JPH06224657A - 差動増幅回路用負荷回路 - Google Patents

差動増幅回路用負荷回路

Info

Publication number
JPH06224657A
JPH06224657A JP5010889A JP1088993A JPH06224657A JP H06224657 A JPH06224657 A JP H06224657A JP 5010889 A JP5010889 A JP 5010889A JP 1088993 A JP1088993 A JP 1088993A JP H06224657 A JPH06224657 A JP H06224657A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
current
load
component
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.)
Pending
Application number
JP5010889A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Hachiuma
馬 雅 之 八
Tsuneo Suzuki
木 恒 雄 鈴
Toyohisa Fujinuma
沼 豊 壽 藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Information and Control Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Information and Control Systems Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Information and Control Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5010889A priority Critical patent/JPH06224657A/ja
Publication of JPH06224657A publication Critical patent/JPH06224657A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Superheterodyne Receivers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 バランス型ミキサ回路mの負荷抵抗器rc が
接続された出力端間にはカレントミラー回路が接続され
る。これはミラー接続されたトランジスタQ19,Q20か
らなり、Q19のコレクタはミキサ回路mの一方の出力端
に接続され、同エミッタが直流電源Vccに接続される。
Q20のコレクタはミキサ回路mの他方出力端に接続さ
れ、同エミッタはDC電源Vccに接続される。ミキサ出
力の一方には直流成分IDCと交流成分IACとの和IDC+
IACが出力され、他方にはIDC−iACが出力される。直
流電流成分IDCはカレントミラー回路から供給されるた
め、交流成分IACはカレントミラー回路には流れず、抵
抗器rc を流れる。よって出力端子Mix-outにはVcc−
VF が動作点の交流出力電圧IAC×Rc が現れる。 【効果】 動作点は直流電流IDCに対する依存が少なく
一定するため、電流IDCは交流特性の必要性に応じて設
定でき、設計自由度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は差動電流出力用の増幅器
である差動増幅器用の負荷回路に関するもので、特に電
源電圧が低い条件で使用されるバランス型ミキサ回路に
適しているものである。
【0002】
【従来の技術】バランス型ミキサ回路において利得を上
げるときには定電流源からの電流値を大きくするか或い
は負荷抵抗器の抵抗値を大きくする必要がある。このこ
とについて図面を参照して説明する。
【0003】図6は従来のバランス型ミキサ回路の回路
構成を示すもので、特に、この図に示すものはダブルバ
ランス型のもので、トランジスタQ1 〜Q6 がそれを構
成している。Lo-OSCは局部発振電圧源、Mix-in は
信号源、Mix-outは中間周波数出力端子、i0 は定電流
源(出力電流値はI0 )、rc は負荷抵抗器(抵抗値は
Rc )であり、信号源Mix-in から入力された交流信号
は局部発振器Lo-OSCの出力信号と混合され両信号の
差の(局部発振周波数から信号源Mix-in の出力周波数
を差引いた)中間周波数の信号が出力端子Mix-outから
得られる。この回路について動作の解析を行うと次のよ
うになる。
【0004】回路からの出力を抵抗負荷rc により電圧
変換して取出す場合、抵抗rc には交流成分VAC1 の他
に直流成分VDC1 が重畳されている。この直流成分VDC
1 は回路の定電流源i0 の出力電流値I0 により決ま
り、 vDC1 =Vcc−I0 ・Rc /2 (1) となる。
【0005】また、交流成分VAC1 は入力信号源Mix-i
n が正弦波で局部発振電圧源Lo-OSCの出力振幅が充
分に大きく、トランジスタQ1 〜Q4 が方形波スイッチ
ングを行っているとすると、 VAC1 =(gm Rc /2π)Vin となる。ここで、gm はトランジスタQ5 ,Q6 の相互
コンダクタンスで、これは定電流源i0 の出力電流値I
0 によって決まる。即ち、gm =I0 /2VT 、VT =
kT/qであり、最終的にはVACは、 VAC1 =(I0 Rc /4πVT )Vin (2) となる。(1)式より第1図のミキサ回路での変換利得
