專利名稱：混頻電路及使用了混頻電路的接收電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直接轉(zhuǎn)換方式的接收電路或使用于其中的混頻電路。上述混頻電路被構(gòu)成為包含由吉爾伯特單元(Gilbert Cell)組成的正交解調(diào)器。此外本發(fā)明還涉及使用上述接收電路或混頻電路而進(jìn)行DC偏移的校正的DC偏移校正方法。本發(fā)明特別涉及在上述接收電路或混頻電路中，減少通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化(正交解調(diào)器的DC偏移變動)的結(jié)構(gòu)和方法。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨著便攜式電話的小型化，使用了可減少濾波器等外圍元件的直接轉(zhuǎn)換方式的集成化接收電路。在直接轉(zhuǎn)換方式中，將高頻信號直接轉(zhuǎn)換為基帶信號。因此，處理的信號成為基帶的低頻率，可集成濾波器。而且，能削減以往的超外差方式中所使用的中間頻帶的濾波器，能實(shí)現(xiàn)小型化。
然而，由于在直接轉(zhuǎn)換方式中，沒有中間頻率放大部，因此，在高頻部和基帶部中，與超外差方式相比，需要確保高的放大率。因此，存在所謂不得不校正由正交解調(diào)器和基帶放大器生成的DC偏移、防止放大器的飽和的短處。
于是，在現(xiàn)有技術(shù)(日本專利公開公報(bào)2002-217769號)中，不激活高頻放大器而使信號停止，由此使正交解調(diào)器和基帶放大器處于無輸入狀態(tài)，進(jìn)行DC偏移校正。此時(shí)，提出了如下技術(shù)使虛擬的高頻放大器工作，使正交解調(diào)器的輸入條件恒定，抑制通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化。
下面，參照圖3來說明用于抑制通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化的日本專利公開公報(bào)2002-217769號所展示的方法。
圖3是表示抑制通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化的接收電路的框圖。在該接收電路中，從高頻信號輸入端子44輸入的接收信號即高頻信號，由第1低噪聲放大器47放大，再由接下來的第3低噪聲放大器49進(jìn)一步放大。第1低噪聲放大器47的輸入經(jīng)由阻抗Z0而接地。第3低噪聲放大器49的輸出被輸入到正交解調(diào)器50，通過與本振電路62的輸出進(jìn)行混頻，而變換為基帶信號。正交解調(diào)器50的輸出被輸入到第1可變增益放大器51而被放大，接著由第1低通濾波器53來去除不需要的信號。第1低通濾波器53的輸出還被輸入到第2可變增益放大器52而被放大，由接下來的第2低通濾波器54來去除不需要的信號，從信號輸出端子45和反相信號輸出端子46輸出。
當(dāng)接收信號電平變化時(shí)，第3低噪聲放大器49、第1可變增益放大器51和第2可變增益放大器52的增益被改變，由此信號輸出端子45和反相信號輸出端子46中的信號輸出電平被控制為集中在一定的范圍內(nèi)。
此時(shí)，一般地在放大器中存在DC偏移。特別是可變增益放大器的情況下，其輸出端中的DC偏移根據(jù)放大器的增益設(shè)定而變化。而且，第3低噪聲放大器49的輸出中的DC偏移由接下來的正交解調(diào)器50進(jìn)行頻率變換而不成問題。然而，在直接轉(zhuǎn)換接收電路中，本振電路的振蕩頻率與輸入信號相同。因此，來自本振電路62的本振信號因?yàn)槟撤N理由而向第3低噪聲放大器49的輸入部泄漏的情況下，作為DC偏移，從正交解調(diào)器50輸出。因此，當(dāng)改變第3低噪聲放大器49的增益設(shè)定時(shí)，正交解調(diào)器50的輸出中的DC偏移就變化。
因此，可變增益放大器的增益設(shè)定被改變了的情況下，需要進(jìn)行DC偏移校正。特別是在直接轉(zhuǎn)換接收電路中，基帶中的放大率大，若不進(jìn)行DC偏移校正，則由DC偏移而使電路飽和，就不能進(jìn)行正常工作。
