JP2001148721A - Fsk modulator - Google Patents

Fsk modulator

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JP2001148721A
JP2001148721A JP33109899A JP33109899A JP2001148721A JP 2001148721 A JP2001148721 A JP 2001148721A JP 33109899 A JP33109899 A JP 33109899A JP 33109899 A JP33109899 A JP 33109899A JP 2001148721 A JP2001148721 A JP 2001148721A
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JP
Japan
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signal
baseband signal
fsk
baseband
transmission data
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JP33109899A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Morimura
浩季 森村
Tsutomu Wakimoto
力 脇本
Tomoshi Shigematsu
智志 重松
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an FSK modulator which makes it easy to adjust a frequency shift quantity and is reducible in electric power consumption and cost. SOLUTION: A base-band signal generating means consisting of a 90 deg. phase shifter 1, a 180 deg. phase shifter 2, and a switch 3 outputs two base-band signals BBI and BBQ (BBQP, BBPN) which become mutually orthogonal modulated signals and shifts the phase of one base-band signal BBQ by 180 deg. according to transmit data BB. An orthogonal modulating means consisting of an oscillator 4, a 90 deg. phase shifter 5, mixers 6 and 7, and an adder 8 modulates two local signals LOI and LOQ which become mutually orthogonal carriers with the two base-band signals BBI and BBQ.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、小電力無線機器や
微弱電波無線機器に使用される周波数偏移変調(Freque
ncy Shift Keying、以下、FSKと略する)型の変調器
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency shift keying (Frequen
The present invention relates to an ncy shift keying (hereinafter abbreviated as FSK) type modulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のFSK変調器の代表的な例を図5
に示す。図5において、LOは搬送波となるローカル信
号であり、その周波数はω0である。説明を簡単にする
ため、ローカル信号LOをLO=cosω0tで表すこ
とにする。このローカル信号LOは発振器20から出力
される。発振器21は周波数ω1の信号を出力し、発振
器22は周波数ω2の信号を出力する。BBは変調信号
となる送信データであり、周期2π/ωbのデータレー
トで変化する。スイッチ23は、送信データBBが
「0」(ロウレベル)のとき発振器21の出力を選択し
て出力し、送信データBBが「1」(ハイレベル)のと
き発振器22の出力を選択して出力する。発振器21ま
たは発振器22からスイッチ23を介して出力された信
号と発振器20から出力されたローカル信号LOは、ミ
キサ24によって掛け合わされる。これにより、ローカ
ル信号LOの周波数は送信データBBに応じて変調され
る。
2. Description of the Related Art A typical example of a conventional FSK modulator is shown in FIG.
Shown in In FIG. 5, LO is a local signal serving as a carrier, and its frequency is ω0. For simplicity, the local signal LO will be represented by LO = cosω0t. This local signal LO is output from the oscillator 20. The oscillator 21 outputs a signal of the frequency ω1, and the oscillator 22 outputs a signal of the frequency ω2. BB is transmission data serving as a modulation signal, and changes at a data rate of a period 2π / ωb. The switch 23 selects and outputs the output of the oscillator 21 when the transmission data BB is “0” (low level), and selects and outputs the output of the oscillator 22 when the transmission data BB is “1” (high level). . The signal output from the oscillator 21 or the oscillator 22 via the switch 23 and the local signal LO output from the oscillator 20 are multiplied by the mixer 24. Thereby, the frequency of the local signal LO is modulated according to the transmission data BB.

【0003】ミキサ24の出力をBPF25に入力する
と、BPF25により所定の周波数範囲の信号だけが抽
出される。そして、BPF25の出力信号をパワーアン
プ26によって増幅し、無線電波としてアンテナ27か
ら送出する。この無線電波の周波数スペクトラムを図6
に示す。無線電波には、ω0+ω1とω0+ω2の2つ
の周波数成分が含まれている。送信データBBが「0」
のときにはω0+ω1、送信データBBが「1」のとき
にはω0+ω2の周波数成分が出力される。このように
FSK変調では、2つの周波数を送信データBBの
「0」または「1」に対応させることにより、送信デー
タBBを送信することができる。
When the output of the mixer 24 is input to the BPF 25, the BPF 25 extracts only a signal in a predetermined frequency range. Then, the output signal of the BPF 25 is amplified by the power amplifier 26 and transmitted from the antenna 27 as a radio wave. Fig. 6 shows the frequency spectrum of this radio wave.
Shown in The radio wave includes two frequency components ω0 + ω1 and ω0 + ω2. Transmission data BB is "0"
In this case, the frequency component of ω0 + ω1 is output, and when the transmission data BB is “1”, the frequency component of ω0 + ω2 is output. As described above, in the FSK modulation, the transmission data BB can be transmitted by associating two frequencies with “0” or “1” of the transmission data BB.

