專利名稱：混頻電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混頻電路，具體地說，涉及移動通信中采用的直接變換混頻器。
背景技術(shù)：
已知有將調(diào)制成射頻的信號直接變換成基帶信號，并從基帶直接調(diào)制成射頻的直接調(diào)制方式。一般地說，由于該方式未設(shè)置中間頻率，因而具有不需要鏡頻抑制，降低寄生的發(fā)生源并簡化系統(tǒng)等的優(yōu)點。但是也具有2次相互調(diào)制失真和本機(jī)振蕩波噪聲等的缺點。作為改正這些缺點的方法，有反并聯(lián)二極管等的偶次諧波混頻器等。
另一方面，近來，以便攜電話等為代表的高頻無線通信用IC要求小型化和低價格化。這樣的市場中，消耗電流的降低和IC的成品率成為重要的課題。
偶次諧波混頻器中，混頻電路本身沒有消耗電流，但是為了使混頻電路動作，需要高的本機(jī)振蕩波輸入電平，因而全體的消耗電流的降低成為課題。另外，需要降低半導(dǎo)體工藝偏差的影響。
近來，作為克服這樣的課題的方法，正在研究利用晶體管的二極管特性的方式。
圖5是表示采用傳統(tǒng)的晶體管的偶次諧波混頻器的一例的電路圖。如圖5所示，晶體管1、2的集電極和發(fā)射極分別相互連接，構(gòu)成本機(jī)頻率倍增部。集電極和電源間連接有電阻R1，發(fā)射極和接地間連接有電阻R2。調(diào)制波信號BB輸入晶體管1、2的各發(fā)射極，各基極分別輸入具有相位反相的本機(jī)振蕩波的頻率分量的信號LO/↓LO(↓表示反相信號)。從而，本機(jī)頻率倍增部中生成2倍的本機(jī)振蕩波頻率分量，通過將輸入信號的頻率和本機(jī)振蕩頻率分量相乘，可抽出希望的頻率分量。
但是，圖5所示偶次諧波混頻器的功率增益小，為了使本機(jī)頻率倍增部動作，必須有高的本機(jī)振蕩波輸入。
發(fā)明的公開因而，本發(fā)明的主要目的為提供在高頻無線通信領(lǐng)域中，可實現(xiàn)低頻電流、高IC成品率及簡化的系統(tǒng)構(gòu)成的混頻電路。
本發(fā)明的混頻電路由以下部分構(gòu)成本機(jī)頻率倍增部，由其輸入電極輸入本機(jī)振蕩波的頻率分量信號的第1晶體管和輸入本機(jī)振蕩波的反相信號的第2晶體管構(gòu)成，第1晶體管和第2晶體管各自的第1電極相互連接，且各自的第2電極相互連接，從各晶體管的第1電極輸出調(diào)制信號；第3晶體管，與本機(jī)頻率倍增部的第1及第2晶體管成對地連接，其輸入電極輸入?yún)⒖夹盘?，同時，從其第1電極差動輸出調(diào)制信號；電壓源，向第1，第2及第3晶體管的各第1電極施加規(guī)定的電壓；信號輸入部，與第1、第2及第3晶體管的各第2電極連接并輸入調(diào)制信號；恒流源，與信號輸入部連接。
另外，信號輸入部是第4晶體管，調(diào)制波信號輸入其輸入電極，第1、第2及第3晶體管的各第2電極與其第1電極連接，同時其第2電極與恒流源連接。
另外，本機(jī)頻率倍增部、參考用的第3晶體管以及第4晶體管設(shè)成2組，電壓源與2組本機(jī)頻率倍增部共同連接，恒流源向2組第4晶體管共同供給恒流。
另外，恒流源的特征為它是可變恒流源。
而且，其特征在于具備可變電流源，使提供給第3晶體管的輸入電極的偏置電流可變。
圖面的簡單說明

圖1是本發(fā)明的一實施例的混頻電路的電路圖。
圖2是本發(fā)明的其他實施例的電路圖。
圖3是本發(fā)明的其他實施例的電路圖。
圖4是本發(fā)明的又一實施例的電路圖。
圖5是表示采用傳統(tǒng)的晶體管的偶次諧波混頻器的一例的電路圖。
發(fā)明的最佳實施例圖1是本發(fā)明一實施例的混頻電路的電路圖。圖1中，與傳統(tǒng)例的圖5同樣，晶體管1、2的集電極和發(fā)射極相互連接，各集電極經(jīng)由電阻R3供給電源，本機(jī)振蕩波的頻率分量信號LO/↓LO分別輸入晶體管1、2的基極，構(gòu)成本機(jī)頻率倍增部10。該本機(jī)頻率倍增部10與偶次諧波混頻器同樣，生成本機(jī)振蕩波頻率的2倍的頻率。