接著，對現(xiàn)有技術(shù)中的DC偏移校正的工作進(jìn)行說明。最初，不激活第1低噪聲放大器47而使信號停止。接下來，使用第1AD變換器57，來監(jiān)控第1可變增益放大器51的輸出DC偏移。然后，根據(jù)第1AD變換器57的輸出DC偏移的監(jiān)控結(jié)果，使用第1控制電路59來控制第1DA變換器55，由此控制加到第1可變增益放大器51的輸入的DC偏移量。根據(jù)輸出DC偏移的監(jiān)控結(jié)果，通過調(diào)整加到第1可變增益放大器51的輸入的DC偏移，就能校正第1可變增益放大器51的輸出DC偏移。
此時(shí)，激活第1低噪聲放大器47而不使高頻信號停止的情況下，在第1可變增益放大器51的輸出中出現(xiàn)重疊了DC偏移和高頻信號的信號。其結(jié)果是，以相對于監(jiān)控第1可變增益放大器51的輸出DC偏移時(shí)的信號與DC偏移的和、使輸出成為零的方式，進(jìn)行了DC偏移校正。因此，無輸入時(shí)，DC偏移會殘留，就會進(jìn)行錯(cuò)誤的DC校正。
如上所述，進(jìn)行DC偏移校正時(shí)，需要使進(jìn)行校正的放大器的輸入成為無輸入信號狀態(tài)。
因此，在由開關(guān)63切換偏置電路61的偏置電壓的輸出目的地且不激活第1低噪聲放大器47而使信號停止的情況下，第3低噪聲放大器49的輸入條件就發(fā)生了變化，由從本振電路62向第3低噪聲放大器49的輸入泄漏的信號產(chǎn)生的正交解調(diào)器50的DC偏移就存在從通常工作時(shí)發(fā)生變化的問題。
為了避免該問題，在現(xiàn)有技術(shù)中，與第1低噪聲放大器47并聯(lián)，連接了由阻抗Z1將輸入接地且未輸入高頻信號的虛擬的第2低噪聲放大器48。而且，在DC偏移校正中，通過反轉(zhuǎn)開關(guān)63，使用偏置電路61，來不激活第1低噪聲放大器47，而激活第2低噪聲放大器48。這樣一來，就使第3低噪聲放大器49的輸入條件保持恒定，與通常工作時(shí)或DC偏移工作時(shí)無關(guān)，正交解調(diào)器50的DC偏移就能通常成為恒定(相同)。
另外，即便對于第2可變增益放大器52的輸出DC偏移，使用第2AD變換器58、第2控制電路60和第2DA變換器56，也能與第1可變增益放大器51的輸出DC偏移校正同樣地進(jìn)行校正。
然而，具有虛擬的高頻放大器會引起電路規(guī)模、外圍部件增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種混頻電路和接收電路、以及DC偏移校正方法，能以小的電路規(guī)模、外圍部件，來抑制通常工作時(shí)與DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化，能高精度地進(jìn)行DC偏移校正。
本發(fā)明的混頻電路，具有正交解調(diào)器，其包括第1差分放大器和開關(guān)電路被連接為縱切結(jié)構(gòu)的吉爾伯特單元；以及偏置電路，其包括一對差分輸入端彼此短路的、與第1差分放大器并聯(lián)設(shè)置的第2差分放大器。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將包括一對差分輸入端彼此短路的第2差分放大器的偏置電路與第1差分放大器并聯(lián)地設(shè)置，在DC偏移校正時(shí)不激活第1差分放大器，而激活第2差分放大器。由此，在DC偏移校正時(shí)，能以與通常工作時(shí)相同的條件、且無輸入信號狀態(tài)下，使正交解調(diào)器工作。其結(jié)果是，能抑制通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化，并能高精度地進(jìn)行DC偏移校正。而且，只追加第2差分放大器即可，能以小的電路規(guī)模、外圍部件，來抑制通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化。
