專利名稱：π/2移相器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及π/2移相器，更詳細(xì)地，涉及能排除電路中元件偏差以及寄生電容的影響，將輸出信號之間的相位差固定保持在π/2的π/2移相器。
背景技術(shù)：
近年來，以移動電話為代表的數(shù)字移動通信方式的開發(fā)飛速發(fā)展。在數(shù)字移動通信方式中，為了提高頻率利用效率，一般都采用頻響下降的π/4移相QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)方式。
產(chǎn)生頻響下降的π/4移相QPSK信號時，需要有高精度的正交調(diào)制器。正交調(diào)制器將輸入的同相載波和與該同相載波成90°(π/2)相位移動的正交載波分別乘以調(diào)制波的復(fù)合包絡(luò)線信號的同相分量以及正交分量(都是基帶信號)之后，將結(jié)果輸出到合成器中。因此，需要有將輸入載波分為同相(0°)以及正交(90°＝π/2)載波信號的兩個信號的π/2移相器。
正交調(diào)制器中的π/2移相器的精度大大影響了正交調(diào)制器的調(diào)制精度。這樣，在π/2移相器中，如果輸出的兩個信號的相位差從π/2開始移動從而產(chǎn)生正交相位差，合成后的同相/正交信號之間的獨立性就被破壞，解調(diào)時，就產(chǎn)生由于同相/正交信號之間的串?dāng)_所引起的品質(zhì)惡化。一般，在QPSK的情況中，為了將品質(zhì)惡化抑制在用載波與噪聲比(C/N)換算值得到的0.1dB以下，有必要將正交相位精度變?yōu)椤?°以內(nèi)。
對于在這種正交調(diào)制器中使用的π/2移相器的結(jié)構(gòu)，例如，在“數(shù)字移送通信用低損耗功率正交調(diào)制器IC”(山尾泰他、電子信息通信學(xué)會論文集，93/11，Vol.J76-C-I，No.11，pp，453-455)以及“正交調(diào)制器(特開平6-252970號公報)”中公開了使用電阻元件和電容元件的結(jié)構(gòu)。
參考

圖14，現(xiàn)有技術(shù)的π/2移相器40接收輸入信號SIGIN，輸出彼此相差π/2相位的輸出信號SIGa和SIGb。
π/2移相器40具有在輸入了輸入信號SIGIN的輸入節(jié)點Ni與輸出一個輸出信號SIGb的節(jié)點Nb之間連接的電容41，在節(jié)點Nb與接地節(jié)點45之間連接的電阻元件42。π/2移相器40還具有在輸入節(jié)點Ni與輸出另一個輸出信號SIGa的節(jié)點Na之間連接的電阻元件43，在節(jié)點Na與接地節(jié)點45之間連接的電容44。
在π/2移相器40中，這樣設(shè)計將電容41和電容44的電容值統(tǒng)一為C，并且將電阻元件42和43的電阻值統(tǒng)一為R。
在圖15中，用向量顯示了π/2移相器40理想的輸出狀態(tài)。參考圖15，在XY平面上，如果體現(xiàn)信號的相位狀態(tài)，X軸的+方向相當(dāng)于作為基準(zhǔn)的輸入信號SIGIN的相位θin(0°)。
通過電容41和電阻元件42，輸出信號SIGb僅比輸入信號SIGIN(θin)超前θb相位。與此相反，通過電阻元件43和電容44，另一個輸出信號SIGa僅比輸入信號SIGIN(θin)延遲θb相位。
通過根據(jù)輸入信號SINGIN的頻率，設(shè)置圖14中所示的電阻值R和電容值C，使θb＝+45°(+π/4)，以及θa＝-45°(-π/4)，理想的情況，輸出信號SIGb和SIGa之間的相位差即(θb-θa)可以達(dá)到π/2。
即，利用現(xiàn)有技術(shù)的π/2移相器40的相位精度依賴于電阻元件的電阻值以及電容的電容量。
但是，在將這樣的π/2移相器做在LSI(Large Scale Integrated circuit)上的情況中，存在在集成電路上形成的電阻元件的電阻值和電容的電容值的制造偏差這樣的問題。而且，在使用例如100MHz以上水平的高頻載波的移動電話中使用這樣構(gòu)成的π/2移相器40的情況中，尤其存在這些電路中寄生元件的影響參照圖16，在現(xiàn)有技術(shù)的π/2移相器40中，連接在節(jié)點Ni與節(jié)點Nb之間的電容41具有相當(dāng)于電容電極阻抗的Rtb1以及Rtb2。并且，電容自身的電容值Cb與源于制造偏差的設(shè)計值C也不一定一致。
對于在節(jié)點Nb和接地節(jié)點45之間連接的電阻元件42，依賴于制造偏差，電阻值變?yōu)榕c設(shè)計值R不同的Rb，在載波頻率增加的情況下，寄生電容Cpb的存在變?yōu)槊黠@。
