CN1207621A

CN1207621A - 调制器

Info

Publication number: CN1207621A
Application number: CN98116396A
Authority: CN
Inventors: 田中宏一郎; 大植裕司; 庄野和宏
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 1999-02-10
Also published as: US6184756B1; EP0893900A2; EP0893900A3; JPH1141305A

Abstract

低频信号发生部分1产生第一离散信号(以第一取样率f₁取样的信号)。带通部分2以第二取样率f₂工作,对第二离散信号(它是在输入由低频信号发生部分1产生的第一离散信号时产生的)进行频率选择操作,并产生具有规定中心频率的已调信号。

Description

调制器

本发明涉及调制器，尤其涉及以要被发射的发射信号调制载波的调制器。

首先，参看图12描述在日本专利公开No.6-152675中揭示的一种调制器(下面称为“第一调制器”)，该图示出其方框结构。在图12中，第一调制器是一种用发射信号调制载波以产生已调信号的装置，它包括正交基带发生器71、正交极坐标变换器72、相位累加器73、加法器74、正弦波表存储器75、乘法器76和D/A变换器77。

正交基带发生器71把输入数字信号变换为正交基带信号。当把一个已调信号表示为两个互相正交的载波的合成时，正交基带信号表示这些载波的幅度和相位。正交极坐标变换器72把正交基带信号变换为一个调相信号和一个调幅信号。当在极坐标系统中表示已调信号时，调相信号和调幅信号表示已调信号的相位和幅度。加法器74把调相信号与相位累加器73的输出相加。正弦波表存储器75根据加法器74的输出而输出正弦波的载波信号。乘法器76用调幅信号乘载波信号。这样，第一调制器以规定的相位和幅度变化产生已调信号。

其次，参看图13以及图14a至14d描述在日本专利公开No.6-244883中揭示的一种调制器(下面称为“第二调制器”)，图13示出其方框结构，而图14a至14d示出从每个部件的输出波形。

在图13中，调制器包括信号点安排电路81、复系数BPF(带通滤波器)82、锁存器83、D/A变换器84和模拟BPF 85，并且该调制器不产生三角函数就实现了调制。

信号点安排电路81输出正交基带信号。正交基带信号是以取样率f_C/2取样的信号，因而它具有f_C/2的整数倍的谐波分量，如图14a所示。复系数BPF 82把正交基带信号变换为复带(complex band)信号，以选择规定的频带。所以，如图14b所示，在示于图14a的正交基带信号中，只选择在规定频带中的分量。锁存器电路83和D/A变换器84用占空比小于1的脉冲乘复带信号的实部信号分量，以实现脉冲调幅。模拟带通滤波器85在D/A变换器84的输出中提取所要的谐波分量。这里，由于D/A变换器84只变换实部信号分量，因此D/A变换器84的输出信号引起如图14b所示的信号的混淆分量(aliasing component)，它在f_S(复系数BPF 82的工作频率)处叠合。模拟BPF 85在D/A变换器84的输出信号中只提取规定的谐波分量，以产生如图14d所示的已调信号。

如上所述，第一调制器具有包括相位累加器73和正弦波表存储器75的三角函数产生部分。三角函数产生部分以频率至少高于上述载波信号频率(已调信号的中心频率)两倍的时钟工作。即，对于第一调制器而言，必需以至少高于调制波频率两倍的频率操作三角函数产生部分(它是一种复杂的电路)，从而不利地导致电路尺寸和功耗的增加。

如第二调制器那样，可以不用三角函数发生部分而构造调制器。但是，在这种情形中，由于需要模拟带通滤波器，这不适于电路的集成。此外，在第二调制器中，已调信号的中心频率限于f_C/2的整数倍，不能容易地对其作改变。

因此，本发明的一个目的是提供一种调制器，它可以有较小的电路尺寸和较低的功耗，能够简单地改变调制信号的中心频率，并且还适于集成。

本发明的第一方面是一种用要发射的发射信号来调制载波的装置，该装置包括：

离散信号产生部分，用于以第一取样率对从外面输入的发射信号取样，并产生离散信号；以及

带通部分，用于当输入在离散信号产生部分中产生的离散信号时，以高于第一取样率的第二取样率工作，并进行频带选择，以选择存在于规定频带中的信号。

在第一方面，由于带通部分以第二取样率工作，因此输入以第一取样率取样的离散信号与输入对第一离散信号以第二取样率取样得到的信号是相同的。带通部分对于离散信号进行频带选择，选出存在于规定频带中的信号作为已调信号(通过用要被发射的发射信号调制载波而得到的信号)。