而且，本發(fā)明的接收電路，具有混頻電路，其具備包括第1差分放大器和開關(guān)電路被連接為縱切結(jié)構(gòu)的吉爾伯特單元的正交解調(diào)器，以及包括輸入端被短路的、與第1差分放大器并聯(lián)連接的第2差分放大器的偏置電路；以及可變增益放大器，其具有DC偏移消除功能，用于放大混頻電路的輸出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將包括一對差分輸入端彼此短路的第2差分放大器的偏置電路與第1差分放大器并聯(lián)地設(shè)置，在DC偏移校正時(shí)不激活第1差分放大器，而激活第2差分放大器。由此，在DC偏移校正時(shí)，能以與通常工作時(shí)相同的條件、且無輸入信號狀態(tài)下，使正交解調(diào)器工作。其結(jié)果是，能抑制通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化，并能高精度地進(jìn)行DC偏移校正。而且，只追加第2差分放大器即可，能以小的電路規(guī)模、外圍部件，來抑制通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化。
其中，第1差分放大器放大由第1和第2信號組成的第1差分信號，輸出第3和第4信號。
而且，開關(guān)電路包括第1、第2、第3和第4晶體管。第1晶體管中，第3信號被輸入到發(fā)射極，由第5和第6信號組成的第2差分信號中第5信號被輸入到基極。第2晶體管中，第3信號被輸入到發(fā)射極，第6信號被輸入到基極。第3晶體管中，第4信號被輸入到發(fā)射極，第6信號被輸入到基極，集電極與第1晶體管的集電極共同連接而成為第1輸出端。第4晶體管中，第4信號被輸入到發(fā)射極，第5信號被輸入到基極，集電極與第2晶體管的集電極共同連接而成為第2輸出端。
而且，該開關(guān)電路通過上述第1到第4晶體管，根據(jù)第5信號和第6信號的大小關(guān)系，將第3信號切換到第1輸出端或第2輸出端；根據(jù)第5信號和第6信號的大小關(guān)系，將第4信號與第3信號相反地切換到第1輸出端或第2輸出端。
而且，上述第1差分信號是高頻信號，第2差分信號是本振信號。
本發(fā)明的第1DC偏移校正方法，是使用上述本發(fā)明的混頻電路來校正DC偏移的方法，使第1差分放大器成為非激活狀態(tài)，使第2差分放大器成為激活狀態(tài)，在該狀態(tài)下檢測并校正DC偏移。
本發(fā)明的第2DC偏移校正方法，是使用上述本發(fā)明的接收電路來校正DC偏移的方法，使第1差分放大器成為非激活狀態(tài)，使第2差分放大器成為激活狀態(tài)，在該狀態(tài)下檢測并校正DC偏移。
根據(jù)本發(fā)明的第1和第2DC偏移校正方法，使用具有包括第2差分放大器的偏置電路的混頻電路或者接收電路，使第1差分放大器成為非激活狀態(tài)，使第2差分放大器成為激活狀態(tài)，在該狀態(tài)下校正DC偏移，因此，能以小的電路規(guī)模、外圍部件，來抑制通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化，能高精度地進(jìn)行DC偏移校正。
如以上說明所述，根據(jù)本發(fā)明涉及的混頻電路、接收電路和DC偏移校正方法，就能以小的電路規(guī)模、外圍部件，來抑制通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移的變化，能高精度地進(jìn)行DC偏移校正。


圖1是表示第1實(shí)施例涉及的混頻電路的電路圖。
圖2是表示第1實(shí)施例涉及的接收電路的電路框圖。
圖3是表示現(xiàn)有技術(shù)涉及的接收電路的電路框圖。
具體實(shí)施例方式
(第1實(shí)施例)下面，參照附圖對本發(fā)明的第1實(shí)施例涉及的接收電路進(jìn)行說明。
圖1是構(gòu)成本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的接收電路的混頻電路的電路圖。該混頻電路由包括吉爾伯特單元的正交解調(diào)器和偏置電路構(gòu)成。從高頻信號輸入端子1和反相高頻信號輸入端子2輸入高頻信號。高頻信號被包括第1晶體管9和第2晶體管10的差分放大器放大。將第1電感器22和第2電感器23插入到第1晶體管9和第2晶體管10的發(fā)射極之間，以決定增益。
