JP2002044164A - データスライサ及びそれを用いた通信装置 - Google Patents

データスライサ及びそれを用いた通信装置

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JP2002044164A
JP2002044164A JP2000226811A JP2000226811A JP2002044164A JP 2002044164 A JP2002044164 A JP 2002044164A JP 2000226811 A JP2000226811 A JP 2000226811A JP 2000226811 A JP2000226811 A JP 2000226811A JP 2002044164 A JP2002044164 A JP 2002044164A
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Yoshiaki Nakano
佳明 中野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】プリアンブル期間の短い無線信号に対しても簡
単な回路で正確なデジタル波形整形ができるデータスラ
イサを提供する。 【解決手段】データスライサは入力されたアナログデー
タ信号をデジタルデータ信号に変換する。このデータス
ライサは、コンパレータ回路5と、入力された第1アナ
ログデータ信号を微分してコンパレータ回路5の第1入
力部に印加する第1微分回路3と、1アナログデータ信
号の反転信号である第2アナログデータ信号を微分して
コンパレータ回路5の第2入力部に印加する第2微分回
路4と、コンパレータ回路5からの比較出力信号を第1
入力部へ帰還させる第1帰還回路6と、比較出力信号を
反転させる反転回路7と、この反転回路からの信号を第
2入力部へ帰還させる第2帰還回路8とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
(Spread Spectrum)技術、例えばブルートース(Blue
tooth)等に係わるデータ伝送システムにおける無線通
信装置において、復調信号を基準電圧でスライスしてデ
ジタル信号に変換するデータスライサ及びそれを用いた
通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車電話、携帯電話や無線LA
N(ローカルエリアネットワーク)等の無線ネットワー
クシステムにおいて利用される通信装置では、秘密性等
に優れたスペクトラム拡散技術を利用した通信方式が注
目されている。スペクトラム拡散技術はデータ信号に依
存しない符号を用いることによりデータ伝送に必要な周
波数帯域幅より広い周波数帯域に信号を拡散して送信対
象のデータ伝送を行なうものである。
【0003】一般に、スペクトラム拡散技術を利用した
通信方式においては、送信側にて音声等の入力ベースバ
ンド信号が変調されて拡散回路(変調回路)に入力され
るとともに、この変調信号が拡散符号を使用してスペク
トラム拡散された後、高周波信号として通信相手側に送
信される。また、受信側では、通信相手側より受信され
たスペクトラム拡散信号が送信側と同一の拡散符号を使
用して復調(逆拡散)される。
【0004】このとき、拡散符号が異なると復調できな
いことから、スペクトラム拡散技術を利用した通信方式
はマルチパス等による干渉波の影響を受け難く、また伝
送路で雑音が混じっても希望波を復調できる等の利点が
ある。
【0005】このようなスペクトラム拡散技術を利用し
た通信方式には、直接拡散(DirectSpread)方式と、周
波数ホッピング方式とがある。直接拡散方式は狭帯域変
調波に拡散符号を乗算しながら拡散を行ない、ある連続
した周波数帯域を均一に使用するものである。一方、周
波数ホッピング方式は拡散符号で通信相手との通信を行
なう際の搬送波の周波数をランダムに切り換えることで
周波数帯域内に信号を拡散するものである。
【0006】図5は従来の無線通信装置10について概
略的構成を示す要部ブロック回路図であり、図6はその
送信周波数スペクトラムを示す図である。尚、この無線