如上所述，带通部分以第二取样率工作，并且只进行频带选择操作。现在假设传统的调制器的三角函数发生部分以第二取样率工作。三角函数发生部分的结构很复杂。于是，与三角函数发生部分的功耗相比，带通部分的功耗较小。此外，由于在带通部分之前的离散信号发生部分以相当低的第一取样率工作，因此可以使功耗低。

此外，在第一方面，不像传统的调制器那样，可以不用三角函数发生部分(它的电路结构很复杂)就能产生已调信号。

因此，按照第一方面，可以使调制器的电路尺寸较小和功耗较低。

按照第二方面，在第一方面，离散信号发生部分包括低通滤波器，用于当从外部输入发射信号时，以第一取样率工作并且只通过存在于低频中的信号。

如上所述，离散信号发生部分只用以第一取样率工作的低通滤波器产生离散信号。因此，按照第二方面，可以使调制器的电路尺寸较小和功耗较低。

按照第三方面，在第一方面，发射信号的频带是预先限制的，而离散信号发生部分包括内插滤波器，当从外部输入发射信号时，用该滤波器以第一取样率内插发射信号。

如上所述，离散信号发生部分只用内插滤波器(它以第一取样率内插发射信号)产生离散信号。因此，按照第三方面，可以使调制器的电路尺寸较小和功耗较低。

按照第四方面，在第一方面，发射信号的频带是预先限制的，并以第一取样率取样，并且离散信号发生部分包括三角函数发生部分和乘法部分，前者用于以规定的频率产生三角函数，后者用于当从外部输入发射信号时，以在三角函数发生部分中产生的三角函数乘发射信号。

按照第四方面，因为离散信号发生部分包括三角函数发生部分和乘法部分，因此可以自由地偏移离散信号的中心频率。于是，可以任意地设置离散信号的中心频率。三角函数发生部分和乘法部分是离散信号发生部分的结构部件，因而以较低的第一取样率工作，这也使得功耗较低。

按照第五方面，在第一方面，离散信号发生部分包括低通滤波器和内插滤波器，前者用于当从外部输入发射信号时，只通过存在于低频中的一个信号，后者用于以第一取样率对由低通滤波器限制频带的发射信号进行内插。

按照第五方面，因为离散信号发生部分包括低通滤波器和内插滤波器，因此不必限制发射信号的频带，也不必以第一取样率取样。因此，这改进了调制器的可用性。此外，在第五方面，不像传统的调制器那样，可以不用三角函数发生部分(它的电路结构很复杂)产生已调信号。因此，按照第五方面，与传统的调制器相比，可以使电路尺寸较小和功耗较低。

按照第六方面，在第一方面，离散信号发生部分包括低通滤波器、三角函数发生部分和乘法部分，低通滤波器用于当从外部输入发射信号时，以第一取样率工作并且只通过存在于低频中的一个信号，三角函数发生部分用于以规定的频率产生三角函数，乘法部分用于以在三角函数发生部分中产生的三角函数乘低通滤波器的输出信号。

按照第六方面，因为离散信号发生部分包括低通滤波器，因此不必限制发射信号的频带。于是，这改进了调制器的可用性。此外，按照第六方面，因为如第四方面那样，离散信号发生部分包括三角函数发生部分和乘法部分，因此可以任意地设置已调信号的中心频率。此外，这些部分以较低的速度工作，使得调制器的功耗较低。

按照第七方面，在第一方面，预先限制发射信号的频带，并且离散信号发生部分包括内插滤波器、三角函数发生部分和乘法部分，内插滤波器用于对从外部输入并且以第一取样率限制频带的发射信号进行内插然后输出结果，三角函数发生部分用于以规定的频率产生三角函数，而乘法部分用于以在三角函数发生部分中产生的三角函数乘内插滤波器的输出信号。

按照第七方面，因为离散信号发生部分包括内插滤波器，因此不必以第一取样率对发射信号取样。于是，这改进了调制器的可用性。此外，按照第七方面，因为如第四方面那样，离散信号发生部分包括三角函数发生部分和乘法部分，因此可以任意地设置已调信号的中心频率。此外，这些部分以较低的速度工作，使得调制器的功耗较低。

按照第八方面，在第一方面，离散信号发生部分包括低通滤波器、内插滤波器、三角函数发生部分和乘法部分，低通滤波器用于当从外部输入发射信号时只通过存在于低频中的信号，内插滤波器用于以第一取样率对低通滤波器的输出信号进行内插然后输出结果，三角函数发生部分用于以规定的频率产生三角函数，而乘法部分用于以在三角函数发生部分中产生的三角函数乘内插滤波器的输出信号。

