JPH0479504A - 周波数逓倍回路 - Google Patents
周波数逓倍回路Info
- Publication number
- JPH0479504A JPH0479504A JP19232590A JP19232590A JPH0479504A JP H0479504 A JPH0479504 A JP H0479504A JP 19232590 A JP19232590 A JP 19232590A JP 19232590 A JP19232590 A JP 19232590A JP H0479504 A JPH0479504 A JP H0479504A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- constant current
- electrode
- current source
- resistor
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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。
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、半導体集積回路」−に実現される周波数逓倍
回路に関する。
回路に関する。
本発明は、周波数を逓倍する回路において、良好な歪率
の出力を生成してフィルタを不要にすることにより、 半導体集積回路で実現することができるようにしたもの
である。
の出力を生成してフィルタを不要にすることにより、 半導体集積回路で実現することができるようにしたもの
である。
従来の周波数逓倍回路は、第６図に示すように、トラン
ジスタ入力に大振幅信号を入力して歪ませ、出力にフィ
ルタを挿入して希望の高調波成分を取り出していた。
ジスタ入力に大振幅信号を入力して歪ませ、出力にフィ
ルタを挿入して希望の高調波成分を取り出していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような従来例回路では、入力信号レベルに大振幅入
力を必要とし、また出力にフィルタ回路を必要とし、広
帯域化が難しく、かつ差動出力形式にすることが難しい
ので、半導体集積回路で実現するのに不向きであった。
力を必要とし、また出力にフィルタ回路を必要とし、広
帯域化が難しく、かつ差動出力形式にすることが難しい
ので、半導体集積回路で実現するのに不向きであった。
本発明は、このような欠点を除去するもので、半導体集
積回路で実現するのに適合した周波数逓倍回路を提供す
ることを目的とする。
積回路で実現するのに適合した周波数逓倍回路を提供す
ることを目的とする。
本発明は、半導体集積回路で実現される周波数逓倍回路
において、第一定電流源に接続され、第一トランジスタ
およびその電極サイズがこの第一トランジスタの電極サ
イズのほぼｋ （ただし、ｋ〉■を満足する値）の逆数
倍である入力電極をもつ第二トランジスタからなり、入
力端子の一方が第一トランジスタの制御電極に接続され
、人ツノ端子の他方が第二トランジスタの制（１１電極
に接続された一対の第一差動増幅器と、上記第一定電流
源が発生する定電流の電流値とほぼ等しい電流値の定電
流を発生ずる第二定電流源に接続され、電極ザイズが上
記第二トランジスタの電極サイズにほぼ等しい第三トラ
ンジスタおよびその電極サイズがこの第三トランジスタ
の電極サイズのほぼに倍である入力電極をもつ第四トラ
ンジスタからなり、入力端子の一方が第三ｌ・ランジス
タの制御電極に接続され、入力端子の他方が第四トラン
ジスタの制御電極に接続された一対の第二、差動増幅器
と、上記第二トランジスタの出力電極および第四トラン
ジスタの出力電極に接続され、上記第一定電流源が発生
ずる定電流の電流値のほぼ ａＸ （（ｋ−１） ／ （ｋ−１−１） ）倍（ここ
で、ａは、ｌ＜ａ＜２を満足する値）の電流値の定電流
発生する第三定電流源とを備えたことを特徴とする。
において、第一定電流源に接続され、第一トランジスタ
およびその電極サイズがこの第一トランジスタの電極サ
イズのほぼｋ （ただし、ｋ〉■を満足する値）の逆数
倍である入力電極をもつ第二トランジスタからなり、入
力端子の一方が第一トランジスタの制御電極に接続され
、人ツノ端子の他方が第二トランジスタの制（１１電極
に接続された一対の第一差動増幅器と、上記第一定電流
源が発生する定電流の電流値とほぼ等しい電流値の定電
流を発生ずる第二定電流源に接続され、電極ザイズが上
記第二トランジスタの電極サイズにほぼ等しい第三トラ
ンジスタおよびその電極サイズがこの第三トランジスタ
の電極サイズのほぼに倍である入力電極をもつ第四トラ
ンジスタからなり、入力端子の一方が第三ｌ・ランジス
タの制御電極に接続され、入力端子の他方が第四トラン
ジスタの制御電極に接続された一対の第二、差動増幅器
