JP2009182928A - Tuner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル放送の画像受信機若しくは音声受信機に関する発明である。より具体的には、局部発振信号の高調波による妨害受信信号を除去する機能を有するチューナおよびその周辺回路を含む受信回路およびそれらを含むテレビ受信機および音声受信機また、チューナの製造方法に関するものである。 The present invention relates to an image receiver or an audio receiver for digital broadcasting. More specifically, the present invention relates to a tuner having a function of removing an interference received signal due to harmonics of a local oscillation signal, a receiver circuit including peripheral circuits thereof, a television receiver and an audio receiver including them, and a method for manufacturing the tuner It is.
近年普及が進むデジタル放送は、高品質かつ多チャンネルのサービスを受信できるというメリットがあるほか、デジタル信号処理の特性を活かして移動体での受信性能の向上が期待される。それに伴い、携帯電話のような携帯受信端末や移動する自動車内で、デジタルテレビ放送やデジタルラジオ放送を受信する受信機(以下「デジタル放送受信機」という。)の普及が予想される。 Digital broadcasting, which has been spreading in recent years, has the advantage of being able to receive high-quality and multi-channel services, and is expected to improve reception performance on mobile devices by taking advantage of the characteristics of digital signal processing. Along with this, it is expected that receivers (hereinafter referred to as “digital broadcast receivers”) that receive digital television broadcasts and digital radio broadcasts in portable receiver terminals such as mobile phones and moving automobiles are expected.
このような受信機では、局部発振器とミキサを用いて、高周波帯域で伝送されている所望の信号をベースバンド若しくは中間周波数に変換する。 In such a receiver, a desired signal transmitted in a high frequency band is converted into a baseband or an intermediate frequency by using a local oscillator and a mixer.
この周波数変換においては、ミキサにおいて局部発振信号を精度良く乗算することがなされていないので、局部発振信号の高調波に対応する周波数の信号も入力信号に対して乗算してしまう。したがって、ミキサ出力信号には、局部発振信号の高調波周波数に対応する周波数の妨害波を含んでしまっている。 In this frequency conversion, since the local oscillation signal is not accurately multiplied in the mixer, a signal having a frequency corresponding to a harmonic of the local oscillation signal is also multiplied with the input signal. Therefore, the mixer output signal includes an interference wave having a frequency corresponding to the harmonic frequency of the local oscillation signal.
特に所望信号が450MHzから750MHzにあるテレビ信号である場合、その第3高調波となる1GHzから2GHz帯域には携帯電話の伝送帯域があり、テレビチューナにとっては局部発信器の3次高調波によって、所望信号以外の信号が同時に復調されるのは、信号のSNR(Signal to Noise Ratio)を劣化させる要因として大きな問題となる。従来はミキサに信号を入れる前にトラッキングフィルタを用いて、この妨害波を十分に遮断していたが、モバイル用途のチューナにおいては、十分な妨害波遮断特性を持つトラッキングフィルタを用いることが困難である。 In particular, when the desired signal is a TV signal at 450 MHz to 750 MHz, the 1 GHz to 2 GHz band, which is the third harmonic, has a mobile phone transmission band, and for the TV tuner, the third harmonic of the local oscillator, The simultaneous demodulation of signals other than the desired signal is a major problem as a factor that degrades the SNR (Signal to Noise Ratio) of the signal. Conventionally, this interference wave was sufficiently blocked by using a tracking filter before inputting the signal to the mixer. However, it is difficult to use a tracking filter having sufficient interference wave blocking characteristics in a tuner for mobile use. is there.
このような問題に対して、局発振信号の高調波に対する信号を相殺させて、不要な周波数帯の信号の復調を回避する技術が提案されている。 In order to solve such a problem, a technique has been proposed in which a signal with respect to harmonics of a local oscillation signal is canceled to avoid demodulation of a signal in an unnecessary frequency band.
特許文献1は、2つの局部発信器から位相の異なる信号と受信信号をミキサで混合するチューナであって、局部発振器の位相は受信信号の3次高調波を相殺するように予め調整しておく発明が開示されている。
また、非特許文献1には多数の局部発信器とミキサを組み合わせて高周波成分を相殺する技術が開示されている。
しかし、この方法を用いて従来のI/Q信号を得ようとすると、局部発振器に要求される相数が多くなってしまうといった問題点があった。たとえば、局部発振器の第3高調波に対応する周波数成分をキャンセルしながらI/Q信号を得ようとすると、12相もの相数の局部発振信号が必要になってしまう。 However, when this method is used to obtain a conventional I / Q signal, there is a problem that the number of phases required for the local oscillator increases. For example, if an I / Q signal is to be obtained while canceling the frequency component corresponding to the third harmonic of the local oscillator, a local oscillation signal having the number of phases as many as 12 is required.
また、非特許文献1では、ミキサを多数必要とするうえに、ゲインの比を精度良く設定値に合わせる必要がある。
In
本発明は上記課題に鑑みて想到されたものである。すなわち、位相が2π/3異なる3相の信号を第1局部発振信号として第1ミキサにおいて高周波信号と混合し、得られたベースバンドまたは中間周波信号である3相信号を、位相が2π/3異なる3相の信号を第2局部発振信号として第2ミキサにおいて3相のベースバンド信号または中間周波信号と混合し、結果として1相の中間周波信号を得ることで3次高調波成分を相殺しながら中間周波信号を得る。1相の中間周波信号は直接に復調してI/Qのベースバンド信号を得ることができる。 The present invention has been conceived in view of the above problems. That is, a three-phase signal having a phase difference of 2π / 3 is mixed as a first local oscillation signal with a high-frequency signal in the first mixer, and the obtained three-phase signal, which is a baseband or intermediate frequency signal, has a phase of 2π / 3. Different three-phase signals are mixed as a second local oscillation signal with a three-phase baseband signal or intermediate frequency signal in the second mixer, and as a result, a one-phase intermediate frequency signal is obtained to cancel out the third harmonic component. While obtaining an intermediate frequency signal. The one-phase intermediate frequency signal can be directly demodulated to obtain an I / Q baseband signal.
本発明のチューナは、3次高調波成分を相殺させるので、復調を対象とする周波数より3倍高い周波数帯に別の信号があっても、それを復調しないので、良好なS/Nの信号を復調することができる。 Since the tuner of the present invention cancels the third harmonic component, even if there is another signal in a frequency band three times higher than the frequency targeted for demodulation, it will not be demodulated, so a good S / N signal Can be demodulated.
具体的な一例として、約2GHz近辺の携帯電話で使用される周波数帯が、テレビ放送で使用される約400MHzから700MHzの信号の周波数に対して、3倍の関係にある。したがって、テレビ放送帯域の信号を復調する際に本願のチューナを利用することで、携帯電話帯域の信号が同時に復調され信号のS/Nが劣化するのを回避することができる。 As a specific example, the frequency band used by a mobile phone in the vicinity of about 2 GHz has a three-fold relationship with the frequency of a signal of about 400 MHz to 700 MHz used in television broadcasting. Therefore, by using the tuner of the present application when demodulating a signal in the television broadcast band, it is possible to avoid the signal in the cellular phone band being demodulated at the same time and the S / N of the signal being deteriorated.
本発明のチューナは、高周波帯域に変調されている所望の信号を3相の局部発振信号でダウンコンバートする第1のミキサと、第1のミキサの出力に含まれる同相信号を相殺するキャンセル部を有する。また、キャンセル部の出力に対して隣接する信号を除去するためにポリフェーズ・フィルタを有していても良い。また、キャンセル部の出力をさらに周波数変換する周波数変換部を有していても良い。また、周波数変換部が同相信号キャンセルの機能を有しても良い。以下に好適な実施の形態について説明する。 A tuner according to the present invention includes a first mixer that down-converts a desired signal modulated in a high-frequency band with a three-phase local oscillation signal, and a cancel unit that cancels an in-phase signal included in the output of the first mixer Have Further, a polyphase filter may be provided to remove a signal adjacent to the output of the cancel unit. Moreover, you may have the frequency conversion part which frequency-converts the output of a cancellation part further. Further, the frequency conversion unit may have a function of canceling the in-phase signal. Preferred embodiments will be described below.
