JPH07131252A - 周波数混合回路 - Google Patents

周波数混合回路

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JPH07131252A
JPH07131252A JP27089693A JP27089693A JPH07131252A JP H07131252 A JPH07131252 A JP H07131252A JP 27089693 A JP27089693 A JP 27089693A JP 27089693 A JP27089693 A JP 27089693A JP H07131252 A JPH07131252 A JP H07131252A
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JP
Japan
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transistors
frequency
transistor
circuit
mixing circuit
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Application number
JP27089693A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Ishizaki
泰寛 石崎
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力信号と局部発振信号成分を抑圧すると共
に、入力信号と局部発振信号の加算及び減算により得ら
れる混合周波数成分を選択できる周波数混合回路を提供
する。 【構成】 差動増幅器の出力点に同一型又は相補型の増
幅素子を接続し、インピーダンス素子を同一型又は相補
型の増幅素子間に接続し、相逆関係にある増幅素子出力
電流で入力信号を相殺し混合周波数成分を選択可能にす
るように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力信号周波数を注入
信号周波数と加算または減算した周波数に変換する周波
数混合回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、例えば特開平1−52924号
公報に示された従来の周波数混合回路を示す図である。
図において、1、2はそれぞれ差動増幅器を構成するト
ランジスタ、3はトランジスタ1と接続され、トランジ
スタ23と差動増幅器を構成するトランジスタ、4はト
ランジスタ2と接続され、トランジスタ24と差動増幅
器を構成するトランジスタ、5はトランジスタ1、2の
差動増幅器に定電流を供給する定電流源である。6、7
は、それぞれトランジスタ1、2のエミッタ抵抗器、8
はトランジスタ2のバイアス抵抗器、9はコンデンサ、
10はトランジスタ3の入力用コンデンサ、11、12
はそれぞれ差動増幅器を形成するトランジスタ3、2
3、4、24用のバイアス抵抗器で、13はバイアス用
コンデンサ、14はバイアス用電圧源で抵抗器11、1
2に接続されている。15はトランジスタ4、23のコ
レクタと電源間に接続された抵抗器である。
【0003】次に、動作について説明する。下方の差動
増幅器を構成するトランジスタ1には、入力信号e
2(ω2)=E2sinω2tが印加され、トランジスタ2
のベースはコンデンサ9で接地されているため、トラン
ジスタ1、2のコレクタ電流は差動増幅動作により、I
1c=I10(ω2)、I2c=I20(ω2)となり、それぞれ
上方の差動増幅器を構成するトランジスタ3、23と
4、24のエミッタに流入する。各記号の説明を以下に
示す。 ebe1=e2(ω2)[re1/2(re1+RE)]−ebe2、re1=re2 エバース・モルの方程式から、バイアス電流はI0/2
であるから、 I10(ω2)≒(I0/2)[1+Kebe1]、K=q/kT =(I0/2)[1+K22(ω2)] ここで、K2=Kre1/2(re1+RE) I20(ω2)≒(I0/2)[1+K22(ω2)] I0は、定電流源5の電流値 re1は、トランジスタ1のエミッタ抵抗 re2は、トランジスタ2のエミッタ抵抗 REは、抵抗器6、7の抵抗値 ebeNは、トランジスタNのベース・エミッタ間電圧 kは、ボルツマン定数 Tは、絶対温度 qは、電荷
【0004】上方の差動増幅器は、トランジスタ3、2
3と4、24で構成され、トランジスタ3と4のベース
には、それぞれ入力信号e1(ω1)=E1sinω1tが
印加される。トランジスタ23、24のベースはコンデ
ンサ13で接地されているため、差動増幅動作により、
トランジスタ4と23のコレクタにはそれぞれ、I4c=I
40(ω1)I23c=I23(ω1)が流れる。従って、負荷
抵抗器15には、負荷電流ILが流れ出力電圧e0=RL
(I4c+I23c)が得られる。下方の差動増幅器と同様
に、各記号を以下に説明する。 ebe4=e1(ω1)[re4/2re4]=e1(ω1)/2、re4=re24 エバース・モルの方程式により、バイアス電流がI0
4であるから、 I4c(ω2)≒(I0/4)[1+Kebe4]、K=q/kT =(I0/4)[1+K41(ω1)] ここで、K4=K/2 同様に、ebe23=−ebe3=ebe4から、 I23c(ω2)≒(I0/4)[1−K41(ω1)]、re4=re24e3は、トランジスタ3のエミッタ抵抗 re23は、トランジスタ23のエミッタ抵抗 re4は、トランジスタ4のエミッタ抵抗 re24は、トランジスタ24のエミッタ抵抗 以上により、出力電圧e0=RL(I4c+I23c)=I0
2となり、e1(ω1)成分は生じない。
【0005】次に、下方の差動増幅器からのコレクタ電
流に変動がある時は、トランジスタ1、2からのコレク
タ電流の1/2がそれぞれ、トランジスタ3、23、と
4、24のバイアス電流になっているから、 I4c(ω2)≒I0[1+K41(ω1)][1+K22(ω2)]/4 同様に、 I23c(ω2)≒I0[1−K41(ω1)][1−K22(ω2)]/4
【0006】故に、出力電圧e0=RL(I4c+I23c
は、e0=RL0[1/2+K2401(ω1)e
2(ω2)/2]となり、出力には、周波数変換成分であ
る減算周波数成分(ω1−ω2)、加算周波数成分(ω1
+ω2)のみが得られる。また、全回路電流I0に対する
交流出力電流比率KTは、KT=K24/2=K2e1
8(re1+RE)となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の周波数混合回路
は、以上のように構成されているので、3組の差動増幅
器が必要で、そのためのトランジスタの数が最低でも6
個は必要で、バイアス回路も含め大きな回路になり、周
波数変換器を多く用いる高周波ICでは、性能向上のた
めトランジスタチップ面積を大きくする等、ICの価格
や、形状が大きくなる欠点があり、また差動増幅器を2
段重ねているため低電圧動作ができない欠点もある。ま
た、基本入力信号の抑圧はできても、周波数変換された
影像周波数成分の抑圧はできない欠点もあった。