通信装置はスペクトラム拡散技術を利用した通信方式と
して、前記周波数ホッピング方式を使用している。
【0007】図5において、アンテナ11に接続された
スイッチ回路12の受信側接点12aには、バンドパス
フィルタ(BPF)13、高周波アンプ14、ミキサ1
5、復調回路20、データスライサ130で構成される
受信部が接続される。前記スイッチ回路12の送信側接
点12bには送信回路17、変調回路16で構成される
送信部が接続される。さらにCPU(中央処理装置)1
9が接続されたPLL周波数シンセサイザ18が前記ミ
キサ15及び前記変調回路16に接続されている。
【0008】アンテナ11に接続されたスイッチ回路1
2は受信時には受信側接点12aに切り換わり、アンテ
ナ11とバンドパスフィルタ13とを接続し、送信時に
は送信側接点12bに切り換わり、アンテナ11と送信
回路17とを接続する。
【0009】まず、受信時において、アンテナ11から
の受信信号は受信側接点12aを経由してバンドパスフ
ィルタ13に入力され、このバンドパスフィルタ13に
より使用周波数帯域の周波数のみが通過される。次い
で、高周波アンプ14により増幅され、次のミキサ15
により周波数変換された後、復調回路20にて復調さ
れ、データスライサ130によりデジタル信号に変換さ
れる。
【0010】送信時においては、送信データである音声
等の入力ベースバンド信号は変調回路16によりスペク
トラム拡散された後、送信回路17により高周波信号と
してスイッチ回路12の送信側接点12bを経由してア
ンテナ11から通信相手側に送信される。
【0011】図5の従来例の無線通信装置10はスペク
トラム拡散技術を利用した通信方式として周波数ホッピ
ング方式を使用しており、この周波数ホッピングをCP
U19がプログラムに基づいてPLL周波数シンセサイ
ザ18を制御することによりPLL周波数シンセサイザ
18からの周波数をホッピングさせることにより、送信
回路14から高周波信号としてスイッチ回路12の送信
側接点12bを経由してアンテナ11から通信相手側に
送信される送信周波数を図4の送信周波数スペクトラム
に示すように使用周波数帯域の全域にわたって均等に拡
散している。
【0012】ところで、前記データスライサ130とし
ては、従来、図7に示すようなものが使用されていた。
図7において。復調回路20の出力はコンパレータ13
1の非反転入力端子(+)に接続されるとともに、基準
電圧保持回路132を介してコンパレータの反転入力端
子(−)に接続されている。
【0013】基準電圧保持回路132は抵抗136と充
放電スイッチ回路135が直列に接続され、抵抗136
の一端が復調回路20の出力に接続され、他端が充放電
スイッチ回路135を介してコンパレータ131の反転
入力端子(−)に接続されている。さらに、充放電スイ
ッチ回路135とコンパレータ131の反転入力端子
(−)の接続点とグランド間にコンデンサ134が接続
されている。そして、充放電スイッチ回路135には充
放電制御回路133が接続されている。
【0014】次に、このように構成された従来のスライ
サ130の動作を説明する。充放電制御回路133は充
放電スイッチ回路135のオン、オフを制御しており、
充放電スイッチ回路135がオンのとき、抵抗136と
コンデンサ134が接続され、復調回路20から出力さ
れる復調信号により抵抗136を介してコンデンサ13
4が充電される。
【0015】そして、コンデンサ134が充電された状
態で充放電スイッチ回路135がオフした場合、抵抗1
36とコンデンサ134が開放され、コンデンサ134
の充電電圧が保持される。このコンデンサ134に保持
されている充電電圧がコンパレータ131の基準電圧と
なる。コンパレータ131は、反転入力端子(−)の基
準電圧と非反転入力端子(+)の復調信号との電圧レベ
ルを比較し、その結果がデジタル信号として出力され
る。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回路では、デジタル無線信号をAD変換する場合、
コンパレータの一方の端子に信号を加え、もう一方の端
子に基準電圧を加えるが、CRの時定数を考慮しなけれ
