【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力データによって搬送波の振幅を変調するＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調器、特にオン／オフ比を大きくしたＡＳＫ変調器に関し、更にそれを用いた通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＳＫ変調は、変調器の回路構成が簡単なことから、テレビ、ビデオ等の電化製品や、車庫のシャッターの開閉等に広く使用されてきた。最近では、ノンストップ自動料金収受システムであるＥＴＣシステム（Electronic Toll CollectionSystem）の変調方式に採用され、活発に研究開発が行なわれている。
【０００３】
ＥＴＣシステムでは５．８ＧＨｚ帯が使用されるため、現在開発されているＥＴＣ用ＡＳＫ変調器は、ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ（Metal Semiconductor Field Effect Transistor）等の化合物デバイス技術を用いて製造されている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、化合物デバイスは、Ｓｉデバイスに比較して、製造コストが高く、集積度が上げ難いという欠点を有するため、Ｓｉバイポーラトランジスタ或いはＳｉＧｅ ＨＢＴ（Hetero-junction Bipolar Transistor）を用いたＥＴＣ用ＡＳＫ変調器の開発が望まれていた。
【０００４】
Ｓｉバイポーラトランジスタを用いた従来のＡＳＫ変調器の例を図８に示す。この回路は、例えば特許文献１に開示されている。以下、本回路の構成と動作を簡単に説明する。
【０００５】
搬送波は、搬送波入力端子116から入力され、入力整合回路102を通り、バイポーラトランジスタ101でＡＳＫ変調され、出力整合回路103を通ってＡＳＫ変調出力端子117に出力される。ＡＳＫ変調を行なうデータは、データ入力端子118から入力され、オペアンプ115で振幅調整され、容量112，113及びインダクタ114からなるローパスフィルタを通過して占有帯域幅を狭めた後に、抵抗107及びチョークインダクタ120を通って、トランジスタ101のコレクタに到達する。
【０００６】
データが“１”の場合はコレクタ電位が高電位となるため、トランジスタ101が導通状態となり、搬送波がトランジスタ101を伝達する（オン状態）。一方、データが“０”の場合はコレクタ電位が低電位となるため、トランジスタ101は遮断状態となり、搬送波は遮断される（オフ状態）。以上の動作により、搬送波がＡＳＫ変調される。なお、端子119に電源電圧が与えられ、トランジスタ101へバイアス電圧が与えられる。
【０００７】
Ｓｉバイポーラトランジスタを用いた従来のＡＳＫ変調器の別の例を図９に示す。この回路は、トランジスタのエミッタ側を制御して変調を行なうもので、例えば特許文献２に開示されている。
【０００８】
図９において、信号発生器10が出力する搬送波は、容量17を通り、トランジスタQ3でＡＳＫ変調され、容量15を通ってＡＳＫ変調出力端子16に出力される。トランジスタQ3は、電源電圧Vccが与えられて動作する。この回路では、トランジスタQ3のエミッタに２個の抵抗13a，13bが並列に接続されている。更に、抵抗13bには、ＡＳＫ変調を行なうデータを入力端子14から入力するＦＥＴ（Field Effect Transistor）Q4が直列に接続されている。
【０００９】
データが“１”の場合、ＦＥＴQ4が導通状態になり、トランジスタQ3のエミッタ抵抗が低下してトランジスタQ3の利得が上がり、大きく増幅された搬送波が出力される。即ち、搬送波が伝達され、変調器はオン状態となる。データが“０”の場合は、ＦＥＴQ4がオフ状態になってトランジスタQ3のエミッタ抵抗が上がり、従ってトランジスタQ3の利得が下がり、振幅の小さい搬送波が出力される。なお、本明細書では、この状態も遮断状態又はオフ状態ということとする。以上の動作により、搬送波がＡＳＫ変調される。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−３０７６６４号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２６６９８号公報
【非特許文献１】
電子情報通信学会技術研究報告第ＥＤ９８−２０５号（１９９９年１月）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来回路ではオン／オフ状態のＡＳＫ変調出力振幅の比（オン／オフ比）を大きくすることが困難であった。オン／オフ比が小さいと受信して復調したときに得られる信号振幅が小さくなるため、受信感度が劣化する。以下この問題を詳しく説明する。
【００１２】
図８に示した従来回路において、オフ状態にはバイポーラトランジスタ101のコレクタは低電位になっているため、バイポーラトランジスタ101は遮断状態にあり、搬送波の増幅は行われない。しかし、従来技術ではベース・コレクタ間の寄生容量を通って、搬送波がベースからコレクタへ漏洩する点を考慮していなかった。
【００１３】
漏洩の大きさは寄生容量の大きさと、搬送波周波数に依存する。例えば、寄生容量が５０ｆＦであったとすれば、搬送波周波数が１００ＭＨｚの場合には、寄生容量のインピーダンスは約３２ｋΩと高いため、信号漏洩量は殆ど無視することができる。一方、ＥＴＣシステムのように搬送波周波数が５.８ＧＨｚと高い場合には、寄生容量のインピーダンスは５５０Ωと低くなり、オフ状態でも搬送波が出力に漏れてしまう。このように、搬送波周波数が高い場合にはベース・コレクタ間寄生容量により無視できない漏洩が発生し、オン／オフ比が低下する。
【００１４】
図９に示した従来回路も同様であり、トランジスタQ3の利得が下がっていてもベース・コレクタ間の寄生容量による漏洩が発生して、オン／オフ比が低下する。
【００１５】
本発明の目的は、高周波において発生する変調のオン／オフ比の低下を防ぐことができるＡＳＫ変調器及びそれを用いた通信装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、下記の通りである。
【００１７】
（１）本発明に係るＡＳＫ変調器は、搬送波を入力データに応じて伝達或いは遮断することによってＡＳＫ変調信号を出力するＡＳＫ変調部と、遮断状態のＡＳＫ変調部に漏洩する搬送波を打ち消す打消回路とを有することを特徴とする。
【００１８】
（２）上記のＡＳＫ変調器において、上記打消回路は、ＡＳＫ変調部の搬送波漏洩経路を模擬した搬送波補償回路であり、その出力部がＡＳＫ変調部の出力部に接続されており、搬送波と逆位相の第２の搬送波が搬送波補償回路に入力されることによってＡＳＫ変調部に漏洩する搬送波が打ち消されることを特徴とする。
【００１９】
（３）上記（１）又は（２）のＡＳＫ変調器において、上記ＡＳＫ変調部は、バイポーラトランジスタからなり、該トランジスタのベースに搬送波が印加され、コレクタに入力データが印加されるエミッタ接地増幅器で構成されていることを特徴とする