類似地，對于連接在節(jié)點Ni與節(jié)點Na之間的電阻元件43，除了實際的電阻值因受到制造偏差的影響而與設(shè)計值不一致之外，在高頻頻段工作時，明顯存在寄生電容Cpa的影響。尤其是，對于連接在節(jié)點Na和接地節(jié)點45之間的電容44，實際的電容值Ca因受到制造偏差的影響而與設(shè)計值不一致，存在相當(dāng)于電極阻抗的阻抗Rta1以及Rta2。
在圖17中，向量顯示了受到該問題影響的π/2移相器40的輸出狀態(tài)。
參考圖17，電容41、44以及電阻元件42、43的電阻值以及電容值如果由于受到制造偏差以及高頻操作時的寄生元件的影響而從設(shè)計值開始變化，則輸出信號SIGb和SIGa相對于輸入信號SIGIN的相位差θb′和θa′分別從設(shè)計值的+45°(+π/4)以及-45°(-π/4)開始移動。
其結(jié)果，不能將π/2移相器的輸出信號SIGb以及SIGa之間的相位差正確地設(shè)定為π/2。例如是在正交調(diào)制器中使用這樣的π/2移相器的情況中，由于π/2移相器的輸出信號的相位差從π/2開始移動，因此就破壞了合成后的同相/正交信號之間的信號獨立性，解調(diào)時，圖像分量抑制比就惡化。由此，不能通過正交調(diào)制器來獲得所希望的調(diào)制精度。
發(fā)明綜述本發(fā)明的目的在于提供一種能將輸出信號之間的相位差正確地調(diào)整為π/2的π/2移相器結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，π/2移相器具有移相電路以及相位差校正電路。移相電路接收輸入信號以及反向輸入信號，生成等振幅彼此相位不同的第1以及第2中間信號。移相電路將第1和第2中間信號的相位反向，由此還生成第1和第2中間信號的反向信號。相位差校正電路接收移相電路生成的第1以及第2中間信號、第1和第2中間信號的反向信號，并輸出彼此之間相位相差π/2的信號組。相位差校正電路包含一個加法電路，該加法電路輸出根據(jù)在第1中間信號和第2中間信號之間進(jìn)行的第一加法計算所獲得的第1輸出信號，以及根據(jù)在第1中間信號和第2中間信號的反向信號之間進(jìn)行的第2加法計算所獲得的第2輸出信號。
最好是，移相電路將第1和第2中間信號、第1和第2中間信號的反向信號作為模擬信號輸出。相位差校正電路還包括用于使來自移相電路的第1和第2中間信號、第1和第2中間信號的反向信號的各個振幅一致的第1振幅調(diào)整電路。加法電路基于通過第1振幅調(diào)整電路的第1以及第2中間信號和第1以及第2中間信號的反向信號來執(zhí)行第1和第2加法計算。
最好是，移相電路將第1和第2中間信號、第1和第2中間信號的反向信號作為數(shù)字信號輸出。相位差校正電路還包括能使數(shù)字形式的第1和第2中間信號、第1和第2中間反向信號通過的低通濾波器。加法電路基于通過低通濾波器的第1以及第2中間信號和第1以及第2中間反向信號，來執(zhí)行第1和第2加法計算。
在這樣的π/2移相器中，如果將基于等振幅相位不同的第1和第2中間信號通過第1和第2加法計算所生成的第一輸出信號和第2輸出信號以向量形式表示，就分別相當(dāng)于對應(yīng)于第1和第2中間信號以向量形式形成的菱形的一對對角線，因此可以將第1輸出信號和第2輸出信號的相位差正確設(shè)定為π/2。
附圖簡述圖1是示出了具有根據(jù)本發(fā)明實施例的π/2移相器的正交調(diào)制器的全部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是示出了圖1中所示的相位差校正電路結(jié)構(gòu)的框3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的π/2移相器輸出的示意圖。
圖4A是示出圖2所示的加法電路的第1結(jié)構(gòu)例子的電路圖。
圖4B是示出圖2所示的加法電路的第2結(jié)構(gòu)例子的電路圖。
圖4C是示出圖2所示的加法電路的第3結(jié)構(gòu)例子的電路圖。
圖4D是示出圖2所示的加法電路的第4結(jié)構(gòu)例子的電路圖。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第2實施例的相位差校正電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖6是示出了圖5中所示的輸入限幅器電路結(jié)構(gòu)例子的電路圖。
圖7是示出了圖5中所示的低通濾波器結(jié)構(gòu)例子的電路圖。