Gvc1 は、 Gvc1 =I0 Rc /4πVT (3) であり、定電流源I0 及び負荷抵抗値Rc に比例するこ
とがわかる。したがって、この変換利得Gvc1 を大きく
するには、定電流源の電流値あるいは負荷抵抗値を大き
くすることとなるのである。
【0006】図7に示す回路は増幅段を2段構成にした
ダブルバランス型ミキサ回路の回路構成を示すものであ
る。この回路においては、トランジスタQ11〜Q16によ
り前段にあたるダブルバランス型ミキサ回路を形成し、
トランジスタQ17,Q18により後段にあたる差動アップ
からなるインピーダンス変換回路を形成している。i1
はその定電流源、RA は前段ミキサ回路の各出力端に接
続された負荷抵抗器である。
【0007】この図の回路においても上記と同様の解析
を行うと、出力の直流成分VDC2 は、 VDC2 =Vcc−I1 Rc /2 (4) となり、交流成分VAC2 は、 VAC2 =(I0 RA /4πVT )・2・(I1 Rc /4VT )・vin (5) となる。この式(5)より図7のミキサ回路での変換利
得Gvc2 は、 Gvc2 =I0 I1 RA Rc /8πVT 2 (6) であり、やはり定電流源i0 ,i1 の電流値I0 ,I1
及び負荷抵抗値RA ,Rc に比例することがわかる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、変換利
得を大きくするには定電流源の電流値か負荷抵抗値を大
きくすることが考えられるが、ミキサ回路では、負荷抵
抗器での電圧降下により増幅段でのバイアスが足りなく
なることを防ぐため、出力負荷抵抗値が決められてお
り、自由に設定することができない。そこで、従来か
ら、定電流源の電流値を大きくするか、図7に示すよう
に後段にインピーダンス変換回路を構える構成とするし
かない。
【0009】前述したようにミキサ出力を抵抗負荷によ
り取出す場合、その抵抗負荷には交流成分VACと直流成
分VDCが出力される。即ち、本来希望すべき交流成分は
直流成分による出力点を動作点として出力されることに
なる(図8参照)。
【0010】図6に示す回路においては直流出力及び変
換利得は上記(1)式、(3)式に示す通りであり、こ
れらの式より、変換利得Gvc1 は、 Gvc1 =−(VDC1 −Vcc)/2πVT (7) が得られる。この式より直流出力と変換利得とは比例関
係にあり、変換利得を2倍にすると、直流出力も2倍に
なることがわかる。この様子は図8にも示されている。
【0011】同様、図7に示す回路においても、(4)
式、(6)式より、 Gvc2 =−I0 RA (VDC2 −Vcc)/4πVT 2 (8) となり、直流出力と変換利得とは比例関係にあることが
わかる。
【0012】このように直流出力と変換利得とが互いに
相関し、設計自由度が少なく、特に低電源電圧時には直
流出力が出力ダイナミックレンジによる制約を受けるた
め、充分な電流が流せず、必要な変換利得を得られない
という問題があった。特にIC回路で最も一般的に用い
られるバランス型ミキサ回路では増幅段とスイッチング
段とがスタック接続されるため、上記問題点により低電
圧への適応が困難であった。
【0013】本発明は、このような従来技術の有する問
題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、差動増幅回路からの出力を抵抗器により取出す場合
に、交流特性を直流出力により制約させることなしに独
立して設定可能とすることで、設計自由度を増したIC
化に適した差動増幅回路用負荷回路を提供することにあ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
負荷回路は、差動増幅回路の二つの出力端間を流れる電
流を電圧に変換し前記差動増幅回路の出力として電圧信
号を発生する負荷抵抗器と、上記二つの出力端のうち一
方に基準電流入力回路が接続され且つ他方にミラー電流
出力回路が接続されたカレントミラー回路とを備えてい
る。特に、請求項2記載の本発明の負荷回路は、負荷抵
抗器が受動素子から構成されている。また、請求項3記
載の本発明の負荷回路は、負荷抵抗器が能動素子から構
成されている。そして、請求項4記載の本発明の負荷回
路は、差動増幅回路がバランス型ミキサ回路を形成して
おり、その大きな効果が期待できる。
【0015】
【作用】本発明によれば、出力電流のうちの直流成分は
カレントミラー回路により吸収される。なぜなら、カレ
ントミラー回路は入力回路と出力回路とで同値の電流を
流すという特性を持ち、その間に接続された抵抗器には
その両端が直流的には同電位となって直流電流は流れな
くなる。
【0016】よって、負荷抵抗器には直流成分は流れな
いこととなるため、その抵抗値は直流特性に無関係とな
る。一方、この抵抗器には交流成分のみ流れることとな
るため、差動増幅出力には直流成分は重畳せず、交流成
分のみ現れ、その動作点は直流成分とは無関係に固定と
なる。よって、負荷抵抗器にかかる直流電圧を考慮せず
に定電流源を充分に大きくして交流変換利得を高くす
る、という設定操作を行うことができ、設計自由度が向
上する。
【0017】
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図1は本発明の一実施例の回路構成を示
すものである。
【0018】この図において、符号mで示すものはバラ
ンス型ミキサ回路であり、負荷抵抗器rc が接続されて
いるその出力端間にはカレントミラー回路が接続されて
いる。このカレントミラー回路はミラー接続された二つ
のpnp型トランジスタQ19,Q20からなり、トランジ