(実施の形態1)
図1に本発明の第1の実施の形態のチューナの構成を示す。これは帯域幅8MHzのOFDM信号を受信するテレビチューナを想定している。第1ミキサの出力信号は中心周波数が0であるベースバンド信号である。また、チューナの出力信号は中心周波数を4.571MHzとする中間周波数(Intermediate Frequency)信号(以下「IF信号」と呼ぶ)である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of the tuner according to the first embodiment of the present invention. This assumes a television tuner that receives an OFDM signal with a bandwidth of 8 MHz. The output signal of the first mixer is a baseband signal whose center frequency is zero. The output signal of the tuner is an intermediate frequency (hereinafter referred to as “IF signal”) signal having a center frequency of 4.571 MHz.
本実施の形態のチューナ1は、低雑音アンプ10(Low Noise Amplifier:以下「LNA」と呼ぶ)、第1ミキサ15、第1局部発振器70、ベースバンド信号フィルタ20(以下「BB信号フィルタ」という。)、第2ミキサ30、第2局部発振器75、IF−PPF40(Intermediate Frequency−Poly Phase Filter:以下「IF−PPフィルタ」と呼ぶ。)、3相/1相変換器60(以下「3P/1P変換器」という。)、バッファ65を含む。本実施の形態において、キャンセル部は第2ミキサ30であり、周波数変換部も第2ミキサで兼用している。
The
LNA10は、アンテナやケーブルから受信した高周波信号(以下「RF信号」と呼ぶ)を増幅する。増幅されたRF信号Srfは、第1ミキサ15で第1局部発振器70からの信号Slo1と混合され、3相のベースバンド信号Sd3に変換される。これらのベースバンド信号の詳細は後述するが、RF信号が正弦波である場合それぞれは同じ信号であって、位相が2π/3だけ異なる。また、これらのベースバンド信号には、所望する信号が伝送されていた帯域より高い周波数帯域で伝送されていた信号に関する成分も含まれている。これらの信号は同じ周波数の信号としてベースバンド信号Sd3に含まれる。
The LNA 10 amplifies a high frequency signal (hereinafter referred to as “RF signal”) received from an antenna or a cable. The amplified RF signal Srf is mixed with the signal Slo1 from the first
第1ミキサ15から出力されるこれらのベースバンド信号は、BB信号フィルタ20で妨害波や第2ミキサ30で受信妨害を発生させる周波数成分を遮断される。
From these baseband signals output from the
第2ミキサ30では、BB信号フィルタ20を通過したベースバンド信号Sd3fが、第2局部発振器75の信号Slo2と周波数混合される。この混合時に3相のベースバンド信号の係数を操作し、ベースバンド信号に含まれる所望信号より高い帯域からダウンコンバートされた信号を相殺し除去する。また、このときには、ベースバンドからIF信号Sifに変換される。
In the
IF信号Sifはイメージ信号が発生しているので、これをIF−PPフィルタ40で除去する。IF−PPフィルタは、負の周波数成分を除去することができるため、イメージ信号のないIF信号を得ることができる。
Since an image signal is generated from the IF signal Sif, it is removed by the IF-
IF−PPフィルタ40の出力Sifpは、3相のIF信号であるため、これを3P/1P変換器60で1相の相補信号に変換する。このようにして得た1相(単相)の相補信号Sif1は、RF信号中の所望した信号が伝送されていた帯域より高い周波数帯域からダウンコンバートされた信号のない、IF信号である。この単相のIF信号はバッファなどで適宜増幅し出力Sotとすることができる。
Since the output Sifp of the IF-
以下各構成部分について詳細に説明を行う。
LNA10は、RF信号Srfを増幅する初段の増幅器であり、特に限定されるものではない。しかし、相互変調歪の少ない構成のものが好適に用いられる。また、後の信号処理においては、相補信号であれば信号処理の際に歪が発生しにくい回路構成が可能であるため、非平衡−平衡変換できる構成のものであれば、より好適に用いることができる。
Each component will be described in detail below.
The LNA 10 is a first-stage amplifier that amplifies the RF signal Srf, and is not particularly limited. However, a configuration with less intermodulation distortion is preferably used. Further, in the later signal processing, a circuit configuration in which distortion is unlikely to occur during signal processing can be used for complementary signals, so if it has a configuration capable of non-equilibrium-balance conversion, it should be used more suitably. Can do.
第1ミキサ15は、LNA10からの出力信号であるRF信号に第1局部発振器70からの信号Slo1を混合し、ダウンコンバートし、3相のベースバンド信号Sd3にする。本実施の形態では、LNAからの出力信号であるRF信号が相補信号としているため、6相発振器を第1局部発振器として用いた例を示している。
The
第1ミキサ15は、この周波数混合器13が主体であるが、前段にトランスコンダクタンスアンプ12を配設してもよい。トランスコンダクタンスアンプは周波数特性がフラットな増幅器である。なお、周波数混合器13は乗算器である。
The
図2には、周波数混合器13と第1局部発信器70の回路例を示す。入力信号Srfは入力端子INに加えられる。第1局部発振器85は、V1からV6までの局部発振器からなりそれぞれ60°毎に位相が異なる信号を生成する。V1乃至V6からの出力信号はs0乃至s300で表し、数字は位相を表す。入力端子INは2つのトランジスタM1とM2のゲートにそれぞれ接続されている。これら2つのトランジスタは、ソースを共通にされ、電流源I1に接続されている。一方、これら2つのトランジスタのドレインはそれぞれ抵抗R1、R2を介して電圧Vsupに接続されている。すなわち、入力部分は差増増幅器であるトランスコンダクタンスアンプを構成している。
FIG. 2 shows a circuit example of the
入力段の2つのトランジスタM1、M2のドレインと抵抗R1、R2の間には、位相が0°、60°、120°、180°、240°、300°の局部発振器(V1乃至V6)にゲートを接続されたトランジスタ(M3乃至M14)のソースが接続されている。入力段のトランジスタM1、M2は、差動増幅器であったので、左右2つのトランジスタがある。それぞれのトランジスタのドレインに、各位相毎のトランジスタが接続されているので、1つの位相のトランジスタは、左右それぞれ2つ存在する。 Between the drains of the two transistors M1 and M2 in the input stage and the resistors R1 and R2, a gate is connected to a local oscillator (V1 to V6) whose phases are 0 °, 60 °, 120 °, 180 °, 240 °, and 300 °. Are connected to the sources of the transistors (M3 to M14). Since the transistors M1 and M2 in the input stage are differential amplifiers, there are two transistors on the left and right. Since a transistor for each phase is connected to the drain of each transistor, there are two transistors of one phase on each of the left and right.
図2では、M3とM4は位相が0°の局部発振器信号V1がゲートに接続されたトランジスタである。以降順次、M5とM6は60°、M7とM8は120°、M9とM10は180°、M11とM12は240°、M13とM14は300°の局部発振器信号(それぞれV6、V2、V4、V3、V5)がゲートに接続されている。 In FIG. 2, M3 and M4 are transistors in which a local oscillator signal V1 having a phase of 0 ° is connected to the gate. Thereafter, M5 and M6 are 60 °, M7 and M8 are 120 °, M9 and M10 are 180 °, M11 and M12 are 240 °, and M13 and M14 are 300 ° local oscillator signals (V6, V2, V4, and V3, respectively). , V5) are connected to the gate.
