JP2003163710A - 直交復調器 - Google Patents

直交復調器

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JP2003163710A
JP2003163710A JP2001358700A JP2001358700A JP2003163710A JP 2003163710 A JP2003163710 A JP 2003163710A JP 2001358700 A JP2001358700 A JP 2001358700A JP 2001358700 A JP2001358700 A JP 2001358700A JP 2003163710 A JP2003163710 A JP 2003163710A
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signals
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Hideyuki Kokatsu
秀行 小勝
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度の高い直交位相信号を生成する直交復調
器を提供する。 【解決手段】 本実施の形態の直交復調器は、ローカル
信号に基づいて受信信号の周波数を変換する第1および
第2のミキサ回路11a、11bと、周波数変換された
受信信号の所望のベースバンド周波数帯域の信号以外を
除去する第1および第2のLPF12a、12bと、第
1および第2のLPF12a,12bからの出力信号間
の誤差を調整する誤差調整回路13からなる。誤差調整
回路13は、LPF12で生成された90°位相差のあ
る信号(I信号、Q信号)間で和信号(Q+I信号)お
よび差信号(I−Q信号)を生成し、誤差を調整する。
そして、和信号をQ成分の信号として、差信号をI成分
の信号として出力する。これにより、誤差が小さく、精
度の高い直交位相信号を生成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、精度の高い直交位
相信号を実現する移動体通信用受信端末における直交復
調器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、急速に市場が広まっている移動体
通信市場では、加入者の急増により一つの伝送線路で多
くの情報を送ることのできるような多値変調技術の開発
が望まれている。そのため、移動体通信端末を構成する
各デバイスも、従来以上に高度なものが要求されるよう
になってきた。受信端末に用いられるRFICの直交復
調器にも、従来以上に高精度の振幅誤差、位相誤差が求
められている。
【0003】図6は、従来における直交変調器のブロッ
ク図である。第1および第2のミキサ回路61a,61
bと、第1および第2のローパスフィルタ回路(Low Pa
ss Filter:以下、LPF)62a,62bで構成され
ている。
【0004】受信信号は、第1および第2のミキサ回路
61a,61bで90°位相差の関係(直交関係)を持
つI成分およびQ成分のローカル信号(以下、Iローカ
ル信号,Qローカル信号)のそれぞれと掛け合わされ、
ベースバンド周波数帯域に変換される。そして、第1お
よび第2のLPF62a,62bで振幅を増幅され、余
分な高調波を除去された後、後段のベースバンドIC
(図示せず)へ出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、受信信
号に位相を与えるローカル信号にDCオフセット成分が
あったり、直交関係にあるIローカル信号とQローカル
信号との間に振幅誤差があったりすると、従来の直交復
調器ではローカル信号のリーク成分の違いという形でこ
れら誤差を含んだまま信号を生成し、後段のベースバン
ドICへ出力してしまう。
【0006】すなわち、直交復調器に入力されるIロー
カル信号とQローカル信号の振幅に大きな差があると、
これら信号に基づいて変換された受信信号を同じ減衰率
を持つLPF62a,62bで高調波を低減したり平均
化したりしても、直交復調器の出力振幅の大きさにアン
バランスが発生してしまう。
【0007】このため、直交復調器にローカル信号を供
給する発振器や直交復調器のミキサ回路では、少しのば
らつきやオフセットが出ないように細心の注意で設計さ
れている。しかしながら、今後主流となる高精度規格の
変調方式に対しては、このような設計方針では限界にき