（４）上記（１）又は（２）のＡＳＫ変調器において、上記ＡＳＫ変調部は、搬送波を増幅する利得可変増幅器で構成され、該利得可変増幅器は、利得制御端子に入力データが印加されて利得が変化することを特徴とする
（５）上記（１）又は（２）のＡＳＫ変調器において、上記搬送波は、互いに位相が逆の搬送波からなる差動の搬送波であり、上記ＡＳＫ変調部は、差動の搬送波を入力して増幅する差動増幅器で構成され、該差動増幅器は、入力データによって活性、不活性が制御されることを特徴とする
（６）上記（１）又は（２）のＡＳＫ変調器において、上記ＡＳＫ変調部は、入力データに応じて伝達又は遮断するスイッチ回路で構成されていることを特徴とする。
【００２０】
以上のような構成を採れば、搬送波の遮断状態においてＡＳＫ変調部から漏洩する搬送波を打ち消すことによってオン／オフ比の低下を防ぐことができ、オン／オフ比の大きなＡＳＫ変調器を実現することができる。
【００２１】
（７）本発明に係る通信装置は、上記（１）から（６）のいずれかのＡＳＫ変調器を用いて構成したことを特徴とする。この通信装置では、送信信号のオン／オフ比を高められるため、受信機の受信感度を改善することができ、高感度の通信装置を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＡＳＫ変調器及びそれを用いた通信装置を幾つかの図面に示した発明の実施の形態を参照して更に詳細に説明する。なお、図１〜図６における同一の符号は、同一物又は類似物を表示するものとする。
【００２３】
図１は、本発明のＡＳＫ変調器の基本構成を示したものである。図１において、LO1，LO0は、それぞれ搬送波入力端子T11，T12から入力される位相が互いに逆の搬送波、ASKOUTは、出力端子T2へ出力されるＡＳＫ変調信号、SIGは、データ入力端子T3から入力される、ＡＳＫ変調を行なう入力データ、１はＡＳＫ変調部（MOD）、２は搬送波補償回路（LC）、３は、ＡＳＫ変調部１の出力信号と搬送波補償回路２の出力信号を加算する加算回路である。加算回路３は、通常は、ＡＳＫ変調部１の出力部と搬送波補償回路２の出力部を相互に接続することによって形成される。
【００２４】
ＡＳＫ変調部１は、搬送波LO1を入力データSIGに応じて伝達或いは遮断することによってＡＳＫ変調信号ASKOUTを出力する。
【００２５】
搬送波補償回路２は、オフ時にＡＳＫ変調部１の出力部に漏れる搬送波MODOと同じ振幅で逆位相の搬送波補償信号LCOを発生する打消回路である。それにより、加算回路３において搬送波信号MODOが打ち消される。従って、オフ時に出力端子T2に現われる搬送波の漏れを大幅に低減することができ、ＡＳＫ変調のオン／オフ比を大きくすることができる。続いて、上記の基本構成を具体化した実施例の５例を以下に説明する。
＜実施例１＞
図１に示した基本構成を具体化した第１の実施例を図２に示す。本実施例は、バイポーラトランジスタのコレクタに入力データSIGを印加する方式のＡＳＫ変調部１に搬送波補償回路２を接続して構成される。
【００２６】
ＡＳＫ変調部１は、直流阻止容量C1、バイポーラトランジスタQ1、トランジスタQ1のベースに電圧VCCの電源からバイアス電圧を与える抵抗R1，R2、及びトランジスタQ1のコレクタに接続したチョークインダクタL1からなる。
【００２７】
搬送波LO1は、搬送波入力端子T11から入力され、容量C1を通り、バイポーラトランジスタQ1においてＡＳＫ変調され、出力整合回路MC1を通って出力端子T2に出力される。入力データSIGは、インダクタL1のトランジスタQ1との接続点とは反対側のデータ入力端子T3に与えられる。
【００２８】
データSIGが“１”に対応する高電位の場合、コレクタ電位が高くなるため、トランジスタQ1が導通状態となり、搬送波LO1がトランジスタQ1によって増幅される（オン状態）。一方、データSIGが“０”に対応する低電位の場合はコレクタ電位が低くなるため、トランジスタQ1が遮断状態となり、搬送波LO1は遮断される（オフ状態）。以上の動作により、搬送波LO1がＡＳＫ変調され、出力T1にてＡＳＫ変調信号ASKOUTが得られる。このオフ状態のときに、トランジスタQ1のベース・コレクタ間の寄生容量を通って搬送波LO1がコレクタに漏洩する。この漏洩搬送波が図１に示した搬送波信号MODOとなる。
【００２９】
一方、搬送波補償回路２は、直流阻止容量C1B，C2、抵抗R1B，R2B、バイポーラトランジスタQ1B、チョークインダクタL1Bからなり、それらの値及び特性は、それぞれ容量C1、抵抗R1，R2、トランジスタQ1及びインダクタL1と同じに選ばれる。
【００３０】
容量C1Bには搬送波入力端子T12から搬送波LO1と同じ振幅で逆の位相を有する搬送波LO0が印加されており、インダクタL1BにデータSIGの低電位に相当する電位の直流電圧SIG(L)が補償入力端子T6から印加される。
【００３１】
これにより、トランジスタQ1Bは、オフ状態のトランジスタQ1と同じ状態にバイアスされ、従ってトランジスタQ1と同じベース・コレクタ間の寄生容量を持つ。この寄生容量を通ってトランジスタQ1Bのコレクタに漏洩する。漏洩搬送波は、トランジスタQ1のコレクタに漏洩する搬送波信号MODOと同じ振幅で逆位相を有する、図１に示した搬送波補償信号LCOとなる。直流阻止容量C2を通って交流成分のみとなった補償信号LCOは、ＡＳＫ変調部１と搬送波補償回路２の出力部接続点で搬送波信号MODOと加算され、従って打ち消しが行なわれ、搬送波信号MODOがほぼ零となる。
【００３２】
このような構成を採ることにより、バイポーラトランジスタのコレクタ側でＡＳＫ変調を行なうＡＳＫ変調器において、オフ時における出力端子T2における搬送波信号の漏れを大幅に低減することができ、ＡＳＫ変調のオン／オフ比を大きくすることができる。
【００３３】
なお、本発明では搬送波信号として差動信号が採用されるので、搬送波信号が単相である場合には、差動増幅器等を用いて差動信号の搬送波を用意することとなる。
＜実施例２＞
図３に、ＩＣ（Integrated Circuit）で構成した本発明の第２の実施例を示す。本実施例の回路は、図２に示しＡＳＫ変調器と同じである。整合回路MC1は外付けで使用される。ＩＣのレイアウトでは、抵抗R1，R2，1B，R2B、第１の導体層M1（入力データSIG，SIG(L)の配線層及び接地層GND、各素子との接続層）が下部の層に形成され、第２の導体層M2（搬送波LO1，LO0の配線層など）、チョークインダクタL1，L1Bが上部の層に形成され、下部と上部がスルーホールTHで接続される。バイポーラトランジスタQ1，Q1Bは、下部の層の下の基板に形成され、それぞれのベースB、エミッタE、コレクタCが下部の層に取り出され、所定の接続がなされる。
【００３４】
本実施例では、容量C1，C1B，C2は、寄生抵抗の小さいMIM（Metal Insulator Metal）容量で構成される。なお、インダクタL1，L1BもＩＣ上に集積されるが、インダクタL1，L1Bの面積が非常に大きく集積化が困難な場合は、外付けにしてもよい。
【００３５】