接著，由差分放大器放大的高頻信號被輸入到包括第3晶體管11、第4晶體管12、第5晶體管13和第6晶體管14的開關(guān)電路。然后，該高頻信號通過與從本振輸入端子3和反相本振輸入端子4輸入的本振信號混頻，從而就變換為基帶信號。第3電阻19和第4電阻20是負(fù)載電阻。
被混頻的信號從信號輸出端子5和反相信號輸出端子6輸出。第1切換控制輸入端子7，在激活正交解調(diào)器時(shí)，被施加規(guī)定的電壓，在非激活正交解調(diào)器時(shí)，被施加零電位。第2切換控制輸入端子8，在非激活正交解調(diào)器時(shí)，被施加規(guī)定的電壓，在激活正交解調(diào)器時(shí)，被施加零電位。
通過第1電阻17和第2電阻18，將施加到第1切換控制輸入端子7的電壓施加到第1晶體管9和第2晶體管10的基極。通過第5電阻21，將施加到第2切換控制輸入端子8的電壓施加到第7晶體管15和第8晶體管16的基極。第7晶體管15和第8晶體管16的發(fā)射極接地，這些集電極分別與第1晶體管9和第2晶體管10的集電極相連接，構(gòu)成偏置電路。構(gòu)成該偏置電路的第7晶體管15和第8晶體管16，最好與第1晶體管9和第2晶體管10特性相同。
第7晶體管15和第8晶體管16的基極相互共同連接，并與第5電阻21相連接。其結(jié)果是，包括第7晶體管15和第8晶體管16的差分放大器的一對差分輸入被短路，成為無輸入信號狀態(tài)。因此，無需插入與通常工作時(shí)決定增益所用的第1電感器22和第2電感器23相當(dāng)?shù)碾姼衅?，在進(jìn)行部件件數(shù)削減、或集成化的情況下，能實(shí)現(xiàn)芯片面積削減。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，對向第1切換控制輸入端子7的第1切換控制輸入信號施加正電壓、對向第2切換控制輸入端子8的第2切換控制輸入信號施加零電壓的情況下，電流流向第1晶體管9和第2晶體管10，電流不流向第7晶體管15和第8晶體管16。因此，正交解調(diào)器被激活而進(jìn)行通常工作。
另一方面，對向第1切換控制輸入端子7的第1切換控制輸入信號施加零電壓、對向第2切換控制輸入端子8的第2切換控制輸入信號施加正電壓的情況下，電流不流向第1晶體管9和第2晶體管10，電流流向第7晶體管15和第8晶體管16。因此，正交解調(diào)器未被激活。
即使是正交解調(diào)器未被激活的情況下，第7晶體管15和第8晶體管16中也流動電流，包括第3晶體管11、第4晶體管12、第5晶體管13和第6晶體管14的開關(guān)電路也進(jìn)行通常工作。因此，在正交解調(diào)器的輸出中，產(chǎn)生與激活時(shí)相同的DC偏移。
如上所述，使用本發(fā)明的第1實(shí)施例的混頻電路時(shí)，即使在DC偏移校正時(shí)未激活正交解調(diào)器的情況下，也能產(chǎn)生與激活時(shí)相同的DC偏移，進(jìn)行包括正交解調(diào)器的、正確的DC偏移校正。
另外，本發(fā)明的第1實(shí)施例的混頻電路，僅將第7晶體管15和第8晶體管16、第5電阻21加到通常的正交解調(diào)器上，就能以極少的元件的追加，來防止DC偏移變動。
接著，使用圖2來進(jìn)行接收電路整體的說明。從高頻信號輸入端子24和反相高頻信號輸入端子25向正交解調(diào)器30輸入高頻信號。輸入到正交解調(diào)器30的高頻信號，與本振電路35的本振信號混頻被變換為基帶信號，從正交解調(diào)器30輸出。正交解調(diào)器30的輸出被輸入到第1可變增益放大器31，接著被輸入到第1低通濾波器33而去除不需要的信號。第1低通濾波器33的輸出被輸入到第2可變增益放大器32，接著被輸入到第2低通濾波器34而去除不需要的信號，而后從信號輸出端子26和反相信號輸出端子27輸出。
另外，在圖2中，省略了相當(dāng)于圖3中的第1低噪聲放大器47、第3低噪聲放大器49的要素的圖示。
