DE69925338T2

DE69925338T2 - Verfahren und Einrichtung zur ASK-Modulation

Info

Publication number: DE69925338T2
Application number: DE69925338T
Authority: DE
Inventors: Kazumi Shiikuma; Toyosaka Yamasaki
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2019-07-29
Also published as: CA2279065A1; EP0977408A3; JP3362672B2; US6792050B1; EP0977408A2; EP0977408B1; SG80637A1; JP2000049874A; DE69925338D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein ASK- (Amplitudenverschiebetastung)-Modulationsgerät, insbesondere ein ASK-Modulationsgerät und -verfahren für einen Mobilanschluss, das für ein Mikrowellenband mit reduzierter unbeabsichtigter Strahlung und verbessertem Ein/Aus-Verhältnis verwendet wird.
In letzter Zeit wird in dem Datenübermittlungssystem, das ein Mikrowellenband-Funksignal für Hochgeschwindigkeits-Duplexdatenübermittlung zwischen einer Hauptstation und einer Anzahl kleiner Mobilanschlüsse verwendet, insbesondere aufgrund von kleiner Größe und niedrigem Energieverbrauch ein binäres ASK-Modulationssystem als Modulationssystem in dem Mobilanschluss verwendet.
In einem solchen Datenübermittlungssystem werden Daten zwischen der Hauptstation und Mobilanschlüssen durch Verwendung von zwei oder mehr ASK-modulierten Kanälen in dem nichtarbeitenden Abschnitt mit einem bestimmten Frequenzintervall übermittelt.
Wenn ein wie in 18A gezeigter rechteckiger Puls als ein Modulationspuls in einem allgemeinen ASK-Modulator verwendet wird, besteht das Frequenzspektrum eines wie in 18B gezeigten Übertragungssignals darin, dass ein rechteckiger Puls (Modulationswelle) als Fourier-Reihe entwickelt wird.
Dieses Frequenzspektrum umfasst jedoch eine höhere harmonische Komponente mit ungeradem hohem Pegel zusätzlich zu einer Modulationskomponente, die für Datenübertragung benötigt wird. Diese höhere harmonische Komponente wirft ein Problem der gegenseitigen Störung benachbarter Kanäle mit anderen Kommunikationskanälen oder des Versagens auf, die durch das Funkgesetz definierte besetzte Frequenzbandbreite zu erfüllen.
Andererseits wird die binäre ASK-modulierte Welle durch Ein-/Ausschalten einer Trägerwelle erhalten, wenn jedoch ein Trägerleck groß ist, während der Träger ausgeschaltet ist, kann die Trägerdetektionsschaltung des Demodulators in der Empfängerseite der Hauptstation eine Fehlerfunktion aufweisen, und das Trägerleck muss ausreichend reduziert werden.
Es ist ein Verfahren zum Reduzieren von unbeabsichtigter Außerbandstrahlung aufgrund der höheren harmonischen Komponente und Trägerleckleistung vorgeschlagen worden.
Zum Beispiel offenbart zum Reduzieren der höheren harmonischen Komponente das JP-A-Nr. 167645/1992 ein Verfahren zum Anlegen eines Modulationspulses mit rechteckiger Welle an einen ASK-Modulator durch eine Integrationsschaltung, die aus einem Widerstand und einem Kondensator besteht.
19 ist ein Blockdiagramm, das die in dem oben genannten Dokument genannte ASK-Modulationsschaltung zeigt.
Ein Datensignal wird an die Basis eines Transistors 403 durch einen Basiswiderstand 407 über eine Integrationsschaltung 404 angelegt, die aus einem Widerstand 405 und einem Kondensator 406 besteht. Der Kollektor des Transistors 403 ist an eine Übertragungsleitung 402 angeschlossen, die die Ausgabe eines Trägersignalgenerators 401 eingibt.
Wenn das Datensignal durch die Integrationsschaltung 404 angelegt wird, wird ein glattmodulierter Puls zum Reduzieren des unnötigen Pegels der höheren harmonischen Komponente erzeugt.
Das Verfahren des oben genannten Dokuments reduziert die höhere harmonische Komponente um ein bestimmtes Ausmaß, aber eine gewünschte Charakteristik kann nicht in dem Datenübermittlungssystem erhalten werden, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Die Ursachen sind wie folgt beschrieben.
20 zeigt die primären erforderlichen Charakteristiken des ASK-Modulationsgeräts, das in dem Datenübermittlungssystem der vorliegenden Erfindung angenommen wird. In 20 ist eine Trägerfrequenz 5 GHz und eine Datenmodulationsrate beträgt 2 Mbps. Das vorliegende Modulationsgerät führt binäre ASK-Modulation unter dieser Bedingung durch. Wenn der angrenzende Kanal bei 10 MHz von der Mittelfrequenz (6 GHz) entfernt zugewiesen wird, muss das D/U-Verhältnis der maximalen Leistung (nichtmodulierte Trägerleistung) zu der Leckleistung des angrenzenden Kanals (im Folgenden als D/U-Verhältnis bezeichnet) 40 dB oder höher sein, abhängig von der Bedingung, nicht die Codefehlerrate beim Übertragen von Daten durch den angrenzenden Kanal zu verschlechtern.
Das Ein/Aus-Verhältnis der maximalen Leistung, wenn der Träger ausgeschaltet ist, (nichtmodulierte Trägerleistung) zu der Trägerleckleistung (im Folgenden einfach als ein EIN/AUS-Verhältnis bezeichnet) muss 20 dB oder höher sein.
Ferner muss eine 99% belegte Frequenzbandbreite (im Folgenden als eine belegte Bandbreite bezeichnet) strenge 8 MHzp-p oder niedriger erfüllen, das heißt viermal 2 Mbps.
Bei Verwendung der ASK-Modulationsschaltung mit der in dem obigen Patent beschriebenen primären Integrationsschaltung ist es theoretisch unmöglich, das D/U-Verhältnis von 40 dB oder höher zu erhalten, während die belegte Bandbreite erfüllt wird.
Außerdem ist es auch unmöglich, das benötigte Ein/Aus-Verhältnis zu erfüllen, da eine Hochfrequenzkomponente zum Ausgang durch die Übertragungsleitung leckt, selbst wenn der Träger ausgeschaltet ist. Dies ist das gleiche, selbst wenn die Integrationsschaltung durch ein sekundäres einfaches Tiefpassfilter ersetzt wird.
Bei der primären oder sekundären einfachen Integrationsschaltung ändert sich für ein stufenartiges Eingangssignals, wie zum Beispiel ein Digitalsignal, die Antwortsignalform auf der Zeitachse für das Ausgangssignal schnell, sie versagt, das Signal vollständig zu glätten, dämpft die Hochfrequenzkomponente eines Basisbandsignals und liefert keinen Effekt zum Begrenzen des Frequenzbands. Da ferner die Eingangsimpedanz des Bandbegrenzungsfilters nicht über einen breiten Frequenzbereich konstant ist, hat sie die Tendenz, Überschwingen, Overshoot und Signalformstöreffekte gegen ein Basisbandsignal wie ein Digitalsignal zu verursachen, das eine Hochfrequenzkomponente einschließt. Diese wird unnötig das belegte Frequenzband erweitern. Daher kann die gewünschte Charakteristik nicht erhalten werden.