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明第3實施例的相位差校正電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖9是示出了圖8所示的加法電路結(jié)構(gòu)例子的電路圖。
圖10是示出了圖8中所示的輸出限幅器電路結(jié)構(gòu)例子的電路圖。
圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明第4實施例的π/2移相器結(jié)構(gòu)框圖。
圖12是示出了圖11中所示的數(shù)字移相器的結(jié)構(gòu)例子電路圖。
圖13是示出了圖12中所示的數(shù)字移相器操作的時序圖。
圖14是示出了現(xiàn)有技術(shù)的π/2移相器結(jié)構(gòu)電路圖。
圖15是示出了理想狀態(tài)下π/2移相器輸出的示意圖。
圖16是說明現(xiàn)有技術(shù)的π/2移相器存在問題的電路圖。
圖17是說明現(xiàn)有技術(shù)的π/2移相器存在問題的示意圖。
本發(fā)明的最佳實施例下面，參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實施例的π/2移相器。圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠质褂孟嗤姆?，并且不再反?fù)對其說明。
(實施例1)參照圖1，正交調(diào)制器1具有根據(jù)本發(fā)明實施例1的π/2移相器2、雙平衡混頻器3a和3b、以及合成器4。
π/2移相器2接收輸入信號SIGIN以及其反向信號/SIGIN，輸出彼此有π/2相位差的輸出信號SIGOa以及SIGOb、以及相應(yīng)的反向信號/SIGOa以及/SIGOb。
雙平衡混頻器3a將來自π/2移相器2的輸出信號SIGOa以及/SIGOa乘以同相信號I、/I。雙平衡混頻器3b將來自π/2移相器2的輸出信號SIGOb以及/SIGOb乘以正交信號Q、/Q。合成器4合成雙平衡混頻器3a和3b的輸出，并將其輸出到調(diào)制信號輸出端5。
根據(jù)本發(fā)明實施例1的π/2移相器2包含移相電路10和相位差校正電路11。在移相電路10中，可以采用根據(jù)例如圖14中所示的現(xiàn)有技術(shù)的π/2移相器40，接收輸入信號SIGIN以及其反向信號/SIGIN，輸出彼此有π/2相位差的輸出信號SIGOa以及SIGOb、以及相應(yīng)的反向信號/SIGOa以及/SIGOb。
根據(jù)本發(fā)明實施例1的π/2移相器的特征在于，移相電路10輸出的輸出信號SIGOa以及SIGOb之間的相位差沒有必要一定是π/2，即使在兩者相位差從π/2開始移動的情況下，利用相位差校正電路11，也可以將輸出信號SIGOa以及SIGOb之間的相位差正確地設(shè)定為π/2。
參照圖2，相位差校正電路11具有對移相電路10輸出的信號SIGa、SIGb、/SIGa、/SIGb，在它們之間分別執(zhí)行相加的加法計算的加法電路12。
加法電路12對信號SIGa和SIGb求和，生成輸出信號SIGOa，對信號SIGa和/SIGb求和，從而生成輸出信號SIGOb。
參照圖3，其上以分別表示移相電路10輸出的信號SIGa以及SIGb的向量v3和v4和的形式，示出了表示輸出信號SIGOa的向量v1。另一方面，其上以分別表示移相電路10輸出的信號SIGa以及/SIGb的向量v3和v5和的形式示出了表示輸出信號SIGOb的向量v2。
這里，通過使移相電路10輸出的各個信號等振幅，可以使向量v3、v4以及v5大體相等。由此，向量v1和v2分別相當(dāng)于菱形的一對對角線。其結(jié)果，將向量v3-v5大體限定得相同，向量v1和v2彼此正交，即將輸出信號SIGOa和SIGOb的相位差設(shè)定為π/2。
由于將加法電路12輸出的其它兩個輸出信號/SIGOa以及/SIGOb分別表示為/SIGa(向量v6)和/SIGb(向量v5)的和、以及/SIGa(向量v6)和/SIGb(向量v4)的和，因此，可以將向量v3-v6大體限定得相同，輸出信號/SIGOa以及/SIGOb分別具有將輸出信號SIGOa以及SIGOb反向的相位，兩者的相位差變?yōu)棣?2。
由此，通過使用從移相電路10輸出的等振幅相位不同的信號群，并執(zhí)行各信號之間的加法計算，可以正確地將π/2移相器的輸出信號之間的相位差維持在π/2。
其次，以例說明加法電路的具體結(jié)構(gòu)。