而且，晶體管1、2的發(fā)射極與參考用晶體管3的發(fā)射極連接，參考用晶體管3的集電極經(jīng)由電阻R4與電源連接。參考用晶體管3的基極施加偏置電流(Ref.)。
電阻R3和R4構(gòu)成作為電壓源的負(fù)載部6，但是也可取代電阻R3、R4而連接其他負(fù)載。各晶體管1、2及3的發(fā)射極與調(diào)制波輸入用晶體管4的集電極連接，發(fā)射極供給來自恒流源5的恒流。調(diào)制波輸入用晶體管4的基極輸入調(diào)制波信號BB。
圖1所示混頻電路中，流過晶體管1、2組成的本機(jī)頻率倍增部10的電流和流過參考用晶體管3的電流之和等于流過調(diào)制波輸入用晶體管4的電流。另外，流過晶體管4的電流等于恒流源5的恒流。從而，通過使晶體管4具有增益，可實現(xiàn)具有增益的混頻電路。
由晶體管1、2構(gòu)成的本機(jī)頻率倍增部10所生成的2倍的頻率使本機(jī)頻率倍增部10的電流變化。由于晶體管4向本機(jī)頻率倍增部10及晶體管3提供恒流，因而，變動的電流的變化量導(dǎo)致晶體管3中流過反相的電流。晶體管4對輸入的調(diào)制波具有增益，放大的信號在本機(jī)頻率倍增部10中頻率變換。頻率變換后的信號作為差動輸出信號RF/↓RF從負(fù)載部6輸出。
從而，根據(jù)該實施例，由晶體管1、2組成的本機(jī)頻率倍增部10和晶體管4組成的調(diào)制波輸入部所構(gòu)成的混頻電路中，與本機(jī)頻率倍增部1 0成對地設(shè)置參考用的晶體管3，通過進(jìn)行差動混頻，不必提高本機(jī)振蕩波的輸入電平，可實現(xiàn)高增益的混頻電路。
圖2是本發(fā)明的其他實施例的電路圖。圖2中，本機(jī)頻率倍增部10、晶體管3、4具有與圖1所示部件同樣的構(gòu)成。本機(jī)頻率倍增部20、晶體管9、11具有與圖1所示混頻電路同樣的構(gòu)成。即，晶體管7的集電極和晶體管8的集電極，晶體管7的發(fā)射極和晶體管8的發(fā)射極分別連接，晶體管7、8的基極分別輸入本機(jī)振蕩波的頻率分量信號LO、↓LO。
晶體管7、8的發(fā)射極與參考用晶體管9的發(fā)射極連接，該參考用晶體管9的基極輸入偏置電流。各晶體管7、8及9的發(fā)射極與調(diào)制波輸入用晶體管11的集電極連接。晶體管11的基極輸入與輸入晶體管4的基極的調(diào)制波信號BB反相的調(diào)制波信號↓BB。
本機(jī)頻率倍增部20的各集電極與本機(jī)頻率倍增部10的各集電極連接，各集電極共同經(jīng)由電阻R3供給電源。晶體管9的集電極與晶體管3的集電極連接，分別經(jīng)由電阻R4供給電源。晶體管11發(fā)射極與晶體管4的發(fā)射極連接，分別連接到共同的恒流源5。即，圖2所示混頻電路具有將圖1所示混頻電路吉爾伯特單元化后的構(gòu)成。
從而，根據(jù)該實施例，具有與圖1相同構(gòu)成的各混頻電路具有前述的高增益，而且，通過形成吉爾伯特單元結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)抑制向輸出側(cè)漏泄本機(jī)振蕩波的頻率分量的混頻電路。
圖3是本發(fā)明的其他實施例的電路圖。該實施例取代圖1所示恒流源5而設(shè)置可變電流源12，可獲得可變增益控制效果。
圖4是本發(fā)明又一實施例的電路圖。該實施例中，圖1所示參考用晶體管3的基極與可變電流源13連接，使偏置電流可變，可獲得可變增益控制效果。