また、M3からM14のトランジスタのドレインはそれぞれの出力端子に接続されている。具体的には、位相が0°と180°の局部発振器からの信号をゲートに接続されているM3、M4、M9、M10は、出力端子OP1に接続されている。同様に位相が60°と240°の局部発振器からの信号をゲートに接続されているM5、M6、M11、M12は、出力端子OP2に接続されている。また、位相が120°と300°の局部発振器からの信号をゲートに接続されているM7、M8、M13、M14は、出力端子OP3に接続されている。出力端子OP1、OP2、OP3はそれぞれRF信号からダウンコンバートされ、かつ120°毎に位相の異なるベースバンド信号Sd3を出力する。 The drains of the transistors M3 to M14 are connected to the respective output terminals. Specifically, M3, M4, M9, and M10, which are connected to the gates of signals from local oscillators with phases of 0 ° and 180 °, are connected to the output terminal OP1. Similarly, M5, M6, M11, and M12, which are connected to the gates of signals from local oscillators having phases of 60 ° and 240 °, are connected to the output terminal OP2. Further, M7, M8, M13, and M14, which are connected to the gates of signals from the local oscillators whose phases are 120 ° and 300 °, are connected to the output terminal OP3. The output terminals OP1, OP2, and OP3 are down-converted from the RF signals, respectively, and output baseband signals Sd3 having different phases every 120 °.
図3にこれらの6つの局部発振器の信号の様子を示す。位相0°の信号は太い実線、それから60°位相が遅れた信号は細い点線、120°遅れた信号は太い一点鎖線で表した。また、位相が180°遅れた信号は細い実線、240°遅れた信号は太い点線、300°遅れた信号は細い一点差線で表した。 FIG. 3 shows the state of signals from these six local oscillators. A signal having a phase of 0 ° is represented by a thick solid line, a signal having a phase difference of 60 ° is represented by a thin dotted line, and a signal having a phase difference of 120 ° is represented by a thick dashed line. Further, a signal whose phase is delayed by 180 ° is represented by a thin solid line, a signal that is delayed by 240 ° is represented by a thick dotted line, and a signal that is delayed by 300 ° is represented by a thin one-point difference line.
図2の第1ミキサは、これら6つの信号のうち、最も出力が大きな信号をゲートに入力されたトランジスタだけが動作する。例えば、図3を参照して、時刻t1からt2の期間は、位相が60°の信号が最も大きい。したがって、この期間は、図2のM5とM6の2つのトランジスタONとなって、信号を出力する。その出力はOP2から出力される。 In the first mixer shown in FIG. 2, only the transistor having the largest output among these six signals is operated. For example, referring to FIG. 3, the signal having the phase of 60 ° is the largest during the period from time t1 to t2. Therefore, during this period, the two transistors M5 and M6 in FIG. 2 are turned on to output signals. The output is output from OP2.
このようにして、3相のベースバンド信号を得ることができる。この信号はRF信号を直接ベースバンド信号にダウンコンバートしているため、イメージ信号は含まれていない。しかし、局部発振器の信号に含まれる3次高調波によってRF信号中の該当する帯域に変調されている信号を同時にダウンコンバートしている。 In this way, a three-phase baseband signal can be obtained. Since this signal directly down-converts the RF signal into a baseband signal, it does not include an image signal. However, the signal modulated in the corresponding band in the RF signal by the third harmonic contained in the signal of the local oscillator is simultaneously down-converted.
図4を用いてこの事をより詳しく説明する。図4は、周波数と信号の関係を示す。図4(a)は、RF信号を表す。RF信号には、ここで示した信号以外にも多くの信号が重畳されているが、ここでは、所望波として周波数がf1の信号とその隣接波および周波数がf1の3倍(3f1)の信号を示す。なお、所望波80は斜め斜線、隣接波81は縦線、妨害波82を横線で示す。
This will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 4 shows the relationship between frequency and signal. FIG. 4A shows an RF signal. In addition to the signals shown here, many signals are superimposed on the RF signal, but here, as a desired wave, a signal having a frequency f1 and its adjacent wave and a signal having a frequency three times that of f1 (3f1). Indicates. The desired
図4(b)は、第1ミキサの出力信号Sd3を示す。局部発振器V1乃至V6は周波数f1の信号をベースバンド信号まで直接ダウンコンバートする。隣接波も同様にf1の周波数だけダウンコンバートされ、ベースバンド信号の隣接信号として存在する。一方、局部発振器の信号の第3高調波によって、RF信号中の周波数3f1の信号も同時にベースバンド信号にダウンコンバートされる。この高い周波数帯で伝送されている信号は所望波の信号にとってはノイズとなって、信号のS/Nを劣化させる。本発明は、この3f1の帯域で伝送されている信号(以後「3f1信号」という。)を相殺させることで、所望波のSNRを良好にする。 FIG. 4B shows the output signal Sd3 of the first mixer. The local oscillators V1 to V6 directly downconvert the signal of frequency f1 to the baseband signal. Similarly, the adjacent wave is down-converted by the frequency of f1 and exists as an adjacent signal of the baseband signal. On the other hand, the signal of the frequency 3f1 in the RF signal is simultaneously down-converted into a baseband signal by the third harmonic of the signal of the local oscillator. The signal transmitted in this high frequency band becomes noise for the signal of the desired wave and degrades the S / N of the signal. In the present invention, the signal transmitted in the 3f1 band (hereinafter referred to as “3f1 signal”) is canceled to improve the SNR of the desired wave.
再び図1を参照して、本発明のチューナの説明を続ける。第1のミキサ15から出力された3相のベースバンド信号Sd3は、通過帯域が4MHzよりわずかに広いローパスフィルタであるBB信号フィルタ20を通過する。このフィルタを通過させることによって、妨害波をある程度遮断し、また第2局部発振器の信号の高調波によって受信妨害を発生させる周波数成分を遮断する。すなわち、図4(b)の周波数と信号の関係で説明すると、第2ミキサの局部発振器75の信号の高調波帯域に余分な信号があった場合は、その信号が妨害波としてベースバンド信号に重畳されてしまうので、そのような信号を削除しておくということである。
Referring again to FIG. 1, the description of the tuner of the present invention will be continued. The three-phase baseband signal Sd3 output from the
ここで、第1ミキサの出力15について、さらに詳しく説明を行う。RF信号Srfを(1)式とする。
ここでωsは所望波の角周波数、φは位相を表す。aは振幅である。第1局部発振器の信号の角周波数をωLとし、第1ミキサからの位相が異なる3種の出力信号をそれぞれx1(t)、x2(t)、x3(t)とすると以下の(2)式、(3)式、(4)式のように表される。
・・・(2)
ここで、kおよびhはミキサのゲインである。
Here, ωs represents the angular frequency of the desired wave, and φ represents the phase. a is the amplitude. When the angular frequency of the signal of the first local oscillator is ω L and the three types of output signals having different phases from the first mixer are x 1 (t), x 2 (t), and x 3 (t), respectively, It is expressed as (2), (3), and (4).
... (2)
Here, k and h are mixer gains.
それぞれの式において、右辺第1項は、所望波をダウンコンバートした結果を表し、右辺第2項は局部発振器の信号の第3高調波成分によって、所望波の3倍の周波数帯からダウンコンバートされた妨害波である。x1(t)の所望波の位相はφであり、x2(t)およびx3(t)の所望波の位相は−120°と−240°であり、3種の所望波はそれぞれ120°位相がずれている。しかし、高調波成分による妨害波は全て同一位相であることがわかる。 In each equation, the first term on the right side represents the result of down-converting the desired wave, and the second term on the right side is down-converted from a frequency band three times the desired wave by the third harmonic component of the signal of the local oscillator. It is a disturbing wave. The phase of the desired wave of x 1 (t) is φ, the phase of the desired wave of x 2 (t) and x 3 (t) is −120 ° and −240 °, and the three kinds of desired waves are 120 respectively. ° Out of phase. However, it can be seen that all the disturbing waves due to the harmonic components have the same phase.