參照圖4，加法電路12具有連接在提供電源電壓Vcc的電源節(jié)點和輸出輸出信號SIGOa的輸出節(jié)點No1之間的電阻元件R1、連接在電源節(jié)點和輸出信號/SIGOa的節(jié)點No2之間的電阻元件R2、連接在節(jié)點No1和節(jié)點No之間的NPN晶體管Q1、連接在節(jié)點No2和節(jié)點No之間的NPN晶體管Q2、連接在節(jié)點No1和節(jié)點N1之間的NPN晶體管Q3、連接在節(jié)點No2和節(jié)點N1之間的NPN晶體管Q4、連接在提供接地電壓Vss的接地節(jié)點和節(jié)點N0之間的電流源S1、連接在節(jié)點N1和接地節(jié)點之間的電流源S2。
將來自移相電路10的信號SIGb和/SIGb，分別輸入到晶體管Q1和Q2的基極。同樣，將來自移相電路10的信號SIGa和/SIGa，分別輸入到晶體管Q3和Q4的基極，。其結(jié)果，在節(jié)點No1上，生成對應(yīng)于晶體管Q1和Q3基極輸入的電壓，輸出信號SIGOa為信號SIGa和SIGb之和。同樣地，節(jié)點No2的電壓電平對應(yīng)于晶體管Q2和Q4的基極輸入，輸出信號/SIGa為移相電路10的輸出/SIGa和/SIGb之和。
對于用于輸出輸出信號SIGOb以及/SIGOb的節(jié)點No3以及節(jié)點No4而言，也相同地設(shè)置了電阻元件R3以及R4、NPN晶體管Q5、Q6、Q7、Q8以及電流源S3和S4。電阻元件R3和R4相當(dāng)于如前所述的電阻元件R1和R2，NPN晶體管Q5、Q6、Q7、Q8分別對應(yīng)于NPN晶體管Q1、Q2、Q3、Q4。電流源S3和S4分別相當(dāng)于電流源S1和S2。將電流源S1、S2、S3以及S4設(shè)計為具有相同的電流提供能力。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，利用加法電路12可以在如圖2所述的移相電路10的各個輸出信號之間執(zhí)行加法計算。
如圖4B所示，在加法電路12中，還可以有在對應(yīng)于晶體管Q1-Q8的電流源之間分別配置電阻元件R12a-R15b的結(jié)構(gòu)。具體而言，在節(jié)點No和晶體管Q1以及Q2之間分別設(shè)置電阻元件R12a和R12b。同樣地，在節(jié)點N1和晶體管Q3以及Q4之間分別設(shè)置電阻元件R13a和R13b，在節(jié)點N2和晶體管Q5以及Q6之間分別設(shè)置電阻元件R14a以及R14b，在節(jié)點N3和晶體管Q7以及Q8之間分別設(shè)置電阻元件R15a以及R15b。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，可以擴(kuò)大加法電路12的輸入動態(tài)范圍，即使在輸入到加法電路12的信號SIGa、/SIGa、SIGb、/SIGb的振幅增大時，也可以執(zhí)行所希望的加法計算。
參照圖4C，在加法電路12中，可以具有這樣的結(jié)構(gòu)分別對應(yīng)于晶體管Q1-Q8而設(shè)置電流源S1a-S4b，還可以設(shè)置用來提高晶體管操作的線性化從而擴(kuò)大輸入動態(tài)范圍的電阻元件R12-R15。將電流源S1a-S4b的各個電流提供能力設(shè)計為相同。具體而言，在晶體管Q1以及Q2的發(fā)射極之間，連接一個電阻元件R12，在晶體管Q3以及Q4的發(fā)射極之間，連接一個電阻元件R13。同樣，在晶體管Q5以及Q6的發(fā)射極之間，連接一個電阻元件R14，在晶體管Q7以及Q8的發(fā)射極之間，連接一個電阻元件R15。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，與圖4B的結(jié)構(gòu)相同，即使在信號SIGa、/SIGa、SIGb、/SIGb的振幅增大時，也可以執(zhí)行所希望的加法計算。
參照圖4D，在加法電路12中，提供如圖4A中所示的電路結(jié)構(gòu)，最好還可以具有設(shè)置了連接在節(jié)點No1和No2之間的電容Ca、連接在節(jié)點No3和No4之間的電容Cb的結(jié)構(gòu)。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，與圖4B的結(jié)構(gòu)相同，即使在信號SIGa、/SIGa、SIGb、/SIGb的信號電平急劇變化的情況下，也可以執(zhí)行所希望的加法計算。