Als ein Verfahren zum Reduzieren der unnötigen Außerbandstrahlung aufgrund der höheren harmonischen Komponente wird ein Digitalfilter verwendet, da dieses hervorragend hinsichtlich der Bandbegrenzungscharakteristik ist und es relativ einfach ist, Daten zu ändern.
Bei dem einen Digitalfilter verwendenden ASK-Modulationsgerät wird die Charakteristik der höheren harmonischen Außerbandkomponente erfüllt, es werden jedoch ein D/A-Wandler und ein Speicher zum Speichern von Daten benötigt, um die erforderliche Störcharakteristik zu erfüllen, und daher wird die Kompaktheit als ein Mobilanschluss nicht realisiert, und die Anforderung von batteriegetriebenem niedrigem Energieverbrauch wird nicht erreicht werden.
Die US-A-3794920 offenbart einen Codetastungssender, bei dem ein Modulierungssignal umgeformt wird, um die oberwellenerzeugenden Anteile von diesem vor der Modulation einer Trägerwelle zu entfernen. Der Codesender umfasst eine elektronische Umstellschaltung und eine Reihen-LC-Resonsanzschaltung zum Umwandeln der Anstiegsflanke des Rechteckwellen-Eingangssignals in einen halben Zyklus einer Kosinuswelle und zum Umwandeln der Abfallflanke des Rechteckwellen-Eingangssignals in einen anderen halben Zyklus der Kosinuswelle, und sie verwendet eine Modulationsschaltung zum Variieren der Trägerwelle in Übereinstimmung mit den umgewandelten Kosinuswellen. Der Anteil der Antwortsignalform, der der Anstiegszeit eines stufenartigen Datensignals entspricht, ändert sich scharf in Bezug auf die Zeitachse.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Mikrowellenband-ASK-Modulationsgeräts und -Verfahrens, das Kompaktheit, niedrigen Energieverbrauch und erforderliche Modulationscharakteristiken wie zum Beispiel D/U-Verhältnis, belegte Bandbreite und Ein/Aus-Verhältnis durch Verwendung eines passiven Elements und nicht durch Verwendung einer großen komplexen Schaltung wie zum Beispiel eines Digitalfilters erfüllt.
Diese Aufgabe wird durch ein Gerät gelöst, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist, und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 16; die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf Weiterentwicklungen der Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Diese und andere Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und Zeichnungen deutlicher werden, in denen:
1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform des ASK-Modulationsgeräts der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Konfiguration der Basisschaltung 20 zeigt, die die Bandbegrenzungsschaltung 1 bildet;
3 eine Konfiguration der 2-stufigen Schaltung 30 zeigt, die die Bandbegrenzungsschaltung 1 bildet;
4 eine Konfiguration der N-stufigen Schaltung zeigt, die die Bandbegrenzungsschaltung 1 bildet;
5 eine Schrittantwortsignalform für jeden Fall zeigt, wenn die Bandbegrenzungsschaltung 1 in einer 1-stufigen Schaltung, einer 2-stufigen Schaltung, einer 3-stufigen Schaltung und einer 4-stufigen Schaltung vorliegt;
6 ein Ablaufdiagramm ist, das das Verfahren zum Bestimmen der Anzahl von Stufen und einer Konstanten der Bandbegrenzungsschaltung 1 zeigt;
7 ein Beispiel der Schaltungskonfiguration einer Treiberschaltung 2 zeigt;
8 ein Beispiel der Schaltungskonfiguration einer ASK-Modulationsschaltung 3 zeigt;
9 ein Beispiel der Schaltungskonfiguration des ASK-Modulationsgeräts der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 die Signalformen jedes Teils des in 9 gezeigten ASK-Modulationsgeräts zeigt;
11 die Modulationscharakteristiken des in 9 gezeigten ASK-Modulationsgeräts vergleicht, wobei das ASK-Modulationsgerät keine Bandbegrenzungsschaltung aufweist und das ASK-Modulationsgerät eine Integrationsschaltung enthält;
12 eine Schaltungskonfiguration der zweiten Ausführungsform des ASK-Modulationsgeräts zeigt;
13 eine Schaltungskonfiguration einer anderen Ausführungsform der Treiberschaltung 2 zeigt;
14 eine Schaltungskonfiguration einer anderen Ausführungsform der Treiberschaltung 2 zeigt;
15 eine Schaltungskonfiguration einer anderen Ausführungsform der Treiberschaltung 2 zeigt;
16 eine Schaltungskonfiguration einer anderen Ausführungsform der ASK-Modulationsschaltung 3 zeigt;
17 eine Schaltungskonfiguration einer anderen Ausführungsform der ASK-Modulationsschaltung 3 zeigt;
18A und 18B die Frequenzspektren des ASK-Modulationspulses und der ASK-Modulationswelle zeigen;
19 eine Schaltungskonfiguration des Standes der Technik zeigt; und
20 die für die vorliegende Erfindung geforderte ASK-Modulationscharakteristik zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll beschrieben werden.
1 ist ein Blockdiagramm des die vorliegende Erfindung darstellenden ASK-Modulationsgeräts.
Die Bezugsziffer 1 bezeichnet eine Bandbegrenzungsschaltung. Die Bandbegrenzungsschaltung 1 ist ein Schaltung konstanter Impedanz, die ein passives Element umfasst und eine konstante Eingangsimpedanz unabhängig von der Frequenz des Eingangssignals aufweist. Die Bandbegrenzungsschaltung 1 gibt ein Hochgeschwindigkeits-Datensignal mit einer rechteckigen Pulswelle ein und glättet den rechteckigen Puls (Daten) gegenüber der Antwort auf der Zeitachse, wodurch das Frequenzband begrenzt wird.
Die Bezugsziffer 2 bezeichnet eine Treiberschaltung. Die Treiberschaltung 2 wirkt als Pufferverstärker mit einer Spannungsverstärkung von 1 zwischen der Bandbegrenzungsschaltung und einer später beschriebenen ASK-Modulationsschaltung 3. Deshalb ist die von der Treiberschaltung 2 ausgegebene Spannungssignalform die gleiche wie die Ausgangsspannungswellenform der Bandbegrenzungsschaltung 1.
Die Bezugsziffer 3 bezeichnet eine ASK-Modulationsschaltung. Die ASK-Modulationsschaltung 3 umfasst einen Hochfrequenzverstärker, der aufgrund der Ausgabe (Modulationssignal) von der Treiberschaltung 2 betrieben wird. Der Hochfrequenzverstärker geht in den Betriebsbereich, wenn der rechteckige Puls eines Eingangssignals auf dem Logikpegel "1" ist, und verstärkt den Mikrowellenbandträger. Wenn andererseits der rechteckige Puls auf dem Logikpegel "0" ist, geht er in den abgeschalteten Zustand und schaltet den Trägerausgang ab. Infolgedessen führt die ASK-Modulationsschaltung 3 binäre ASK-Modulation basierend auf der Ausgabe (Modulationssignal) von der Treiberschaltung 2 aus und eine gewünschte ASK-modulierte Welle kann erzeugt werden.