在不進(jìn)行DC偏移校正的通常工作時(shí)，從第1偏置電路36輸出正電壓，從第2偏置電路37輸出零電壓。第1偏置電路36的輸出與向圖1中的第1切換控制輸入端子7的輸入相對應(yīng)，第2偏置電路37的輸出與向圖1中的第2切換控制輸入端子8的輸入相對應(yīng)。因此，如用圖1所說明的那樣，正交解調(diào)器30被激活而進(jìn)行通常工作。
在進(jìn)行DC偏移校正的情況下，從第1偏置電路36輸出零電壓，從第2偏置電路37輸出正電壓。因此，如用圖1所說明的那樣，正交解調(diào)器30未被激活。此時(shí)，從正交解調(diào)器產(chǎn)生的DC偏移與通常工作時(shí)不同，能利用后極的第1可變增益放大器31的DC偏移校正，來正確地進(jìn)行校正。
另外，第1可變增益放大器31、32的輸出DC偏移校正順序與圖3中所說明的相同。在圖2中，符號38、39分別表示DA轉(zhuǎn)換器，符號40、41分別表示AD轉(zhuǎn)換器，符號42、43分別表示控制電路。
如以上說明的那樣，本發(fā)明對抑制直接轉(zhuǎn)換接收電路中的通常工作時(shí)和DC偏移校正時(shí)之間的正交解調(diào)器的DC偏移變動的方法等是有用的。
權(quán)利要求
1.一種混頻電路，其特征在于，具有正交解調(diào)器，包括第1差分放大器和開關(guān)電路被連接為縱切結(jié)構(gòu)的吉爾伯特單元；以及偏置電路，包括一對差分輸入端彼此短路的、與上述第1差分放大器并聯(lián)設(shè)置的第2差分放大器。
2.如權(quán)利要求1所述的混頻電路，其特征在于，上述第1差分放大器放大由第1和第2信號組成的第1差分信號，輸出第3和第4信號，上述開關(guān)電路包括第1晶體管，上述第3信號被輸入到發(fā)射極，由第5和第6信號組成的第2差分信號中上述第5信號被輸入到基極；第2晶體管，上述第3信號被輸入到發(fā)射極，上述第6信號被輸入到基極；第3晶體管，上述第4信號被輸入到發(fā)射極，上述第6信號被輸入到基極，集電極與上述第1晶體管的集電極共同連接而成為第1輸出端；以及第4晶體管，上述第4信號被輸入到發(fā)射極，上述第5信號被輸入到基極，集電極與上述第2晶體管的集電極共同連接而成為第2輸出端，上述開關(guān)電路根據(jù)上述第5信號和上述第6信號的大小關(guān)系，將上述第3信號切換到上述第1輸出端或上述第2輸出端；根據(jù)上述第5信號和上述第6信號的大小關(guān)系，將上述第4信號與上述第3信號相反地切換到上述第1輸出端或上述第2輸出端。
3.如權(quán)利要求2所述的混頻電路，其特征在于，上述第1差分信號是高頻信號，上述第2差分信號是本振信號。
4.一種接收電路，其特征在于，具有權(quán)利要求1、2或3所述的混頻電路；以及可變增益放大器，具有DC偏移消除功能，用于放大上述混頻電路的輸出。
5.一種DC偏移校正方法，使用權(quán)利要求1、2或3所述的混頻電路來校正DC偏移，其特征在于，使上述第1差分放大器成為非激活狀態(tài)，使上述第2差分放大器成為激活狀態(tài)，在該狀態(tài)下檢測并校正DC偏移。
6.一種DC偏移校正方法，使用權(quán)利要求4所述的接收電路來校正DC偏移，其特征在于，使上述第1差分放大器成為非激活狀態(tài)，使上述第2差分放大器成為激活狀態(tài)，在該狀態(tài)下檢測并校正DC偏移。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混頻電路，其具有正交解調(diào)器，包括第1差分放大器和開關(guān)電路被連接為縱切結(jié)構(gòu)的吉爾伯特單元；以及偏置電路，包括一對差分輸入端彼此短路的、與第1差分放大器并聯(lián)設(shè)置的第2差分放大器。并提供DC偏移校正方法，其中，在使第1差分放大器成為非激活、使第2差分放大器成為激活的狀態(tài)下檢測并校正DC偏移。
文檔編號H03D7/14GK1667972SQ20051005450
公開日2005年9月14日 申請日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月8日
發(fā)明者濱崎俊典, 石田薰 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社