【0008】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、基本周波数成分を抑圧すると共に、
周波数変換された減算周波数成分、加算周波数成分を選
択できる回路をトランジスタ数4個または相補関係にあ
るトランジスタ2個で構成する周波数混合回路を得るこ
とを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る周波数混合
回路は、入力信号で変動する差動増幅器のそれぞれの出
力電流を上方の増幅素子のバイアス電流とし、上方の増
幅素子を非線形動作させると共に上方の増幅素子同志が
差動増幅動作するようにインピーダンス素子で結合し、
上方の増幅素子に差動出力を発生させると同時に、その
出力を合成するようにしたものである。
【0010】また、本発明に係る周波数混合回路は、入
力信号で変動する差動増幅器のそれぞれの出力電流変動
を、差動増幅器を構成する増幅素子と相補なそれぞれの
上方の増幅素子とをインピーダンス素子を介して共通定
電流源に接続することで、上方の増幅素子同志が差動増
幅動作するようにすると同時に、差動増幅器出力電流で
上方の増幅素子を駆動するようにし、非線形成分を含む
差動出力を発生させると同時に、その出力を合成するよ
うにしたものである。
【0011】
【作用】本発明における周波数混合回路は、差動増幅器
の出力側であり上方の増幅素子の非反転入力側である接
続点と一方の同様な接続点間、またはアース間にインピ
ーダンス素子を接続することによって上方の増幅素子を
結合させると同時に、上方の増幅素子の利得に周波数特
性をもたせ、上方の増幅素子による差動増幅器に印加さ
れた基本信号成分の相殺と、変換周波数成分の選択をし
ている。
【0012】また、本発明に係る周波数混合回路は、入
力信号で変動する差動増幅器のそれぞれの出力電流は、
インピーダンス素子を介して共通定電流源に流れるの
で、差動増幅器を構成する増幅素子と相補な上方の増幅
素子をインピーダンス素子に発生する電圧で駆動する。
それぞれの上方の増幅素子は、インピーダンス素子を介
して共通定電流源に接続されているので上記増幅素子同
志が差動増幅動作をする。
【0013】以上の動作により上方の増幅素子には、下
方の差動増幅器入力信号と上方の増幅素子への入力信号
の乗算成分を発生させる。逆相関係にあるそれぞれの上
方の増幅素子の合成出力では、入力信号成分は相殺さ
れ、周波数変換成分のみを発生する。更に、上方の増幅
素子の利得はインピーダンス素子により周波数特性をも
つため、周波数変換成分の周波数選択ができる。
【0014】
【実施例】実施例1.以下、本発明の一実施例を図を用
いて説明する。図1において、1、2は差動増幅器を構
成するトランジスタ、3はトランジスタ1と接続された
トランジスタ、4はトランジスタ2と接続されたトラン
ジスタ、5はトランジスタ1、2による差動増幅器に定
電流を供給する定電流源である。6、7は、それぞれト
ランジスタ1、2のエミッタ抵抗器、8はトランジスタ
2のバイアス抵抗器、9は接地のためのコンデンサ、1
0はトランジスタ3の入力用コンデンサ、11、12は
トランジスタ3、4用のバイアス抵抗器で、13は接地
のためのコンデンサ、14はバイアス用電圧源で抵抗器
11、12に接続されている。15はトランジスタ3、
4のコレクタと電源間に接続された抵抗器で、負荷抵抗
となっている。16は、トランジスタ3、4を差動増幅
器として動作させるための結合用インピーダンス素子で
トランジスタ1、3の結合点とトランジスタ2、4の結
合点を接続している。
【0015】次に、動作について説明する。下方の差動
増幅器を構成するトランジスタ1には、入力信号e
2(ω2)=E2sinω2tが印加され、トランジスタ2
のベースはコンデンサ9で接地されているため、トラン
ジスタ1、2のコレクタ電流は差動増幅動作により、I
1c=I10(ω2)、I2c=I20(ω2)となり、それぞれ
上方の増幅器を構成するトランジスタ3、4のエミッタ
に流入する。従来例の動作説明と同様に、記号は以下の
ように定義される。 I10(ω2)=(I0/2)[1+K22(ω2)] ここで、K2=Kre1/2(re1+RE) I20(ω2)≒(I0/2)[1−K22(ω2)]
【0016】上方の増幅器は、トランジスタ3と4で構
成され、トランジスタ3のベースには、入力信号e
1(ω1)=E1sinω1tが印加され、トランジスタ4
のベースはコンデンサ13で接地され、そのエミッタ間
はインピーダンス素子16で接続されているため、トラ
ンジスタ3の交流出力信号はインピーダンス素子16を
介してトランジスタ4のエミッタに流入するため、トラ
ンジスタ3と4は、差動増幅器として動作する。
【0017】トランジスタ3と4のコレクタには、それ
ぞれI3c=I30(ω1)、I4c=I40(ω1)が流れるか
ら、負荷抵抗器15には、負荷電流ILが流れ出力電圧
0=RL(I3c+I4c)が得られる。下方の差動増幅器
と同様に、 ebe3=e1(ω1)[re3/(2re3+Zc)]=Kc1(ω1) バイアス電流がI0/2であるから、従来例での説明と
同様に I3c(ω1)≒(I0/2)[1+Kc1(ω1)] ここで、Kc=K[re3/(2re3+Zc)] I4c(ω1)≒(I0/2)[1−Kc1(ω1)] 以上により、出力電圧e0=RL(I3c+I4c)=I0
なり、e1(ω1)成分は生じない。
【0018】次に、下方の差動増幅器からのコレクタ電
流に変動があるときは、トランジスタ1、2からのコレ
クタ電流がそれぞれトランジスタ3と4のバイアス電流
を形成するから、トランジスタ3のバイアス電流I
B3は、 IB3=ic1[(re3+Zc)/(2re3+Zc)] +ic2[re3/(2re3+Zc)]+I0/2 =[(ic1+ic2)re3+Ic1c)]/(2re3+Zc)]+I0/2 ic1=(I0/2)K22(ω2) ic2=−(I0/2)K22(ω2)から、 IB3=(I0/2)[1+K22(ω2)Zc/(2re3+Zc)] ≒(I0/2)[1+K32(ω2)] ここで、K3=K2c/(2re3+Zc) =KZce1/[(2re3+Zc)2(re1+RE)] 同様に、トランジスタ4のバイアス電流IB4は、 IB4=(I0/2)[1−K22(ω2)Zc/(2re3+Zc)] ≒(I0/2)[1−K32(ω2)] 従って、 I3c(ω2)=I0[1+Kc1(ω1)][1+K32(ω2)]/2 I4c(ω2)=I0[1−Kc1(ω1)][1−K32(ω2)]/2 となるから、出力電圧e0=RL(I3c+I4c)は、e0
=RL0[1+Kc31(ω1)e2(ω2)]となる。
出力には、周波数変換成分である減算周波数成分(ω1
−ω2)、加算周波数成分(ω1+ω2)のみが得られ、
ω1、ω2の基本周波数成分は生じることは無く従来回路
同様の効果が得られる。交流成分e0=RL0c31
(ω1)e2(ω2)=RL0T1(ω1)e2(ω2)で
あるから、全回路電流I0に対する交流出力電流比率KT
は、KT=[K2e1e3/2(re1+RE)]Zc/(2
e3+Zc2=4KT0・[re3c/(2re3
c2]となり、Zcにより周波数特性をもたせること
ができる特長がある。