Wie der obigen Konfiguration zu entnehmen ist, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie die Bandbegrenzungsschaltung 1 zum Steuern der Zeitachsenantwort für das Basisbandsignal der rechteckigen Signalform zwischen einer Basisbandsignaleingabe eines rechteckigen Pulses und der ASK-Modulationsschaltung 3 enthält, die einen Hochfrequenzverstärker aufweist, und der Hochfrequenzverstärkerbasierend auf dem Ausgangssignal von der Bandbegrenzungsschaltung 1 ein/ausgeschaltet wird, wodurch binäre ASK-Modulation ausgeführt wird.
Die Schaltungen der obigen Ausführungsform sind im Folgenden detailliert beschrieben.
Zuerst soll der Betrieb der Basisschaltung 20 erklärt werden, die die Bandbegrenzungsschaltung 1 bildet. Die Basisschaltung 20 wird zur bequemeren Beschreibung als 1-stufige Schaltung bezeichnet.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Basisschaltung 20 einen Widerstand 21, einen Widerstand 22, eine Spule 23 und einen Kondensator 24.
Die Spule 23 ist zwischen dem Eingangsanschluss 25 und dem Ausgangsanschluss 26 angeschlossen. Die den Widerstand 21 und Kondensator 24 umfassende Reihenschal tung sowie der Widerstand 22 sind jeweils an beiden Enden der Spule 23 angeschlossen. Die anderen Enden der Reihenshaltung und des Widerstands 22 sind jeweils geerdet.
In der wie oben konfigurierten Basisschaltung 20 wird bei Annahme der Schaltungskonstanten für die Widerstände 21 und 22 als R, der Schaltungskonstanten für die Spule 23 als L und der Schaltungskonstanten für den Kondensator 24 als C die Eingangsimpedanz Z_in(s) des Basisschaltung 20 durch die folgende Formel 1 berechnet.
wobei, s = jω. Die mit dem Ausgangsanschluss 26 verbundene Impedanz wird als viel größer als der Wert von R angenommen.
Durch Einstellen jeder Schaltungskonstante zum Erfüllen der Formel 2: L = CR2 Formel 2kann die folgende Formel 3 erhalten werden. Zin(s) = R Formel 3
Die Eingangsimpedanz Z_in(s) wird unabhängig von der Frequenz konstant, und nur die Widerstandskomponente R bleibt.
Der mit dem Ausgangsanschluss 26 verbundene Widerstand 22 kann durch eine an die Ausgangsseite angeschlossene Last ersetzt werden, aber der Wert dieser Last muss der gleiche wie der Wert des Widerstands 21 sein.
Die anderen Schaltungen als die Bandbegrenzungsschaltung 1 sind im folgenden beschrieben.
3 zeigt die Konfiguration der anderen Schaltungen als die Bandbegrenzungsschaltung 1.
Die Schaltung 30 in 3 umfasst eine andere Basisschaltung 20, die mit dem Ausgangsanschluss 26 der Basisschaltung 20 anstelle des Widerstands 22 verbunden ist. Die Basisschaltungen sind in Reihe wie in 3 gezeigt geschaltet. Diese Schaltung 30 wird zur bequemen Beschreibung als eine 2-stufige Schaltung bezeichnet.
Die Impedanz Z_in(s) betrachtet von dem Eingangsanschluss der 2-stufigen Schaltung 30 wird durch die folgende Formel 4 ausgedrückt:
Durch Einstellen der Schaltungskonstanten zum Erfüllen der folgenden Formel 2, wie im Fall der Basisschaltung 20: L = CR2 Formel 2kann die folgende Formel 3 erhalten werden. Zin(s) = R Formel 3
Die Eingangsimpedanz Z_in(s) wird unabhängig von der Frequenz konstant, und nur die Widerstandskomponente R bleibt.
Oben sind die 1-stufigen und 2-stufigen Schaltungen der Ausführungsform beschrieben worden. Die Schaltung kann weiter bis zur n-stufigen Schaltung der Bandbegrenzungsschaltung 1 erweitert werden, wie in 4 gezeigt ist. Ferner kann in diesem Fall durch Einstellen der Schaltungskonstanten zum Erfüllen der Formel 2, wie im Fall der 1-stufigen und 2-stufigen Schaltungen. L = CR2 Formel 2die folgende Formel 3 erhalten werden. Zin(s) = R Formel 3
Im Folgenden soll die Zeitachsenreaktion nach Eingabe des Digitalsignals in die 1-stufige Schaltung 20 und die 2-stufige Schaltung 30 der Bandbegrenzungsschaltung 1 der vorliegenden Ausführungsform erklärt werden.
Zum Vereinfachung der Beschreibung wird als ein typisches Digitalsignal ein Signal mit der Zeit t = 0 und einer Amplitude von V_in Volt als Eingangssignal angenommen. Das Ergebnis für ein allgemeines Digitalsignal kann auch einfach von dem folgenden Beispiel erweitert werden, daher soll eine detaillierte Beschreibung weggelassen werden.
Wenn die Ausgangsspannung der 1-stufigen Schaltung 20 als V_out(t) angenommen wird, wird sie durch die folgende Formel 5 berechnet.
t(0
Wenn die Ausgangsspannung der 2-stufigen Schaltung 30 als V_out(t) angenommen wird, wird sie durch die folgende Formel 6 berechnet:
Wenn die Schaltung weiter erweitert wird, wird die Ausgangsspannung V_out(t) der n-stufigen Bandbegrenzungsschaltung (wobei n eine natürliche Zahl ist) durch die folgende Formel 7 ausgedrückt:
Wenn die Formeln 5, 6 und 7 differenziert werden und die Steigung der Tangenten V_out(t) zu dem Stufeneingangssignal V_in zum Zeitpunkt t = 0 berechnet wird, wird die folgende Formel 8 für die 1-stufige Basisschaltung 20 aufgestellt.
Für die 2- oder mehrstufige Schaltung wird die folgende Formel 9 wird folgt werden.
Wenn die Anzahl von Schaltungsstufen auf 2 oder mehr erhöht wird, kann daher, obwohl sich das Eingangssignal diskontinuierlich (stufenweise) ändert, das Signal mit Steigung Null aus der Ausgangssignalform ansteigen.
Wenn die Bandbegrenzungsschaltung 1 in Kaskade an eine 2 oder mehr Stufen aufweisende Schaltung angeschlossen wird, kann daher die Steigung der Ausgangsantwortwellenform beseitigt werden, wenn der rechteckige Puls ansteigt.
Nach einer großen Zeit T wird sich das Ergebnis ungeachtet der Anzahl von Stufen glatt V_out(t) = V_in annähern.
