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Compensation-type ring mixer

阅读:581发布:2024-02-21

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  • (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】第1入力信号を受け取るための第1入力ポート端子及び上記第1入力信号から180度位相偏移した第2入力信号を受け取るための第2入力ポート端子を有する入力ポートと、 所定のスイッチング周波数を持つ第1スイッチング信号を受け取るための第1スイッチング端子及び上記所定スイッチング周波数と同一のスイッチング周波数を持ち且つ上記第1スイッチング信号から180度偏移した位相を持つ第2スイッチング信号を受け取るための第2スイッチング端子を有するスイッチングポートと、 各々が、上記スイッチング周波数におけるスイッチング信号の位相及び電圧の関数として単調に変化する第1の時間・電圧変化の容量性リアクタンスC P1 (V)及び第2の時間・電圧変化の容量性リアクタンスC P2 (V)を個々に生じる直列接続した1対の第1スイッチング素子及び直列接続した1対の第2スイッチング素子を有し、
    上記第1及び第2入力信号を受け取ってそれらを上記位相の異なる第1及び第2スイッチング信号と混合するスイッチングリングとを備え、 上記1対の第1スイッチング素子は、上記第1及び第2
    スイッチング端子間に連結されるとともに、上記1対の第2スイッチング素子は、上記第1及び第2スイッチング端子間に、上記1対の第1スイッチング素子と並列に且つ上記1対の第1スイッチング素子の連結状態とは極性を逆にして連結され、更に、上記第1及び第2スイッチング端子に、180度の逆位相を持つ上記第1及び第2
    スイッチング信号を付与することにより、スイッチング信号電圧の変化に伴い上記スイッチング素子の一方の対における容量性リアクタンスが増加する一方、上記第1
    及び第2スイッチング端子間の上記スイッチング信号電圧と同じスイッチング信号電圧の変化に伴い上記スイッチング素子の他方の対における容量性リアクタンスが減少し、上記第1及び第2時間・電圧変化容量性リアクタンスの寄生キャパシタンスC P1及びC P2を並列に連結することによって形成される有効容量性リアクタンスC Pが、
    上記第1及び第2寄生キャパシタンスの合計C P =C P1 +C
    P2となり、上記第1及び第2スイッチング端子間の容量性リアクタンスの変化が、上記スイッチング電圧の範囲にわたり且つスイッチング信号の位相全体にわたって、
    上記第1及び第2スイッチング素子各々の容量性リアクタンスの変化より小さくなるようにされており、更に上記第1及び第2入力ポート端子に対する仮想信号接地点にある上記第1及び第2スイッチング端子間で上記スイッチングリングに連結された補償素子を備え、上記補償素子は、上記スイッチング周波数において上記スイッチング電圧範囲にわたって上記有効容量性リアクタンス
    C Pの平均値と共振することにより、スイッチング電圧が上記有効容量性リアクタンスの変化が少なくなるように変化するのに伴い、上記1対の第1スイッチング素子及び上記1対の第2スイッチング素子の各々における上記時間・電圧変化容量性リアクタンスが部分的に自己補償するとともに、残る未補償の容量性リアクタンスが、全てのスイッチング周波数信号の位相及びスイッチング信号の電圧において上記補償素子によって共振され打ち消されるように選択された所定のインダクタンス値L Cを持つ誘導性リアクタンス成分を有し、 上記補償素子を上記スイッチング端子間において上記第1及び第2入力ポート端子に対し仮想信号接地点で連結することによって、上記補償素子は、付与される信号に歪みが生じるのを実質的に防止するとともに、 上記補償素子によって、非補償型のミクサと比較して、
    未補償の容量性リアクタンスに起因する非線形歪みを低減したことを特徴とするミクサ。 【請求項2】上記補償素子は、下記式L C =1/{C P ×(2πf LO } におけるスイッチング周波数f LOでの上記有効平均容量性リアクタンスC Pに基づいて選択した誘導性リアクタンスL Cを持つインダクタを有することを特徴とする請求項1に記載のミクサ。 【請求項3】上記スイッチングリングは、 第1スイッチング素子入力端子及び第1スイッチング素子出力端子を有する第1スイッチング素子と、 上記第1スイッチング素子出力端子に接続された第2スイッチング素子入力端子及び第2スイッチング素子出力端子を有する第2スイッチング素子と、 上記第2スイッチング素子出力端子に接続された第3スイッチング素子入力端子及び第3スイッチング素子出力端子を有する第3スイッチング素子と、 上記第3スイッチング素子出力端子に接続された第4スイッチング素子入力端子及び第1スイッチング素子入力端子に接続された第4スイッチング素子出力端子を有する第4スイッチング素子とを備えたことを特徴とする請求項1に記載のミクサ。 【請求項4】外部RF信号を受け取り、上記第1入力信号及び上記180度位相偏移した第2入力信号を生成し、上記第1入力信号を上記第1スイッチング素子入力端子に付与するとともに、上記第2入力信号を上記第3スイッチング素子入力端子で付与するように構成したRFバランを更に備えたことを特徴とする請求項3に記載のミクサ。 【請求項5】外部LO信号を受け取り、上記第1スイッチング信号及び上記180度位相偏移した第2スイッチング信号を生成するためのLOバランを更に備え、上記LOバランは、上記第2スイッチング素子の上記第2入力端子に上記第1スイッチング信号を、第4スイッチング素子の第4入力端子に第2スイッチング信号を各々付与するための上記第1及び第2スイッチング端子に連結されたことを特徴とする請求項4に記載のミクサ。 【請求項6】上記スイッチングリングは、第1、第2、
    第3、及び第4のダイオードを有する四角形リング構成とされ、上記ダイオードの各々は、上記容量性リアクタンスC Pに関連するダイオード寄生キャパシタンスC Diを生じる特性を有することを特徴とする請求項1に記載のミクサ。 【請求項7】上記補償素子は、下記式 (但し、a 1及びa 2は、比例定数) 及び、L C =1/{C P ×(2πf LO } (但し、f LOは、上記第1及び第2スイッチング信号の周波数) を満足する上記第1、第2、第3、及び第4ダイオードの上記寄生キャパシタンスC D1 、C D2 、C D3 、及びC D4から形成された有効キャパシタンスC Pに基づいて選択した誘導性リアクタンス値L Cを有するインダクタで構成されたことを特徴とする請求項6に記載のミクサ。 【請求項8】上記RFバランは、IF信号ポートを設定する手段を有することを特徴とする請求項4に記載のミクサ。 【請求項9】RF信号を受け取るための第1RF端子及び第2