スタQ19はその基準電流入力回路を構成し、トランジス
タQ20は同回路のミラー電流出力回路を構成しており、
トランジスタQ19のコレクタがミキサ回路mの一方の出
力端に接続され、同エミッタが直流電源Vccに接続され
るとともに、トランジスタQ20のコレクタがミキサ回路
mの他方の出力端に接続され、同エミッタが直流電源V
ccに接続された配線構造となっている。よって、負荷抵
抗器rc はトランジスタQ19,Q20のコレクタ間に位置
する。
【0019】図2はこのように構成された回路の動作原
理を示すものある。この図において、バランス型ミキサ
出力の一方には直流電流成分IDCと交流信号成分IACと
の和IDC+IACが出力され、他方にはIDC−iACが出力
される。すると、直流電流成分IDCはQ19,Q20より構
成されるカレントミラー回路により供給される。なぜな
ら、カレントミラー回路は入力回路と出力回路とで同値
の電流を流すという特性を持ち、その間に接続された抵
抗器にはその両端が直流的には同電位となって直流電流
は流れなくなる。よって、交流信号成分IACはカレント
ミラー回路には流れず、負荷抵抗器rc を流れることに
なり、中間周波数信号出力端子Mix-outには図3に示す
ようにVcc−VF を動作点とした交流出力電圧IAC×R
c が現れる。したがって、動作点は直流電流IDCに対す
る依存性は少なく一定しており、直流電流IDCは交流特
性の必要性に応じて設定することができることとなる。
【0020】図4はダブルバランスミキサに本発明を適
用した例を示すものである。
【0021】この図に示すミキサ回路はトランジスタQ
1 ,Q3 が一方の出力素子を構成しているが、カレント
ミラー回路の基準電流入力回路を構成するトランジスタ
Q19のコレクタはそれらトランジスタQ1 ,Q3 のコレ
クタに接続されている。同カレントミラー回路のミラー
電流出力回路を構成するトランジスタQ20は、ミキサ回
路の他方の出力素子を構成するトランジスタQ2 ,Q4
のコレクタに接続されている。
【0022】この回路において、2IDC=I0 となるた
め、定電流源i0 の出力電流値I0を大きくしても負荷
抵抗器rc には関係がない。よって、この負荷抵抗器r
c にかかる直流電圧を配慮せずに交流特性の必要性に応
じて電流I0 を設定することができ、設計の自由度が大
幅に高まる。
【0023】図5はシングルバランスミキサに本発明を
適用した例を示すものである。
【0024】この図において、トランジスタQ21〜Q23
がそのミキサ回路を構成しており、そのうちトランジス
タQ21は一方の出力素子を、トランジスタQ22は他方の
出力素子を、トランジスタQ23は入力素子を構成してい
る。よって、局部発振電圧源Lo-OSCはトランジスタ
Q21,Q22のベースに接続されており、入力信号源Mix
-in はトランジスタQ23のベースに接続されている。
【0025】そして、カレントミラー回路の基準電流入
力回路を構成するトランジスタQ19のコレクタはトラン
ジスタQ21のコレクタに接続され、同回路のミラー電流
出力回路を構成するトランジスタQ20のコレクタはトラ
ンジスタQ22のコレクタに接続される構成となってい
る。
【0026】この回路によっても、ダブルバランスのと
きと同等の作用効果を発揮することは勿論のことであ
る。
【0027】なお、以上説明した実施例では負荷抵抗器
が受動素子で構成されているが、FET等の能動負荷で
構成されても良いものである。また、適用差動増幅回路
としては上記ミキサ回路に限定されることはない。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、出
力電流のうちの直流成分をカレントミラー回路により吸
収させ、負荷抵抗器には直流成分は流れないようにし、
もってその抵抗値が直流特性に無関係となるようにし、
抵抗器には交流成分のみ流れるようにしたため、差動増
幅出力には直流成分は重畳せず、交流成分のみ現れ、そ
の動作点は直流成分とは無関係に固定となり、負荷抵抗
器にかかる直流電圧を考慮せずに定電流源を充分に大き
くして交流変換利得を高くする、という設定操作を行う
ことができることとなって、設計自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るバランス型ミキサ回路
の負荷回路構成を示す回路図。
【図2】図1に示す負荷回路の動作原理説明用の回路
図。
【図3】図1に示す負荷回路を用いたミキサ回路の出力
特性を示す出力信号波形図。
【図4】図1に示す負荷回路をダブルバランスミキサに
適用した場合の具体的構成を示す回路図。
【図5】図1に示す負荷回路をシングルバランスミキサ
に適用した場合の具体的構成を示す回路図。
【図6】従来のダブルバランスミキサの回路構成を示す
回路図。
【図7】従来の出力段差動増幅器を別に持つ2段構成の
ダブルバランスミキサの回路構成を示す回路図。
【図8】図7及び図8に示すミキサ回路の出力特性を示
す出力信号波形図。
【符号の説明】
Q19 カレントミラー回路の基準電流入力回路を構成す
るトランジスタ Q20 カレントミラー回路のミラー電流出力回路を構成
するトランジスタ m バランス型ミキサ回路 Lo-OSC 局部発振電圧源 Mix-in 入力信号源 Mix-out 中間周波数信号出力端 rc 負荷抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴 木 恒 雄 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 (72)発明者 藤 沼 豊 壽 東京都品川区西五反田4丁目32番1号 東 芝情報システム株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】差動増幅回路の二つの出力端間を流れる電