【0004】図7は従来の他のFSK変調器の構成を示
すブロック図であり、図5と同一の構成には同一の符号
を付してある。このFSK変調器は、電圧可変容量ダイ
オード(以下、バリキャップと呼ぶ)28を用いたもの
である。スイッチ23は、送信データBBが「0」のと
き電圧V1を選択して出力し、送信データBBが「1」
のとき電圧V2を選択して出力する。こうして、送信デ
ータBBに対応してバリキャップ28ヘのバイアス電圧
を変化させ、コンデンサCを介してバリキャップ28と
接続された発振回路OSCの発振周波数を変化させるも
のである。これにより、図5の場合と同様に、送信デー
タBBが「0」のときには周波数ω1の信号がミキサ2
4に供給され、送信データBBが「1」のときには周波
数ω2の信号がミキサ24に供給される。こうして、図
7のFSK変調器においても、無線電波の周波数スペク
トラムは図6のようになり、2つの周波数を送信データ
BBの「0」または「1」に対応させている。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of another conventional FSK modulator. The same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. This FSK modulator uses a voltage variable capacitance diode (hereinafter, referred to as a varicap) 28. The switch 23 selects and outputs the voltage V1 when the transmission data BB is “0”, and sets the transmission data BB to “1”.
At this time, the voltage V2 is selected and output. Thus, the bias voltage to the varicap 28 is changed in accordance with the transmission data BB, and the oscillation frequency of the oscillation circuit OSC connected to the varicap 28 via the capacitor C is changed. As a result, similarly to the case of FIG. 5, when the transmission data BB is “0”, the signal of the frequency ω 1 is
4 and the signal of frequency ω2 is supplied to the mixer 24 when the transmission data BB is “1”. Thus, also in the FSK modulator of FIG. 7, the frequency spectrum of the radio wave is as shown in FIG. 6, and the two frequencies correspond to “0” or “1” of the transmission data BB.

【0005】ここで、図6に示す2つの周波数ω0+ω
1とω0+ω2の差を周波数偏移と呼ぶ。この周波数偏
移の半分をΔωとしたとき、FSK変調された無線電波
は、周波数ωc=ω0+(ω1+ω2)/2を中心とし
て周波数±Δωだけ偏移した信号とみなすことができ
る。この無線電波を図8に示すようなFSK受信器で受
信すると、周期2π/Δωのクロック信号CLK0が抽
出され、これにより送信データBBをディジタル信号と
して直接復調することができる。図8において、30は
アンテナ、31はローノイズアンプ、32はローカル信
号LOを出力する発振器、33はローカル信号LOの位
相を90度ずらす90度移相器、34は受信信号とロー
カル信号LOとを掛け合わせるミキサ、35は受信信号
と90度移相器33の出力信号とを掛け合わせるミキ
サ、36,37はローパスフィルタ、38,39はリミ
ッタアンプ、40はDフリップフロップである。図8の
FSK受信器の詳しい動作は、文献「IEEE Journal of
Solid-State Circuits,vol.30,No.12,pp.1399-1410,Dec
ember 1999」に述べられているので省略する。
Here, two frequencies ω0 + ω shown in FIG.
The difference between 1 and ω0 + ω2 is called a frequency shift. When half of this frequency shift is Δω, the FSK-modulated radio wave can be regarded as a signal shifted by a frequency ± Δω around the frequency ωc = ω0 + (ω1 + ω2) / 2. When this radio wave is received by an FSK receiver as shown in FIG. 8, a clock signal CLK0 having a period of 2π / Δω is extracted, whereby the transmission data BB can be directly demodulated as a digital signal. In FIG. 8, 30 is an antenna, 31 is a low noise amplifier, 32 is an oscillator that outputs a local signal LO, 33 is a 90-degree phase shifter that shifts the phase of the local signal LO by 90 degrees, and 34 is a device that converts the received signal and the local signal LO. A mixer for multiplication, 35 is a mixer for multiplying the received signal by the output signal of the 90-degree phase shifter 33, 36 and 37 are low-pass filters, 38 and 39 are limiter amplifiers, and 40 is a D flip-flop. The detailed operation of the FSK receiver shown in FIG.
Solid-State Circuits, vol. 30, No. 12, pp. 1399-1410, Dec
ember 1999 ".

