する。

第２図は従来のエミッタ接地差動増幅回路を用いたダブ
ルバランスミキサ回路の回路図である。

第２図において、エミッタを共通エミッタ端子１とする
差動対を有するトランジスタ２．３とまた、同様にエミ
ッタを共通エミッタ端子４とする差動対を有するトラン
ジスタ５．６において、トランジスタ２．６のベースと
トランジスタ３．５のベースをそれぞれ共通ベース端子
７．８に接続し、この共通ベース端゛子７．８間に局部
発振信号すな供給するとともに、トランジスタ２．５の
コレクタとトランジスタ３，６のコレクタをそれぞれ共
通コレクタ端子１０．１１と２し、電源ライン１２より
インピーダンス素子１３．１４を介して、それぞれの共
通コレクタ端子１０．１１に電源を供給し、これら共通
エミッタ端子間１．４を、高周波信号１５を入力する端
子とし、共通コレクタ端子１０．１１から出された出力
端子１６．１７より混合出力を得るダブルバランスミキ
サ１８を構成する。さらに、別の差動対を有するトラン
ジスタ１９．２０のエミッタをインピーダンス素子２１
．２２で接続し、その中点と接地間に電流源２３を付加
して差動増幅器２４を構成し、そのトランジスタ１９．
２０のコレクタそそれぞれダブルバランスミキサ１８の
共通エミッタ端子１．４に接続し、この差−増幅器２４
の入力端子であるトランジスタ１９．２０のベースに高
周波信号１５を入力する。

次に、第３図は従来のベース接地差動増幅回路を用いた
ダブルバランスミキサ回路の回路図である。第３図にお
いて、ダブルバランスミキサ１８の構成は、第２図の従
来例と同様であるが、差動対を有するトランジスタ２６
．２７のベースを共通ベース端子２８としてコンデンサ
２９で接地し、エミッタをそれぞれインピーダンス素子
３０．３１で接続し、その中点と接点間に電流源３２を
付加して差動増幅器３３を構成し、そのトランジスタ２
６．２７のコレクタをダブルバランスミキサ１８の共通
エミッタ端子１．４にそれぞれ接続し、この差動増幅器
３３のトランジスタ２６．２７の両エミッタ間に高周波
信号１５を入力する点が異なっている。

発明が解決しようとする課題 上記従来の構成では、ダブルバランスミキサ回路の動作
電流は電流源２３．３２で決定され、変換利得、雑音指
数および混変調などの周波数特性は、電流源２３．３２
とインピーダンス素子１３．１４．２１゜２２、３０．
３１のインピーダンス比で大きく影響されるため、高岡
・波信号１５をＶ）（Ｆ帯からＵ）ＩＦ帯までの広い周
波数帯域で動作させる場合、周波数全帯域に渡って良好
な上記の特性を得るように設定することは、周波数特性
に対する変動が大きいことから、技術的に非常に困難で
あるという問題を有していた。

また、第２図の構成の場合、−収約にトランジスタ１９
．２０のそれぞれのベースの入力インピーダンスは、容
量性を示し、ＶＨＦＨＦ後の比較的低い周波数帯（約５
００ＭＨｚ以下）では、前段に構成される帯域同調回路
とのインピーダンス整合が比較的容易に行なえるが、Ｕ
ＨＦ帯などの比較的高い周波数帯（約５００’　Ｍ　Ｈ
ｚ以上）では、入力インピーダンスが低くなり、インピ
ーダンス整合が非常に難しいという問題を有していた。

また、第３図の構成の場合、−収約にトランジスタ２６
．２７のそれぞれのエミッタ・の入力インピーダンスは
誘導性を示し、ｔＪＨＦ帯などの比較的高い周波数帯（
約５００ＭＨｚ以上）では、比較的高いインピーダンス
となり、前段に構成される帯域同調回路とのインピーダ
ンス整合が、比較的容易に行なえるが、Ｖ）（Ｆ帯など
の比教的低い周波数帯（約５００ＭＨｚ以下）では、イ
ンピーダンスが低くなり、インピーダンス整合が、非常
に離しいという問題を有していた。

