JP2009171460A - Communication device, oscillator and frequency synthesizer - Google Patents

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Masahisa Tamura
田村  昌久
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a LINC transmitter that not only adopts a modulation system with such great envelop variations as caused in CDMA and OFDM but also strikes a balance between linearity and high efficiency of the transmitter. <P>SOLUTION: A communication device achieves wideband modulation where modulated data input in an oscillator is neither appeared for PLL to be disturbance nor limited by a PLL loop bandwidth by adopting a two-point modulation system in PLL 120a and 120b for carrying out frequency conversion of the modulated data. Further, replicas in the vicinity of sampling frequencies are significantly reduced by integration effect of the oscillator without adding an analog smoothing filter, so that the circuit reconfigurability is enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばデジタル無線などの高度化した無線通信や放送に適用される通信装置、発振器、並びに周波数シンセサイザに係り、特に、CDMAやOFDMといった大きな包絡線変動を伴う変調方式を使用する通信装置、発振器、並びに周波数シンセサイザに関する。   The present invention relates to a communication device, an oscillator, and a frequency synthesizer that are applied to advanced wireless communication and broadcasting such as digital wireless, and more particularly, a communication device that uses a modulation method with large envelope fluctuations such as CDMA and OFDM. , An oscillator, and a frequency synthesizer.

さらに詳しくは、本発明は、送信機に線形性と高効率を両立するLINC(Linear Amplification using Non−linear Components)増幅器を用いた通信装置、発振器、並びに周波数シンセサイザに係り、特に、広帯域変調信号を扱うとともに帯域外へのスプリアス放射を抑制した通信装置、発振器、並びに周波数シンセサイザに関する。   More particularly, the present invention relates to a communication apparatus, an oscillator, and a frequency synthesizer using a LINC (Linear Amplifying Non-Linear Components) amplifier that achieves both linearity and high efficiency in a transmitter, and in particular, a broadband modulation signal. The present invention relates to a communication device, an oscillator, and a frequency synthesizer that handle and suppress spurious emission outside the band.

無線技術は、地上放送、地上マイクロ波通信、衛星通信、衛星放送など大容量基幹回線から、移動体通信などのアクセス回線に至るまで幅広い役割を果たしている。無線送信機は、送信信号を高周波(RF)帯にアップコンバートし、さらに電力増幅してアンテナから空中に放出する。最近では、無線通信や放送のデジタル化などの高度化に伴って、CDMAやOFDMなどの周波数利用効率の高い変調方式が広く適用されている。   Wireless technology plays a wide range of roles from high-capacity trunk lines such as terrestrial broadcasting, terrestrial microwave communication, satellite communication, and satellite broadcasting to access lines such as mobile communication. The wireless transmitter up-converts the transmission signal to a radio frequency (RF) band, further power-amplifies it, and releases it from the antenna into the air. Recently, modulation schemes with high frequency utilization efficiency such as CDMA and OFDM have been widely applied with the advancement of digitalization of wireless communication and broadcasting.

ここで、CDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多重接続)方式は、デジタル信号を高速の疑似ランダムの拡散符号で変調し、周波数拡散して送信するが、ユーザ毎に異なる拡散符号を与えることで1つの周波数チャネルを複数のユーザで共有することができる。   Here, the code division multiple access (CDMA) system modulates a digital signal with a high-speed pseudo-random spreading code and spreads the frequency to transmit, but by giving a different spreading code to each user. One frequency channel can be shared by a plurality of users.

また、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)変調方式では、シンボル周期毎にシリアル/パラレル変換して出力される複数のデータを相互に直交する各サブキャリアに割り当てて逆FFTを行なうことで周波数軸での各サブキャリアを時間軸の信号に変換してデータ伝送される。また、受信側では、この逆の操作、すなわちFFT(Fast Fourier Transform)を行なって時間軸の信号を周波数軸の信号に変換して各サブキャリアについてそれぞれの変調方式に対応した復調を行ない、パラレル/シリアル変換して元のシリアル信号で送られた情報を再生する。ここで、サブキャリアが互いに直交するとは、任意のサブキャリアのスペクトラムのピーク点が常に他のサブキャリアのスペクトラムのゼロ点と一致し、互いにクロストークがないことを意味する。したがって、送信データを周波数が直交する複数のキャリアに分配して伝送するので、各キャリアの帯域が狭帯域となり、周波数利用効率が非常に高く、周波数選択性フェージング妨害に強いという特徴がある。OFDM伝送方式は、無線LAN(Local Area Network)、地上波デジタル放送、第4世代移動通信、電力線搬送通信などのさまざまな広帯域デジタル通信システムに適用されている。   Further, in OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation scheme, a plurality of data output by serial / parallel conversion for each symbol period is assigned to sub-carriers orthogonal to each other to perform inverse FFT. Thus, each subcarrier on the frequency axis is converted into a signal on the time axis and data is transmitted. On the receiving side, the reverse operation, that is, FFT (Fast Fourier Transform) is performed to convert the signal on the time axis into the signal on the frequency axis, and the subcarriers are demodulated in accordance with the respective modulation schemes. / Reproduce the information sent by the original serial signal after serial conversion. Here, subcarriers being orthogonal to each other means that the peak point of the spectrum of an arbitrary subcarrier always coincides with the zero point of the spectrum of another subcarrier, and there is no crosstalk. Therefore, since transmission data is distributed and transmitted to a plurality of carriers whose frequencies are orthogonal to each other, each carrier has a narrow band, has very high frequency utilization efficiency, and is resistant to frequency selective fading interference. The OFDM transmission system is applied to various broadband digital communication systems such as a wireless LAN (Local Area Network), terrestrial digital broadcasting, fourth generation mobile communication, and power line carrier communication.

ここで、CDMAやOFDMは、大きな包絡線変動を伴う変調方式である。このような変調信号を扱う増幅器には、非常に高い線形性が要求される。何故ならば、包絡線変動が大きい(すなわち、ピーク・ファクタが大きい)信号が増幅されると、包絡線の強度が大きくなるピーク部分で、増幅器の非線形性を原因とする信号の歪みが発生してしまうからである。通常、高い線形性を得るには、増幅器の動作点を飽和状態から十分にバックオフさせて使用する。このため、本来出力すべきRF電力以外の余分な電力が熱として消費され、増幅器の電力効率は著しく低下するという問題がある。携帯電話などに代表される移動無線通信端末においては、電力効率の低下は電池持続時間の低下に直結し、ユーザの利便性を損ねる。また、移動体、固定を問わず、消費電力の削減は環境面からも配慮されるべき重要な課題である。   Here, CDMA and OFDM are modulation schemes that involve large envelope fluctuations. An amplifier that handles such a modulated signal is required to have very high linearity. This is because when a signal with a large envelope variation (ie, with a large peak factor) is amplified, signal distortion due to amplifier nonlinearity occurs at the peak where the envelope strength increases. Because it will end up. Usually, in order to obtain high linearity, the operating point of the amplifier is sufficiently backed off from the saturated state. For this reason, extra power other than the RF power that should be output is consumed as heat, and the power efficiency of the amplifier is significantly reduced. In a mobile radio communication terminal represented by a mobile phone or the like, a decrease in power efficiency directly leads to a decrease in battery duration, which impairs user convenience. In addition, reduction of power consumption is an important issue that should be considered from an environmental point of view, regardless of whether it is a moving object or a fixed object.

LINC(Linear Amplification using Non−linear Components)は、電力合成により線形変調波を高効率に増幅して、線形性と高効率を両立するために提案されている1つの方法である(例えば、特許文献1を参照のこと)。LINCは、2つの定振幅ベクトルの合成によって複素平面上の任意のシンボル点を表現する考え方に基づくものであり、増幅器を飽和電力で動作させて、当該増幅器の消費電力を低減する。   LINC (Linear Amplifying Non-Linear Components) is one method that has been proposed to amplify linearly modulated waves with high efficiency by power combining to achieve both linearity and high efficiency (for example, Patent Documents). 1). LINC is based on the idea of expressing an arbitrary symbol point on the complex plane by combining two constant amplitude vectors, and operates the amplifier with saturated power to reduce the power consumption of the amplifier.

図9には、一般的なLINC送信機の構成を示している。信号分解手段902は、線形振幅信号を少なくとも2つの定振幅角度変調信号成分に分解する。図示の例では、信号分解手段902は入力された線形変調信号901を2つの定振幅信号成分905a、905bに分解する。増幅器903a及び903bは、定振幅信号905a、905bをGの利得にてそれぞれ増幅する。そして、合成手段904は、各増幅器903a、903bの出力信号906a、906bを合成して、線形変調信号907を出力する。但し、増幅器903a及び903bに線形性は要求されず、C級、F級などの非線形で高効率の電力増幅器を使用することができる。   FIG. 9 shows a configuration of a general LINC transmitter. The signal decomposing means 902 decomposes the linear amplitude signal into at least two constant amplitude angle modulation signal components. In the illustrated example, the signal decomposing means 902 decomposes the input linear modulation signal 901 into two constant amplitude signal components 905a and 905b. The amplifiers 903a and 903b amplify the constant amplitude signals 905a and 905b with a gain of G, respectively. The combining unit 904 combines the output signals 906a and 906b of the amplifiers 903a and 903b, and outputs a linear modulation signal 907. However, the amplifiers 903a and 903b are not required to have linearity, and non-linear and high-efficiency power amplifiers such as class C and class F can be used.

図示のLINC送信機の動作について、図10を参照しながら説明する。信号分解手段902に入力される一般的な変調信号s(t)は、下式(1)のように表すことができる。但し、a(t)は時間変動を伴う振幅成分、ωcはキャリア周波数、φ(t)は変調による位相成分である。 The operation of the illustrated LINC transmitter will be described with reference to FIG. A general modulation signal s (t) input to the signal decomposing means 902 can be expressed as the following equation (1). However, a (t) is an amplitude component with time fluctuation, ω c is a carrier frequency, and φ (t) is a phase component due to modulation.