按照第八方面，因为离散信号发生部分包括低通滤波器和内插滤波器，因此不必限制发射信号的频带，也不必以第一取样率取样。因此，这改进了调制器的可用性。此外，按照第八方面，因为如第四方面那样，离散信号发生部分包括三角函数发生部分和乘法部分，因此可以任意地设置已调信号的中心频率。此外，这些部分以较低的速度工作，使得调制器的功耗较低。

按照第九方面，在第一方面，带通部分包括IIR滤波器，并且当输入在离散信号发生部分中产生的离散信号时，IIR滤波器以第二取样率工作，并且进行频带选择。

按照第九方面，因为带通部分包括IIR滤波器，因此与在下面描述的第十一方面中的FIR滤波器比较，可以减少滤波器的抽头(tap)数，因而使得调制器的电路尺寸较小以及功耗较低。

按照第十方面，在第一方面，带通部分包括跳步(leapfrog)IIR滤波器，并且当输入在离散信号发生部分中产生的离散信号时，跳步IIR滤波器以第二取样率工作并且进行频率选择。

按照第十方面，因为带通部分包括跳步IIR滤波器，因此与上述第九方面中的FIR滤波器相比较，可以降低构成滤波器的元件的准确度，并且也使得调制器的电路尺寸较小以及功耗较低。

按照第十一方面，在第一方面，带通部分包括FIR滤波器，并且当输入在离散信号发生部分中产生的离散信号时，FIR滤波器以第二取样率工作并且进行频率选择。

按照第十一方面，因为带通部分包括FIR滤波器，因此构成滤波器的元件的准确度可以与在带通部分的输入/输出处要保证的准确度一样低。于是，这也可以用较高的速度操作FIR滤波器。

按照第十二、十三、十四或十五方面，分别在第二、第五、第六或第八方面，当带通部分包括IIR滤波器或FIR滤波器时，低通滤波器具有的频率通过特性能够补偿IIR滤波器或FIR滤波器具有的频率通过特性。

当带通部分包括IIR滤波器或FIR滤波器时，有已调信号的幅度和相位特性受扰乱的情形。因此，按照第十二至第十五方面，使带通滤波器具有上述的频率通过特性。这提高了已调信号的质量。

按照第十六、十七、十八或十九方面，分别在第四、第六、第七或第八方面，带通部分在进行频带选择时，用存储在其中的系数乘当前输入的信号，并且在进行频带选择操作之前，乘法部分根据在三角函数发生部分产生的三角函数来确定系数，并且把在乘法部分中确定的系数存储在带通部分。

如上所述，三角函数发生部分和乘法部分确定带通部分的系数。按照第十六至第十九方面，不必另外添加一个结构来确定带通部分的系数，这使得调制器的电路尺寸较小。

按照第二十方面，在第一方面，离散信号发生部分和带通部分都由用于进行数字信号处理的部件构成。

按照第二十方面，因为不用模拟部件，因此调制器适于集成。

从下面结合附图对本发明的详细描述可以使本发明的这些和其他的目的、特征、方面和优点变得更加明显。

图1是按照本发明第一实施例的调制器的方框图；

图2a和2b是示出从低频信号发生部分1和带通部分2产生的第一离散信号和第二离散信号的时间波形的图；

图3a至3c是示出从图1所示的低频信号发生部分1产生的第一离散信号、从带通部分产生的第二离散信号和调制波的频谱的图；

图4a和4b是示出当第一离散信号的中心频率为0时第一离散信号和第二离散信号的频谱的图；

图5a和5b是示出当第一离散信号的中心频率不为0时第一离散信号和第二离散信号的频谱的图；

图6是示出图1所示的低频信号发生部分1的详细结构的方框图；

图7是示出一种IIR滤波器(它是图1所示的带通部分2的一个结构例)的详细结构的方框图；

图8是示出跳步IIR滤波器详细结构的方框图，该滤波器是图1所示的带通部分2的结构的一例；

图9是示出包括在图8所示的跳步滤波器中的每个积分器17的详细结构的方框图；

图10是示出FIR滤波器的详细结构的方框图，该滤波器是图1所示的带通部分2结构的一例；

图11是按照本发明第二实施例的调制器的方框图；

图12是示出在日本专利公开No.6-152675中揭示的一种传统的调制器结构的方框图；

图13是示出在日本专利公开No.6-244833中揭示的一种传统的调制器结构的方框图；以及

图14a至14d是示出从包括在图13所示的每个部件输出的信号的频谱图。

下面详细描述的是按照附图的本发明的实施例。

(第一实施例)