【0019】実施例2.図3は、インピーダンス素子を
抵抗とした場合の交流回路構成を示す。基本的動作は実
施例1と同様で、トランジスタ3は、インピーダンス素
子である抵抗器16を介してトランジスタ4をエミッタ
側から駆動し、トランジスタ1、2からのバイアス電流
は抵抗器16を介してトランジスタ3、4に流れるた
め、入力信号e1(ω1)に関しては抵抗器16を結合抵
抗とする差動増幅器を形成し、e2(ω2)に関しては、
トランジスタ1、3及び、2、4でのカスコード増幅器
を形成している。Zc=Rと置けば、KT=4KT0・[r
e3c/(2re3+Rc2]で、Rc=2re3の時に、最
大値KT=KT0/2が得られる。
【0020】実施例3.図4は、インピーダンス素子を
キャパシタとした場合の交流回路構成を示す。基本的動
作は実施例1と同様で、インピーダンス素子16をキャ
パシタすると、KTに周波数特性ができ、出力電圧e0
周波数選択性を持たせることができる。出力電圧は、 e0=RL0T1(ω1)e2(ω2) =RL0T12[cos(ω1−ω2)t]/2 −RL0T12[cos(ω1+ω2)t]/2 のように、(ω1−ω2)と(ω1+ω2)の2つの成分で
構成され、変換周波数成分としては、一方の成分のみが
重要で、一般的には出力側のフィルタで選択する。当回
路は、KTの周波数選択性を利用したもので、キャパシ
タの高域でインピーダンスが低下する特性から、コンデ
ンサの値をZc=Xc(ω1+ω2)=0に選べばKT=0
で、出力電圧e0は、e0=RL0T12[cos
(ω1−ω2)t]/2となり、ω1−ω2成分を選択でき
る周波数混合回路が少ないトランジスタ回路で実現でき
る。
【0021】実施例4.図5は、インピーダンス素子を
インダクタにした場合の交流回路構成を示す。基本的動
作は実施例1と同様で、インピーダンス素子16をイン
ダクタすると、KTに周波数特性ができ、出力電圧e0
周波数選択性を持たせることができる。インダクタは低
域でインピーダンスが低下するから、インダクタの値を
c=Xc(ω1−ω2)=0に選べばKT=0で、出力電
圧e0は、e0=RL0T12[cos(ω1+ω2
t]/2となり、ω1+ω2成分を選択できる周波数混合
回路が少ないトランジスタ回路で実現できる。
【0022】実施例5.図6、7、8は、インピーダン
ス素子16が共振回路の場合の交流回路構成と共振時回
路を示す。基本的動作は実施例1と同様で、インピーダ
ンス素子16を共振回路にすると、KTに共振特性がで
き、出力電圧e0に複雑な周波数選択性を持たせること
ができる。直列共振時には、インピーダンスが低下し、
並列共振時にはインピーダンスが高くなるので、直列共
振周波数を(ω1−ω2)とすると、出力電圧e0は、Zc
(ω1−ω2)=0、KT=0で、e0=−RL0T1
2[cos(ω1+ω2)t]/2となり、直列共振周波
数を(ω1+ω2)とすると、出力電圧e0は、Zc(ω1
+ω2)=0、KT=0で、e0=RL0T12[co
s(ω1−ω2)t]/2となり、不要成分を除去でき
る。
【0023】同様に、KT=4KT0・[re3c/(2r
e3+Zc2]で、Zc》re3にすれば、KT≒0になるか
ら、並列共振周波数を(ω1−ω2)とすると、出力電圧
0は、Zc(ω1−ω2)》re3T=0で、e0=−R
L0T12[cos(ω1+ω2)t]/2となり、
並列共振周波数を(ω1+ω2)とすると、出力電圧e0
は、Zc(ω1+ω2)》re3T=0で、e0=RL0
T12[cos(ω1−ω2)t]/2となり、不要
成分を除去できる。
【0024】実施例6.図9において、1、2はそれぞ
れ差動増幅器を構成するトランジスタ、3はトランジス
タ1と接続されたトランジスタ、4はトランジスタ2と
接続されたトランジスタ、5はトランジスタ1、2の差
動増幅器に定電流を供給する定電流源である。6、7は
それぞれトランジスタ1、2のエミッタ抵抗器、8はト
ランジスタ2のバイアス抵抗器、9は接地のためのコン
デンサ、10はトランジスタ3の入力用コンデンサ、1
1、12はそれぞれトランジスタ3、4用のバイアス抵
抗器で、13はトランジスタ4の入力コンデンサ、14
はバイアス用電圧源で抵抗器11、12に接続されてい
る。15は接続されたトランジスタ3、4のコレクタと
電源間の抵抗器で、負荷抵抗となっている。16は、ト
ランジスタ1のコレクタとトランジスタ3のエミッタの
接続点とアースの間に接続されたインピーダンス素子
で、非反転増幅利得を決めている。同様に、26は、ト
ランジスタ2のコレクタとトランジスタ4のエミッタの
接続点とアース間に接続されたインピーダンス素子で、
反転増幅利得を決めている。このようなインピーダンス
素子付加により、トランジスタ3と4は、差動入力信号
に対して差動増幅動作をする。
【0025】次に、動作について説明する。下方の差動
増幅器を構成するトランジスタ1には、入力信号e
2(ω2)=E2sinω2tが印加され、トランジスタ2
のベースはコンデンサ9で接地されているため、トラン
ジスタ1、2のコレクタ電流は差動増幅動作により、I
1c=I10(ω2)、I2c=I20(ω2)となり、それぞれ
上方の増幅器を構成するトランジスタ3、4のエミッタ
とインピーダンス素子16、26に流入する。実施例1
の動作説明と同様に、 I10(ω2)=(I0/2)[1+K22(ω2)] ここで、K2=Kre1/2(re1+RE) I20(ω2)≒(I0/2)[1−K22(ω2)]
【0026】上方の増幅器は、トランジスタ3と4で構
成され、トランジスタ3のベースには入力信号e+ 1(ω
1)=E1sinω1t/2が印加され、トランジスタ4
のベースには、逆相のe- 1(ω1)=E1sinω1t/
2が印加され、それぞれそのエミッタとアース間にはイ
ンピーダンス素子16とインピーダンス素子26が接続
されているため、トランジスタ3、4の交流出力信号は
インピーダンス素子16で利得が決定され、お互いに逆
相出力となる。
【0027】トランジスタ3と4のコレクタにはそれぞ
れ、I3c=I30(ω1)I4c=I40(ω1)が流れるか
ら、負荷抵抗器15には、負荷電流ILが流れ、出力電
圧e0=RL(I3c+I4c)が得られる。下方の差動増幅
器と同様に、 ebe3=e+ 1(ω1)[re3/(re3+Zc)]=KD3+ 1(ω1) ebe4=e- 1(ω1)[re4/(re4+Zc)]=KD4- 1(ω1) バイアス電流がI0/2であるから、従来例での説明と
同様に、 I3c(ω1)≒(I0/2)[1+KD3+ 1(ω1)] I4c(ω2)≒(I0/2)[1+KD4- 1(ω1)]、
e3=re4とし、KD3=KD4=KD=K[re3/(re3
+Zc)]また、e- 1(ω1)=−e+ 1(ω1)であるか
ら、出力電圧e0=RL(I3c+I4c)=I0となり、e1
(ω1)成分は生じない。
【0028】次に、下方の差動増幅器からのコレクタ電
流に変動がある時は、トランジスタ1、2からのコレク
タ電流がそれぞれ3と4のバイアス電流になるから、ト