抵抗R1，R2と抵抗R1B，R2B、容量C1と容量C1B、トランジスタQ1とトランジスタQ1Bは、近接させかつ対称に配置することにより、ＡＳＫ変調部１と搬送波補償回路２の特性ずれを小さく抑えることができ、より完全に搬送波漏れを打ち消すことができる。
＜実施例３＞
図４に、図１に示した基本構成を具体化した第３の実施例を示す。本実施例は、入力データSIGに応じて増幅回路の利得を変化させる方式のＡＳＫ変調部１に搬送波補償回路２を接続して構成される。
【００３６】
ＡＳＫ変調部１は、直流阻止容量C11、バイポーラトランジスタQ11、トランジスタQ11のベースに電圧VCCの電源からバイアス電圧を与える抵抗R11，R12、トランジスタQ11のコレクタに接続した負荷抵抗R13及びトランジスタQ11のエミッタに接続した抵抗R14，R15、及び抵抗R15に直列に接続したＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）ＦＥＴM11からなる。ＭＯＳＦＥＴM11のゲートにデータ入力端子T3が接続される。
【００３７】
搬送波LO1は、搬送波入力端子T11から容量C11を介してトランジスタQ11のベースに入力される。トランジスタQ11のベースに入力された搬送波LO1は、負荷抵抗R13と、抵抗R14、抵抗R15及びＭＯＳＦＥＴM11からなるエミッタ側抵抗との比で決まる利得で増幅されてトランジスタQ11のコレクタにてＡＳＫ変調信号ASKOUTとなり、直流阻止容量C12を通って出力端子T2に出力される。
【００３８】
ここで、ＭＯＳＦＥＴM11はデータSIGに応じてオン／オフし、抵抗R15の接続が接地GNDとハイインピーダンス状態に切り換わる。このため、トランジスタQ11の利得は、ＭＯＳＦＥＴM11がオンのときにR13・(R14+R15)/R14・R15となり、ＭＯＳＦＥＴM11がオフのときにR13/R14となる。R13・(R14+R15)/R14・R15＞R13/R14であるので、出力端子T2には、ＭＯＳＦＥＴM11のオン時に大きな振幅の搬送波信号が出力され、オフ時にそれよりも小さい微小振幅の搬送波が出力され、ＡＳＫ変調信号ASKOUTが得られる。このオフ時には、トランジスタQ11のベース・コレクタ間の寄生容量を通って漏洩する搬送波LO1が上記微小振幅の搬送波に加わることになり、その合成信号が図１に示した搬送波信号MODOとなる。
【００３９】
一方、搬送波補償回路２は、バイポーラトランジスタQ11Bと抵抗R11B，R12B，R14B及び直流阻止容量C11Bからなり、トランジスタQ11のコレクタにトランジスタQ11Bのコレクタが接続される。トランジスタQ11Bと抵抗R11B，R12B，R14B及び容量C11Bは、それぞれトランジスタQ11、抵抗R11，R12，R14及び容量C11と同じ特性の素子が使用され、容量C11Bには搬送波入力端子T12から搬送波LO1と逆位相の搬送波LO0が印加される。
【００４０】
トランジスタQ11Bは、低利得状態におけるトランジスタQ11と同じバイアス状態になっており、かつ、そのベースに印加される搬送波の位相がトランジスタQ11と逆であるので、トランジスタQ11Bから漏洩してくる搬送波は、トランジスタQ11からの搬送波信号MODOと位相が逆で振幅が同じもの、即ち補償信号LCOとなる。従って、トランジスタQ11からの搬送波信号MODOが補償信号LCOによって打ち消される。以上により、利得を変化させる方式のＡＳＫ変調器において、ＡＳＫ変調のオン／オフ比を大きくすることが可能となる。
＜実施例４＞
図５に、図１に示した基本構成を具体化した第４の実施例を示す。本実施例は、差動型のＡＳＫ変調部１に搬送波補償回路２を接続して構成される。
【００４１】
ＡＳＫ変調部１は、直流阻止容量C21，C22、差動型をなすバイポーラトランジスタQ21，Q22、トランジスタQ21，Q22の動作を制御する差動型のバイポーラトランジスタQ23，Q24、トランジスタQ23，Q24のエミッタに接続した、電流源として動作するバイポーラトランジスタQ25、トランジスタQ21，Q22にバイアス電圧を与えるためのそれぞれ抵抗23，24及び抵抗21，22、トランジスタQ21，Q22のそれぞれの負荷抵抗25，26からなる。トランジスタQ23，Q24，Q25のベースにそれぞれ、データ入力端子T3、参照電圧端子T4、電流源バイアス電圧端子T5が接続される。端子T4に参照電位Vrefの電圧が与えられ、端子T5に電流源バイアス電位VCSの電圧が与えられる。また、トランジスタQ23，Q24のエミッタにそれぞれ動作安定化のための抵抗R27，R28が接続され、トランジスタQ25のエミッタに電流源の電流値を設定するための抵抗R29が接続される。
【００４２】
ＡＳＫ変調部１において、端子T3に与えられた入力データSIGが高電位のとき（オン状態）、入力データSIGが参照電位Vrefより高くなり、従ってトランジスタQ23が導通し、トランジスタQ21，Q22、抵抗R25，R26からなる差動増幅器が活性化される。これにより、搬送波入力端子T11，T12に与えられた互いに位相が逆の差動の搬送波LO1，LO0は、差動増幅器で増幅され、それぞれ出力端子T22，T21に出力される。反対に、データSIGが低電位のとき（オフ状態）、データSIGが参照電位Vrefより低くなり、従ってトランジスタQ23は非導通となり、上記差動増幅器は非活性状態となる。そのため、搬送波LO1，LO0は増幅されない状態になる。以上により、出力端子T21，T22において、差動のＡＳＫ変調信号ASKOUT1，ASKOUT0が出力される。このオフ状態のとき、トランジスタQ21、Q22のベース・コレクタ間に寄生容量があるため、同容量を通って、出力端子T21，T22にそれぞれ搬送波LO0，LO1が漏れることとなる。これが差動の搬送波信号MODOとなる。
【００４３】
一方、搬送波補償回路２は、オフ状態で非導通であるトランジスタQ21、Q22を模擬したバイポーラトランジスタQ21B，Q22Bからなる。トランジスタQ21B，Q22Bのベースとエミッタが接続され、それぞれの接続点がトランジスタQ21，Q22のベースに接続される。また、トランジスタQ21B，Q22Bのコレクタは、それぞれトランジスタQ21，Q22のコレクタに接続される。
【００４４】
トランジスタQ21B，Q22Bの特性は、トランジスタQ21，Q22と同じになるように選ばれる。それにより、トランジスタQ21B,Q22Bのベース・コレクタ間の寄生容量を通ってくる搬送波LO0，LO1は、トランジスタQ21,Q22から漏洩する搬送波LO1，LO0と位相が逆で振幅が同じもの、即ち搬送波補償信号LCOとなる。従って、トランジスタQ21,Q22からの搬送波信号MODOが補償信号LCOによって打ち消される。以上により、差動型のＡＳＫ変調器において、変調のオン／オフ比を大きくすることが可能となる。
＜実施例５＞
図６に、図１に示した基本構成を具体化した第５の実施例を示す。本実施例は、ＭＯＳＦＥＴのスイッチを使用したＡＳＫ変調器１に搬送波補償回路２を接続して構成される。
【００４５】