このため、第２図および第３図のような従来方式では、
非整合損失による雑音指数の劣化と帯域同調回路のダン
ピングを招き、選択度特性が広帯域となり、混変調など
の妨害排除特性を悪化させるという間層もあった。

さらに、動作周波数帯毎に区分して第２図および第３図
の従来例をそのまま複合化して使い分けることも可酷で
あるが、この場合、回路構成が複雑かつ大規模化し、回
路を実装するスペースを広く要し、コスト的に高くなる
。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、安価に、
ＶＨＦ帯の比較的低い周波数からＵＨＦ帯の比較的高い
周波数に渡ってダブルバランスミキサ回路の入力回路の
入力インピーダンスを高く保ち、前段に接続される帯域
同調回路とのインピーダンス整合を容易に行なえるよう
にし、非整合損失による雑音指数の劣化や選択度特性の
劣化などによる妨害排除特性の悪化がないダブルバラン
スミキサ回路を提、供することを目的とするものである
。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のダブルバランスミキ
サ回路は、エミッタを共通端子とする差動対を有する第
１．第２のトランジスタとエミッタを共通端子とする差
動対を有する第３．第４のトランジスタにおいて前記第
１と第４のトランジスタのベースおよび前記第２と第３
のトランジスタのベースをそれぞれ共通ペース端子に接
続し、かつこの２つの共通ベース端子間に局部発振信号
を供給するとともに、前記第１と第３のトランジスタの
コレクタおよび前記第２と第４のトランジスタのコレク
タをそれぞれ共通コ・レクタ端子に接続し、かつこの２
つの共通コレクタ端子にそれぞれインピーダンス素子を
介して電源電圧を供給し、前記共通エミッタ端子間を高
周波信号を入力する端子とし、前記共通コレクタ端子よ
り混合出力を得るダブルバランスミキサを設け、別の差
動対を有するトランジスタのエミッタを２つのインピー
ダンス素子で接続または、共通電位とし、その中点を接
地間に電流源を付加し、かつそれぞれのコレクタを前記
ダブルバランスミキサのそれぞれの前記共通エミッタ端
子に接続した複数の差動増幅器を設け、そのいずれかの
差動増幅器の入力端子に高周波信号を入力する手段を設
け、高周波信号が入力された差動増幅器の電流源のみを
駆動し、その他の差動増幅器の電流源は電流を遮断する
ようにしたものである。

作用 上記構成により、各動作周波数帯において、前段に接続
された帯域同調回路とのインピーダンス整合を容易に行
なえるように、すなわち、この非整合損失による変換利
得、雑音指数および混変調などの主要特性が最良となる
ように、その各動作周波数帯に適しな差動増幅器を各動
作周波数帯に応じて割当てることができ、ＶＨＦ帯から
ＵＨＦ帯などの広範囲な動作周波数帯に渡って１つのダ
ブルバランスミキサで良好な周波数特性が得られ、各動
作周波数毎に独立したダブルバランスミキサを使用する
場合に比ベコスト的にも実装スペース的にも有効となる
。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すダブルバランスミキ
サ回路の回路図である。第１図において、エミッタを共
通端子４１とする差動対を有するトランジスタ４２．４
３と、エミッタを共通端子４４とする差動対を有するト
ランジスタ４５．４６において、トランジスタ４２．４
６のベースと、トランジスタ４３゜４５のベースをそれ
ぞれ共通ベース端子４７．４８に接続し、これら２つの
共通ベース端子４７．４８間に局部発振信号４９を供給
するとともに・、トランジスタ４２、４５のコレクタと
トランジスタ４３．４６のコレクタとをそれぞれ異通コ
レクタ端子５０．５１とし、電源ライン５２よりインピ
ーダンス素子５３．５４を介してそれぞれの共通コレク
タ端子５０．５１に電源供給し、これら共通エミッタ端
子４１．４４間を高周波信号を入力する端子とし、共通
コレクタ端子５０．５１より出された出力端子５５．５
６より混合出力を得るダブルバランスミキサ５７を構成
する。