信号分解手段902は、下式(2)〜(4)で表される定振幅信号s1(t)及びs2(t)を生成する。但し、Amaxは、想定する最大振幅であり、扱う信号の種類などに応じてあらかじめ適切な値に設定する。 The signal decomposing means 902 generates constant amplitude signals s 1 (t) and s 2 (t) represented by the following equations (2) to (4). However, A max is an assumed maximum amplitude, and is set to an appropriate value in advance according to the type of signal to be handled.

これら定振幅信号s1(t)及びs2(t)を、利得Gを持つ各増幅器903a及び903bによりそれぞれ増幅した後、合成手段904により合成することで、G・s(t)が出力として得られる。 The constant amplitude signals s 1 (t) and s 2 (t) are amplified by the amplifiers 903a and 903b having the gain G, and then synthesized by the synthesizing means 904, whereby G · s (t) is output. can get.

各変調信号成分906a、906bは定振幅であるから、各幅器903a及び903bの出力電圧は一定値を持つ。そして、LINC増幅器の出力電力は、振幅成分{cosθ(t)}2を持ち、θ(t)=0度のときにピーク値を持つ。したがって、2系統の定振幅信号を高効率で非線形な増幅器903a及び903bで増幅した後に合成することで、線形に増幅することができる。 Since each modulation signal component 906a and 906b has a constant amplitude, the output voltage of each of the width devices 903a and 903b has a constant value. The output power of the LINC amplifier has an amplitude component {cos θ (t)} 2 and has a peak value when θ (t) = 0 degrees. Therefore, linear amplification can be performed by combining the two constant amplitude signals after amplification by the highly efficient and nonlinear amplifiers 903a and 903b.

なお、ここでは入力信号901はRFキャリア周波数に変調が施された信号として説明したが、入力信号901がベースバンド信号である場合には、信号分解手段902の出力する定振幅信号905a、905bを、変調器(図示しない)によってRF周波数帯にアップコンバートした上で、各増幅器903a、903bに入力する。変調器としては、直交変調器や、PLL(Phase Locked Loop)などを用いた角度変調器を使用することができる。また、信号分解手段902を例えばDSP(Digital Signal Processor)などのデジタル信号処理回路として実装する場合には、さらにD/A変換器が必要となる場合がある。   Here, the input signal 901 has been described as a signal whose RF carrier frequency is modulated. However, when the input signal 901 is a baseband signal, the constant amplitude signals 905a and 905b output from the signal decomposing means 902 are used. The signal is up-converted to an RF frequency band by a modulator (not shown) and then input to the amplifiers 903a and 903b. As the modulator, an orthogonal modulator, an angle modulator using a PLL (Phase Locked Loop), or the like can be used. Further, when the signal decomposing means 902 is mounted as a digital signal processing circuit such as a DSP (Digital Signal Processor), a D / A converter may be further required.

例えば、第1の振幅データが所定値よりも大きい場合には、所定値以上の第1のデータ値を有する第2の振幅データを生成し、第1のデータ値を有する第2の振幅データを含んだ第1及び第2の出力信号に入力信号を分解して新たな位相データを生成するようにして、ピーク・ファクタが大きな信号を、歪みを発生させることなく且つ高い電力効率で増幅することを可能としたデータ変換装置について提案がなされている(例えば、特許文献2を参照のこと)。   For example, when the first amplitude data is larger than a predetermined value, the second amplitude data having the first data value equal to or larger than the predetermined value is generated, and the second amplitude data having the first data value is generated. The input signal is decomposed into the first and second output signals included to generate new phase data, and a signal having a large peak factor is amplified with high power efficiency without causing distortion. A proposal has been made on a data conversion apparatus that can perform the above (for example, see Patent Document 2).

本発明者らは、上述したような従来のLINC送信機には幾つかの課題があると考えている。   The present inventors consider that the conventional LINC transmitter as described above has several problems.

第1に、D/A変換器(例えば、信号分解手段902をデジタル信号処理回路で実装した場合)と、ベースバンド信号をRF周波数帯にアップコンバートする直交変調器を使用する場合、D/A変換器の出力するサンプリング周波数付近のレプリカ(エイリアス)が問題となる。このような問題を回避するために、D/A変換器の出力にアナログ・スムージング・フィルタ(再構成フィルタ)を挿入することが一般的であるが、これは回路規模の増大につながる。また、近年急速に要望が高まっている、異なる複数の無線システム間の回路共通化を図る(若しくは、リコンフィギャラビリティを高める)上でも妨げとなる。サンプリング周波数を大幅に上げれば、スムージング・フィルタを不要とできる可能性があるが、高速に動作する回路ブロックが増えることは好ましくない。   First, when using a D / A converter (for example, when the signal decomposing means 902 is implemented by a digital signal processing circuit) and a quadrature modulator that upconverts a baseband signal to an RF frequency band, A replica (alias) near the sampling frequency output from the converter becomes a problem. In order to avoid such a problem, it is common to insert an analog smoothing filter (reconstruction filter) into the output of the D / A converter, but this leads to an increase in circuit scale. In addition, this is also a hindrance in achieving common circuit (or improving reconfigurability) between a plurality of different wireless systems, which has been rapidly demanded in recent years. If the sampling frequency is significantly increased, the smoothing filter may be unnecessary, but it is not preferable to increase the number of circuit blocks that operate at high speed.

また、第2に、ベースバンド信号をRF周波数帯にアップコンバートするための角度変調器にPLLを用いた場合には、扱う変調信号の帯域幅がPLLのループ帯域幅よりも狭い必要がある。言い換えれば、広帯域のPLLが必要となる。LINC送信機の場合、定振幅信号の帯域幅は元の線形変調信号の帯域幅よりも大幅に広いため、大きな困難を伴う。   Second, when a PLL is used for the angle modulator for up-converting the baseband signal to the RF frequency band, the bandwidth of the modulation signal to be handled needs to be narrower than the loop bandwidth of the PLL. In other words, a broadband PLL is required. In the case of a LINC transmitter, the bandwidth of the constant amplitude signal is significantly wider than the bandwidth of the original linear modulation signal, which entails great difficulty.

また、第3に、ベースバンド信号をRF周波数帯にアップコンバートするための角度変調器にPLLを用いた場合には、複素平面上の原点付近に存在するサンプル点が正確に再生されないことがあり、その結果、合成後のスペクトラムに歪みが生ずるという問題がある。帯域外放射に関する規格が厳格なシステムに適用する際には、この問題は深刻となりかねない。   Third, when a PLL is used as an angle modulator for upconverting a baseband signal to an RF frequency band, sample points existing near the origin on the complex plane may not be accurately reproduced. As a result, there is a problem that distortion occurs in the synthesized spectrum. This problem can be serious when applied to systems with strict out-of-band emission standards.

特開2000−349575号公報JP 2000-349575 A 特開2005−39725号公報JP 2005-39725 A

本発明の目的は、CDMAやOFDMといった大きな包絡線変動を伴う変調方式を使用することができ、送信機に線形性と高効率を両立するLINC増幅器を用いた、優れた通信装置、発振器、並びに周波数シンセサイザを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an excellent communication apparatus, an oscillator, and an LINC amplifier that can use a modulation scheme with large envelope fluctuations such as CDMA and OFDM, and uses a LINC amplifier that achieves both linearity and high efficiency. It is to provide a frequency synthesizer.

本発明のさらなる目的は、広帯域変調信号を扱うことが可能で、帯域外へのスプリアス放射が少なく、リコンフィギャラビリティに優れた通信装置、発振器、並びに周波数シンセサイザを提供することにある。   It is a further object of the present invention to provide a communication device, an oscillator, and a frequency synthesizer that can handle a wideband modulated signal, have less spurious radiation out of the band, and have excellent reconfigurability.

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第1の側面は、
第1の周波数帯の線形変調信号を入力して少なくとも2つの定振幅角度信号成分に分解する信号分解手段と、
前記の第1の周波数帯の各定振幅角度信号成分をそれぞれ第2の周波数帯に周波数変換する、少なくとも2つの周波数変換手段と、
前記の周波数変換された各定振幅角度信号成分をそれぞれ電力増幅する、少なくとも2つの増幅器と、
前記の増幅された各定振幅角度信号成分同士を合成する合成手段とを送信機に備えた通信装置である。
The present invention has been made in consideration of the above problems, and the first aspect thereof is
A signal decomposing means for inputting a linear modulation signal of the first frequency band and decomposing it into at least two constant amplitude angle signal components;
At least two frequency conversion means for frequency-converting each constant amplitude angle signal component of the first frequency band to a second frequency band;
At least two amplifiers for power-amplifying each of the frequency-converted constant amplitude angle signal components,
It is a communication apparatus provided with a transmitter with combining means for combining the amplified constant amplitude angle signal components.

また、本発明の第2の側面は、周波数シンセサイザの一構成要素となる発振器であって、
固定小数点数のデジタル周波数制御信号を受け入れる入力端子と、
該入力したデジタル周波数制御信号をフィルタリングするデジタル・フィルタと、
前記デジタル・フィルタを通過した後のデジタル周波数制御信号の整数部データに基づき制御され発振器の共振周波数を離散的に変化させる第1の共振周波数可変手段と、
前記デジタル周波数制御信号の小数部データを受けて該小数部データと同一の平均値を有する整数データ列を発生するディザ処理部と、
前記ディザ処理部によって制御される第2の共振周波数可変手段と、
発振を持続するための能動回路と、
を具備することを特徴とする発振器である。
A second aspect of the present invention is an oscillator that is a component of a frequency synthesizer,
An input terminal that accepts a fixed-point digital frequency control signal;
A digital filter for filtering the input digital frequency control signal;
First resonance frequency variable means for discretely changing the resonance frequency of the oscillator controlled based on the integer part data of the digital frequency control signal after passing through the digital filter;
A dither processing unit that receives decimal part data of the digital frequency control signal and generates an integer data string having the same average value as the decimal part data;
Second resonance frequency variable means controlled by the dither processing unit;
An active circuit for sustaining oscillation;
It is an oscillator characterized by comprising.