ている。
【0008】本発明の目的は、精度の高い直交位相信号
を生成する直交復調器を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明による直交復調
器は、第1の基準信号に基づき、受信信号の周波数を変
換する第1のミキサ回路と、前記第1の基準信号に対し
90°の位相差を持つ第2の基準信号に基づき、前記受
信信号の周波数を変換する第2のミキサ回路と、前記第
1のミキサ回路の出力信号の、所望のベースバンド周波
数帯域の信号以外を除去する第1のローパスフィルタ回
路と、前記第2のミキサ回路の出力信号の、所望のベー
スバンド周波数帯域の信号以外を除去する第2のローパ
スフィルタ回路と、前記第1のローパスフィルタ回路の
出力信号と前記第2のローパスフィルタ回路の出力信号
とを加算および減算して出力する誤差調整回路とを具備
することを特徴としている。
【0010】また、第1の基準信号に基づき、受信信号
の周波数を変換し、第1のベースバンド信号を生成し、
且つ、前記第1の基準信号の差動信号に基づき、前記受
信信号の周波数を変換し、第2のベースバンド信号を生
成する第1のミキサ回路と、前記第1の基準信号に対し
90°の位相差を持つ第2の基準信号に基づき、前記受
信信号の周波数を変換し、第3のベースバンド信号を生
成し、且つ、前記第2の基準信号の差動信号に基づき、
前記受信信号の周波数を変換し、第4のベースバンド信
号を生成する第2のミキサ回路と、前記第1および第2
のベースバンド信号の、所望のベースバンド周波数帯域
の信号以外を除去する第1のローパスフィルタ回路と、
前記第3および第4のベースバンド信号の、所望のベー
スバンド周波数帯域の信号以外を除去する第2のローパ
スフィルタ回路と、前記第1のローパスフィルタ回路か
ら出力された前記第1または第2のベースバンド信号と
前記第2のローパスフィルタ回路から出力された前記第
3または第4のベースバンド信号とを加算および減算す
る誤差調整回路とを具備することを特徴としている。
【0011】また、第1の基準信号に基づき、受信信号
の周波数を変換し、第1のベースバンド信号を生成し、
且つ、前記第1の基準信号の差動信号に基づき、前記受
信信号の周波数を変換し、第2のベースバンド信号を生
成する第1のミキサ回路と、前記第1の基準信号に対し
90°の位相差を持つ第2の基準信号に基づき、前記受
信信号の周波数を変換し、第3のベースバンド信号を生
成し、且つ、前記第2の基準信号の差動信号に基づき、
前記受信信号の周波数を変換し、第4のベースバンド信
号を生成する第2のミキサ回路と、前記第1および第2
のベースバンド信号の、所望のベースバンド周波数帯域
の信号以外を除去する第1のローパスフィルタ回路と、
前記第3および第4のベースバンド信号の、所望のベー
スバンド周波数帯域の信号以外を除去する第2のローパ
スフィルタ回路と、前記第1のローパスフィルタ回路か
ら出力された前記第1および第2のベースバンド信号と
前記第2のローパスフィルタ回路から出力された前記第
3および第4のベースバンド信号とのそれぞれいずれか
一方同士を加算する誤差調整回路とを具備することを特
徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。本実施の形態の直交復
調器は、直交関係にあるI成分とQ成分との和および差
を出力とすることを特徴としている。
【0013】図1は、本実施の形態における直交復調器
のブロック図である。図1に示すように、本実施の形態
の直交復調器は、ローカル信号に基づいて受信信号の周
波数を変換する第1および第2のミキサ回路11a、1
1bと、周波数変換された受信信号の所望のベースバン
ド周波数帯域の信号以外を除去する第1および第2のロ
ーパスフィルタ回路(以下、LPF)12a、12b
と、第1および第2のLPF12a,12bからの出力
信号間の誤差を調整する誤差調整回路13からなる。
【0014】第1および第2のミキサ回路11a,11
bは、直交関係にあるローカル信号(Iローカル信号ま
たはQローカル信号)に基づいて受信信号の周波数を変
換する。第1のミキサ回路11aは、Iローカル信号
(第1の基準信号)と受信信号を掛け合わせ、受信信号
の周波数を変換し、I信号を生成する。また、第2のミ
キサ回路11bは、Iローカル信号に対し90°の位相
差が与えられたQローカル信号(第2の基準信号)と受
信信号を掛け合わせ、受信信号の周波数を変換し、Q信
号を生成する。
【0015】また、第1のLPF12aはI信号を入力