さらに、差動対を有するトランジスタ５８．５９、トラ
ンジスタ６０．６１およびトランジスタ６２．６３のエ
ミッタをそれぞれ２つのインピーダンス素子６４゜６５
と６６、６７と６８．６９で接続し、その中点７０．７
１゜７２と接地間に電流源？３．７４．７５をそれぞれ
付加し、トランジスタ５９．６０．６２と５８．６１．
６３のそれぞれのコレクタをダブルバランスミキサ５７
の共通エミツタ端子４１．４４にそれぞれ接続した複数
の差動増幅器７６、７７、７８を備えている。　？９．
８０．８１は、各差動増幅器７６、７７、７８に入力す
る高周波信号を示している。４２．４３．４５．４６お
よび５８〜６３の各差動対を構成するトランジスタはそ
れぞれ均一な固有特性を示すように形成されており、電
流源７３．７４゜７５のオン、オフを制御することによ
り、電流源７３゜７４、７５のいずれかがオンした差動
増幅器とダブルバランスミキサ５７のみが動作すること
になり、電流源がオフ状態の差動増幅器は切離して考え
ることができ、従来回路例の第２図または第３図と同様
の回路に等価できる。

今、仮に高周波信号７９のみを入力し、電流源７３のみ
をオンさせた場合、トランジスタ６０〜６３はオフ状態
となり、ダブルバランスミキサ５７のトランジスタ４２
．４３．４５．４６と差動増幅回路７６のトランジスタ
５８．５９のみがオン状態となり、入力された高周波信
号７９は、差動増幅器７６で増幅され、共通エミッタ端
子４１．４４に入力され、トランジスタ４２゜４３、４
５．４６のダブルバランスミキサ５７で局部発振信号４
９と混合され、共通コレクタ端子５０．５１の出力端子
５５．５６から周波数変換された信号が出力される。同
様に別の電流源７４．７５を制御することにより差動増
幅器７７、７８の場合も任意にオン状態とすることがで
きる。

したがって、各動作周波数帯において非接合損失による
変換利得、雑音指数および混変調などの主要特性が、最
良となるように差動増幅器？６．７７゜７８を割当てれ
ば、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯などの広範囲な動作周波数帯
に渡って１つのダブルバランスミキサで良好な周波数特
性が得られるようにでき従来の各動作周波数毎に独立な
ダブルバランスミキサを使用する場合に比ベコスト的に
も実装スペース的にも有効となり、その工業的価値は大
きい。

また、差動増幅回路７８はベース接地の差動増幅回路を
構成しており、高周波信号８１が、ＵＨＦＨＦ後の比較
的高い周波数ＩＦ（約５００ＭＨｚ以上）とするとベー
ス接地差動増幅回路７８のトランジスタ６２．６３のエ
ミッタの入力インピーダンスは、その周波数帯では、−
収約に誘導性を示し、前段に構成される帯域同調回路と
のインピーダンス整合が比較的容易に行なえ、非整合損
失による雑音指数の劣化も少なく帯域同調回路のダンピ
ング効果も少なく急便な選択度特性が得られ、混変調な
どの妨害排除特性に有効に働くという効果が得られる。

他方差動増幅回路７６、７７は、エミッタ接地の差動増
幅回路を構成しており、そのベース入力インピーダンス
、は、−収約に容量性を示しＶＨＦＨＦ後の比較的低い
周波数帯（約５００ＭＨｚ以下）では、前段に構成され
る帯域同調回路とのインピーダンスが比較的容易に行な
え、非接合損失による雑音指数および混変調などの妨害
排除特性に有効に働いている。