また、本発明の第3の側面は、位相比較器と、低域通過フィルタと、本発明の第2の側面に係る発振器とをループ状に接続し、所定のキャリア周波数を生成するPLLで構成されることを特徴とする周波数シンセサイザである。   In addition, a third aspect of the present invention includes a PLL that connects a phase comparator, a low-pass filter, and the oscillator according to the second aspect of the present invention in a loop to generate a predetermined carrier frequency. A frequency synthesizer characterized in that

高度化された無線通信や放送ではCDMAやOFDMなどの大きな包絡線変動を伴う変調方式が採用され、このような変調信号を扱う増幅器には非常に高い線形性が求められる。消費電力を増大させることなく線形性を実現する増幅器を構成する方法として、電力合成により線形変調波を高効率に増幅するLINCが知られている。   In advanced wireless communication and broadcasting, modulation schemes with large envelope variations such as CDMA and OFDM are employed, and amplifiers that handle such modulation signals are required to have very high linearity. As a method of configuring an amplifier that realizes linearity without increasing power consumption, LINC that amplifies a linear modulation wave with high efficiency by power combining is known.

LINC増幅器を適用したLINC送信機は、線形変調信号を2つの定振幅信号成分に分解してそれぞれ増幅した後、これらを合成して線形変調信号を出力する。入力される線形変調信号がベースバンド信号である場合、信号分解した後の各低振幅信号をRF周波数帯に変換する必要がある。また、入力信号の信号分解をデジタル信号処理により行なう場合には、さらにD/A変換器が必要である。   The LINC transmitter to which the LINC amplifier is applied decomposes the linear modulation signal into two constant amplitude signal components, amplifies each, and then combines them to output a linear modulation signal. When the input linear modulation signal is a baseband signal, it is necessary to convert each low-amplitude signal after signal decomposition into an RF frequency band. Further, when the signal decomposition of the input signal is performed by digital signal processing, a D / A converter is further required.

ところが、PLLを用いた角度変調器などにより変調信号の周波数変換を行なう場合には、扱う変調信号の帯域幅がPLLのループ帯域幅よりも狭い必要がある。LINC送信機の場合、定振幅信号の帯域幅は元の線形変調信号の帯域幅よりも大幅に広いため、大きな困難を伴う。また、複素平面上の原点付近に存在するサンプル点が正確に再生されないことがあり、その結果、電力合成した後のスペクトラムに歪みが生ずるという問題がある。   However, when frequency conversion of a modulation signal is performed using an angle modulator using a PLL, the bandwidth of the modulation signal to be handled needs to be narrower than the loop bandwidth of the PLL. In the case of a LINC transmitter, the bandwidth of the constant amplitude signal is significantly wider than the bandwidth of the original linear modulation signal, which entails great difficulty. In addition, the sample points existing near the origin on the complex plane may not be accurately reproduced, and as a result, there is a problem that distortion occurs in the spectrum after power combining.

本発明に係る通信装置は、LINC送信機を備えるが、第1の周波数帯としてのベースバンドの定振幅角度信号成分を第2の周波数帯としてのRF周波数に変換する各周波数変換手段は、位相比較器と低域通過フィルタと発振器をループ状に接続し、所定のキャリア周波数を生成するPLLで構成される。   The communication device according to the present invention includes a LINC transmitter, and each frequency conversion means for converting a baseband constant amplitude angle signal component as a first frequency band into an RF frequency as a second frequency band includes a phase A comparator, a low-pass filter, and an oscillator are connected in a loop to form a PLL that generates a predetermined carrier frequency.

このデジタルPLL回路内の発振器は、固定小数点数のデジタル周波数制御信号を受け入れる入力端子と、該入力したデジタル周波数制御信号をフィルタリングするデジタル・フィルタと、前記デジタル・フィルタを通過した後のデジタル周波数制御信号の整数部データに基づき制御され発振器の共振周波数を離散的に変化させる第1の共振周波数可変手段と、前記デジタル周波数制御信号の小数部データを受けて該小数部データと同一の平均値を有する整数データ列を発生するディザ処理部と、前記ディザ処理部によって制御される第2の共振周波数可変手段と、発振を持続するための能動回路を備えたデジタル制御発振器である。   An oscillator in the digital PLL circuit includes an input terminal for receiving a digital frequency control signal having a fixed-point number, a digital filter for filtering the input digital frequency control signal, and a digital frequency control after passing through the digital filter. First resonance frequency variable means for discretely changing the resonance frequency of the oscillator controlled based on the integer part data of the signal, and receiving the fractional part data of the digital frequency control signal to obtain the same average value as the fractional part data A digitally controlled oscillator comprising a dither processing unit for generating an integer data string, a second resonance frequency variable means controlled by the dither processing unit, and an active circuit for sustaining oscillation.

このように、発振器を制御するデータをFIRフィルタなどのデジタル・フィルタで線形補間することで、サンプリング周波数付近におけるレプリカを低減することが可能である。また、PLLを変調器として用いるLINC送信機に特有の問題(複素平面上の原点付近のサンプル点が正確に再生されないことに起因するスペクトラム歪み)を回避し、帯域外放射に関する規格が厳格なシステムへの適用が可能となる。   In this way, replicas near the sampling frequency can be reduced by linearly interpolating data for controlling the oscillator with a digital filter such as an FIR filter. A system with strict standards for out-of-band radiation that avoids problems peculiar to LINC transmitters that use a PLL as a modulator (spectrum distortion due to sample points near the origin on the complex plane not being accurately reproduced) Application to is possible.

ここで、発振を持続するための能動回路は、負性抵抗値を有する能動回路で構成することができる。あるいは、発振を持続するための能動回路は、複数の遅延素子を従属させた帰還回路であってもよい。   Here, the active circuit for sustaining oscillation can be configured by an active circuit having a negative resistance value. Alternatively, the active circuit for sustaining oscillation may be a feedback circuit in which a plurality of delay elements are subordinate.

また、第1及び第2の共振周波数制御手段は、複数の容量切り替えによって共振周波数を変化させることができる。   Further, the first and second resonance frequency control means can change the resonance frequency by switching a plurality of capacitors.

あるいは、能動回路が複数の遅延素子を従属させた帰還回路である場合には、第1及び第2の共振周波数制御手段は、前記複数の遅延素子の段数の切り替えによって共振周波数を変化させることができる。また、第1及び第2の共振周波数制御手段は、前記複数の遅延素子の遅延量の切り替えによって共振周波数を変化させることができる。   Alternatively, when the active circuit is a feedback circuit in which a plurality of delay elements are subordinated, the first and second resonance frequency control means can change the resonance frequency by switching the number of stages of the plurality of delay elements. it can. Further, the first and second resonance frequency control means can change the resonance frequency by switching the delay amounts of the plurality of delay elements.

また、本発明の第1の側面に係るLINC送信機において、デジタルPLLで構成される各周波数変換手段は、前記PLLへのキャリア周波数データ入力端子と、前記発振器への周波数制御信号入力端子の2ポイントにおいて、前記の第1の周波数帯の各定振幅角度信号成分を用いて変調を施すようにしている。   Further, in the LINC transmitter according to the first aspect of the present invention, each frequency converting means constituted by a digital PLL includes two carrier frequency data input terminals to the PLL and two frequency control signal input terminals to the oscillator. At the point, modulation is performed using each constant amplitude angle signal component of the first frequency band.

通常のPLLでは、ループに入力された外乱を抑圧するように作用するため、変調信号はループ帯域幅によって制限される。これに対し、本発明では、上述のような2ポイント変調方式を採用することにより、発振器に入力される変調データはPLLにとって外乱とは見えなくなり、PLLのループ帯域幅に制限されない広帯域変調を実現することが可能となる。   In a normal PLL, the modulation signal is limited by the loop bandwidth because it acts to suppress disturbances input to the loop. On the other hand, in the present invention, by adopting the two-point modulation method as described above, the modulation data input to the oscillator is not seen as a disturbance to the PLL, and wideband modulation that is not limited by the loop bandwidth of the PLL is realized. It becomes possible to do.

本発明によれば、CDMAやOFDMといった大きな包絡線変動を伴う変調方式を使用することができ、送信機に線形性と高効率を両立するLINC増幅器を用いた、優れた通信装置、発振器、並びに周波数シンセサイザを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to use a modulation method with large envelope fluctuations such as CDMA and OFDM, and an excellent communication apparatus, oscillator, and A frequency synthesizer can be provided.

また、本発明によれば、広帯域変調信号を扱うことが可能で、帯域外へのスプリアス放射が少なく、リコンフィギャラビリティに優れた通信装置、発振器、並びに周波数シンセサイザを提供することができる。   In addition, according to the present invention, it is possible to provide a communication device, an oscillator, and a frequency synthesizer that can handle a wideband modulated signal, have less spurious radiation outside the band, and have excellent reconfigurability.

本発明に係る通信装置は、LINC送信機を採用することにより線形変調波を高効率に増幅して線形性と高効率を両立して増幅器の消費電力の低減を図っているが、LINC増幅器の2系統において、ベースバンドの入力信号をRF周波数帯に変換するための角度変調器を、2ポイント変調方式を適用したPLLで構成している。したがって、発振器に入力される変調データはPLLにとって外乱とは見えなくなり、PLLのループ帯域幅に制限されない広帯域変調を実現することが可能となる。   The communication apparatus according to the present invention employs a LINC transmitter to amplify a linear modulation wave with high efficiency to achieve both linearity and high efficiency while reducing the power consumption of the amplifier. In two systems, an angle modulator for converting a baseband input signal into an RF frequency band is configured by a PLL to which a two-point modulation method is applied. Therefore, the modulation data input to the oscillator does not appear to be a disturbance for the PLL, and it is possible to realize wideband modulation that is not limited by the loop bandwidth of the PLL.

