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Dokumentenidentifikation EP1012963 11.09.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1012963
Titel GILBERT-MULTIPLIZIERER-ZELLEN UND QUADRATURMODULATOREN MIT NIEDRIGEM RAUSCHEN UND VERFAHREN DAZU
Anmelder Ericsson Inc., Research Triangle Park, N.C., US
Erfinder HADJICHRISTOS, Aristotle, Apex, US
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69816998
Vertragsstaaten BE, DE, FI, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 03.09.1998
EP-Aktenzeichen 989447016
WO-Anmeldetag 03.09.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/US98/18303
WO-Veröffentlichungsnummer 0099013568
WO-Veröffentlichungsdatum 18.03.1999
EP-Offenlegungsdatum 28.06.2000
EP date of grant 06.08.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.09.2003
IPC-Hauptklasse H03C 1/54

Beschreibung[en]
Field of the Invention

This invention relates to modulator or mixer circuits and related methods, and more particularly to Gilbert cell modulators and related methods.

Background of the Invention

Modulators are widely used in radio frequency transmitters to modulate a data input such as a voice input, onto a carrier frequency. Modulators are also referred to as "mixers" or "multipliers". For example, in a mobile radiotelephone, a modulator is used for the radiotelephone transceiver.

A particular type of modulator which is widely used is the "Gilbert Multiplier Cell", also referred to as the "Gilbert Modulator", the "Gilbert Cell" or the "Gilbert Mixer". The Gilbert Multiplier Cell includes an emitter-coupled transistor pair, also referred to as the lower transistors or driver transistors, which is coupled to a pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs, also referred to as the upper transistors, switch transistors or active mixer transistors. A data input, which can include an analog or digital voice or data input, is coupled to the emitter-coupled transistor pair. A local oscillator is coupled to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs, to produce a modulated output. The Gilbert Multiplier Cell is extensively described and analyzed in Section 10.3 of the textbook "Analysis and Design of Analog Integrated Circuits" by Paul Gray and Robert Meyer, John Wiley and Sons, NY, 1993, pp. 670-675, the disclosure of which is hereby incorporated herein by reference.

In modern communications systems, it is increasingly important to provide low noise Gilbert Multiplier Cells. For example, in a mobile radiotelephone, such as a cellular telephone, it is important for the transmitter to reject noise which is generated in the receive band. This noise rejection may be accomplished by using surface acoustic wave (SAW) filters at the output of the Gilbert Multiplier Cell.

Unfortunately, SAW filters may be expensive and may consume excessive circuit board area, which may limit the size of the mobile radiotelephone. Moreover, the SAW filter's bandpass may need to be tailored for the specific radio bandwidth which may differ among different radiotelephone systems, such as AMPS, DAMPS and PCS. Accordingly, multiple SAW filters may need to be used in dual band telephones.

One solution for reducing the noise in a Gilbert Multiplier Cell is described in U.S. Patent 5,379,457 to Nguyen entitled "Low Noise Active Mixer". As described, noise degradation is reduced over a conventional Gilbert Multiplier Cell active mixer by replacing the standard radio frequency emitter degeneration resistor with a reactive element, thereby reducing thermal noise. Narrow-band input matching is achieved by insertion of a series inductive element and optional parallel capacitive element in line with the radio frequency input.

A pair of Gilbert Multiplier Cells may be used to produce a quadraphase modulator, also known as an IC/IQ modulator or an I/Q quadrature modulator. A quadraphase modulator is described in U.S. Patent 5,574,755, to Persico entitled "I/Q Quadraphase Modulator Circuit". A quadraphase modulator generally includes a quadrature splitter, also known as a 90° phase shifter, and a pair of Gilbert Cells coupled to the quadrature splitter. A local oscillator is coupled to the quadrature splitter to produce 90° phase shifted local oscillator signals for the respective Gilbert Cells. I-data and Q-data are coupled to the respective Gilbert Cells, and the outputs of the Gilbert Cells are combined to produce an I/Q modulated output.

As already described, low noise operation of a quadraphase modulator is also becoming increasingly important in modern day radio-communications systems. Accordingly, there continues to be a need for low noise Gilbert Cells and quadraphase modulators.

Summary of the Invention

It is therefore an object of the present invention to provide improved Gilbert Multiplier Cells, quadraphase modulators and related modulating methods.

It is another object of the present invention to provide Gilbert Multiplier Cells and quadraphase modulators and methods which can provide low noise modulated outputs.

It is yet another object of the present invention to provide low noise Gilbert Multiplier Cells and quadraphase modulators and methods which can provide low noise outputs without the need for surface acoustic wave filters at the outputs thereof.