    RF端子を有するRFポートに連結されたRFバランと、 LO周波数のLO信号を受信し、上記LO周波数の第1スイッチング信号を生成するとともに、上記第1スイッチング信号とは位相偏移したLO周波数の第2スイッチング信号を生成するためのLOバランと、 上記RF信号を上記LO信号と混合するためのスイッチングリング手段とを備え、上記スイッチング手段は、各々が、上記LO周波数におけるスイッチング信号の位相及び振幅の関数として変化する個々の容量性リアクタンスを生じる複数のスイッチング素子を有し、上記スイッチング素子は、第1ノード及び第2ノード間に接続されることにより、上記複数スイッチング素子の1つ又はそれ以上における容量性リアクタンスが、そこに付与される第1スイッチング信号に応答して増加する一方、上記1つ又はそれ以上のスイッチング素子以外のスイッチング素子における容量性リアクタンスが、そこに付与される第2スイッチング信号に応答して減少し、上記第1及び第2ノード間に生じる合成容量性リアクタンスの変化が実質的に一定となるようにされており、更に上記実質的に一定の合成容量性リアクタンスと共振するように選択された誘導性リアクタンス値を有する補償素子を備え、上記第1及び第2ノードは、上記第1及び第
    2RFポート端子に対し仮想信号接地点にあり、且つ、上記補償素子は、上記実質的に一定の合成容量性リアクタンスを打ち消すことによって上記実質的に一定の合成容量性リアクタンスがミクサ性能に悪影響を及ぼすのを防止するように、上記LO信号の周波数において上記実質的に一定の合成容量性リアクタンスと共振状態となることを特徴とするミクサ。 【請求項10】上記補償素子は、下記式L C =1/{C P ×(2πf LO } におけるスイッチング周波数f LOでの上記容量性リアクタンスC Pに基づいて選択した誘導性リアクタンスL Cを持つインダクタを有することを特徴とする請求項9に記載のミクサ。 【請求項11】上記スイッチングリング手段は、上記スイッチング素子としての第1ダイオード、第2ダイオード、第3ダイオード、及び第4のダイオードを持つ四角形リング構成を有し、上記ダイオードの各々は、上記合成容量性リアクタンスC Pに関連する接合ダイオード各々の寄生キャパシタンスC D1 、C D2 、C D3 、C D4を生じる特性を有し、且つ、上記合成容量性リアクタンスC Pは、下記関係式 (但し、a 1及びa 2は、比較定数) 及び、L C =1/{C P ×(2πf LO } による誘導性リアクタンス値L Cを有する上記補償素子の上記誘導性リアクタンス値と関連することを特徴とする請求項9に記載のミクサ。 【請求項12】外部RF信号を伝達し、第1RF入出力信号及び上記第1RF入出力信号と180度位相偏移した上記第1R
    F入出力信号に対応する第2RF入出力信号を生成するためにRFポートに連結されたRFバランと、 LO入力ポートにおいてLO周波数の外部LO信号を受け取り、上記LO周波数を有する第1スイッチング信号(L
    O 1 )及び第2スイッチング信号(LO 2 )、及び上記LO周波数を有し且つ上記第1及び第2スイッチング信号と18
    0度偏移した位相を有する第3スイッチング信号(LO 3
    及び第4スイッチング信号(LO 4 )を生成するための局部発振(LO)バランと、 第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2、第3スイッチング素子S3、及び第4スイッチング素子S4を有し、各スイッチング素子を順次リング状に接続した第1の四角形スイッチングリングと、 第5スイッチング素子S5、第6スイッチング素子S6、第7スイッチング素子S7、及び第8スイッチング素子S8を有し、各スイッチング素子を順次リング状に接続した第2の四角形スイッチングリングとを備え、 上記スイッチング素子の各々は、スイッチング信号の位相及び振幅の関数として変化する容量性リアクタンスを生じる特性を個々に有し、 上記第1スイッチング信号は、上記第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子間の接続点である第1スイッチングノードに接続され、上記第2スイッチング信号は、上記第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子間の接続点である第2スイッチングノードに接続され、上記第3スイッチング信号は、上記第5スイッチング素子及び第6スイッチング素子間の接続点である第3
    スイッチングノードに接続され、上記第4スイッチング信号は、上記第7スイッチング素子及び第8スイッチング素子間の接続点である第4スイッチングノードに接続され、更に上記第2、第3、第6、及び第7スイッチング素子によって共用される第5ノード、及び上記第1、第4、第6、及び第7スイッチング素子の共通結線によって共用され、第2外部入出力端子となる第6ノードを備え、 上記スイッチング素子は、上記第1スイッチング信号LO
    1及び第2スイッチング信号LO 2の電圧が増加する時に上記第1、第5、第3、及び第7スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々増加する一方、上記第1スイッチング信号LO 1及び第2スイッチング信号LO 2が減少する時に上記第1、第5、第3、及び第7スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々減少し、且つ、上記第3スイッチング信号LO 3及び第4スイッチング信号LO 4の電圧が増加する時に上記第2、第4、第6、及び第8スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々増加する一方、上記第3スイッチング信号LO 3及び第4スイッチング信号L
    O 4が減少する時に上記第2、第4、第6、及び第8スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々減少するように構成され、 上記第1及び第3スイッチングノード間の容量性リアクタンスは、これらスイッチングノードに付与されるスイッチング信号の全ての位相及び振幅において実質的に一定とされるとともに、上記第2及び第4スイッチングノード間の容量性リアクタンスも、これらスイッチングノードに付与されるスイッチング信号の全ての位相及び振幅において実質的に一定とされており、更に上記第1及び第3スイッチングノード間の上記実質的に一定の容量性リアクタンスと共振して上記実質的に一定の容量性リアクタンスを動作時に動的に補償するように選択された所定の固定的な第1誘導性リアクタンス値を持つ第1誘導性リアクタンス手段を有し、上記第1及び第3スイッチングノード間に接続された第1誘導性補償手段と、 上記第2及び第4スイッチングノード間の上記実質的に一定の容量性リアクタンスと共振して上記実質的に一定の容量性リアクタンスを動作時に動的に補償するように選択された所定の固定的な第2誘導性リアクタンス値を持つ第2誘導性リアクタンス手段を有し、上記第2及び第4スイッチングノード間に接続された第2誘導性補償手段とを備え、 非補償のミクサと比較して、未補償の容量性リアクタンスに起因する非線形性を低減したことを特徴とする二重リングミクサ。 【請求項13】上記スイッチング素子は、ダイオード、