(實施例2)如上所述，對于本發(fā)明，重要的是在加法電路中輸入的各信號的振幅相同。因此，在實施例2中描述了在移相電路10的輸出信號之間產(chǎn)生振幅誤差的情況下，也可以將輸出信號的相位差保持在π/2的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明實施例2的π/2移相器包含圖5中所示的相位差校正電路21，以替代圖2中所示的相位差校正電路11。移相電路10的結(jié)構(gòu)雖然沒有被限定得與實施例1的情況相同，但是，根據(jù)實施例2的結(jié)構(gòu)，對于將輸出信號SIGa、/SIGa、SIGb、/SIGb作為模擬信號輸出的模擬型移相電路10特別有效。
參照圖5，相位差校正電路21具有設(shè)置在移相電路10和加法電路12之間的振幅調(diào)整電路13以及加法電路12。振幅調(diào)整電路13具有輸入限幅器電路14以及低通濾波器16，輸入限幅器電路14用于將移相電路10的輸出信號變換為一定振幅的矩形波，并使其振幅一致，低通濾波器16用于將輸入限幅器電路14的輸出變換為能夠在加法電路12中進(jìn)行加法計算的模擬信號。
分別對應(yīng)于移相電路10的輸出信號SIGb、/SIGb以及SIGa、/SIGa來設(shè)計輸入限幅器電路14以及低通濾波器16。
在圖6中，代表性地示出了與移相電路10輸出中的信號SIGb以及/SIGb相對應(yīng)的輸入限幅器電路14的結(jié)構(gòu)。
參照圖6，輸入限幅器電路14包含了分別連接在電源節(jié)點和節(jié)點N4以及N5之間的電阻元件R5以及R6、分別電連接在節(jié)點N4以及N5和節(jié)點N10之間的NPN晶體管Q9以及Q10、連接在節(jié)點N6和接地節(jié)點之間的電流源S5。
輸入限幅器電路14還包含了連接在電源節(jié)點和節(jié)點N7之間的NPN晶體管Q11、連接在節(jié)點N7和接地節(jié)點之間的NPN晶體管Q12、連接在節(jié)點N8和接地節(jié)點之間的電流源S7。
將移相電路10輸出的SIGb以及/SIGb分別輸入到晶體管Q9和Q10的基極。模擬型的移相電路10輸出的信號SIGb以及/SIGb為正弦波形狀。
響應(yīng)晶體管Q9以及Q10的基極輸入，在節(jié)點N4以及N5中，產(chǎn)生了對應(yīng)于信號SIGb以及/SIGb的電壓電平。節(jié)點N4和N5與由電源電壓驅(qū)動的晶體管Q11以及Q12的基極相連。其結(jié)果，在節(jié)點N7和N8上，輸出反映了信號SIGb以及/SIGb的相位的矩形波。在接地電壓Vss-電源電壓Vcc的范圍內(nèi)，根據(jù)通過電流源S5的電流量和電阻元件R5(R6)的電阻值的乘積來確定該矩形波的振幅。輸入限幅器電路14可以將來自移相電路10的信號SIGa、SIGb的相位保持不變，而將振幅保持為一致。
也可以采用與根據(jù)來自移相電路10的信號SIGa以及/SIGa而設(shè)計的輸入限幅器電路14相同的結(jié)構(gòu)。由此，可以使移相電路10輸出的相位彼此不同的各信號的振幅相同。
但是，對于圖4中所示的加法電路12的結(jié)構(gòu)，由于不能執(zhí)行矩形波之間的相互加法運算，因此，對于通過輸入限幅器電路14使其振幅一致的各信號，有必要將其以使矩形波信號的上升沿以及下降沿鈍化的形式輸入到加法電路。
在圖7中，代表性地示出了對應(yīng)于通過輸入限幅器電路14的信號SIGb以及/SIGb的低通濾波器16的結(jié)構(gòu)。
參照圖7，低通濾波器16具有分別連接在電源節(jié)點和節(jié)點N9以及N10之間的電阻元件R7以及R8、連接在節(jié)點N9和N11之間的NPN晶體管Q13、連接在節(jié)點N10和N12之間的NPN晶體管Q14、連接在節(jié)點N9和N10之間的電容C1、連接在節(jié)點N11和N12之間的電阻元件R9、分別連接在節(jié)點N11以及N12和接地節(jié)點之間的電流源S8以及S9。將通過輸入限幅器電路14而變換為矩形波的信號SIGb以及/SIGb，分別輸入到晶體管Q13和Q14。
低通濾波器16還具有分別電連接在電源節(jié)點和節(jié)點N13以及N14之間的NPN晶體管Q15和Q16、連接在節(jié)點N13以及N14和接地節(jié)點之間的電流源S10以及S11。晶體管Q15和Q16的基極分別與節(jié)點N9和N10相連。
響應(yīng)通過輸入限幅器電路14而變換為矩形波的信號SIGb以及/SIGb的電壓，晶體管Q13以及Q14導(dǎo)通/截止，節(jié)點N9以及N10的電壓電平變化。此時，節(jié)點N9和N10的電壓電平通過由電阻元件R7、R8、R9中的至少一個以及電容C1所形成的低通濾波器而上升或下降。為此，響應(yīng)通過輸入限幅器電路14的信號SIGb以及/SIGb的矩形波形狀的電壓電平的變化，將節(jié)點N9以及N10的電壓電平鈍化變?yōu)檎也ㄐ螤睢?br> 由于節(jié)點N9和N10與由電源電壓Vcc驅(qū)動的晶體管Q15以及Q16的基極相連，因此，在節(jié)點N13以及N14上，將通過限幅器電路的信號SIGb以及/SIGb的相位保持原樣，輸出上升沿以及下降沿被鈍化了的模擬信號。