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
FSK変調器では、以下のような問題点がある。まず、
図5に示したFSK変調器では、発振周波数が3つ必要
であり、発振器20〜22による消費電力が大きいた
め、低電力化が難しいという問題点がある。また、発振
器20〜22の発振子が3つ必要になるので、コストが
高くなる。発振子の代わりに位相同期ループ(PLL)
回路を用いたとしても、消費電力及びコストが大きくな
る。一方、図7のFSK変調器では、図5の場合に比べ
て発振器の数が1つ減るため、低電力及び低コスト化が
図れるが、バリキャップ28による周波数偏移量の調整
が複雑になるという問題点がある。また、低電圧化によ
り電力を低減しようとしても、電源電圧が低下するとバ
リキャップ28の可変容量値が小さくなってしまい、周
波数偏移量が小さくなり特性が劣化する。そのため、低
電圧化による低電力化には限界がある。また、大きな可
変容量を有するバリキャップを通常のCMOSプロセス
等のLSI技術を用いて製造することは難しいため、モ
ノシリック化することが難しい。そのためモノシリック
化による小型化、低電力化、低コスト化を図ることがで
きないという問題点がある。
However, the conventional FSK modulator has the following problems. First,
The FSK modulator shown in FIG. 5 requires three oscillation frequencies and has a problem that it is difficult to reduce the power because the power consumption of the oscillators 20 to 22 is large. Further, since three oscillators of the oscillators 20 to 22 are required, the cost increases. Phase locked loop (PLL) instead of oscillator
Even if a circuit is used, power consumption and cost will increase. On the other hand, in the FSK modulator of FIG. 7, the number of oscillators is reduced by one compared to the case of FIG. 5, so that low power and low cost can be achieved, but adjustment of the frequency shift amount by the varicap 28 becomes complicated. There is a problem. Further, even if an attempt is made to reduce the power by lowering the voltage, if the power supply voltage decreases, the variable capacitance value of the varicap 28 decreases, the amount of frequency shift decreases, and the characteristics deteriorate. Therefore, there is a limit to the reduction in power consumption due to the reduction in voltage. Further, since it is difficult to manufacture a varicap having a large variable capacitance using an LSI technology such as a normal CMOS process, it is difficult to make the varicap monolithic. Therefore, there is a problem that it is not possible to reduce the size, power consumption, and cost by monolithic technology.

