JPH0640605B2 - ミクサ回路 - Google Patents

ミクサ回路

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JPH0640605B2
JPH0640605B2 JP25091185A JP25091185A JPH0640605B2 JP H0640605 B2 JPH0640605 B2 JP H0640605B2 JP 25091185 A JP25091185 A JP 25091185A JP 25091185 A JP25091185 A JP 25091185A JP H0640605 B2 JPH0640605 B2 JP H0640605B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、受信信号波と局部発振波(局発)を加えら
れ、その周波数差を中間周波信号として出力するミクサ
を用いたミクサ回路の改良に関するものである。
〔発明の背景〕
一般にミクサにおいては、受信信号の入力レベルが高い
と、受信信号周波数と局発周波数との間の所望の中間周
波信号のほかに、不要な高周波(歪波)成分や、側波帯
としてのイメージ信号などが出力されるので、これら不
要波の抑圧が問題となる。
とりわけ、近年、ミクサを用いるチユーナ、コンバータ
などの小形IC化が進むなかで、低歪ミクサおよびイメ
ージ抑圧ミクサの開発が重要な課題となつてきている。
ミクサ回路の代表的な従来例が特開昭60−3234号
公報および特開昭56−75709号公報に記載されて
いる。
ミクサの低歪化としては、特開昭60−3234号公報
でも述べられているように、バランスミクサを用いる方
法があるが、このバランスミクサは、偶数次の歪成分の
抑圧能力しかなく、奇数次の歪成分の抑圧をおこなうこ
とができない。また特開昭56−75709号公報で
は、イメージ相殺形ミクサについての記載がなされてい
るが、このミクサ回路で用いている90度移相器は、伝
送線路を用いたものであるため、広帯域な特性が得られ
ないだけでなく、IC化に適さないという欠点があつ
た。
このように、現在、低歪ミクサおよびイメージ抑圧ミク
サにおいて十分な特性が得られていないため、チユー
ナ、コンバータのRF入力回路に多段の歪抑圧用および
イメージ抑圧用のフイルタが必要となり、小形化、IC
化の妨げになるという欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、簡単な構成で、歪成分およびイメージ
信号を完全に抑圧することのできるミクサ回路を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
本発明は、上記目的を達成するため、増幅器の歪低減法
として知られるフイードフオワード法を取り入れたフイ
ードフオワード増幅器の構成をミクサ回路に適用した。
つまり、ミクサ回路で周波数変換された信号から、歪成
分のみを取り出し、もとの信号に逆相加算することによ
り、歪成分を完全に抑圧した中間周波信号を得ようとす
るものである。また、このフイードフオワードミクサを
2個用いてイメージ信号抑圧ミクサ回路を構成し、超小
形化,IC化に適したチユーナを得ることもできる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図に示す実施例に従つて詳細に説明す
る。
第1図に本発明の実施例を示す。これは、端子1より入
力される高周波信号を2つの信号に分離し、一方をミク
サ3へ、他方を減衰器(抵抗)2を通してミクサ4へ入
力するものである。ミクサ3,4には、局部発振回路5
より局部発振信号が注入される。
ミクサ3には、高いレベルの高周波信号が入力されるた
め、出力側には中間周波信号の他に種々の歪成分が存在
する。一方、ミクサ4に入力される高周波信号は、減衰
器(抵抗)2によつて減衰された十分低いレベルの信号
であるため、ミクサ4の出力側には中間周波信号が存在
するだけで、他の歪成分はない。
ここで、ミクサ3の出力側の信号の一部を取り出し、こ
の歪成分を含む中間周波信号を減衰器6により、ミクサ
4の出力側の中間周波信号のレベルと同じレベルまで減
衰させて、差動増幅器7により逆相加算し、差動増幅器
7の出力側に、ミクサ3で発生した歪成分だけを出力す
る。
この歪成分は、差動増幅器7で、ミクサ3の出力側の歪
成分と同じレベルまで増幅し、ミクサ3の出力側の信号
と差動増幅器8において逆相加算して、出力端子9より
歪成分を完全に抑圧した中間周波信号を得る。
ここで減衰器2の伝送利得をA1、ミクサ3の変換利得
をA2、ミクサ4の変換利得をA3、減衰器6の伝送利得
をA4、差動増幅器7を増幅度をA5、差動増幅器8の増
幅度をA6とすると、 A1+A3=A2+A4 ……(イ) A4+A5=0 ……(ロ) の2式が成り立つ必要がある。
また、差動増幅器7への入力レベルは十分小さいため歪
は発生しない。さらに、差動増幅器8で歪成分を発生さ