    トランジスタ、及びそれらの組み合わせから成るグループから選択されることを特徴とする請求項12に記載の二重リングミクサ。 【請求項14】RFポートに連結されたRFバランと、 LO周波数を有するLO信号を受け取るためのLOバランと、 上記RFバラン及び上記LOバランに連結された第1四角形リングミクサと、 上記RFバラン、上記LOバラン、及び上記第1四角形リングミクサに連結された第2四角形リングミクサとを備え、 上記第1及び第2四角形リングミクサの各々は、対応する4つの内部ノードから成るセット間に接続された4つのスイッチング素子から成るセットを有し、更に上記LO周波数でのスイッチング動作時に、上記第1及び第2四角形リングミクサ内に生じる容量性リアクタンスを補償するための誘導性補償手段を備え、 上記誘導性補償手段は、 上記第1四角形リングミクサの上記4つの内部ノード内における第1内部ノードと、上記第2四角形リングミクサの上記4つの内部ノード内における第1内部ノードとの間に接続された第1インダクタと、 上記第1四角形リングミクサの上記4つの内部ノード内における第2内部ノードと、上記第2四角形リングミクサの上記4つの内部ノード内における第2内部ノードとの間に接続された第2インダクタとを有することを特徴とする二重リングミクサ。 【請求項15】上記LOバランは、外部LO信号を受け取るためのLO入力ポートと、第1、第2、第3、及び第4LO
    バラン出力端子とを有し、且つ、上記第1インダクタは、同じ振幅と逆の位相を各々持つ上記第1及び第3出力端子を横断して接続されるとともに、上記第2インダクタは、同じ振幅と逆の位相を各々持つ上記第2及び第4出力端子を横断して接続されたことを特徴とする請求項14に記載の二重リングミクサ。 【請求項16】入力信号を受け取るための入力ポートと、所定のスイッチング周波数fSの第1スイッチング信号及び上記第1スイッチング信号と同一のスイッチング周波数を持ち且つ上記第1スイッチング信号に対して18
    0度偏移した位相を持つ第2スイッチング信号を受け取るための第1及び第2スイッチング端子と、少なくとも第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子とを備えたミクサにおいて、上記スイッチング素子の寄生的容量性リアクタンスに起因する歪みを、上記寄生的容量性リアクタンスを補償することによって低減する方法であって、 上記第1及び第2スイッチング端子間に並列接続された上記第1及び第2スイッチング素子を有し、上記入力信号を上記スイッチング信号と混合するためのリングミクサ回路を準備する段階と、 上記第1スイッチング端子から第2スイッチング端子方向に測定したスイッチング信号電圧の増加に伴って増加するスイッチング電圧変化・容量性リアクタンスを生じる上記第1スイッチング素子を設けるとともに、上記第1スイッチング端子から第2スイッチング端子方向に測定したスイッチング信号電圧の増加に伴って減少するスイッチング電圧変化・容量性リアクタンスを生じる上記第2スイッチング素子を設けることよって、上記第1及び第2スイッチング端子間に生じる合成スイッチング電圧変化・寄生キャパシタンスのスイッチング信号電圧動作域にわたる変化を、上記第1及び第2スイッチング素子の各々が個々に生じせしめる寄生キャパシタンスの変化より少なくするとともに、上記合成スイッチング電圧変化・寄生キャパシタンスを、スイッチング電圧動作域にわたって平均的な容量性リアクタンスとして、上記寄生的容量性リアクタンスのスイッチング電圧変化成分を補償する段階と、 上記リングミクサ回路に対し、上記第1及び第2スイッチング端子間の上記第1及び第2スイッチング素子と並列に補償素子を連結することによって、上記寄生的容量性リアクタンスのスイッチング信号位相変化成分を補償する段階と、 上記スイッチング周波数において上記平均的容量性リアクタンスとの共振を起して上記寄生的容量性リアクタンスを上記補償素子によって上記ミクサから共振により打ち消すように選択したインダクタンス値L Cの誘導性リアクタンス成分を有するように上記補償素子を選択する段階とを含むことを特徴とする方法。 【請求項17】RF信号を受け取るためのRFポートRFバラン及びLO周波数f LOのLO信号を受け取るためのLOバランを有するミクサにおけるインピーダンス補償方法であって、 各々が、逆バイアス電圧及び順バイアス電圧を有し、時間変化の非線形容量性リアクタンスを個々に生じるとともに、上記LO周波数において上記第1及び第2スイッチング端子間に上記第1及び第2逆バイアス電圧と上記第1及び第2順バイアス電圧とで形成される特定のスイッチング信号電圧範囲にわたる、上記時間変化の非線形容量性リアクタンスと比較して実質的に変化しない有効容量性リアクタンスC Pを生じるように第1スイッチング端子及び第2スイッチング端子間に並列に接続された第1
    スイッチング素子及び第2スイッチング素子を備え、上記RF信号を上記LO信号と混合するためのリングミクサを準備する段階と、 上記特定スイッチング信号電圧範囲にわたって上記LO周波数で上記有効容量性リアクタンスC Pとの共振を誘起するインダクタンスL Cを持つ補償インダクタを選択する段階と、 上記選択したインダクタンスを上記第1及び第2スイッチング端子間に接続し、上記特定スイッチング信号電圧範囲にわたって上記LO周波数で上記有効容量性リアクタンスC Pとの共振を起しそれを実質的に打ち消す段階とを含むことを特徴とする方法。 【請求項18】入力信号を受け取る入力ポートと、所定のスイッチング周波数f Sを有するスイッチング信号を受け取るスイッチングポートと、各々が、個々の時間変化の非線形容量性リアクタンスを生じる複数の素子を有し、上記入力信号を上記スイッチング信号と混合するためのリングミクサ回路とを備えたミクサであって、 上記複数の素子の各々は、上記素子の第1組によって上記スイッチング周波数において生じる容量性リアクタンスの増加分が、上記素子の第2組によって少なくとも部分的に打ち消されることにより、上記複数の素子が、スイッチング信号の実質的に一定の不変有効容量性リアクタンスを生じるように接続されており、更に上記リングミクサに連結された補償素子を備え、上記補償素子は、上記スイッチング周波数において、上記補償素子が上記有効容量性リアクタンスと共振することによって、上記複数の素子によって生じた上記時間変化の非線形容量性リアクタンスを実質的に打ち消すように選択した誘導性リアクタンス値L Cを持つ誘導性リアクタンス成分を有することを特徴とするミクサ。 【請求項19】上記補償素子は、上記容量性リアクタンスに基づいて選択した誘導性リアクタンスを持つインダクタを有することを特徴とする請求項18に記載のミクサ。 【請求項20】上記誘導性リアクタンス成分L Cは、下記式L C =1/{C P ×(2πf LO } におけるスイッチング周波数f LOでの上記容量性リアクタンスC Pに基づいて選択されたことを特徴とする請求項
    16に記載の方法。 【請求項21】上記リングミクサ回路は、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、第3ダイオードD3、及び第4
    ダイオードD4を有する四角形リング構成を有し、上記ダイオードの各々は、上記容量性リアクタンスC Pに関連するダイオード寄生キャパシタンスC Diを生じる特性を有し、且つ、上記補償素子の上記誘導性リアクタンス成分は、下記関係式 (但し、a 1及びa 2は、比例定数) 及び、L C =1/{C P ×(2πf LO } により求めたインダクタンス値L Cを有するように選択されたことを特徴とする請求項16に記載の方法。 【請求項22】上記補償インダクタは、下記式L C =1/{C P ×(2πf LO } における上記スイッチング周波数f Sでの上記容量性リアクタンスC Pに基づいて選択したインダクタンス値L Cを有することを特徴とする請求項17に記載の方法。 【請求項23】上記リングミクサ回路は、四角形リング構成を有し、上記第1スイッチング素子は、第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2を有するとともに、上記第2スイッチング素子は、第3ダイオードD3及び第4ダイオードD4を有し、更に、上記第1及び第2ダイオードを直列接続して第1ダイオード対を形成し、上記第3及び第4ダイオードを直列接続して第2ダイオード対を形成する一方、上記第1ダイオード対が上記第2ダイオード対に対して並列に且つ極性を逆にして接続して上記ダイオードをリング状に接続するとともに、上記ダイオードの各々は、上記容量性リアクタンスC Pに関連する各ダイオード寄生キャパシタンスC D1 、C D2 、C D3 、C D4を生じる特性を有し、且つ、上記補償インダクタは、下記関係式 (但し、a 1及びa 2は、比例定数) 及び、L C =1/{C P ×(2πf LO } により求めたインダクタンス値L Cを有するように選択されたことを特徴とする請求項17に記載の方法。 【請求項24】外部RF信号を伝達し、第1RF入出力信号及び上記第1RF入出力信号と180度位相偏移した上記第1R