また、変調データの周波数変換にPLLを採用することで、周波数次元のデータを時間積分するという発振器の積分効果により、従来のLINC送信機で問題となるサンプリング周波数付近におけるレプリカを、アナログ・スムージング・フィルタを追加することなく大幅に抑制することができ、回路のリコンフィギャラビリティを高めることができる。   In addition, by adopting PLL for frequency conversion of the modulation data, the replica in the vicinity of the sampling frequency, which is a problem in the conventional LINC transmitter, is obtained by analog smoothing due to the integration effect of the oscillator that time-integrates the frequency dimension data. It is possible to greatly suppress without adding a filter, and it is possible to improve the reconfigurability of the circuit.

また、発振器を制御するデータをFIRフィルタで線形補間することで、サンプリング周波数付近におけるレプリカを低減することが可能である。   In addition, it is possible to reduce replicas near the sampling frequency by linearly interpolating data for controlling the oscillator with an FIR filter.

また、発振器を制御するデータをFIRフィルタで線形補間することで、PLLを変調器として用いるLINC送信機に特有の問題(複素平面上の原点付近のサンプル点が正確に再生されないことに起因するスペクトラム歪み)を回避し、帯域外放射に関する規格が厳格なシステムへの適用が可能となる。   In addition, by linearly interpolating the data for controlling the oscillator with an FIR filter, there is a problem peculiar to a LINC transmitter that uses a PLL as a modulator (a spectrum caused by a sample point near the origin on the complex plane not being accurately reproduced). Distortion) and can be applied to systems with strict standards for out-of-band emissions.

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。   Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1には、本発明の一実施形態に係るLINC送信機の構成を示している。図示のLINC送信機は、信号分解手段110と、位相変調器としてのPLL120a、120bと、増幅器130a、130bと、合成手段140とからなる。既に述べたように、LINCは、2つの定振幅ベクトルの合成によって複素平面上の任意のシンボル点を表現することによって、線形変調波を高効率に増幅して線形性と高効率を両立するものであり、増幅器を飽和電力で動作させて、当該増幅器の消費電力を低減する。   FIG. 1 shows the configuration of a LINC transmitter according to an embodiment of the present invention. The illustrated LINC transmitter includes a signal decomposing unit 110, PLLs 120 a and 120 b as phase modulators, amplifiers 130 a and 130 b, and a synthesizing unit 140. As described above, LINC is a system that amplifies a linear modulation wave with high efficiency by expressing an arbitrary symbol point on the complex plane by combining two constant amplitude vectors, thereby achieving both linearity and high efficiency. The amplifier is operated with saturated power to reduce the power consumption of the amplifier.

信号分解手段110には、参照番号101で示されるベースバンド変調信号データs(t)が入力され、少なくとも2つの定振幅角度信号成分に分解する。このベースバンド変調信号データs(t)は、リファレンス・クロック(図示しない)の周期で更新される。図示の例では、信号分解手段110は、ベースバンド変調信号データs(t)を、2つの定振幅信号に分解し、参照番号102a、102bでそれぞれ示される変調データs1(t)及びs2(t)に変換して、後段のPLL120a、120bにそれぞれ入力する。これらの変調データs1(t)及びs2(t)は、PLL120a、120bの周波数を制御するのに適切な様式で表現されている。 Baseband modulation signal data s (t) indicated by reference numeral 101 is input to the signal decomposing means 110 and decomposed into at least two constant amplitude angle signal components. The baseband modulation signal data s (t) is updated at a reference clock (not shown) cycle. In the illustrated example, the signal decomposing means 110 decomposes the baseband modulation signal data s (t) into two constant amplitude signals, and the modulation data s 1 (t) and s 2 indicated by reference numerals 102a and 102b, respectively. (T) and input to the subsequent PLLs 120a and 120b. These modulation data s 1 (t) and s 2 (t) are expressed in a manner suitable for controlling the frequencies of the PLLs 120a and 120b.

PLL120a、120bは、ベースバンド帯の定振幅信号成分102a、102bをRF周波数帯に変換する。これらの出力104a、104bは、キャリア周波数データ103で与えられる周波数を中心とし、変調データ102a、102bによって変調されたRF位相変調信号sRF1(t)、sRF2(t)である。発振器124a、124bの制御感度のバラツキを補償する処理(図示せず)を施すことが好ましい。 The PLLs 120a and 120b convert the baseband constant amplitude signal components 102a and 102b into an RF frequency band. These outputs 104a and 104b are RF phase modulation signals s RF1 (t) and s RF2 (t) modulated by the modulation data 102a and 102b with the frequency given by the carrier frequency data 103 as the center. It is preferable to perform a process (not shown) that compensates for variations in control sensitivity of the oscillators 124a and 124b.

PLL120a、120bの出力104a、104bは、各増幅器130a、130bに入力されて、それぞれGの利得にて増幅される。そして、合成手段140は、各増幅器130a、130bの出力信号を合成して、線形変調信号105を出力する。増幅器130a、130bに線形性は要求されず、C級、F級などの非線形で高効率の電力増幅器を使用することができる。   The outputs 104a and 104b of the PLLs 120a and 120b are input to the amplifiers 130a and 130b, respectively, and are amplified with a gain of G. Then, the synthesizing unit 140 synthesizes the output signals of the amplifiers 130a and 130b and outputs the linear modulation signal 105. The amplifiers 130a and 130b are not required to have linearity, and non-linear and high-efficiency power amplifiers such as class C and class F can be used.

PLLは、キャリア周波数を正確な周波数にロックする回路である。本実施形態では、デジタル構成の位相比較器と低域通過フィルタと発振器をループ状に接続したデジタルPLLで構成され、デジタル位相比較器が基準信号と発振器の出力信号とを位相比較し、その位相差が小さくなるように動作する。また、発振器として、入力電圧に応じて発振周波数をリニアに変化させる電圧制御発振器Voltage Controlled Oscillator:VCO)に代えて、離散的に周波数を切り換えるデジタル制御発振器(Digital Controlled Oscillator:DCO)を用いた、フルデジタル構成のPLL回路とすることができる。該デジタルPLLでは、分周比の少数成分に相当する時間差を時間デジタル変換(Time−to−Digital Converter:TDC)回路で、整数成分をアキュムレータ回路でそれぞれデジタル値に変換し、検出したこれらの分周比に相当するデジタル値をさまざまな手法でフィードバックし、発振周波数をデジタル的に制御する。   The PLL is a circuit that locks the carrier frequency to an accurate frequency. In this embodiment, the digital phase comparator, a low-pass filter, and a digital PLL in which an oscillator is connected in a loop are configured, and the digital phase comparator compares the phase of the reference signal and the output signal of the oscillator, It operates so as to reduce the phase difference. Further, as the oscillator, a digitally controlled oscillator (DCO) that switches frequencies discretely is used instead of the voltage controlled oscillator (VCO) that linearly changes the oscillation frequency according to the input voltage. A PLL circuit having a full digital configuration can be obtained. In the digital PLL, a time difference corresponding to a minor component of the frequency division ratio is converted into a digital value by a time-to-digital converter (TDC) circuit, and an integer component is converted into a digital value by an accumulator circuit. The digital value corresponding to the frequency ratio is fed back by various methods to control the oscillation frequency digitally.

ここで、通常のPLLでは、ループに入力された外乱を抑圧するように作用するため、変調信号はループ帯域幅によって制限されることになる。これに対し、本実施形態では、変調器として利用するPLLのループ上で少なくとも2箇所において周波数変調データを注入する2ポイント変調方式を採用して、発振器とって変調信号が外乱とは見えなくすることにより、ループ帯域幅に制限されない広帯域変調を実現している。   Here, in the normal PLL, the modulation signal is limited by the loop bandwidth because it acts to suppress disturbance input to the loop. On the other hand, in the present embodiment, a two-point modulation method in which frequency modulation data is injected in at least two places on a PLL loop used as a modulator is adopted, and the modulation signal is made invisible as a disturbance by the oscillator. As a result, wideband modulation that is not limited by the loop bandwidth is realized.

図1に示した例では、PLL120a、120bはそれぞれ、基準位相累積器121a、121bと、位相比較器122a、122bと、ループ・フィルタ123a、123bと、発振器124a、124bと、可変位相累積器125a、125bで構成される。デジタル構成の位相比較器122a、122bは、基準信号と発振器124a、124bの出力信号とを位相比較し、その位相差が小さくなるようにそれぞれ動作する。また、基準位相累積器121a、121b、並びに、可変位相累積部125a、125bは、内部で保持する位相データと入力される位相差データとの加算又は減算を行なう演算を通じて位相データを生成する。   In the example shown in FIG. 1, the PLLs 120a and 120b include reference phase accumulators 121a and 121b, phase comparators 122a and 122b, loop filters 123a and 123b, oscillators 124a and 124b, and variable phase accumulators 125a, respectively. , 125b. The digital phase comparators 122a and 122b perform phase comparison between the reference signal and the output signals of the oscillators 124a and 124b, respectively, and operate so that the phase difference becomes small. The reference phase accumulators 121a and 121b and the variable phase accumulators 125a and 125b generate phase data through an operation of adding or subtracting the phase data held therein and the input phase difference data.

ここで、発振器124a、124bに入力された変調データs1(t)及びs2(t)がそれぞれのPLL120a、120bに対する外乱に相当する。各PLL120a、120bでは、変調データ102a、102bは、キャリア周波数データ103と加算され、基準位相累積器121a、121bにも入力される。比較すべき基準信号が変調されているため、発振器124a、124bに入力された変調データは、PLLにとって外乱とは見えなくなる。したがって、PLLのループ帯域幅に制限されない広帯域変調を実現することが可能となる。 Here, the modulation data s 1 (t) and s 2 (t) input to the oscillators 124a and 124b correspond to disturbances to the respective PLLs 120a and 120b. In each of the PLLs 120a and 120b, the modulation data 102a and 102b are added to the carrier frequency data 103 and input to the reference phase accumulators 121a and 121b. Since the reference signal to be compared is modulated, the modulation data input to the oscillators 124a and 124b cannot be seen as disturbance to the PLL. Therefore, it is possible to realize wideband modulation that is not limited by the loop bandwidth of the PLL.

