JP2001086176A - ディジタル送受信機 - Google Patents
ディジタル送受信機Info
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Abstract
変化によって、オフセット補償回路によるゼロ調整にず
れが生じる。これに対し、ある程度機器の使用時間が経
過した段階で機器の使用を止めてゼロ調整の再調整を行
って使用していた。 【解決手段】DSPの信号発生部101bから正弦波を
D/A変換器104に入力し、その出力を切替器105
を経て減算器107に入力する。減算器107で得たそ
の正弦波と基準電圧との差の信号を、A/D変換器10
6でディジタル化し、その信号の一定電位の期間 Toと
そのレベル以上の電位の期間 Tsを判定部101cで求
め、判定部101cが有する To/ TsとD/A変換器
104のオフセット量との変換テーブルをもとに、求め
られた To/ TsからD/A変換器104のオフセット
量を算出して、変調部101aの出力にフィードバック
することによって、自動的にオフセットのゼロ調整を行
う。
Description
機に関し、特にA/D変換器あるいはD/A変換器のオ
フセットを、自動的にゼロ調整するディジタル送受信機
に関する。
よって、従来、ハードウエァでアナログ的に処理されて
いた動作を、ソフトウェアを用いてディジタル的に処理
する技術が盛んに用いられるようになっている。無線通
信の分野においても無線機の変調あるいは復調動作をD
SP(Digital Signal Processor) 等のディジタル信号
処理装置を用いて、ソフトウェアによってその機能を実
現するディジタル無線機等の技術も提案されている。図
5(a)は、DSP等のディジタル信号処理装置を用い
て変調動作をディジタル的に処理する従来のディジタル
無線機の送信機の一例を示す構成概要図である。同図に
示すように、本送信機は、ディジタル的に信号処理を行
うDSP120、送信機全体の制御を行うCPU10
2、通信方式に対応した制御プログラムを記憶したメモ
リ103、D/A変換器104、オフセット補償回路1
21、バンドパスフィルタ108、ミキサ109、ロー
カル信号発生器110、バンドパスフィルタ111、高
周波電力増幅器112及びアンテナ113で構成され
る。前記オフセット補償回路121は、前記D/A変換
器104の素子の特性のバラツキによって生じる該D/
A変換器104の出力のオフセットをゼロ調整する機能
を有する。このオフセットのゼロ調整は、送信機の使用
前、例えば製造メーカでの出荷前の送信性能の調整時に
行われるものである。
2で制御されるDSP120において、通信システムに
応じた変調信号に変換される。尚、前記CPU102は
メモリ103に記憶された通信システムのプログラムに
基づいて動作する。前記DSP120出力の変調信号
は、D/A変換器104でアナログ信号に変換され、オ
フセット補償回路121によって前記D/A変換器10
4のオフセットが補償された変調信号になる。前記オフ
セット補償回路121の出力信号は、バンドパスフィル
タ108において帯域制限されてミキサ109に入力
し、ローカル信号発生器110で生成されたローカル信
号と合成されて所望の高周波信号に周波数変換される。
周波数変換された変調信号は、バンドパスフィルタ11
1で不要波が除去され、高周波電力増幅器112で所定
の電力に増幅されてアンテナ113から発射される。
処理装置で復調動作をディジタル的に処理する従来のデ
ィジタル無線機の受信機の一例を示す構成概要図であ
る。同図に示すように、本受信機は、アンテナ201、
高周波増幅器202、バンドパスフィルタ203、ミキ
サ204、ローカル信号発生器205、バンドパスフィ
ルタ206、A/D変換器208、オフセット補償回路
220、ディジタル的に信号処理を行うDSP221、
受信機全体の制御を行うCPU210及び通信方式に対
応した制御プログラムを記憶したメモリ211で構成さ
れる。前記オフセット補償回路220は、前記A/D変
換器208の素子の特性のバラツキによって生じるA/
D変換器208の出力のオフセットを、ゼロ調整する機
能を有する。このオフセットのゼロ調整は、受信機の使
用前、例えば製造メーカでの出荷前の受信性能の調整時