とし、第2のLPF12bはQ信号を入力とし、それぞ
れ所望のベースバンド周波数帯域の信号を出力する。
尚、第1および第2のLPF12a,12bは、同じ減
衰率のLPFで構成されている。
【0016】また、誤差調整回路13は、LPF12で
生成された90°位相差のある信号(I信号、Q信号)
間で和信号(Q+I信号)および差信号(I−Q信号)
を生成し、誤差を調整する。そして、和信号をQ成分の
信号として、差信号をI成分の信号として出力する。例
えば、誤差調整回路13は、図1に示すように加算器と
減算器から構成されている。
【0017】このように、誤差調整回路13において、
相対関係にあるI信号,Q信号を加算する(あるいは減
算する)ことにより、誤差を調整している。これは、相
対する信号の誤差を加えることで、信号間の誤差を打ち
消している。よって、直交関係にある信号間での誤差が
小さく、精度の高い直交位相信号を生成することができ
る。
【0018】次に、出力信号がI成分とQ成分の差動信
号となる直交復調器の場合について考える。図2は、本
実施の形態において差動信号を用いる場合の直交復調器
のブロック図である。第1および第2のミキサ回路21
a,21bと、第1および第2のLPF22a,22b
と、誤差調整回路23からなる。
【0019】第1および第2のミキサ回路21a,21
bは、直交関係にあるローカル信号に基づいて受信信号
の周波数を変換する。ローカル信号は、直交関係にある
I成分およびQ成分の差動信号である。I成分の差動信
号を、IPローカル信号(第1の基準信号)およびIN
ローカル信号(第1の基準信号の差動信号)とする。一
方、I成分の差動信号に対し90°の位相差が与えられ
たQ成分の差動信号を、QPローカル信号(第2の基準
信号)およびQNローカル信号(第2の基準信号の差動
信号)とする。
【0020】図2に示した第1のミキサ回路21aは、
受信信号を、差動信号のIPローカル信号およびINロ
ーカル信号とそれぞれ掛け合わせ、受信信号の周波数を
変換し、IP信号(第1のベースバンド信号)およびI
N信号(第2のベースバンド信号)を生成する。また、
第2のミキサ回路21bは、受信信号を、Iローカル信
号に対し90°の位相差が与えられた差動信号のQPロ
ーカル信号およびQNローカル信号とそれぞれ掛け合わ
せ、受信信号の周波数を変換し、QP信号(第3のベー
スバンド信号)およびQN信号(第4のベースバンド信
号)を生成する。
【0021】また、第1のLPF22aはIP信号およ
びIN信号を入力とし、第2のLPF22bはQP信号
およびQN信号を入力とし、それぞれ所望のベースバン
ド周波数帯域の信号を出力する。尚、第1および第2の
LPF22a,22bは、同じ減衰率のLPFで構成さ
れている。
【0022】また、誤差調整回路23は、LPF22で
生成された90°位相差のある信号間で和信号および差
信号を生成し、誤差を調整する。90°の位相差があ
り、且つ、相対関係にある信号は、QP信号とIP信
号、および、QN信号とIN信号である。誤差調整回路
23では、QP+IP信号、IP−QP信号、QN+I
N信号およびIN−QN信号を生成する。そして、和信
号をQ成分の信号として、差信号をI成分の信号として
出力する。図2の誤差調整回路23は、図1と同様に加
算器と減算器から構成されている。
【0023】尚、すべて加算に換算すると、QP+IP
信号、IP+QN信号、QN+IN信号、IN+QP信
号と表示することができる。図3は、誤差調整回路23
の具体的な回路図の一例である。図3は、各信号がベー
スに供給されるトランジスタで構成されている。供給さ
れる信号の状態によりトランジスタがオンとなり、相対
関係にある信号が足し合わされて出力される。したがっ
て、図3に示した回路では、Q成分としてQP+IP信
号およびQN+IN信号が、I成分としてIP+QN信
号(=IP−QP信号)およびIN+QP信号(=IN
−QN信号)が出力となる。
【0024】次に、図2に示した直交復調器の動作につ
いて説明する。受信信号は、アンプ(図示せず)におい
て増幅され、直交復調器に供給される。直交復調器に供
給された受信信号はまず、第1および第2のミキサ回路
21a,21bに供給され、例えば発振器で生成された
直交関係にあるI成分およびQ成分のローカル信号に基
づいて、各々の位相差が90°となるように周波数変換
される。
【0025】第1のミキサ回路21aでは、I成分の差
動信号であるIPローカル信号およびINローカル信号