ばならない。通常、デジタルデータの先頭にはプリアン
ブルと呼ばれる1と0が交互に繰り返される信号が付加
されており、このプリアンブル信号を用いて、ハイ、ロ
ーの電圧値の中間にコンパレータの基準電圧を決定する
ことによりAD変換を確実なものにしている。
【0017】この場合、プリアンブル期間中にコンパレ
ータ基準電圧を決定するためには積分回路の時定数をプ
リアンブル期間より小さくしなければならない。しかし
ながら、CR積分回路はローパスフィルタであるので、
時定数を短くするということはカットオフ周波数を高く
するということになり、不要なAC成分の除去率が下が
ってしまい、サンプリング時のタイミングにより基準D
C電圧にばらつきが生じてしまう。
【0018】したがって、プリアンブル信号が短い期間
にしかない無線通信システムにおけるAD変換をコンパ
レータの基準電圧をCRを用いた積分回路で実現する場
合において、CRの時定数はプリアンブル期間より短く
設定し、且つサンプリングを行なうタイミングが正確で
あることが要求される。しかしながら、受信待ち時にお
いては、送信機、受信機は同期がとれていない状態であ
るので、受信のデータがいつから開始するのか(プリア
ンブル信号がいつ終了するのか)を予測することは不可
能である。従って、サンプリングを行なうタイミングは
不正確なものにならざるを得なくなる。
【0019】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、プリアンブル期間の短い無線信号に対しても
簡単な回路で正確なデジタル波形整形ができるデータス
ライサ及びそれを用いた通信装置を提供することを目的
とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、入力されたアナログデータ信号をデジタル
データ信号に変換するコンパレータ回路を備えたデータ
スライサにおいて、コンパレータ回路と、前記入力され
た第1アナログデータ信号を微分して前記コンパレータ
回路の第1入力部に印加する第1回路と、前記第1アナ
ログデータ信号の反転信号である第2アナログデータ信
号を微分して前記コンパレータ回路の第2入力部に印加
する第2回路と、前記コンパレータ回路からの比較出力
信号を前記第1入力部へ帰還させる第1帰還回路と、前
記比較出力信号を反転させる反転回路と、この反転回路
からの信号を前記第2入力部へ帰還させる第2帰還回路
とを備えている。また、通信装置はこのデータスライサ
を備えている。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1はデータスライサをブロック図で示して
おり、1、2はFM復調回路20からの復調信号を入力
する第1、第2入力端子である。尚、第1、第2入力端
子1、2に入力される復調信号は互いに逆位相となって
いる。
【0022】3、4は第1、第2の微分回路であり、そ
の出力はコンパレータ5へ供給される。6はコンパレー
タ5の出力を入力端子5Aへ正帰還する第1帰還回路で
ある。7はコンパレータ5の出力を反転するインバータ
であり、8はそのインバータの出力をコンパレータ5の
入力端子5Bへ帰還する第2帰還回路である。入力端子
5Bにはインバータ7と第2帰還回路によってコンパレ
ータ5の出力を負帰還することになる。尚、第1、第2
帰還回路6、8は後述するようにコンパレータ5の出力
電圧をレベル低減した形で帰還する。9は出力端子であ
る。
【0023】図3は前記微分回路3、4の具体例を示し
ている。C1、C1は微分回路を構成するコンデンサで
あり、R3、R3は微分回路を構成する抵抗である。微
分回路のCR時定数は入力されるアナログデータ信号の
データ周期よりも小さくなるように選ばれている。直流
電圧Vccの電源ライン25とグランド間に抵抗R1、
R2が直列に接続されており、これらの抵抗によって分
圧した電圧V1がa点に生じている。第1、第2微分回
路3、4の出力はそれぞれNPN型のトランジスタQ
1、Q2のベースに印加され、エミッタから微分信号S
1、S2として導出される。トランジスタQ1、Q2は
エミッタフォロアを成していてコレクタが電源ライン2
0に接続され、エミッタが定電流源21、22を介して