图1是示出按照本发明第一实施例的调制器的结构的方框图。在图1中，调制器包括低频信号发生部分1(相应于权利要求书中的“离散信号发生装置”)和带通部分2。

低频信号发生部分1以第一取样率f₁对从外部输入的要被发射的信号(下面称之为“发射信号”)取样，以产生和输出第一离散信号(相应于权利要求书中的“离散信号”)。

在图2a中示出第一离散信号从时间波形，而在图3a中示出第一离散信号的频谱。在图2a中，如上所述，对图中以虚线示出的发射信号取样，于是第一离散信号包括在图中以○标记示出的信号系列。此外，在图3a中，第一离散信号的频谱中心在规定频率(现在假设为“0”)处。为了使描述清楚起见，在图3a中只示出在±f₁/2频带内的频谱。

当从低频信号发生部分输入第一离散信号时，带通部分2以第二取样率f₂(f₂＞f₁)工作，以进行频带选择(这将在后面描述)。此时，带通部分2以f₂工作，大体上导致以f₂对第一离散信号取样，而产生第二离散信号。

图2b示出第二离散信号的时间波形，而图3b示出第二离散信号的频谱。如图2b所示，当以f₂对第一离散信号取样时，由于f₂＞f₁，因此有不存在第一离散信号的点。在此点处，出现0，而构成信号系列(图中用●表示)。另一方面，在第一离散信号存在的点处，出现相应于第一离散信号的幅度的信号系列(图中用○表示)。因此，第二离散信号的波形包括在图中以○和●表示的信号系列。此外，在图3b中，第二离散信号的频谱存在于这样的位置，它是通过将第一离散信号的频谱(参看图3a)作频率f₁的整数倍的频移而得到的。为了使描述清楚起见，在图3b中只示出存在于-f₂/2和+f₂/2之间的频带内的频谱。

带通部分2(参见图1)只选择存在于第二离散信号的频谱的规定频带内的分量，以输出已调信号。现在，假设由带通部分2选择的频带从3f₁-B至3f₁+B，则已调信号具有如图3c所示的频谱。已调信号是用发射信号对频率为3f₁的载波进行调制而得到的信号。

这里，描述了第一离散信号和已调信号的频谱、第一取样率f₁和第二取样率f₂之间的关系。

现在假设，要从调制器输出的已调信号的中心频率是f_C，并且它占有的频带宽度是±B，其中心在f_C。此时，按照取样理论，必须至少把2(f_C+B)选择为f₂。通过将f₂除以整数n，把f₂/n选择为f₁。然而，为防止来自相邻频谱的干扰，需要f₁＞2B。

当如图4a所示，第一离散信号的频谱具有在频率“0”处的中心时，由对第一离散信号以f₂取样的第二离散信号的频谱中心出现在这样的位置，如图4b所示，它们是根据第一离散信号的中心频率，取f₁的整数倍而得到的。即，当假设k是一个合适的整数时，把f_C/k选择为f₁。

此外，如图5a所示，当第一离散信号的频谱具有在任意频率处的中心时，通过以f₂对第一离散信号取样得到的第二离散信号的频谱的中心出现在这些位置处，如图5b所示，它们是根据第一离散信号的中心频率，取f₁的整数倍而得到的。即，每隔f₁之处出现第二离散信号的频谱中心，允许它们以f₁的频带宽度任意偏移。因此，当第一离散信号的频谱具有在任意频率处的中心时，可以独立地设置f₁和f_C。

接下来参见图6描述低频信号发生部分1的结构的一例。在图6中，低频信号发生部分1包括低通滤波器51、内插滤波器52和频率变换部分53。此外，频率变换部分53具有乘法部分55和三角函数发生部分54(在图6中，频率变换部分53是用虚线围起来的部分)。

低通滤波器51对于从外部输入的发射信号的码元值进行根滚降(root roll off)滤波等，然后输出通过以取样率f_L对滤波后的码元值取样而得到的频带受限制的信号。