したがって、ダブルバランスミキサ５７を構成するトラ
ンジスタ４２〜４６は、共用のまま高周波信号の周波数
帯により最適な入力インピーダンス特性を示す差動増幅
回路を用いることが可能となり、ＴＶ−ＶＴＲチューナ
の受信周波数全帯域に渡って良好な特性が得られる。

なお、上述の実施例において、ＮＰＮ）ランジスタを使
用したが、電界効果トランジスタを用いても、同様の効
果が得られる。ただし、その場合、ベース、エミッタ、
コレクタはそれぞれゲート。

ソース、ドレインに相当させる必・要がある。さらに、
周波数変換に用いる混合器として説明したが、本発明の
基本構成は変調器や復調器としても使用できることは、
言うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ダブルバランスミキサの
それぞれの共通エミッタ端子に接続した複数の差動増幅
器を設け、そのいずれかの差動増幅器の入力端子に高周
波信号を入力し、この高周波信号が入力された差動増幅
器の電流源のみを駆動し、その他の差動増幅器の電流源
は電流を遮断して使用し、共用のダブルバランスミキサ
に対して高周波信号の周波数帯により最適な入力インピ
ーダンス特性を示す差動増幅回路を用いることができ、
ＶＨＦ帯からＵＨＰ帯などの広範囲な動作周波数帯に渡
って良好な周波数特性が得られ、各動作周波数毎に独立
したダブルバランスミキサを使用する場合に比ベコスト
的にも実装スペース的にも有効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すダブルバランスミキサ
回路の回路図、第２図は従来のエミッタ接地差動増幅回
路を用いたダブルバランスミキサ回路の回路図、第３図
は従来のベース接地差動増幅回路を用いたダブルバラン
スミキサ回路の回路図である。 ４１、４４・・・共通エミッタ端子、４２．４３．４５
．４６゜５８、５９．６０．６１．６２．６３・・・ト
ランジスタ、４７．４８・・・共通ベース端子、４つ・
・・局部発振信号、ｓｏ、　ｓｉ・・−共通コレクタ端
子、５２・・・電源ライン、５３．５４．６４゜６５、
６６、６７、６８．６９・・・インピーダンス素子、５
５゜５６・・・出力端子、５７・・・ダブルバランスミ
キサ、７０゜７１、７２・・・中点、７３．７４．７５
・・・電流源、７６、７７、７８・・・差動増幅器、７
９．８０．８１・・・高周波信号。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エミッタを共通端子とする差動対を有する第１、第
   ２のトランジスタとエミッタを共通端子とする差動対を
   有する第３、第４のトランジスタにおいて前記第１と第
   ４のトランジスタのベースおよび前記第２と第３のトラ
   ンジスタのベースをそれぞれ共通ベース端子に接続し、
   かつこの２つの共通ベース端子間に局部発振信号を供給
   するとともに、前記第１と第３のトランジスタのコレク
   タおよび前記第２と第４のトランジスタのコレクタをそ
   れぞれ共通コレクタ端子に接続し、かつこの２つの共通
   コレクタ端子にそれぞれインピーダンス素子を介して電
   源電圧を供給し、前記共通エミッタ端子間を高周波信号
   を入力する端子とし、前記共通コレクタ端子より混合出
   力を得るダブルバランスミキサを設け、別の差動対を有
   するトランジスタのエミッタを２つのインピーダンス素
   子で接続または、共通電位とし、その中点を接地間に電
   流源を付加し、かつそれぞれのコレクタを前記ダブルバ
   ランスミキサのそれぞれの前記共通エミッタ端子に接続
   した複数の差動増幅器を設け、そのいずれかの差動増幅
   器の入力端子に高周波信号を入力する手段を設け、高周
   波信号が入力された差動増幅器の電流源のみを駆動し、
   その他の差動増幅器の電流源は電流を遮断するように構
   成したダブルバランスミキサ回路。