These and other objects are provided, according to the invention, by Gilbert Multiplier Cells according to claim 1; by quadraphase modulators according to independent claim 8 which include a low pass filter that couples the emitter-coupled transistor pair to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs; and by a method of reducing noise in a Gilbert Multiplier cell according to independent claim 16. The low pass filter has a cutoff frequency which filters frequencies above the cutoff frequency. GB 1 145 898 A discloses also a Gilbert Multiplier Cell comprising a filter but its specifications are different from those defined in the dependent claims. The filter may be implemented by a pair of inductors or resistors, a respective one of which serially couples a respective one of the emitter-coupled transistor pair onto a respective one of the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs, and a capacitor connected between the pair of inductors or resistors. The inductors may be implemented using integrated circuit spiral inductors and the capacitor may be a discrete capacitor. Gilbert Multiplier Cells and quadraphase modulators according to he invention can provide a low noise floor without requiring expensive bandpass SAW filters at the output of Gilbert Multiplier Cells or quadraphase modulators. Moreover, even if SAW filters are used, fewer SAW filters may be needed.

The invention stems from the realization that since the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs is operating as a switch in a Gilbert Multiplier Cell, the noise contribution of these devices is generally small. Accordingly, most of the noise in the Gilbert Multiplier Cell is due to the emitter-coupled transistor pair that supplies the signal to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs. Thus, if the noise contribution to the emitter-coupled transistor pair is filtered and not allowed to mix with the local oscillator that switches on and off the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs then the noise of the Gilbert Multiplier Cell can be made very low, without requiring extensive filtering at the output of the Gilbert Multiplier Cell.

Gilbert Multiplier Cells according to the present invention include an emitter-coupled transistor pair and a pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs. A low pass filter couples the emitter-coupled transistor pair to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs. Gilbert Multiplier Cells according to the invention further comprise a local oscillator which is coupled to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs, and a data input which is coupled to the emitter-coupled transistor pair.

The low pass filter preferably comprises a pair of inductors or resistors, a respective one of which serially couples a respective one of the emitter-coupled transistor pair to a respective one of the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs, and a capacitor connected between the pair of inductors or resistors. The low pass filter has a cutoff frequency which filters frequencies above the cutoff frequency.

The Gilbert Multiplier Cell is preferably fabricated in an integrated circuit substrate, so that the emitter-coupled transistor pair and the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs are included in the integrated circuit substrate. The pair of inductors or resistors are also preferably included in the integrated circuit substrate, whereas the capacitor is preferably a discrete capacitor which is not included in the integrated circuit substrate. The pair of inductors may be embodied as a pair of integrated circuit spiral inductors.

Quadraphase modulators may be provided according to the invention, using a quadrature splitter and a pair of Gilbert Multiplier Cells which are coupled to the quadrature splitter. Each of the Gilbert Multiplier Cells includes an emitter-coupled transistor pair, a pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs and a low pass filter that couples the emitter-coupled transistor pair to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs. A local oscillator is coupled to the quadrature splitter, so that the quadrature splitter generates a pair of phase shifted outputs, a respective one of which is coupled to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs and to a respective one of the pair of Gilbert Multiplier Cells. I-and Q-data inputs are also provided, a respective one of which is coupled to a respective one of the emitter-coupled transistor pairs and to a respective one of a pair of Gilbert Multiplier Cells. The pairs of cross-coupled transistor pairs in each of the Gilbert Multiplier Cells are coupled together to provide an I/Q modulated output.

Accordingly, noise may be reduced in a Gilbert Multiplier Cell by filtering the output of the emitter-coupled transistor pair that is applied to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs. The low pass filtering is employed to filter frequencies above a cutoff frequency. Low noise floor Gilbert Multiplier Cells and quadraphase modulators are thereby provided.

Brief Description of the Drawings

  • Figure 1 is a circuit diagram of Gilbert Multiplier Cells according to the present invention.
  • Figure 2 is a circuit diagram of quadraphase modulators according to the present invention.

Detailed Description of the Drawings

The present invention now will be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown. This invention may, however, be embodied in many different forms and should not be constructed as limited to the embodiments set forth herein; rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Like numbers refer to like elements throughout.

Referring now to Figure 1, a Gilbert Multiplier Cell according to the present invention is illustrated. As shown in Figure 1, the Gilbert Multiplier Cell includes an upper transistor cell (switching block) 10, a lower transistor cell (driver block) 20 and a filter 30. The upper transistor cell includes a pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs. Transistors Q4 and Q5 comprise one of the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs, and transistors Q6 and Q7 comprise the other of the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs. As also shown, a local oscillator input "LO IN" is coupled to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs. The pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs produce a modulated output.