グランドに接続されている。
【0024】図4は第1、第2帰還回路6、8とインバ
ータ7の構成を示している。図中、トランジスタQ4、
抵抗R4a、R5a、R6a、トランジスタQ6、定電
流源23が第1帰還回路6を構成し、トランジスタQ
5、抵抗R4b、R5b、R6b、トランジスタQ7、
定電流源24が第2帰還回路を構成する。トランジスタ
Q4、Q5はPチャンネルMOSトランジスタである。
【0025】次に、動作を図2を参照して説明する。図
3の微分回路に入力される復調信号M1、M2は図2
(イ)に示すように位相が180°異なっている。ここ
で、復調信号M1は実線で示され、復調信号M2は点線
で示されている。復調信号M1はコンデンサC1と抵抗
R3で微分されると、図2(ロ)に実線で示すような微
分信号S1となる。一方、復調信号M2は微分されて図
2(ロ)に点線で示す微分信号S2となる。
【0026】微分信号の定常部分(直流部分)Kはa点
の電圧V1となるが、この電圧V1はトランジスタQ
1、Q2のエミッタでは、それらのトランジスタQ1、
Q2のベース・エミッタ間電圧Vbeだけ降下した電圧
(V1−Vbe)となる。この電圧を図2(ロ)ではV
oで示している。微分信号S1、S2はトランジスタQ
1、Q2のエミッタからコンパレータ5の入力端子5
A、5Bへ入力されるが、これらの入力端子5A、5B
には第1、第2帰還回路6、8によって帰還が施されて
いるので、微分信号の定常部分は図2(ハ)のようにW
1、W2となる。つまり、コンパレータ5の出力は図2
(ニ)のようになるが、これを第1、第2帰還回路6、
8で図2(ホ)のように波高値を低減して入力に帰還す
るので、図2(ハ)に示すように微分信号S1、S2の
直流レベル(DCレベル)に差(W1−W2)が生じた
形になる。
【0027】前記図2(ホ)のような帰還信号によって
入力信号のスライスが確実になり、精度の高いものとな
る。T1の期間を採り上げて言えば、微分信号S1によ
りコンパレータの出力はハイレベルになり、それに従い
(ホ)に示す電圧帰還が行なわれるので、続く定常部分
Kではコンパレータの2入力の帰還電圧の電圧差によっ
てコンパレートがなされ、T1の期間、図2(ニ)に示
すパルスPが確実に得られるのである。
【0028】本実施形態では図3に示す微分回路でのD
C(直流)電圧を形成している部分は電源電圧Vccと
抵抗R1、R2により共通化することにより2入力の相
対誤差による影響を排除している。また、微分回路から
コンパレータの入力端子に加えられるDC電圧はVcc
を抵抗R1、R2で分圧した電圧V1からトランジスタ
のベース・エミッタ間電圧Vbeを引いた値となってい
る。尚、前記DC電圧は入力信号の中心値を成している
ので、入力信号のDC電圧といってもよい。
【0029】帰還回路についてもコンパレータ5の入力
端子5A、5Bに加えられるDC電圧については、前記
微分回路の場合と同様に直流電源電圧Vccを抵抗R
4、R5で分圧して得たものからトランジスタのVbe
を引いたものとしている。この場合、前記DC電圧は抵
抗値が数%全体的に変化した場合でも抵抗の絶対値では
なく、抵抗値の比により決定される。トランジスタのV
beについても全体的に同じように変化するため、デバ
イスパラメータによらず一定となる。なお、微分回路の
DC電圧と帰還回路のDC電圧が変化するのはVccが
変化したときであるが、その場合でも図2(ハ)(ホ)
のW1、W2の相対関係は保持されるので、データ整形
に影響を与えない。
【0030】数値例としては、図3の抵抗R1、R2の
比をR1:R2=1:3とし、図4の抵抗R4、R5、
R6の比をR4:R5:R6=3:5:16とすると、
コンパレータのMOSスイッチQ4、Q5でスイッチす
ることで帰還回路出力信号は入力DC電圧を中心に+1
/8Vcc或いは−1/8Vccに切り換わる(前述し
た波高値の低減)ためヒステリシス幅はVccに依存
し、かつ入力電圧を中心として上下に等電圧で切り換わ
る。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
リアンブル期間の短いデジタル無線通信規格に対しても