に基づき0°の位相が与えられ、IP信号およびIN信
号に変換される。一方、第2のミキサ回路21bでは、
Q成分の差動信号であるQPローカル信号およびQNロ
ーカル信号に基づき、I成分に対し90°の位相が与え
られ、QP信号およびQN信号に変換される。
【0026】次に、これら位相変換された信号(IP信
号、IN信号、QP信号、QN信号)は、第1または第
2のLPF22a,22bに供給される。それぞれの信
号はLPF22において、振幅を増幅され、高周波成分
を除去され、所望の低周波数のベースバンド周波数帯域
の信号が出力される。
【0027】従来技術では、LPF62を通った信号を
そのまま直交復調器の出力としていたので、ローカル信
号での誤差が含まれたまま後段のベースバンドICへ出
力されていた。
【0028】さらに本実施の形態では、第1および第2
のLPF22a,22bからの出力信号(IP信号、I
N信号、QP信号、QN信号)が誤差調整回路23に供
給される。ここで、相対関係にある信号の和信号および
差信号が生成され、直交復調器の出力として後段のベー
スバンドICに出力される。
【0029】IP信号から、相対関係にあるQP信号が
減算される。また、IN信号から、相対関係にあるQN
信号が減算される。差信号であるIP−QP信号(=I
P+QN信号)、IN−QN信号(=IN+QP信号)
が生成され、I成分の出力信号として直交復調器から出
力される。
【0030】一方、QP信号は、相対関係にあるIP信
号と加算される。また、QN信号は、相対関係にあるI
N信号と加算される。和信号であるQP+IP信号、Q
N+IN信号が生成され、Q成分の出力信号として直交
復調器から出力される。
【0031】図4は、本実施の形態において図2に示し
た直交復調器におけるシミュレーション結果を示したグ
ラフである。ローカル信号として、図5に示すようなI
ローカル信号800mVpp、Qローカル信号200m
Vppを供給した場合の結果を示している。尚、図4お
よび図5は、各信号の差動信号での合成波を示してい
る。
【0032】図4からわかるように、図7に示した従来
の直交復調器におけるシミュレーション結果と比べて振
幅誤差がほとんど無く、I成分、Q成分の対象性が良好
なシミュレーション結果が得られた。
【0033】このように、本実施の形態における直交復
調器を用いた出力信号では、I成分とQ成分の和または
差をとるといった工夫が、信号間の誤差を打ち消すよう
に働くため、直交復調器からのI成分とQ成分の出力信
号の対象性が保証されることになる。よって、本実施の
形態における直交復調器は、直交関係にある信号間での
誤差が小さく、精度の高い直交位相信号を生成すること
ができる。
【0034】その他、この発明の要旨を変えない範囲に
おいて、種々変形実施可能なことは勿論である。
【0035】
【発明の効果】本実施の形態における直交復調器は、直
交関係にあるI成分とQ成分の出力信号の対象性が保証
され、出力信号間での誤差が小さく、精度の高い直交位
相信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態における直交復調器のブロック
図。
【図2】本実施の形態において差動信号を用いる場合の
直交復調器のブロック図。
【図3】本実施の形態における直交復調器の誤差調整回
路の回路図。
【図4】本実施の形態における直交復調器のシミュレー
ション結果を示したグラフ。
【図5】ローカル信号を示したグラフ。
【図6】従来における直交復調器のブロック図。
【図7】従来における直交復調器のシミュレーション結
果を示したグラフ。
【符号の説明】
11a,21a,61a…第1のミキサ回路 11b,21b,61b…第2のミキサ回路 12a,22a,62a…第1のLPF 12b,22b,62b…第2のLPF 13,23…誤差調整回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の基準信号に基づき、受信信号の周波
    数を変換する第1のミキサ回路と、 前記第1の基準信号に対し90°の位相差を持つ第2の
    基準信号に基づき、前記受信信号の周波数を変換する第
    2のミキサ回路と、 前記第1のミキサ回路の出力信号の、所望のベースバン
    ド周波数帯域の信号以外を除去する第1のローパスフィ
    ルタ回路と、 前記第2のミキサ回路の出力信号の、所望のベースバン
    ド周波数帯域の信号以外を除去する第2のローパスフィ
    ルタ回路と、 前記第1のローパスフィルタ回路の出力信号と前記第2