せないため、差動増幅器8は増幅度1の単なる逆相加算
器として使用し、A6=0とする。
第2図は本発明の他の実施例を示す回路図である。同図
に示す実施例は、逆相加算のための180度移相器とし
て、差動増幅器の代りに中間周波数の1/2波長の伝送
線路10,12を用いたものである。11は増幅器であ
る。この回路を用いても、歪成分を完全に抑圧した中間
周波信号を端子9より得ることができる。
第3図に、本発明の応用例として第1図に示す歪抑圧ミ
クサを用いたイメージ相殺ミクサ回路を示す。
第3図において、12は第1の電圧制御発振器(以下、
第1のVCOと略す)、13は第2の電圧制御発振器
(以下、第2のVCOと略す)、14は位相検波器、1
5はループアンプ、16はループフイルタ、17は加算
器、19は第1の歪抑圧混合器(ミクサ回路)、19′
は第2の歪抑圧混合器、11は3dB90゜電力合成器、
1は入力端子、9は出力端子、10,10′は低域通過
フイルタ(LPF)、25は終端抵抗、20は3dB電力
分配器、18は選局電圧端子である。
ここで、イメージ信号相殺動作を説明する。選局電圧端
子18に印加した選局電圧で発振信号周波数を制御され
た第1のVCO12の発振信号を、第2のVCO13、
位相検波器14、ループアンプ15、ループフイルタ1
6で形成した位相同期ループの位相検波器14に入力す
る。
よく知られているように位相同期ループでは、定常の同
期状態では位相検波器14の入力信号の位相と位相同期
ループ内の電圧制御発振器(第2のVCO13)の発振
信号の位相とは、ほぼ90゜の位相差が保たれており、
図中a点とb点には、周波数が等しく位相差が90゜の
2信号が存在する。
また、本実施例では、選局電圧端子18からの選局電圧
を第1のVCO12へは直接に、第2のVCO13へは
位相検波器14の出力直流電圧に加算器17で重畳して
同時に印加するため、第1のVCO12と第2のVCO
13の発振周波数差が少なく第2のVCO13における
位相同期への引込み周波数幅を広げることなく、広帯域
の入力信号に対しても同期状態を保つことが可能である
ため、全体として広帯域の90゜移相器を実現してい
る。
この90゜移相器の出力信号は90゜の位相差をもち、
a点,b点を通して第1の歪抑圧混合器19と第2の歪
抑圧混合器19′に入力する。入力端子1からは入力信
号を印加し、3dB電力分配器20で等分し、第1の歪抑
圧混合器19と第2の歪抑圧混合器19′に入力する。
ここでは、中間周波信号周波数が入力信号周波数より低
くなる場合について説明することとしているため、第1
の歪抑圧混合器19と第2の歪抑圧混合器19′で混合
された信号は低域通過フイルタ10,10′を通してc
点,d点に現れる。
以下、この位相関係を説明する。入力端子1から印加す
る入力信号eiを ei=Essinωs・t ……(1) とする。またb点を通り第1の歪抑圧混合器19に入力
する局部発振信号el1を el1=Elcosωl・t ……(2) とし、a点を通り第2の混合器19′に入力する局部発
振信号el2をel1より90゜位相のずれた el2=Elsinωl・t ……(3) とする。さらにイメージ信号eIMを入力信号と同相と
し、 eIM=EIMsinωIM・t ……(4) とする。イメージ信号の周波数関係は ωIM=2ωl−ωs ……(5) である。
以下では位相関係に注目し上記(1)〜(4)式の位相成分の
みを用いる。また前述したように中間周波信号周波数を
入力信号周波数より低く設定するため、混合された周波
数成分のうち和成分は除外する。
第1の歪抑圧混合器19では、入力信号に対し上記(1)
式と(2)式、イメージ信号に対し上記(4)式と(2)式を混
合し、和の周波数成分を除き、差の周波数成分を着目す
ると次の式に示される周波数変換が行われる。
sinωs・t×cosωl・tsin(ωl−ωs)t ……
(6) sinωIM・t×cosωl・tsin(ωl−ωIM)t =−sin(ωl−ωs)t ……(7) となる。また、第2の歪抑圧混合器19′では、入力信
号に対し上記(1)式と(3)式、イメージ信号に対し上記
(4)式と(3)式を混合し、 sinωs・t×sinωl・tcos(ωl−ωs)t ……(8) sinωIM・t×sinωl・tcos(ωl−ωIM)t =cos(ωl−ωs)t ……(9) となる。
図中c点,d点に現れる中間周波信号とイメージ信号の
位相関係、すなわち上記(6)〜(9)式の位相関係を第4図
に示す。
第4図において、21はc点での中間周波信号If1の位
相、22はc点でのイメージ信号Im1の位相、23はd
点での中間周波信号If2の位相、24はd点でのイメー
ジ信号Im2の位相である。
第4図に示した如き位相関係をもつ各信号がc点,d点
を通り、3dB90゜電力合成器11に入力する。
第5図に、3dB90゜電力合成器11を第4図の位相関
係とあわせて示す。第5図中で中間周波信号を実線の矢
印で、イメージ信号を破線で示す。3dB90゜電力合成