ランジスタ3のバイアス電流IB3は、 IB3=ic1[Zc/(re3+Zc)]+I0/2 ic1=(I0/2)K22(ω2) IB3=(I0/2)[1+K22(ω2)Zc/(re3+Zc)] ≒(I0/2)[1+K52(ω2)] ここで、K5=K2c/(re3+Zc) =KZce1/[(re3+Zc)2(re1+RE)] 同様に、トランジスタ4のバイアス電流IB4は、 IB4=(I0/2)[1−K22(ω2)Zc/(re3+Zc)] ≒(I0/2)[1−K52(ω2)] 従って、 I3c(ω2)=I0[1+KD1(ω1)][1+K52(ω2)]/2 I4c(ω2)=I0[1−KD1(ω1)][1−K52(ω2)]/2 となるから、出力電圧e0=RL(I3c+I4c)は、e0
=RL0[1+KD51(ω1)e2(ω2)]となる。
出力には、周波数変換成分である減算周波数成分(ω1
−ω2)、加算周波数成分(ω1+ω2)のみが得られ、
ω1、ω2 の基本周波数成分は生じることは無く従来回
路同様の効果が得られる。交流成分e0=RL0D5
1(ω1)e2(ω2)=RL0T1(ω1)e
2(ω2)であるから、全回路電流I0に対する交流出力
電流比率KTは、KT=[K2e1e3/2(re1
E)]Zc/(re3+Zc2=4KT0・[re3c
(re3+Zc2]となり、Zcにより周波数特性を持た
せることができる特長がある。
【0029】実施例7.図10は、インピーダンス素子
を抵抗とした場合の交流回路構成を示す。基本的動作は
実施例6と同様で、トランジスタ3は、インピーダンス
素子16である抵抗器で利得が決定され、トランジスタ
4はインピーダンス素子16である抵抗器26で利得が
決定される。トランジスタ1、2からのバイアス電流は
抵抗器16、26とトランジスタ3、4に流れるため、
トランジスタ1、2、3、4は、入力信号e1(ω1)に
関して抵抗器16、26を利得抵抗とする差動増幅器を
形成し、e2(ω2)に関しては、トランジスタ1、3及
び2、4でのカスコード増幅器を形成している。Zc
Rと置けば、KT=4KT0・[re3c/(re3
c2]で、Rc=re3の時に、最大値KT=KT0が得ら
れる。
【0030】実施例8.図11は、インピーダンス素子
をキャパシタとした場合の交流回路構成を示す。基本的
動作は実施例6と同様で、インピーダンス素子をキャパ
シタとすると、KTに周波数特性ができ、出力電圧e0
周波数選択性を持たせることができる。出力電圧は、 e0=RL0T1(ω1)e2(ω2) =RL0T12[cos(ω1−ω2)t]/4 −RL0T12[cos(ω1+ω2)t]/4 のように、(ω1−ω2)と(ω1+ω2)の2つの成分で
構成され、変換周波数成分としては、一方の成分のみが
重要で、一般には出力側のフィルタで選択する。当回路
は、KTの周波数選択性を利用したもので、キャパシタ
の高域でインピーダンスが低下する特性から、コンデン
サの値をZc=Xc(ω1+ω2)=0に選べば、KT=0
で、出力電圧e0は、e0=RL0T12[cos
(ω1−ω2)t]/4となり、ω1−ω2成分を選択でき
る周波数混合回路が少ないトランジスタ回路で実現でき
る。
【0031】実施例9.図12は、インピーダンス素子
をインダクタにした場合の交流回路構成を示す。基本的
動作は実施例6と同様で、インピーダンス素子をインダ
クタとすると、KTに周波数特性ができ、出力電圧e0
周波数選択性を持たせることができる。インダクタは低
域でインピーダンスが低下するから、インダクタの値を
c=Xc(ω1−ω2)=0に選べば、KT=0で、出力
電圧e0は、e0=−RL0T12[cos(ω1+ω
2)t]/4となり、ω1+ω2成分を選択できる周波数
混合回路が少ないトランジスタ回路で実現できる。
【0032】実施例10.図13、14、15は、イン
ピーダンス素子を共振回路とした場合の回路と共振時の
回路を示す。図13は、インピーダンス素子16、26
をインダクタ31、32の2個とキャパシタ33の1個
で構成した回路で、直列共振、並列共振時での動作を説
明するためのものである。図14は、インピーダンス素
子が直列共振した時の交流等価回路であり、トランジス
タ3、4は独立に増幅をするがその出力は逆相関係にあ
るため負荷抵抗15にe1成分は表れない。また、トラ
ンジスタ1、2の出力はインピーダンス素子16、26
で接地されるので同様に負荷抵抗15にはe2成分は表
れない。図15は、インピーダンス素子が並列共振して
いる場合で、トランジスタ3、4はエミッタ側抵抗がト
ランジスタ1、2のコレクタでインピーダンスが高いた
め利得は十分に小さく、また、トランジスタ1、2の出
力はトランジスタ3、4を介して負荷抵抗15に逆相関
係で生じるので出力にe1、e2は生じない。動作は実施
例1と同様で、インピーダンス素子を共振回路にする
と、KTに共振特性ができ、出力電圧e0に複雑な周波数
選択性を持たせることができる。直列共振時には、イン
ピーダンスが低下し、並列共振時には、インピーダンス
が高くなるので、直列共振周波数を(ω1−ω2)とする
と、出力電圧e0はZc(ω1−ω2)=0、KT=0で、
0=−RL0T12[cos(ω1+ω2)t]/4
となり、直列共振周波数を(ω1+ω2)とすると、出力
電圧e0は、Zc(ω1+ω2)=0、KT=0で、e0=R
L0T12[cos(ω1−ω2)t]/4となり、
不要成分を除去できる。
【0033】同様に、KT=4KT0・[re3c/(re3
+Zc2]で、Zc》re3にすれば、KT≒0になるか
ら、並列共振周波数を(ω1−ω2)とすると、出力電圧
0は、Zc(ω1−ω2)》re3、KT=0で、e0=−R
L0T12[cos(ω1+ω2)t]/4となり、
並列共振周波数を(ω1+ω2)とすると、出力電圧e0
は、Zc(ω1+ω2)》re3、KT=0で、e0=RL0
T12[cos(ω1−ω2)t]/4となり、不要
成分を除去できる。
【0034】実施例11.図16において、1、2はそ
れぞれ差動増幅器を構成するN型トランジスタ、3は、
トランジスタ1と接続されたP型トランジスタ、4はト
ランジスタ2と接続されたP型トランジスタ、5はトラ
ンジスタ1、2の差動増幅器に定電流を供給する定電流
源である。6、7は、それぞれトランジスタ1、2のエ
ミッタ抵抗器、8はトランジスタ2のバイアス抵抗器、
9は接地のためのコンデンサ、10はトランジスタ3の
入力用コンデンサ、11、12はトランジスタ3、4用
のバイアス抵抗器で、13は接地のためのコンデンサ、
14はバイアス用電圧源で抵抗器11、12に接続され
ている。15はトランジスタ3、4のコレクタとアース
間に接続された抵抗器で、負荷抵抗となっている。1
6、17は、トランジスタ3、4が差動増幅器として動
作するための結合用インピーダンス素子でトランジスタ
1、3の結合点、トランジスタ2、4の結合点と定電流
源18間にそれぞれ接続される。
【0035】次に、動作について説明する。下方の差動
増幅器を構成するトランジスタ1には、入力信号e
2(ω2)=E2sinω2tが印加され、トランジスタ2
のベースはコンデンサ9で接地されているため、トラン
ジスタ1、2のコレクタ電流は差動増幅動作により、I
1c=I10(ω2)、I2c=I20(ω2)となり、定電流源
18で、逆相に折り返されてI3E、I4Eになりそれぞ
れ、上方の増幅器を構成するトランジスタ3、4のエミ