    のローパスフィルタ回路の出力信号とを加算および減算
    して出力する誤差調整回路とを具備することを特徴とす
    る直交復調器。
  2. 【請求項2】第1の基準信号に基づき、受信信号の周波
    数を変換し、第1のベースバンド信号を生成し、且つ、
    前記第1の基準信号の差動信号に基づき、前記受信信号
    の周波数を変換し、第2のベースバンド信号を生成する
    第1のミキサ回路と、 前記第1の基準信号に対し90°の位相差を持つ第2の
    基準信号に基づき、前記受信信号の周波数を変換し、第
    3のベースバンド信号を生成し、且つ、前記第2の基準
    信号の差動信号に基づき、前記受信信号の周波数を変換
    し、第4のベースバンド信号を生成する第2のミキサ回
    路と、 前記第1および第2のベースバンド信号の、所望のベー
    スバンド周波数帯域の信号以外を除去する第1のローパ
    スフィルタ回路と、 前記第3および第4のベースバンド信号の、所望のベー
    スバンド周波数帯域の信号以外を除去する第2のローパ
    スフィルタ回路と、 前記第1のローパスフィルタ回路から出力された前記第
    1または第2のベースバンド信号と前記第2のローパス
    フィルタ回路から出力された前記第3または第4のベー
    スバンド信号とを加算および減算する誤差調整回路とを
    具備することを特徴とする直交復調器。
  3. 【請求項3】前記誤差調整回路は、 前記第1のベースバンド信号と前記第3のベースバンド
    信号とを加算および減算し、 前記第2のベースバンド信号と前記第4のベースバンド
    信号とを加算および減算し、 加算結果の和信号および減算結果の差信号を出力するこ
    とを特徴とする請求項2に記載の直交復調器。
  4. 【請求項4】第1の基準信号に基づき、受信信号の周波
    数を変換し、第1のベースバンド信号を生成し、且つ、
    前記第1の基準信号の差動信号に基づき、前記受信信号
    の周波数を変換し、第2のベースバンド信号を生成する
    第1のミキサ回路と、 前記第1の基準信号に対し90°の位相差を持つ第2の
    基準信号に基づき、前記受信信号の周波数を変換し、第
    3のベースバンド信号を生成し、且つ、前記第2の基準
    信号の差動信号に基づき、前記受信信号の周波数を変換
    し、第4のベースバンド信号を生成する第2のミキサ回
    路と、 前記第1および第2のベースバンド信号の、所望のベー
    スバンド周波数帯域の信号以外を除去する第1のローパ
    スフィルタ回路と、 前記第3および第4のベースバンド信号の、所望のベー
    スバンド周波数帯域の信号以外を除去する第2のローパ
    スフィルタ回路と、 前記第1のローパスフィルタ回路から出力された前記第
    1および第2のベースバンド信号と前記第2のローパス
    フィルタ回路から出力された前記第3および第4のベー
    スバンド信号とのそれぞれいずれか一方同士を加算する
    誤差調整回路とを具備することを特徴とする直交復調
    器。
  5. 【請求項5】前記誤差調整回路は、 前記第1のベースバンド信号と前記第3のベースバンド
    信号とを加算し、 前記第2のベースバンド信号と前記第3のベースバンド
    信号とを加算し、 前記第2のベースバンド信号と前記第4のベースバンド
    信号とを加算し、 前記第1のベースバンド信号と前記第4のベースバンド
    信号とを加算し、 加算結果の和信号を出力することを特徴とする請求項4
    に記載の直交復調器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011082755A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Renesas Electronics Corp Dcオフセットキャンセル回路、半導体装置及び受信装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011082755A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Renesas Electronics Corp Dcオフセットキャンセル回路、半導体装置及び受信装置

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