ＡＳＫ変調器１は、搬送波入力端子T11と接地の間に接続したＭＯＳＦＥＴM31、搬送波入力端子T11と出力端子T2の間に接続した直列接続のＭＯＳＦＥＴM32及びＭＯＳＦＥＴM33、出力端子T2と接地の間に接続したＭＯＳＦＥＴM34からなる。ＭＯＳＦＥＴM32，M33のゲートは相互に接続され、ＭＯＳＦＥＴM31，M34のゲートは相互に接続され、それぞれの接続点が互いに位相が逆の差動の入力データSIG1，SIG0を入力するデータ入力端子T31，T32に接続される。
【００４６】
データSIG1が高電位、データSIG0が低電位のとき（オン状態）には、ＭＯＳＦＥＴＭ32，M33が導通し、ＭＯＳＦＥＴM31，M34が非導通となり、搬送波入力端子T11に入力された搬送波LO1が出力端子T2に出力される。反対に、データSIG1が低電位、データSIG0が高電位のとき（オフ状態）には、ＭＯＳＦＥＴM32，M33が非導通となり、ＭＯＳＦＥＴM31，M34が導通し、搬送波LO1は出力端子T2には伝わらない。以上により、ＭＯＳＦＥＴM31〜M34がスイッチ動作を行ない、出力端子T2において、ＡＳＫ変調信号ASKOUTが出力される。このオフ状態のとき、ＭＯＳＦＥＴM32，M33のソース・ドレイン間に寄生容量があるため、同容量を通って、出力端子T2に搬送波LO1が漏れ、搬送波信号MODOが発生することとなる。
【００４７】
一方、搬送波補償回路２は、搬送波入力端子T12と出力端子T2の間に接続した直列接続のＭＯＳＦＥＴM32B，M33Bからなる。ＭＯＳＦＥＴM32B，M33Bは、ＭＯＳＦＥＴM32,M33を模擬したもので、それぞれのゲートが相互に接続される。その接続点に、入力データSIG1（SIG0）の低電位の電位VSIG(L)の電圧を入力した補償入力端子T6が接続され、ＭＯＳＦＥＴM32B、M33Bのゲートが低電位VSIG(L)にバイアスされる。また、搬送波入力端子T12には、搬送波LO1と反対位相の搬送波LO0が入力される。
【００４８】
それにより、ＭＯＳＦＥＴM32B、M33Bのソース・ドレイン間の寄生容量を通ってくる搬送波LO0は、ＭＯＳＦＥＴM32，M33から漏洩する搬送波LO1とは位相が逆で振幅が同じもの、即ち搬送波補償信号LCOになる。従って、ＭＯＳＦＥＴM32，M33からの搬送波信号MODOが補償信号LCOによって打ち消される。以上により、ＭＯＳＦＥＴスイッチを用いたＡＳＫ変調器において、変調のオン／オフ比を大きくすることが可能となる。
【００４９】
次に、上記の本発明のＡＳＫ変調器を採用した無線通信装置の実施形態を図７に示す。同図は、無線通信装置のフロントエンド部の構成を示したものである。
【００５０】
図７において、21は、送信信号TX-SIGを入力する送信信号入力端子、22は、送信信号TX-SIGの帯域を制限する低域通過フィルタ（LPF）、23は、上記に説明した本発明のＡＳＫ変調器（ASKMOD）、24は、搬送波を発生するＰＬＬシンセサイザ、25は、シンセサイザ24が出力する搬送波から差動の搬送波LO1，LO0を生成するバッファ増幅器、26は、ＡＳＫ変調器23が出力するＡＳＫ変調信号ASKOUTを電力増幅して無線送信信号を出力する電力増幅器（PA）、27は、無線送信信号と無線受信信号を切り替えるスイッチ（SW）、28は、スイッチ27を経てアンテナ29に送る無線送信信号に含まれる不要成分を除去する帯域通過フィルタ（BPF）、30は、アンテナ29で受信し、帯域通過フィルタ28及びスイッチ27を経た無線受信信号を増幅する低雑音増幅器、31は、低雑音増幅器30が出力する無線受信信号を中間周波信号にダウンコンバートするミキサ（MIX）、32は、シンセサイザ24が出力する搬送波をミキサ31に供給するバッファ増幅器、33は、ミキサ31が出力する中間周波信号に含まれる不要成分を除去する帯域通過フィルタ（BPF）、34は、帯域通過フィルタ33を経た中間周波数信号を復調して受信信号RX-SIGを生成する復調器（DET）、35は、復調器34からの受信信号RX-SIGを出力する受信信号出力端子を示す。
【００５１】
ＡＳＫ変調器23は、低域通過フィルタ22からの送信信号TX-SIGを入力データSIGとして用い、バッファ増幅器25から供給される搬送波LO1，LO0を入力データSIGによってＡＳＫ変調し、オン／オフ比の大きいＡＳＫ変調信号ASKOUTを出力する。
【００５２】
なお、必要に応じて、低域通過フィルタ22とＡＳＫ変調器23の間に、入力データSIGを差動化した入力データSIG1，SIG0を生成するバッファ増幅器、或いは入力データSIGの低電位の電位SIG(L)の電圧を発生するバッファ回路が配置される。
【００５３】
例えば、ＥＴＣシステムのフロントエンド部を本実施形態のように構成すれば、５．８ＧＨｚという高周波の搬送波でもオン／オフ比の大きなＡＳＫ変調信号を発生することができ、受信機の受信感度を向上させることができる。
【００５４】
近年Ｓｉバイポーラトランジスタとほぼ同等の製造コストで、大幅な高速性能の改善が可能となるＳｉＧｅ ＨＢＴが実用化されている。上記の実施例のバイポーラトランジスタは全てそのままＳｉＧｅ ＨＢＴで置き換えることができる。これにより、より高周波領域で使用可能で、オン／オフ比の高いＡＳＫ変調器を実現することができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、トランジスタの寄生容量を介して漏れた搬送波を打ち消すことができるので、ＡＳＫ変調のオン／オフ比が大きいＡＳＫ変調器を実現することができる。また、このＡＳＫ変調器を用いて無線通信装置を構成すれば、オン／オフ比が高いＡＳＫ変調信号が送信されるので、受信機の受信感度を改善することができ、高感度の通信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＡＳＫ変調器の発明の実施の形態を説明するための構成図。
【図２】本発明の第１の実施例を説明するための回路図。
【図３】本発明の第２の実施例を説明するための回路図。
【図４】本発明の第３の実施例を説明するための回路図。
【図５】本発明の第４の実施例を説明するための回路図。
【図６】本発明の第５の実施例を説明するための回路図。
【図７】本発明に係る通信装置の発明の実施の形態を説明するための構成図。
【図８】従来のＡＳＫ変調器の例を説明するための回路図。
【図９】従来のＡＳＫ変調器の別の例を説明するための回路図。
【符号の説明】
１…ＡＳＫ変調部（MOD）、２…搬送波補償回路（LC）、３…加算回路、T11…搬送波LO1の搬送波入力端子、T12…搬送波LO0の搬送波入力端子、T2…ＡＳＫ変調信号ASKOUTの出力端子、T3…入力データSIGのデータ入力端子。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ASK (Amplitude Shift Keying) modulator that modulates the amplitude of a carrier wave by input data, and more particularly to an ASK modulator having a large on / off ratio, and further relates to a communication device using the same.
