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HINTERGRUND
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1. TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen digitalen Modulator,
eines digitales Modulationsverfahren, ein digitales Transceiversystem
und eine Prüfvorrichtung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf einen digitalen Modulator, ein digitales Modulationsverfahren,
ein digitales Transceiversystem und eine Prüfvorrichtung,
die geeignet sind für eine Integration und zur Beschränkung des
Energieverbrauchs.
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2. STAND DER TECHNIK
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Ein
IQ-Modulator wird häufig für digitale Modulation
verwendet, wie in der
Japanischen
Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2004-274243 gezeigt
ist. Der IQ-Modulator enthält einen Oszillator und zwei
Multiplizierer, die eine Trägerwelle ausgeben, einen Phasenschieber,
der die Phase des Eingangssignals um 90 Grad verschiebt und das
so verschobene Signal ausgibt, und einen Addierer.
- Zitierte
Patentdokumente: Japanische
Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2004-274243 .
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Da
jedoch der digitale Modulator durch eine analoge Schaltung realisiert
wird, werden die Implementierungsfläche und der Energieverbrauch
unerwünscht groß.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Erfindung,
einen digitalen Modulator, ein digitales Modulationsverfahren, ein
digitales Transceiversystem und eine Prüfvorrichtung vorzusehen,
die in der Lage sind, die vorgenannten, den Stand der Technik begleitenden
Nachteile zu überwinden. Die vorstehende und andere Aufgaben
können durch in den unabhängigen Ansprüchen
beschriebene Kombinationen gelöst werden. Die abhängigen
Ansprüche definieren weitere vorteilhafte und beispielhafte
Kombinationen der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß einem
ersten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt enthält
ein beispielhafter digitaler Modulator eine Trägerwellen-Ausgabeschaltung,
die eine Trägerwelle ausgibt, eine variable Verzögerungsschaltung,
die die Trägerwelle verzögert, und eine Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung,
die einen Verzögerungsbetrag einstellt, um den die variable
Verzögerungsschaltung die Trägerwelle auf der Grundlage
von übertragenen Übertragungsdaten verzögert.
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Die
variable Verzögerungsschaltung kann eine Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
enthalten, in der Verzögerungspuffer, die ein Eingangssignal
um einen Einheitsverschiebungsbetrag verzögern, kaskadenförmig
verbunden sind, wobei die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
die Trägerwelle an einem Verzögerungspuffer der
ersten Stufe als Eingangssignal empfangen kann, und die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung
kann einen Multiplexierer enthalten, der entweder ein Ausgangssignal
der Trägerwellen-Ausgabeschaltung oder ein Ausgangssignal
von jeder Stufe der Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
auf der Grundlage der Übertragungsdaten auswählt.
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Die
Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung kann M – 1
Stufen aus Verzögerungspuffern in der kaskadenförmigen
Verbindung enthalten, und jeder Verzögerungspuffer kann
das Eingangssignal um einen Betrag verzögern, der durch
Teilen eines Zyklus der Trägerwelle durch M erhalten wurde.
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Die
Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung kann weiterhin ein
Exklusiv-ODER-Glied enthalten, das zwei Eingangssignale empfängt,
wobei ein Eingangssignal ein Wert eines 1 Bit-Abschnitts von N Bit-Übertragungsdaten
zum Einstellen des Verzögerungsbetrags ist, und das andere
Eingangssignal das Ausgangssignal des Multiplexierers ist, und der
Multiplexierer kann das Ausgangssignal gemäß einem Wert
von N – 1 Bits, die durch Entfernen des 1 Bit-Abschnitts
aus den N Bit-Übertragungsdaten erhalten wurden, auswählen.
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Die
Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung kann 2N-1 – 1
Stufen aus Verzögerungspuffern in der kaskadenförmigen
Verbindung enthalten, und jeder Verzögerungspuffer kann
das Eingangssignal um einen Betrag verzögern, der durch
Teilen eines Zyklus der Trägerwelle durch 2N erhalten
wurde.
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Die
variable Verzögerungsschaltung kann eine Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
enthalten, enthaltend mehrere Verzögerungsschaltungen,
die kaskadenförmig verbunden sind, wobei jede Verzögerungsschaltung
einen Verzögerungspuffer enthalten kann, der ein Eingangssignal
um einen Betrag verzögert, der geringer als oder gleich
einem Zyklus der Trägerwelle ist, und eine Bypassschaltung, die
den Verzögerungspuffer umgeht, wobei die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
die Trägerwelle an der Verzögerungsschaltung der
ersten Stufe als Eingangssignal empfangen kann und die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung
einen Verzögerungsbetrag der Trägerwelle einstellen
kann durch Auswählen entweder des Verzögerungspuffers
oder der Bypassschaltung in jeder Verzögerungsschaltung
auf der Grundlage der übertragenen Übertragungsdaten.
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Die
Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung kann L Stufen aus
Verzögerungsschaltungen in der kaskadenförmigen
Verbindung enthalten, und die Verzögerungspuffer in den
Verzögerungsschaltungen in den L Stufen können
das Eingangssignal um eine Periode verzögern, die durch
Teilen des Zyklus der Trägerwelle jeweils durch 21, 22, 23,
2L erhalten wurde.
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Die
Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung kann L – 1
Stufen aus Verzögerungsschaltungen in der kaskadenförmigen
Verbindung enthalten; die Verzögerungspuffer in den Verzögerungsschaltungen
in den L – 1 Stufen können das Eingangssignal um
eine Periode verzögern, das durch Teilen des Zyklus der
Trägerwelle jeweils durch 22, 23, ..., 2L erhalten
wurde; die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung kann weiterhin
ein Exklusiv-ODER-Glied enthalten, das zwei Eingangssignale enthält,
wobei ein Eingangssignal ein Wert eines 1 Bit-Abschnitts von N Bit-Übertragungsdaten
zum Auswählen des Verzögerungsbetrags ist und
das andere Eingangssignal das Ausgangssignal der Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
ist; und die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung kann
den Verzögerungsbetrag der Trägerwelle einstellen
durch Auswählen entweder des Verzögerungspuffers
oder der Bypassschaltung in jeder Verzögerungsschaltung
auf der Grundlage eines Wertes aus N – 1 Bits, die Entfernen des
1 Bit-Abschnitts aus den N Bit-Übertragungsdaten erhalten
wurden.
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Der
digitale Modulator kann weiterhin eine Verzögerungsverriegelungsschleife
enthalten, die eine Phasendifferenz-Ausgabeschaltung enthält,
die die von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung ausgegebene
Trägerwelle und eine verzögerte Welle mit derselben
Phase wie der der Trägerwelle über die variable
Verzögerungsschaltung empfängt und eine Spannung
gemäß einer Phasendifferenz zwischen der Trägerwelle
und der verzögerten Welle ausgibt. Die Verzögerungsverriegelungsschleife
kann die von der Phasendifferenz-Ausgabeschaltung ausgegebene Spannung
zu den Verzögerungspuffern in der variablen Verzögerungsschaltung
liefern, um den Verzögerungsbetrag der durch die variable
Verzögerungsschaltung verzögerten Trägerwelle
zurückzusetzen.
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Der
digitale Modulator kann weiterhin einen Codierer enthalten, der
die Übertragungsdaten mit Verzögerungssteuerdaten
zum Steuern des von der Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung
eingestellten Verzögerungsbetrags und Amplitudensteuerdaten zum
Steuern der von der Amplitudenmodulationsschaltung modulierten Amplitude
codiert. Die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung kann
den Verzögerungsbetrag der Trägerwelle auf der
Grundlage der von dem Codierer codierten Verzögerungssteuerdaten
einstellen, und die Amplitudenmodulationsschaltung kann die Amplitude
der Trägerwelle auf der Grundlage der von dem Codierer
codierten Amplitudensteuerdaten modulieren.
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Gemäß einem
zweiten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann ein
beispielhaftes digitales Modulationsverfahren die Schritte des Ausgebens
einer Trägerwelle, des Verzögerns der Trägerwelle
und des Einstellens eines Betrags, um den die Trägerwelle
in dem Verzögerungsschritt auf der Grundlage der übertragenen Übertragungsdaten
verzögert wird, enthalten.