に行われるものである。
た受信信号は、高周波増幅器202で増幅され、バンド
パスフィルタ203で帯域外の信号が除去されてミキサ
204に入力する。前記ミキサ204において、受信信
号はローカル信号発生器205で生成されたローカル信
号と合成されて所望の中間周波信号に周波数変換され、
バンドパスフィルタ206で不要波が除去されてA/D
変換器208に入力する。前記A/D変換器208でデ
ィジタル信号に変換された受信信号は、オフセット補償
回路220を経て前記A/D変換器207におけるオフ
セットが補償された信号に変換され、CPU210で制
御されるDSP221に入力する。受信信号は前記DS
P221において復調され、復調出力が得られる。な
お、前記CPU210は前記メモリ211に記憶された
通信システムのプログラムに基づいて動作する。
送信機のD/A変換器104あるいは受信機のA/D変
換器208は、機器の使用時間が長くなるにつれて、各
変換器を構成するオペアンプの内部素子の特性の経年変
化によって、オフセットの量に変化が生じ、オフセット
補償回路121、220によるゼロ調整にずれが生じ
る。そして、そのずれが大きくなると、送信機において
はディジタルの変調信号からアナログ信号への変換動作
が、また、受信機においてはアナログの受信信号からデ
ィジタル信号への変換動作が正常にできなくなる可能性
がある。この問題に対し、従来の送信機あるいは受信機
においては、オフセットの監視機能がないので、ある程
度機器の使用時間が経過した段階でオフセットのゼロ調
整の再調整を行って使用していた。このため、従来はオ
フセット補償回路におけるゼロ調整にずれが生じている
ことに気付かずに使用したり、再調整中は機器を使用で
きないという問題があった。本発明は、上記課題を解決
するためになされたものであって、自動的に送信機のD
/A変換器あるいは受信機のA/D変換器におけるオフ
セットのずれを検出して、オフセットの再調整を行うこ
とができる送受信機を提供することを目的とする。
め、請求項1記載の発明においては、ディジタルの送信
データをD/A変換手段でアナログ信号に変換し、前記
アナログ信号を無線周波数に変換して送信するディジタ
ル送信機において、ディジタル信号発生手段で生成した
所定の基準値を中心とする正弦波信号を前記D/A変換
手段でアナログ信号に変換し、前記アナログの正弦波信
号と前記基準値と同レベルの直流電圧との差の信号波形
を減算手段で求め、前記減算手段の出力信号波形におけ
る前記基準電圧値以上のレベルを示す期間Tsと前記基
準電圧値以下のレベルを示す期間Toとの比Ts/To
と前記D/A変換手段のオフセット量との変換テーブル
を有する判定手段で、前記減算手段で求めた前記正弦波
信号と基準電圧値との差の信号波形のTs/Toから前
記D/A変換手段のオフセット成分を算出し、前記オフ
セット成分を前記ディジタル信号処理手段の出力に、前
記D/A変換手段のオフセットを打ち消すようにフィー
ドバックすることを特徴とする。
/D変換手段でディジタル信号に変換された中間周波受
信信号をDSP等のディジタル信号処理手段で復調して
復調出力を得るディジタル受信機において、所定の基準
値の直流電圧を前記A/D変換手段でディジタル信号に
変換し、ディジタル信号発生手段で生成した前記所定の
基準値を中心とする正弦波信号と前記A/D変換手段出
力の電圧値との差の信号波形を減算手段で求め、前記減
算手段の出力信号波形における前記A/D変換手段出力
の電圧値以上のレベルを示す期間Tsと前記電圧値以下
のレベルを示す期間Toとの比Ts/Toと前記A/D
変換手段のオフセット量との変換テーブルを有する判定
手段で、前記減算手段で求めた正弦波信号と前記A/D
変換手段出力の電圧値との差の信号波形のTs/Toか
ら前記A/D変換手段のオフセット成分を算出し、前記
オフセット成分を前記ディジタル信号処理手段の出力
に、前記A/D変換手段のオフセットを打ち消すように
フィードバックすることを特徴とする。
の形態に基づいて説明する。図1は、請求項1に記載の
発明に係わるディジタル送信機の実施の一形態例を示す
構成概要図である。同図に示すように、本送受信機は、
送信データを通信システムに応じた変調信号に変換する