[0002]
[Prior art]
ASK modulation has been widely used for electric appliances such as televisions and videos and for opening and closing shutters in garages because of the simple circuit configuration of the modulator. Recently, it has been adopted as a modulation method of an ETC (Electronic Toll Collection System), which is a nonstop automatic toll collection system, and is being actively researched and developed.
[0003]
Since the 5.8 GHz band is used in the ETC system, the currently developed ASK modulator for ETC is manufactured using a compound device technology such as a GaAs MESFET (Metal Semiconductor Field Effect Transistor) (for example, a non-volatile semiconductor device). Patent Document 1). However, the compound device has disadvantages that the manufacturing cost is high and the integration degree is difficult to increase as compared with the Si device. Therefore, an ASK modulator for ETC using a Si bipolar transistor or a SiGe HBT (Hetero-junction Bipolar Transistor). The development of was desired.
[0004]
FIG. 8 shows an example of a conventional ASK modulator using a Si bipolar transistor. This circuit is disclosed in Patent Document 1, for example. Hereinafter, the configuration and operation of this circuit will be briefly described.
[0005]
The carrier is input from the carrier input terminal 116, passes through the input matching circuit 102, is ASK-modulated by the bipolar transistor 101, and is output to the ASK modulation output terminal 117 through the output matching circuit 103. Data to be subjected to ASK modulation is input from a data input terminal 118, amplitude-adjusted by an operational amplifier 115, and passed through a low-pass filter including capacitors 112 and 113 and an inductor 114 to reduce an occupied bandwidth. Through 120, it reaches the collector of transistor 101.
[0006]
When the data is “1”, the collector potential is high, so that the transistor 101 is turned on and a carrier wave is transmitted to the transistor 101 (on state). On the other hand, when the data is “0”, the collector potential is low, so that the transistor 101 is turned off and the carrier is cut off (off state). By the above operation, the carrier is ASK-modulated. Note that a power supply voltage is supplied to the terminal 119 and a bias voltage is supplied to the transistor 101.
[0007]
FIG. 9 shows another example of a conventional ASK modulator using a Si bipolar transistor. This circuit performs modulation by controlling the emitter side of a transistor, and is disclosed in, for example, Patent Document 2.
[0008]
In FIG. 9, the carrier output from the signal generator 10 passes through the capacitor 17, is ASK-modulated by the transistor Q <b> 3, and is output to the ASK modulation output terminal 16 through the capacitor 15. Transistor Q3 operates with supply of power supply voltage Vcc. In this circuit, two resistors 13a and 13b are connected in parallel to the emitter of the transistor Q3. Further, an FET (Field Effect Transistor) Q4 for inputting data for performing ASK modulation from an input terminal 14 is connected in series to the resistor 13b.
[0009]
When the data is "1", the FET Q4 becomes conductive, the emitter resistance of the transistor Q3 decreases, the gain of the transistor Q3 increases, and a greatly amplified carrier wave is output. That is, the carrier is transmitted, and the modulator is turned on. When the data is "0", the FET Q4 is turned off and the emitter resistance of the transistor Q3 increases, so that the gain of the transistor Q3 decreases and a carrier having a small amplitude is output. In this specification, this state is also referred to as a cutoff state or an off state. By the above operation, the carrier is ASK-modulated.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2000-307664 A
[Patent Document 2]
JP 2001-326698 A
[Non-patent document 1]
IEICE Technical Report No. ED98-205 (January 1999)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional circuit, it was difficult to increase the ratio of the ASK modulation output amplitude in the on / off state (on / off ratio). If the on / off ratio is small, the signal amplitude obtained when receiving and demodulating becomes small, so that the receiving sensitivity deteriorates. Hereinafter, this problem will be described in detail.
[0012]
In the conventional circuit shown in FIG. 8, since the collector of the bipolar transistor 101 is at the low potential in the off state, the bipolar transistor 101 is in the cutoff state, and the carrier wave is not amplified. However, the prior art does not consider that the carrier leaks from the base to the collector through the parasitic capacitance between the base and the collector.
[0013]
The magnitude of the leakage depends on the magnitude of the parasitic capacitance and the carrier frequency. For example, if the parasitic capacitance is 50 fF, and the carrier frequency is 100 MHz, the impedance of the parasitic capacitance is as high as about 32 kΩ, so that the signal leakage can be almost ignored. On the other hand, when the carrier frequency is as high as 5.8 GHz as in the ETC system, the impedance of the parasitic capacitance is as low as 550Ω, and the carrier leaks to the output even in the off state. As described above, when the carrier frequency is high, leakage that cannot be ignored due to the parasitic capacitance between the base and the collector occurs, and the on / off ratio decreases.
[0014]
The same applies to the conventional circuit shown in FIG. 9. Even if the gain of the transistor Q3 is lowered, the leakage occurs due to the parasitic capacitance between the base and the collector, and the on / off ratio is reduced.
[0015]
An object of the present invention is to provide an ASK modulator capable of preventing a decrease in an on / off ratio of modulation generated at a high frequency and a communication device using the same.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows.
[0017]
(1) An ASK modulator according to the present invention includes an ASK modulation unit that outputs an ASK modulation signal by transmitting or blocking a carrier wave according to input data, and a cancellation circuit that cancels a carrier wave leaking to the ASK modulation unit in a cutoff state. And characterized in that:
[0018]
(2) In the ASK modulator, the canceling circuit is a carrier compensating circuit simulating a carrier leak path of the ASK modulating section, and its output is connected to the output of the ASK modulating section. A carrier leaking to the ASK modulation unit is canceled by the input of the second carrier having the phase to the carrier compensation circuit.