ッタに流入する。定電流源5はI0/2、定電流源18
はI0が流れるものとすると、I3E=I0/2−I1c、I
4E=I0/2−I2cで I3E(ω2)≒(I0/4)[1−K22(ω2)] ここで、K2=Kre1/2(re1+RE) I4E(ω2)≒(I0/4)[1+K22(ω2)]
【0036】上方の増幅器は、トランジスタ3と4で構
成され、トランジスタ3のベースには、入力信号e
1(ω1)=E1sinω1tが印加され、トランジスタ4
のベースはコンデンサ13で接地され、そのエミッタ間
はインピーダンス素子16、17で接続されているた
め、トランジスタ3の交流出力信号はインピーダンス素
子16、17を介してトランジスタ4のエミッタに流入
するため、トランジスタ3と4は、差動増幅器として動
作する。
【0037】トランジスタ3と4のコレクタには、それ
ぞれI3c=I30(ω1)、I4c=I40(ω1)が流れるか
ら、負荷抵抗器15には、負荷電流ILが流れ出力電圧
0=RL(I3c+I4c)が得られる。下方の差動増幅器
と同様に、 ebe3=e1(ω1)[re3/2(re3+Zc)]=Kc1(ω1) 定電流源18の電流をI0として、トランジスタ3、4
にはバイアス電流I0/4を与えた場合には、トランジ
スタ3、4がP型トランジスタであるから、従来例での
説明と同様に I3c(ω1)≒(I0/4)[1−Kc1(ω1)] ここで、Kc=K[re3/2(re3+Zc)] I4c(ω1)≒(I0/4)[1−Kc1(ω1)]とな
る。以上により、出力電圧e0=RL(I3c+I4c)=I
0/2となり、e1(ω1)成分は生じない。
【0038】次に、下方の差動増幅器からのコレクタ電
流に変動があるときは、トランジスタ1、2からのコレ
クタ電流が折り返されて、それぞれトランジスタ3と4
のバイアス電流を形成するから、トランジスタ3のバイ
アス電流IB3は、 IB3=ic1[(re3+2Zc)/2(re3+Zc)] +ic2[re3/2(re3+Zc)]+I0/4 =[(ic1+ic2)re3+Ic12Zc)]/2(re3+Zc)]+I0/4 ic1=−(I0/2)K22(ω2) ic2=+(I0/2)K22(ω2)から、 IB3=(I0/4)[1−K22(ω2)Zc/(re3+Zc)] ≒(I0/4)[1−K32(ω2)] ここで、K3=K2c/(re3+Zc) =KZce1/[(re3+Zc)2(re1+RE)] 同様に、トランジスタ4のバイアス電流Ib4は、 Ib4=(I0/4)[1+K22(ω2)Zc/(re3+Zc)] ≒(I0/4)[1+K32(ω2)] 従って、 I3c(ω2)=I0[1−Kc1(ω1)][1−K32(ω2)]/4 I4c(ω2)=I0[1+Kc1(ω1)][1+K32(ω2)]/4 となるから、出力電圧e0=RL(I3c+I4c)は、e0
=RL0[1+Kc31(ω1)e2(ω2)]/2とな
る。出力には、周波数変換成分である減算周波数成分
(ω1−ω2)、加算周波数成分(ω1+ω2)のみが得ら
れ、ω1、ω2の基本周波数成分は生じることは無く従来
回路同様の効果が得られる。交流成分e0=RL0c
31(ω1)e2(ω2)/2=RL0T1(ω1)e2
(ω2)であるから、全回路電流I0に対する交流出力電
流比率KTは、KT=[K2e1e3/2(re1+RE)]
c/4(re3+Zc2=KT0・[re3c/(re3+Z
c2]となり、Zcにより周波数特性をもたせることが
できる特長がある。また、以上のように、P型トランジ
スタ3、4により出力電流が折り返されるため、必要電
圧は、VI5+VE6+VCE1+VE16+VI18≒VI5+VCE1
+VI18となり従来回路での必要電圧はVI5+VE6+V
CE1+VCE3+VRL≒VI5+VCE1+VCE3+VRLに対して
折り返しトランジスタのコレクタエミッタ間電圧分低い
電圧での動作が可能である特長や、負荷抵抗15がアー
スに対して設けることができる特長が得られる。
【0039】実施例12.図17は、インピーダンス素
子を抵抗とした場合の交流回路構成を示す。基本的動作
は実施例11と同様で、トランジスタ3は、インピーダ
ンス素子16、17である抵抗器を介してトランジスタ
4をエミッタ側から駆動し、トランジスタ1、2からの
バイアス電流は抵抗器16、17を介してトランジスタ
3、4に流れるため、入力信号e1(ω1)に関しては抵
抗器16、17を結合抵抗とする差動増幅器を形成し、
2(ω2)に関しては、定電流源18によりトランジス
タ1、3及び、2、4は折り返しカスコード増幅器を形
成している。Zc=Rと置けば、KT=KT0・[re3c
/(re3+Rc2]で、Rc=re3の時に、最大値KT
T0/4が得られる。
【0040】実施例13.図18は、インピーダンス素
子をインダクタにした場合の交流回路構成を示す。基本
的動作は実施例11と同様で、インピーダンス素子1
6、17をインダクタすると、KTに周波数特性がで
き、出力電圧e0に周波数選択性を持たせることができ
る。インダクタは低域でインピーダンスが低下するか
ら、インダクタの値をZc=Xc(ω1−ω2)=0に選べ
ばKT=0で、出力電圧e0は、e0=RL0T1
2[cos(ω1+ω2)t]/2となり、ω1+ω2成分
を選択できる周波数混合回路が少ないトランジスタ回路
で実現できる。
【0041】実施例14.図19、20、21は、イン
ピーダンス素子が共振回路の場合の交流回路構成と共振
時回路を示す。基本的動作は実施例11と同様で、イン
ピーダンス素子を共振回路にすると、KTに共振特性が
でき、出力電圧e0に複雑な周波数選択性を持たせるこ
とができる。直列共振時には、インピーダンスが低下
し、並列共振時にはインピーダンスが高くなるので、直
列共振周波数を(ω1−ω2)とすると、出力電圧e
0は、Zc(ω1−ω2)=0、KT=0で、e0=−RL0
T12[cos(ω1+ω2)t]/2となり、直列
共振周波数を(ω1+ω2)とすると、出力電圧e0は、
c(ω1+ω2)=0、KT=0で、e0=RL0T1
2[cos(ω1−ω2)t]/2となり、不要成分を
除去できる。
【0042】同様に、KT=KT0・[re3c/(re3
c2]で、Zc》re3にすれば、KT≒0になるから、
並列共振周波数を(ω1−ω2)とすると、出力電圧e0
は、Zc(ω1−ω2)》re3、KT=0で、e0=−RL
0T12[cos(ω1+ω2)t]/2となり、並列
共振周波数を(ω1+ω2)とすると、出力電圧e0は、
c(ω1+ω2)》re3、KT=0で、e0=RL0T
12[cos(ω1−ω2)t]/2となり、不要成分を
除去できる。
【0043】実施例15.図22において、1、2は差
動増幅器を構成するトランジスタ、3はトランジスタ1
と接続されたトランジスタ、4はトランジスタ2と接続
されたP型トランジスタ、5はトランジスタ1、2の差
動増幅器に定電流を供給する定電流源である。6、7は
それぞれトランジスタ1、2のエミッタ抵抗器、8はト
ランジスタ2のバイアス抵抗器、9は接地のためのコン
デンサ、10はトランジスタ3の入力用コンデンサ、1
1、12はそれぞれトランジスタ3、4用のバイアス抵
抗器で、13はトランジスタ4の入力コンデンサ、14