と、上記第二トランジスタの出力電極および第四トラン
ジスタの出力電極に接続され、上記第一定電流源が発生
ずる定電流の電流値のほぼ ａＸ （（ｋ−１） ／ （ｋ−１−１） ）倍（ここ
で、ａは、ｌ＜ａ＜２を満足する値）の電流値の定電流
発生する第三定電流源とを備えたことを特徴とする。
ここで、上記第一トランジスタと上記第一定電流源との
間の経路に挿入された第一抵抗と、この第一抵抗の抵抗
値にほぼ等しい抵抗値をもち上記第四トランジスタと−
に配気二定電流源との間の経路に挿入された第二抵抗と
、上記第一抵抗の抵抗値のほぼに倍に等しい抵抗値をも
ち上記第三トランジスタと」１記第二定電流源との間の
経路に挿入された第三抵抗と、この第三抵抗の抵抗値に
ほぼ等しい抵抗値をもち上記第四トランジスタと上記第
二定電流源との間の経路に挿入された第四抵抗とを備え
ても良い。
間の経路に挿入された第一抵抗と、この第一抵抗の抵抗
値にほぼ等しい抵抗値をもち上記第四トランジスタと−
に配気二定電流源との間の経路に挿入された第二抵抗と
、上記第一抵抗の抵抗値のほぼに倍に等しい抵抗値をも
ち上記第三トランジスタと」１記第二定電流源との間の
経路に挿入された第三抵抗と、この第三抵抗の抵抗値に
ほぼ等しい抵抗値をもち上記第四トランジスタと上記第
二定電流源との間の経路に挿入された第四抵抗とを備え
ても良い。
この構成の回路では、入力信号に含まれる高調波成分は
充分に抑制されて出力する。ずなわら、良好な歪率が期
待されるので、出力側のフィルタを不要にする。また、
動作入力周波数範囲もフィルタかないので、広帯域にな
る。
充分に抑制されて出力する。ずなわら、良好な歪率が期
待されるので、出力側のフィルタを不要にする。また、
動作入力周波数範囲もフィルタかないので、広帯域にな
る。
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は第一実施例の構成を示す回路図である。
る。第１図は第一実施例の構成を示す回路図である。
この第一実施例は、第１図に示すように、第一定電流源
に接続され、トランジスタＱ１およびその電極サイズが
このトランジスタＱ１の電極サイズのほぼｋ （ただ
し、ｋ＞ｌを満足する値）の逆数倍である入力電極をも
つトランジスタＱ２からなり、入力端子の一方がトラン
ジスタＱ１の制御電極に接続され、入力端子の他方がト
ランジスタＱ２の制御電極に接続された一対の第一差動
増幅器と、上記第一定電流源が発生する定電流の電流値
とほぼ等しい電流値の定電流を発生ずる第二定電流源に
接続され、電極サイズが上記第二トランジスタの電極サ
イズにほぼ等しいトランジスタＱ３およびその電極サイ
ズがこのトランジスタＱ３の電極サイズのほぼに倍であ
る入力電極をもつトランジスタＱ４からなり、入力端子
の一方がトランジスタＱ３の制御電極に接続され、入力
端子の他方がトランジスタＱ４の制御電極に接続された
一対の第二差動増幅器と、トランジスタＱ２の出力電極
およびトランジスタＱ４の出力電極に接続され、上記第
一定電流源が発生する定電流の電流値のほぼ ａｘ （（ｋ−１）／ （ｋ＋１）） 倍（ここ
で、ａは、ｌ＜ａ＜２を満足する値）の電流値の定電流
発生する第三定電流源とを備える。
に接続され、トランジスタＱ１およびその電極サイズが
このトランジスタＱ１の電極サイズのほぼｋ （ただ
し、ｋ＞ｌを満足する値）の逆数倍である入力電極をも
つトランジスタＱ２からなり、入力端子の一方がトラン
ジスタＱ１の制御電極に接続され、入力端子の他方がト
ランジスタＱ２の制御電極に接続された一対の第一差動
増幅器と、上記第一定電流源が発生する定電流の電流値
とほぼ等しい電流値の定電流を発生ずる第二定電流源に
接続され、電極サイズが上記第二トランジスタの電極サ
イズにほぼ等しいトランジスタＱ３およびその電極サイ
ズがこのトランジスタＱ３の電極サイズのほぼに倍であ
る入力電極をもつトランジスタＱ４からなり、入力端子
の一方がトランジスタＱ３の制御電極に接続され、入力
端子の他方がトランジスタＱ４の制御電極に接続された
一対の第二差動増幅器と、トランジスタＱ２の出力電極
およびトランジスタＱ４の出力電極に接続され、上記第
一定電流源が発生する定電流の電流値のほぼ ａｘ （（ｋ−１）／ （ｋ＋１）） 倍（ここ
で、ａは、ｌ＜ａ＜２を満足する値）の電流値の定電流
発生する第三定電流源とを備える。
また、第二実施例は、第２図に示すように、第１図に示
す回路構成に付は加えて、トランジスタＱ１と上記第一
定電流源との間の経路に挿入された第一抵抗と、この第
一抵抗の抵抗値にほぼ等しい抵抗値をもちトランジスタ
Ｑ４と上記第二定電流源との間の経路に挿入された第二
抵抗と、上記第一抵抗の抵抗値のほぼに倍に等しい抵抗
値をもちトランジスタＱ３と上記第二定電流源との間の
経路に挿入された第三抵抗と、この第三抵抗の抵抗値に
ほぼ等しい抵抗値をもちトランジスタ。４と上記第二定