然而，当预先对码元值限制频带时，即，当把频带受限制的信号直接输入低频信号发生部分1时，就不需要这个低通滤波器51。

内插滤波器52对从低通滤波器51或外部输入的频率受限制的信号以取样率f₁进行滤波，以使低频部分通过，由此以第一取样率f₁对输入的频带受限制的信号进行内插。即，内插滤波器52把频带受限制的信号的取样率从f_L变换至f₁。内插滤波器52的输出信号具有与图3a所示的频谱相同的频谱。这里，一般，把f₁除以任意的整数得到的速率用作f_L。即，f_L＜f₁。这样，当对内插滤波器52的输出信号以f₂取样时，(参看图2b)通过提高取样率，可以使频谱中出现的间隔变宽。于是，对于在后面的带通部分2中包括的带通滤波器的特性而言，适中的特性就足够了，由此允许带通滤波器的尺寸较小。

当起初以较大的f_L对频带受限制的信号取样时，由于当以f₂取样时出现的频谱中的间隔变大，并且不用变换取样率就能得到具有图3a所示的频谱的信号，于是不需要内插滤波器52。

包括在频率变换部分53中的三角函数发生部分54以规定的频率产生三角函数。如上所述，存在这样的情形，其中，第一离散信号具有不为0的任意的中心频率(参见图5a)。上述三角函数的频率确定其中心频率。

包括在频率变换部分53中的乘法部分55用从三角函数发生部分54输出的三角函数乘内插滤波器52的输出信号，以偏移输出信号的中心频率。

这样，三角函数发生部分54和乘法部分55以f₁工作，f₁低于最终的取样率f₂。另一方面，对于第一调制器，需要以适合f₂≥2(f_C+B)的时钟率来操作相位累加器73和正弦波表存储器75(它们相应于三角函数发生部分)。于是，与第一调制器相比，本调制器的三角函数发生部分54和乘法部分55可以使得电路尺寸较小和功耗较低。

此外，只有当产生如图5a所示的第一离散信号时才需要频率变换部分53，而当产生中心频率为“0”(参见图3a)的第一离散信号时不需要频率变换部分53。

此外，假设把内插滤波器52输出信号输入至乘法部分55而描述了乘法部分55，但从上面所述显见，存在这样的情形，其中，从外部直接输入发射信号或者输入低通滤波器51的输出信号。

下面描述带通部分2的结构的一例。当由本调制器产生的已调信号的频谱是对称的，如图3c所示，如同调幅信号和BPSK(二进制相移键控)已调信号，并且第一离散信号的频谱在频率0处具有中心时，第一离散信号变为实信号。因此，具有实系数的滤波器用作带通部分2。

在其他情形中，即，当已调信号的频谱不对称，或者如图5a所示，当第一离散信号的频谱具有在不为0的任意频率处的中心时，第一离散信号变为复信号。因此，对于带通部分2，必须使用具有复系数的滤波器。然而，由于要被带通部分2选择的频率分量大于0而小于f₂/2，因此从带通部分2只要输出复系数滤波器输出中的实数分量或者复数分量就够了。

具体而言，通过使用图7所示的IIR(无限脉冲响应)滤波器能够实现带通部分2。在图7中，IIR滤波器包括乘法器11₀至11_N、乘法器12₀至12_N、加法器13₀至13_N和延迟元件14₀至14_N，乘法器11₀至11_N用于以系数b₀至b_N与每个输出相乘，乘法器12₀至12_N用于以系数a₀至a_N与每个输出的反馈值相乘，加法器13₀至13_N用于把多个输入值相加，而延迟元件14₀至14_N用于对输入值给出延迟T。加法器13_N把由乘法器11_N和乘法器12_N输入的两个乘得的值相加，并把得到的值输出至延迟元件14_N。加法器13_(N-1)至13₁把由乘法器11_(N-1)至11₁和乘法器12_(N-1)至12₁输入的两个乘得的值以及由延迟元件14_N至14₂输入的值相加，并把得到的结果输出至延迟元件14_(N-1)至14₁。加法器13₀把从乘法器11₀输入的乘得的值和从延迟元件14₁输入的值相加，于是能够得出IIR滤波器的输出。此外，由于IIR滤波器以第二取样率f₂进行上述操作，当输入第一离散信号时，IIR滤波器只在包括在第二离散信号的频谱中选择存在于规定频带中的分量(参见图3b和图5b)，以产生已调信号。

顺便说说，对于图7所示的IIR滤波器，输出值的变化对系数a₁至a_N和b₁至b_N敏感，因此构成滤波器的工作元件的准确度必须很高。然而，当用于滤波器的工作元件具有高的准确度时，由于IIR滤波器的抽头数N可以较小，因此可以将滤波器的尺寸做小。