はバイアス用電圧源で抵抗器11、12に接続されてい
る。15は接続されたトランジスタ3、4のコレクタと
アース間の抵抗器で、負荷抵抗となっている。16は、
トランジスタ3、4が差動増幅器として動作するための
結合用インピーダンス素子で、トランジスタ1のコレク
タとトランジスタ3のエミッタの接続点とトランジスタ
2のコレクタとトランジスタ4のエミッタの接続点間に
接続されている。18は、トランジスタ1のコレクタと
トランジスタ3のエミッタの接続点に接続された定電流
源、19は、トランジスタ2のコレクタとトランジスタ
4のエミッタの接続点の接続された定電流源で、それぞ
れ、トランジスタ1、2の出力電流を折り返している。
【0044】次に、動作について説明する。下方の差動
増幅器を構成するトランジスタ1には、入力信号e
2(ω2)=E2sinω2tが印加され、トランジスタ2
のベースはコンデンサ9で接地されているため、トラン
ジスタ1、2のコレクタ電流は差動増幅動作により、I
1c=I10(ω2)、I2c=I20(ω2)となり、更にそれ
ぞれ、定電流源18、19で折り返され、上方の増幅器
を構成するトランジスタ3、4のエミッタとインピーダ
ンス素子16に流入する。実施例11の動作説明と同様
に、定電流源5の電流をI0/2とすると、 I10(ω2)=(I0/4)[1+K22(ω2)] ここで、K2=Kre1/2(re1+RE) I20(ω2)≒(I0/4)[1−K22(ω2)]
【0045】上方の増幅器は、トランジスタ3と4で構
成され、トランジスタ3のベースには入力信号e
1(ω1)=E1sinω1tが印加され、それぞれそのエ
ミッタとアース間にはインピーダンス素子16が接続さ
れているため、トランジスタ3、4の交流出力信号はイ
ンピーダンス素子16で利得が決定され、お互いに逆相
出力となる。
【0046】トランジスタ3と4のコレクタにはそれぞ
れ、I3c=I30(ω1)I4c=I40(ω1)が流れるか
ら、負荷抵抗器15には、負荷電流ILが流れ、出力電
圧e0=RL(I3c+I4c)が得られる。下方の差動増幅
器と同様に、 ebe3=e1(ω1)[re3/(2re3+Zc)]=KD1(ω1) 定電流源18、19の電流をI0/2としてトランジス
タ3、4にはバイアス電流I0/4を与えた場合には、
トランジスタ3、4がP型トランジスタであるから、実
施例11での説明と同様に、 I3c(ω1)≒(I0/4)[1−KD1(ω1)] ここで、KD=K[re3/(2re3+Zc)] I4c(ω1)≒(I0/4)[1+KD1(ω1)]とな
る。以上により、出力電圧e0=RL(I3c+I4c)=I
0/2となり、e1(ω1)成分は生じない。
【0047】次に、下方の差動増幅器からのコレクタ電
流に変動がある時は、トランジスタ1、2からのコレク
タ電流が折り返されて、それぞれ3と4のバイアス電流
を形成するから、トランジスタ3のバイアス電流I
B3は、 IB3=ic1[(re3+Zc)/(2re3+Zc)] +ic2[re3/(2re3+Zc)]+I0/4 =[(ic1+ic2)(re3+Ic1c)]/(2re3+Zc)]+I0/4 ic1=−(I0/2)K22(ω2) ic2=+(I0/2)K22(ω2)から、 IB3=(I0/4)[1−K22(ω2)Zc/(2re3+Zc)] ≒(I0/4)[1−K52(ω2)] ここで、K5=K2c/(2re3+Zc) =KZce1/[(2re3+Zc)2(re1+RE)] 同様に、トランジスタ4のバイアス電流IB4は、 IB4=(I0/4)[1+K22(ω2)Zc/(2re3+Zc)] ≒(I0/4)[1+K52(ω2)] 従って、 I3c(ω2)=I0[1−KD1(ω1)][1+K52(ω2)]/4 I4c(ω2)=I0[1+KD1(ω1)][1−K52(ω2)]/4 出力には、周波数変換成分である減算周波数成分(ω1
−ω2)、加算周波数成分(ω1+ω2)のみが得られ、
ω1、ω2 の基本周波数成分は生じることは無く従来回
路同様の効果が得られる。交流成分e0=RL0D5
1(ω1)e2(ω2)/2=RL0T1(ω1)e
2(ω2)であるから、全回路電流I0に対する交流出力
電流比率KTは、KT=[K2e1e3/2(re1
E)]Zc/2(2re3+Zc2=2KT0・[re3c
/(2re3+Zc2]となり、Zcにより周波数特性を
持たせることができる特長と電圧利用率が改善できる特
長は実施例11と同じである。
【0048】実施例16.図23は、インピーダンス素
子を抵抗とした場合の交流回路構成を示す。基本的動作
は実施例15と同様で、トランジスタ3、4は、インピ
ーダンス素子16である抵抗器で利得が決定され、トラ
ンジスタ1、2からのバイアス電流は抵抗器16、とト
ランジスタ3、4に流れるため、トランジスタ1、2、
3、4は、入力信号e1(ω1)に関しては抵抗器16を
利得制御素子とする差動増幅器を形成し、e2(ω2)に
関しては、トランジスタ1、3及び2、4でのカスコー
ド増幅器を形成している。Zc=Rと置けば、KT=2K
T0・[re3c/(2re3+Rc2]で、Rc=re3の時
に、最大値KT=KT0/4が得られる。
【0049】実施例17.図24は、インピーダンス素
子をキャパシタとした場合の交流回路構成を示す。基本
的動作は実施例15と同様で、インピーダンス素子をキ
ャパシタとすると、KTに周波数特性ができ、出力電圧
0に周波数選択性を持たせることができる。出力電圧
は、 e0=RL0T1(ω1)e2(ω2) =RL0T12[cos(ω1−ω2)t]/2 −RL0T12[cos(ω1+ω2)t]/2 のように、(ω1−ω2)と(ω1+ω2)の2つの成分で
構成され、変換周波数成分としては、一方の成分のみが
重要で、一般には出力側のフィルタで選択する。この回
路は、KTの周波数選択性を利用したもので、キャパシ
タの高域でインピーダンスが低下する特性から、コンデ
ンサの値をZc=Xc(ω1+ω2)=0に選べば、KT
0で、出力電圧e0は、e0=RL0T12[cos
(ω1−ω2)t]/2となり、ω1−ω2成分を選択でき
る周波数混合回路が少ないトランジスタ回路で実現でき
る。
【0050】実施例18.図25は、インピーダンス素
子をインダクタにした場合の交流回路構成を示す。基本
的動作は実施例15と同様で、インピーダンス素子をイ
ンダクタとすると、KTに周波数特性ができ、出力電圧
0に周波数選択性を持たせることができる。インダク
タは低域でインピーダンスが低下するから、インダクタ
の値をZc=Xc(ω1−ω2)=0に選べば、KT=0
で、出力電圧e0は、e0=−RL0T12[cos
(ω1+ω2)t]/2となり、ω1+ω2成分を選択でき
る周波数混合回路が少ないトランジスタ回路で実現でき
る。
【0051】実施例19.図26、27、28は、イン
ピーダンス素子を共振回路とした場合の回路と共振時の
回路を示す。図26は、インピーダンス素子16をイン
ダクタ31、32の2個とキャパシタ33の1個で構成
した回路で、直列共振、並列共振時での動作を説明する
ためのものである。図27は、インピーダンス素子が直
列共振した時の交流等価回路でトランジスタ3、4は差
動増幅をしているためその出力は逆相関係にあり、それ