【0007】さらに、図5、図7のいずれのFSK変調
器においても、送信データBBのデータレートを受信器
側に送信する手段を有していない。そのため、受信器側
は、送信データBBを復調するために送信側のデータレ
ートと同じ周波数の基準クロック信号を独立に持つ必要
がある。このため、無線信号の伝送レートを変更しよう
とすると、送受信器双方のデータレートを変更する必要
がある。実際の使用状況を考慮すると、送受信器全てを
回収する必要があり、伝送レートの変更が難しいという
問題点があった。以上のように、従来のFSK変調器で
は、複数の発振周波数が必要なために電力消費が大き
く、バリキャップを用いると設計が複雑化し、低電圧化
やモノシリック化が難しいという問題点があった。さら
に、送信データのデータレートを受信器側に送信する手
段を有していないため、受信器側に独立に送信データ復
調用のクロック信号を持つ必要があり、無線信号の伝送
レート変更が困難であるという問題点があった。本発明
の目的は、上述の問題を解決するべく、周波数偏移量の
調節が容易で、低電圧化及びモノシリック化により低電
力なFSK変調器を提供すると同時に、送信データのデ
ータレートを受信器に送信する手段を有するFSK変調
器を提供することである。
Further, none of the FSK modulators shown in FIGS. 5 and 7 has means for transmitting the data rate of the transmission data BB to the receiver. Therefore, the receiver side needs to independently have a reference clock signal having the same frequency as the data rate of the transmission side in order to demodulate the transmission data BB. For this reason, in order to change the transmission rate of the wireless signal, it is necessary to change the data rates of both the transmitter and the receiver. In consideration of the actual use situation, there is a problem that it is necessary to collect all the transceivers, and it is difficult to change the transmission rate. As described above, the conventional FSK modulator has a problem that power consumption is large because a plurality of oscillation frequencies are required, and the use of a varicap complicates the design and makes it difficult to reduce the voltage and make it monolithic. . Furthermore, since there is no means for transmitting the data rate of the transmission data to the receiver side, the receiver side must have a clock signal for transmission data demodulation independently, and it is difficult to change the transmission rate of the radio signal. There was a problem. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a low-power FSK modulator in which the amount of frequency shift can be easily adjusted, low voltage and monolithic to solve the above problem, To provide an FSK modulator having means for transmitting to the FSK modulator.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のFSK変調器
は、搬送波となるローカル信号の周波数偏移量を変調信
号となるベースバンド信号のデータレートで制御する手
段を備えたものである。また、本発明のFSK変調器
は、互いに直交する変調信号となる2つのベースバンド
信号(BBI,BBQ)を出力すると共に、2つのベー
スバンド信号のうち一方の信号(BBQ)の位相を送信
データに応じて180度変化させるベースバンド信号生
成手段(1〜3,11〜13)と、互いに直交する搬送
波となる2つのローカル信号(LOI,LOQ)を2つ
のベースバンド信号で変調する直交変調手段(4〜8)
とを備えたものである。また、本発明のFSK変調器の
1構成例として、ベースバンド信号生成手段は、送信デ
ータのデータレートに一致する周波数のベースバンド信
号を出力するものであり、ローカル信号の周波数偏移量
をデータレートで制御するものである。また、本発明の
FSK変調器の1構成例として、ベースバンド信号生成
手段は、ベースバンド信号を方形波とするものである。
また、本発明のFSK変調器の1構成例は、LSI製造
技術を用いて実現するものである。
The FSK modulator according to the present invention includes a means for controlling the amount of frequency shift of a local signal serving as a carrier with the data rate of a baseband signal serving as a modulation signal. Further, the FSK modulator of the present invention outputs two baseband signals (BBI, BBQ), which are orthogonally modulated signals, and converts the phase of one of the two baseband signals (BBQ) into transmission data. Baseband signal generating means (1 to 3, 11 to 13) for changing the angle by 180 degrees according to the following equation, and quadrature modulating means for modulating two local signals (LOI, LOQ) which are orthogonal to each other with two baseband signals (4-8)
It is provided with. Further, as one configuration example of the FSK modulator of the present invention, the baseband signal generation means outputs a baseband signal having a frequency corresponding to the data rate of the transmission data. It is controlled by the rate. Further, as an example of the configuration of the FSK modulator of the present invention, the baseband signal generation means converts the baseband signal into a square wave.
Further, one configuration example of the FSK modulator of the present invention is realized by using LSI manufacturing technology.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】[実施の形態の1]次に、本発明
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態となるFSK変調器の
構成を示すブロック図である。図1のFSK変調器は、
90度移相器1と、180度移相器2と、スイッチ3
と、発振器4と、90度移相器5と、ミキサ6,7と、
加算器8と、パワーアンプ9と、アンテナ10とを有し
ている。このFSK変調器において、90度移相器1、
180度移相器2及びスイッチ3はベースバンド信号生
成手段を構成し、発振器4、90度移相器5、ミキサ
6,7及び加算器8は直交変調手段を構成している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the FSK modulator according to the first embodiment of the present invention. The FSK modulator of FIG.
90 degree phase shifter 1, 180 degree phase shifter 2, switch 3
Oscillator 4, 90-degree phase shifter 5, mixers 6, 7,
It has an adder 8, a power amplifier 9, and an antenna 10. In this FSK modulator, a 90-degree phase shifter 1,
The 180-degree phase shifter 2 and the switch 3 constitute baseband signal generation means, and the oscillator 4, the 90-degree phase shifter 5, the mixers 6, 7, and the adder 8 constitute quadrature modulation means.

【0010】本実施の形態では、周波数がω0のローカ
ル信号LOと、ベースバンド信号として周波数がωbで
位相が互いに90度ずれた(以後、直交と呼ぶ)2つの
信号BBI,BBQを用いる。説明を簡単にするため、
ローカル信号LOをLO=cosω0tで表し、ベース
バンド信号BBIをBBI=cosωbtで表し、ベー
スバンド信号BBQ(BBQP)をBBQ=sinωb
tで表すことにする。ここでは、各信号の周波数や位相
の関係の説明を容易にするため、正弦波および余弦波を
用いたが、波形を限定するものではなく、方形波や三角
波等でもよい。
In this embodiment, a local signal LO having a frequency of ω0 and two signals BBI and BBQ as baseband signals having a frequency of ωb and a phase shifted from each other by 90 degrees (hereinafter referred to as orthogonal) are used. For simplicity,
The local signal LO is represented by LO = cosω0t, the baseband signal BBI is represented by BBI = cosωbt, and the baseband signal BBQ (BBQP) is BBQ = sinωb
It is represented by t. Here, a sine wave and a cosine wave are used to facilitate the description of the relationship between the frequency and the phase of each signal, but the waveform is not limited and may be a square wave, a triangular wave, or the like.