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Gemäß einem
dritten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann ein
beispielhaftes digitales Transceiversystem einen digitalen Modulator
und einen Demodulator enthalten. Der digitale Modulator kann enthalten:
eine Trägerwellen-Ausgabeschaltung, die eine Trägerwelle
ausgibt, eine variable Verzögerungsschaltung, die die von
der Trägerwellen-Ausgabeschaltung ausgegebene Trägerwelle verzögert,
und eine Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung, die einen
Verzögerungsbetrag, um den die variable Verzögerungsschaltung
die Trägerwelle verzögert, auf der Grund lage der übertragenen Übertragungsdaten
einstellt. Der Demodulator kann enthalten: eine Bezugswellen-Ausgabeschaltung,
die eine Bezugswelle ausgibt, die mit der Trägerwelle identisch
ist, eine Phasenerfassungsschaltung, die eine Spannung entsprechend
einer Phasendifferenz zwischen der verzögerten Trägerwelle
und der Bezugswelle ausgibt, und einen Analog/Digital-Wandler, der
die von der Phasenerfassungsschaltung ausgegebene Spannung in die Übertragungsdaten
umwandelt.
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Gemäß einem
vierten, auf die vorliegende Erfindung bezogenen Aspekt kann eine
beispielhafte Prüfvorrichtung enthalten: einen digitalen
Modulator mit einer Trägerwellen-Ausgabeschaltung, die
eine Trägerwelle ausgibt, eine variable Verzögerungsschaltung,
die die Trägerwelle verzögert, und eine Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung,
die einen Verzögerungsbetrag, um den die variable Verzögerungsschaltung
die Trägerwelle verzögert, auf der Grundlage der übertragenen Übertragungsdaten
einstellt. Die Prüfvorrichtung kann eine geprüfte
Vorrichtung durch Zuführen eines von dem digitalen Modulator
ausgegebenen modulierten Signals zu der geprüften Vorrichtung
prüfen.
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Die
Prüfvorrichtung kann weiterhin eine variable Phasenschaltung
enthalten, die einen Zeitpunkt eines zu der geprüften Vorrichtung
gelieferten Prüfsignals moduliert, und die variable Verzögerungsschaltung
des digitalen Modulators kann die variable Phasenschaltung verwenden.
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Die
Zusammenfassung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen
Merkmale der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der vorbeschriebenen Merkmale
sein. Die vorstehenden und anderen Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden augenscheinlicher anhand der folgenden, in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen gegebenen Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine beispielhafte Konfiguration eines digitalen Modulators 1 gemäß einem
vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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2 zeigt
eine beispielhafte digitale Schaltung, die eine detaillierte Konfiguration
des digitalen Modulators 1 beschreibt.
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3 zeigt
den Zeitpunkt jeder durch die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
in den Multiplexierer 41 eingegebenen Trägerwelle.
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4 zeigt
eine andere beispielhafte digitale Schaltung, die eine detaillierte
Konfiguration des digitalen Modulators 1 beschreibt.
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5 zeigt
den Zeitpunkt von als die IQ-Welle S(t) ausgegebenen Trägerwellen.
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6 zeigt
eine andere beispielhafte digitale Schaltung, die eine detaillierte
Konfiguration des digitalen Modulators 1 beschreibt.
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7 zeigt
eine andere beispielhafte digitale Schaltung, die eine detaillierte
Konfiguration des digitalen Modulators 1 beschreibt.
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8 zeigt
eine andere beispielhafte Konfiguration des digitalen Modulators 1 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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9 zeigt
eine andere beispielhafte Konfiguration des digitalen Modulators 1 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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10 zeigt
eine andere beispielhafte digitale Schaltung, die eine detaillierte
Konfiguration des digitalen Modulators 1 beschreibt.
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11 zeigt
als die IQ-Welle S(t) ausgegebene Trägerwellen.
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12 zeigt
ein Signal-Raum-Diagramm eines M-QAM, in welchem die digital modulierten
Digitalsignalpunkte in der IQ-Ebene ausgedrückt sind.
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13 zeigt
eine beispielhafte Konfiguration eines digitalen Transceiversystems
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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14 zeigt
eine beispielhafte Konfiguration einer Prüfvorrichtung 100 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Nachfolgend
werden einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
beschrieben. Die Ausführungsbeispiele beschränken
die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht,
und alle Kombinationen der in den Ausführungsbeispielen
beschriebenen Merkmale sind nicht notwendigerweise wesentlich für durch
Aspekte der Erfindung vorgesehene Mittel.
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1 zeigt
eine beispielhafte Konfiguration eines digitalen Modulators 1 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel. Der digitale Modulator 1 ist mit
einer Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2, einer variablen
Verzögerungsschaltung 3 und einer Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 versehen.
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Die
Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 gibt eine Trägerwelle
aus. Beispielsweise ist die Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ein
Oszillator, der ein Taktsignal ausgibt. Die Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 gibt
die Trägerwelle zu der variable Verzögerungsschaltung 3 aus.
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Die
variable Verzögerungsschaltung 3 verzögert
die Phase der eingegebenen Trägerwelle um einen durch die
Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 eingestellten
Verzögerungsbetrag. Die variable Verzögerungsschaltung 3 gibt
die so verzögerte Trägerwelle als eine IQ-Welle
S(t) aus.
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Die
Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 stellt
den Verzögerungsbetrag gemäß den zu übertragenden
Daten ein. Die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 kann
den Verzögerungsbetrag gemäß den durch
die Trägerwelle zu übertragenden Daten einstellen.
Die Übertragungsdaten können ein digitales Signal
oder dergleichen sein.
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2 zeigt
eine beispielhafte digitale Schaltung, die eine detaillierte Konfiguration
des digitalen Modulators 1 beschreibt. 2 stellt
eine digitale Schaltung dar, die ein M-PSK-Modulator ist.
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Die
variable Verzögerungsschaltung 3 nach 1 hat
eine Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung, in der mehrere
Verzögerungspuffer 31 kaskadenförmig
angeordnet sind, um die eingegebene Trägerwelle um einen
Einheitsverschiebungsbetrag zu verzögern. Die Verzögerungszeit
jedes Verzögerungspuffers 31 in der kaskadenförmigen
Verbindung ist gleich dem Zyklus T/M der Trägerwelle. Die
Anzahl von Stufen von Verzögerungspuffern in der kaskadenförmigen
Verbindung ist gleich M – 1.
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Hier
wird M durch die Anzahl von Bits des übertragenen digitalen
Signals bestimmt. Wenn beispielsweise ein 2-Bit-Datensignal übertragen
wird, bestehen vier digitale Werte 00, 01, 10 und 11, und daher
ist M gleich 4. Wenn ein 3-Bit-Signal übertragen wird,
gibt es acht digitale Werte 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 und
111, und daher ist M gleich 8. In den vorstehend gezeigten Beispielen
ist M gleich einer Potenz von 2.
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Es
ist festzustellen, dass M nicht notwendigerweise gleich einer Potenz
von 2 sein muss, und es kann jeder Wert sein, solange M durch die
Anzahl von übertragenen digitalen Werten bestimmt wird. Wenn
beispielsweise fünf digitale Werte 000, 001, 010, 011 und
100 übertragen werden, ist M gleich 5.
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Die
Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 gibt die Trägerwelle
zu dem Verzögerungspuffer 31 in der ersten Stufe
der Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung aus. Der Verzögerungspuffer 31 der
ersten Stufe verzögert die eingegebene Trägerwelle
um einen Einheitsverschiebungsbetrag. Der Verzögerungspuffer 31 der
ersten Stufe gibt die so verzögerte Trägerwelle
zu dem Verzögerungspuffer 31 in der nachfolgenden
Stufe aus. Der Verzögerungspuffer in jeder Stufe verzögert
auf diese Weise die Trägerwelle. Die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
gibt die Trägerwelle, die von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegeben
wird, und die Trägerwellen, die durch die Verzögerungspuffer 31 in
jeder Stufe verzögert werden, zu der Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 aus.
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2 zeigt
ein Beispiel, in welchem M = 4 ist. Demgemäß sind
drei Verzögerungspuffer 31 in jeder kaskadenförmigen
Verbindung enthalten. Der Verzögerungsbetrag jedes Verzögerungspuffers 31 ist
gleich T/4, was gleich π/2 ist. Eine Stufe von Verzögerungspuffern 31 verzögert
die Phase der Trägerwelle um π/2. Zwei Stufen
von Verzögerungspuffern 31 verzögern
die Phase um π. Drei Stufen von Verzögerungspuffern 31 verzögern
die Phase um 3π/2.