変調部101aとディジタル信号発生部101bと判定
部101cとから成るDSP101、CPU102、メ
モリ103、D/A変換器104、切替器105、 A
/D変換器106、基準レベル以上の信号レベルを検出
する減算器107、バンドパスフィルタ108、ミキサ
109、ローカル信号発生器110、バンドパスフィル
タ111、高周波電力増幅器112及びアンテナ113
で構成される。上記の構成部位のうち、 CPU10
2、メモリ103、D/A変換器104、バンドパスフ
ィルタ108、ミキサ109、ローカル信号発生器11
0、バンドパスフィルタ111、高周波電力増幅器11
2及びアンテナ113の機能及び動作は、図3(a)の
同一符号の構成部位の機能及び動作と同じであるので、
以降の説明は、本発明の特徴的な構成であるDSP10
1、D/A変換器104、切替器105、A/D変換器
106及び減算器107の動作を中心にして説明する。
と、送信データを送出するに先立って、以下に説明する
ように前記D/A変換器104のオフセットを自動的に
ゼロ調整する。まず、電源が投入されると、切替器10
5の接続は、CPU102の制御によってD/A変換器
104の出力回路とバンドパスフィルタ108の入力回
路との接続を、前記D/A変換器104の出力回路と減
算器107の一方の入力回路との接続に切り替えられ
る。そして、この減算器107の他方の入力回路には安
定化直流電圧Vrefが印加されている。同時に、DS
P101のディジタル信号発生部101bから、中心の
電位VoがVo=Vrefで振幅がVsの所定の周波数
の正弦波信号が生成され、前記D/A変換器104でア
ナログ信号に変換されて切替器105を経て前記減算器
107の一方の入力回路に入力する。
る。図1に示すように、D/A変換器104の出力をA
点、減算器107の出力をB点とする。図2(a)は、
D/A変換器104のオフセットがゼロのときの、前記
減算器107の動作の説明図で、同図の波形(K)はA
点の波形を、波形(L)はB点の波形をあらわす。前記
減算器107の一方の入力回路には、図2(a)の波形
(K)に示される中心レベルVoがVo=Vrefで振
幅がVsの正弦波信号が入力し、他方の入力回路にはレ
ベルがVrefの直流電圧が印加されている。そして、
波形(K)とVrefとの差が求められ、B点には波形
(K)のVref以上のレベルの信号が図2(a)の波
形(L)のように出力されてA/D変換器106に入力
してディジタル信号に変換される。このとき、波形
(L)の電位ゼロの期間T0と、何らかの電位の現れる
期間TSとの比は、T0/TS=1となる。
換器104にオフセットが生じたときの前記減算器10
7の動作の説明図で、同図の波形(M)がA点の波形、
同図の波形(N)がB点の波形である。波形(M)に示
されるように、前記D/A変換器104のオフセットに
よってA点の正弦波信号の中心レベルVoがVrefよ
り低い値となった場合、前記減算器107において波形
(M)とVrefとの差が求められ、B点の波形は図3
の波形(N)となる。このとき、T0/TS>1となる。
また、図示は省略したが、前記D/A変換器104のオ
フセットにより、A点の正弦波信号の中心レベルVoが
Vrefより高い値の場合、上記と同様に考えると、B
点の波形においては、T0/TS<1となる。
する信号は、電位ゼロの期間T0と、何らかの電位の現
れる期間TSとが交互に現れる信号である。そして前記
A/D変換器106に入力した前記減算器107の出力
信号は、ディジタルの信号に変換されてDSP101の
判定部101cに出力される。したがって、上記判定部
101cにおいて図2のT0及びTSの値を求めるには、
A/D変換器106からゼロ電位に対応したディジタル
信号が連続して出力される期間T0Dと、ゼロ電位から何
らかの電位まで上昇し、再び、もとのゼロ電位に戻るま
での変動に対応したディジタル信号が出力される期間T
SDを求めればよい。
7の出力波形におけるT0/TSの値と前記D/A変換器
104のオフセット量との変換テーブルを有する。そし
て、前記判定部101cは、前記A/D変換器106の
出力信号からT0/TSの値を求めて前記変換テーブルか
らオフセット量を判定し、求められたオフセット量はD
SP101の変調部101aに対し、その変調出力レベ