電流源との間の経路に挿入された第四抵抗とを備える。
す回路構成に付は加えて、トランジスタＱ１と上記第一
定電流源との間の経路に挿入された第一抵抗と、この第
一抵抗の抵抗値にほぼ等しい抵抗値をもちトランジスタ
Ｑ４と上記第二定電流源との間の経路に挿入された第二
抵抗と、上記第一抵抗の抵抗値のほぼに倍に等しい抵抗
値をもちトランジスタＱ３と上記第二定電流源との間の
経路に挿入された第三抵抗と、この第三抵抗の抵抗値に
ほぼ等しい抵抗値をもちトランジスタ。４と上記第二定
電流源との間の経路に挿入された第四抵抗とを備える。
次に、この実施例の動作を説明する。
第１図でトランジスタＱ１、Ｑ３のエミッタサイズ比は
、トランジスタＱ２、Ｑ４のエミッタサイズを１とする
とｋ （ｋ＞１）である。トランジスタの増幅率をα、
とすると、各トランジスタのコレクタ電流Ｉ。１、Ｉｃ
２．１０３および■。、は次のようになる。
、トランジスタＱ２、Ｑ４のエミッタサイズを１とする
とｋ （ｋ＞１）である。トランジスタの増幅率をα、
とすると、各トランジスタのコレクタ電流Ｉ。１、Ｉｃ
２．１０３および■。、は次のようになる。
１、−１０２＋ ＩＯ２
ただし、
Ｖ Ｔ −ｋ Ｔ ／ ｑ
■ここで、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは
単位電子電荷である。
■ここで、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは
単位電子電荷である。
したがって、
ｌｐ−ｌＣｌ＋ ＩＣＧ
と表せる。
■および０式で、ｋは定数であるから■、および工、は
いずれもＶＩＨに関して偶関数になっている。ここで、
ＶｌＮ−〇のときに、 また、ＶＩＮが大きいときには ＩＰウーαｐｌ。
いずれもＶＩＨに関して偶関数になっている。ここで、
ＶｌＮ−〇のときに、 また、ＶＩＮが大きいときには ＩＰウーαｐｌ。
■、−−αＦｌ。
したがって、
ＶＩＮ →■とじて、
＠
Ｉ、ｌ≧１．
■の関係がある。。
■の関係がある。。
ここで、■、に電流△１ｏＡを加算して■８とおくと、
■□＝Ｉ、＋△ＩＯＡ
ただし、
このときの特性図をｋおよびａをパラメータにして第２
図に示す。ここで、入力端子Ｖ Ｉ １＋に対して、Ｉ
、、Ｉ、または１．が２乗特性の近似が良い範囲で入力
レベルを決定する。このときに第３図に示すようにΔＩ
ＯＡを選ぶと、出力側の電流Ｉ。
図に示す。ここで、入力端子Ｖ Ｉ １＋に対して、Ｉ
、、Ｉ、または１．が２乗特性の近似が良い範囲で入力
レベルを決定する。このときに第３図に示すようにΔＩ
ＯＡを選ぶと、出力側の電流Ｉ。
および工８の動作範囲を一致させることができる。
このときには、工、とＩＲの関係は正相と逆相の関係に
なっている。第３図では、ｋ＝９、ａ′１．５ としで
ある。一般にαｒは１より小さいが、はぼ１とみなせる
値となる。
なっている。第３図では、ｋ＝９、ａ′１．５ としで
ある。一般にαｒは１より小さいが、はぼ１とみなせる
値となる。
したがって、αｐ＝］より
ａ＝ａ’ αＦ−ａ′ ［相］と
近似することができる。
近似することができる。
例えば、第３図に示すパラメータに＝９、ａｌ、５ 、
Ｖｌ＋＋＝６０ ｍＶＤ−ｐ 、ｆ ＝ １Ｋｌｌｚに
設定し、シミュレーションすれば、入力信号の周波数成
分は出力側では入力信号の２倍の周波数成分に対して一
６０ｄＢ以下のレベルになり、良好な歪率になることが
期待される。ずなわぢ、出力側にはフィルタが不用にな
る。また、動作入力周波数範囲もフィルタなどが不用の
だ必に広帯域になる。
Ｖｌ＋＋＝６０ ｍＶＤ−ｐ 、ｆ ＝ １Ｋｌｌｚに
設定し、シミュレーションすれば、入力信号の周波数成
分は出力側では入力信号の２倍の周波数成分に対して一
６０ｄＢ以下のレベルになり、良好な歪率になることが
期待される。ずなわぢ、出力側にはフィルタが不用にな
る。また、動作入力周波数範囲もフィルタなどが不用の
だ必に広帯域になる。
次に、第４図は第二実施例の構成を示す回路図である。
差動対にエミッタ抵抗を挿入することで入力信号の振幅
レベルを一ヒげろことができる。
レベルを一ヒげろことができる。
本発明は、以」−説明したように、周波数逓倍回路の出
力を差動出力とし、直流動作点を正相・逆相出力のそれ
ぞれを一致させたので、次段は差動形式で受けられ、出
力歪率の良好な特性が得られ、フィルタを省略でき、広
帯域化が図れるので、早目 導体集積回路内に実現しやすい効果がある。
力を差動出力とし、直流動作点を正相・逆相出力のそれ
ぞれを一致させたので、次段は差動形式で受けられ、出
力歪率の良好な特性が得られ、フィルタを省略でき、広
帯域化が図れるので、早目 導体集積回路内に実現しやすい効果がある。
第１図は本発明の第一実施例の構成を示す回路図。
第２図は第１図の特性図。
第３図は第１図の人出力特性図。
第４図は本発明第二実施例の構成を示す回路図。