【0011】以下、図1で示したFSK変調器の動作を
簡単に説明する。90度移相器1は、ベースバンド信号
BBI=cosωbtの位相を90度ずらし、ベースバ
ンド信号BBIに対して直交するベースバンド信号BB
QP=sinωbtを生成する。180度移相器2は、
ベースバンド信号BBQP=sinωbtに対して位相
が180度ずれたベースバンド信号BBQN=−sin
ωbtを生成する。なお、180度移相器2の代わり
に、インバータを用いてもよい。
Hereinafter, the operation of the FSK modulator shown in FIG. 1 will be briefly described. The 90-degree phase shifter 1 shifts the phase of the baseband signal BBI = cosωbt by 90 degrees, and makes the baseband signal BB orthogonal to the baseband signal BBI.
Generate QP = sin ωbt. The 180-degree phase shifter 2
Baseband signal BBQP = −sin baseband signal BBQN = 180 sin in phase shifted from sinωbt
ωbt is generated. Note that an inverter may be used instead of the 180-degree phase shifter 2.

【0012】BBは送信データであり、周波数ωbのデ
ータレートで変化する。スイッチ3は、送信データBB
に応じてベースバンド信号BBQPあるいはBBQNの
何れか一方を選択して出力する。すなわち、スイッチ3
は、送信データBBが「0」(ロウレベル)のときベー
スバンド信号BBQPを選択して出力し、送信データB
Bが「1」(ハイレベル)のときベースバンド信号BB
QNを選択して出力する。こうして、ベースバンド信号
BBQは送信データBBに応じて位相が180度変化す
る。
BB is transmission data, which changes at the data rate of the frequency ωb. The switch 3 transmits the transmission data BB
, One of the baseband signals BBQP and BBQN is selected and output. That is, switch 3
Selects and outputs the baseband signal BBQP when the transmission data BB is “0” (low level).
When B is "1" (high level), the baseband signal BB
Select and output QN. Thus, the phase of baseband signal BBQ changes by 180 degrees according to transmission data BB.

【0013】一方、発振器4は、ローカル信号LO=c
osω0tを出力する。そして、90度移相器5は、ロ
ーカル信号LOの位相を90度ずらし、ローカル信号L
Oに対して直交するローカル信号LOQ=sinω0t
を生成する。ここで、ミキサ7に入力されるローカル信
号LOQに対応して、ミキサ6に入力されるローカル信
号LOをLOIと表記する。
On the other hand, the oscillator 4 outputs the local signal LO = c
osω0t is output. Then, the 90-degree phase shifter 5 shifts the phase of the local signal LO by 90 degrees, and
Local signal LOQ orthogonal to O = sin ω0t
Generate Here, the local signal LO input to the mixer 6 is described as LOI in correspondence with the local signal LOQ input to the mixer 7.

【0014】次に、ミキサ6は、ローカル信号LOIと
ベースバンド信号BBIとを掛け合わせた信号cosω
bt×cosω0tを出力する。一方、ミキサ7は、ロ
ーカル信号LOQとベースバンド信号BBQP又はBB
QNとを掛け合わせた信号sinωbt×sinω0t
又は−sinωbt×sinω0tを出力する。
Next, a mixer 6 multiplies the local signal LOI and the baseband signal BBI by a signal cosω.
bt × cosω0t is output. On the other hand, the mixer 7 includes a local signal LOQ and a baseband signal BBQP or BB
Signal sinωbt × sinω0t multiplied by QN
Alternatively, -sin ωbt × sin ω0t is output.

【0015】こうして、ミキサ6,7により周波数多重
が行われ、互いに直交したローカル信号LOI,LOP
は、互いに直交したベースバンド信号BBI,BBQ
(BBQP,BBQN)によって変調される。加算器8
は、ミキサ6の出力信号とミキサ7の出力信号とを足し
合わせた信号cos(ω0+ωb)t又はcos(ω0
−ωb)tを出力する。そして、加算器8の出力信号を
パワーアンプ9によって増幅し、無線電波としてアンテ
ナ10から送出する。なお、加算器8を使用せずに、同
一節点を駆動することによる電流加算方法を用いてもよ
い。
In this manner, frequency multiplexing is performed by the mixers 6 and 7, and the local signals LOI and LOP which are orthogonal to each other.
Are the baseband signals BBI and BBQ orthogonal to each other.
(BBQP, BBQN). Adder 8
Is a signal cos (ω0 + ωb) t or cos (ω0) obtained by adding the output signal of the mixer 6 and the output signal of the mixer 7.
-Ωb) Output t. Then, the output signal of the adder 8 is amplified by the power amplifier 9 and transmitted from the antenna 10 as a radio wave. Note that a current adding method by driving the same node without using the adder 8 may be used.