PLL120a、120bの内部動作について、数学的に考察してみる。基準位相累積器121a、121bの入力から、PLL出力104a、104bまでの、変調データ102a、102bに対する伝達関数は、低域通過型であり、次式(5)のように表される。   Let us consider the internal operation of the PLL 120a, 120b mathematically. The transfer function for the modulation data 102a and 102b from the input of the reference phase accumulators 121a and 121b to the PLL outputs 104a and 104b is a low-pass type, and is expressed by the following equation (5).

但し、G(s)はオープン・ループ・ゲインである。ここで、位相比較器ゲインをKφ、ループ・フィルタの伝達関数をZ(s)、発振器のゲインをKDCO、出力周波数と基準周波数との比をNとすると、ゲインG(s)は次式(6)のように表される。 Where G (s) is an open loop gain. If the phase comparator gain is K φ , the loop filter transfer function is Z (s), the oscillator gain is K DCO , and the ratio of the output frequency to the reference frequency is N, then the gain G (s) is It is expressed as equation (6).

一方、発振器124a、124bに入力される変調データ102a、102bに対しては、PLL120a、120bは、次式(7)に示す高域通過型の伝達関数を呈する。   On the other hand, for the modulation data 102a and 102b input to the oscillators 124a and 124b, the PLLs 120a and 120b exhibit a high-pass transfer function expressed by the following equation (7).

上式(5)と(7)を足し合わせたものが、PLL120a、120bの変調信号に対するトータルの応答であり、これが1になることは明らかである。つまり、全帯域通過の伝達関数となる。   It is obvious that the sum of the above equations (5) and (7) is the total response to the modulation signals of the PLLs 120a and 120b, and this is 1. That is, it becomes a transfer function of all band passing.

このように、PLL120a、120bに入力されるキャリア周波数データ103と、発振器124a、124bへの入力(ループ・フィルタ123a、123bを通過した後の位相差データ)の各々に変調データ102a、102bを加算するという2ポイント変調方式を採用することによって、PLL帯域幅に制限されない広帯域変調をかけることが可能になる。   In this way, the modulation data 102a and 102b are added to the carrier frequency data 103 input to the PLLs 120a and 120b and the input to the oscillators 124a and 124b (phase difference data after passing through the loop filters 123a and 123b), respectively. By adopting the two-point modulation method of performing wideband modulation, it is possible to apply wideband modulation that is not limited by the PLL bandwidth.

また、発振器124a、124bは、周波数次元のデータを時間積分し、位相として出力するので、1/sが掛かり、出力スペクトラムは6dB/octの傾きで抑圧される。その結果、リファレンス周波数付近に発生するレプリカは抑圧され、レプリカ抑圧用フィルタが不要、若しくは簡単なもので十分となる。   Further, since the oscillators 124a and 124b time-integrate the frequency-dimensional data and output it as a phase, 1 / s is applied, and the output spectrum is suppressed with a slope of 6 dB / oct. As a result, replicas generated near the reference frequency are suppressed, and a replica suppression filter is unnecessary or simple.

図2には、発振器124a、124bの内部構成を示している。図示の発振器124a、124bは、デジタル・フィルタとしてのFIR(Finite Impulse Response:有限インパルス応答)フィルタ202と、離散的な制御データによって制御され、離散的な発振周波数を取り得る発振器コア206と、ディザ処理部207と、分周器210で構成される。   FIG. 2 shows the internal configuration of the oscillators 124a and 124b. The illustrated oscillators 124a and 124b include an FIR (Finite Impulse Response) filter 202 as a digital filter, an oscillator core 206 that is controlled by discrete control data and can take discrete oscillation frequencies, and a dither. A processing unit 207 and a frequency divider 210 are included.

発振器124a、124に入力される発振器制御データ201は、nビットの整数部とkビットの小数部とからなる固定小数点数で表現される、(n+k)ビットのデータであり、リファレンス・クロックの周期毎に更新される。   The oscillator control data 201 input to the oscillators 124a and 124 is (n + k) -bit data expressed by a fixed-point number consisting of an n-bit integer part and a k-bit decimal part, and the cycle of the reference clock. Updated every time.

FIRフィルタ202は、発振器コア206の出力を分周器210で分周したクロック211(リファレンス・クロックよりも高速)によって動作し、発振器制御データ201をアップサンプルし、線形補間する。なお、本発明の要旨は補間手法として線形補間に限定されるものではなく、ハードウェア規模の制限が許せば、レイズド・コサインなどの、他の手法を用いても構わない。   The FIR filter 202 operates by a clock 211 (higher speed than the reference clock) obtained by dividing the output of the oscillator core 206 by the frequency divider 210, upsamples the oscillator control data 201, and performs linear interpolation. The gist of the present invention is not limited to linear interpolation as an interpolation method, and other methods such as raised cosine may be used as long as the hardware scale is allowed.

FIRフィルタ202の出力203は、nビットの整数部データ204と、kビットの小数部データ205に分けられる。整数部データ204は、発振器コア206の備える共振周波数制御手段(後述)を制御し、発振周波数を決定する。   The output 203 of the FIR filter 202 is divided into n-bit integer part data 204 and k-bit fraction part data 205. The integer part data 204 controls resonance frequency control means (described later) provided in the oscillator core 206 to determine the oscillation frequency.

整数部データ204の最下位ビット(LSB)は、共振周波数制御手段の最小制御単位に対応し、発振器コア206にそのまま入力される。例えば、共振周波数制御手段を並列接続された複数のキャパシタで構成する場合、整数部データ204の各ビットは対応するキャパシタ1個に相当する。また、小数部データ205は、キャパシタ1個分以下を表現するものであり、ディザ処理部207に入力して平均化することにより所望値とすることができる。   The least significant bit (LSB) of the integer part data 204 corresponds to the minimum control unit of the resonance frequency control means and is input to the oscillator core 206 as it is. For example, when the resonance frequency control means is composed of a plurality of capacitors connected in parallel, each bit of the integer part data 204 corresponds to one corresponding capacitor. The fractional part data 205 represents one capacitor or less, and can be set to a desired value by inputting to the dither processing unit 207 and averaging.

ディザ処理部207は、FIRフィルタ202と同様に、発振器コア206の出力を分周器210で分周したクロック211により動作する。ディザ処理部207は、入力としての小数部データ205に応じたmビットのデータ208を、発振器コア206に出力する。ディザ処理部207の出力208は、発振器コア206の共振周波数制御手段を制御し、共振周波数制御手段の最小制御単位(LSBに対応するキャパシタ)よりも細かい周波数設定を、平均的に実現する。ディザ処理部207は、例えば、ΔΣ変調器を使用することで実現できる。   Similar to the FIR filter 202, the dither processing unit 207 operates by a clock 211 obtained by dividing the output of the oscillator core 206 by the frequency divider 210. The dither processing unit 207 outputs m-bit data 208 corresponding to the decimal part data 205 as an input to the oscillator core 206. The output 208 of the dither processing unit 207 controls the resonance frequency control means of the oscillator core 206 and realizes on average a frequency setting finer than the minimum control unit (a capacitor corresponding to LSB) of the resonance frequency control means. The dither processing unit 207 can be realized by using, for example, a ΔΣ modulator.

必要であれば、発振器コア206は、共振周波数制御手段を構成する素子のミスマッチに起因する非線形性を動的に除去する仕組みを持つことができる。   If necessary, the oscillator core 206 can have a mechanism for dynamically removing non-linearity caused by mismatch of elements constituting the resonance frequency control means.

図3には、発振器コア206の実現例を示している。図示の発振器コア206は、n型MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタM1、M2のクロス・カップルにより形成される負性抵抗性の能動回路と、この能動回路にバイアス電流を供給するp型MOSトランジスタM3と、インダクタL1及びバラクタ・バンク301によって構成されるタンク回路と、整数部データ204及びディザ処理部207の出力208をバラクタ制御信号303に変換する制御部302で構成される、共振型の発振器である。   FIG. 3 shows an implementation example of the oscillator core 206. The illustrated oscillator core 206 includes a negative resistance active circuit formed by a cross couple of n-type MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors M1 and M2, and a p-type MOS transistor M3 for supplying a bias current to the active circuit. And a tank circuit composed of the inductor L1 and the varactor bank 301, and a resonance type oscillator composed of a control unit 302 that converts the integer part data 204 and the output 208 of the dither processing unit 207 into a varactor control signal 303. is there.

図示のように、バラクタ・バンク301は、MOSトランジスタのゲートへの印加電圧に応じてゲート容量が変わることを利用したMOSバラクタを複数並列接続したものである。タンク回路は、インダクタL1が持つインダクタンスと、タンク回路が持つ容量によって、共振周波数が決定される共振回路である。能動回路は、この発振を持続する作用があり、共振周波数が発振器コア206の出力周波数となる。そして、制御部302は、整数部データ204に応じて各MOSバラクタの容量切り替えを制御して共振周波数を離散的に変化させるとともに、小数部データ205と同一の平均値を有する整数データ列(すなわち、ディザ処理部207の出力208)に応じてMOSバラクタの容量切り替えを制御する。   As shown in the figure, the varactor bank 301 is formed by connecting a plurality of MOS varactors using the change in gate capacitance according to the voltage applied to the gate of the MOS transistor in parallel. The tank circuit is a resonance circuit whose resonance frequency is determined by the inductance of the inductor L1 and the capacitance of the tank circuit. The active circuit has an action of sustaining this oscillation, and the resonance frequency becomes the output frequency of the oscillator core 206. Then, the control unit 302 controls the capacitance switching of each MOS varactor according to the integer part data 204 to discretely change the resonance frequency, and also has an integer data string having the same average value as the fractional part data 205 (that is, The capacitance switching of the MOS varactor is controlled according to the output 208) of the dither processing unit 207.