したがって、第1ミキサ出力の3つの信号を一次変換する場合、x1(t)、x2(t)、x3(t)の係数を適切に定めることによって、高調波成分による同相の妨害波だけを相殺させることができる。 Accordingly, when the three signals of the first mixer output are subjected to primary conversion, by appropriately determining the coefficients of x 1 (t), x 2 (t), and x 3 (t), in-phase interference waves due to harmonic components Can only be offset.
次に同相の妨害波を相殺させる第2ミキサ30について説明する。第2ミキサ30は3相の信号Sd3fが入力され、6相の第2局部発振器信号Slo2を周波数混合され、中心周波数4.571MHzの中間周波数信号に変換される。第2ミキサは3相の信号Sifを出力する。
Next, the
図5に第2ミキサの1相出力分のミキサ100を示す。第2ミキサ全体はミキサ100が3つ組み合わさっている。このミキサ100はアナログスイッチ104、105と差動増幅器106により構成されている。第2局部発振器75の信号Slo2は6相のデジタル信号であり、アナログスイッチ104、105のオン/オフを制御する。第2局部発振器信号Slo2の例を図6に示す。L1乃至L6の信号がアナログスイッチ104、105をオン/オフし、入力信号を切り替え、出力を得る。
FIG. 5 shows a
ここで、第2ミキサの入力信号をy1(t)、y2(t)、y3(t)とする。これらは、BB信号フィルタ20の出力Sbbfである。より具体的には(2)式乃至(4)式で与えられたx1(t)、x2(t)、x3(t)と考えてよい。第2ミキサの出力をz1(t)、z2(t)、z3(t)とすると、それぞれの信号は次の(5)乃至(7)式のように表される。
y1(t)、y2(t)、y3(t)はそれぞれ120°位相の異なる所望信号であり、またそれぞれの信号は第3高調波による同相の妨害波成分であるキャリア周波数3f1の信号成分を有している。従って、c1(t)、c2(t)、c3(t)を次の(8)式のような関係におくことで3倍高調波の同相の妨害波成分を相殺することができる。
さらに、第2ミキサ30において第2局部発振器90の偶数次高調波に対する妨害波を抑制するために次の(9)式の条件を満たすようにc1(t)、c2(t)、c3(t)を設定することが望ましい。
ここでT2はc1(t)の周期である。
Further, in the
Here, T 2 is the period of c 1 (t).
さらに、c1(t)、c2(t)、c3(t)を以下の(10)、(11)式のようにすることで、c1(t)、c2(t)、c3(t)は第3高調波を含まないようにすることができる。
なお、後述するがc2(t)、c3(t)はc1(t)と同じ信号で位相が異なるだけである。従って(10)式、(11)式はc2(t)、c3(t)にも同様に適用できる。
Furthermore, by making c 1 (t), c 2 (t), and c 3 (t) into the following expressions (10) and (11), c 1 (t), c 2 (t), c 3 (t) may not include the third harmonic.
As will be described later, c 2 (t) and c 3 (t) are the same signals as c 1 (t) but only have different phases. Therefore, the equations (10) and (11) can be similarly applied to c 2 (t) and c 3 (t).
c1(t)、c2(t)、c3(t)が第3高調波を含まないということは、第2ミキサの出力であるz1(t)、z2(t)、z3(t)のどれもが第2局部発振器の第3高調波に対する妨害波を抑制することができるということである。 The fact that c 1 (t), c 2 (t), and c 3 (t) do not include the third harmonic means that z 1 (t), z 2 (t), and z 3 that are the outputs of the second mixer. Any of (t) can suppress the interference wave with respect to the third harmonic of the second local oscillator.
ここで、図5のミキサの動作についてさらに詳細に説明する。図5のミキサは、y1(t)、y2(t)、y3(t)が入力される入力端子101、102、103と、それぞれの信号の出力を切り替えるアナログスイッチ104、105と、これらのアナログスイッチの出力の差を出力する差動増幅器106を含む。2つのアナログスイッチには、y1(t)、y2(t)、y3(t)の出力がそれぞれ入力される。アナログスイッチの切替動作はデジタル信号L1乃至L6によって行われる。ここでアナログスイッチ104にはL1、L2、L3のデジタル信号が入力され、アナログスイッチ105にはL4、L5、L6のデジタル信号が入力される。従ってL1、L2、L3は同時にONにはならず、またL4、L5、L6も同時にONにはならない。
Here, the operation of the mixer of FIG. 5 will be described in more detail. The mixer of FIG. 5 includes
また、アナログスイッチ104の出力に着目すると、L1によってy1(t)が出力され、L2によってy2(t)が出力されL3によってy3(t)が出力される。同様にアナログスイッチ105では、L4によってy2(t)が出力され、L5によってy3(t)が出力され、L6によってy1(t)が出力される。
Moreover, focusing on the output of the
図6はL1乃至L6のデジタル信号の一例を示したものである。例えば、区間110では、L1とL4の信号がONになることを示す。信号L1はy1(t)を出力し、信号L4はy2(t)を出力する。従ってこの区間110では、ミキサはy1(t)−y2(t)の信号を出力する。
FIG. 6 shows an example of digital signals L1 to L6. For example, in
図7は、ミキサの出力をy1(t)、y2(t)、y3(t)の出力の観点で整理したものである。横軸は時間軸であり縦方向は出力電圧を表す。それぞれ軸上は出力がゼロで上方向は出力が正、下方向は負の電圧出力を表す。ミキサ100の出力は特定の時刻における3つの出力の和として表される。例えば区間111ではy1(t)の正の出力があり、y2(t)は負の出力があり、y3(t)の出力はゼロであることを示している。これは図6で例示したL1とL4の信号がONになった時の状態である。
FIG. 7 summarizes the output of the mixer from the viewpoint of the output of y 1 (t), y 2 (t), and y 3 (t). The horizontal axis is the time axis, and the vertical direction represents the output voltage. On each axis, the output is zero, the upper direction indicates a positive output, and the lower direction indicates a negative voltage output. The output of the
また、この関係はいずれの時刻を見ても、y1(t)、y2(t)、y3(t)のいずれかから、残り2つの信号のどちらかを差し引いている関係になっている。y1(t)、y2(t)、y3(t)には、第1局部発振器の第3高調波による妨害波は同相として重畳していたので、常にミキサの出力からは第3高調波による妨害波は相殺され出力されなくなる。 In addition, this relationship is a relationship in which one of the remaining two signals is subtracted from any one of y 1 (t), y 2 (t), and y 3 (t) at any time. Yes. In y 1 (t), y 2 (t), and y 3 (t), the interference wave caused by the third harmonic of the first local oscillator is superimposed in phase, so that the third harmonic is always output from the mixer output. The interference wave due to the wave is canceled and is not output.