【0016】この無線電波の周波数スペクトラムを図2
に示す。無線電波は、周波数ω0を中心として±ωbだ
け偏移したFSK信号となる。具体的には、ベースバン
ド信号BBQを送信データBBの「0」又は「1」に対
応させることで、2つの周波数ω0−ωb,ω0+ωb
をそれぞれ送信データBBの「0」,「1」に対応させ
ることができる。これにより、送信データBBを送信す
ることができる。
FIG. 2 shows the frequency spectrum of this radio wave.
Shown in The radio wave is an FSK signal shifted by ± ωb around the frequency ω0. Specifically, by associating the baseband signal BBQ with “0” or “1” of the transmission data BB, two frequencies ω0−ωb and ω0 + ωb
Can be respectively associated with “0” and “1” of the transmission data BB. Thereby, the transmission data BB can be transmitted.

【0017】以上のように、本発明によれば、発振器を
ローカル信号LO用の発振器4とベースバンド信号BB
I用の発振器(不図示)の計2つに削減できるので、低
電力化、低コスト化が可能となる。また、バリキャップ
を使用しないので、CMOSプロセス等のLSI技術を
用いたモノシリック化や低電圧化が可能であり、これに
よる低電力化および低コスト化も実現できる。
As described above, according to the present invention, the oscillator is connected to the oscillator 4 for the local signal LO and the baseband signal BB.
Since the number of oscillators for I (not shown) can be reduced to a total of two, power consumption and cost can be reduced. Further, since no varicap is used, it is possible to realize a monolithic or low voltage using LSI technology such as a CMOS process, thereby realizing low power and low cost.

【0018】また、本発明によれば、直交変調手段によ
る直交変調を行う際に、ベースバンド信号BBI,BB
Q(BBQP,BBQN)の周波数を送信データBBの
データレートに一致する周波数ωbとし、かつベースバ
ンド信号BBQの位相を送信データBBに応じて180
度変化させることにより、ローカル信号LO(LOI,
LOQ)の周波数偏移量を送信データBBのデータレー
ト(ベースバンド信号のデータレート)で容易に制御す
ることができる。
According to the present invention, when quadrature modulation is performed by the quadrature modulation means, the baseband signals BBI, BB
The frequency of Q (BBQP, BBQN) is set to a frequency ωb that matches the data rate of the transmission data BB, and the phase of the baseband signal BBQ is set to 180 according to the transmission data BB.
The local signal LO (LOI,
LOQ) can be easily controlled by the data rate of the transmission data BB (data rate of the baseband signal).

【0019】このように、ローカル信号LOの周波数偏
移量がデータレートと対応しているため、本発明のFS
K変調器から送信されたFSK信号を図8に示す受信器
で復調すると、前記データレートと同じ周波数ωbのク
ロック信号を抽出することができる。したがって、受信
器側に送信データ復調用のクロック信号を独立に持つ必
要がなくなり、FSK信号の伝送レートを送信側だけで
容易に変更することができる。
As described above, since the frequency shift amount of the local signal LO corresponds to the data rate, the FS of the present invention is
When the FSK signal transmitted from the K modulator is demodulated by the receiver shown in FIG. 8, a clock signal having the same frequency ωb as the data rate can be extracted. Therefore, it is not necessary for the receiver to have a clock signal for demodulating transmission data independently, and the transmission rate of the FSK signal can be easily changed only on the transmission side.

【0020】[実施の形態の2]図3は本発明の第2の
実施の形態となるFSK変調器の構成を示すブロック図
であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してあ
る。本実施の形態は、ベースバンド信号生成手段をDフ
リップフロップ(以下、DFFと略する)11,12、
インバータ13及びスイッチ3で構成し、ベースバンド
信号を方形波とするものである。
[Embodiment 2] FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an FSK modulator according to a second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. It is. In the present embodiment, the baseband signal generating means is a D flip-flop (hereinafter abbreviated as DFF) 11, 12,
It is composed of an inverter 13 and a switch 3, and has a baseband signal of a square wave.