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Die
Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 nach 2 enthält
einen Multiplexierer 41. Der Multiplexierer 41 gibt
die eingegebene Trägerwelle entsprechend θ(t)
als die IQ-Welle S(t) aus aus den Trägerwellen verschiedener
Phasen, die in den Multiplexierer 41 eingegeben werden.
Mit anderen Worten, der Multiplexierer 41 bezeichnet die
Trägerwelle, die von der Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
ausgegeben wird, als die IQ-Welle S(t).
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Hier
stellt θ(t) ein in den Multiplexierer 41 eingegebenes
Signal dar. Der Wert des in den Multiplexierer in 2 eingegebenen θ(t)
stellt die übertragenen digitalen Werte dar. Mit anderen
Worten, der Multiplexierer 41 gibt die Trägerwelle
mit einer Phase, die dem übertragenen digitalen Wert entspricht,
als die IQ-Welle S(t) aus. Zu dieser Zeit kann jeder übertragene
digitale Wert wie 00, 01, 10 und 11 mit einer Phase assoziiert werden,
die durch die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung verzögert
ist. Mit anderen Worten, die digitalen Werte können den Phasen
zugeteilt sein.
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3 zeigt
den Zeitpunkt jeder durch die in 2 gezeigte
Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung in den Multiplexierer 41 eingegebenen
Trägerwelle. In 3 stellt (1) die Trägerwelle
dar, die direkt in den Multiplexierer 41 eingegeben wird,
ohne durch die Verzögerungspuffer 31 in der Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
verzögert zu werden. Mit anderen Worten, die durch (1)
dargestellte Trägerwelle wird durch die Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegeben.
In 3 stellt (2) die Trägerwelle dar, die
von dem Multiplexierer 41 ausgegeben wird, nachdem sie
durch den Verzögerungspuffer 31 der ersten Stufe
verzögert wurde.
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In 3 stellt
(3) die Trägerwelle dar, die zu dem Multiplexierer 41 ausgegeben
wird, nachdem sie durch zwei Stufen von Verzögerungspuffern 31 verzögert
wurde, und (4) stellt die Trägerwelle dar, die zu dem Multiplexierer 41 ausgegeben
wird, nachdem sie durch drei Stufen von Verzögerungspuffern 31 verzögert
wurde.
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In 3 wird
die Phase der Trägerwelle (2) durch t1 – t0 verzögert, was gleich T/4 ist,
in Beziehung der Phase der Trägerwelle (1). Die Phase der Trägerwelle
(3) ist um t2 – t0,
was gleich 2T/4 ist, in Beziehung zu der Phase der Trägerwelle
(1) verzögert. Die Phase der Trägerwelle (4) ist
um t3 – t0,
was gleich 3T/4 ist, in Beziehung zur Phase der Trägerwelle
(1) verzögert.
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Der
Multiplexierer 41 bezeichnet die Trägerwelle mit
einer Phase entsprechend dem übertragenen digitalen Wert
als die IQ-Welle S(t) und gibt diese IQ-Welle S(t) aus. Wenn beispielsweise
die Phase T/4 dem digitalen Wert 01 entspricht und θ(t)
gleich 01 ist, gibt der Multiplexierer 41 die um T/4, was gleich π/2
ist, verzögerte Trägerwelle als die IQ-Welle S(t)
aus, wie durch (2) in 3 gezeigt ist. Wenn die Phase
2T/4 dem digitalen Wert 10 entspricht und θ(t) gleich 10
ist, gibt der Multiplexierer 41 die um 2T/4, was gleich π ist,
verzögerte Trägerwelle als die IQ-Welle S(t) aus,
wie durch (3) in 3 gezeigt ist. Auf diese Weise
kann der digitale Modulator 1 die Phase der von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen
Trägerwelle modulieren, um dem übertragenen digitalen
Wert zu entsprechen.
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4 zeigt
eine andere beispielhafte digitale Schaltung, die eine detaillierte
Konfiguration des digitalen Modulators 1 beschreibt. 4 stellt
eine digitale Schaltung dar, die ein M-PSK-Modulator ist, wobei
M = 8 ist. Die Konfigurationen in 4, die identisch
mit denjenigen in 2 sind, haben dieselben Bezugszahlen,
und nur unterschiedliche Punkte werden beschrieben.
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Der
Verzögerungsbetrag, auch bekannt als die Verzögerungszeit,
jedes variablen Verzögerungspuffers 31 in der
kaskadenförmigen Verbindung der in 4 gezeigten
Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung ist gleich TIM,
wobei T der Zyklus der Trägerwelle ist. Die Anzahl von
Stufen von Verzögerungspuffern 31 in der kaskadenförmigen
Verbindung ist gleich M/2 – 1.
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4 zeigt
ein Beispiel, in welchem M = 8 ist. Demgemäß sind
drei Verzögerungspuffer 31 in der kaskadenförmigen
Verbindung vorgesehen. Der Verzögerungsbetrag jedes Verzögerungspuffers 31 ist
gleich T/8. Daher verzögert der Verzögerungspuffer
der ersten Stufe die Phase um π/4, zwei Stufen von Verzögerungspuffern
verzögern die Phase um 2π/4, und drei Stufen von
Verzögerungspuffern verzögern die Phase um 3π/4.
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Wenn
ein Exklusiv-ODER-Glied 42 vorgesehen ist, wie nachfolgend
beschrieben wird, verbleibt eine Überschussphase, wenn
M nicht gleich einer Potenz von 2 ist, was bedeutet, dass eine Trägerwelle
mit einer Phase, die nicht einem digitalen Wert zugeteilt ist, ausgegeben
wird. Demgemäß ist M wünschenswerterweise
gleich einer Potenz von 2, wenn das Exklusiv-ODER-Glied 42 vorgesehen
ist. Wenn die Übertragungsdaten N-Bit-Daten sind, kann
die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung 2N-1 – 1 Stufen
der Verzögerungspuffer 31 in der kaskadenförmigen
Verbindung enthalten. Der Verzögerungsbetrag der Verzögerungspuffer 31 kann
gleich T/2N sein.
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Die
Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 in 4 enthält
das Exklusiv-ODER-Glied 42 zusätzlich zu dem Multiplexierer 41.
Der Multiplexierer 41 gibt die Trägerwelle mit
der Phase entsprechend dem Wert des eingegebenen θ(t) aus,
wie vorstehend beschrieben ist. Die von dem Multiplexierer 41 ausgegebene
Trägerwelle wird in das Exklusiv-ODER-Glied 42 eingegeben.
Zu dieser Zeit kann jeder Wert von θ(t) mit einer Phase,
die durch die Verzögerung durch die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
erhalten wurde, assoziiert werden.
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Abhängig
von dem eingegebenen P(t) (i) gibt das Exklusiv-ODER-Glied 42 entweder
die eingegebene Trägerwelle ohne Änderung als
die IQ-Welle S(t) aus oder (ii) invertiert die eingegebene Trägerwelle,
was äquivalent einer Verzögerung der Phase der
eingegebenen Trägerwelle um π ist, und gibt die so
invertierte Trägerwelle als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn
hier das eingegebene P(t) gleich 0 ist, gibt das Exklusiv-ODER-Glied 42 die
eingegebene Trägerwelle als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn
das eingegebene P(t) gleich 1 ist, gibt das Exklusiv-ODER-Glied 42 die
invertierte eingegebene Trägerwelle als die IQ-Welle S(t)
aus.
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Bei
dem in den Multiplexierer nach 4 eingegebenen
Wert θ(t) ist ein Bit aus dem übertragenen digitalen
Wert entfernt. Der in das Exklusiv-ODER-Glied eingegebene Wert P(t)
ist ein Bit des übertragenen digitalen Werts. Wenn beispielsweise der übertragene
digitale Wert gleich 011 ist, ist θ(t) gleich 11 und P(t)
ist gleich 0. Wenn der übertragene digitale Wert gleich
100 ist, ist θ(t) gleich 00 und P(t) ist gleich 1. Wie
gezeigt ist, ist P(t) die erste Ziffer des übertragenen
digitalen Werts, und θ(t) sind alle Ziffern mit Ausnahme
der ersten Ziffer.