即使響應(yīng)通過輸入限幅器電路14的信號SIGa以及/SIGa來設(shè)置低通濾波器16，也可以采用同樣的結(jié)構(gòu)。
再參照圖5，在相位差校正電路21中，即使通過輸入限幅器電路14以及低通濾波器16在移相電路10的輸出中產(chǎn)生振幅誤差的情況下，也可以將各信號振幅調(diào)整為相同，然后將其輸入到加法電路12。因此，可以將π/2移相器的輸出信號之間的相位差正確設(shè)定為π/2。
此外，通過采用圖4D所示的電路結(jié)構(gòu)來作為加法電路12，在加法電路12中具有低通濾波器的功能，從而可以省去單獨的低通濾波器16的設(shè)置。
(實施例3)
根據(jù)本發(fā)明實施例3的π/2移相器包含圖8所示的相位差校正電路31以替代圖2中所示的相位差校正電路11。
參照圖8，相位差校正電路31具有圖5中所述的振幅調(diào)整電路13、加法電路22、用于使加法電路的輸出信號的振幅一致的輸出限幅器電路18。
與圖5中的情況相同，分別根據(jù)移相電路10輸出的SIGb、/SIGb以及SIGa、/SIGa來設(shè)置輸入限幅器電路14以及低通濾波器16。
參照圖9，加法電路22提供如圖4A所示的加法電路12的結(jié)構(gòu)，還具有信號緩沖器23。
信號緩沖器23具有包含了分別與節(jié)點No1、No2、No3、No4相連的基極的晶體管Q17、Q18、Q19、Q20。晶體管Q17-Q20分別通過電流源S12-S15連接在電源節(jié)點和接地節(jié)點之間。
晶體管Q17-Q20分別將在節(jié)點No1-No4上生成的輸出信號SIGa、/SIGa、SIGb、/SIGb增幅，然后傳送給后面的輸出限幅器電路18?？紤]到后級設(shè)置的輸出限幅器電路18，加法電路22中，提供了圖4中所示的加法電路所具有的求和計算功能，還具備了將通過求和計算所獲得的輸出信號增幅的功能。
此外，除了如圖9所示的結(jié)構(gòu)之外，還可以將如圖4B-圖4D中所示的加法電路12的電路結(jié)構(gòu)和信號緩沖器23組合來構(gòu)造加法電路22。
在圖10中，代表性地示出了對應(yīng)于加法電路22輸出信號中的輸出信號SIGOa、/SIGOa的輸出限幅器電路18的結(jié)構(gòu)。
參照圖10，輸出限幅器18除了提供與輸入限幅器電路14相同的結(jié)構(gòu)，還具有振幅調(diào)整器19。
振幅調(diào)整器19具有分別連接在電源節(jié)點和節(jié)點N9以及N20之間的電阻元件R10以及R11、分別連接在節(jié)點N19以及N20和節(jié)點N21之間的NPN晶體管Q21以及Q22、連接在節(jié)點N21和接地節(jié)點之間的電流源S16。晶體管Q21以及Q22的基極分別連接節(jié)點N7以及N8。
將振幅調(diào)整器19設(shè)置為能使輸出限幅器電路18的輸出信號之間的振幅差比較小。因此，利用與輸入限幅器電路14相同的結(jié)構(gòu)，在分別向節(jié)點N7以及N8輸出的信號之間的振幅差非常小的情況中，可以省去振幅調(diào)整器19。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，對于節(jié)點N19和N20而言，可以保持來自加法電路22的輸出信號SIGOa以及/SIGOa的相位，并輸出振幅相同的信號。
即使對應(yīng)來自加法電路22的輸出信號SIGOb以及/SIGOb的輸出限幅器電路，也可以采用相同的結(jié)構(gòu)。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，對于通過輸出限幅器電路18的輸出信號SIGOa、SIGOb、/SIGOa、/SIGOb，可以將其相應(yīng)信號之間的相位差設(shè)定為π/2，并變?yōu)檎穹嗤男盘枴?br> 由此，在根據(jù)本發(fā)明第3實施例的π/2移相器的后級設(shè)置的電路例如正交調(diào)制器中，向雙平衡混頻器3a和3b輸入的輸入振幅是一定的，解調(diào)時可以確保高圖像分量的抑制比。
(實施例4)參照圖11，根據(jù)本發(fā)明第4實施例的π/2移相器包含數(shù)字移相器電路15、相位差校正電路41。