図6に示した第2局部発信器信号は、さらに(9)乃至(11)式を満足している。従って偶数次の(第2および第4)高調波と第3高調波成分を有していない。従ってこれらの高調波による受信妨害は抑圧される。第2ミキサ30の出力Sifを図4(c)に示す。中心周波数がf2で妨害波となるRFにおける周波数が3f1である信号は相殺されて、存在していない。なお、隣接波はBB信号フィルタ20によって幾分減衰されている。
The second local oscillator signal shown in FIG. 6 further satisfies the expressions (9) to (11). Therefore, it does not have even-order (second and fourth) harmonics and third harmonic components. Accordingly, reception interference due to these harmonics is suppressed. The output Sif of the
図1に戻って、第2ミキサ30の出力はそれぞれ位相が120°異なる3相のIF信号Sifであるが、各相の信号は相補信号となっているので、第2ミキサの出力は、3相それぞれに対して平衡−非平衡変換がなされる。そして、各相の信号が非平衡の3相信号に対してIF−PPフィルタ40で隣接信号を除去するフィルタ処理を行う。その際、正の周波数と負の周波数を分けてフィルタリングを行なうポリフェーズ・フィルタを用いることにより、負の周波数成分を除去する。
Returning to FIG. 1, the output of the
このIF−PPフィルタ40では、スイッチト・キャパシタ・フィルタを用いることもでき、精度の高いフィルタの実現が可能である。IF−PPフィルタの特性を図4(d)に示す。また、このIF−PPフィルタによって選択されたIF信号Sifpの周波数アロケーションを図4(e)に示す。ここでは妨害波であるRFにおける周波数が3f1である信号82および隣接波81が除去された所望波80の信号を得ることができる。
In the IF-
周波数選択された3相のIF信号Sifpは、1対の相補信号Sif1に変換され出力信号Sotとして出力される。その出力された信号はその後A/D変換されてから復調が行なわれる。出力の最終段にはバッファ65を配設してもよい。
The frequency-selected three-phase IF signal Sifp is converted into a pair of complementary signals Sif1 and output as an output signal Sot. The output signal is then A / D converted and demodulated. A
以上のように、本実施の形態のチューナ1は、高周波帯域に変調されている所望の信号をダウンコンバートする際に、局部発振器の高調波成分によって、所望信号より高い帯域で送信されている信号を同時にダウンコンバートし、所望信号に対するS/Nを劣化させるという課題を解決する。また、第1ミキサを3相ミキサとしたときに正確なI/Q信号を得にくいという課題に対して、イメージ信号を含まないIF信号を生成するといった形で解決する。
As described above, when down-converting a desired signal modulated in a high frequency band, the
(実施の形態2)
図8に本発明の第2の実施の形態にかかわるチューナ2の構成を示す。これは帯域幅8MHzのOFDM信号を受信するテレビチューナを想定している。出力信号は中心周波数を4.571MHzとするIF信号である。第1ミキサの出力信号は中心周波数が−4.571MHzであるIF信号である。
(Embodiment 2)
FIG. 8 shows the configuration of the
本実施の形態のチューナ2は、LNA10、第1ミキサ15、第1局部発振器71、ローパスフィルターフィルタ21、同相信号除去増幅器33、第1IFフィルタ41、第2ミキサ50、第2局部発振器75、第2IFフィルタ61、バッファ65を含む。本実施の形態において、キャンセル部は同相信号除去増幅器および第2ミキサであり、周波数変換部は第2ミキサである。
The
本実施の形態では、第1局部発信器71は所望波の中心周波数f1に対して、f1+f2の周波数の信号Slo1を出力する。これにより、RF信号SrfはLNA10により増幅された後、第1ミキサ15により周波数が混合されて3相のIF信号Sd3に変換される。RF信号をIF信号に変換しているので、この時点においてのイメージ信号は中心周波数が−4.571MHzとする信号になる。図11(a)に第1ミキサの出力のスペクトルを示す。図11での所望波80、隣接波81、妨害波82の表示は、図4の表示と同じである。
In the present embodiment, the first
第1ミキサ15の出力である3相のIF信号Sd3は、それぞれ平衡−非平衡変換機能を有するローパスフィルタ21を通過することにより妨害波をある程度遮断する。この時点においては、第1局部発振器71の第3高調波による妨害波を同相信号として含んでいる。そしてローパスフィルタ21を通過した3相信号Sd3fは同相信号除去機能つきの増幅器33を通ることにより、同相信号成分が除去された3相信号Sdfに変換される。この時点において、3相信号の同相信号が除去されることにより、第1局部発振器の第3高調波による妨害波成分であるRFにおける周波数が3f1−f2である信号が除去される。
The three-phase IF signal Sd3, which is the output of the
同相信号除去機能付きの増幅器33の出力信号Sdfは、ポリフェーズ・フィルタである第1IFフィルタ41において不要波をある程度除去する。特に第2局部発振器信号75の5次以上の高調波により受信妨害を発生させる周波数成分を十分に遮断する。
The output signal Sdf of the
図9に同相信号除去増幅器33の構成の一例を示す。同相信号除去増幅器33は、トランジスタQ1乃至Q3と、抵抗R1乃至R6と、電流源I2を含む。入力端子Ina、Inb、Incは、それぞれQ1、Q2、Q3のベースに接続されている。3つのトランジスタのエミッタにはそれぞれ抵抗R1、R2、R3を介して、1つの電流源I2に接続されている。また、3つのトランジスタのコレクタにはそれぞれ抵抗R4、R5、R6を介して電圧電源Vccに接続されている。そして、Q1、Q2、Q3のコレクタからはOuta、Outb、Outcの3つの出力端子が設けられている。
FIG. 9 shows an example of the configuration of the common-mode
ローパスフィルタ21からの3つの出力Sd3fは、それぞれ入力端子Ina、Inb、Incに入力される。3つのトランジスタQ1乃至Q3は、エミッタに共通の電流源I2が接続されているので、3つの入力端子に加わる信号が同相であると、理想的には出力端子Outa、Outb、Outcの電圧は変化しない。従って、同相の信号成分は除去される。実際には同相信号除去比は有限であるため、同相信号成分はある程度減衰することになる。
Three outputs Sd3f from the low-
第1IFフィルタ41の出力Sdffのスペクトルを図11(b)に示す。横線で示した妨害波82が相殺され除去されている。
A spectrum of the output Sdff of the first IF
再び図8にもどって、第2ミキサ50において、IF信号Sifは6相の第2局部発振器71の信号Slo2と周波数混合され、中心周波数4.571MHzの中間周波数信号に変換される。第2ミキサ50は単相の相補信号を出力するものである。その構成は、例えば図5で示したものを用いることができる。従って第2ミキサ50はアナログスイッチ104、105と差動増幅器106により構成されている。
Returning to FIG. 8 again, in the
第2局部発振器信号Slo2は9.142MHzの6相のデジタル信号であり、アナログスイッチ104、105のオン/オフを制御する。第2局部発振器信号Slo2は、例えば図6で示した信号と同じものを用いることができる。この信号によるc1(t)、c2(t)、c3(t)は図10に示すようになる。これは図7で示したものと同じになる。従って、これらは(8)式の条件を満たすので、第1局部発振器71の第3高調波による妨害波は除去されることになる。すなわち、本実施の形態における第2ミキサも同相信号をキャンセルする機能を有する。なお、「同相信号をキャンセルする」は本明細書において「同相信号除去」と同意に扱う。
The second local oscillator signal Slo2 is a 9.142 MHz six-phase digital signal, and controls the on / off of the analog switches 104 and 105. As the second local oscillator signal Slo2, for example, the same signal as that shown in FIG. 6 can be used. C 1 (t), c 2 (t), and c 3 (t) by this signal are as shown in FIG. This is the same as that shown in FIG. Therefore, since these satisfy the condition of the equation (8), the interference wave due to the third harmonic of the first
同相信号除去機能つきの増幅器33においてもこの妨害波はある程度除去されるが、同相信号除去率が有限であるため、完全には除去できていない。また、c1(t)、c2(t)、c3(t)は(9)乃至(11)式を満たすので、第2、第3および第4高調波成分を持たず、これらの高調波による受信妨害は抑圧される。したがって、第5高調波以上の高次の高調波に対する妨害波を主に考慮することになる。第2ミキサ50の出力Sif1のスペクトルを図11(c)に示す。
Even in the
第2ミキサ50の出力は単相の平衡IF信号Sif1である。そして、第2IFフィルタ61において隣接信号を十分に除去するフィルタ処理を行う。本実施の形態においては、第2ミキサ50の出力は単相の信号であるので、正の周波数成分と負の周波数成分を分離することはできないので、負の周波数成分に対応する信号成分は第1IFフィルタ41で十分に遮断しておく必要がある。第2IFフィルタ61の出力Sif1fのスペクトルを図11(d)に示す。
The output of the
第2IFフィルタ61には、スイッチト・キャパシタ・フィルタを用いることもでき、精度の高いフィルタの実現が可能である。第2IFフィルタ61の出力信号Sif1fは、最終出力Sotとして出力され、その後増幅やA/D変換されてから復調が行なわれる。なお、最終段にバッファ65を配設してもよい。
As the second IF
本実施の形態の利点は、二つのIFフィルタ41、61を用いることで、受信帯域のすぐ隣の周波数の信号をよく除去することができるので、隣接妨害波が強くても所望波をよく受信できるチューナを実現できることである。信号帯域幅は7.61MHzであるので、IFの信号帯域はそれぞれ−8.376MHzから−0.766MHzおよび0.766MHzから8.376MHzとなる。両方ともIF信号帯域の周波数の絶対値が小さい値は中心周波数の中心周波数より低いので、第1および第2IFフィルタの双方において周波数が0付近の周波数を遮断することにより、両側の隣接信号を効率よく遮断することができる。
The advantage of this embodiment is that, by using the two IF
本実施の形態の第2の利点は、第1ミキサ15の出力がIF信号であるため、第1ミキサが発生するフリッカー雑音に対して影響を受けにくいことである。さらに、第1ミキサ15の出力がベースバンド信号である場合には、中心周波数におけるサブキャリアの受信が困難であったが、本実施の形態ではすべてのサブキャリアが受信できる。
The second advantage of the present embodiment is that the output of the
本実施の形態の他の利点として、第2ミキサ50の構成が簡単であることが挙げられる。
本実施の形態はOFDM信号を受信するチューナであったが、受信する信号はOFDMでなくてもよく、他のデジタル変調方式のものであっても良いし、アナログ信号を受信するものであってもよい。
Another advantage of the present embodiment is that the configuration of the
Although the present embodiment is a tuner that receives an OFDM signal, the received signal may not be OFDM, may be of another digital modulation method, or may receive an analog signal. Also good.