第５図は第４図の特性図。
第６図は従来例の構成を示す回路図。
Ｑｌ、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４・・・トランジスタ、Ｃ１、Ｃ
２、Ｃ３、Ｃ４・・・コンデンサ、Ｍｌ・・・相互イン
ダクタンス、ＲＬ・・・負荷抵抗、ＲＥＳＲＥ／Ｋ・・
エミッタ抵抗、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・抵抗、ＶＣＣ・
・・電源電圧、ＶＩＮ・・・入力電圧、ＶＯＵＴ・・・
出力電圧。
２、Ｃ３、Ｃ４・・・コンデンサ、Ｍｌ・・・相互イン
ダクタンス、ＲＬ・・・負荷抵抗、ＲＥＳＲＥ／Ｋ・・
エミッタ抵抗、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・抵抗、ＶＣＣ・
・・電源電圧、ＶＩＮ・・・入力電圧、ＶＯＵＴ・・・
出力電圧。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体集積回路で実現される周波数逓倍回路におい
て、 第一定電流源に接続され、第一トランジスタおよびその
電極サイズがこの第一トランジスタの電極サイズのほぼ
ｋ（ただし、ｋ＞１を満足する値）の逆数倍である入力
電極をもつ第二トランジスタからなり、入力端子の一方
が第一トランジスタの制御電極に接続され、入力端子の
他方が第二トランジスタの制御電極に接続された一対の
第一差動増幅器と、 上記第一定電流源が発生する定電流の電流値とほぼ等し
い電流値の定電流を発生する第二定電流源に接続され、
電極サイズが上記第二トランジスタの電極サイズにほぼ
等しい第三トランジスタおよびその電極サイズがこの第
三トランジスタの電極サイズのほぼｋ倍である入力電極
をもつ第四トランジスタからなり、入力端子の一方が第
三トランジスタの制御電極に接続され、入力端子の他方
が第四トランジスタの制御電極に接続された一対の第二
差動増幅器と、 上記第二トランジスタの出力電極および第四トランジス
タの出力電極に接続され、上記第一定電流源が発生する
定電流の電流値のほぼ ａ×｛（ｋ−１）／（ｋ＋１）｝倍 （ここで、ａは、１＜ａ＜２を満足する値）の電流値の
定電流発生する第三定電流源と を備えたことを特徴とする周波数逓倍回路。 ２、上記第一トランジスタと上記第一定電流源との間の
経路に挿入された第一抵抗と、この第一抵抗の抵抗値に
ほぼ等しい抵抗値をもち上記第四トランジスタと上記第
二定電流源との間の経路に挿入された第二抵抗と、上記
第一抵抗の抵抗値のほぼｋ倍に等しい抵抗値をもち上記
第三トランジスタと上記第二定電流源との間の経路に挿
入された第三抵抗と、この第三抵抗の抵抗値にほぼ等し
い抵抗値をもち上記第四トランジスタと上記第二定電流
源との間の経路に挿入された第四抵抗とを備えた特許請
求項１記載の周波数逓倍回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19232590A JP2655443B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 周波数逓倍回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19232590A JP2655443B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 周波数逓倍回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0479504A true JPH0479504A (ja) | 1992-03-12 |
| JP2655443B2 JP2655443B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=16289409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19232590A Expired - Lifetime JP2655443B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 周波数逓倍回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2655443B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-19 JP JP19232590A patent/JP2655443B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2655443B2 (ja) | 1997-09-17 |
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