數(shù)字移相器電路15不是使用在現(xiàn)有技術(shù)中所述的RC元件的模擬型移相電路，而是采用觸發(fā)器的數(shù)字移相器電路。
參照圖12，數(shù)字移相器電路15包含D型觸發(fā)器17a以及17b。D型觸發(fā)器17b響應(yīng)時鐘信號CLK的上升沿而工作，D型觸發(fā)器17a響應(yīng)時鐘信號CLK的下降沿而工作。
D型觸發(fā)器17a的Q端子以及/Q端子分別輸出信號SIGa以及/SIGa。信號/SIGa從D型觸發(fā)器17b的D端子輸入。D型觸發(fā)器17b的Q端子以及/Q端子分別輸出信號SIGb以及/SIGb。由此將時鐘信號CLK分頻以反映信號SIGa、SIGb、/SIGa、/SIGb。
參照圖13，信號SIGa、SIGb、/SIGa、/SIGb的周期T0變?yōu)闀r鐘信號CLK周期的2倍。響應(yīng)時鐘信號CLK的上升沿，將D型觸發(fā)器17b的D端子即信號/SIGa的信號電平反映為信號SIGb。此后，響應(yīng)經(jīng)過時鐘信號CLK的1/2周期即TO/4后的時鐘信號CLK的下降沿，信號SIGb的信號電平反映為SIGa的信號電平。
因此，將信號SIGa與信號SIGb相比，時鐘信號CLK的1/2周期處其相位延遲。由于該相位延遲由TO/4表示，信號SIGa以及信號SIGb之間相位差變?yōu)棣?2。作為信號SIGa以及信號SIGb的反向信號的/SIGa以及/SIGb也從數(shù)字移相電路15輸出。
然而，由于受到形成觸發(fā)器的晶體管的導(dǎo)通以及截止時間偏差的影響，輸出數(shù)字信號之間的相位差不一定能正確地設(shè)定為π/2。這種影響對于信號周期短的高頻段工作時容易特別明顯。
此外，數(shù)字移相器15的結(jié)構(gòu)也不必限定為如圖12所示的結(jié)構(gòu)，可以采用能夠以數(shù)字信號形式獲得同樣輸出信號的任意電路結(jié)構(gòu)。
再次參照圖11，相位差校正電路41具有低通濾波器16、加法電路22、輸出限幅器電路18。
低通濾波器16將數(shù)字移相器輸出的矩形波形狀的數(shù)字信號組的上升沿以及下降沿鈍化為正弦波形狀。
通過加法電路22對計算低通濾波器16的輸出進(jìn)行求和。加法電路22的輸出信號SIGa、SIGb、/SIGa、/SIGb通過輸出限幅器電路18，其振幅變?yōu)橐恢?。其結(jié)果，將π/2移相器的輸出信號SIGOa以及SIGOb的相位差設(shè)定為π/2，并且兩者振幅相同。其反向信號/SIGOa以及/SIGOb也是這樣。
這樣，如果在用于根據(jù)輸入信號輸出相位差不同的信號的初級移相電路中使用數(shù)字型移相器，則不用設(shè)置輸入限幅器電路，使加法電路22的輸入信號組振幅一致，從而可以將輸出信號間的相位差正確地設(shè)定為π/2。為此，可以使為了獲得正確的π/2相位差的電路結(jié)構(gòu)變得比較簡單。
此外，從實施例2到4中，多段設(shè)置輸入限幅器電路14以及輸出限幅器電路18，可以將振幅調(diào)整得更為精確。
另外，在加法電路12、22、輸入限幅器電路14、低通濾波器16以及輸出限幅器電路18中使用的晶體管元件，不局限于NPN晶體管，也可以使用PNP晶體管或者場效應(yīng)晶體管來構(gòu)成。
要注意，這里公開的實施例所有部分是以例子示出的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍不是如上所述，而是如權(quán)利要求的范圍所示，與權(quán)利要求的范圍相同的含義以及范圍內(nèi)的所有變型都包含在其中。
實用性根據(jù)本發(fā)明的π/2移相器適用于在數(shù)字移動通信終端中所使用的正交調(diào)制器。
權(quán)利要求
1.一種π/2移相器，具有移相電路(10，15)，該移相電路用于接收輸入信號(SIGIN)以及反向輸入信號(/SINGIN)，生成等振幅的、彼此相位不同的第1以及第2中間信號(SIGa，SIGb)，所述移相電路(10，15)還生成將所述第1和第2中間信號的相位反向的第1和第2中間反向信號(/SIGa，/SIGb)，π/2移相器還包括相位差校正電路(11，21，31)，用于接收所述移相電路(10，15)生成的第1以及第2中間信號(SIGa，SIGb)、所述第1和第2中間反向信號(/SIGa，/SIGb)，并輸出彼此之間相位相差π/2的信號組，所述相位差校正電路(11，21，31，41)包含一個計算電路(12，22)，該計算電路輸出根據(jù)在所述第1中間信號(SIGa)和所述第2中間信號(SIGb)之間進(jìn)行的第一加法運算(SIGa+SIGb)所獲得的第1輸出信號(SIGOa)，以及根據(jù)在所述第1中間信號(SIGa)和第2中間信號的反向信號(/SIGb)之間進(jìn)行的第2加法運算(SIGa+/SIGb)所獲得的第2輸出信號(SIGOb)。