另外，上述的實施例說明了混合本機(jī)振蕩波的頻率分量和調(diào)制波信號BB并輸出調(diào)制波信號的混頻電路，但是，也可以輸入作為調(diào)制波信號接收的射頻信號，與本機(jī)振蕩波的頻率分量混合，將基帶信號作為調(diào)制信號輸出。
另外，上述的實施例由雙極型晶體管構(gòu)成，但也可由電界效果晶體管構(gòu)成。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在由本機(jī)頻率倍增部和調(diào)制波輸入部組成的混頻電路中設(shè)置參考用的晶體管，通過進(jìn)行差動混頻，可容易地以高增益實現(xiàn)簡化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。另外，通過進(jìn)行恒流控制，可減少對半導(dǎo)體工藝的偏差的依存性，通過采用帶隙結(jié)構(gòu)的恒流源，可降低電源電壓變動和溫度變動。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的混頻電路兼?zhèn)鋫鹘y(tǒng)的混頻電路的優(yōu)點和偶次諧波混頻器的優(yōu)點，通過激活偶次諧波混頻器，可實現(xiàn)不受載波分量的影響的高增益的混頻電路，適用于將基帶信號直接調(diào)制成射頻的移動通信。
權(quán)利要求
1.一種混頻電路，包括本機(jī)頻率倍增部(10)，由其輸入電極輸入本機(jī)振蕩波的頻率分量信號的第1晶體管(1)和輸入所述本機(jī)振蕩波的反相信號的第2晶體管(2)構(gòu)成，所述第1晶體管和所述第2晶體管各自的第1電極相互連接，且各自的第2電極相互連接，從各晶體管的第1電極輸出調(diào)制信號；第3晶體管(3)，與所述本機(jī)頻率倍增部的第1及第2晶體管成對地連接，其輸入電極輸入?yún)⒖夹盘枺瑫r，從其第1電極差動輸出所述調(diào)制信號；電壓源(6)，向所述第1，第2及第3晶體管的各第1電極施加規(guī)定的電壓；信號輸入部，與所述第1、第2及第3晶體管的各第2電極連接并輸入調(diào)制信號；恒流源(5)，與所述信號輸入部連接。
2.如權(quán)利要求1所述的混頻電路，其特征在于所述信號輸入部是第4晶體管(4)，所述調(diào)制波信號輸入其輸入電極，所述第1、第2及第3晶體管的各第2電極與其第1電極連接，同時其第2電極與所述恒流源連接。
3.如權(quán)利要求1所述的混頻電路，其特征在于所述本機(jī)頻率倍增部(10，20)、所述參考用的第3晶體管(3，9)以及第4晶體管(4，11)設(shè)成2組，所述電壓源與所述2組本機(jī)頻率倍增部共同連接，所述恒流源(5)向所述2組第4晶體管共同供給恒流。
4.如權(quán)利要求2所述的混頻電路，其特征在于所述恒流源是可變恒流源(12)。
5.如權(quán)利要求1所述的混頻電路，其特征在于還具備可變電流源(13)，使提供給所述第3晶體管的輸入電極的偏置電流可變。
全文摘要
本機(jī)振蕩波的頻率分量信號L0輸入構(gòu)成本機(jī)頻率倍增部(10)的晶體管(1)的基極，本機(jī)振蕩波的反相信號(↓L0)輸入晶體管(2)的基極，各晶體管(1，2)的集電極和發(fā)射極相互連接，從各晶體管的集電極輸出調(diào)制信號，晶體管(1，2)與參考用的晶體管(3)差動連接，成為差動連接的輸出的各晶體管(1～3)的集電極與負(fù)載(6)連接，差動連接的各晶體管(1～3)的發(fā)射極與集電極連接，調(diào)制波信號輸入用晶體管(4)的基極，發(fā)射極與恒流源(5)連接，從而構(gòu)成混頻電路。
文檔編號H03D7/14GK1481605SQ01820934
公開日2004年3月10日 申請日期2001年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月12日
發(fā)明者高橋貴紀(jì), 上馬弘敬, 敬 申請人:三菱電機(jī)株式會社