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5 zeigt
den Zeitpunkt der Trägerwellen, die als die IQ-Welle S(t)
ausgegeben werden können. In 5 wird die
Phase der Trägerwelle (2) um t1 – t0, was gleich T/8 ist, in Beziehung auf die
Phase der Trägerwelle (1) verzögert. Die Phase
der Trägerwelle (3) ist um t2 – t0, was gleich 2T/8 ist, in Beziehung zur Phase
der Trägerwelle (1) verzögert. Die Phase der Trägerwelle
(4) ist um t3 – t0,
was gleich 3T/8 ist, in Beziehung zur Phase der Trägerwelle
(1) verzögert.
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Weiterhin
ist die Trägerwelle (5) der inverse Wert der Trägerwelle
(1), die Trägerwelle (6) ist der inverse Wert der Trägerwelle
(2), die Trägerwelle (7) ist der inverse Wert der Trägerwelle
(3), und die Trägerwelle (8) ist der inverse Wert der Trägerwelle
(4).
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Die
Trägerwellen (1) bis (4) in 5 stellen die über
die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung in den Multiplexierer 41 eingegebenen
Trägerwellen dar. Wenn die Phase 0 so eingestellt ist,
dass sie dem digitalen 00 entspricht, und der übertragene digitale
Wert gleich 000 oder 100 ist, ist θ(t) gleich 00, und daher
gibt der Multiplexierer 41 die Trägerwelle (1)
ohne Verzögerung der Phase aus. Wenn der übertragene
digitale Wert gleich 000 ist, ist P(t) gleich 0, und daher gibt
das Exklusiv-ODER-Glied 42 die ungeänderte Trägerwelle
(1) als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn andererseits der übertragene
digitale Wert gleich 100 ist, ist P(t) gleich 1, und daher invertiert
das Exklusiv-ODER-Glied 42 die Phase der Trägerwelle
(1), um die Trägerwelle (5) zu erhalten, und gibt diese
Trägerwelle (5) als die IQ-Welle S(t) aus.
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Wenn
die Phase T/8 so eingestellt ist, dass sie dem digitalen Wert 01
entspricht, und der übertragene digitale Wert gleich 001
oder 100 ist, ist θ(t) gleich 01, und daher gibt der Multiplexierer 41 die Trägerwelle
(2), deren Phase um T/8 verzögert ist, aus. Wenn der übertragene
digitale Wert gleich 001 ist, ist P(t) gleich 0, und daher gibt
das Exklusiv-ODER-Glied 42 die Trägerwelle (2)
als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn andererseits der übertragene
digitale Wert gleich 101 ist, ist P(t) gleich 1, und daher invertiert
das Exklusiv-ODER-Glied die Phase der Trägerwelle (2),
um die Trägerwelle (6) zu erhalten, und gibt diese Trägerwelle
(6) als die IQ-Welle S(t) aus.
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Wenn
die Phase 2T/8 so eingestellt ist, dass sie dem digitalen Wert 10
entspricht und der übertragene digitale Wert gleich 010
oder 110 ist, ist θ(t) gleich 10, und daher gibt der Multiplexierer 41 die Trägerwelle
(3), deren Phase um 2T/8 verzögert ist, aus. Wenn der übertragene
digitale Wert gleich 010 ist, ist P(t) gleich 0, und daher gibt
das Exklusiv-ODER-Glied 42 die Trägerwelle (3)
als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn andererseits der übertragene
digitale Wert gleich 110 ist, ist P(t) gleich 1, und daher invertiert
das Exklusiv-ODER-Glied die Phase der Trägerwelle (3),
um die Trägerwelle (7) zu erhalten, und gibt diese Trägerwelle
(7) als die IQ-Welle S(t) aus.
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Wenn
die Phase 3T/8 so eingestellt ist, dass sie dem digitalen Wert 11
entspricht, und der übertragene digitale Wert gleich 011
oder 111 ist, ist θ(t) gleich 11, und daher gibt der Multiplexierer 41 die Trägerwelle
(4) mit einer um 3T/8 verzögerten Phase aus. Wenn der übertragene
digitale Wert gleich 011 ist, ist P(t) gleich 0, und daher gibt
das Exklusiv-ODER-Glied 42 die Trägerwelle (4)
als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn andererseits der übertragene
digitale Wert gleich 111 ist, ist P(t) gleich 1, und daher invertiert
das Exklusiv-ODER-Glied die Phase der Trägerwelle (4),
um die Trägerwelle (8) zu erhalten, und gibt diese Trägerwelle
(8) als die IQ-Welle S(t) aus. Auf diese Weise kann der digitale
Modulator 1 die Phase der von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen
Trägerwelle so modulieren, dass sie dem übertragenen
digitalen Wert entspricht.
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6 zeigt
eine andere beispielhafte digitale Schaltung, die eine detaillierte
Konfiguration des digitalen Modulators 1 beschreibt. 6 stellt
eine digitale Schaltung dar, die ein M-PSK-Modulator ist, bei dem
M = 8 ist. Die Konfigurationen in 6, die identisch
mit denjenigen in 2 sind, haben dieselben Bezugszahlen,
und nur unterschiedliche Punkte werden beschrieben. Die in 6 gezeigte
variable Verzögerungsschaltung 3 enthält
eine Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung, bei der mehrere
Verzögerungsschaltungen 32 kaskadenförmig
verbunden sind, und jede Verzögerungsschaltung 32 enthält
einen Verzögerungspuffer 31 und eine Bypassschaltung
zum Umgehen des Verzögerungspuffers 31. Jeder
Verzögerungspuffer 31 verzögert ein Eingangssignal
um irgendeinen Betrag, der geringer als oder gleich dem Zyklus der
Trägerwelle ist.
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Der
Verzögerungsbetrag des Verzögerungspuffers 31 in
jeder Verzögerungsschaltung 32 ist für jede
Verzögerungsschaltung 32 unterschiedlich. Wenn
die Anzahl von Stufen von Verzögerungsschaltungen 32 in
der kaskadenförmigen Verbindung auf L gesetzt ist, ist
der Verzögerungsbetrag des Verzögerungspuffers 31 in
der Verzögerungsschaltung 32 der ersten Stufe
gleich T/21, der Verzögerungsbetrag
des Verzögerungspuffers 31 in der Verzögerungsschaltung 32 der
zweiten Stufe ist gleich T/22, ..., und
der Verzögerungsbetrag des Verzögerungspuffers 31 in der
Verzögerungsschaltung 32 der L-ten Stufe ist gleich
T/2L, wobei T der Zyklus der Trägerwelle
ist.
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Da
drei Stufen von Verzögerungsschaltungen 32 in 6 vorhanden
sind, ist der Verzögerungsbetrag des Verzögerungspuffers 31 in
der Verzögerungsschaltung 32 der ersten Stufe
gleich T/21, was T/2 ist, der Verzögerungsbetrag
des Verzögerungspuffers 31 in der Verzögerungsschaltung 32 der zweiten
Stufe ist gleich T/22, was T/4 ist, und
der Verzögerungsbetrag des Verzögerungspuffers 31 in
der Verzögerungsschaltung 32 der dritten Stufe
ist gleich T/23, was gleich T/8 ist.
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Die
Anzahl von Stufen L von Verzögerungsschaltungen 32 in
der kaskadenförmigen Verbindung bestimmt die Anzahl von
Bits in dem übertragenen digitalen Signal so, dass die
Anzahl von Bits in dem übertragenen digitalen Signal gleich
L ist. Beispielsweise gibt es drei Stufen in der kaskadenförmigen Verbindung,
wenn ein digitales 3-Bit-Signal übertragen wird, und es
gibt fünf Stufen in der kaskadenförmigen Verbindung,
wenn ein 5-Bit-Signal übertragen wird.
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Jede
Verzögerungsschaltung 32 enthält einen
Schalter SW1 an einem Ausgangsende des Verzögerungspuffers 31 und
einen Schalter SW2 in der Bypassschaltung für den Verzögerungspuffer 31. Wenn
der eine der Schalter SW1 oder SW2 eingeschaltet ist, ist der andere
ausgeschaltet. Auf diese Weise kann die Verzögerungsschaltung 32 selektiv entweder
die eingegebene Trägerwelle oder die eingegebene Trägerwelle,
die durch den Verzögerungspuffer 31 verzögert
wurde, ausgeben.