[0019]
(3) In the ASK modulator according to the above (1) or (2), the ASK modulator is a common emitter amplifier in which a carrier is applied to a base of the bipolar transistor and input data is applied to a collector of the transistor. Characterized by being composed
(4) In the ASK modulator according to the above (1) or (2), the ASK modulating section is constituted by a variable gain amplifier for amplifying a carrier wave, and the variable gain amplifier has input data applied to a gain control terminal. Characterized by varying gain
(5) In the ASK modulator of (1) or (2), the carrier is a differential carrier composed of carriers having phases opposite to each other, and the ASK modulator receives the differential carrier and The differential amplifier is configured to amplify, and the active / inactive state is controlled by input data.
(6) In the ASK modulator according to the above (1) or (2), the ASK modulation section is constituted by a switch circuit that transmits or cuts off according to input data.
[0020]
With the above configuration, it is possible to prevent a decrease in the on / off ratio by canceling out the carrier leaking from the ASK modulator in the carrier cutoff state, and to realize an ASK modulator having a large on / off ratio. Can be.
[0021]
(7) A communication device according to the present invention is characterized by being configured using the ASK modulator according to any one of (1) to (6). In this communication device, since the on / off ratio of the transmission signal can be increased, the reception sensitivity of the receiver can be improved, and a communication device with high sensitivity can be realized.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an ASK modulator according to the present invention and a communication device using the same will be described in more detail with reference to embodiments of the present invention shown in some drawings. The same reference numerals in FIGS. 1 to 6 indicate the same or similar objects.
[0023]
FIG. 1 shows a basic configuration of an ASK modulator according to the present invention. In FIG. 1, LO1 and LO0 are carrier waves having phases opposite to each other input from carrier wave input terminals T11 and T12, ASKOUT is an ASK modulation signal output to output terminal T2, and SIG is an input from data input terminal T3. Input data for performing ASK modulation, 1 is an ASK modulation section (MOD), 2 is a carrier compensation circuit (LC), and 3 is an addition for adding an output signal of the ASK modulation section 1 and an output signal of the carrier compensation circuit 2. Circuit. The adding circuit 3 is usually formed by connecting the output of the ASK modulator 1 and the output of the carrier compensation circuit 2 to each other.
[0024]
The ASK modulator 1 outputs an ASK modulated signal ASKOUT by transmitting or blocking the carrier wave LO1 according to the input data SIG.
[0025]
The carrier compensation circuit 2 is a cancellation circuit that generates a carrier compensation signal LCO having the same amplitude and opposite phase as the carrier MODO leaking to the output section of the ASK modulator 1 when turned off. Thereby, the carrier signal MODO is canceled in the adding circuit 3. Therefore, the leakage of the carrier wave appearing at the output terminal T2 at the time of off can be greatly reduced, and the on / off ratio of ASK modulation can be increased. Subsequently, five examples of the embodiments embodying the above basic configuration will be described below.
<Example 1>
FIG. 2 shows a first embodiment that embodies the basic configuration shown in FIG. In the present embodiment, a carrier compensation circuit 2 is connected to an ASK modulation section 1 of a type that applies input data SIG to the collector of a bipolar transistor.
[0026]
The ASK modulator 1 includes a DC blocking capacitor C1, a bipolar transistor Q1, resistors R1 and R2 for applying a bias voltage from a power supply of a voltage VCC to the base of the transistor Q1, and a choke inductor L1 connected to the collector of the transistor Q1.
[0027]
The carrier wave LO1 is input from the carrier wave input terminal T11, passes through the capacitor C1, is ASK-modulated in the bipolar transistor Q1, and is output to the output terminal T2 through the output matching circuit MC1. The input data SIG is provided to a data input terminal T3 on the opposite side of the connection point of the inductor L1 with the transistor Q1.
[0028]
When the data SIG is at a high potential corresponding to "1", the collector potential becomes high, so that the transistor Q1 is turned on and the carrier wave LO1 is amplified by the transistor Q1 (on state). On the other hand, when the data SIG is at a low potential corresponding to "0", the collector potential becomes low, so that the transistor Q1 is turned off and the carrier wave LO1 is turned off (off state). By the above operation, the carrier LO1 is ASK-modulated, and an ASK-modulated signal ASKOUT is obtained at the output T1. In the off state, the carrier wave LO1 leaks to the collector through the parasitic capacitance between the base and the collector of the transistor Q1. This leaked carrier becomes the carrier signal MODO shown in FIG.
[0029]
On the other hand, the carrier compensation circuit 2 is composed of DC blocking capacitors C1B and C2, resistors R1B and R2B, a bipolar transistor Q1B, and a choke inductor L1B, and their values and characteristics are represented by a capacitor C1, resistors R1, R2, a transistor Q1, and an inductor, respectively. Selected the same as L1.
[0030]
A carrier LO0 having the same amplitude and opposite phase as the carrier LO1 is applied from the carrier input terminal T12 to the capacitor C1B, and a DC voltage SIG (L) having a potential corresponding to the low potential of the data SIG is applied to the inductor L1B for compensation input. Applied from terminal T6.
[0031]
As a result, the transistor Q1B is biased in the same state as the transistor Q1 in the off state, and thus has the same base-collector parasitic capacitance as the transistor Q1. It leaks to the collector of the transistor Q1B through this parasitic capacitance. The leaked carrier becomes the carrier compensation signal LCO shown in FIG. 1 having the same amplitude and opposite phase as the carrier signal MODO leaking to the collector of the transistor Q1. The compensation signal LCO that has become only an AC component through the DC blocking capacitance C2 is added to the carrier signal MODO at the connection point between the ASK modulator 1 and the output of the carrier compensation circuit 2, and is therefore canceled, so that the carrier signal MODO is canceled. It becomes almost zero.
[0032]
With such a configuration, in the ASK modulator that performs ASK modulation on the collector side of the bipolar transistor, the leakage of the carrier signal at the output terminal T2 when the ASK modulator is off can be significantly reduced, and the ASK modulation is turned on / off. The ratio can be increased.
[0033]
In the present invention, since a differential signal is employed as a carrier signal, when the carrier signal is single-phase, a carrier of the differential signal is prepared using a differential amplifier or the like.
<Example 2>
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention constituted by an IC (Integrated Circuit). The circuit of the present embodiment is the same as the ASK modulator shown in FIG. The matching circuit MC1 is used externally. In the layout of the IC, resistors R1, R2, 1B, R2B, a first conductor layer M1 (a wiring layer for input data SIG, SIG (L), a ground layer GND, and a connection layer with each element) are formed in a lower layer. Then, a second conductor layer M2 (such as a wiring layer for carrier waves LO1 and LO0) and choke inductors L1 and L1B are formed in an upper layer, and the lower and upper parts are connected by a through hole TH. The bipolar transistors Q1 and Q1B are formed on the substrate below the lower layer, and the respective bases B, emitters E and collectors C are taken out to the lower layer and are connected in a predetermined manner.