    F入出力信号に対応する第2RF入出力信号を生成するためにRFポートに連結されたRFバランと、 LO入力ポートにおいてLO周波数の外部LO信号を受け取り、上記LO周波数を有する第1スイッチング信号(L
    O 1 )及び第2スイッチング信号(LO 2 )、及び上記LO周波数を有し且つ上記第1及び第2スイッチング信号と18
    0度偏移した位相を有する第3スイッチング信号(LO 3
    及び第4スイッチング信号(LO 4 )を生成するための局部発振(LO)バランと、 順次リング状に接続した第1スイッチング素子S1、第2
    スイッチング素子S2、第3スイッチング素子S3、及び第4スイッチング素子S4を有する第1四角形スイッチングリングと、 順次リング状に接続した第5スイッチング素子S5、第6
    スイッチング素子S6、第7スイッチング素子S7、及び第8スイッチング素子S8を有する第2四角形スイッチングリングとを備え、 上記スイッチング素子の各々は、スイッチング信号の位相及び振幅の関数として変化する容量性リアクタンスを個々に生じ、 上記第1スイッチング信号は、上記第1及び第2スイッチング素子間の接続点である第1スイッチングノードに接続され、上記第2スイッチング信号は、上記第3及び第4スイッチング素子間の接続点である第2スイッチングノードに接続され、上記第3スイッチング信号は、上記第5及び第6スイッチング素子間の接続点である第3
    スイッチングノードに接続され、上記第4スイッチング信号は、上記第7及び第8スイッチング素子間の接続点である第4スイッチングノードに接続され、更に上記第2、第3、第6、及び第7スイッチング素子によって共用される第5ノード、及び上記第1、第4、第5、及び第8スイッチング素子の共通結線によって共用され、第2外部入出力端子となる第6ノードを備え、 上記スイッチング素子は、上記第1スイッチング信号LO
    1及び第2スイッチング信号LO 2の電圧が増加する時に上記第1、第5、第3、及び第7スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々増加する一方、上記第1スイッチング信号LO 1及び第2スイッチング信号LO 2が減少する時に上記第1、第5、第3、及び第7スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々減少し、且つ、上記第3スイッチング信号LO 3及び第4スイッチング信号LO 4の電圧が増加する時に上記第2、第4、第6、及び第8スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々増加する一方、上記第3スイッチング信号LO 3及び第4スイッチング信号L
    O 4が減少する時に上記第2、第4、第6、及び第8スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々減少するように構成され、 上記第1及び第3スイッチングノード間に連結されたスイッチング素子の組み合わせ体に起因する第1有効容量性リアクタンスは、上記第1及び第3スイッチングノードに付与されるスイッチング信号の位相及び振幅の関数としての容量性リアクタンスの変化を有し、この容量性リアクタンスの変化は、上記スイッチング素子の組み合わせ体を形成する上記スイッチング素子の容量性リアクタンスの変化より小さくされているとともに、上記第2
    及び第4スイッチングノード間に連結されたスイッチング素子の組み合わせ体に起因する第2有効容量性リアクタンスは、上記第2及び第4スイッチングノードに付与されるスイッチング信号の位相及び振幅の関数としての容量性リアクタンスの変化を有し、この容量性リアクタンスの変化は、上記スイッチング素子の組み合わせ体を形成する上記スイッチング素子の容量性リアクタンスの変化より小さくされており、更に上記第1及び第3スイッチングノード間の上記第1有効容量性リアクタンスと共振して上記第1有効容量性リアクタンスを動作時に動的に補償するように選択された所定の固定的な第1誘導性リアクタンス値を持つ第1誘導性リアクタンス手段を有し、上記第1及び第3スイッチングノード間に接続された第1誘導性補償手段と、 上記第2及び第4スイッチングノード間の上記第2有効容量性リアクタンスと共振して上記第2有効容量性リアクタンスを動作時に動的に補償するように選択された所定の固定的な第2誘導性リアクタンス値を持つ第2誘導性リアクタンス手段を有し、上記第2及び第4スイッチングノード間に接続された第2誘導性補償手段とを備え、 上記スイッチングノードは、上記RFポートに対する仮想信号接地点にあり、 上記第1及び第2誘導性補償手段を上記スイッチング端子間において上記仮想信号接地点で連結することによって、上記第1及び第2誘導性補償手段は、付与される信号に歪みが生じるのを実質的に防止するとともに、 上記第1及び第2誘導性補償手段を持たないミクサと比較して、未補償の容量性リアクタンスに起因する非線形歪みを低減し、 上記第1四角形スイッチングリングは、各々がダイオード寄生キャパシタンスC Diを生じる特性を持つ第1ダイオード、第2ダイオード、第3ダイオード、及び第4ダイオードを有する第1四角形リング構成を備え、 上記第2四角形スイッチングリングは、各々がダイオード寄生キャパシタンスC Diを生じる特性を持つ第5ダイオード、第6ダイオード、第7ダイオード、及び第8ダイオードを有する第2四角形リング構成を備え、 上記第1及び第2四角形リングは、上記付与されたLOスイッチング信号に応答して上記第1及び第2四角形スイッチングリングを介して特定の誘導性経路を作り出すように、各々接続されるとともに上記RFバラン及びLOバランに接続され、 上記作り出された誘導性経路の各々は、上記誘導性経路を形成するダイオードに関連する容量性リアクタンスC
    Piを有し、 上記第1及び第2誘導性補償手段の各々は、上記誘導性経路を形成する上記ダイオードに並列接続されるとともに、上記特定の誘導性経路を形成する上記ダイオード内に生じる上記容量性リアクタンスC Piに共振するように選択されたインダクタンス値を有し、 各誘導性経路の上記誘導性インダクタンス値L Ciは、下記式L Ci =1/{C Pi ×(2πf LO } における上記LO周波数f LOでの上記容量性リアクタンスC