The lower transistor cell 20 includes an emitter-coupled transistor pair Q1 and Q2 to which a data input DATA IN is applied. A bias transistor Q3 is responsive to a BIAS input. The design of blocks 10 and 20 to form a Gilbert Multiplier Cell are well known to those having skill in the art and need not be described further herein.

According to the invention, a filter 30 couples the emitter-coupled transistor pair Q1, Q2 to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs Q4, Q5 and Q6, Q7. As shown in Figure 1, filter 30 includes a pair of inductors L1 and L2 or a pair of resistors R1, R2, a respective one of which serially couples a respective transistor Q1, Q2 in the emitter-coupled transistor pair to a respective one of the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs Q4, Q5 and Q6, Q7. A capacitor C is connected between the pair of inductors or resistors. Both inductors and resistors may also be used. The filter 30 is used to reduce and preferably remove the out-of-band noise which would otherwise reach the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs. Thus, the in-band noise figure of the Gilbert Multiplier Cell may remain unchanged from its typical value of 12-17 dB. However, the out-of-band noise may be reduced greatly.

In a preferred embodiment, the two inductors L1 and L2 which are placed in series with the collectors of the lower transistor cell, can have values between about 10-15 nH. They can be implemented as spiral inductors in the integrated circuit substrate which is used for the Gilbert Multiplier Cell. If resistors R1 and R2 are used, they can have values of about 50Ω. The capacitor C may be an external capacitor having a value of 5000pF if the cutoff frequency of the low pass filter is below several tens of MHz. In particular, if the data frequency is less than 30 KHz, the cutoff frequency can be set to 100 KHz or more, and the low pass filter will reject noise at 45 MHz.

Accordingly, L1 and L2 are radio frequency (RF) chokes which can prevent the RF signal from being shunted by capacitor C. The same function may be accomplished by resistors R1 and R2. Capacitor C filters out the high frequency components of noise from transistors Q1, Q2 and Q3.

Figure 2 illustrates a low noise quadrature modulator which may be implemented using two Gilbert Multiplier cells and a quadrature splitter according to the present invention. The entire modulator can be implemented in an integrated circuit with a pair of discrete capacitors.

Referring now to Figure 2, an I/Q modulator according to the present invention includes a first and a second Gilbert Multiplier Cell 40 and 50 respectively, and a quadrature splitter 60. The local oscillator is coupled to the quadrature splitter 60 which provides phase shifted local oscillator outputs to the respective Gilbert Multiplier Cells 40 and 50. An I-data input is provided for Gilbert Multiplier Cell 40 and a Q-data input is provided for Gilbert Multiplier Cell 50. The outputs of the Gilbert Multiplier Cells 40 and 50 are coupled together to provide an I/Q modulated output. The designs of the Gilbert Multiplier Cells 40 and 50 may be as described in connection with Figure 1 and need not be described again.

Accordingly, noise in Gilbert Multiplier Cells may be reduced by filtering the output of the emitter-coupled transistor pair that is applied to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs. Low noise floor Gilbert Multiplier Cells and quadraphase multipliers may thereby be provided without the need to use expensive and large SAW devices at the output.

In the drawings and specification, there have been disclosed typical preferred embodiments of the invention and, although specific terms are employed, they are used in a generic and descriptive sense only and not for purposes of limitation, the scope of the invention being set forth in the following claims.


Anspruch[de]
  1. Eine Gilbert-Multiplikatorzelle, enthaltend:
    • ein emittergekoppeltes Transistorpaar (Q1,Q2), das konfiguriert ist, um mit einer Dateneingabe (DATAIN), die Daten einer vorbestimmten Frequenz enthält, verbunden zu werden; und
    • ein Paar von kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaaren (Q4-Q7), die konfiguriert sind, um mit einem lokalen Oszillator (LOIN) verbunden zu werden;
    wobei die Gilbert-Multiplikatorzelle gekennzeichnet ist durch:
    • einen Tiefpassfilter (30), der das emittergekoppelte Transistorpaar (Q1,Q2) mit dem Paar der kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7) verbindet, der die vorbestimmte Frequenz weitergibt und der die Frequenzen oberhalb der vorbestimmten Frequenz filtert.
  2. Eine Gilbert-Multiplikatorzelle gemäß Anspruch 1, worin der Filter (30) folgendes enthält:
    • ein Paar von Induktionsspulen (L1,L2) oder von Widerständen (R1,R2), wobei eine von ihnen ein emittergekoppeltes Transistorpaar (Q1,Q2) mit einem Paar der kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7) seriell verbindet; und
    • einen Kondensator (C), der zwischen das Paar der Induktionsspulen (L1,L2) oder der Widerstände (R1,R2) geschaltet ist.
  3. Eine Gilbert-Multiplikatorzelle gemäß Anspruch 2, die weiterhin ein Substrat für einen integrierten Schaltkreis enthält;.