2.如權(quán)利要求1所述的π/2移相器，所述加法電路(12，22)還輸出根據(jù)在所述第1中間反向信號(/SIGa)以及所述第2中間反向信號(/SIGb)之間進(jìn)行的第3加法運算(/SIGa+/SIGb)所獲得的第3輸出信號(/SIGOa)，以及根據(jù)在所述第1中間反向信號(/SIGa)和第2中間信號(SIGb)之間進(jìn)行的第4加法運算(/SIGa+SIGb)所獲得的第4輸出信號(SIGb)。
3.如權(quán)利要求1所述的π/2移相器，所述移相電路(10)將第1以及第2中間信號(SIGa，SIGb)、第1和第2中間信號的反向信號(/SIGa，/SIGb)作為模擬信號輸出，所述相位差校正電路(21)還包括用于使來自所述移相電路(10)的第1和第2中間信號(SIGa，SIGb)、第1和第2中間反向信號(/SIGa，/SIGb)的各個振幅一致的第1振幅調(diào)整電路(13)，所述加法電路(12，22)基于通過所述第1振幅調(diào)整電路(13)的所述第1以及第2中間信號(SIGa，SIGb)和第1以及第2中間信號的反向信號(/SIGa，/SIGb)，來執(zhí)行所述第1和第2加法運算。
4.如權(quán)利要求3所述的π/2移相器，所述第1振幅調(diào)整電路(13)包含限幅電路(14)和能使所述限幅電路(14)輸出的所述多個矩形波信號通過的低通濾波器(16)，該限幅電路(14)將來自所述移相電路(10)的所述第1以及第2中間信號(SIGa，SIGb)和所述第1和第2中間反向信號(/SIGa，/SIGb)分別變換為具有相同振幅的多個矩形波信號。
5.如權(quán)利要求3所述的π/2移相器，所述相位差校正電路(21)還包含用于使來自所述加法電路(12，22)的所述第1和第2輸出信號(SIGOa，SIGOb)振幅一致的第2振幅調(diào)整電路(18)。
6.如權(quán)利要求1所述的π/2移相器，所述移相電路(15)將第1和第2中間信號(SIGa，SIGb)、所述第1和第2中間反向信號(/SIGa，/SIGb)作為數(shù)字信號輸出，所述相位差校正電路(41)還包括能使數(shù)字形式的第1和第2中間信號(SIGa，SIGb)、第1和第2中間反向信號(/SIGa，/SIGb)通過的低通濾波器(16)，所述加法電路(12，22)基于通過所述低通濾波器的第1以及第2中間信號(SIGa，SIGb)和第1以及第2中間反向信號(/SIGa，/SIGb)，來執(zhí)行所述第1和第2加法運算。
7.如權(quán)利要求6所述的π/2移相器，所述相位差校正電路(41)還包含用于使來自所述加法電路(12，22)的所述第1和第2輸出信號(SIGOa，SIGOb)振幅一致的第2振幅調(diào)整電路(18)。
8.如權(quán)利要求1所述的π/2移相器，所述相位差校正電路(41)還包含用于使來自所述加法電路(12，22)的所述第1和第2輸出信號(SIGOa，SIGOb)振幅一致的第2振幅調(diào)整電路(18)。
9.如權(quán)利要求8所述的π/2移相器，所述加法電路(22)具有將所述第1和第2輸出信號(SIGOa，SIGOb)增幅并輸出的緩沖器電路(23)。
全文摘要
一種π/2移相器,根據(jù)輸入信號生成等振幅彼此相位不同的第1和第2信號(SIGa,SIGb)以及分別將為其相位反向而生成的第1和第2反向信號(SIGa,SIGb)。根據(jù)在第1信號(SIGa)和第2信號(SIGb)之間進(jìn)行的第一加法運算生成第1輸出信號(SIGOa),以及根據(jù)在第1信號(SIGa)和第2反向信號(/SIGb)之間進(jìn)行的第2加法運算生成第2輸出信號(SIGOb)。由于第1和第2信號(SIGa,SIGb)的振幅相同,因此,第1輸出信號(SIGOa)和第2輸出信號(SIGOb)分別相當(dāng)于由表示第1信號的向量(v3)和表示第2信號的向量(v4)所形成的菱形的對角線。因而,即使在第1和第2信號值的相位差不是π/2的情況中,也可以將π/2移相器的第1以及第2輸出信號之間的相位差正確設(shè)定為π/2。
文檔編號H03H7/21GK1379928SQ00814527
公開日2002年11月13日 申請日期2000年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月21日
發(fā)明者石本久人, 高橋貴紀(jì) 申請人:三菱電機(jī)株式會社