    Piに基づいて選択されることを特徴とする二重リングミクサ。 【請求項25】上記インダクタは、下記式L C =1/{C P ×(2πf LO } における上記スイッチング周波数f Sでの上記容量性リアクタンスC Pに基づいて選択したインダクタンス値L Cを有することを特徴とする請求項19に記載のミクサ。 【請求項26】上記リングミクサ回路は、第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、第3ダイオードD3、及び第4
    ダイオードD4を有する四角形リング構成を有し、上記ダイオードの各々は、上記容量性リアクタンスC Pに関連するダイオード寄生キャパシタンスC Diを生じる特性を有し、且つ、上記誘導性リアクタンス成分は、下記関係式 (但し、a 1及びa 2は、比例定数) 及び、L C =1/{C P ×(2πf LO } により求めた誘導性リアクタンス値L Cを有するように選択されたことを特徴とする請求項18に記載のミクサ。 【請求項27】第1スイッチング端子においてスイッチング周波数f SWの第1スイッチング信号を受け取るとともに、第2スイッチング端子において、上記スイッチング周波数と同一のスイッチング周波数f SWを有し且つ上記第1スイッチング信号に対し所定のスイッチング位相差を有する第1スイッチング信号を上記第1スイッチング信号と同時に受け取るための第1の2端子ポートと、 第1RF端子において第1RF信号を連結するとともに、第2R
    F端子において上記第1RF信号とは異なる所定の位相を有する第2RF信号を連結する第2の2端子RFポートと、 入力端子及び出力端子を有するとともに、上記入力及び出力端子間に第1寄生的容量性リアクタンスC D1を生じる第1ダイオードD1と、 入力端子及び出力端子を有するとともに、上記入力及び出力端子間に第2寄生的容量性リアクタンスC D2を生じる第1ダイオードD2と、 入力端子及び出力端子を有するとともに、上記入力及び出力端子間に第3寄生的容量性リアクタンスC D3を生じる第1ダイオードD3と、 入力端子及び出力端子を有するとともに、上記入力及び出力端子間に第4寄生的容量性リアクタンスC D4を生じる第4ダイオードD1とを備えた回路であって、 上記第1ダイオードD1は、上記第2RF端子において第2
    ダイオードD2に直列接続されるとともに、上記第3ダイオードD3は、上記第1RF端子において第4ダイオードD4
    に直列接続され、上記第1ダイオードと第2ダイオードの直列組み合わせ体及び上記第3ダイオードと第4ダイオードの直列組み合わせ体は、上記第1及び第2スイッチング端子間に並列接続されてダイオードリングを形成し、 上記第1、第2、第3、及び第4ダイオードの各々の上記寄生的容量性リアクタンスは、上記第1ダイオードと第2ダイオードの直列組み合わせ体を通じて印加される順方向のスイッチング信号電圧が増加するに伴い、この直列組み合わせ体のより生じる第1容量性リアクタンス
    C D1及び第2容量性リアクタンスC D2が増加するとともに、上記第1ダイオードと第2ダイオードの直列組み合わせ体を通じて印加される順方向のスイッチング信号電圧が減少するに伴い、この直列組み合わせ体のより生じる第1容量性リアクタンスC D1及び第2容量性リアクタンスC D2が減少する一方、上記第3ダイオードと第4ダイオードの直列組み合わせ体を通じて印加される順方向のスイッチング信号電圧が増加するに伴い、この直列組み合わせ体のより生じる第3容量性リアクタンスC D3及び第4容量性リアクタンスC D4が増加するとともに、上記第3ダイオードと第4ダイオードの直列組み合わせ体を通じて印加される順方向のスイッチング信号電圧が減少するに伴い、この直列組み合わせ体のより生じる第3
    容量性リアクタンスC D3及び第4容量性リアクタンスC D4
    が減少するように、上記入力及び出力ダイオード端子間のスイッチング信号電圧の位相及び振幅の関数として非線形に変化する容量性リアクタンスを有し、 総合的合成容量性リアクタンスを生じる第1及び第2ダイオード対と第3及び第4ダイオード対とを連続的に接続した上記並列組み合わせ体は、上記ダイオードD1,D2,
    D3、又はD4のいずれか1つの変化よりも小さく且つ上記回路の所定動作範囲にわたり印加される信号電圧の位相及び振幅に実質的に無関係な、上記スイッチング信号電圧に伴う変化を有し、更に上記第1及び第2スイッチング端子に接続され且つ連続的に接続した第1及び第2ダイオード対と第3及び第4
    ダイオード対とに並列接続され、誘導性リアクタンス成分を有する誘導性補償手段を備え、 上記誘導性リアクタンス成分は、上記総合的合成容量性リアクタンスCD tolと共振することにより上記総合的合成容量性リアクタンスCD tolを補償し、上記総合的合成容量性リアクタンスCD tolが上記回路から共振により打ち消されることにより、上記回路の所定動作範囲にわたって、非線形のダウンロード生成寄生的容量性リアクタンスの影響を補償するように選択された誘導性リアクタンスL Cを有することを特徴とする回路。 【請求項28】上記所定の位相差は、180度であることを特徴とする請求項27に記載の回路。 【請求項29】上記誘導性リアクタンス成分は、インダクタを含むことを特徴とする請求項28に記載の回路。 【請求項30】上記誘導性リアクタンス成分は、インダクタから成ることを特徴とする請求項28に記載の回路。 【請求項31】上記回路で生じる上記総合的合成容量性リアクタンスは、下記関係式 (但し、a 1及びa 2は、物理的ダイオード素子の等価回路に関する比例定数である。) により近似的に求められ、上記誘導性リアクタンスは、
    下記式L C =1/{C P ×(2πf SW } (但し、f SWは、スイッチング信号周波数であり、それにより上記合成容量性リアクタンスと共振しそれを補償する。) により選択されることを特徴とする請求項29に記載の回路。 【請求項32】上記第1及び第2スイッチング信号は、
    各々、局部発振(LO)信号周波数の正弦波信号であり、
    更に、上記回路は、IF信号を連結するための中間周波数(IF)ポートを備え、上記回路は、上記RF信号及びIF信号の一方を選択し、上記LO信号と混合して出力を生成するミクサ回路であることを特徴とする請求項27に記載の回路。 【請求項33】上記2端子RFポートに連結されるとともに、外部RF信号を受け入れ、上記第1及び第2RF入力端子で上記第1及び第2RF位相偏移信号を各々生成するRF
    バランを更に備えたことを特徴とする請求項27に記載の回路。 【請求項34】外部LO信号を受け取り、上記第1スイッチング信号及び上記位相偏移した第2スイッチング信号を生成するためのLOバランを更に備え、 上記LOバランは、上記第1スイッチング端子と上記第2
    スイッチング端子との間に上記スイッチング信号を付与するための上記第1及び第2スイッチング端子に連結されたことを特徴とする請求項33に記載の回路。 【請求項35】上記RFバランは、IF信号ポートを設定する手段を有することを特徴とする請求項34に記載の回路。 【請求項36】上記ダイオードは、トランジスタを用いて実施されることを特徴とする請求項27に記載の回路。 【請求項37】上記回路は、ミクサとして動作することを特徴とする請求項27に記載の回路。 【請求項38】外部RF信号を伝達し、第1RF入出力信号及び上記第1RF入出力信号と180度位相偏移した上記第1R
    F入出力信号に対応する第2RF入出力信号を生成するためにRFポートに連結されたRFバランと、 LO入力ポートにおいてLO周波数の外部LO信号を受け取り、上記LO周波数を有する第1スイッチング信号(L