作为上述IIR滤波器的一种类型，实现了在《模拟滤波器设计》(M.E.VanValkenburg著)中揭示的一种跳步滤波器(带有数字信号处理)，如图8所示。跳步滤波器包括乘法器15₀至15₅、减法器16₁至16₅以及积分器17₁至17₄。

此外，在跳步滤波器中，使用了四个状态变量，而积分器17₁至17₄每个拥有一个状态变量。如图9所示，积分器17₁至17₄分别具有加法器18₁至18₄、延迟元件19₁至19₄以及乘法器20₁至20₄。加法器18₁至18₄把输入值和反馈的输出值(从乘法器20₁至20₄输出)相加。延迟元件19₁至19₄对加法器18₁至18₄的输出值给出延迟值T。乘法器20₁至20₄用系数e₁乘延迟元件19₁至19₄的输出值，然后输出结果。

现在再参见图8。当滤波器用模拟滤波器构成时，乘法器15₀的系数r和乘法器15₅的系数y相应于输出级电阻和输入级电阻。此外，乘法器15₁和15₃的系数k₁和k₃相应于模拟滤波器的电感，而乘法器15₂和15₄的系数k₂和k₄相应于模拟滤波器的电容。滤波器通过把乘法器15₀至15₄的输出反馈到减法器16₁至16₄而工作。

像图7所示的IIR滤波器那样，跳步滤波器还作为带通部分2从频谱中选择存在于规定频带内的分量以产生已调信号，该频谱包括在由只输入第一离散信号而产生的第二离散信号中(参见图3b和图5b)。

顺便说说，与一般的IIR滤波器相比，跳步滤波器的输出值的改变对滤波器的系数更不敏感。所以，可以使构造跳步滤波器的工作元件的准确度低于一般IIR滤波器情形中的工作元件的准确度。

此外，可以用FIR(有限脉冲响应)滤波器来实现带通部分2，如图10所示。在图10中，FIR滤波器包括N个抽头，包括乘法器21₀至21_N、延迟元件23₁至23_N和加法器22₀至22_N，乘法器21₀至21_N用于以系数c₀至c_N乘每个输入至乘法器的输入值并输出结果，延迟元件23₁至23_N用于对输入至乘法器的每个输入值给一延迟T，而加法器22₀至22_N用于把多个输入值相加并输出结果。从图10显见，在FIR滤波器中，乘法器21₀以系数c₀乘输入值，而乘法器21₁至21_N以系数c₁至c_N乘延迟元件23₁至23_N的输出值。延迟元件23₁(1不小于2)对延迟元件23_(1-1)的输出值给一延迟T。然后，把由乘法器21₀至21_N做乘法得到的结果由加法器22₁至22_N加以综合而成为FIR滤波器的输出。

此外，像图7中的IIR滤波器等那样，当输入第一离散信号时，作为带通部分2的FIR滤波器只选择存在于第二离散信号的频谱的规定频带中的分量(参见图3b和图5b)以产生已调信号。

顺便说说，当把FIR滤波器用于带通部分2时，需要很大的抽头数N。然而，由于构成FIR滤波器的工作元件的准确度可以与要在带通部分2的输入/输出处保证的准确度一样低，因此可以用较高的速度操作调制器。

图10示出FIR滤波器的原理，而在实际电路中的乘法器的数目可以比图中所示的数目小。即，在FIR滤波器中产生的第二离散信号具有这样一个信号系列，其中大多数信号显示0，如图2b所示。于是，在把第二离散信号输入至乘法器21₀至21_N之前，由每个前一级的延迟元件对第二离散信号给出延迟。因此，不是所有的乘法器21同时输出由非零相乘得到的结果。于是，考虑到调制器的小型化，这样做是有效的，即，构造FIR滤波器从而包括数目较少的乘法器，并且当切换至乘法器21(它输出由非零相乘得到的结果)时进行滤波。

此外，当IIR滤波器用作带通部分2时，频率能够干扰输出信号的幅度和相位特性。另一方面，当使用FIR滤波器时，频率能够干扰幅度特性。此时，当低频信号发生部分1(参见图1)包括低通滤波器51(参见图6)，并且滤波器51的频率通过特性具有与上述干扰相反的特性，当作为整个调制器来看时，可以消除幅度和相位方面的干扰。