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Die
in 6 gezeigte Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 enthält
eine Auswahlschaltung 43. Die Auswahlschaltung 43 stellt
den Verzögerungsbetrag der Phase der von der Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
ausgegebenen Trägerwelle durch Verbinden oder durch Trennen
der Schalter SW1 und SW2 in jeder Verzögerungsschaltung 32 gemäß dem übertragenen
digitalen Signal ein. Hier wird in jeder Verzögerungsschaltung 32 der
Schalter SW2 eingeschaltet, wenn der Schalter SW1 ausgeschaltet
ist, und der Schalter SW2 wird ausgeschaltet, wenn der Schalter
SW1 eingeschaltet wird. Weiterhin wird jede durch die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
verzögerte Phase vorher mit einem digitalen Wert assoziiert.
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Wenn
die Phase 3T/8 dem digitalen Wert 011 entspricht und der übertragene
Wert gleich 011 ist, muss die Phase der Trägerwelle um
3T/8 verzögert werden. Demgemäß schaltet
die Auswahlschaltung 43 den Schalter SW1 aus und den Schalter
SW2 in der Verzögerungsschaltung 32 der ersten
Stufe ein. Die Auswahlschaltung 43 schaltet sowohl in der
Verzögerungsschaltung 32 der zweiten Stufe als
auch in der Verzögerungsschaltung 32 der dritten
Stufe den Schalter SW1 ein und den Schalter SW2 aus. Auf diese Weise
kann die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung die Trägerwelle,
die durch den Verzögerungspuffer 31 jeweils in
der Verzögerungsschaltung 32 der zweiten Stufe
und der Verzögerungsschaltung 32 der dritten Stufe
verzögert wurde, als die IQ-Welle S(t) ausgeben.
-
Wenn
die Phase 6T/8 dem digitalen Wert 110 entspricht und der übertragene
digitale Wert gleich 110 ist, muss die Phase der Trägerwelle
um 6T/8 verzögert werden. Demgemäß schaltet
die Auswahlschaltung 43 jeweils in der Verzögerungsschaltung 32 der
ersten Stufe und der Verzögerungsschaltung 32 der
zweiten Stufe den Schalter SW1 ein und den Schalter SW2 aus. Die
Auswahlschaltung 43 schaltet in der Verzögerungsschaltung 32 der
dritten Stufe den Schalter SW1 aus und den Schalter SW2 ein. Auf
diese Weise kann die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
die Trägerwelle, die durch den Verzögerungspuffer 31 jeweils
in der Verzögerungsschaltung 32 der ersten Stufe
und der Verzögerungsschaltung 32 der zweiten Stufe
verzögert wurde, als die IQ-Welle S(t) ausgeben. Auf diese
Weise kann der digitale Modulator 1 die Phase der von der
Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen Trägerwelle
so modulieren, dass sie dem übertragenen digitalen Wert
entspricht.
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7 zeigt
eine andere beispielhafte digitale Schaltung, die eine detaillierte
Konfiguration des digitalen Modulators 1 beschreibt. 7 stellt
eine digitale Schaltung dar, die ein M-PSK-Modulator ist, wobei
M = 8 ist. Die Konfigurationen in 7, die identisch
mit denjenigen in den 4 oder 6 sind, haben
dieselben Bezugszahlen, und nur unterschiedliche Punkte werden beschrieben.
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In 7 ist
der Verzögerungsbetrag des Verzögerungspuffers 31 in
jeder Verzögerungsschaltung 32 für jede
Verzögerungsschaltung 32 unterschiedlich. Die
Anzahl von Stufen von Verzögerungsschaltungen 32 in
der kaskadenförmigen Verbindung ist auf L-1 gesetzt. Der
Verzögerungsbetrag des Verzögerungspuffers 31 in
der Verzögerungsschaltung 32 der ersten Stufe
ist gleich T/22, der Verzögerungsbetrag
des Verzögerungspuffers 31 in der Verzögerungsschaltung 32 der
zweiten Stufe ist gleich T/23, ..., und
der Verzögerungsbetrag des Verzögerungspuffers 31 in
der Verzöge rungsschaltung 32 der (L-1)-ten Stufe
ist gleich T(21.
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Da
zwei Stufen von Verzögerungsschaltungen 32 in 7 vorhanden
sind, ist der Verzögerungsbetrag des Verzögerungspuffers 31 in
der Verzögerungsschaltung 32 der ersten Stufe
gleich T/22, was gleich T/4 ist, und der
Verzögerungsbetrag des Verzögerungspuffers 31 in
der Verzögerungsschaltung 32 der zweiten Stufe
ist gleich T/23, was T/8 ist.
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Die
in 6 gezeigte Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 enthält
das Exklusiv-ODER-Glied 42 zusätzlich zu der Auswahlschaltung 43.
Die Auswahlschaltung 43 stellt den Verzögerungsbetrag
der Phase der von der Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
ausgegebenen Trägerwelle durch Verbinden oder Trennen der
Schalter SW1 und SW2 in jeder Verzögerungsschaltung 32 gemäß einem
Wert, der durch Entfernen einer Ziffer aus dem übertragenen
digitalen Signal erhalten wurde, ein. Hier wird jede durch die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
verzögerte Phase vorher mit einem Wert assoziiert, der
durch Entfernen einer Ziffer aus dem digitalen Wert erhalten wurde.
Die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung gibt die Trägerwelle
zu dem Exklusiv-ODER-Glied 42 aus.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist P(t) gleich einem Bit des übertragenen
digitalen Werts. In Abhängigkeit von dem eingegebenen P(t)
(i) gibt das Exklusiv-ODER-Glied 42 entweder die eingegebene Trägerwelle
ohne Änderung als die IQ-Welle S(t) aus oder (ii) invertiert
die eingegebene Trägerwelle, was äquivalent einer
Verzögerung der Phase der eingegebenen Trägerwelle
um π ist, und gibt die so invertierte Trägerwelle
als die IQ-Welle S(t) aus. Hier gibt, wenn das eingegebene P(t)
gleich 0 ist, das Exklusiv-ODER-Glied 42 die eingegebene
Trägerwelle als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn das eingegebene
P(t) gleich 1 ist, gibt das Exklusiv-ODER-Glied 42 die
invertierte eingegebene Trägerwelle als die IQ-Welle S(t)
aus.
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Wenn
die Phase 0 so eingestellt ist, dass sie dem digitalen Wert 00 entspricht,
und der übertragene digitale Wert gleich 000 oder 100 ist,
ist der digitale Wert, aus dem die erste Ziffer entfernt ist, gleich 00.
Demgemäß ist die Phase um 0 zu verzögern,
und daher schaltet die Auswahlschaltung 42 den Schalter SW1
aus und schaltet den Schalter SW2 ein, jeweils in der Verzögerungsschaltung 32 der
ersten Stufe und der Verzögerungsschaltung 32 der
zweiten Stufe. Auf diese Weise gibt die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung
die Trägerwelle mit einer Phase, die nicht verzögert
ist, aus, wie durch (1) in 5 gezeigt
ist. Wenn der übertragene digitale Wert gleich 001 ist,
ist P(t) gleich 0, und daher gibt das Exklusiv-ODER-Glied 42 die
Trägerwelle (1) als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn der übertragene
digitale Wert gleich 100 ist, ist P(t) gleich 1, und daher invertiert
das Exklusiv-ODER-Glied 42 die Trägerwelle (1), um
die Trägerwelle (5) zu erhalten, wie in 5 gezeigt
ist, und gibt diese Trägerwelle (5) als die IQ-Welle S(t)
aus.
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Wenn
die Phase T/8 so eingestellt ist, dass sie dem digitalen Wert 01
entspricht, und der übertragene digitale Wert gleich 001
oder 101 ist, ist der digitale Wert, aus dem die erste Ziffer entfernt
wurde, gleich 01. Demgemäß ist die Phase um T/8
zu verzögern, und daher schaltet die Auswahlschaltung 43 in der
Verzögerungsschaltung 32 der ersten Stufe den Schalter
SW1 aus und den Schalter SW2 ein. Die Aus wahlschaltung 43 schaltet
auch in der Verzögerungsschaltung 32 der zweiten
Stufe den Schalter SW1 ein und den Schalter SW2 aus. Auf diese Weise gibt
die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung die Trägerwelle
mit einer Phase, die um T/8 verzögert ist, aus, wie durch
(2) in 5 gezeigt ist.