    O 1 )及び第2スイッチング信号(LO 2 )、及び上記LO周波数を有し且つ上記第1及び第2スイッチング信号と18
    0度偏移した位相を有する第3スイッチング信号(LO 3
    及び第4スイッチング信号(LO 4 )を生成するための局部発振(LO)バランと、 第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、第3スイッチング素子、及び第4スイッチング素子を有し、各スイッチング素子を順次リング状に接続して形成した第1四角形スイッチングリングと、 第5スイッチング素子、第6スイッチング素子、第7スイッチング素子、及び第8スイッチング素子を有し、各スイッチング素子を順次リング状に接続して形成した第2四角形スイッチングリングとを備え、 上記スイッチング素子の各々は、スイッチング信号の位相及び振幅の関数として変化する容量性リアクタンスを個々に生じ、 上記第1スイッチング信号は、上記第1及び第2スイッチング素子間の接続点である第1スイッチングノードに接続され、上記第2スイッチング信号は、上記第3及び第4スイッチング素子間の接続点である第2スイッチングノードに接続され、上記第3スイッチング信号は、上記第5及び第6スイッチング素子間の接続点である第3
    スイッチングノードに接続され、上記第4スイッチング信号は、上記第7及び第8スイッチング素子間の接続点である第4スイッチングノードに接続され、更に上記第2、第3、第6、及び第7スイッチング素子によって共用される第5ノード、及び上記第1、第4、第5、及び第8スイッチング素子の共通結線によって共用され、第2外部入出力端子となる第6ノードを備え、 上記スイッチング素子は、上記第1スイッチング信号LO
    1及び第2スイッチング信号LO 2の電圧が増加する時に上記第1、第5、第3、及び第7スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々増加する一方、上記第1スイッチング信号LO 1及び第2スイッチング信号LO 2が減少する時に上記第1、第5、第3、及び第7スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々減少し、且つ、上記第3スイッチング信号LO 3及び第4スイッチング信号LO 4の電圧が増加する時に上記第2、第4、第6、及び第8スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々増加する一方、上記第3スイッチング信号LO 3及び第4スイッチング信号L
    O 4が減少する時に上記第2、第4、第6、及び第8スイッチング素子の容量性リアクタンスが各々減少するように構成され、 上記第1及び第3スイッチングノード間に連結されたダイオードの組み合わせ体に起因する第1有効容量性リアクタンスは、上記第1及び第3スイッチングノードに付与されるスイッチング信号の位相及び振幅の関数としての容量性リアクタンスの変化を有し、この容量性リアクタンスの変化は、上記組み合わせ体を形成する上記ダイオードの容量性リアクタンスの変化より小さくされているとともに、上記第2及び第4スイッチングノード間に連結されたダイオードの組み合わせ体に起因する第2有効容量性リアクタンスは、上記第2及び第4スイッチングノードに付与されるスイッチング信号の位相及び振幅の関数としての容量性リアクタンスの変化を有し、この容量性リアクタンスの変化は、上記組み合わせ体を形成する上記ダイオードの容量性リアクタンスの変化より小さくされており、更に上記第1及び第3スイッチングノード間の上記第1有効容量性リアクタンスと共振して上記第1有効容量性リアクタンスを動作時に動的に補償するように選択された所定の固定的な第1誘導性リアクタンス値を持つ第1誘導性リアクタンス手段を有し、上記第1及び第3スイッチングノード間に接続された第1誘導性補償手段と、 上記第2及び第4スイッチングノード間の上記第2有効容量性リアクタンスと共振して上記第2有効容量性リアクタンスを動作時に動的に補償するように選択された所定の固定的な第2誘導性リアクタンス値を持つ第2誘導性リアクタンス手段を有し、上記第2及び第4スイッチングノード間に接続された第2誘導性補償手段を備え、 上記スイッチングノードは、上記RFポートに対する仮想信号接地点にあり、 上記第1及び第2誘導性補償手段を上記スイッチング端子間において上記仮想信号接地点で連結することによって、上記第1及び第2誘導性補償手段は、付与される信号に歪みが生じるのを実質的に防止するとともに、 上記第1及び第2誘導性補償手段を持たないミクサと比較して、未補償の容量性リアクタンスに起因する非線形歪みを低減したことを特徴とする二重リングミクサ。 【請求項39】上記スイッチング素子は、ダイオード及びトランジスタから成るグループから選択されることを特徴とする請求項38に記載の二重リングミクサ。 【請求項40】上記入力ポートは、中間周波数(IF)信号を受け取るようにされたことを特徴とする請求項1に記載のミクサ。 【請求項41】上記入力ポートは、無線周波数(RF)信号を受け取るようにされたことを特徴とする請求項1に記載のミクサ。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般に、高周波通信装置に係り、より詳細には、高い三次インターセプト性を有するミクサに係る。 先行技術の説明 公知の多数のマイクロ波フロントエンドのダイナミックレンジは、ショットキーダイオードミクサの単一及び2トーン相互変調レベルにより制御される。 (S.ウェイナー、D.ニューフ、S.スポラー著の「+30dBmの入三次インターセプト性を有する2ないし8GHzのダブルバランス型MESFETミクサ(2 to 8 GHz Double Balanced MES
    FET Mixer With +30 dBm Input 3−rd Order Intercep
    t)」、1988年、IEEE MTT−Sダイジェスト、第1097−
    1099ページを参照。 )典型的なショットキーミクサは、
    局部発振器(LO)の電力から変換ロスを引いて10dBを加えたものにほぼ等しい三次インターセプト点を得、三次の2トーンインターセプト点は、一般に、ミクサの良さの指数の尺度として使用される。 普及型のダイオードリングのダブルバランス式ミクサは、信号圧縮レベルを6d
    B越えるためのLO電力をしばしば必要とする。 分離度、
    帯域巾及び単一トーン相互変調レベルを改善しようと試みる多数のダイオード構成においても、LO電力レベルと、三次インターセプト及び1dB圧縮点との間の妥協が一般に必要とされる。 GaAsのMESFETの非バイアスチャンネルを混合素子として使用したときには、僅かな量のLO
    電力で低い歪の混合が可能となることが知られている。
    (ステファンA.マス著の「非常に低い相互変調のGaAsME
    SFETバランス型ミクサ(A GaAs MESFET Balanced Mixer
    With Very Low Intermodulation)」、1987年、IEEE