Deshalb wird schließlich die gleiche Spannung wie die Eingabe am Ausgang 26 erhalten werden.
5 zeigt die Ausgangssignalformen 42, 43, 44 und 45 jeweils für die einstufige Schaltung, 2-stufige Schaltung, 3-stufige Schaltung und 4-stufige Schaltung.
Wie 5 zu entnehmen ist, steigt, wenn die Anzahl von Stufen zunimmt, die Ausgangssignalform langsamer an. In Gegensatz hierzu ist es erforderlich, wenn die Zeit zum Konvergieren zum Endwert verlängert wird, die Anzahl von Stufen und die Schaltungskonstante zu berücksichtigen, um so innerhalb der minimalen Pulsdauer des Eingangsdigitalsignals zu konvergieren.
Tatsächlich muss die Anzahl von Stufen und die Schaltungskonstante durch Berücksichtigung der allgemeinen Charakteristik beim Kombinieren der Eingangs-/Ausgangscharakteristiken einer späteren Stufe sowie Modulation und Ausführen von Computersimulationen oder Versuchen berücksichtigt werden.
Wie oben beschrieben ist, wird die Bandbegrenzungsschaltung 1 der vorliegenden Ausführungsform, wenn sie zwei oder mehr Stufen aufweist, den schnell wechselnden dis kontinuierlichen Anteil der Eingangsdigitalsignalsignalform beseitigen und das Signal formen, um sich glatt zu ändern.
Wenn die Übertragungsfunktion H(s) der Bandbegrenzungsschaltung mit n Stufen (n ist eine natürliche Zahl) durch die folgende Formel 10 ausgedrückt wird,
zeigt die Frequenzcharakteristik dieser Zeit Tiefpasscharakteristik. Daher wird es deutlich, dass die höhere harmonische Komponente des Signals sogar im stationären Zustand gedämpft werden kann, und dieser Effekt ist größer, wenn der Wert von n größer ist.
Es soll nun das konkrete Verfahren zum Bestimmen der Anzahl von Stufen und der Schaltungskonstanten erklärt werden.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das das Verfahren zum Bestimmen der Anzahl von Stufen und der Schaltungskonstanten der Bandbegrenzungsschaltung 1 zeigt.
Wie oben beschrieben ist, kann durch Festlegen der Anzahl n von Schaltungsstufen auf 2 oder mehr das Signal bei null Steigung der Ausgangssignalform erhöht werden, obwohl sich das Eingangssignal diskontinuierlich (stufenweise) ändert.
Daher soll zuerst n = 2 gesetzt und 2 durch n in der Formel 7 ersetzt werden, um die Ausgangsantwort zu erhalten (Schritt 502). Durch Nehmen der Zeitkonstante T als ein Parameter ist zu berechnen, wann L/R = T (Schritt 504).
Es ist für eine bestimmte Zeitkonstante T zu bestimmen, ob die unnötige höhere harmonische Außerbandkomponente und die angrenzende Kanalstörungsanforderung (D/U- Verhältnis 40 dB oder höher und belegt Bandbreite = 8 MHzp-p oder weniger) abhängig von der Ausgangsantwortbedingung erfüllt sind (Schritt 505).
Ferner ist als eine zweite Bedingung zu bestimmen, ob die minimale Pulsbreitenanstiegscharakteristik erfüllt ist (Schritt 506). Wenn zum Beispiel Manchester-Code in dem Datenübertragungssystem verwendet wird, in dem die vorliegende Erfindung angewendet wird, benötigt ein Datensignal einem Verhältnis von 50% 500 ns, um den Logikpegel "1" anzunehmen. Deshalb muss die Ausgangswellenform der Bandbegrenzungsschaltung 1 90% oder mehr der maximalen Amplitude innerhalb von 500 ns betragen.
Die Zeitkonstante T, die die obigen Bedingungen erfüllt, ist durch Variieren der Zeitkonstanten auf diese Weise zu erhalten (Schritte 503–508). Wenn eine solche Zeitkonstante existiert, ist die Schaltungskonstante von dieser Zeitkonstante zu entscheiden (Schritt 510).
Wenn keine geeignete Zeitkonstante erhalten wird, ist der gleiche Prozess für n = 3 zu wiederholen (Schritt 509).
Die Anzahl n von Schaltungsstufen und die Zeitkonstante T, die die erste und zweite Bedingung erfüllt, ist durch graduelles Erhöhen des Werts von n zu bestimmen.
Nachdem die Zeitkonstante T entschieden wurde, wird die Schaltungskonstante L, C, R aus L = CR² bestimmt werden.
Wenn zum Beispiel das oben genannte System basierend auf dem Ablaufdiagramm von 6 berechnet wird, ist die Anzahl n von Stufen = 4, R = 1 kΩ, C = 50 pF und L = 50 μH.
In der obigen Beschreibung sind die Schaltungskonstanten jeder Stufe der Schaltung identisch. Wenn jedoch die Formel 2 erfüllt ist und die Eingangsimpedanz in jeder Stufe vereinheitlicht ist, ist es möglich, eine unterschiedliche Kondensatorkapazität und Spuleninduktivität in jeder Stufe auszuwählen. Wenn die Schaltungskonstanten jedoch in jeder Stufe unterschiedlich sind, wird die Schaltungskonfiguration schwierig, und die Analyse ist kompliziert. Daher ist es in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erwünscht, mehrere Basisschaltungen zu verbinden und die Schaltungskonstanten als eine ganze Bandbegrenzungsschaltung zu vereinheitlichen.
In der obigen Beschreibung werden die erste und zweite Bedingung für das Datenübermittlungssystem bestimmt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Es ist offensichtlich, dass die tatsächlichen Bedingungen sich abhängig von dem zu verwendenden Datenübermittlungssystem unterscheiden. Für ein bestimmtes Datenübermittlungssystem kann es ausreichend sein, nur das D/U-Verhältnis oder die belegte Bandbreite zu berücksichtigen. In diesem Fall ist es ausreichend, nur das D/U-Verhältnis oder die belegte Bandbreite im Schritt (505) der ersten Bedingung zu berücksichtigen.
Im Folgenden soll die Treiberschaltung 2 erklärt werden.
Wie in 7 gezeigt ist, umfasst die Treiberschaltung 2 zwei Transistoren 51 und 52 kombiniert als ein Emitter-Folger. Die Bezugsziffer 53 ist der Eingangsanschluss zum Eingeben eines Signals von der Bandbegrenzungsschaltung 1. Die Bezugsziffer 54 ist der Ausgangsanschluss zum Liefern von Energie von dem Anschluss 55.
Die Treiberschaltung 2 ist zwischen der Bandbegrenzungsschaltung 1 und der ASK-Modulationsschaltung 3 vorgesehen und wirkt als ein Pufferverstärker mit Spannungsverstärkung von 1. Deshalb ist sie eine Stromverstärkungsschaltung, um die Ausgangsspannung von der Bandbegrenzungsschaltung 1 zu empfangen, und sie gibt dieselbe Spannung aus. Die von der Treiberschaltung 2 ausgegebene Spannungssignalform wird beinahe die gleiche wie die Ausgangsspannungssignalform der Bandbegrenzungsschaltung 1.