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Wenn
der übertragene digitale Wert gleich 001 ist, ist Pt) gleich
0, und daher gibt das Exklusiv-ODER-Glied 42 die Trägerwelle
(2) als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn der übertragene digitale Wert
gleich 101, ist P(t) gleich 1, und daher invertiert das Exklusiv-ODER-Glied 42 die
Trägerwelle (2), um die Trägerwelle (6) zu erhalten,
wie in 5 gezeigt ist, und gibt die Trägerwelle
(6) als die IQ-Welle S(t) aus.
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Wenn
die Phase 2T/8 gesetzt ist, um dem digitalen Wert 10 zu entsprechen,
und der übertragene digitale Wert gleich 010 oder 110 ist,
ist der digitale Wert, aus dem die erste Ziffer entfernt wurde,
gleich 10. Demgemäß ist die Phase um 2T/8 zu verzögern, und
daher schaltet die Auswahlschaltung 43 in der Verzögerungsschaltung 32 der
ersten Stufe des Schalter SW1 ein und den Schalter SW2 aus. Die Auswahlschaltung 43 schaltet
auch in der Verzögerungsschaltung 32 der zweiten
Stufe den Schalter SW1 aus und den Schalter SW2 ein. Auf diese Weise gibt
die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung die Trägerwelle
mit einer Phase, die um 2T/8 verzögert wurde, aus, wie
durch (3) in 5 gezeigt ist.
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Wenn
der übertragene digitale Wert gleich 010 ist, ist P(t)
gleich 0, und daher gibt das Exklusiv-ODER-Glied 42 die
Trägerwelle (3) als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn der übertragene
digitale Wert gleich 110 ist, ist P(t) gleich 1, und daher invertiert
das Exklusiv-ODER-Glied 42 die Trägerwelle (3), um
die Trägerwelle (7) zu erhalten, wie in 5 gezeigt
ist, und gibt diese Trägerwelle (7) als die IQ-Welle S(t)
aus.
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Wenn
die Phase 3T/8 so eingestellt ist, dass sie dem digitalen Wert 11
entspricht, und der übertragene digitale Wert gleich 011
oder 111 ist, ist der digitale Wert aus dem die erste Ziffer entfernt
wurde, gleich 11. Demgemäß ist die Phase um 3T/8
zu verzögern, und daher schaltet die Auswahlschaltung 43 jeweils
in der Verzögerungsschaltung 32 der ersten Stufe
und der Verzögerungsschaltung 32 der zweiten Stufe
den Schalter SW1 ein und den Schalter SW2 aus. Auf diese Weise gibt
die Mehrstufen-Verzögerungspufferschaltung die Trägerwelle
mit einer Phase, die um 3T/8 verzögert wurde, aus, wie
durch (4) in 5 gezeigt ist.
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Wenn
der übertragene digitale Wert gleich 011 ist, ist P(t)
gleich 0, und daher gibt das Exklusiv-ODER-Glied 42 die
Trägerwelle (4) als die IQ-Welle S(t) aus. Wenn der übertragene
digitale Wert gleich 111 ist, ist P(t) gleich 1, und daher invertiert
das Exklusiv-ODER-Glied 42 die Trägerwelle (4), um
die Trägerwelle (8) zu erhalten, wie in 5 gezeigt
ist, und gibt diese Trägerwelle (8) als die IQ-Welle S(t)
aus. Auf diese Weise kann der digitale Modulator 1 die
Phase der von der Trägerwe4llen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen Trägerwelle
modulieren, um dem übertragenen digitalen Wert zu entsprechen.
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8 zeigt
eine andere beispielhafte Konfiguration des digitalen Modulators 1 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Konfigurationen in 8,
die dieselben wie diejenigen in 1 sind, haben dieselben
Bezugszahlen, und nur die unterschiedlichen Punkte werden beschrieben.
Der in 8 gezeigte digitale Modulator 1 ist ein
Beispiel für den digitalen Modulator 1 in 1 mit
einer hinzugefügten Verzögerungsverriegelungs-Schleifenschaltung.
Der digitale Modulator nach 8 ist mit
einer identischen Phasenverzögerungsschaltung 5 und
einer Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 zusätzlich zu
der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2, der variablen
Verzögerungsschaltung 3 und der Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 versehen.
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Die
Verzögerungsschaltung 5 für die identische
Phase verzögert die Trägerwellen mit einer durch
die variable Verzögerungsschaltung 3 verzögerten
Phase derart, dass diese Trägerwelle eine Phase hat, die
identisch mit der Phase der von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen Trägerphase
ist. Die Verzögerungsschaltung 5 für
die identische Phase gibt die so verzögerte Welle zu der Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 aus.
Die Verzögerungsschaltung 5 für die identische
Phase kann einen Verzögerungspuffer 31 enthalten.
-
Die
Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 empfängt die
von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebene
Trägerwelle und die von der Verzögerungsschaltung 5 für
die identische Phase ausgegebene verzögerte Welle. Die
Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 erfasst eine Spannung
auf der Grundlage der Phasendifferenz zwischen der Trägerwelle
und der verzögerten Welle. Die Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 gibt
diese Spannung zu der variablen Verzögerungsschaltung und
der Verzögerungsschaltung 5 für die identische
Phase aus, um die variable Verzögerungsschaltung 3 und
die Verzögerungsschaltung 5 für die identische
Phase auf einen Anfangszustand zurückzusetzen. Mit anderen
Worten, die Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 setzt die
variable Verzögerungsschaltung 3 und die Verzögerungsschaltung 5 für
die identische Phase zurück, um jegliche Differenz zwischen
den Phasen der von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen
Trägerwelle und der von der Verzögerungsschaltung 5 für
die identische Phase ausgegebenen verzögerten Welle zu
eliminieren.
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Die
Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 ist mit einer Ladungspumpe
und einem Schleifenfilter in einer Kathodenverbindung versehen.
Die Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 gibt die erfasste
Spannung zu der Ladungspumpe aus. Die von dem Schleifenfilter ausgegebene
Spannung kann zu der variablen Verzögerungsschaltung 3 und
der Verzögerungsschaltung 5 für die identische
Phase geliefert werden.
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Wenn
die Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2, die variable
Verzögerungsschaltung 3 und die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 des
in 8 gezeigten digitalen Modulators 1 dieselbe
Konfiguration wie die Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2,
die variable Verzögerungsschaltung 3 und die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4,
die in den 2 und 3 gezeigt
sind, haben, kann die Trägerwelle, die durch alle Verzögerungspuffer 31 in
der variablen Verzögerungsschaltung 3 verzögert
wurden, in die Verzögerungsschaltung 5 für
die identische Phase eingegeben werden, und die IQ-Welle S(t) kann
auch in die Verzögerungsschaltung 5 für
die identische Phase eingegeben werden.
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Die
Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 gibt die erfasste Spannung
zu jedem Verzögerungspuffer 31 in der variablen
Verzögerungsschaltung 3 und jeden Verzögerungspuffer 31 in
der Verzögerungsschaltung 5 für die identische
Phase aus, wodurch die Verzögerungspuffer 31 zurückgesetzt
werden. Auf diese Weise kann die Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 die
Verzögerungsbeträge der Verzögerungspuffer 31 genau
einstellen.
-
Wenn
die Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2, die variable
Verzögerungsschaltung 3 und die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 des
in 8 gezeigten digitalen Modulators 1 dieselbe
Konfiguration wie die Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2,
die variable Verzögerungsschaltung 3 und die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4,
die in den 6 und 7 gezeigt
sind, haben, kann die Trägerwelle, die durch die variable
Verzögerungsschaltung 3, wenn jede Verzögerungsschaltung 32 in
der variablen Verzögerungsschaltung 3 den Schalter
SW1 eingeschaltet und den Schalter SW2 ausgeschaltet hat, verzögert
wurde, zu der Verzögerungsschaltung 5 für die
identische Phase ausgegeben werden. Die IQ-Welle S(t) kann in die
Verzögerungsschaltung 5 für die identische
Phase eingegeben werden.