    流を電圧に変換し前記差動増幅回路の出力として電圧信
    号を発生する負荷抵抗器と、 前記二つの出力端のうち一方に基準電流入力回路が接続
    され且つ他方にミラー電流出力回路が接続されたカレン
    トミラー回路とを備えている差動増幅回路用負荷回路。
  2. 【請求項2】負荷抵抗器が受動素子から構成されている
    請求項1記載の差動増幅回路用負荷回路。
  3. 【請求項3】負荷抵抗器が能動素子から構成されている
    請求項1記載の差動増幅回路用負荷回路。
  4. 【請求項4】差動増幅回路がバランス型ミキサ回路を形
    成している請求項1〜3のうちいずれか1項記載の差動
    増幅回路用負荷回路。
JP5010889A 1993-01-26 1993-01-26 差動増幅回路用負荷回路 Pending JPH06224657A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5010889A JPH06224657A (ja) 1993-01-26 1993-01-26 差動増幅回路用負荷回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5010889A JPH06224657A (ja) 1993-01-26 1993-01-26 差動増幅回路用負荷回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06224657A true JPH06224657A (ja) 1994-08-12

Family

ID=11762893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5010889A Pending JPH06224657A (ja) 1993-01-26 1993-01-26 差動増幅回路用負荷回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06224657A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002535864A (ja) * 1999-01-14 2002-10-22 クゥアルコム・インコーポレイテッド 差動電流信号を単一終結信号に変換する回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002535864A (ja) * 1999-01-14 2002-10-22 クゥアルコム・インコーポレイテッド 差動電流信号を単一終結信号に変換する回路
JP2010252349A (ja) * 1999-01-14 2010-11-04 Qualcomm Inc 差動電流信号を単一終結信号に変換する回路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6037825A (en) Tree mixer operable in class A, B or AB
EP0906662B1 (en) Low voltage analog front end
JPH08242125A (ja) 増幅器回路
JPH0775289B2 (ja) 相互コンダクタンス増幅回路
EP0565299A1 (en) Double-balanced active mixer with single-ended-to-differential voltage-current conversion circuits
JPH04502539A (ja) 単一入力/差出力増幅器
US5721507A (en) Full-wave rectifying circuit having only one differential pair circuit with a function for combining a pair of half-wave rectified currents into a full-wave rectified current
JP2638494B2 (ja) 電圧/電流変換回路
EP1160717A1 (en) Analog multiplying circuit and variable gain amplifying circuit
US6344762B1 (en) Bias circuit for a low voltage differential circuit
JPH06224657A (ja) 差動増幅回路用負荷回路
US5973539A (en) Mixer circuit for mixing two signals having mutually different frequencies
JPH0253961B2 (ja)
JPS6315766B2 (ja)
US7061300B2 (en) Low supply voltage analog multiplier
JPH073929B2 (ja) Am検波回路
JPH07105662B2 (ja) 多機能差動増幅器
JP2569497B2 (ja) 掛算器
JPH11103237A (ja) ハイインピーダンス回路
US5525924A (en) Log conversion circuit
JPS62176308A (ja) 周波数二逓倍回路
JPH0527282B2 (ja)
JPS63102503A (ja) 二重平衡変調回路
JPS6121857Y2 (ja)
JPH0974317A (ja) ミキサ回路