    worin das emittergekoppelte Transistorpaar (Q1,Q2) und das Paar der kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7) in dem Substrat für den integrierten Schaltkreis enthalten sind;

    worin das Paar der Induktionsspulen (L1,L2) oder der Widerstände (R1,R2) in dem Substrat für den integrierten Schaltkreis enthalten sind; und

    worin der Kondensator (C) ein diskreter Kondensator ist, der nicht im Substrat für den integrierten Schaltkreis enthalten ist.
  4. Eine Gilbert-Multiplikatorzelle gemäß Anspruch 3, worin das Paar der Induktionsspulen (L1,L2) ein Paar von spiralförmigen Spulen eines integrierten Schaltkreises ist.
  5. Eine Gilbert-Multiplikatorzelle gemäß Anspruch 1, die außerdem folgendes enthält:
    • einen lokalen Oszillator (LOIN), der mit dem Paar der kreuzgekoppelten emittergekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7) verbunden ist; und
    • eine Dateneingabe (DATA-IN), die mit dem emittergekoppelten Transistorpaar verbunden ist (Q1,Q2).
  6. Eine Gilbert-Multiplikatorzelle gemäß Anspruch 1, worin der Tiefpassfilter eine Grenzfrequenz besitzt, die Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz filtert.
  7. Eine Gilbert-Multiplikatorzelle gemäß Anspruch 5, worin der lokale Oszillator mit mobilen Funktelefonfrequenzen oszilliert und worin die Dateneingabe eine mobile Funktelefoneingabe ist.
  8. Ein Vierphasenmodulator, enthaltend:
    • einen Quadratursplitter (60); und
    • ein Paar von Gilbert-Multiplikatorzellen (40,50), das mit dem Quadratursplitter (60) verbunden ist, wobei jede der Gilbert-Multiplikatorzellen (40,50) folgendes enthält:
      • ein emittergekoppeltes Transistorpaar (Q1,Q2), das konfiguriert ist, um mit einer Dateneingabe (DATA-IN) verbunden zu werden, die Daten einer vorbestimmten Frequenz enthält; und
      • ein Paar von kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaaren (Q4-Q7), das konfiguriert ist, um mit einem lokalen Oszillator (LOIN) verbunden zu werden;
    wobei jede der Gilbert-Multiplikatorzellen (40,50) gekennzeichnet ist, durch:
    • einen Tiefpassfilter (30), das das emittergekoppelte Transistorpaar (Q1,Q2) mit dem Paar der kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaaren (Q4-Q7) verbindet, so dass die vorbestimmte Frequenz vom Ausgang des emittergekoppelten Transistorpaares (Q1,Q2) weitergegeben wird, die Frequenzen oberhalb der vorbestimmten Frequenz jedoch gefiltert werden.
  9. Ein Vierphasenmodulator gemäß Anspruch 8, worin der Filter (30) folgendes enthält:
    • ein Paar von Induktionsspulen, (L1,L2) oder Widerständen (R1,R2), wobei eines von ihnen ein emittergekoppeltes Transistorpaar (Q1,Q2) mit einem Paar der kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7) seriell verbindet;
    • und einen Kondensator (C), der zwischen das Paar der Induktionsspulen (L1,L2) oder Widerstände (R1,R2) geschaltet ist.
  10. Ein Vierphasenmodulator gemäß Anspruch 9, der außerdem ein Substrat für einen integrierten Schaltkreis enthält;

    worin das emittergekoppelte Transistorpaar (Q1,Q2) und das Paar der kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7) jeder der Gilbert-Multiplikatorzellen (40,50) im Substrat für den integrierten Schaltkreis enthalten sind;

    worin das Paar der Induktionsspulen (L1,L2) oder Widerstände (R1,R2) jeder der Gilbert-Multiplikatorzellen im Substrat für den integrierten Schaltkreis enthalten sind; und