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Die
Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 gibt die erfasste Spannung
zu der Verzögerungsschaltung 32 in jedem Verzögerungspuffer 31 in
der variablen Verzögerungsschaltung 3 und zu jedem Verzögerungspuffer 31 in
der Verzögerungsschaltung 5 für die identische
Phase aus, wodurch die Verzögerungspuffer 31 zurückgesetzt
werden. Auf diese Weise kann die Phasendifferenz-Ausgabeschaltung 6 die
Verzögerungsbeträge der Verzögerungspuffer 31 genau
einstellen.
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9 zeigt
eine andere beispielhafte Konfiguration des digitalen Modulators 1 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Konfigurationen in 9,
die dieselben wie diejenigen in 1 sind, haben
dieselben Bezugszahlen, und nur unterschiedliche Punkte werden beschrieben.
Der in 9 gezeigte digitale Modulator 1 ist mit
einer Amplitudenmodulationsschaltung 7 und einem Codierer 8 zusätzlich
zu der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2, der variablen
Verzögerungsschaltung 3 und der Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 versehen.
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Der
Codierer 8 codiert den übertragenen digitalen
Wert mit Verzögerungssteuerdaten oder Amplitudensteuerdaten
zum Steuern der Phase und der Amplitude, um dem übertragenen
digitalen Wert zu entsprechen. Die Verzögerungssteuerdaten
steuern den durch die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 eingestellten
Verzögerungsbetrag. Die Amplitudensteuerdaten steuern die
Amplitude der Modulation durch die Amplitudenmodulationsschaltung 7.
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Die
Amplitudenmodulationsschaltung 7 ändert die Amplitude
der von der variablen Verzögerungsschaltung 3 ausgegebenen
Trägerwelle. Die Amplitudenmodulationsschaltung 7 kann
ein Verstärker sein. Die Amplitudenmodulationsschaltung 7 moduliert
die Amplitude der eingegebenen Trägerwelle auf der Grundlage
der von dem Codierer 8 codierten Verzögerungssteuerdaten.
Die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 stellt
den Verzögerungsbetrag der variablen Verzögerungsschaltung 3 auf
der Grundlage der von dem Codierer 8 codierten Verzögerungssteuerdaten
ein.
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10 zeigt
eine andere beispielhafte digitale Schaltung, die eine detaillierte
Konfiguration des digitalen Modulators 1 nach 9 beschreibt. 10 stellt
eine digitale Schaltung dar, die ein M-APSK-Modulator ist, wobei
M = 8 ist. Die Konfigurationen in 10, die
identisch mit denjenigen in 2 sind,
haben dieselben Bezugszahlen, und nur die unterschiedlichen Punkte
werden beschrieben.
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Die
Amplitudenmodulationsschaltung 7, die die Amplitudenmodulationsschaltung
ist, moduliert die Amplitude der von dem Multiplexierer 41 ausgegebenen
Trägerwelle und gibt die so modulierte Trägerwelle
als die IQ-Welle S(t) aus. Hier multipliziert die Amplitudenmodulationsschaltung 7 die
Amplitude mit einem Faktor 1 oder 2.
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Der
Codierer 8 codiert die übertragenen digitalen
Daten mit den Verzögerungssteuerdaten, die durch θ(t)
dargestellt sind, und den Amplitudensteuerdaten derart, dass der
Verzögerungsbetrag und die Amplitude dem übertragenen
digitalen Wert entsprechen. Der Codierer 8 gibt dann die
Verzögerungssteuerdaten zu dem Multiplexierer 41 aus
und gibt die Amplitudenmodulationsdaten zu der Amplitudenmodulationsschaltung 7 aus.
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11 zeigt
Trägerwellen, die als die IQ-Welle S(t) von der in 10 gezeigten
digitalen Schaltung ausgegeben werden. In 11 ist
die Phase der Trägerwelle (2) in Bezug auf die Phase der Trägerwelle
(1) um t1 – t0,
was gleich T/4 ist, verzögert. Die Phase der Trägerwelle
(3) ist in Beziehung zu der Phase der Trägerwelle (1) um
t2 – t0,
was gleich 2T/4 ist, verzögert. Die Phase der Trägerwelle (4)
ist in Beziehung zu der Phase der Trägerwelle (1) um t3 – t0,
was gleich 3T/4 ist, verzögert.
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11 zeigt
weiterhin, dass die Trägerwelle (5) in 5 dieselbe
Phase wie die Trägerwelle (1) in 11, aber
eine unterschiedliche Amplitude hat. Genauer gesagt, die Trägerwelle
(1) in 11 hat die doppelte Amplitude
der Trägerwelle (5) in 5. Die Trägerwelle
(6) in 5 hat dieselbe Phase wie die Trägerwelle
(2) in 11, aber eine unterschiedliche Amplitude.
Insbesondere hat die Trägerwelle (2) in 11 die
doppelte Amplitude der Trägerwelle (6) in 5.
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Weiterhin
hat die Trägerwelle (7) in 5 dieselbe
Phase wie die Trägerwelle (3) in 11, aber
eine unterschiedliche Amplitude. Genauer gesagt, die Trägerwelle
(3) in 11 hat die doppelte Amplitude
der Trägerwelle (7) in 5. Die Trägerwelle
(8) in 5 hat dieselbe Phase wie die Trägerwelle
(4) in 11, aber hat eine unterschiedliche Amplitude.
Genauer gesagt, hat die Trägerwelle (4) in 11 die
doppelte Amplitude der Trägerwelle (8) in 5.
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Auf
diese Weise kann die in 10 gezeigte digitale
Schaltung acht Trägerwellen erzeugen, wodurch der digitalen
Schaltung ermöglicht wird, ein digitales 3-Bit-Signal zu
modulieren. Insbesondere können die digitalen Werte 000,
001, 010, 011, 100, 101, 110 und 111 jeweils mit acht Trägerwellen,
die unterschiedliche Phasen und Amplituden haben, assoziiert werden.
Daher kann der digitale Modulator 1 die Phase und die Amplitude
der von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen
Trägerwelle modulieren, um dem übertragenen digitalen
Signal zu entsprechen.
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Die
variable Verzögerungsschaltung 3 und die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 des
digitalen Modulators 1 sind nicht auf die in 10 gezeigte digitale
Schaltung beschränkt und können auch irgendeine
der in den 4, 6 und 7 gezeigten
digitalen Schaltungen sein.
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Ein
QAM-Modulator, der ein Typ von PSK-Modulator ist, kann verwendet
werden, um die Amplitude und die Phase zu modulieren, damit sie den übertragenen
digitalen Werten entsprechen. 12 zeigt
ein Signal-Raum-Diagramm eines M-QAM, wobei M gleich 16 ist, in
welchem die digital modulierten Datensignalpunkte in der IQ-Ebene
ausgedrückt sind. Die in dem Diagramm in 12 aufgezeichneten
Signalpunkte entsprechen jeweils einem digitalen Wert. Der digitale
Modulator 1 kann die Phase und die Amplitude der Trägerwelle
so modulieren, dass sie der Phase und der Amplitude der mit den
digitalen Werten assoziierten Signalpunkte entsprechen.
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Wenn
beispielsweise die Amplitude eines durch die Signalpunkte entsprechend
den digitalen Werten 0000, 0001, 0010 und 0111 hindurchgehenden
Kreises dieselbe ist wie die Amplitude der von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen
Trägerwelle, und der übertragene digitale Wert gleich
0001 ist, sollte die Phase der von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen
Trägerwelle um 3π/4 verzögert werden
und die Amplitude sollte unverändert bleiben. Wenn die
Amplitude eines durch die Signalpunkte entsprechend den digitalen Werten
1100, 1101, 1110 und 1111 hindurchgehenden Kreises das Doppelte
der Amplitude der von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen Trägerwelle
ist und der übertragene digitale Wert gleich 1111 ist,
sollte die Phase der von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 ausgegebenen
Trägerwelle um 7π/4 verzögert werden
und die Amplitude sollte verdoppelt werden.
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13 zeigt
eine beispielhafte Konfiguration eines digitalen Transceiversystems
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Die Konfigurationen in 13, die mit denjenigen in 1 identisch
sind, haben dieselben Bezugszahlen, und nur unterschiedliche Punkte
werden beschrieben.
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Das
Transceiversystem nach 13 ist mit dem digitalen Modulator 1 und
einem Demodulator 10 versehen. Der digitale Modulator 1 hat
dieselbe Konfiguration wie in 1 gezeigt,
und er hat dieselben Bezugszahlen. Der digitale Modulator 1 in 13 kann
auch der in 8 gezeigte digitale Modulator 1 oder
der in 9 gezeigte digitale Modulator 1 sein.