[0034]
In the present embodiment, the capacitors C1, C1B, and C2 are configured by MIM (Metal Insulator Metal) capacitors having small parasitic resistance. Note that the inductors L1 and L1B are also integrated on the IC, but if the inductors L1 and L1B have a very large area and are difficult to integrate, they may be externally mounted.
[0035]
By disposing the resistors R1 and R2 and the resistors R1B and R2B, the capacitor C1 and the capacitor C1B, and the transistor Q1 and the transistor Q1B close to each other and symmetrically, it is possible to suppress the characteristic deviation between the ASK modulator 1 and the carrier compensation circuit 2 to be small. It is possible to completely cancel carrier leakage.
<Example 3>
FIG. 4 shows a third embodiment that embodies the basic configuration shown in FIG. In the present embodiment, a carrier compensation circuit 2 is connected to an ASK modulation section 1 of a type that changes the gain of an amplification circuit according to input data SIG.
[0036]
The ASK modulator 1 includes a DC blocking capacitor C11, a bipolar transistor Q11, resistors R11 and R12 for applying a bias voltage from a power supply of a voltage VCC to the base of the transistor Q11, a load resistor R13 connected to the collector of the transistor Q11, and an emitter of the transistor Q11. It is composed of connected resistors R14 and R15, and a MOS (Metal Oxide Semiconductor) FET M11 connected in series with the resistor R15. The data input terminal T3 is connected to the gate of the MOSFET M11.
[0037]
The carrier LO1 is input from the carrier input terminal T11 to the base of the transistor Q11 via the capacitor C11. The carrier LO1 input to the base of the transistor Q11 is amplified by a gain determined by the ratio of the load resistance R13 to the emitter-side resistance including the resistors R14, R15 and MOSFET M11, and becomes an ASK modulation signal ASKOUT at the collector of the transistor Q11. Is output to the output terminal T2 through the DC blocking capacitor C12.
[0038]
Here, the MOSFET M11 is turned on / off according to the data SIG, and the connection of the resistor R15 is switched to the ground GND and the high impedance state. Therefore, the gain of the transistor Q11 is R13R (R14 + R15) / R14 ・ R15 when the MOSFET M11 is on, and R13 / R14 when the MOSFET M11 is off. Since R13 · (R14 + R15) / R14 · R15> R13 / R14, a carrier signal with a large amplitude is output to the output terminal T2 when the MOSFET M11 is on, and a carrier wave with a small amplitude smaller than that is output when the MOSFET M11 is off. Thus, an ASK modulated signal ASKOUT is obtained. At the time of this off, the carrier wave LO1 leaking through the parasitic capacitance between the base and the collector of the transistor Q11 is added to the carrier wave having the small amplitude, and the combined signal becomes the carrier signal MODO shown in FIG.
[0039]
On the other hand, the carrier compensation circuit 2 includes a bipolar transistor Q11B, resistors R11B, R12B, R14B and a DC blocking capacitor C11B. The collector of the transistor Q11 is connected to the collector of the transistor Q11B. The transistor Q11B, the resistors R11B, R12B, R14B and the capacitor C11B have the same characteristics as the transistor Q11, the resistors R11, R12, R14 and the capacitor C11, respectively. The capacitor C11B has the opposite phase from the carrier wave input terminal T12 to the carrier LO1. Is applied.
[0040]
The transistor Q11B has the same bias state as the transistor Q11 in the low gain state, and the phase of the carrier applied to its base is opposite to that of the transistor Q11, so the carrier leaking from the transistor Q11B is the transistor The carrier signal MODO from Q11 has the opposite phase and the same amplitude as the carrier signal MODO, that is, the compensation signal LCO. Therefore, the carrier signal MODO from the transistor Q11 is canceled by the compensation signal LCO. As described above, it is possible to increase the ON / OFF ratio of the ASK modulation in the ASK modulator of the type that changes the gain.
<Example 4>
FIG. 5 shows a fourth embodiment which embodies the basic configuration shown in FIG. In the present embodiment, a carrier compensation circuit 2 is connected to a differential ASK modulator 1.
[0041]
The ASK modulator 1 includes DC blocking capacitors C21 and C22, bipolar transistors Q21 and Q22 of a differential type, bipolar transistors Q23 and Q24 of a differential type for controlling the operation of the transistors Q21 and Q22, and emitters of the transistors Q23 and Q24. It comprises a connected bipolar transistor Q25 operating as a current source, resistors 23 and 24 for applying a bias voltage to the transistors Q21 and Q22, resistors 21 and 22, and load resistors 25 and 26 of the transistors Q21 and Q22, respectively. A data input terminal T3, a reference voltage terminal T4, and a current source bias voltage terminal T5 are connected to the bases of the transistors Q23, Q24, and Q25, respectively. The voltage of the reference potential Vref is supplied to the terminal T4, and the voltage of the current source bias potential VCS is supplied to the terminal T5. Further, resistors R27 and R28 for stabilizing operation are connected to the emitters of the transistors Q23 and Q24, respectively, and a resistor R29 for setting the current value of the current source is connected to the emitter of the transistor Q25.
[0042]
In the ASK modulation section 1, when the input data SIG applied to the terminal T3 is at a high potential (on state), the input data SIG becomes higher than the reference potential Vref, so that the transistor Q23 conducts, and the transistors Q21, Q22 and the resistor R25. , R26 are activated. Thereby, the differential carrier waves LO1, LO0 having opposite phases applied to the carrier wave input terminals T11, T12 are amplified by the differential amplifier and output to the output terminals T22, T21, respectively. Conversely, when the data SIG is at a low potential (OFF state), the data SIG becomes lower than the reference potential Vref, so that the transistor Q23 is turned off and the differential amplifier is inactivated. Therefore, the carrier waves LO1 and LO0 are not amplified. As described above, differential ASK modulation signals ASKOUT1 and ASKOUT0 are output from the output terminals T21 and T22. In the off state, since there is a parasitic capacitance between the base and the collector of the transistors Q21 and Q22, the carrier waves LO0 and LO1 leak to the output terminals T21 and T22 through the same capacitance. This becomes the differential carrier signal MODO.
[0043]
On the other hand, the carrier compensation circuit 2 includes bipolar transistors Q21B and Q22B that simulate the transistors Q21 and Q22 which are non-conductive in the off state. The bases and emitters of the transistors Q21B and Q22B are connected, and the respective connection points are connected to the bases of the transistors Q21 and Q22. The collectors of the transistors Q21B and Q22B are connected to the collectors of the transistors Q21 and Q22, respectively.
[0044]
The characteristics of the transistors Q21B and Q22B are selected to be the same as those of the transistors Q21 and Q22. As a result, the carrier waves LO0 and LO1 passing through the parasitic capacitance between the base and collector of the transistors Q21B and Q22B have the same amplitude as the carrier waves LO1 and LO0 leaking from the transistors Q21 and Q22 and have the same amplitude, that is, the carrier compensation signal. LCO. Therefore, the carrier signal MODO from the transistors Q21 and Q22 is canceled by the compensation signal LCO. As described above, in the differential ASK modulator, it is possible to increase the modulation on / off ratio.