なお、図3ではn型MOSトランジスタのクロス・カップルによる構成を示したが、さらにp型MOSトランジスタのクロス・カップルを追加した構成や、バイアス電流供給をn型MOSトランジスタのテイル電流源により行なう構成、MOSのバラクタの代わりにバラクタ・ダイオードを使用した構成などの、幾つかの変形例は当業者であれば容易に実現可能であることを十分理解されたい。   Although FIG. 3 shows a configuration with a cross couple of n-type MOS transistors, a configuration in which a cross couple of p-type MOS transistors is further added, and a configuration in which a bias current is supplied by a tail current source of an n-type MOS transistor. It should be appreciated that several variations, such as a configuration using varactor diodes instead of MOS varactors, can be readily implemented by those skilled in the art.

また、図4には、発振器コア206の他の実現例を示している。図示の発振器コア206は、複数の遅延素子を従属接続した遅延チェーン401及びマルチプレクサ404とで構成されるリング・オシレータと、整数部データ204及びディザ処理部出力208をマルチプレクサ制御信号303に変換する制御部302で構成される。   FIG. 4 shows another implementation example of the oscillator core 206. The oscillator core 206 shown in the figure is a ring oscillator composed of a delay chain 401 and a multiplexer 404 in which a plurality of delay elements are cascade-connected, and a control for converting the integer part data 204 and the dither processing part output 208 into a multiplexer control signal 303. The unit 302 is configured.

遅延チェーン401の遅延素子としては、例えば、インバータやバッファを使用することができる。マルチプレクサ404が選択する経路により、リング・オシレータを一周する遅延時間が異なることから、発振周波数を変化させることができる。すなわち、複数の遅延素子を従属させた帰還回路は、能動回路として発振を持続させる作用があり、共振周波数が発振器コア206の出力周波数となる。   As the delay element of the delay chain 401, for example, an inverter or a buffer can be used. Since the delay time for making a round of the ring oscillator differs depending on the path selected by the multiplexer 404, the oscillation frequency can be changed. That is, the feedback circuit in which a plurality of delay elements are subordinated has an action of sustaining oscillation as an active circuit, and the resonance frequency becomes the output frequency of the oscillator core 206.

なお、図示の例では、リング・オシレータを構成する遅延素子の段数を制御する方法を示したが、遅延素子1段のゲート・サイズを変化させる方法や、両者を併用する方法など、他の実現方法を採っても構わない。さらに、別の実現手段として、アナログ遅延セルを使用し、トランスコンダクタンスを変化させる方法や、負荷容量を変化させる方法などを採っても構わない。   In the example shown in the figure, the method of controlling the number of stages of delay elements constituting the ring oscillator is shown. However, other implementations such as a method of changing the gate size of one stage of the delay element and a method of using both of them are used. You may take a method. Furthermore, as another realization means, an analog delay cell may be used, and a method of changing transconductance or a method of changing load capacitance may be adopted.

図1に示したLINC送信機において、発振器124a、124b以外の、PLL120a、120bを構成する要素である、基準位相累積器121a、121b、位相比較器122a、122b、ループ・フィルタ123a、123b、並びに、可変位相累積器125a、125bは、デジタル・ハードウェアで実現することが好ましい。何故ならば、アナログ・ハードウェアで上記の2ポイント変調を実現する際、素子間のミスマッチが問題となり、十分な性能が得るために困難を伴うことが多いからである。また、リコンフィギャラビリティを高める観点からも、デジタル・ハードウェアによる実現が好ましいと本発明者らは思料する。但し、本発明の要旨はこれらの回路コンポーネントがデジタル・ハードウェアで実現することに限定する訳ではない、ということを十分理解されたい。   In the LINC transmitter shown in FIG. 1, reference phase accumulators 121a and 121b, phase comparators 122a and 122b, loop filters 123a and 123b, which are elements constituting PLLs 120a and 120b, other than oscillators 124a and 124b, and loop filters 123a and 123b, and The variable phase accumulators 125a and 125b are preferably realized by digital hardware. This is because, when realizing the above-described two-point modulation with analog hardware, mismatch between elements becomes a problem, and it is often difficult to obtain sufficient performance. In addition, from the viewpoint of improving reconfigurability, the present inventors consider that realization with digital hardware is preferable. However, it should be appreciated that the subject matter of the present invention is not limited to the implementation of these circuit components in digital hardware.

続いて、シミュレーション結果を参照しながら、図1に示したLINC送信機の性能について詳解する。   Next, the performance of the LINC transmitter shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to simulation results.

ここでは、テスト信号として、IEEE802.11aに準拠するOFDM信号を使用した。本シミュレーションでの条件は、サブキャリア数は52本、1次変調方式は64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、データレートは54Mbps、変調帯域幅は20MHz、リファレンス・クロックは変調帯域幅の8倍(160MHz)である。また、シミュレーションの簡素化のため、ディザ処理部207としてのΔΣ変調器をドライブするクロックは、リファレンス・クロックの4倍に等しい周波数を選んだ。同様に、デジタル・フィルタとしてのFIRフィルタ202の動作クロックも、リファレンス・クロックの4倍に等しい周波数である。FIRフィルタ202のパラメータは、タップ数=4、すべてのタップ係数=1/4とした。   Here, an OFDM signal conforming to IEEE 802.11a was used as the test signal. The conditions in this simulation are 52 subcarriers, the primary modulation method is 64QAM (Quadrature Amplitude Modulation), the data rate is 54 Mbps, the modulation bandwidth is 20 MHz, and the reference clock is 8 times the modulation bandwidth (160 MHz). It is. For simplification of the simulation, a frequency equal to four times the reference clock is selected as the clock for driving the ΔΣ modulator as the dither processing unit 207. Similarly, the operation clock of the FIR filter 202 as a digital filter has a frequency equal to four times the reference clock. The parameters of the FIR filter 202 are such that the number of taps = 4 and all the tap coefficients = 1/4.

図5には、図1に示したLINC送信機に変調をかけたときのスペクトラムのシミュレーション結果を示している。比較のために、D/A変換器と直交変調器よって構成された従来のLINC送信機の出力スペクトラムも併せて示している。   FIG. 5 shows a spectrum simulation result when the LINC transmitter shown in FIG. 1 is modulated. For comparison, an output spectrum of a conventional LINC transmitter constituted by a D / A converter and a quadrature modulator is also shown.

従来のLINC送信機では、図5右に示すように、D/A変換器の出力するサンプリング周波数付近のレプリカ(エイリアス)が大きなレベルで存在し、D/A変換器出力のスムージング・フィルタ無しでは、IEEE802.11aが定めるスペクトラム・マスク規格を満足することができない。   In the conventional LINC transmitter, as shown in the right of FIG. 5, replicas (aliases) near the sampling frequency output from the D / A converter exist at a large level, and there is no D / A converter output smoothing filter. The spectrum mask standard defined by IEEE802.11a cannot be satisfied.

これに対し、図1に示した2ポイント変調方式のLINC送信機では、各発振器124a、124bが周波数次元のデータを時間積分するという積分効果によって、図5左に示すようにレプリカが低減され、スムージング・フィルタなどのアナログ回路が不要となることを理解できよう。これは、異なる複数の無線システムに対応する装置において、回路の共通化を図る(リコンフィギャラビリティを高める)上で非常に有利であることを意味する。また、必要なアナログ回路が少なくなるので、バラツキの面で有利であり、回路の歩留まりを上げ、製造コストを下げるという効果も得られる。   On the other hand, in the LINC transmitter of the two-point modulation method shown in FIG. 1, the replica is reduced as shown in the left of FIG. 5 by the integration effect that each oscillator 124a, 124b integrates the frequency dimension data. You will understand that analog circuits such as smoothing filters are not required. This means that it is very advantageous in sharing circuits (increasing reconfigurability) in devices corresponding to a plurality of different wireless systems. In addition, since fewer analog circuits are required, it is advantageous in terms of variation, and the effects of increasing the yield of the circuits and reducing the manufacturing cost can be obtained.

また、図6には、発振器コア206においてFIRフィルタ202による周波数制御データ補間の効果を表すシミュレーション結果を示している。   FIG. 6 shows a simulation result showing the effect of frequency control data interpolation by the FIR filter 202 in the oscillator core 206.

図6上段には、PLL124a、124bに入力される発振器制御データ201のFIRフィルタ202の入力前と出力後の波形を示している。FIRフィルタは、インパルスを入力したときの出力信号を有限時間で0に収束させる作用を有し、多くの場合は非再帰型の差分方程式で実現される。   The upper part of FIG. 6 shows waveforms before and after the input of the FIR filter 202 of the oscillator control data 201 input to the PLLs 124a and 124b. The FIR filter has an effect of converging an output signal when an impulse is input to 0 in a finite time, and is often realized by a non-recursive difference equation.

図6下段には、FIRフィルタ202を通過後の発振器制御データ203による発振器コア206の出力波形の位相を示している。比較のため、FIRフィルタ202による周波数制御データ補間を行なわない場合のシミュレーション結果も併せて示している。補間なしの場合にはリファレンス・クロック周期でゼロ次ホールドされていた周波数データが、FIRフィルタ202で補間をかけることで4倍だけアップサンプル及び線形補間され、その結果、発振器206の出力209での位相波形が滑らかになっていることが分かる。つまり、リファレンス・クロック周波数付近の成分が少なくなっていることを意味する。   The lower part of FIG. 6 shows the phase of the output waveform of the oscillator core 206 based on the oscillator control data 203 after passing through the FIR filter 202. For comparison, a simulation result when frequency control data interpolation by the FIR filter 202 is not performed is also shown. In the case of no interpolation, the frequency data which has been zero-order held in the reference clock period is upsampled and linearly interpolated by four times by interpolating with the FIR filter 202, and as a result, at the output 209 of the oscillator 206. It can be seen that the phase waveform is smooth. That is, the component near the reference clock frequency is reduced.