Die in 7 gezeigte Schaltung ist vom Emitter-Folger-Typ mit hoher Eingangsimpedanz und niedriger Ausgangsimpedanz, und die Bandbegrenzungsschaltung 1 arbeitet ideal. Sie ermöglicht, großen Strom für die ASK-Modulationsschaltung 3 der Ausgangsseite einzugeben und abzugeben. Selbst wenn der der ASK-Modulationsschaltung 3 zugeführte Strom oder die Last erhöht wird, kann die Treiberschaltung 3 direkt treiben.
Im Folgenden soll die ASK-Modulationsschaltung 3 beschrieben werden.
8 zeigt die Konfiguration der Hochfrequenzverstärkerschaltung, die als ein Beispiel der ASK-Modulationsschaltung 3 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die Hochfrequenzverstärkerschaltung ist ein Hochfrequenzverstärker vom Typ mit geerdeter Source, der einen Feldeffekttransistor (FET) 61 verwendet. Wie in 8 gezeigt ist, ist der Drain-Anschluss des Feldeffekttransistors 61 mit einer Hochfrequenzdrosselspule 63 verbunden, die mit dem Anschluss verbunden ist, an den das Signal von der Treiberschaltung 2 angelegt wird.
Wenn der Strom (die Ausgabe hohen Pegels von der Treiberschaltung 2) dem Drain-Anschluss des Feldeffekttransistors 61 zugeführt wird, wird eine geeignete Gate-Vorspannung erteilt, so dass ein von dem Trägereingangsanschluss 64 dem Gate-Anschluss zugeführter Hochfrequenzträger verstärkt und übertragen wird (nicht gezeigt).
Wenn andererseits die Stromversorgung für den Feldeffekttransistor 61 unterbrochen wird (die Ausgabe niedrigen Pegels von der Treiberschaltung 2), wird kein Träger an dem Ausgangsanschluss 65 für modulierte Wellen ausgegeben.
Deshalb wird durch Ein/Ausschalten des rechteckigen Pulses der Eingangsdaten eine binäre ASK-modulierte Welle mit gutem Ein/Aus-Verhältnis am Ausgabeanschluss 65 der modulierten Welle ausgegeben.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die von der Treiberschaltung 2 zugeführte Leistung dem Feldeffekttransistor 61 oder einem Amplitudenmodulator durch die Hochfrequenzdrosselspule 63 zugeführt. Die Hochfrequenzdrosselspule 63 ist vorgesehen, um Fließen des Trägers in die Stromversorgung zu verhindern.
Im Folgenden soll die konkrete Konfiguration des ASK-Modulationsgeräts erklärt werden.
9 zeigt das Schaltbild des ASK-Modulationsgeräts.
Das ASK-Modulationsgerät verwendet die oben genannte 4-stufige Schaltung in der Bandbegrenzungsschaltung 1, den Pufferverstärker von 7 in der Treiberschaltung 2 und die Hochfrequenzverstärkerschaltung von 8 in der ASK-Modulationsschaltung 3.
Wie 9 zu entnehmen ist, umfasst die Bandbegrenzungsschaltung 1 nur einen einzigen passiven Teil und verwendet keinen komplexen aktiven Teil wie zum Beispiel ein Digitalfilter, das oft in einer Frequenzbandbegrenzungsschaltung verwendet wird.
Im Folgenden soll der Betrieb dieses ASK-Modulationsgeräts erklärt werden. 10 zeigt die Signalform jedes Teils des Blockdiagramms von 9.
Zuerst wird in 10 das Basisbandsignal (Digitalsignal) an den Basisbandsignal-Eingangsanschluss 25 der Bandbegrenzungsschaltung 1 angelegt. Dieses Basisbandsignal wird durch die Bandbegrenzungsschaltung 1 frequenzbegrenzt. Die Signalform des Ausgangssignals steigt und fällt glatt gegenüber der Zeitachse, wie in 10 gezeigt ist. Das Ausgangssignal von der Bandbegrenzungsschaltung 1 wird an die Treiberschaltung 2 angelegt.
Da die Treiberschaltung 2 als ein Pufferverstärker mit der Spannungsverstärkung 1 zwischen der Bandbegrenzungsschaltung 1 und der ASK-Modulationsschaltung 3 wirkt, ist die Ausgangsspannungssignalform gleich der Ausgangsspannungssignalform der Bandbegrenzungsschaltung 1. Das Ausgangssignal der Treiberschaltung 2 wird an die ASK-Modulationsschaltung 3 angelegt. Zur Vereinfachung der Beschreibung ist die Verschiebung äquivalent zu dem Spannungsabfall zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors weggelassen worden.
Die ASK-Modulationsschaltung 3 schaltet den Feldeffekttransistor durch die Ausgangssignalsspannung von der Treiberschaltung 2 ein/aus, wodurch der Träger des extern eingegebenen Mikrowellenbands ausgeschaltet wird und ASK-Modulation (binäre ASK) ausgeführt und die gewünschte ASK-modulierte Welle 84 an dem Ausgangsanschluss 65 für modulierte Wellen erzeugt wird.
Das heißt, im normalen Betriebszustand mit angelegtem Strom verstärkt die ASK-Modulationsschaltung 3 den eingegebenen Träger gemäß der Versorgungsspannung, und gibt den Träger nicht in dem Zustand aus, wenn kein Strom zugeführt wird. Deshalb kann sie durch Ein/Ausschaltung der Stromversorgung eine binäre ASK-modulierte Welle mit gutem Ein/Aus-Verhältnis ausgeben.
Die ASK-Modulationsschaltung soll nun detailliert erklärt werden.
Es soll angenommen werden, dass die ASK-Modulationsschaltung 3 ein linearer Modulator ist. Eine Hüllkurve der ASK-modulierten Welle wird ähnlich zu der Ausgangssignalform der Bandbegrenzungsschaltung 1. Ein Spektrum des Moduliersignals wird auf beiden Seitenbändern des modulierten Wellenspektrums erscheinen.
Deshalb kann durch Senken der in dem rechteckigen Eingangspuls enthaltenen höheren harmonischen Komponente in der Bandbegrenzungsschaltung 1 die belegte Bandbreite und Leckleistung des angrenzenden Kanals der modulierten Ausgangswelle gesenkt werden.
Selbst wenn die Amplitudenmodulationsschaltung nichtlinearen Betrieb ausgeführt, der geringfügig von linearem Betrieb versetzt ist, kann die höhere Komponente des Seitenbands der modulierten Welle durch Senken der in dem rechteckigen Eingangspuls enthaltenen höheren harmonischen Komponente in der Bandbegrenzungsschaltung 1 gesenkt werden, und die belegte Bandbreite und Leckleistung des angrenzenden Kanals können auch gesenkt werden.