Der Demodulator 10 ist mit einer Bezugswellen-Ausgabeschaltung 11,
einer Phasenerfassungsschaltung 12 und einem A/D-Wandler 13 versehen.
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Die
Bezugswellen-Ausgabeschaltung 11 gibt eine Bezugswelle
aus. Die Bezugswellen-Ausgabeschaltung 11 kann ein Oszillator
sein, der ein Taktsignal ausgibt. Die Bezugswellen-Ausgabeschaltung 11 gibt
die Bezugswelle zu der Phasenerfassungsschaltung 12 aus.
Hier gibt die Bezugswellen-Ausgabeschaltung 11 eine Welle
mit einer Wellenform, die identisch mit der der von der Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 des
digitalen Modulators ausgegebenen Trägerwelle ist, aus.
Eine ”identische Wellenform” bezieht sich auf
eine Wellenform, die dieselbe Phase und Amplitude hat.
-
Die
Phasenerfassungsschaltung 12 erfasst die Amplitudendifferenz
und die Phasendifferenz zwischen der Bezugswelle und der von dem
digitalen Modulator 1 gesendeten IQ-Welle S(t). Die Phasenerfassungsschaltung 12 gibt
eine Spannung gemäß der erfassten Ampli tudendifferenz
und Phasendifferenz zu dem A/D-Wandler 13 aus.
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Der
A/D-Wandler 13 wandelt die empfangene Spannung in ein digitales
Signal um. Hier führt der A/D-Wandler 13 die digitale
Umwandlung auf der Grundlage der Phase und der Amplitude, die jedem digitalen
Wert durch den digitalen Modulator 1 zugewiesen sind, um.
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Wenn
beispielsweise die Phase 2π/2 mit dem digitalen Wert 10
assoziiert ist und die von der Phasenerfassungsschaltung 12 erfasste
Phasendifferenz gleich 2π/2 ist, wandelt der A/D-Wandler 13 die
Trägerwelle auf der Grundlage der Spannung entsprechend
der erfassten Phasendifferenz in den digitalen Wert 10 um. Auf diese
Weise kann der digitale Modulator 1 die digital modulierte
Trägerwelle demodulieren, so dass sie ein digitaler Wert
ist. In dem vorbeschriebenen digitalen Modulator 1 ändert
sich die Phase der Trägerwelle in erwünschter
Weise nach jeweils mehreren Impulsen wie beispielsweise jeweils 10
oder 20 Impulsen, anstatt sich nach jedem einzelnen Impuls zu ändern.
Hierdurch ist es einfach, die Phase der digital modulierten Trägerwelle
in dem Demodulator zu lesen. Ein Bandpassfilter kann an dem Ausgang
des vorbeschriebenen digitalen Modulators 1 vorgesehen
sein. Das Bandpassfilter kann die harmonischen Komponenten der IQ-Welle
S(t) abschneiden. Insbesondere, wenn ausgegebene Trägerwelle
eine unterschiedliche Frequenz in mehreren Kanälen hat,
besteht das Problem, dass sich Frequenzen in verschiedenen Kanälen überlappen,
aber das Bandpassfilter kann den Überlappungsbereich verkleinern.
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14 zeigt
eine beispielhafte Konfiguration einer Prüfvorrichtung 100 gemäß dem
vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel. Die Prüfvorrichtung 100 ist
mit einer Steuerschaltung 101, einer Takterzeugungsschaltung 102,
einer Mustererzeugungsschaltung 103, einer Formatsteuervorrichtung 104,
einer Stiftelektronik 105, einer Mustervergleichsschaltung 106 und
einer Ergebnisspeicherschaltung 107 versehen. Eine DUT 110 stellt
eine geprüfte Vorrichtung dar.
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Die
Takterzeugungsschaltung 102 wird durch die Steuerschaltung 101 so
gesteuert, dass sie einen Taktimpuls zum Bestimmen der Zeitpunkte
der ansteigenden Flanken und der abfallenden Flanken eines Prüfsignals
erzeugt. Die Takterzeugungsschaltung 102 gibt die erzeugten
Taktimpulse zu der Formatsteuervorrichtung 104 aus. Die
Takterzeugungsschaltung 102 gibt ein Abtastsignal zu der
Mustervergleichsschaltung 106 aus.
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Die
Mustererzeugungsschaltung 103 wird von der Steuerschaltung 101 so
gesteuert, dass sie ein Mustersignal ausgibt, das als die Basis
für das vorgeschriebene, zu der DUT 110 gelieferte
Prüfsignal dient, und dieses Mustersignal zu der Formatsteuervorrichtung
ausgibt. Die Mustererzeugungsschaltung 103 gibt einen erwarteten
Wert des Prüfsignals zum Messen der DUT 110 zu
der Mustervergleichsschaltung 106 aus.
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Die
Formatsteuervorrichtung 104 formt das von der Mustererzeugungsschaltung 103 ausgegebene
Mustersignal auf der Grundlage der Flanken der von der Takterzeugungsschaltung 102 ausgegebenen
Taktimpulse in das Prüfsignal mit der vorgeschriebenen
Wellenform. Die Formatsteuervorrichtung 104 ist mit einer
variablen Phasenschaltung 1041 versehen. Die variable Phasenschaltung 1041 verzögert
das Prüfsignal auf der Grundlage des von der Takterzeugungsschaltung 102 erzeugten
Taktsignals. Die variable Phasenschaltung 1041 gibt das verzögerte
Prüfsignal zu der Stiftelektronik 105 aus.
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Die
Stiftelektronik 105 gibt die durch die Formatsteuervorrichtung 104 geformte
Wellenform in die DUT 110 ein. Die Stiftelektronik 105 erfasst
die von der DUT 110 als Antwort auf die eingegebene Wellenform
ausgegebene Signalwellenform.
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Die
Mustervergleichsschaltung 106 vergleicht den erwarteten
Wert mit der von der Stiftelektronik 105 erfassten Signalwellenform.
Die Mustererzeugungsschaltung 106 führt diesen
Vergleich auf der Grundlage der Zeitpunkte des Abtastsignals durch.
Die Ergebnisspeicherschaltung 107 speichert das Vergleichsergebnis
der Mustervergleichsschaltung 106.
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Die
Prüfvorrichtung 100 kann als der digitale Modulator 1 arbeiten.
Beispielsweise können die Takterzeugungsschaltung 102,
die Mustererzeugungsschaltung 103 und die Formatsteuervorrichtung 104 als
die Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 des digitalen
Modulators 1 arbeiten, um das Prüfsignal zu formen.
Die variable Phasenschaltung 1041 kann als die variable
Verzögerungsschaltung 3 des digitalen Modulators 1 verwendet
werden. Die Formatsteuervorrichtung 104 kann als die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung
arbeiten. Das von diesem digitalen Modulator 1 verzögerte
Prüfsignal wird zu der DUT 110 ausgegeben.
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Die
variable Verzögerungsschaltung 3 und die Verzögerungsbetrags-Einstellschaltung 4 können an
dem Ausgangsende der Formatsteuervorrichtung 104 vorgesehen
sein, um zu bewirken, dass die Takterzeugungsschaltung 102,
die Mustererzeugungsschaltung 103 und die Formatsteuervorrichtung
als die Trägerwellen-Ausgabeschaltung 2 arbeiten.
Das von diesem digitalen Modulator 1 verzögerte
Prüfsignal wird zu der DUT 110 ausgegeben.
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Während
die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben
wurden, ist der technische Bereich der Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist für
den Fachmann augenscheinlich, dass verschiedene Änderungen
und Verbesserungen zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen
hinzugefügt werden können. Es ist auch anhand
des Bereichs der Ansprüche augenscheinlich, dass die Ausführungsbeispiele,
denen derartige Änderungen oder Verbesserungen hinzugefügt
sind, in den technischen Bereich der Erfindung einbezogen werden
können.
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Wie
aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, kann durch Verwendung der
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein digitaler
Modulator realisiert werden, der eine digitale Modulation mit verringerter
Implementierungsfläche und verringertem Energieverbrauch
realisiert werden kann, da der digitale Modulator als eine digitale
Schaltung ausgebildet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-274243 [0002, 0002]