<Example 5>
FIG. 6 shows a fifth embodiment that embodies the basic configuration shown in FIG. In this embodiment, a carrier compensation circuit 2 is connected to an ASK modulator 1 using a MOSFET switch.
[0045]
The ASK modulator 1 includes a MOSFET M31 connected between the carrier input terminal T11 and ground, a MOSFET M32 and MOSFET M33 connected in series between the carrier input terminal T11 and output terminal T2, and a MOSFET M34 connected between the output terminal T2 and ground. Consists of The gates of the MOSFETs M32 and M33 are connected to each other, and the gates of the MOSFETs M31 and M34 are connected to each other. Each connection point is connected to the data input terminals T31 and T32 for inputting the differential input data SIG1 and SIG0 having opposite phases. Connected.
[0046]
When the data SIG1 is at a high potential and the data SIG0 is at a low potential (on state), the MOSFETs M32 and M33 are turned on, the MOSFETs M31 and M34 are turned off, and the carrier LO1 input to the carrier input terminal T11 is output to the output terminal T2. Is output. On the other hand, when the data SIG1 is at a low potential and the data SIG0 is at a high potential (OFF state), the MOSFETs M32 and M33 are turned off, the MOSFETs M31 and M34 are turned on, and the carrier wave LO1 is not transmitted to the output terminal T2. As described above, the MOSFETs M31 to M34 perform the switching operation, and the ASK modulation signal ASKOUT is output from the output terminal T2. In the off state, there is a parasitic capacitance between the sources and drains of the MOSFETs M32 and M33, so that the carrier wave LO1 leaks to the output terminal T2 through the capacitance and the carrier signal MODO is generated.
[0047]
On the other hand, the carrier compensation circuit 2 includes series-connected MOSFETs M32B and M33B connected between the carrier input terminal T12 and the output terminal T2. The MOSFETs M32B and M33B simulate the MOSFETs M32 and M33, and their gates are connected to each other. The connection point is connected to the compensation input terminal T6 to which the voltage of the low potential VSIG (L) of the input data SIG1 (SIG0) is input, and the gates of the MOSFETs M32B and M33B are biased to the low potential VSIG (L). Further, a carrier LO0 having a phase opposite to that of the carrier LO1 is input to the carrier input terminal T12.
[0048]
As a result, the carrier LO0 passing through the parasitic capacitance between the source and the drain of the MOSFETs M32B and M33B has a phase opposite to that of the carrier LO1 leaking from the MOSFETs M32 and M33 and has the same amplitude, that is, a carrier compensation signal LCO. Therefore, the carrier signal MODO from the MOSFETs M32 and M33 is canceled by the compensation signal LCO. As described above, in the ASK modulator using the MOSFET switch, it is possible to increase the on / off ratio of the modulation.
[0049]
Next, FIG. 7 shows an embodiment of a wireless communication apparatus employing the above-described ASK modulator of the present invention. FIG. 1 shows the configuration of the front-end unit of the wireless communication device.
[0050]
7, reference numeral 21 denotes a transmission signal input terminal for inputting the transmission signal TX-SIG, 22 denotes a low-pass filter (LPF) for limiting the band of the transmission signal TX-SIG, and 23 denotes the present invention described above. ASK modulator (ASKMOD), 24 is a PLL synthesizer that generates a carrier, 25 is a buffer amplifier that generates differential carriers LO1, LO0 from the carrier output by the synthesizer 24, and 26 is an output of the ASK modulator 23. A power amplifier (PA) that power-amplifies the ASK modulated signal ASKOUT to output a radio transmission signal, a switch (SW) 27 that switches between a radio transmission signal and a radio reception signal, and a switch 28 that sends the signal to an antenna 29 via the switch 27 A band-pass filter (BPF) 30 for removing unnecessary components contained in the radio transmission signal is received by the antenna 29, and a low-noise amplifier for amplifying the radio reception signal passing through the band-pass filter 28 and the switch 27 is provided. Noise amplifier 30 A mixer (MIX) 32 for down-converting the output wireless reception signal to an intermediate frequency signal, a buffer amplifier 32 for supplying a carrier output from the synthesizer 24 to the mixer 31, and a 33 included in the intermediate frequency signal output from the mixer 31 A band-pass filter (BPF) 34 for removing unnecessary components is a demodulator (DET) that demodulates the intermediate frequency signal passed through the band-pass filter 33 to generate a reception signal RX-SIG. Indicates the reception signal output terminal that outputs the reception signal RX-SIG.
[0051]
The ASK modulator 23 uses the transmission signal TX-SIG from the low-pass filter 22 as input data SIG, ASK-modulates the carrier waves LO1 and LO0 supplied from the buffer amplifier 25 with the input data SIG, and adjusts the on / off ratio. A large ASK modulation signal ASKOUT is output.
[0052]
If necessary, between the low-pass filter 22 and the ASK modulator 23, a buffer amplifier for generating input data SIG1 and SIG0 obtained by differentiating the input data SIG, or a low potential SIG of the input data SIG. A buffer circuit for generating the voltage (L) is provided.
[0053]
For example, if the front end portion of the ETC system is configured as in the present embodiment, an ASK modulated signal having a large on / off ratio can be generated even with a high-frequency carrier of 5.8 GHz, and the receiving sensitivity of the receiver is improved. Can be done.
[0054]
In recent years, SiGe HBTs have been put to practical use that enable a significant improvement in high-speed performance at substantially the same manufacturing cost as Si bipolar transistors. All of the bipolar transistors of the above embodiments can be directly replaced with SiGe HBT. This makes it possible to realize an ASK modulator that can be used in a higher frequency range and has a high on / off ratio.
[0055]
【The invention's effect】
According to the present invention, the carrier wave leaked through the parasitic capacitance of the transistor can be canceled, so that an ASK modulator having a large ON / OFF ratio of the ASK modulation can be realized. Further, if a wireless communication device is configured using this ASK modulator, an ASK modulated signal having a high on / off ratio is transmitted, so that the receiving sensitivity of the receiver can be improved and a highly sensitive communication device can be provided. Can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining an embodiment of an ASK modulator according to the present invention;
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram for explaining an embodiment of the communication device according to the present invention;
FIG. 8 is a circuit diagram for explaining an example of a conventional ASK modulator.
FIG. 9 is a circuit diagram for explaining another example of a conventional ASK modulator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... ASK modulation part (MOD), 2 ... Carrier compensation circuit (LC), 3 ... Addition circuit, T11 ... Carrier input terminal of carrier LO1, T12 ... Carrier input terminal of carrier LO0, T2 ... Output terminal of ASK modulation signal ASKOUT , T3: Data input terminal for input data SIG.