ルから前記D/A変換器104のオフセット成分が打ち
消されるようにフィードバックされる。なお、D/A変
換器104のみならず、A/D変換器106にもオフセ
ットが発生する可能性もあるが、上述したように、判定
部101cは、同じディジタル信号が連続する期間T0D
とディジタル信号が変動する期間TSDとを判定するだけ
であるから、前記A/D変換器106にオフセットが生
じたとしてもT0/TSの判定に全く支障はない。上記の
ようにD/A変換器104のオフセットのゼロ調整が行
われた後、CPU102の制御によって、切替器105
の接続は、D/A変換器104の出力回路と減算器10
7の入力回路との接続から、前記D/A変換器104の
出力回路とバンドパスフィルタ108の入力回路との接
続に切り替えられる。
は、送信データは、CPU102で制御されるDSP1
01の変調部101aで通信システムに応じた変調信号
で、且つD/A変換器104のオフセット分が補償され
た変調信号に変換される。なお、前記CPU102はメ
モリ103に記憶された通信システムのプログラムに基
づいて動作する。前記変調部101a出力の変調信号
は、D/A変換器104でアナログ信号に変換され、切
替器105を経て、更にバンドパスフィルタ108にお
いて帯域制限されてミキサ109に入力する。前記ミキ
サ109において、変調信号は、ローカル信号発生器1
10で生成されたローカル信号と合成されて所望の高周
波信号に周波数変換され、バンドパスフィルタ111で
不要波が除去され、高周波電力増幅器112で所定の電
力に増幅されてアンテナ113から発射される。
ィジタル受信機の実施の一形態例を示す構成概要図であ
る。同図に示すように、本受信機は、アンテナ201、
高周波増幅器202、バンドパスフィルタ203、ミキ
サ204、ローカル信号発生器205、バンドパスフィ
ルタ206、切替器207、A/D変換器208、受信
信号を通信システムに応じた手段で復調する復調部20
9aとディジタル信号発生部209bと判定部209c
と減算器209dとから成るDSP209、受信機全体
の制御を行うCPU210、通信方式に対応した制御プ
ロラムを記憶したメモリ211及び所定の基準電圧を出
力する安定化電圧源212で構成される。上記の構成部
位のうち、アンテナ201、高周波増幅器202、バン
ドパスフィルタ203、ミキサ204、ローカル信号発
生器205、バンドパスフィルタ206、A/D変換器
208、CPU210及びメモリ211の機能及び動作
は、図5(b)の同一符号の構成部位の機能及び動作と
同じであるので、以降の説明は、本発明の特徴的な構成
である切替器207、A/D変換器208、DSP20
9及び安定化電圧源212の動作を中心にして説明す
る。
と、受信動作に先立って、以下に説明するように前記A
/D変換器208のオフセットを自動的にゼロ調整す
る。まず、電源が投入されると、切替器207の接続
は、CPU210の制御によってA/D変換器208の
入力回路とバンドパスフィルタ206の出力回路との接
続から、前記A/D変換器208の入力回路と安定化電
圧源212の出力回路との接続に切り替えられる。する
と、前記安定化電圧源212から所定の基準電圧Vre
fが前記切替器207を経て前記A/D変換器208に
入力し、この基準電圧Vrefは前記A/D変換器20
8でディジタル信号Vrdに変換され、DSP209の
減算器209dの一方の入力回路に入力する。前記減算
器209dの他方の入力回路には、DSP209のディ
ジタル信号発生部209bから、中心レベルVoがVo
=Vrefで振幅がVsの所定の周波数のディジタルの
正弦波信号が入力する。
る。なお、実際には前記減算器209dへの入出力信号
はディジタル信号であるが、理解を容易にするため、図
4に示すごとく、これをアナログに変換した波形図を用
いて説明する。図4(a)は、前記A/D変換器208
のオフセットがゼロのときの、前記減算器209dの動
作の説明図である。前記減算器209dの一方の入力回
路へ入力したオフセットがゼロの前記A/D変換器20
8の出力信号Vrd(=Vref)と、他方の入力回路
へ入力した前記ディジタル信号発生部209b出力の正
弦波信号との関係は、図4(a)の波形(P)に示され