Die Modulationscharakteristik der ASK-Modulationsschaltung der vorliegenden Ausführungsform (die Anzahl N von Stufen der Bandbegrenzungsschaltung 1 = 4, die Schaltungskonstante 1 kΩ, C = 50 pF, L = 50 μH) soll unter Verwendung der in 11 gezeigten Modulationscharakteristik mit denjenigen verglichen werden, bei denen Bandbegrenzungsschaltung nicht verwendet wird und die primäre Integrationsschaltung vorgesehen ist.
In 11 bezeichnet eine Bezugsziffer 93 die Modulationscharakteristik, wenn die Bandbegrenzungsschaltung 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 92 bezeichnet die Modulationscharakteristik, wenn die primäre Integrationsschaltung von R/C verwendet wird, und 91 bezeichnet die Modulationscharakteristik, wenn keine Bandbegrenzungsschaltung verwendet wird.
In diesen Modulationscharakteristiken werden die 99% belegte Bandbreite und die 10 MHz Leistung eines getrennten angrenzenden Kanals auch verglichen. Die Modulationsgeschwindigkeit des Basisbandsignals beträgt 2 Mbps, und die Trägerfrequenz ist 6 GHz.
Gemäß den in 11 gezeigten Charakteristiken ist die 99% belegte Bandbreite 13 MHzp-p, wenn keine Bandbegrenzungsschaltung verwendet wird, während sie 11 MHzp-p beträgt, wenn die RC-Schaltung als eine Bandbegrenzungsschaltung verwendet wird. Mit dem ASK-Modulationsgerät der vorliegenden Erfindung ist die 99% belegte Bandbreite 7 MHzp-p, was die Anforderung von 8 MHzp-p oder niedriger erfüllt.
Bezüglich der 10 MHz von der zentralen Frequenz getrennten Leckleistung des angrenzenden Kanals beträgt das D/U-Verhältnis 35 dB, wenn keine Bandbegrenzungsschaltung verwendet wird, während sie 38 dB beträgt, wenn die primäre Integrationsschaltung als eine Bandbegrenzungsschaltung verwendet wird. Bei dem ASK-Modulationsgerät der vorliegenden Erfindung beträgt das D/U-Verhältnis 45 dB, was eine Verbesserung von 7 dB gegenüber der primären Integrationsschaltung darstellt. Dies wird das oben genannte erforderlicht D/U-Verhältnis von 40 dB oder höher erfüllen.
Bezüglich des ASK-Modulationsgeräts der Konfiguration, die nicht in 11 sondern in 9 gezeigt ist, beträgt das Ein/Aus-Verhältnis 30 dB, wobei ein Spielraum von 10 dB für die erforderlichen 20 dB gespart wird.
Es ist dem obigen Ergebnis zu entnehmen, dass das ASK-Modulationsgerät der vorliegenden Erfindung alle erforderlichen Modulationscharakteristiken erfüllt, während nur die in 20 gezeigte Charakteristik mit dem ASK-Modulationsgerät erfüllt wird, in dem nur die primäre Integrationsschaltung vorgesehen ist.
Deshalb erfüllt das ASK-Modulationsgerät der vorliegenden Erfindung alle Bedingungen einschließlich der Leckleistung des angrenzenden Kanals und 99% belegter Bandbreite und schafft ein gutes Ein/Aus-Verhältnis in einem Mobilanschluss, der kompakt und energiesparend sein muss.
Im Folgenden soll eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
12 zeigt ein Schaltbild der zweiten Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform ist die Treiberschaltung 2 der ersten Ausführungsform weggelassen worden. Die zweite Ausführungsform kann konfiguriert werden, wenn ausreichender Treiberstrom in einer Basisbandsignalquelle verfügbar ist, um die ASK- Modulationsschaltung 3 in einer späteren Stufe zu treiben. Es ist stärker bevorzugt, die Treiberschaltung 2 oder einen Pufferverstärker hinsichtlich der stabilen Operation der Schaltung in der vorhergehenden Stufe zu verwenden.
Im Folgenden soll eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
13 zeigt ein Schaltbild der Treiberschaltung 2 in der dritten Ausführungsform.
In der dritten Ausführungsform verwendet die Treiberschaltung 2 einen Operationsverstärker 121 als einen Spannungsfolger. Es ist erforderlich, den Eingabe- und Abgabestrom des Ausgangsanschlusses 123 ausreichend groß einzustellen, um den ASK-Modulator 3 in der späteren Stufe zu treiben, aber die Eingangsimpedanz ist hoch und die Ausgangsimpedanz ist niedrig, und die Schaltung ist ein idealer Pufferverstärker mit linearen Charakteristiken.
Im Folgenden soll eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
14 zeigt ein Schaltbild der Treiberschaltung 2 in der vierten Ausführungsform.
In der vierten Ausführungsform fügt die Treiberschaltung 2 Widerstände 131/132 und Dioden 133/134 der Treiberschaltung 2 in der ersten Ausführungsform hinzu, um die Eingangs-/Ausgangslinearität zu verbessern.
Die Dioden 131/132 werden durch die Stromversorgung 135 durch die Widerstände 131/132 vorgespannt, um den Spannungsabfall zwischen dem Emitter und der Basis jedes Transistors 51/52 aufzuheben.
Der Spannungsabfall zwischen dem Emitter und der Basis sind zur Beschreibungsvereinfachung in der ersten Ausführungsform weggelassen worden. Aber tatsächlich verur sacht dieser Spannungsabfall eine Schaltungsverzerrung, wenn das Eingangspotential nahe dem Mittelwert der Versorgungsspannung ist.
Bei der in 14 gezeigten Konfiguration erscheint diese Verzerrung nicht, und ideale lineare Eingangs-/Ausgangscharakteristiken können erhalten werden.
Im Folgenden soll eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
15 zeigt ein Schaltbild der Treiberschaltung 2 in der fünften Ausführungsform.
In der fünften Ausführungsform ist der Operationsverstärker 121 mit einem Stromverstärker kombiniert. Das heißt, die dritte und vierte Ausführungsform sind kombiniert worden.
Bei der Konfiguration der fünften Ausführungsform ist die Schaltungsverzerrung der Transistoren 51/52 durch Rückkopplung verbessert. Ferner ist die Eingangsimpedanz hoch, und ein großer Strom wird eingegeben und in der Ausgangsseite ausgegeben, und diese Schaltung kann auch effektiv als eine Stromversorgung in der späteren Stufe verwendet werden.
Im Folgenden soll eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
16 zeigt ein Schaltbild der ASK-Modulationsschaltung 3 in der sechsten Ausführungsform. die Bezugsziffer 200 bezeichnet einen Kondensator, die Bezugsziffer 201 bezeichnet einen Widerstand, und die Bezugsziffer 202 bezeichnet einen Anschluss zum Zuführen einer Gate-Vorspannung.