    worin der Kondensator (C) jeder der Gilbert-Multiplikatorzellen (40,50) ein diskreter Kondensator ist, der nicht im Substrat für den integrierten Schaltkreis enthalten ist.
  11. Ein Vierphasenmodulator gemäß Anspruch 10, worin das Paar der Induktionsspulen (L1,L2) jeder der Gilbert-Multiplikatorzellen (40, 50) ein Paar von spiralförmigen Spulen eines integrierten Schaltkreises ist.
  12. Ein Vierphasenmodulator gemäß Anspruch 8, der außerdem folgendes enthält:
    • einen lokalen Oszillator, der mit dem Quadratursplitter (60) verbunden ist; wobei der Quadratursplitter (60) ein Paar von phasenverschobenen Ausgaben erzeugt, von denen eine mit dem Paar der kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaaren (Q4-Q7) in einer der beiden Gibert-Multiplikatorzellen (40, 50) verbunden ist; und
      • I- und Q-Dateneingaben, von denen jede mit einem der emittergekoppelten Transistorpaare (Q1,Q2) in einer der beiden Gibert-Multiplikatorzellen (40, 50) verbunden ist.
  13. Ein Vierphasenmodulator gemäß Anspruch 8, worin jeder der Tiefpassfilter (30) eine Grenzfrequenz besitzt, die Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz filtert.
  14. Ein Vierphasenmodulator gemäß Anspruch 8, worin die Paare der kreuzgekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7) in jeder der Gilbert-Multiplikatorzellen (40, 50) miteinander verbunden sind, um eine IQ-modulierte Ausgabe zu liefern.
  15. Ein Vierphasenmodulator gemäß Anspruch 12, worin der lokale Oszillator mit mobilen Funktelefonfrequenzen oszilliert und worin die I- und Q-Dateneingaben mobile Funktelefon-Dateneingaben sind.
  16. Ein Verfahren zur Reduzierung von Rauschen in einer Gilbert-Multiplikatorzelle, wobei die Gilbert-Multiplikatorzelle ein emittergekoppeltes Transistorpaar (Q1, Q2) umfasst, das konfiguriert ist, um mit einer Dateneingabe (DATA-IN) verbunden zu werden, die Daten mit einer vorbestimmten Frequenz enthält, deren Ausgang mit einem Paar von kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaaren (Q4-Q7) verbunden ist, das konfiguriert ist, um mit einem lokalen Oszillator (LOIN) verbunden zu werden, wobei das Verfahren zur Reduzierung des Rauschens gekennzeichnet ist durch:
    • Tiefpassfiltern (30) der Ausgabe des emittergekoppelten Transistorpaares (Q1, Q2), die in das Paar der kreuzgekoppelten, emittergekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7) eingegeben wird, so dass die vorbestimmte Frequenz von der Ausgabe des emittergekoppelten Transistorpaares (Q1 Q2) an das Paar der kreuzgekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7) weitergeleitet wird, die Frequenzen oberhalb der vorbestimmten Frequenz jedoch gefiltert werden.
  17. Ein Verfahren gemäß Anspruch 16, worin der Tiefpassfilterschritt einen Schritt des Tiefpassfilterns (30) der Ausgabe des emittergekoppelten Transistorpaares (Q1 Q2) enthält, um die Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz zu filtern.
  18. Ein Verfahren gemäß Anspruch 17, worin der Tiefpassfilterschritt die Schritte enthält:
    • serielles Verbinden einer Induktionsspule (L1, L2) oder eines Widerstandes (R1, R2) zwischen das emittergekoppelte Transistorpaar (Q1, Q2) und jedem Paar der kreuzgekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7); und
    • serielles Verbinden eines Kondensators (C) quer über die Induktionsspulen (L1, L2).
  19. Ein Verfahren gemäß Anspruch 16, das außerdem die Schritte enthält:
    • Verbinden einer Dateneingabe (DATA-IN) mit dem emittergekoppelten Transistorpaar (Q1, Q2); und Verbinden des lokalen Oszillators (LOIN)mit dem Paar der kreuzgekoppelten Transistorpaare (Q4-Q7).
  20. Ein Verfahren gemäß Anspruch 19, worin der lokale Oszillator (LOIN) ein lokaler mobiler Funktelefonoszillator ist und worin die Dateneingabe eine mobile Funktelefon-Eingabe ist.
Anspruch[en]
  1. A Gilbert Multiplier Cell comprising:
    • an emitter-coupled transistor pair (Q1,Q2) that is configured to be coupled to a data input (DATAIN) that carries data of a predetermined frequency; and
    • a pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7) that is configured to be coupled to a local oscillator (LOIN); the Gilbert Multiplier Cell characterised by:
      • a low pass filter (30) that couples the emitter-coupled transistor pair (Q1,Q2) to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7), that passes the predetermined frequency and that filters frequencies above the predetermined frequency.
  2. A Gilbert Multiplier Cell according to Claim 1 wherein the filter (30) comprises:
    • a pair of inductors (L1, L2) or resistors (R1, R2), a respective one of which serially couples a respective one of the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2) to a respective one of the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7); and
    • a capacitor (C) connected between the pair of inductors (L1, L2) or resistors (R1, R2).
  3. A Gilbert Multiplier Cell according to Claim 2 further comprising an integrated circuit substrate;