ぞれの出力電流を合成している負荷抵抗器15では相殺
するのでe1成分は表れない。また、トランジスタ1、
2の出力は逆相関係にあり(図26参照)、トランジス
タ3で折り返されるので同様に負荷抵抗器15で相殺さ
れe2成分は表れない。図28は、インピーダンス素子
が並列共振している場合で、トランジスタ3、4はエミ
ッタ側抵抗がトランジスタ1、2のコレクタでインピー
ダンスが高いため利得は十分に小さく、また、トランジ
スタ1、2の出力は定電流源18、19によりトランジ
スタ3、4に折り返され、負荷抵抗15に逆相関係で生
じるので相殺され、出力にe1、e2は生じない。動作は
実施例15と同様で、インピーダンス素子を共振回路に
すると、KTに共振特性ができ、出力電圧e0に複雑な周
波数選択性を持たせることができる。直列共振時には、
インピーダンスが低下し、並列共振時には、インピーダ
ンスが高くなるので、直列共振周波数を(ω1−ω2)と
すると、出力電圧e0はZc(ω1−ω2)=0、KT=0
で、e0=−RL0T12[cos(ω1+ω2)t]
/2となり、直列共振周波数を(ω1+ω2)とすると、
出力電圧e0は、Zc(ω1+ω2)=0、KT=0で、e0
=RL0T12[cos(ω1−ω2)t]/2とな
り、不要成分を除去できる。
【0052】同様に、KT=2KT0・[re3c/(2r
e3+Zc2]で、Zc》re3にすれば、KT≒0になるか
ら、並列共振周波数を(ω1−ω2)とすると、出力電圧
0は、Zc(ω1−ω2)》re3、KT=0で、e0=−R
L0T12[cos(ω1+ω2)t]/2となり、
並列共振周波数を(ω1+ω2)とすると、出力電圧e0
は、Zc(ω1+ω2)》re3、KT=0で、e0=RL0
T12[cos(ω1−ω2)t]/2となり、不要
成分を除去できる。
【0053】以上の実施例では、増幅素子としてトラン
ジスタの場合を説明したが、FETを採用した場合も同
様の効果が得られる。更に、非線形動作を行わせている
上方の増幅素子のみに二乗特性はあるが電圧利用率が悪
いFETを採用した場合は、FETの長所と短所を解決
できる回路構成となり、より高調波の少ない周波数混合
回路を実現できる。
【0054】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、2つの
入力信号周波数成分を打ち消し、入力信号周波数の加算
または減算による周波数成分のみを選択できる周波数混
合回路を、トランジスタ4個による回路で実現したの
で、安価なIC実現や、精度の高い高周波回路が得られ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の周波数混合回路の交流回
路図である。
【図2】従来の周波数混合回路の交流回路図である。
【図3】本発明の第2実施例の周波数混合回路の交流回
路図である。
【図4】本発明の第3実施例の周波数混合回路の交流回
路図である。
【図5】本発明の第4実施例の周波数混合回路の交流回
路図である。
【図6】本発明の第5実施例の周波数混合回路の交流回
路図である。
【図7】本発明の第5実施例の直列共振時の等価回路図
である。
【図8】本発明の第5実施例の並列共振時の等価回路図
である。
【図9】本発明の第6実施例の周波数混合回路の交流回
路図である。
【図10】本発明の第7実施例の周波数混合回路の交流
回路図である。
【図11】本発明の第8実施例の周波数混合回路の交流
回路図である。
【図12】本発明の第9実施例の周波数混合回路の交流
回路図である。
【図13】本発明の第10実施例の周波数混合回路の交
流回路図である。
【図14】本発明の第10実施例の直列共振時の等価回
路図である。
【図15】本発明の第10実施例の並列共振時の等価回
路図である。
【図16】本発明の第11実施例の周波数混合回路の交
流回路図である。
【図17】本発明の第12実施例の周波数混合回路の交
流回路図である。
【図18】本発明の第13実施例の周波数混合回路の交
流回路図である。
【図19】本発明の第14実施例の周波数混合回路の交
流回路図である。
【図20】本発明の第14実施例の直列共振時の等価回
路図である。
【図21】本発明の第14実施例の並列共振時の等価回
路図である。
【図22】本発明の第15実施例の周波数混合回路の交
流回路図である。
【図23】本発明の第16実施例の周波数混合回路の交
流回路図である。
【図24】本発明の第17実施例の周波数混合回路の交
流回路図である。
【図25】本発明の第18実施例の周波数混合回路の交
流回路図である。
【図26】本発明の第19実施例の周波数混合回路の交
流回路図である。
【図27】本発明の第19実施例の直列共振時の等価回
路図である。
【図28】本発明の第19実施例の並列共振時の等価回
路図である。
【符号の説明】
1〜4、23、24 トランジスタ 5、18、19 定電流源 6〜8、11〜12 抵抗器 9、10、13、33 コンデンサ 14 電源 15 負荷抵抗器 16、17、26 インピーダンス素子 31、32 インダクタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年3月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、基本周波数成分を抑圧すると共に、
周波数変換された減算周波数成分、加算周波数成分を選
択できる回路を同一トランジスタ数4個または相補関係
にあるトランジスタ2組で構成する周波数混合回路を得
ることを目的としている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】次に、下方の差動増幅器からのコレクタ電
流に変動があるときは、トランジスタ1、2からのコレ
クタ電流がそれぞれトランジスタ3と4のバイアス電流
を形成するから、トランジスタ3のバイアス電流I
B3は、 IB3=ic1[(re3+Zc)/(2re3+Zc)] +ic2[re3/(2re3+Zc)]+I0/2 =[(ic1+ic2)re3+ic1c)]/(2re3+Zc)]+I0/2 ic1=(I0/2)K22(ω2) ic2=−(I0/2)K22(ω2)から、 IB3=(I0/2)[1+K22(ω2)Zc/(2re3+Zc)] ≒(I0/2)[1+K32(ω2)] ここで、K3=K2c/(2re3+Zc) =KZce1/[(2re3+Zc)2(re1+RE)] 同様に、トランジスタ4のバイアス電流IB4は、 IB4=(I0/2)[1−K22(ω2)Zc/(2re3+Zc)] ≒(I0/2)[1−K32(ω2)] 従って、 I3c(ω2)=I0[1+Kc1(ω1)][1+K32(ω2)]/2 I4c(ω2)=I0[1−Kc1(ω1)][1−K32(ω2)]/2 となるから、出力電圧e0=RL(I3c+I4c)は、e0
=RL0[1+Kc31(ω1)e2(ω2)]となる。
出力には、周波数変換成分である減算周波数成分(ω1
−ω2)、加算周波数成分(ω1+ω2)のみが得られ、
ω1、ω2の基本周波数成分は生じることは無く従来回路
同様の効果が得られる。交流成分e0=RL0c31
(ω1)e2(ω2)=RL0T1(ω1)e2(ω2)で
あるから、全回路電流I0に対する交流出力電流比率KT