る。前記減算器209dにおいて、前記正弦波信号とV
rd(=Vref)との差が求められ、Vrd以上のレ
ベルの信号が図4(b)の波形(Q)のように出力さ
れ、DSP209の判定部209bに入力する。このと
き、波形(Q)の電位ゼロの期間T0と、何らかの電位
の現れる期間TSとの比は、T0/TS=1となる。
換器208にオフセットが生じたときの、前記減算器2
09dの動作の説明図である。図4(b)の波形(R)
は、前記減算器209dの一方の入力回路へ入力したオ
フセットを含む前記A/D変換器208の出力信号Vr
d(例えば、Vrd>Vrefとする)と、他方の入力
回路へ入力した前記ディジタル信号発生部209b出力
の正弦波信号との関係を示すものである。前記減算器2
09dにおいて、前記の正弦波信号とVrdとの差が求
められ、Vrd以上のレベルの信号が図4(b)の波形
(S)のように出力され、DSP209の判定部209
bに入力する。このとき、T0/TS>1となる。また、
図示は省略したが、前記A/D変換器208のオフセッ
トにより、減算器209dの一方の入力回路への入力信
号VrdがVrd<Vrefの場合は、上記と同様に考
えると、前記減算器209dの出力波形においては、T
0/TS<1となる。
9dの出力波形におけるT0/TSの値と前記A/D変換
器208のオフセット量との変換テーブルを有する。そ
して、前記判定部209cは、前記減算器209dの出
力信号が入力すると、その信号からT0/TSの値を求
め、前記変換テーブルからオフセット量を判定し、求め
られたオフセット量は前記DSP209の復調部209
aに対し、その復調出力のレベルから前記A/D変換器
208のオフセット成分が打ち消されるようにフィード
バックされる。上記のように前記A/D変換器208の
オフセットのゼロ調整が行われた後、CPU210の制
御によって、切替器207の接続は、A/D変換器20
8の入力回路と安定化電圧源212の出力回路との接続
から、前記A/D変換器208の入力回路とバンドパス
フィルタ206の出力回路との接続に切り替えられる。
は、アンテナ201で受信された受信信号は、高周波増
幅器202で増幅され、バンドパスフィルタ203で帯
域外の信号が除去されてミキサ204に入力する。前記
ミキサ204において、受信信号は、ローカル信号発生
器205で生成されたローカル信号と合成されて所望の
中間周波信号に周波数変換され、バンドパスフィルタ2
06で不要波が除去されて、切替器206を経てA/D
変換器208に入力する。前記受信信号は、前記A/D
変換器208においてディジタル信号に変換され、CP
U210で制御されるDSP209の復調部209aに
おいて復調され、前記A/D変換器208のオフセット
が補償された復調出力が得られる。尚、前記CPU21
0は前記メモリ211に記憶された通信システムのプロ
グラムに基づいて動作する。
ディジタル送受信機のD/A変換器あるいはA/D変換
器で発生するオフセットを自動的にゼロ調整することが
できる。また、本発明に係わる回路構成品のA/D変換
器は、送受信回路における送受信データのディジタル変
換あるいはアナログ変換に使用されるD/A変換器やA
/D変換器に比べ、低いサンプリングレートのものでよ
く、且つ、オフセットに対する要求も緩やかな特性のも
のでよい。したがって、本発明は、安価で簡単な回路構
成でオフセットを自動的にゼロ調整できる、信頼性の高
いディジタル送受信機を提供する上で著しい効果があ
る。
施の一形態例を示す構成概要図。
A変換器104のオフセットがゼロのときのD/A変換
器104出力の信号波形及び減算器107出力の信号波
形を示す図、(b)は、D/A変換器104にオフセッ
トが生じたときのD/A変換器104出力の信号波形及
び減算器107出力の信号波形を示す図。
施の一形態例を示す構成概要図。
して説明した減算器209dの動作説明図で、(a)
は、A/D変換器208のオフセットがゼロのときのA
/D変換器208出力の信号波形及び減算器209d出
力の信号波形を示す図、(b)は、 A/D変換器20
8にオフセットが生じたときのA/D変換器208出力
の信号波形及び減算器209d出力の信号波形を示す
図。
図で、(a)は送信機、(b)は受信機を示す。