簡単な回路で正確なデジタル波形整形が可能となる。ま
た、デバイスパラメータの変動、電源電圧の変動によら
ず正確なデジタル波形整形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るデータスライサのブロック回路図
【図2】その各部の信号波形図
【図3】その微分回路部分を示す回路図
【図4】その帰還回路部分を示す回路図
【図5】従来の無線通信装置のブロック回路図
【図6】その使用周波数を説明するための図
【図7】従来のデータスライサを示す回路図
【符号の説明】
3 第1微分回路 4 第2微分回路 5 コンパレータ 6 第1帰還回路 7 インバータ 8 第2帰還回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたアナログデータ信号をデジタ
    ルデータ信号に変換するコンパレータ回路を備えたデー
    タスライサにおいて、 コンパレータ回路と、 前記入力された第1アナログデータ信号を微分して前記
    コンパレータ回路の第1入力部に印加する第1回路と、 前記第1アナログデータ信号の反転信号である第2アナ
    ログデータ信号を微分して前記コンパレータ回路の第2
    入力部に印加する第2回路と、 前記コンパレータ回路からの比較出力信号を前記第1入
    力部へ帰還させる第1帰還回路と、 前記比較出力信号を反転させる反転回路と、この反転回
    路からの信号を前記第2入力部へ帰還させる第2帰還回
    路と、を備えたことを特徴とするデータスライサ。
  2. 【請求項2】 前記第1回路及び第2回路のそれぞれ
    は、微分回路と、微分信号を入力し出力するトランジス
    タ及びトランジスタバイアス回路とで構成されたことを
    特徴とする請求項1記載のデータスライサ。
  3. 【請求項3】 前記微分回路の時定数は、前記第1及び
    第2アナログデータ信号のデータ周期よりも小さくなる
    ように設定されていることを特徴とする請求項2記載の
    データスライサ。
  4. 【請求項4】 前記トランジスタバイアス回路は、前記
    第1回路及び第2回路とに共通する1つのトランジスタ
    バイアス回路であることを特徴とする請求項2または請
    求項3記載のデータスライサ。
  5. 【請求項5】 前記第1帰還回路と、前記第2帰還回路
    それぞれは、トランジスタ及びトランジスタバイアス回
    路で構成されたことを特徴とする請求項1から請求項4
    までのいずれかに記載のデータスライサ。
  6. 【請求項6】 前記第1及び第2回路におけるトランジ
    スタ及びトランジスタバイアス回路と、前記第1及び第
    2帰還回路におけるトランジスタ及びトランジスタバイ
    アス回路は、いずれも直流電源電圧を抵抗により分圧し
    てバイアス電圧を得ていることを特徴とする請求項5記
    載のデータスライサ。
  7. 【請求項7】 前記第1及び第2帰還回路におけるトラ
    ンジスタバイアス回路は複数の抵抗で構成されており、
    前記複数の抵抗の接続を切換えるスイッチ回路を備え、
    前記比較出力信号に基づき前記スイッチ回路を制御し前
    記トランジスタのベースバイアスを切換えることによ
    り、前記コンパレータ回路のヒステリシス幅が電源電圧
    に比例した値となることを特徴とする請求項5または請
    求項6記載のデータスライサ。
  8. 【請求項8】 送受信信号の周波数帯域は2.4GHz
    帯であり、スペクトラム拡散技術の周波数ホッピング方
    式を用いた無線通信装置において、請求項1から請求項
    7までのいずれかに記載のデータスライサを用いたこと
    を特徴とする無線通信装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011517374A (ja) * 2007-11-20 2011-06-02 アイメック Tdmaネットワークにおける信号検出のための装置及び方法

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