器11はc〜f点でc−e間,e−f間,f−d間,d
−c間は90゜移相、c−f間,d−e間は180゜移
相となる。
c点から入力した信号は90゜移相しe点へ、180゜
移相しf点へそれぞれ出力し、またd点から入力した信
号は90゜移相しf点へ、180゜移相しe点へそれぞ
れ出力する。このため第5図に示すように、e点では中
間周波信号(21′と23′)が打ち消し合いイメージ
信号(22′と24′)のみが出力し、またf点ではイ
メージ信号(22′と24′)が打ち消し合い、中間周
波信号(21′と23′)のみが出力する。したがつ
て、e点を終端抵抗25で終端し、f点から中間周波信
号を取り出すことでイメージ信号を相殺できる。
以上の説明ではイメージ信号と入力信号が同相の場合で
あつたが、イメージ信号の位相と入力信号の位相が任意
の位相差である場合にも、同様のイメージ相殺動作が行
われる。
以上説明したように、本実施例では局部発振回路を、位
相同期ループに第1のVCO12を付加し、位相同期ル
ープ内の第2のVCO13と選局電圧で連動させる構成
にしているため、広帯域に90゜移相した2信号を供給
でき、広帯域の入力信号に対しても上記のイメージ信号
相殺動作が可能という効果がある。
また、ミクサ回路には、第1図に示した歪抑圧用の混合
器(ミクサ回路)19,19′を用いているため、歪成
分を完全に抑圧した中間周波信号を出力端子9より得る
ことができる。
第6図に、第3図で示した歪成分抑圧およびイメージ信
号抑圧用のミクサ回路をチユーナ回路に応用した例を示
す。
これは、RFの入力回路にRF増幅器26、減衰器2
9、差動増幅器27,28より成る歪抑圧用のフイード
フオワード増幅器を挿入したものである。
このチユーナは、ミクサ回路に、歪抑圧およびイメージ
信号抑圧用のミクサ回路を用い、さらにRF増幅器には
フイードフオワード増幅器を用いているため、高周波信
号入力部に従来のチユーナやコンバータの場合のよう
に、多段に同調フイルタを構成する必要がなく、そのた
め超小形のチユーナとなるという利点がある。
さらに、上述したように、一般にLCで構成するフイル
タが無いため、IC化に適した回路となつており、第6
図の破線で囲んだ部分は、1チツプのICとすることが
でき、チユーナの超小形化が可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、歪成分を含む中間周波信号より、歪成
分のみを取り出して、歪成分を含む中間周波信号と逆相
加算するフイードフオワード形のミクサ回路を構成した
ことにより、歪成分の完全な抑圧が可能となる。
また、本発明による上記の歪抑圧可能なミクサ回路を用
いて、PLL発振回路を用いた90度移相器とハイブリ
ツド回路より成るイメージ抑圧ミクサを構成することに
より、歪抑圧およびイメージ抑圧用のフイルタが不要と
なり、超小形化、IC化が可能なチユーブが得られると
いう副次的な利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は本発
明の他の実施例を示す回路図、第3図は本発明の応用例
としてのイメージ相殺ミクサ回路を示す回路図、第4図
は第3図の回路のc点,d点における中間周波信号とイ
メージ信号との間の位相関係を示すベクトル図、第5図
は第3図の要部における各信号の位相関係を示す説明
図、第6図は本発明の更に他の応用例としてのチユーナ
回路を示す回路図、である。 符号の説明 1……入力端子、2,6……減衰器、3,4……ミク
サ、5……局部発振回路、7,8……差動増幅器、9…
…出力端子、10,12……1/2波長の伝送路、11
……増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 正樹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 青鹿 忠祐 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高周波信号を直接入力される第1のミクサ
    と、前記高周波信号を第1の減衰手段を介して入力され
    る第2のミクサと、前記第1のミクサの出力を第2の減
    衰手段を介して一方の入力側に入力され、前記第2のミ
    クサの出力を直接他方の入力側に入力され、両者を逆相
    加算、増幅して出力する第1の逆相加算・増幅手段と、
    前記第1のミクサの出力を直接一方の入力側に入力さ
    れ、前記第1の逆相加算・増幅手段の出力を直接他方の
    入力側に入力され、両者を逆相加算、増幅して出力する
    第2の逆相加算・増幅手段と、から成り、 該第2の逆相加算・増幅手段の出力として得られる中間
    周波信号に、前記第1のミクサの出力側に現れることの
    ある不要歪波信号が途中で抑圧されて出現しないように
    したことを特徴とするミクサ回路。
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