【0021】DFF11,12の入力端子Dには、周波
数ωbのパルス状のベースバンド信号BBIが入力され
る。また、DFF11のクロック入力端子CKには、ω
bの2倍の周波数のクロック信号CLKが入力され、D
FF12のクロック入力端子CKには、インバータ13
によって反転されたクロック信号バーCLKが入力され
る。
The input terminals D of the DFFs 11 and 12 receive a pulse-like baseband signal BBI having a frequency ωb. The clock input terminal CK of the DFF 11 has ω
b, a clock signal CLK having a frequency twice as high
An inverter 13 is connected to a clock input terminal CK of the FF 12.
, The inverted clock signal CLK is input.

【0022】DFF11は、クロック信号CLKに同期
してベースバンド信号BBIを取り込んで出力し、DF
F12は、クロック信号バーCLKに同期してベースバ
ンド信号BBIを取り込んで出力する。これにより、D
FF11の出力端子Qからは図4(a)のようなベース
バンド信号BBIが出力され、DFF12の出力端子Q
からは図4(b)のようなベースバンド信号BBQPが
出力され、DFF12の出力端子バーQからは図4
(c)のようなベースバンド信号BBQNが出力され
る。
The DFF 11 fetches and outputs the baseband signal BBI in synchronization with the clock signal CLK,
F12 takes in and outputs the baseband signal BBI in synchronization with the clock signal CLK. This gives D
The output terminal Q of the FF 11 outputs a baseband signal BBI as shown in FIG.
4B output a baseband signal BBQP as shown in FIG.
A baseband signal BBQN as shown in (c) is output.

【0023】スイッチ3以降の動作は実施の形態の1と
全く同じである。以上のように、ベースバンド信号とし
て図4に示すような方形波を与えても、図2に示すよう
な2つの周波数ω0−ωbとω0+ωbの無線電波が得
られ、実施の形態の1と同様の効果が得られる。
The operation after the switch 3 is exactly the same as in the first embodiment. As described above, even when a square wave as shown in FIG. 4 is given as a baseband signal, radio waves with two frequencies ω0−ωb and ω0 + ωb as shown in FIG. 2 are obtained, and the same as in the first embodiment. The effect of is obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、搬送波となるローカル
信号の周波数偏移量を変調信号となるベースバンド信号
のデータレートで制御する手段を備えることにより、周
波数偏移量の調節をデータレートで容易に制御すること
ができる。また、周波数偏移量がデータレートと対応し
ているため、本発明のFSK変調器から送信されたFS
K信号を受信器で復調すると、データレートと同じ周波
数のクロック信号を抽出することができるので、受信器
側に送信データ復調用のクロック信号を独立に持つ必要
がなくなり、無線信号(FSK信号)の伝送レートを送
信側だけで容易に変更することができる。
According to the present invention, the means for controlling the amount of frequency shift of a local signal serving as a carrier by the data rate of a baseband signal serving as a modulation signal is provided, so that the amount of frequency shift can be adjusted at the data rate. Can be easily controlled. Also, since the amount of frequency shift corresponds to the data rate, the FS transmitted from the FSK modulator of the present invention is
When the K signal is demodulated by the receiver, a clock signal having the same frequency as the data rate can be extracted. Therefore, it is not necessary to have a clock signal for demodulating transmission data on the receiver side, and the radio signal (FSK signal) Can be easily changed only on the transmission side.

【0025】また、互いに直交する変調信号となる2つ
のベースバンド信号を出力すると共に、2つのベースバ
ンド信号のうち一方の信号の位相を送信データに応じて
180度変化させるベースバンド信号生成手段と、互い
に直交する搬送波となる2つのローカル信号を2つのベ
ースバンド信号で変調する直交変調手段とを備えること
により、発振器をローカル信号用の発振器とベースバン
ド信号用の発振器の計2つに削減できるので、低電力
化、低コスト化が可能となる。また、バリキャップを使
用しないので、CMOSプロセス等のLSI技術を用い
たモノシリック化や低電圧化が可能であり、これによる
低電力化および低コスト化も実現できる。したがって、
本発明のFSK変調器を小電力無線機器や微弱電波無線
機器に適用すれば、上記の効果により大幅な低電力化と
低コスト化を図ることができる。
A baseband signal generating means for outputting two baseband signals which are modulated signals orthogonal to each other and changing the phase of one of the two baseband signals by 180 degrees according to transmission data; And a quadrature modulating means for modulating two local signals, which are orthogonal to each other, with two baseband signals, whereby the number of oscillators can be reduced to two, a local signal oscillator and a baseband signal oscillator. Therefore, power consumption and cost can be reduced. Further, since no varicap is used, it is possible to realize a monolithic or low voltage using LSI technology such as a CMOS process, thereby realizing low power and low cost. Therefore,
If the FSK modulator of the present invention is applied to a low power wireless device or a weak radio wave wireless device, it is possible to significantly reduce power and cost by the above effects.