在带通部分2包括IIR滤波器时或包括FIR滤波器时，带通部分2只要重写每个系数就能够自由地改变中心频率f_C。下面描述要作为IIR和FIR滤波器的系数设置的值。一般，为了实现上述IIR和FIR滤波器，设计一个原始滤波器(该原始滤波器具有与IIR和FIR滤波器相同的频率通过特性，并且其中心频率是0)，由此得出原始滤波器的系数。然后，把原始滤波器的系数乘以如下面的(1)式所示的s_K，以把结果取作IIR或FIR滤波器的系数。

s_K=cos2πkf_C/f₂+j sin2πkf_C/f₂ ………(1)

然而，就由系数作乘法的输入信号而言，k是一个有关的整数，示出当输入信号乘以系数时样本延迟的数目。具体而言，例如，当使用s₀时，可以得到b₀(参见图7)和c₀(参见图10)，而当使用s₁时，可以得到a₁和b₁(参见图7)以及c₁(参见图10)。可以用相同的方法得出其他的系数。f_C是已调信号的中心频率，f₂是第二取样率，而j是虚单位。

因为通过乘法部分55以s_K乘原始滤波器的系数的处理相应于当相位改变一个规定的增量时以三角函数相乘的处理，该处理与由频率变换部分53作的频率变换处理相同。于是，当低频信号发生部分1包括频率变换部分53时，可以将频率变换部分53用作重写构造带通部分2的IIR或FIR滤波器的系数的电路。作为第二实施例，下面参见图11描述具有这种结构的调制器，该图示出了其方框结构。

(第二实施例)

与图1所示的调制器相比，图11中的调制器的不同之处在于它还包括系数发生部分61。因为除了上述的不同之外，其一般结构与图1所示的相同，因此对相应的结构部分给以相同的标号，并省略对它们的描述。此外，与图6所示的低频信号发生部分1相比，图11中的低频信号发生部分1的不同之处仅在于它还包括开关62和63，于是给其他相应的部分以相同的标号，并且省略对它们的描述。

系数发生部分61存储如上所述得到的原始滤波器的系数。把包括在开关62中的端子(a)连至内插滤波器52，把包括在开关62中的端子(b)连至系数发生部分61，并且把内插滤波器52或系数发生部分61通过切换连至频率变换部分53。此外，把包括在开关63中的端子(a)，连至带通部分2的信号输入端，把包括在开关63中的端子(b)连至带通部分的系数输入端，并且把信号输入端或系数输入端通过切换连至频率变换部分53。

下面描述调制器的操作。当产生已调信号时，开关62和63都选择端子(a)以连至内插滤波器52和频率变换部分53。此时，从第一实施例可以明白调制器的操作，于是省略对它的描述。

另一方面，当改变已调信号的中心频率时，开关62和63都选择端子(b)以连至系数发生部分61和频率变换部分53。然后，把从系数存储部分61输出的原始滤波器的系数输出至乘法部分55。把来自三角函数发生部分54的三角函数输入至乘法部分55，而乘法部分55以三角函数乘原始滤波器的系数，以产生和输出包括在带通部分2中的IIR或FIR滤波器的系数。把以上述方法产生的系数输出至带通部分2，并在存储IIR或FIR滤波器系数等的寄存器中设置。

这里，更具体地描述乘法部分55计算IIR或FIR滤波器系数时的操作。当使用图7所示的IIR滤波器时，乘法部分55必须计算系数a₁至a_N和b₁至b_N，当使用图8和图9所示的跳步滤波器时，乘法部分55必须计算系数e₁，而当使用图10所示的FIR滤波器时，乘法部分55必须计算系数c₀至c_N。现在，把所有这些系数统称为f_K(k=0,1,…,N)。此外，把原始滤波器的系数统称为gK。此时，乘法部分55使用示于上式(1)的s_K来计算f_K=g_K·s_K，并将结果输出至带通部分2。

如上所述，在按照本实施例的调制器中，不需使用三角函数发生部分，或者，如果使用三角函数发生部分，则其工作速率较低，允许较小的电路尺寸和较低的功耗。此外，可以根据需要通过改变构成带通部分的滤波器(IIR或FIR)的系数而改变已调信号的中心频率。此外，虽然如果调制器的结构部件都用数字元件来构造便于集成，但它们可以用模拟元件来构造。

虽然已详细描述了本发明，但上面的描述在所有方面都是说明性的而不是限制性的。应该理解，可以作出许多种其他的变更和改变而不偏离本发明的范围。

Claims

1．一种用要被发射的发射信号来调制载波的装置，其特征在于包括：

离散信号发生装置，用于以第一取样率对从外部输入的所述发射信号取样，并产生离散信号；以及

带通装置，用于当输入在所述离散信号发生装置中产生的所述离散信号时，以高于所述第一取样率的第二取样率进行操作，并进行频带选择，以选择存在于规定频带中的信号。

2．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，所述离散信号发生装置包括低通滤波器，用于当从外部输入所述发射信号时以所述第一取样率操作，并只通过存在于低频中的信号。