       wherein the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2) and the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7) are included in the integrated circuit substrate;

       wherein the pair of inductors (L1, L2) or resistors (R1, R2) are included in the integrated circuit substrate; and

       wherein the capacitor (C) is a discrete capacitor that is not included in the integrated circuit substrate.
  4. A Gilbert Multiplier Cell according to Claim 3 wherein the pair of inductors (L1, L2) are a pair of integrated circuit spiral inductors.
  5. A Gilbert Multiplier Cell according to Claim 1 further comprising:
    • a local oscillator (LOIN) that is coupled to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7); and
    • a data input (DATA-IN) that is coupled to the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2).
  6. A Gilbert Multiplier Cell according to Claim 1 wherein the low pass filter has a cutoff frequency that filters frequencies above the cutoff frequency.
  7. A Gilbert Multiplier Cell according to Claim 5 wherein the local oscillator oscillates at mobile radiotelephone frequencies and wherein the data input is a mobile radiotelephone data input.
  8. A quadraphase modulator comprising:
    • a quadrature splitter (60); and
    • a pair of Gilbert Multiplier Cells (40,50) coupled to the quadrature splitter (60), each of the Gilbert Multiplier Cells (40, 50) comprising:
      • an emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2) that is configured to be coupled to a data input (DATA-IN) that carries data of a predetermined frequency; and
      • a pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7) that is configured to be coupled to a local oscillator (LOIN); each of the Gilbert Multiplier Cells (40,50) characterised by:
        • a low pass filter (30) that couples the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2) to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7) such that the predetermined frequency is passed from the output of the emitter-coupled transistor pairs (Q1, Q2) but frequencies above the predetermined frequencies are filtered.
  9. A quadraphase modulator according to Claim 8

    wherein the filter (30) comprises:
    • a pair of inductors (L1, L2) or resistors (R1, R2), a respective one of which serially couples a respective one of the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2) to a respective one of the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7); and
    • a capacitor (C) connected between the pair of inductors (L1, L2) or resistors (R1, R2).
  10. A quadraphase modulator according to Claim 9 further comprising an integrated circuit substrate;

       wherein the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2) and the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7) of each of the Gilbert Multiplier Cells (40,50) are included in the integrated circuit substrate;

       wherein the pair of inductors (L1, L2) or resistors (R1, R2) of each of the Gilbert Multiplier Cells (40, 50) are included in the integrated circuit substrate; and

       wherein the capacitor (C) of each of the Gilbert Multiplier Cells (40,50) is a discrete capacitor which is not included in the integrated circuit substrate.
  11. A quadraphase modulator according to Claim 10