(実施の形態3)
図12に本発明第3の実施の形態にかかわるチューナ3を示す。
本実施の形態のチューナ2は、LNA10、第1ミキサ15、第1局部発振器71、ローパスフィルタフィルタ21、同相信号除去増幅器33、第1IFフィルタ41、第2ミキサ51、第2局部発振器76、第2IFフィルタ62、バッファ65を含む。本実施の形態において、キャンセル部は同相信号除去増幅器33および第2ミキサであり、周波数変換部は第2ミキサである。
(Embodiment 3)
FIG. 12 shows a tuner 3 according to the third embodiment of the present invention.
The
本実施の形態のチューナ3は、第2の実施の形態と同じく低IF方式のダブル・スーパーヘテロダイン方式(2段のIF信号を持つ受信方式)であるが、第2ミキサ51の出力が3相信号であり、第2IFフィルタ62が3相のポリフェーズ・フィルタとなっている点が異なっている。
The tuner 3 of the present embodiment is a low-IF double superheterodyne system (a reception system having two-stage IF signals) as in the second embodiment, but the output of the
図13に第2ミキサ51の構成の一例を示す。第2ミキサ51は、入力端子151乃至153とアナログスイッチ154乃至156と出力端子157乃至159からなる。アナログスイッチはデジタル信号L1乃至L3によって切替動作を行う。このデジタル信号は第2局部発振器76から供給される3相の信号である。
FIG. 13 shows an example of the configuration of the
第1IFフィルタ41の3つの出力をx1(t)、x2(t)、x3(t)としてそれぞれを入力端子153、152、151に入力する。これらの入力信号x1(t)、x2(t)、x3(t)は、アナログスイッチ154乃至156の全てに接続される。一方、デジタル信号L1乃至L3はアナログスイッチ154乃至156に入力され、入力信号を切り替える。アナログスイッチの出力はそれぞれz1(t)、z2(t)、z3(t)となり、出力端子159、158、157から出力される。
The three outputs of the first
アナログスイッチに着目すると、アナログスイッチ154では、デジタル信号L1でx3(t)が出力され、L2でx2(t)が、そしてL3でx1(t)が出力される。同様にアナログスイッチ155では、L1でx2(t)、L2でx3(t)、L3でx1(t)が出力される。また、アナログスイッチ156では、L1でx1(t)、L2でx2(t)、L3でx3(t)が出力される。
Focusing on the analog switch, the
図14には、L1、L2、L3の出力一例を示す。このデジタル信号による入力信号の切替によって、z1(t)、z2(t)、z3(t)は(5)、(6)、(7)式と同じように得ることができる。ただし、(5)、(6)、(7)式において、y1(t)、y2(t)、y3(t)をそれぞれx1(t)、x2(t)、x3(t)に置き換える。すなわち、出力信号z1(t)、z2(t)、z3(t)は、同じ信号で位相がそれぞれ120°ずつ異なる信号である。従って、本実施の形態における第2ミキサ51も同相信号をキャンセルする機能を有する。
FIG. 14 shows an output example of L1, L2, and L3. By switching the input signal by this digital signal, z 1 (t), z 2 (t), and z 3 (t) can be obtained in the same manner as the equations (5), (6), and (7). However, in the expressions (5), (6), and (7), y 1 (t), y 2 (t), and y 3 (t) are respectively x 1 (t), x 2 (t), and x 3 ( Replace with t). That is, the output signals z 1 (t), z 2 (t), and z 3 (t) are signals that are the same signal and have phases that differ by 120 °. Therefore, the
第2局部発振器76の信号Slo2は3相の信号であるので、6相の信号を生成する場合と比べて生成するのは容易である。例えば、高い周波数の信号を分周して正確な3相信号を生成する場合は、出力信号の3倍の周波数の信号が必要となるが、正確な6相信号を得るには出力信号の6倍の周波数の信号が必要となり、その値は27.426MHzとなる。チューナ内部には、あまり高い周波数の信号を持つことは、他の信号への干渉の可能性を秘め、あまり好ましいことではない。
Since the signal Slo2 of the second
第2局部発振器信号Slo2を3相信号としたことにより、第2ミキサ51において第2局部発振器信号Slo2の第2高調波に対するミキシング出力が発生してしまう。(9)式の条件を満たさないためである。しかし、第2局部発振器信号Slo2の第2高調波の周波数は基本波の周波数と符号が異なるので、それによって発生する妨害波は所望波と大きく離れている。この様子を図15に示す。
Since the second local oscillator signal Slo2 is a three-phase signal, the
図15において、所望波80、隣接波81、妨害波82の表示は図4と同じである。第1ミキサの出力Sd3は実施の形態2と同じように、−f2を中心周波数とするIF信号である。これを図15(a)に示した。また、図15(b)は、第1IFフィルタ41の出力Sdffを示す。また、第1IFフィルタの出力の中心周波数を−f2からf2にコンバートする際に、第2局部発振器信号Slo2の第2高調波の周波数によって、所望波に対して妨害波となる領域83がf2の5倍高調波の周波数の点であることを示している。
In FIG. 15, the display of the desired
これは、Slo2は2f2の周波数を出力するが、その第2高調波すなわち、−4f2の周波数によって、5f2の帯域の信号がf2の帯域にダウンコンバートされるためである。ここで、2f2の第2高調波の符号がマイナスになっているのは、3相信号の第2高調波の周波数は基本波と符号が反対になるためである。つまり、第2高調波として+4f2の周波数成分を含まないため、−3f2の帯域の信号は妨害波とならない。したがって、本実施の形態の構成においては、第1IFフィルタ41においてこの妨害波の周波数成分を十分に遮断しておくことができる。
This is because Slo2 outputs a frequency of 2f2, but its second harmonic, that is, a frequency of -4f2, down-converts the signal in the band of 5f2 to the band of f2. Here, the sign of the second harmonic of 2f2 is negative because the frequency of the second harmonic of the three-phase signal is opposite to the sign of the fundamental wave. That is, since the frequency component of + 4f2 is not included as the second harmonic wave, the signal in the band of −3f2 does not become an interference wave. Therefore, in the configuration of the present embodiment, the first IF
第2ミキサ51の出力Sifは第2IFフィルタ53によって隣接波を除去する。この出力Sifは3相の信号であるので、第2IFフィルタ62をポリフェーズ・フィルタで構成することで隣接波を精度よく遮断することができる。隣接波を除去された信号Sif1fは適宜バッファ65を介して出力Sotとして出力する。図15の(c)に第2ミキサの出力Sifが中心周波数f2のアップコンバートされている様子を示す。また図15(d)には、第2IFフィルタ62によって隣接波81が除去された信号Sif1fを示す。
The output Sif of the
本発明第3の実施の形態の利点の一つは、第2IFフィルタ62が3相のポリフェーズ・フィルタであるために、正の周波数と負の周波数を区別した周波数選択性フィルタを用いることができ、隣接信号などをより多く遮断することが容易な点である。
One advantage of the third embodiment of the present invention is that since the second IF
また、第2ミキサ51において第2局部発振器信号76の第2高調波に対するミキシングを許容することにより、第2ミキサの構造を簡単にすることができるといった利点もある。
Further, by allowing the
(実施の形態4)
図16に本発明第4の実施の形態にかかわるチューナ4の構成を示す。
本実施の形態のチューナ4は、LNA10、第1ミキサ15、第1局部発振器70、ローパスフィルターフィルタ21、同相信号除去増幅器33、BB信号ポリフェーズ・フィルタ42、第2ミキサ50、第2局部発振器75、第2IFフィルタ61、バッファ65を含む。本実施の形態において、キャンセル部は同相信号除去増幅器33および第2ミキサであり、周波数変換部は第2ミキサである。
(Embodiment 4)
FIG. 16 shows the configuration of the tuner 4 according to the fourth embodiment of the present invention.