【0026】また、直交変調手段による直交変調を行う
際に、2つのベースバンド信号の周波数を送信データの
データレートに一致する周波数とし、かつ一方のベース
バンド信号の位相を送信データに応じて180度変化さ
せることにより、ローカル信号の周波数偏移量を送信デ
ータのデータレートで容易に制御することができる。
When performing quadrature modulation by the quadrature modulation means, the frequency of the two baseband signals is set to a frequency that matches the data rate of the transmission data, and the phase of one baseband signal is set to 180 in accordance with the transmission data. By changing the degree, the frequency shift amount of the local signal can be easily controlled by the data rate of the transmission data.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施の形態となるFSK変調
器の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an FSK modulator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1のFSK変調器の出力無線電波の周波数
スペクトラムを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a frequency spectrum of a radio wave output from the FSK modulator of FIG. 1;

【図3】 本発明の第2の実施の形態となるFSK変調
器の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an FSK modulator according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第2の実施の形態におけるベースバ
ンド信号の信号波形図である。
FIG. 4 is a signal waveform diagram of a baseband signal according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 従来のFSK変調器の構成を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional FSK modulator.

【図6】 図5のFSK変調器の出力無線電波の周波数
スペクトラムを示す図である。
6 is a diagram showing a frequency spectrum of an output radio wave of the FSK modulator of FIG. 5;

【図7】 従来の他のFSK変調器の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of another conventional FSK modulator.

【図8】 FSK受信器の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of an FSK receiver.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…90度移相器、2…180度移相器、3…スイッ
チ、4…発振器、5…90度移相器、6、7…ミキサ、
8…加算器、9…パワーアンプ、10…アンテナ、1
1、12…Dフリップフロップ、13…インバータ。
1 90 degree phase shifter, 2 180 degree phase shifter, 3 switch, 4 oscillator, 5 90 degree phase shifter, 6, 7 mixer
8 adder, 9 power amplifier, 10 antenna, 1
1, 12 ... D flip-flop, 13 ... inverter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重松 智志 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5K004 AA04 EE09  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Shigematsu 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Nippon Telegraph and Telephone Corporation 5K004 AA04 EE09

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 搬送波となるローカル信号の周波数偏移
量を変調信号となるベースバンド信号のデータレートで
制御する手段を備えたことを特徴とするFSK変調器。
1. An FSK modulator comprising means for controlling the amount of frequency shift of a local signal serving as a carrier with a data rate of a baseband signal serving as a modulation signal.
【請求項2】 互いに直交する変調信号となる2つのベ
ースバンド信号を出力すると共に、前記2つのベースバ
ンド信号のうち一方の信号の位相を送信データに応じて
180度変化させるベースバンド信号生成手段と、 互いに直交する搬送波となる2つのローカル信号を前記
2つのベースバンド信号で変調する直交変調手段とを備
えたことを特徴とするFSK変調器。
2. A baseband signal generating means for outputting two baseband signals, which become modulated signals orthogonal to each other, and changing the phase of one of the two baseband signals by 180 degrees according to transmission data. And a quadrature modulator for modulating two local signals that are orthogonal to each other with the two baseband signals.
【請求項3】 請求項2記載のFSK変調器において、 前記ベースバンド信号生成手段は、前記送信データのデ
ータレートに一致する周波数の前記ベースバンド信号を
出力するものであり、前記ローカル信号の周波数偏移量
を前記データレートで制御することを特徴とするFSK
変調器。
3. The FSK modulator according to claim 2, wherein said baseband signal generating means outputs said baseband signal having a frequency corresponding to the data rate of said transmission data, FSK characterized in that the shift amount is controlled by the data rate.
Modulator.
【請求項4】 請求項1、2または3記載のFSK変調
器において、 前記ベースバンド信号生成手段は、前記ベースバンド信
号を方形波とすることを特徴とするFSK変調器。
4. The FSK modulator according to claim 1, wherein the baseband signal generating means converts the baseband signal into a square wave.
【請求項5】 請求項1、2または3記載のFSK変調
器において、 LSI製造技術を用いて実現することを特徴とするFS
K変調器。
5. The FSK modulator according to claim 1, wherein the FSK modulator is realized by using an LSI manufacturing technique.
K modulator.
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