    wherein the pair of inductors (L1, L2) of each of the Gilbert Multiplier Cells (40, 50) are a pair of integrated circuit spiral inductors.
  12. A quadraphase modulator according to Claim 8 further comprising:
    • a local oscillator that is coupled to the quadrature splitter (60); the quadrature splitter (60) generating a pair of phase shifted outputs, a respective one of which is coupled to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7) in a respective one of the pair of Gilbert Multiplier Cells (40, 50); and
    • I and Q data inputs, a respective one of which is coupled to a respective one of the emitter-coupled transistor pairs (Q1, Q2) in a respective one of the pair of Gilbert Multiplier Cells (40, 50).
  13. A quadraphase modulator according to Claim 8 wherein each of the low pass filters (30) has a cutoff frequency that filters frequencies above the cutoff frequency.
  14. A quadraphase modulator according to Claim 8 wherein the pairs of cross-coupled transistor pairs (Q4-Q7) in each of the Gilbert Multiplier Cells (40,50) are coupled together to provide an IQ modulated output.
  15. A quadraphase modulator according to Claim 12 wherein the local oscillator oscillates at mobile radiotelephone frequencies and wherein the I and Q data inputs are mobile radiotelephone data inputs.
  16. A method of reducing noise in a Gilbert Multiplier Cell, the Gilbert Multiplier Cell comprising an emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2) that is configured to be coupled to a data input (DATA-IN) that carries data of a predetermined frequency, the output of which is coupled to a pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7) that is configured to be coupled to a local oscillator (LOIN), the noise reducing method characterised by:
    • low pass filtering (30) the output of the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2) that is applied to the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7) such that the predetermined frequency is passed from the output of the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2) to the pair of cross-coupled transistor pairs (Q4-Q7) but frequencies above the predetermined frequency are filtered.
  17. A method according to Claim 16 wherein the low pass filtering step comprises the step of low pass filtering (30) the output of the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2), to filter frequencies above a cutoff frequency.
  18. A method according to Claim 17 wherein the low pass filtering step comprises the steps of:
    • serially coupling an inductor (L1, L2) or resistor (R1, R2) between the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2) and each of the pair of cross-coupled emitter-coupled transistor pairs (Q4-Q7); and
    • serially coupling a capacitor (C) across the inductors (L1, L2).
  19. A method according to Claim 16 further comprising the steps of:
    • coupling a data input (DATA-IN) to the emitter-coupled transistor pair (Q1, Q2); and
    • coupling local oscillator (LOIN) to the pair of cross-coupled transistor pairs (Q4-Q7).
  20. A method according to Claim 19 wherein the local oscillator (LOIN) is a mobile radiotelephone local oscillator and wherein the data input is a mobile radiotelephone data input.
Anspruch[fr]
  1. Cellule de multiplieur de Gilbert comportant :
    • une paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur qui est configurée de façon à être couplée à une entrée de données (DATAIN) qui est parcourue de données d'une fréquence prédéterminée ; et
    • une paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur à couplage transversal qui est configurée de façon à être couplée à un oscillateur local (LOIN) ; la cellule de multiplieur de Gilbert étant caractérisée par :
      • un filtre passe-bas (30) qui couple la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur à la paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur à couplage transversal, qui laisse passer la fréquence prédéterminée et qui filtre des fréquences supérieures à la fréquence prédéterminée.
  2. Cellule de multiplieur de Gilbert selon la revendication 1, dans laquelle le filtre (30) comporte :
    • une paire d'inductances (L1, L2) ou de résistances (R1, R2), dont l'une, respective, couple en série l'un, respectif, de la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur à l'une, respective, de la paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur à couplage transversal ; et
    • un condensateur (C) connecté entre la paire d'inductances (L1, L2) ou de résistances (R1, R2).
  3. Cellule de multiplieur de Gilbert selon la revendication 2, comportant en outre un substrat de circuit intégré ;

       dans laquelle la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur et la paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur à couplage transversal sont incluses dans le substrat de circuit intégré ;

       dans laquelle la paire d'inductances (L1, L2) ou de résistances (R1, R2) est incluse dans le substrat de circuit intégré ; et

       dans laquelle le condensateur (C) est un condensateur discret qui n'est pas inclus dans le substrat de circuit intégré.
  4. Cellule de multiplieur de Gilbert selon la revendication 3, dans laquelle la paire d'inductances (L1, L2) est une paire d'inductances spirales de circuit intégré.
  5. Cellule de multiplieur de Gilbert selon la revendication 1, comportant en outre :
    • un oscillateur local (LOIN) qui est couplé à la paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur à couplage transversal ; et
    • une entrée de données (DATA-IN) qui est couplée à la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur.
  6. Cellule de multiplieur de Gilbert selon la revendication 1, dans laquelle le filtre passe-bas a une fréquence de coupure telle que des fréquences supérieures à la fréquence de coupure sont filtrées.
  7. Cellule de multiplieur de Gilbert selon la revendication 5, dans laquelle l'oscillateur local oscille à des fréquences de radiotéléphones mobiles et dans laquelle l'entrée de données est une entrée de données d'un radiotéléphone mobile.
  8. Modulateur quadraphase comportant :
    • un déphaseur à quadrature (60) ; et
    • une paire de cellules de multiplieur de Gilbert (40, 50) couplée au déphaseur à quadrature (60), chacune des cellules de multiplieur de Gilbert (40, 50) comportant :
      • une paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur qui est configurée de façon à être couplée à une entrée de données (DATA-IN) qui est parcourue par des données d'une fréquence prédéterminée ; et
      • une paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur, à couplage transversal, qui est configurée de façon à être couplée à un oscillateur local (LOIN) ; chacune des cellules de multiplieur de Gilbert (40, 50) étant caractérisée par :
        • un filtre passe-bas (30) qui couple la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par les émetteurs à la paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur, à couplage transversal, de manière que la fréquence prédéterminée soit transmise depuis la sortie de la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur, mais que des fréquences supérieures aux fréquences prédéterminées soient filtrées.
  9. Modulateur quadraphase selon la revendication 8, dans lequel le filtre (30) comporte :
    • une paire d'inductances (L1, L2) ou de résistances (R1, R2), dont l'une, respective, couple en série l'un, respectif, de la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur à l'une, respective, de la paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur, à couplage transversal ; et
    • un condensateur (C) connecté entre la paire d'inductances (L1, L2) ou de résistances (R1, R2).
  10. Modulateur quadraphase selon la revendication 9, comportant en outre un substrat de circuit intégré ;