The tuner 4 of the present embodiment includes an
本実施の形態のチューナ4は、第1の実施の形態のチューナ1と同じくRF信号Srfを一旦3相のベースバンド信号に落としてからIF信号に周波数変換を行うダウンアップ・コンバージョン方式であるが、ベースバンド信号におけるフィルタとしてポリフェーズ・フィルタとなるBB信号ポリフェーズ・フィルタ43を用いている点が異なる。
The tuner 4 according to the present embodiment is a down-up conversion method in which the RF signal Srf is once dropped into a three-phase baseband signal and then converted into an IF signal, like the
第1ミキサ15は、LNA10からの入力信号を6相の第1局部発信器70からの3相信号Slo1と混合し、ベースバンド帯域の信号Sd3とする。このSd3は波形が同一で位相が120°ずつ異なる信号である。この信号にはRF信号Srfの3倍高調波からの成分が同相信号として存在する。
The
第1ミキサ15の出力Sd3をローパスフィルタ21を通し、その他の妨害波などをできるだけ除去する。ローパスフィルタ21の出力Sd3fは同相信号除去増幅器33に入力される。この時点で同相信号として重畳していたRF信号の3倍の周波数成分は相殺される。
The output Sd3 of the
同相信号除去増幅器33の出力Sdfは3相のベースバンド帯域の信号である。この信号をBB信号ポリフェーズ・フィルタ42を用いて隣接波を除去し、信号Sdffとする。その後、第2ミキサ50で単相のIF信号Sif1に周波数変換し、通常のIFフィルタ61で余分な成分を除去し、信号Sif1fとした後、出力Sotとする。なお、本実施の形態における第2ミキサ図8の第2ミキサ50と同じものを利用することができるので、同相信号をキャンセルする機能を有する。
The output Sdf of the in-phase
本実施の形態の利点の一つは、ベースバンドにおけるフィルタがポリフェーズ・フィルタであるため、3相それぞれにフィルタを設けた場合に比べて回路を簡素化できることである。また、第1ミキサ出力をベースバンド信号としたため、IF信号とした場合に比べて隣接妨害などを遮断するフィルタとして単なるローパスフィルタを用いることができるので、その分、回路を簡素化することができる。 One advantage of the present embodiment is that the circuit in the baseband is a polyphase filter, so that the circuit can be simplified compared to the case where filters are provided for each of the three phases. In addition, since the first mixer output is a baseband signal, a simple low-pass filter can be used as a filter for blocking adjacent interference as compared with the IF signal, so that the circuit can be simplified correspondingly. .
(実施の形態5)
図17に本発明第5の実施の形態にかかわるチューナの構成を示す。
本実施の形態のチューナ5は、LNA10、第1ミキサ15、第1局部発振器71、ローパスフィルターフィルタ21、同相信号除去増幅器33、IF−PPフィルタ43、3相1相変換器53、バッファ65を含む。本実施の形態において、キャンセル部は同相信号除去増幅器33および3相1相変換器53である。
(Embodiment 5)
FIG. 17 shows a configuration of a tuner according to the fifth embodiment of the present invention.
The
アンテナやケーブルから受信した信号はLNAにより増幅された後、第1ミキサ15により周波数が混合されて3相のIF信号S3dに変換される。RF信号をIF信号に変換しているので、この時点においてのイメージ信号が妨害波として混入している。3相のIF信号Sd3は、それぞれ平衡−非平衡変換機能を有するローパスフィルタ21を通過することにより妨害波をある程度遮断する。
The signal received from the antenna or cable is amplified by the LNA, and then the frequency is mixed by the
この時点においては、第1局部発振器71の第3高調波による妨害波を同相信号として含んでいる。そしてローパスフィルタ21を通過した3相信号S3dfは同相信号除去機能つきの増幅器33を通ることにより、同相信号成分が除去された3相信号Sdfに変換される。この時点において、3相信号の同相信号が除去されることにより、第1局部発振器の第3高調波による妨害波成分が除去される。
At this time, an interference wave due to the third harmonic of the first
同相信号除去機能付きの増幅器33の出力信号Sdfは、ポリフェーズ・フィルタである第1IFフィルタ43(IF−PPF)において不要波を除去し、信号Sdffにする。特にイメージ信号となっている周波数の絶対値が所望波と等しくその符号が異なっている信号成分を十分に除去する必要がある。この時点では、信号は3相信号であるので、それを1相のIF信号Sdffxに変換する。その際、1相のみを取り出すということもできるが、次のように行う。いま、3相の信号をx1(t)、x2(t)、x3(t)とし、取り出す1相をy1(t)としたとき、(12)式を満たす関係にする。
すると、(12)式の条件を満たしているので、同相信号除去機能付きの増幅器33によって除去しきれなかった第1局部発振器信号の第3高調波による妨害波成分をここでさらに抑制することができる。その後適宜バッファ65を介して出力信号Sotとする。
Then, since the condition of the expression (12) is satisfied, the interference wave component due to the third harmonic of the first local oscillator signal that could not be removed by the
本実施の形態においては、出力信号がIF信号であったが、ベースバンド信号としても良い。その際は、ベースバンド信号は2相信号である必要があり、3相−2相変換は、図17の3相1相変換器で(13)式のように行えばよい。
(実施の形態6)
図18に実施の形態6におけるチューナの構成図を示す。
本実施の形態のチューナ6は、LNA10、第1ミキサ15、第1局部発振器71、ローパスフィルターフィルタ21、3相3相変換器35、IF−PPフィルタ43、3相1相変換器53、バッファ65を含む。本実施の形態において、キャンセル部は3相3相変換器35である。
(Embodiment 6)
FIG. 18 shows a configuration diagram of a tuner according to the sixth embodiment.