Die ASK-Modulationsschaltung 3 der sechsten Ausführungsform verwendet mehrere Stufen eines Hochfrequenzverstärkers zum Ausschalten, um das Ein/Aus-Verhältnis zu verbessern. Das Ein/Aus-Verhältnis der Modulationswelle kann auch durch Erhöhen der Anzahl von Hochfrequenzverstärkerstufen verbessert werden. Tatsächlich sind angesichts von Kosten und Montageplatz 1 bis 3 Stufen erwünscht.
Im Folgenden soll eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt werden.
17 zeigt ein Schaltbild der ASK-Modulationsschaltung 3 in der siebten Ausführungsform.
In der siebten Ausführungsform wird ein bipolarer Transistor 300 anstelle eines Feldeffekttransistors verwendet.
Eine typische Konfiguration ist in der sechsten und siebten Ausführungsform erklärt worden, es ist jedoch möglich, einen Feldeffekttransistor mit einem bipolaren Transistor als eine Konfiguration der ASK-Modulationsschaltung 3 zu kombinieren. Es ist ferner möglich, einen auf dem Markt erhältlichen IC-Verstärker zu verwenden. In jedem Fall ist es erwünscht, die ASK der Ausgangsmodulationswelle so einzustellen, dass sie proportional zu der Versorgungsspannung ist, das heißt, als einen linearen Modulator.
Das ASK-Modulationsgerät der vorliegenden Erfindung verwendet eine Bandbegrenzungsschaltung, die eine passive Schaltung aufweist, um den diskontinuierlichen Teil einer Stufe wie Ändern einer Digitalsignalform zu formen, so dass die Steigung einer Antwortausgabe null wird, und das Ausgangssignal wird zum Ein/Ausschalten der Stromversorgung zu dem Hochfrequenzverstärker verwendet, um dadurch eine binäre, gut ASK-modulierte Welle zu erhalten.
Die Bandbegrenzungsschaltung des ASK-Modulationsgeräts der vorliegenden Erfindung umfasst nur passive Teile wie zum Beispiel einen Widerstand, eine Spule und einen Kondensator. Dies ist wirksam zum Senken des Energieverbrauchs und zum Erhalt einer kompakten Schaltung.
Ferner ist die Größe des ASK-Modulationsgeräts als ganzes sehr kompakt, und der Energieverbrauch ist viel niedriger als bei einem ASK-Modulationsgerät, das einen Digitalfilter in der Bandbegrenzungsschaltung verwendet.
Zum Beispiel kann das ASK-Modulationsgerät der vorliegenden Erfindung in einem Raum von 30 mm² angebracht werden, wenn es auf einer PC-Platine angebracht wird. Wenn ein Digitalfilter zum Aufbau einer ASK-Modulationsschaltung der äquivalenten Leistung verwendet wird, wird der benötigte Anbringungsplatz das 5–10-fache betragen.
Da die ASK-Modulationsschaltung der vorliegenden Erfindung kein Digitalfilter als ein Bandbegrenzungsmittel verwendet, werden daher Stromversorgung und synchrone Taktzuführung unnötig, und ist diese optimal, da ein Mobilanschluss kompakt sein und einen niedrigen Energieverbrauch aufweisen soll.
Ferner weist die Bandbegrenzungsschaltung der vorliegenden Erfindung eine Eingangsimpedanz auf, die konstant über alle Frequenzen ist und nur aus einem Widerstandselement besteht. Dies gestaltet das Auftreten unnötiger Wellenstörung wie zum Beispiel Welligkeit aufgrund von Reflexion von Basisbandsignalen, Überschwingung von Signalen und Overshoot schwierig. Dies unterdrückt Spreizung des Bands im Frequenzbereich durch die unnötige Komponente, die durch die Wellenstörung erzeugt wird, und reduziert die unnötige Komponente wie zum Beispiel Leckage an einen angrenzenden Kanal.

Claims

Amplitudenverschiebetastungs-(ASK)-Modulationsgerät zum Modulieren eines rechteckigen Eingangsdatensignals mit einem Mikrowellenband, wobei das Gerät aufweist: einen Bandbegrenzer (1), der ausgebildet ist, das rechteckige Eingangsdatensignal zu empfangen und es Wellenzuformen, um ein wellengeformtes Signal auszugeben und die Neigung der Ausgabesignalform beim Ansteigen des Eingangsdatensignals durch Verwendung von passiven Elementen zu eliminieren, wobei der Bandbegrenzer (1) eine Eingangsimpedanz aufweist, die unabhängig von der Frequenz konstant ist, eine ASK-Modulationsschaltung (3) zum Empfangen einer Trägerwelle eines Mikrowellenbandes und zum ASK-Modulieren der Trägerwelle durch Ausschalten der Treiberspannung eines Ausgabeverstärkers (61, 300) auf Grundlage der Ausgabe des wellengeformten Signals von dem Bandbegrenzer, zur Ausgabe einer ASK-modulierten Welle.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 1, mit ferner: einem Treiber (2) mit einem Pufferverstärker zum Treiben des Ausgabeverstärkers, wobei der Treiber (2) mit dem Ausgang des Bandbegrenzers (1) verbunden ist.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 1, wobei der Bandbegrenzer (1) N Stufen einer Basisschaltung aufweist, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist, wobei N Stufen in Kaskade geschaltet sind und das rechteckige Eingangsdatensignal empfangen, wobei der Bandbegrenzer (1) ferner einen geerdeten Widerstand (22) aufweist, der mit einem Ausgang der N-ten Stufe der Basisschaltungen verbunden ist, wobei jede der Basisschaltungen aufweist: eine Spule (23), die zwischen einem Eingang der Basisschaltung und einem Ausgang der Basisschaltung vorgesehen ist, und eine serielle Schaltung, deren erstes Ende mit dem Eingang der Spule (23) verbunden ist und deren zweites Ende mit Masse verbunden ist, wobei die serielle Schaltung einen Widerstand (21) aufweist, der seriell mit einem Kondensator (24) verbunden ist.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 3, wobei die Basisschaltung ausgebildet ist, um L = CR² zu erfüllen, wobei L, C und R die Schaltungskonstanten der Spule (23), des Kondensators (24) und des Widerstands (21) sind.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 3, wobei die Anzahl N der Basisschaltungen und ihre Schaltungskonstanten auf einer vorgegebenen Zeitantwort beruhen.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 3, wobei die Anzahl N der Basisschaltungen und ihre Schaltungskonstanten auf einer gewünschten Anstiegszeit einer rechteckigen Welle des Datensignals, einer außerhalb des Bandes liegenden und nötigen höheren harmonischen Komponente und einer angrenzenden Trägerkomponente der ASK-Modulationswelle beruhen.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 2, wobei der Pufferverstärker zwei Transistoren (51, 52) aufweist, die als Emitter-Folger-Typ geschaltet sind.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 2, wobei der Pufferverstärker einen Operationsverstärker (121) aufweist.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 2, wobei der Pufferverstärker einen Operationsverstärker und einen Stromverstärker aufweist.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 1, wobei der Ausgangsverstärker (61, 300) einen Feldeffekttransistor (61) aufweist.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 1, wobei der Ausgangsverstärker (61, 300) einen Bipolartransistor-Verstärker (300) aufweist.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 3, wobei der Bandbegrenzer (1) vier Basisschaltungen aufweist und der geerdete Widerstand (22) mit dem Ausgang der vierten Stufe der Basisschaltungen verbunden ist.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 12, mit ferner einem Pufferverstärker zum Treiben des Ausgangsverstärkers (61, 300).