さらに参考データとして、図7には、発振器コア206においてFIRフィルタ202によるデータ補間を行なわない場合のスペクトラムのシミュレーション結果を示している。リファレンス・クロック周波数付近の成分が、図5の結果と比較して大きくなっていることが分かる。変調データの周波数変換にPLLを使用したLINC送信機は、周波数次元のデータを時間積分するという発振器の積分効果(前述)によって、リファレンス・レプリカが元来少ないので、IEEE802.11aの仕様を十分満足することができる。しかしながら、より厳格な仕様が規定されているシステムに対応することを考慮すると、発振器コア206においてFIRフィルタ202によるデータ補間が有効な効果を持つことに変わりはない。   Further, as reference data, FIG. 7 shows a spectrum simulation result when data interpolation by the FIR filter 202 is not performed in the oscillator core 206. It can be seen that the component near the reference clock frequency is larger than the result of FIG. LINC transmitters that use PLL for frequency conversion of modulated data satisfy the IEEE802.11a specification sufficiently because reference replicas are inherently small due to the integration effect of the oscillator that integrates the frequency dimension data over time (described above). can do. However, considering that it corresponds to a system in which a stricter specification is defined, data interpolation by the FIR filter 202 has an effective effect in the oscillator core 206.

図8には、本発明の他の実施形態に係るLINC送信機の構成を示している。図示のLINC送信機は、信号分解手段810と、位相変調器としてのPLL820a、820bと、増幅器830a、830bと、合成手段140とからなり、2つの定振幅ベクトルの合成によって複素平面上の任意のシンボル点を表現して、線形変調波を高効率に増幅して線形性と高効率を両立する(同上)。   FIG. 8 shows the configuration of a LINC transmitter according to another embodiment of the present invention. The illustrated LINC transmitter includes a signal decomposing unit 810, PLLs 820a and 820b as phase modulators, amplifiers 830a and 830b, and a synthesizing unit 140. The LINC transmitter shown in FIG. Symbol points are expressed and linear modulation waves are amplified with high efficiency to achieve both linearity and high efficiency (same as above).

信号分解手段810は、参照番号801で示されるベースバンド変調信号データs(t)を2つの定振幅信号に分解し、参照番号802a、802bでそれぞれ示される変調データs1(t)及びs2(t)に変換して、後段のPLL820a、820bにそれぞれ入力する。PLL820a、820bは、ベースバンド帯の定振幅信号成分802a、802bをRF周波数帯に変換する。これらの出力805a、805bは、キャリア周波数データ803で与えられる周波数を中心とし、変調データ802a、802bによって変調されたRF位相変調信号sRF1(t)、sRF2(t)であり、各増幅器830a、830bに入力され、それぞれGの利得にて増幅される。そして、合成手段840は、各増幅器830a、830bの出力信号を合成して、線形変調信号806を出力する。 The signal decomposing means 810 decomposes the baseband modulated signal data s (t) indicated by reference numeral 801 into two constant amplitude signals, and modulates data s 1 (t) and s 2 indicated by reference numerals 802a and 802b, respectively. (T) and input to the subsequent PLLs 820a and 820b. The PLLs 820a and 820b convert the baseband constant amplitude signal components 802a and 802b into an RF frequency band. These outputs 805a and 805b are RF phase modulation signals s RF1 (t) and s RF2 (t) modulated by the modulation data 802a and 802b around the frequency given by the carrier frequency data 803, and each amplifier 830a. , 830b and amplified with a gain of G, respectively. Then, the synthesizing unit 840 synthesizes the output signals of the amplifiers 830a and 830b and outputs a linear modulation signal 806.

図8に示したLINC送信機では、変調器として用いるPLL820a、820bのループ上の少なくとも2ポイントで周波数変調データを注入するという2ポイント変調方式を採用して、発振器とって変調信号が外乱とは見えなくすることにより、ループ帯域幅に制限されない広帯域変調を実現している点は、図1と同様である。但し、2ポイント変調のかけ方が図1とは相違するので、この点について以下で詳解する。   The LINC transmitter shown in FIG. 8 adopts a two-point modulation method in which frequency modulation data is injected at least two points on the loop of PLLs 820a and 820b used as modulators, and the modulation signal is a disturbance by the oscillator. By making it invisible, wideband modulation that is not limited by the loop bandwidth is realized, as in FIG. However, since 2-point modulation is different from FIG. 1, this point will be described in detail below.

変調データ802a802bの周波数変換を行なうPLL820a、820bはそれぞれ、位相比較器821a、821bと、ループ・フィルタ822a、822bと、発振器823a、823bと、分周器824a、824bと、ΔΣ変調器825a、825bで構成されるデジタルPLLである。デジタル構成の位相比較器821a、821bと低域通過フィルタ822a、822bと発振器823a、823bからなるループでは、位相比較器821a、821bが基準信号と発振器823a、823bの出力信号とを位相比較し、その位相差が小さくなるようにそれぞれ動作する。   PLLs 820a and 820b that perform frequency conversion of the modulated data 802a 802b are phase comparators 821a and 821b, loop filters 822a and 822b, oscillators 823a and 823b, frequency dividers 824a and 824b, and ΔΣ modulators 825a and 825b, respectively. It is a digital PLL composed of In a loop composed of digital phase comparators 821a and 821b, low-pass filters 822a and 822b, and oscillators 823a and 823b, the phase comparators 821a and 821b perform phase comparison between the reference signal and the output signals of the oscillators 823a and 823b, Each operates so that the phase difference becomes small.

信号分解手段810の出力する変調データ802a、802bは、キャリア周波数データ804と加算された後、ΔΣ変調器825a、825bに入力される。ΔΣ変調器825a、825bは、入力されたデータに基づいて、分周器824a、824bを変調する。この結果、PLL820a、820bの出力805a、805bでは、キャリア周波数データ804で与えられる周波数を中心とし、変調データ802a、802bによって変調されたRF位相変調信号が得られる。   The modulation data 802a and 802b output from the signal decomposing means 810 are added to the carrier frequency data 804 and then input to the ΔΣ modulators 825a and 825b. The ΔΣ modulators 825a and 825b modulate the frequency dividers 824a and 824b based on the input data. As a result, at the outputs 805a and 805b of the PLLs 820a and 820b, RF phase modulation signals modulated by the modulation data 802a and 802b with the frequency given by the carrier frequency data 804 as the center are obtained.

ここで、分周器824a、824bの入力から、PLL出力805a、805bまでの、変調データ802a、802bに対する伝達関数は、低域通過型である。また、変調データ802a、802bは、発振器823a、823bにも入力される。この際、発振器823a、823bの制御感度のバラツキを補償する処理(図示せず)を施すことが好ましい。発振器823a、823bに入力される変調データ802a、802bに対しては、PLLは、高域通過型の伝達関数を呈する。   Here, the transfer function for the modulation data 802a and 802b from the input of the frequency dividers 824a and 824b to the PLL outputs 805a and 805b is a low-pass type. The modulation data 802a and 802b are also input to the oscillators 823a and 823b. At this time, it is preferable to perform processing (not shown) for compensating for variations in control sensitivity of the oscillators 823a and 823b. For the modulation data 802a and 802b input to the oscillators 823a and 823b, the PLL exhibits a high-pass transfer function.

このように、PLL820a、820bに入力されるキャリア周波数データ804と、発振器823a、823bへの入力(ループ・フィルタ822a、822bを通過した後の位相差データ)の各々に変調データ802a、802bを加算するという2ポイント変調方式をとることにより、PLLのループ帯域幅に制限されない広帯域変調をかけることが可能となる。   In this manner, the modulation data 802a and 802b are added to the carrier frequency data 804 input to the PLLs 820a and 820b and the input to the oscillators 823a and 823b (phase difference data after passing through the loop filters 822a and 822b), respectively. By adopting the two-point modulation method of performing wideband modulation, it is possible to apply wideband modulation that is not limited by the loop bandwidth of the PLL.

なお、発振器823a、823bの構成は、図3又は図4のいずれかに示したデジタル制御発振器のうちいずれかを、対応する通信システムに応じて適切なものを選択すればよい。   As the configurations of the oscillators 823a and 823b, any one of the digitally controlled oscillators shown in FIG. 3 or FIG. 4 may be selected according to the corresponding communication system.

また、LINC送信機に変調をかけたときのスペクトラムのシミュレーション結果や、発振器コア206においてFIRフィルタ202による周波数制御データ補間の効果を表すシミュレーション結果は図5、図6に示したものと同様となるので、ここでは説明を省略する。   Further, the simulation result of the spectrum when the LINC transmitter is modulated and the simulation result indicating the effect of frequency control data interpolation by the FIR filter 202 in the oscillator core 206 are the same as those shown in FIGS. Therefore, explanation is omitted here.

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。   The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention.

本発明は、無線LAN、地上波デジタル放送、第4世代移動通信、電力線搬送通信などのさまざまな広帯域無線技術に適用することができる。   The present invention can be applied to various broadband wireless technologies such as wireless LAN, terrestrial digital broadcasting, fourth generation mobile communication, and power line carrier communication.

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。   In short, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the description of the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims should be taken into consideration.