3．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，

所述发射信号的频率是预先限制的，并且

所述离散信号发生装置包括内插滤波器，用于当从外部输入所述发射信号时，以所述第一取样率对所述发射信号进行内插。

4．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，

所述发射信号的频率是预先限制的，并且以所述第一取样率对其取样，并且

所述离散信号发生装置包括：

三角函数发生装置，用于以规定的频率产生三角函数；以及

乘法装置，用于当从外部输入所述发射信号时，以在所述三角函数发生装置中产生的三角函数乘所述发射信号。

5．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，所述离散信号发生装置包括：

低通滤波器，用于当从外部输入所述发射信号时，只通过存在于低于所述发射信号的频率中的信号；以及

内插滤波器，用于以所述第一取样率对被所述低频滤波器限制频带的所述发射信号进行内插。

6．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，所述离散信号发生装置包括：

低通滤波器，用于当从外部输入所述发射信号时，以所述第一取样率操作，并且只通过存在于低于所述发射信号的频率中的信号；

三角函数发生装置，用于以规定的频率产生三角函数；以及

乘法装置，用于以在所述三角函数发生装置中产生的三角函数乘所述低通滤波器的输出信号。

7．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，

所述发射信号是预先频带限制的，并且

所述离散信号发生装置包括：

内插滤波器，用于以所述第一取样率对从外部输入并且频带受限制的所述发射信号进行内插，并输出结果；

三角函数发生装置，用于以规定的频率产生三角函数并输出就结果；以及

乘法装置，用于以在所述三角函数发生装置中产生的三角函数乘所述内插滤波器的输出信号。

8．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，所述离散信号发生装置包括：

低通滤波器，用于当从外部输入所述发射信号的只通过存在于低频中的信号，然后输出该信号；

内插滤波器，用于以所述第一取样率对所述低通滤波器的输出信号进行内插，然后输出结果；

三角函数发生装置，用于以规定的频率产生三角函数；以及

9．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，

所述带通装置包括IIR滤波器；并且

当输入在离散信号发生装置中产生的离散信号时，所述IIR滤波器以所述第二取样率操作，并实行所述频带选择。

10．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，

所述带通装置包括跳步IIR滤波器；并且

当输入在离散信号发生装置中产生的离散信号时，所述跳步IIR滤波器以所述第二取样率操作，并实行所述频带选择。

11．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，

所述带通装置包括FIR滤波器；并且

当输入在离散信号发生装置中产生的离散信号时，所述FIR滤波器以所述第二取样率操作，并实行所述频带选择。

12．如权利要求2所述的调制器，其特征在于，当所述带通装置包括IIR滤波器或FIR滤波器时，所述低通滤波器具有这样的频率通过特性，它能补偿所述IIR滤波器或所述FIR滤波器所具有的频率通过特性。

13．如权利要求5所述的调制器，其特征在于，当所述带通装置包括IIR滤波器或FIR滤波器时，所述低通滤波器具有这样的频率通过特性，它能补偿所述IIR滤波器或所述FIR滤波器所具有的频率通过特性。

14．如权利要求6所述的调制器，其特征在于，当所述带通装置包括IIR滤波器或FIR滤波器时，所述低通滤波器具有这样的频率通过特性，它能补偿所述IIR滤波器或所述FIR滤波器所具有的频率通过特性。

15．如权利要求8所述的调制器，其特征在于，当所述带通装置包括IIR滤波器或FIR滤波器时，所述低通滤波器具有这样的频率通过特性，它能补偿所述IIR滤波器或所述FIR滤波器所具有的频率通过特性。

16．如权利要求4所述的调谐器，其特征在于，

所述带通装置在实行所述频带选择的时刻用存储在其中的系数乘当前输入的信号；以及

在实行所述频带选择操作之前，所述乘法装置根据在所述三角函数发生装置中产生的三角函数确定所述系数，并且把在所述乘法装置中确定的系数存储在所述带通装置中。

17．如权利要求6所述的调谐器，其特征在于，

18．如权利要求7所述的调谐器，其特征在于，

19．如权利要求8所述的调谐器，其特征在于，

20．如权利要求1所述的调制器，其特征在于，所述离散信号发生装置和所述带通装置都用实现数字信号处理的元件来构造。