    MTT−Sダイジェスト、第895−896ページを参照。 ) クオドリング復調器/ミクサ装置においては、4リング接続ダイオード又はFETスイッチング素子のスイッチング作用が所望の混合機能に影響を及ぼす。 スイッチング素子は、本質的に、LO周波数で決定された割合で信号の位相を反転する一対のスイッチとして働く。 スイッチング素子は、変換効率ロスとして表される有限のオン抵抗値を示す。 ロスは、信号及びIFインピーダンスの両方に対するスイッチング素子のチャンネル抵抗と、不所望な周波数への信号変換とから生じる。 又、スイッチング素子は、信号歪を導入したり、その他ミクサの性能に悪影響を及ぼす傾向のある寄生キャパシタンスも表す。 発明の要旨 そこで、本発明の目的は、全体的な信号歪が低いことを特徴とする高周波ミクサを提供することである。 本発明の別の目的は、高周波ミクサの三次イターセプト点を、ミクサの動作の他の観点に悪影響を及ぼさない仕方で改良する技術を提供することである。 要約すれば、本発明は、RFポートに接続されたRFバランと、LO信号を受け取るためのLOバランとを含む新規な補償型ミクサに向けられる。 ここに示す実施形態において、ミクサは、RFポートに送られるRF信号をLO信号と混合するためのダイオードリングクオド回路を更に備えている。 混合プロセス中に、ダイオードリングクオド回路は、LO周波数でスイッチングする結果として第1ノードと第2ノードとの間に容量性リアクタンスを発生する。
    第1ノードと第2ノードとの間には補償インダクタが接続され、これは、LO信号周波数において容量性リアクタンスと共振状態になる。 このように、ダイオードリングクオド回路により示される容量性リアクタンスは、補償インダクタによって打ち消され、ミクサの性能に悪影響を及ぼすのを防止する。 本発明の特定の効果は、補償インダクタが、RF変換効率を低下せずに、改良された三次の2トーンインターセプト点を得られるようにすることである。 本発明のこれら及び他の目的及び効果は、添付図面に示された好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読めば、当業者に疑いなく明らかとなるであろう。 図面の簡単な説明 図1は、本発明のリングクオドミクサの実施形態を示す回路図である。 図2Aは、図1のリングクオドミクサに含まれるダイオードの1つの等価回路図である。 図2Bは、リングクオドダイオードに関連した接合キャパシタンス(C j )の変化を、そこに印加されるLO信号電圧(V)の関数として示すグラフである。 図3は、本発明の二重リングクオドミクサの実施形態を示す回路図である。 好ましい実施形態の詳細な説明 図1は、本発明のリングクオドミクサ10の実施形態を示した回路図である。 ミクサ10は、ダイオードリングクオド12を備え、これには、ローカル発振器(LO)バラン
    14及び高周波(RF)バラン18が接続される。 周波数ダウンコンバータとしてのミクサ10の動作中に、信号接地点とRF入力28との間のキャパシタ24にまたがってRF信号が付与され、LOポート32と信号接地点との間のキャパシタ
    30にまたがってLO信号が付与され、そしてRFバラン18により与えられるIFポート34から中間周波(IF)出力が接続される。 ミクサ10が周波数アップコンバータとして動作するときには、RF及びIFポート28及び34の役割が交換される。 図1の実施形態において、RFバラン18は、RF変成器36
    を用いて実施され、この変成器はセンタータップがとられてIFポート34が形成される。 LOバラン14は、LOポート
    32に送られたLO信号をダイオードリングクオド12に与えるための第1及び第2の変成器37及び38を備えている。
    本発明の範囲から逸脱せずに、他の形式のRF及びLOバランを図1に示されたものに置き換えることができる。 ダイオードリングクオド12は、1組の4つのスイッチング素子を備え、これらは、図1では、第1、第2、第3及び第4のダイオード41−44として実施される。 これらダイオード41−44は、リング構成で直列に接続され、
    即ち各ダイオード41−44の出力が別のダイオード41−44
    の入力に接続される。 ミクサノード50の電圧がミクサノード52の電圧を越える印加LO信号の半サイクル中には、
    ダイオード41及び42がターンオンされ、そしてダイオード43及び44がターンオフされる。 同様に、LO信号の残りの半サイクル中には、ダイオード43及び44がターンオンされ、そしてダイオード41及び42がターンオフされる。 IFポート34の信号の相対的な位相度は、第1及び第2のダイオード41及び42が順方向バイアスされるか、第3及び第4のダイオード43及び44が順方向バイアスされるかに基づく。 即ち、ダイオード41及び42が順方向バイアスされる場合には、ダイオード43及び44は逆バイアスされねばならず、その逆も又真である。 それ故、LOポート32に付与されたLO信号は、RFポート28に付与されたRF
    信号に対してビートを生じ、その積(RF、LO、RF−LO及びRF+LO)がIFポート34に現れる。 (RF及びLOの積の項はバランスしたトポロジーによって著しく抑制され、それ故、顕著なものとはならない。) 以下に詳細に述べるように、ミクサの動作中には、ダイオード41−44内に本来ある接合キャパシタンスによりミクサのノード間に寄生的な容量性リアクタンスが発生する。 付与されたLO信号の周波数の関数として変化するこの容量性リアクタンスは、ミクサ10の三次インターセプト点に悪影響を及ぼすことが分かっている。 本発明によれば、この寄生的な容量性リアクタンスを有効に排除する目的で、補償インダクタ56を含む補償素子がミクサのノード50と52との間に接続される。 補償インダクタ56の誘導性リアクタンスは、付与されたLO信号の周波数において寄生的容量性リアクタンスと共振するように選択される。 これは、ダイオード41−44の接合キャパシタンスがLO信号の周波数における混合中に非直線性を導入するのを防止することにより、ミクサの三次インターセプト点を改善する。 図2Aには、ダイオード41−44の各々を表す等価回路が示されている。 各ダイオード41−44は、接合抵抗(R j
    と接合キャパシタンス(C j )との並列接続体と直列に直列抵抗(R s )が接続されることを特徴とする。 これは、
    ダイオード41−44の接合キャパシタンス(C j )が寄与するダイオードリングクオド12の集合寄生容量リアクタンスであり、補償インダクタ56は、これを中性化するように設計される。 図2Bは、接合キャパシタンス(C j )の例示的な変化を、所与のダイオード41−44にまたがるLO信号電圧(V)の関数として示す。 図2Bにおいて、LO信号電圧は、最大順方向バイアス電圧V fから最大逆方向バイアス電圧V rまで変化すると仮定する。 順方向バイアス電圧V f
    において、接合キャパシタンスは、C 1に等しく、そして逆方向バイアス電圧V rにおいて、接合キャパシタンスは、C 2に等しい。 付与されたLO信号電圧が第1及び第3ダイオード41及び42又は第3及び第4ダイオード43及び44を順方向バイアスさせる(即ち>V f )ときには、端子50と52との間のインピーダンスが短絡に近い状態となる。 逆に、付与されたLO信号電圧が、ダイオード41−44の各々にまたがる電圧がV rとV fとの間となるような電圧であるときには、
    端子50と52との間の集合寄生容量性リアクタンス(C p
    が図2Bを参照することにより決定される。 本発明によれば、補償インダクタ56の誘導性リアクタンス(L c )は、
    C pの影響を打ち消し、ひいては、ミクサの直線性を改善するように選択される。 LO周波数において容量性リアクタンスC pの推定値と共振する必要のある誘導性リアクタンスL cは、次の式から得ることができる。