01b・・ディジタル信号発生部、101c・・判定
部、 102・・CPU、 103・・メモリ、1
04・・D/A変換器、105・・切替器、106・・
A/D変換器、107・・減算器、108・・バンドパ
スフィルタ、109・・ミキサ、110・・ローカル信
号発生器、 111・・バンドパスフィルタ、11
2・・高周波電力増幅器、113・・アンテナ、120
・・DSP、121・・オフセット補償回路、201・
・アンテナ、 202・・高周波増幅器、203
・・バンドパスフィルタ、 204・・ミキサ、20
5・・ローカル信号発生器、 206・・バンドパス
フィルタ、207・・切替器、 208・・A/D変換
器、 209・・DSP、209a・・復調部、 2
09b・・ディジタル信号発生部、209c・・判定
部、 209d・・減算器、 210・・CPU、
211・・メモリ、 212・・安定化電圧
源、220・・オフセット補償回路、 221・・D
SP
Claims (2)
- 【請求項1】ディジタルの送信データをD/A変換手段
でアナログ信号に変換し、前記アナログ信号を無線周波
数に変換して送信するディジタル送信機において、ディ
ジタル信号発生手段で生成した所定の基準値を中心とす
る正弦波信号を前記D/A変換手段でアナログ信号に変
換し、前記アナログの正弦波信号と前記基準値と同レベ
ルの直流電圧との差の信号波形を減算手段で求め、前記
減算手段の出力信号波形における前記基準電圧値以上の
レベルを示す期間Tsと前記基準電圧値以下のレベルを
示す期間Toとの比Ts/Toと前記D/A変換手段の
オフセット量との変換テーブルを有する判定手段で、前
記減算手段で求めた前記正弦波信号と基準電圧値との差
の信号波形のTs/Toから前記D/A変換手段のオフ
セット成分を算出し、前記オフセット成分を前記ディジ
タル信号処理手段の出力に、前記D/A変換手段のオフ
セットを打ち消すようにフィードバックすることを特徴
とするディジタル送信機。 - 【請求項2】A/D変換手段でディジタル信号に変換さ
れた中間周波受信信号をDSP等のディジタル信号処理
手段で復調して復調出力を得るディジタル受信機におい
て、所定の基準値の直流電圧を前記A/D変換手段でデ
ィジタル信号に変換し、ディジタル信号発生手段で生成
した前記所定の基準値を中心とする正弦波信号と前記A
/D変換手段出力の電圧値との差の信号波形を減算手段
で求め、前記減算手段の出力信号波形における前記A/
D変換手段出力の電圧値以上のレベルを示す期間Tsと
前記電圧値以下のレベルを示す期間Toとの比Ts/T
oと前記A/D変換手段のオフセット量との変換テーブ
ルを有する判定手段で、前記減算手段で求めた正弦波信
号と前記A/D変換手段出力の電圧値との差の信号波形
のTs/Toから前記A/D変換手段のオフセット成分
を算出し、前記オフセット成分を前記ディジタル信号処
理手段の出力に、前記A/D変換手段のオフセットを打
ち消すようにフィードバックすることを特徴とするディ
ジタル受信機。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003188661A (ja) * | 2001-12-13 | 2003-07-04 | Shi Control Systems Ltd | 電流アンプ回路のオフセット調整方法及びオフセット調整機能を持つ電流アンプ回路 |
WO2004071040A1 (ja) * | 2003-02-06 | 2004-08-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | A/dコンバータのオフセット補正回路 |
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-
1999
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US9960798B2 (en) | 2016-01-07 | 2018-05-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for tuning frequency |
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