The
実施の形態5においては、第1ミキサにおける第1局部発振器の第3高調波に対する妨害波を同相信号除去増幅器で除去していたが、実施例6においては、3相3相変換器35において行なう。3相3相変換器35は第1ミキサ15の3相の出力Sd3に対して1次変換の操作を行うことに相当する。
In the fifth embodiment, the interfering wave with respect to the third harmonic of the first local oscillator in the first mixer is removed by the in-phase signal removal amplifier. However, in the sixth embodiment, in the three-phase three-
図19に3相3相変換器35の一部の構成の一例を示す。3相3相変換器35の一部120は、3相の入力信号が入力され、それぞれの入力信号x1(t)、x2(t)、x3(t)とした時、b1、b2、b3倍する増幅器121、122、123と、増幅器122と増幅器123の出力を加える加算器125と、加算器125の出力と増幅器121の出力を加算する加算器124を含む。最終出力は加算器124の出力である。3相3相変換器35は、図19の変換器120が3つ用意されたものである。
FIG. 19 shows an example of a partial configuration of the three-phase / three-
3相3相変換器35は、1次変換前の信号をx1(t)、x2(t)、x3(t)とし、1次変換後の信号をy1(t)、y2(t)、y3(t)としたときに、(14)式のように1次変換を施す。
このとき、(15)式の関係が成り立つように係数b1、b2、b3を設定することにより同相信号を除去することができる。
At this time, the in-phase signal can be removed by setting the coefficients b 1 , b 2 , and b 3 so that the relationship of the expression (15) is satisfied.
3相信号の同相信号成分を3相の信号の平均であるとし、同相信号成分を減ずるとすると、b1:b2:b3=1−1/3:−1/3:−1/3、すなわちb1=2、b2=−1、b3=−1とする。また、3相信号が理想的な3相信号に同相信号が重畳していると仮定すると、b1=1、b2=−1、b3=0としてもよい。 Assuming that the in-phase signal component of the three-phase signal is the average of the three-phase signals and subtracting the in-phase signal component, b 1 : b 2 : b 3 = 1−1 / 3: −1/3: −1 / 3, that is, b 1 = 2, b 2 = -1, b 3 = -1. Further, assuming that the in-phase signal is superimposed on the ideal three-phase signal, b 1 = 1, b 2 = −1, and b 3 = 0.
同相信号除去増幅器においては、同相信号除去比に限度があるが、このような3相3相変換を行なうことにより、妨害波の高い除去率が期待できる。この3相3相変換器と同相信号除去増幅器を併用することにより、妨害波のさらに高い除去率が期待できる。その際、同相信号除去増幅器を3相3相変換器の前に設置しても、後ろに設置しても、前と後ろ両方に設置しても良い。 In-phase signal rejection amplifiers have a limit on the in-phase signal rejection ratio, but by performing such three-phase to three-phase conversion, a high rejection rate of interference waves can be expected. By using this three-phase / three-phase converter and an in-phase signal rejection amplifier in combination, a higher rejection rate of interference waves can be expected. At that time, the common-mode signal rejection amplifier may be installed in front of the three-phase / three-phase converter, in the rear, or in both the front and rear.
なお、第1ミキサの出力信号に対して信号の1次変換を行なう場合を説明したが、第1ミキサの出力信号に対して周波数選択フィルタなどを通過させた後の信号に対しても同様な操作を行なうことができる。 In addition, although the case where the primary conversion of the signal is performed on the output signal of the first mixer has been described, the same applies to the signal after the output signal of the first mixer is passed through a frequency selection filter or the like. The operation can be performed.
本発明のチューナは無線信号を受信する受信機に利用できる。 The tuner of the present invention can be used for a receiver that receives a radio signal.
1乃至6 チューナ
10 LNA
15 第1ミキサ
20 ベースバンド信号フィルタ
30 第2ミキサ
40 IF−PPフィルタ
60 3P/1P変換器
70 第1局部発振器
1 to 6
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記第1のミキサの出力を用いて前記出力中に含まれる同相信号を相殺するキャンセル部を有するチューナ。 A first mixer that mixes a three-phase local oscillation signal that is 120 degrees out of phase with the received signal;
A tuner having a cancel unit that cancels an in-phase signal included in the output using the output of the first mixer.
The second mixer has coefficients c 1 (t), c 2 (t), and c 3 where y 1 (t), y 2 (t), and y 3 (t) are input signals, respectively. (T) and signals z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t) satisfying the relations of the expressions (5), (6), and (7) whose phases are different from each other by 120 °, The tuner according to any one of claims 2 and 3, wherein the tuner satisfies the relationship of the expression (8).
ここでT2はc1(t)の周期である 5. The tuner according to claim 4, wherein each of the coefficients satisfies a relationship of Expression (9).
Where T 2 is the period of c 1 (t)
ここでT2はc1(t)の周期である 6. The tuner according to claim 4, wherein each of the coefficients satisfies a relationship of Expressions (10) and (11).
Where T 2 is the period of c 1 (t)
6相デジタル信号を発生する局部発振器と、
前記第1のミキサの出力の全てを入力し、前記6相デジタル信号のうち3相分の信号で出力を切り替える第1および第2のアナログスイッチと、
前記第1および第2のアナログスイッチの出力を差動入力とする差動増幅器を有する請求項2または3の何れかの請求項に記載したチューナ。 The second mixer is
A local oscillator that generates a six-phase digital signal;
First and second analog switches for inputting all of the outputs of the first mixer and switching the outputs with signals for three phases of the six-phase digital signals;
4. The tuner according to claim 2, further comprising a differential amplifier that uses the outputs of the first and second analog switches as differential inputs. 5.
前記ポリフェーズ・フィルタの出力をx1(t)、x2(t)、x3(t)とし、係数をb1、b2、b3をとした場合に出力をy1(t)として(12)式を満たす3相1相変換器を有する請求項9に記載のチューナ。
A three-phase one-phase converter for converting the output of the polyphase filter into a one-phase output;
When the output of the polyphase filter is x 1 (t), x 2 (t), x 3 (t) and the coefficients are b 1 , b 2 , b 3 , the output is y 1 (t) The tuner according to claim 9, further comprising a three-phase one-phase converter that satisfies the expression (12).
前記フィルタの出力に3相デジタル信号を混合しそれぞれ位相が120°異なる信号を出力するミキサと、
前記ミキサの出力を入力するポリフェーズ・フィルタを有する請求項8記載のチューナ。
A filter to which the output of the common-mode signal cancellation amplifier is input;
A mixer that mixes a three-phase digital signal with the output of the filter and outputs a signal having a phase difference of 120 °;
The tuner according to claim 8, further comprising a polyphase filter that inputs an output of the mixer.
ここで係数b1、b2、b3は(15)式を満足する
The cancel unit has input signals x 1 (t), x 2 (t), x 3 (t) and output signals y 1 (t), y 2 (t), y 3 (t) The tuner according to claim 1, wherein the tuner is a three-phase three-phase converter that performs the primary conversion of the equation (14).
Here, the coefficients b 1 , b 2 , and b 3 satisfy the expression (15).
前記ポリフェーズ・フィルタの出力をx1(t)、x2(t)、x3(t)とし、係数をb1、b2、b3をとした場合に出力をy1(t)として(12)式を満たす3相1相変換器を有する請求項14に記載のチューナ。
A three-phase one-phase converter for converting the output of the polyphase filter into a one-phase output;
When the output of the polyphase filter is x 1 (t), x 2 (t), x 3 (t) and the coefficients are b 1 , b 2 , b 3 , the output is y 1 (t) The tuner according to claim 14, comprising a three-phase one-phase converter that satisfies the expression (12).
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