    市販のインダクタを用いて補償インダクタ56を実施するときには、固有の漂遊キャパシタンスをC

    pの値の適当な調整により考慮できることに注意されたい。 本発明の1つの特徴は、補償インダクタ56が、RF変換効率のような他のRF及びIF動作特性に悪影響を及ぼすことなくミクサ10の三次インターセプト点を改善することである。 これは、RF信号ポート28に対して信号接地点である内部ミクサノード50と52との間にインダクタ56を接続することによって達成される。 従って、補償インダクタ56は、ミクサ10から結合されるRF信号に歪を導入することから防止される。 図3は、本発明の二重リングクオドミクサ100の実施形態を示す回路図である。 ミクサ100は、第1及び第2


    のダイオードリングクオド104及び108を備え、これにはローカル発振器(LO)バラン114及び高周波(RF)バラン118が接続される。 ミクサ100が周波数ダウンコンバータとして動作する間に、RF信号がRF入力128に送られ、


    そしてLO信号がLOポート132に送られる。 それにより生じる中間周波(IF)出力は、IFポート134から接続され、これは、第1及び第2のダイオードリングクオド10


    4及び108の第1及び第2の内部ノード136及び138に各々接続される。 ミクサ100が周波数アップコンバータとして動作するときには、RF及びIFポート128及び134の役割が変換される。 即ち、IF入力信号は、IFポート134を経て第1及び第2のダイオードリングクオイド104及び108


    に送られ、そしてそれにより得られるRF出力信号は、RF


    ポート128から接続される。 図3において、RFバラン118は、第1及び第2のRF変成器136及び138を備え、これらは各々リングクオド装置


    104及び108に接続される。 同様に、LOバラン114は、リングクオド装置104及び108に交差接続された第1及び第2のLO変成器142及び144を備えている。 図3の二重リング構成では、第1及び第2の補償インダクタ150及び152が、第1及び第2のダイオードリングクオド104及び108内のダイオードスイッチング素子により発生される寄生的容量性リアクタンスを補償するように働く。 LOポート132に付与されるLO信号の各周期の半分の間に、第1ダイオードリングクオド104内の第1ダイオード161及び第2ダイオードリングクオド108内の第1ダイオード171がターンオンされることが観察される。 更に、第1ダイオードリングクオド104内の第4ダイオード164及び第2ダイオードリングクオド108内の第4ダイオード174がターンオフされる。 各LO信号周期の他方の半分の間には、第1ダイオード161、171がターンオフされ、そして第4ダイオード164、174がターンオンされる。 本発明によれば、第1の補償インダクタ150は、LO信号周波数において第4のダイオード164、174に関連して第1のダイオード161、171により発生される平均的な寄生容量性リアクタンスとの誘導性リアクタンス共振を与えるように選択される。 同様に、LOポート132に付与されるLO信号の各周期の半分の間に、第1ダイオードリングクオド104内の第2


    ダイオード162及び第2ダイオードリングクオド108内の第2ダイオード172がターンオンされる。 この時間中には、第1ダイオードリングクオド104内の第3ダイオード163及び第2ダイオードリングクオド108内の第3ダイオード173がターンオフされる。 各LO信号周期の他方の半分の間には、第2のダイオード162、172がターンオフされ、そして第3ダイオード163、173がターンオンされる。 各LO信号周期にわたり、第2のダイオード162、172


    及び第3のダイオード163、173より成る1組のダイオードから、平均的な寄生容量性リアクタンスが生じる。 LO


    信号周波数における誘導性リアクタンスをこの平均的容量性リアクタンスと共振させるように第2の補償インダクタ152の値を選択することにより、非直線性の発生が実質的に排除される。 現在好ましいと考えられる実施形態について本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。 上記説明から種々の変更や修正が当業者に明らかであろう。 例えば、別の実施形態では、適切に接続されたトランジスタデバイスが、上記のダイオードリングクオドに代わってスイッチング素子として使用される。 従って、本発明の真の精神及び範囲内に包含される全ての変更及び修正は特許請求の範囲内に網羅されるものとする。

    ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) H03D 7/02 - 7/04 H03D 7/14

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