       dans lequel la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur et la paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur à couplage transversal de chacune des cellules de multiplieur de Gilbert (40, 50) sont incluses dans le substrat de circuit intégré ;

       dans lequel la paire d'inductances (L1, L2) ou de résistances (R1, R2) de chacune des cellules de multiplieur de Gilbert (40, 50) sont incluses dans le substrat de circuit intégré ;

       dans lequel le condensateur (C) de chacune des cellules de multiplieur de Gilbert (40, 50) est un condensateur discret qui n'est pas inclus dans le substrat de circuit intégré.
  11. Modulateur quadraphase selon la revendication 10, dans lequel la paire d'inductances (L1, 12) de chacune des cellules de multiplieur de Gilbert (40, 50) est une paire d'inductances spirales de circuit intégré.
  12. Modulateur quadraphase selon la revendication 8, comportant en outre :
    • un oscillateur local qui est couplé au déphaseur à quadrature (60) ; le déphaseur à quadrature (60) générant une paire de signaux de sortie déphasés, dont l'un, respectif, est couplé à la paire de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur à couplage transversal dans l'une, respective, de la paire de cellules de multiplieur de Gilbert (40, 50) ; et
    • des entrées de données I et Q dont l'une, respective, est couplée à l'un, respectif, de la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur dans l'une, respective, de la paire de cellules de multiplieur de Gilbert (40, 50).
  13. Modulateur quadraphase selon la revendication 8, dans lequel chacun des filtres passe-bas (30) a une fréquence de coupure telle que des fréquences supérieures à la fréquence de coupure sont filtrées.
  14. Modulateur quadraphase selon la revendication 8, dans lequel les paires de paires de transistors (Q4, Q7) à couplage transversal dans chacune des cellules de multiplieur de Gilbert (40, 50) sont couplées entre elles pour produire un signal de sortie à modulation IQ.
  15. Modulateur quadraphase selon la revendication 12, dans lequel l'oscillateur local oscille à des fréquences de radiotéléphones mobiles et dans lequel des entrées de données I et Q sont des entrées de données de radiotéléphones mobiles.
  16. Procédé de réduction de bruits dans une cellule de multiplieur de Gilbert, la cellule de multiplieur de Gilbert comportant une paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur qui est configurée de façon à être couplée à une entrée de données (DATA-IN) par laquelle passent des données d'une fréquence prédéterminée, dont la sortie est couplée à une paire de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur en couplage transversal, qui est configurée de façon à être couplée à un oscillateur local (LOIN), le procédé de réduction de bruits étant caractérisé par :
    • un filtrage passe-bas (30) du signal de sortie de la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur qui est appliqué à la paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par l'émetteur à couplage transversal de façon que la fréquence prédéterminée soit transmise depuis la sortie de la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur à la paire de paires de transistors (Q4, Q7) à couplage transversal, mais que des fréquences prédéterminées soient filtrées.
  17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel l'étape de filtrage passe-bas comprend l'étape de filtrage passe-bas (30) du signal de sortie de la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur afin de filtrer des fréquences supérieures à une fréquence de coupure.
  18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel l'étape de filtrage passe-bas comprend les étapes qui consistent :
    • à coupler en série une inductance (L1, L2) ou une résistance (R1, R2) entre la paire de transistors (Q1, Q2) couplés par l'émetteur et chacune de la paire de paires de transistors (Q4, Q7) couplés par les émetteurs à couplage transversal ; et
    • à coupler en série un condensateur (C) entre les inductances (L1, L2).
  19. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre les étapes qui consistent :
    • à coupler une entrée de données (DATA-IN) à la paire de transistor (Q1, Q2) couplés par l'émetteur ; et
    • à coupler un oscillateur local (LOIN) à la paire de paires de transistors (Q4, Q7) à couplage transversal.
  20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel l'oscillateur local (LOIN) est un oscillateur local de radiotéléphone mobile et dans lequel l'entrée de données est une entrée de données d'un radiotéléphone mobile.






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