図1は、本発明の一実施形態に係るLINC送信機の構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a LINC transmitter according to an embodiment of the present invention. 図2は、発振器124a、124bの内部構成を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the oscillators 124a and 124b. 図3は、発振器コア206の1つの実現例を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating one implementation example of the oscillator core 206. 図4は、発振器コア206の他の実現例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing another implementation example of the oscillator core 206. 図5は、図1に示したLINC送信機に変調をかけたときのスペクトラムのシミュレーション結果を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a spectrum simulation result when the LINC transmitter shown in FIG. 1 is modulated. 図6は、発振器コア206においてFIRフィルタ202による周波数制御データ補間の効果を表すシミュレーション結果を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a simulation result representing the effect of frequency control data interpolation by the FIR filter 202 in the oscillator core 206. 図7は、発振器コア206においてFIRフィルタ202によるデータ補間を行なわない場合のスペクトラムのシミュレーション結果を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a spectrum simulation result when data interpolation by the FIR filter 202 is not performed in the oscillator core 206. 図8は、本発明の他の実施形態に係るLINC送信機の構成を示した図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a LINC transmitter according to another embodiment of the present invention. 図9は、一般的なLINC送信機の構成を示したブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a general LINC transmitter. 図10は、図9に示したLINC送信機の動作を説明するための図であり、具体的には、複素平面上で2つの定振幅ベクトルを合成してシンボル点を表現する様子を示した図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the LINC transmitter shown in FIG. 9, and specifically shows a state in which symbol points are expressed by combining two constant amplitude vectors on a complex plane. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

110…信号分解手段
120a、120b…PLL
121a、121b…基準位相累積器
122a、122b…位相比較器
123a、123b…ループ・フィルタ
124a、124b…発振器
125a、125b…可変位相累積器
130a、130b…増幅器
140…合成手段
202…FIRフィルタ
206…発振器コア
207…ディザ処理部
210…分周器
301…バラクタ・バンク
302…制御部
401…遅延チェーン
402…制御部
404…マルチプレクサ
810…信号分解手段
820a、820b…PLL
821a、821b…位相比較器
822a、822b…ループ・フィルタ
823a、823b…発振器
824a、824b…分周器
825a、825b…ΔΣ変調器
830a、830b…増幅器
840…合成手段
110 ... Signal decomposition means 120a, 120b ... PLL
121a, 121b ... reference phase accumulators 122a, 122b ... phase comparators 123a, 123b ... loop filters 124a, 124b ... oscillators 125a, 125b ... variable phase accumulators 130a, 130b ... amplifiers 140 ... synthesis means 202 ... FIR filters 206 ... Oscillator core 207 Dither processing unit 210 Frequency divider 301 Varactor bank 302 Control unit 401 Delay chain 402 Control unit 404 Multiplexer 810 Signal decomposition means 820a, 820b PLL
821a, 821b ... phase comparators 822a, 822b ... loop filters 823a, 823b ... oscillators 824a, 824b ... frequency dividers 825a, 825b ... [Delta] [Sigma] modulators 830a, 830b ... amplifiers 840 ... synthesis means

Claims (15)

第1の周波数帯の線形変調信号を入力して少なくとも2つの定振幅角度信号成分に分解する信号分解手段と、
前記の第1の周波数帯の各定振幅角度信号成分をそれぞれ第2の周波数帯に周波数変換する、少なくとも2つの周波数変換手段と、
前記の周波数変換された各定振幅角度信号成分をそれぞれ電力増幅する、少なくとも2つの増幅器と、
前記の増幅された各定振幅角度信号成分同士を合成する合成手段と、
を送信機に備え、
前記の各周波数変換手段は、位相比較器と低域通過フィルタと発振器をループ状に接続し、所定のキャリア周波数を生成するPLLで構成され、
前記発振器は、固定小数点数のデジタル周波数制御信号を受け入れる入力端子と、該入力したデジタル周波数制御信号をフィルタリングするデジタル・フィルタと、前記デジタル・フィルタを通過した後のデジタル周波数制御信号の整数部データに基づき制御され発振器の共振周波数を離散的に変化させる第1の共振周波数可変手段と、前記デジタル周波数制御信号の小数部データを受けて該小数部データと同一の平均値を有する整数データ列を発生するディザ処理部と、前記ディザ処理部によって制御される第2の共振周波数可変手段と、発振を持続するための能動回路を備える、
ことを特徴とする通信装置。
A signal decomposing means for inputting a linear modulation signal of the first frequency band and decomposing it into at least two constant amplitude angle signal components;
At least two frequency conversion means for frequency-converting each constant amplitude angle signal component of the first frequency band to a second frequency band;
At least two amplifiers for power-amplifying each of the frequency-converted constant amplitude angle signal components,
Combining means for combining the amplified constant amplitude angle signal components with each other;
In the transmitter,
Each frequency converting means is composed of a PLL that connects a phase comparator, a low-pass filter, and an oscillator in a loop, and generates a predetermined carrier frequency,
The oscillator includes an input terminal for receiving a digital frequency control signal having a fixed-point number, a digital filter for filtering the input digital frequency control signal, and integer data of the digital frequency control signal after passing through the digital filter And a first resonance frequency variable means for discretely changing the resonance frequency of the oscillator controlled based on the following: an integer data string having the same average value as the decimal part data upon receiving the decimal part data of the digital frequency control signal; A dither processing unit that generates, a second resonance frequency variable means controlled by the dither processing unit, and an active circuit for sustaining oscillation,
A communication device.
前記の各周波数変換手段は、前記PLLへのキャリア周波数データ入力端子と、前記発振器への周波数制御信号入力端子の2ポイントにおいて、前記の第1の周波数帯の各定振幅角度信号成分を用いて変調を施す、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
Each frequency conversion means uses each constant amplitude angle signal component of the first frequency band at two points of a carrier frequency data input terminal to the PLL and a frequency control signal input terminal to the oscillator. Apply modulation,
The communication apparatus according to claim 1.
前記の発振を持続するための能動回路は、負性抵抗値を有する能動回路である、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
The active circuit for sustaining the oscillation is an active circuit having a negative resistance value.
The communication apparatus according to claim 1.
前記の発振を持続するための能動回路は、複数の遅延素子を従属させた帰還回路である、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
The active circuit for sustaining the oscillation is a feedback circuit in which a plurality of delay elements are subordinate,
The communication apparatus according to claim 1.
前記第1及び第2の共振周波数制御手段は、複数の容量切り替えによって共振周波数を変化させる、
ことを特徴とする請求項3又は4のいずれかに記載の通信装置。
The first and second resonance frequency control means change the resonance frequency by switching a plurality of capacitors.
The communication device according to claim 3, wherein the communication device is a device.
前記第1及び第2の共振周波数制御手段は、前記複数の遅延素子の段数の切り替えによって共振周波数を変化させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の通信装置。
The first and second resonance frequency control means change the resonance frequency by switching the number of stages of the plurality of delay elements;
The communication apparatus according to claim 4.
前記第1及び第2の共振周波数制御手段は、前記複数の遅延素子の遅延量の切り替えによって共振周波数を変化させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の通信装置。
The first and second resonance frequency control means change the resonance frequency by switching delay amounts of the plurality of delay elements;
The communication apparatus according to claim 4.
周波数シンセサイザの一構成要素となる発振器であって、
固定小数点数のデジタル周波数制御信号を受け入れる入力端子と、
該入力したデジタル周波数制御信号をフィルタリングするデジタル・フィルタと、
前記デジタル・フィルタを通過した後のデジタル周波数制御信号の整数部データに基づき制御され発振器の共振周波数を離散的に変化させる第1の共振周波数可変手段と、
前記デジタル周波数制御信号の小数部データを受けて該小数部データと同一の平均値を有する整数データ列を発生するディザ処理部と、
前記ディザ処理部によって制御される第2の共振周波数可変手段と、
発振を持続するための能動回路と、
を具備することを特徴とする発振器。
An oscillator that is a component of a frequency synthesizer,
An input terminal that accepts a fixed-point digital frequency control signal;
A digital filter for filtering the input digital frequency control signal;
First resonance frequency variable means for discretely changing the resonance frequency of the oscillator controlled based on the integer part data of the digital frequency control signal after passing through the digital filter;
A dither processing unit that receives decimal part data of the digital frequency control signal and generates an integer data string having the same average value as the decimal part data;
Second resonance frequency variable means controlled by the dither processing unit;
An active circuit for sustaining oscillation;
An oscillator comprising:
前記の発振を持続するための能動回路は、負性抵抗値を有する能動回路である、
ことを特徴とする請求項8に記載の発振器。
The active circuit for sustaining the oscillation is an active circuit having a negative resistance value.
The oscillator according to claim 8.
前記の発振を持続するための能動回路は、複数の遅延素子を従属させた帰還回路である、
ことを特徴とする請求項8に記載の発振器。
The active circuit for sustaining the oscillation is a feedback circuit in which a plurality of delay elements are subordinate,
The oscillator according to claim 8.
前記第1及び第2の共振周波数制御手段は、複数の容量切り替えによって共振周波数を変化させる、
ことを特徴とする請求項9又は10のいずれかに記載の発振器。
The first and second resonance frequency control means change the resonance frequency by switching a plurality of capacitors.
The oscillator according to claim 9 or 10, wherein
前記第1及び第2の共振周波数制御手段は、前記複数の遅延素子の段数の切り替えによって共振周波数を変化させる、
ことを特徴とする請求項10に記載の発振器。
The first and second resonance frequency control means change the resonance frequency by switching the number of stages of the plurality of delay elements;
The oscillator according to claim 10.
前記第1及び第2の共振周波数制御手段は、前記複数の遅延素子の遅延量の切り替えによって共振周波数を変化させる、
ことを特徴とする請求項10に記載の発振器。
The first and second resonance frequency control means change the resonance frequency by switching delay amounts of the plurality of delay elements;
The oscillator according to claim 10.
位相比較器と、低域通過フィルタと、請求項8乃至13のいずれかに記載の発振器とをループ状に接続し、所定のキャリア周波数を生成する、
ことを特徴とする周波数シンセサイザ。
A phase comparator, a low-pass filter, and the oscillator according to any one of claims 8 to 13 are connected in a loop to generate a predetermined carrier frequency.
This is a frequency synthesizer.
前記PLLのループ内の少なくとも2箇所において周波数変調データを注入する2ポイント変調方式を採用する、
ことを特徴とする請求項14に記載の周波数シンセサイザ。
Adopting a two-point modulation method in which frequency modulation data is injected into at least two locations in the PLL loop;
The frequency synthesizer according to claim 14.
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