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 12 mit: einem Pufferverstärker (2) und einem ersten Transistor (51) und einem zweiten Transistor (52), der mit dem Bandbegrenzer verbunden ist und die als Emitter-Folge-Typ geschaltet sind, und einem Ausgangsverstärker (61, 300), der einen Feldeffekttransistor (FET, 61) aufweist, wobei der Ausgang des Pufferverstärkers (2) mit dem Drain des FET verbunden ist, wobei die Source des FET geerdet ist und der Träger des Mikrowellenbandes mit dem Gate des FET verbunden ist.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 12 mit: einem Pufferverstärker (2), der einen Operationsverstärker (121) aufweist, der mit dem Bandbegrenzer (1) verbunden ist, und einen Stromverstärker, der mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist, und wobei der Ausgangsverstärker (61, 300) einen Feldeffekttransistor (61) aufweist, wobei die Source des FET geerdet ist, der Ausgang des Pufferverstärkers (2) mit dem Drain des FET verbunden ist und der Träger des Mikrowellenbandes mit dem Gate des FET verbunden ist.
Amplitudenschiebetastungs-(ASK)-Modulationsverfahren, das ein rechteckiges Eingangsdatensignals mit einem Mikrowellenband moduliert, wobei das Verfahren aufweist: Bandbegrenzen eines Eingangsdatensignals zum Wellenformen des rechteckigen Eingangsdatensignals und Ausgeben eines wellengeformten Signals zur Eliminierung einer Neigung der Ausgabewellenform beim Anstieg des Eingangsdatensignals durch Verwen dung von passiven Elementen, wobei der Bandbegrenzungsschritt unter Verwendung einer Schaltung durchgeführt wird, die eine von der Frequenz unabhängige konstante Eingangsimpedanz aufweist, Eingeben einer Trägerwelle eines Mikrowellenbandes und ASK-Modulieren der Trägerwelle durch Ausschalten einer Treiberspannung eines Ausgangsverstärkers auf Grundlage des wellengeformten Ausgabesignals, Ausgeben einer ASK-modulierten Welle.
ASK-Modulationsverfahren nach Anspruch 16, wobei die Schaltung, die für den Bandbegrenzungsschritt verwendet wird, N Stufen von Basisschaltungen aufweist, die mit dem Eingang für das Datensignal verbunden sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist und wobei jede der Basisschaltungen aufweist: eine Spule (23), die zwischen einem Eingang der Basisschaltung und einem Ausgang der Basisschaltung vorgesehen ist, und eine serielle Schaltung, deren erstes Ende mit dem Eingang der Spule (23) verbunden ist und deren zweites Ende mit Masse verbunden ist, wobei die serielle Schaltung einen Widerstand (21) aufweist, der seriell mit einem Kondensator (24) verbunden ist, wobei ein geerdeter Widerstand (22) mit dem Ausgang der N-ten Stufe der Basisschaltungen verbunden ist, wobei L und R die Schaltungskonstanten der Spule (23) und des Widerstands (21) sind.
ASK-Modulationsverfahren nach Anspruch 17, wobei die Anzahl von Stufen und die Schaltungskonstante der Basisschaltung bestimmt sind durch: Berechnen einer Ausgangsantwort unter Annahme einer Zeitkonstante T als Parameter, wobei N = 2 und L/R = T, erste Bestimmung, ob die Ausgangsantwort ein vorgegebenes D/U-Verhältnis erfüllt und eine besetzte Bandbreite, wobei das D/U-Verhältnis eine Maximalleistung einer nicht modulierten Trägerleistung zu der Leckleistung des angrenzenden Kanals ist, zweite Bestimmung, ob die Ausgabeantwort eine vorgegebene Minimalpulsbreiten-Anstiegscharakteristik erfüllt, wenn ein rechteckiger Puls eingegeben wird, Einstellen der Anzahl N von Stufen und der Schaltungskonstante, falls der erste und der zweite Bestimmungsschritt beide erfüllt sind, und Erhöhen von N und Wiederholen des ersten und des zweiten Bestimmungsschrittes, falls einer der ersten und der zweiten Bestimmungsschritte nicht erfüllt ist.
ASK-Modulationsverfahren nach Anspruch 17, wobei die Anzahl N von Stufen und die Schaltungskonstante der Basisschaltung bestimmt sind durch: Berechnen einer Ausgangsantwort unter Annahme einer Zeitkonstanten T als Parameter, wobei N = 2 und L/R = T, erste Bestimmung, ob die Ausgangsantwort ein vorgegebenes D/U-Verhältnis erfüllt, wobei das D/U-Verhältnis eine Maximalleistung der nicht modulierten Trägerleistung zu der Leckleistung des angrenzenden Kanals ist, zweite Bestimmung, ob die Ausgabeantwort eine vorgegebene Minimalpulsbreiten-Anstiegscharakteristik erfüllt, wenn ein rechteckiger Puls eingegeben wird, Einstellen der Anzahl von Stufen und der Schaltungskonstanten, falls der erste und der zweite Bestimmungsschritt beide erfüllt sind, und Erhöhen von N und Wiederholen des ersten und des zweiten Bestimmungsschrittes, falls einer der ersten und zweiten Bestimmungsschritte nicht erfüllt ist.
ASK-Modulationsverfahren nach Anspruch 17, wobei die Anzahl von Stufen und die Schaltungskonstante der Basisschaltung bestimmt ist durch: Berechnen einer Ausgabeantwort unter Annahme einer Zeitkonstante T als Parameter, wobei N = 2 und L/R = T, erste Bestimmung, ob die Ausgangsantwort eine vorgegebene besetzte Bandbreite erfüllt, eine zweite Bestimmung, ob die Ausgangsantwort eine vorgegebene Minimalpulsbreiten-Anstiegscharakteristik erfüllt, wenn ein rechteckiger Puls eingegeben wird, Einstellen der Anzahl von Stufen und der Schaltungskonstanten, falls der erste und der zweite Bestimmungsschritt beide erfüllt sind, und Erhöhen von N und Wiederholen des ersten und des zweiten Bestimmungsschrittes, falls einer der ersten und zweiten Bestimmungsschritte nicht erfüllt ist.
ASK-Modulationsgerät nach Anspruch 1, wobei der Bandbegrenzer (1) ausgebildet ist, das rechteckige Eingangsdatensignal so zu formen, dass die Ausgangswellenform des geformten Signals die folgende Formel mit Bezug auf die Zeitachse erfüllt
wobei V_OUT(t) die Spannung des Ausgabewellenform-geformten Signals ist und t die Zeit ist.