は、KT=[K2e1e3/2(re1+RE)]Zc/(2
e3+Zc2=4KT0・[re3c/(2re3
c2]となり、Zcにより周波数特性をもたせること
ができる特長がある。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】トランジスタ3と4のコレクタには、それ
ぞれI3c=I30(ω1)、I4c=I4 0(ω1)が流れるか
ら、負荷抵抗器15には、負荷電流ILが流れ出力電圧
0=RL(I3c+I4c)が得られる。下方の差動増幅器
と同様に、 ebe3=e1(ω1)[re3/2(re3+Zc)]=Kc1(ω1) 定電流源18の電流をI0として、トランジスタ3、4
にはバイアス電流I0/4を与えた場合には、トランジ
スタ3、4がP型トランジスタであるから、従来例での
説明と同様に I3c(ω1)≒(I0/4)[1−Kc1(ω1)] ここで、Kc=K[re3/2(re3+Zc)] I4c(ω1)≒(I0/4)[1+Kc1(ω1)]とな
る。以上により、出力電圧e0=RL(I3c+I4c)=I
0/2となり、e1(ω1)成分は生じない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0047
【補正方法】変更
【補正内容】
【0047】次に、下方の差動増幅器からのコレクタ電
流に変動がある時は、トランジスタ1、2からのコレク
タ電流が折り返されて、それぞれ3と4のバイアス電流
を形成するから、トランジスタ3のバイアス電流I
B3は、 IB3=ic1[(re3+Zc)/(2re3+Zc)] +ic2[re3/(2re3+Zc)]+I0/4 =[(ic1+ic2)(re3+Ic1c)]/(2re3+Zc)]+I0/4 ic1=−(I0/2)K22(ω2) ic2=+(I0/2)K22(ω2)から、 IB3=(I0/4)[1−K22(ω2)Zc/(2re3+Zc)] ≒(I0/4)[1−K52(ω2)] ここで、K5=K2c/(2re3+Zc) =KZce1/[(2re3+Zc)2(re1+RE)] 同様に、トランジスタ4のバイアス電流IB4は、 IB4=(I0/4)[1+K22(ω2)Zc/(2re3+Zc)] ≒(I0/4)[1+K52(ω2)] 従って、 I3c(ω2)=I0[1−KD1(ω1)][1−K52(ω2)]/4 I4c(ω2)=I0[1+KD1(ω1)][1+K52(ω2)]/4 出力には、周波数変換成分である減算周波数成分(ω1
−ω2)、加算周波数成分(ω1+ω2)のみが得られ、
ω1、ω2 の基本周波数成分は生じることは無く従来回
路同様の効果が得られる。交流成分e0=RL0D5
1(ω1)e2(ω2)/2=RL0T1(ω1)e
2(ω2)であるから、全回路電流I0に対する交流出力
電流比率KTは、KT=[K2e1e3/2(re1
E)]Zc/2(2re3+Zc2=2KT0・[re3c
/(2re3+Zc2]となり、Zcにより周波数特性を
持たせることができる特長と電圧利用率が改善できる特
長は実施例11と同じ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 注入信号で変動する差動出力電流をバイ
    アス電流として非線形動作をする差動出力型周波数混合
    器において、 差動増幅器を構成するトランジスタ(下方のトランジス
    タ)のコレクタに、同一型のトランジスタ(上方のトラ
    ンジスタ)のエミッタをそれぞれ接続し、この上方のト
    ランジスタの各コレクタを共通負荷に接続すると共にそ
    のエミッタ間をインピーダンス素子で接続し、上方の一
    方のトランジスタのベースを接地し不平衡入力としたこ
    とを特徴とする周波数混合回路。
  2. 【請求項2】 注入信号で変動する差動出力電流をバイ
    アス電流として非線形動作をする差動出力型周波数混合
    器において、 差動増幅器を構成するトランジスタ(下方のトランジス
    タ)のコレクタに、同一型のトランジスタ(上方のトラ
    ンジスタ)のエミッタをそれぞれ接続し、この上方のト
    ランジスタのコレクタを共通負荷に接続すると共に、上
    方の各トランジスタのエミッタとアース間をインピーダ
    ンス素子で接続し平衡入力としたことを特徴とする周波
    数混合回路。
  3. 【請求項3】 注入信号で変動する差動出力電流をバイ
    アス電流として非線形動作をする差動出力型周波数混合
    器において、 差動増幅器を構成するトランジスタ(下方のトランジス
    タ)のコレクタに、相補型のトランジスタ(上方のトラ
    ンジスタ)のエミッタをそれぞれ接続し、上方のトラン
    ジスタの各コレクタを共通負荷に接続すると共に各エミ
    ッタをインピーダンス素子を介して共通定電流源に接続
    することを特徴とする周波数混合回路。
  4. 【請求項4】 注入信号で変動する差動出力電流をバイ
    アス電流として非線形動作をする差動出力型周波数混合
    器において、 差動増幅器を構成するトランジスタ(下方のトランジス
    タ)のコレクタに、相補型のトランジスタ(上方のトラ
    ンジスタ)のエミッタをそれぞれ接続し、この上方のト
    ランジスタの各コレクタを共通負荷に接続すると共に各
    エミッタをインピーダンス素子を介して定電流源に接続
    することを特徴とする周波数混合回路。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4におけるインピーダンス素
    子を、2つの入力信号周波数の加算周波数で共振する直
    列共振回路とすることを特徴とする周波数混合回路。
  6. 【請求項6】 請求項1〜4におけるインピーダンス素
    子を、2つの入力信号周波数の減算周波数で共振する直
    列共振回路とすることを特徴とする周波数混合回路。
  7. 【請求項7】 請求項1〜4におけるインピーダンス素
    子を、2つの入力信号周波数の加算周波数で共振する並
    列共振回路とすることを特徴とする周波数混合回路。
  8. 【請求項8】 請求項1〜4におけるインピーダンス素
    子を、2つの入力信号周波数の減算周波数で共振する並
    列共振回路とすることを特徴とする周波数混合回路。
  9. 【請求項9】 請求項1〜4における1以上のトランジ
    スタをFETとすることを特徴とする周波数混合回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008022323A (ja) * 2006-07-13 2008-01-31 Mitsubishi Electric Corp 歪み補正回路
JP2009182860A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Kyocera Corp 乗算回路及び通信装置
JP2012080061A (ja) * 2010-09-09 2012-04-19 Fujitsu Ltd 駆動回路

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