JP2005094113A

JP2005094113A - 移相器、直交変調器及び直交復調器

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Publication number: JP2005094113A
Application number: JP2003321246A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yajima; 博谷島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】入力信号と出力信号との位相関係の変動を防止でき、かつ、２つの出力信号の間での移相誤差の発生を防止できる移相器を提供する。また、キャリアリーク変動現象の発生を防止でき、精度を向上した直交変調器及び直交復調器を提供する。
【解決手段】入力されたローカル信号Ｌｏを２逓倍する２逓倍器２１と、２逓倍信号２Ｌｏに同期して、位相差が９０°である２つの信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａを出力するフリップフロップ３１，３２と、信号ＬｏＱａ，ＬｏＩａに基づいて、２逓倍信号２Ｌｏに同期したキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱを生成するフリップフロップ４２，４１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに位相をずらした２信号を出力する移相器及びこの移相器を用いた直交変調器及び直交復調器に関する。

一般的な９０°移相器は、図７に示すように、ローカル信号源１１から出力されたローカル信号Ｌｏ（周波数ｆ１）を２逓倍する２逓倍器２１と、入力信号を、２逓倍されたローカル信号（クロック信号２Ｌｏ、周波数２ｆ１）に同期させるＤ型フリップフロップ８１とを備え、互いに位相差が９０°である２つのキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱを出力する。

フリップフロップ８１は、入力された信号をラッチ（保持）するラッチ８１１，８１２を備え、ラッチ８１２は、ラッチ８１１に従属に接続される、すなわち、ラッチ８１２は、ラッチ８１１から出力された信号がラッチ８１２に入力されるように、ラッチ８１１と接続される。フリップフロップ８１は、クロック信号２Ｌｏ（周波数２ｆ）が入力されると、２分周動作により、周波数が共にｆ１で、位相差が９０°である２つのキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱを出力する。

フリップフロップ８１では、出力信号の反転信号を入力信号とするため、電源投入時等、入力信号の初期値が不定であることによって出力信号が変動し、ローカル信号とキャリア信号との位相関係が変動する。ローカル信号とキャリア信号との位相関係は、２つの状態をとりうる。

図８及び図９に、９０°移相器２００における出力信号のタイミングチャートを示す。
図８では、ローカル信号Ｌｏの立下りとキャリア信号ＬｏＩの立上りとが同期しているのに対して、図９では、ローカル信号Ｌｏの立下りとキャリア信号ＬｏＩの立下りとが同期している。このように、従来の９０°移相器では、ローカル信号Ｌｏとキャリア信号ＬｏＩの関係が、逆相であったりあるいは同相であったりと、ローカル信号Ｌｏとキャリア信号ＬｏＩとの位相関係が２つの状態の間で変動していた。

また、フリップフロップ８１では、一方のキャリア信号ＬｏＩがラッチ８１１から出力され、他方のキャリア信号ＬｏＱが、ラッチ８１１に従属に接続されたラッチ８１２から出力される。このため、一方のキャリア信号ＬｏＩと他方のキャリア信号ＬｏＱとの間で、ラッチ８１２による遅延が発生し、キャリア信号間に、図８及び図９に示すような移相誤差が発生する。

このような９０°移相器は、直交変調器等に用いられる。一般的な直交変調器は、図１０に示すように、ローカル信号Ｌｏを直交する２つのキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱに分岐する９０°移相器２００と、直交するベースバンド信号Ｉ，Ｑと９０°移相器２００から出力されたキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱとをそれぞれ乗算するミキサ９１，９２と、ミキサ９１，９２から出力された信号を加算する加算器９３とを備え、ローカル信号及びベースバンド信号Ｉ，Ｑが入力されると変調波信号ＭＦを出力する。

上述したように、一般的な９０°移相器では位相関係が変動する（２つの状態のいずれかに変化し得る）ため、このような９０°移相器を直交変調器に用いた場合、変調波信号に発生する不要な信号成分であるキャリアリークの量が変動し、２値のいずれかを持つ状態になるという現象（以下「キャリアリーク変動現象」という。）が発生することが知られている。

直交変調器におけるキャリアリーク変動現象を抑制する技術には、図１１に示すように、ローカル信号Ｌｏの入力信号及び、直交変調器内の信号を差動形式にすることで外部からの影響を受けにくくし、キャリアリーク変動現象を抑圧する方法が提案されている（特許文献１参照）。また、図１２に示すように、ミキサ９１，ミキサ９２のベースバンド入力部９１１，９２１にコンデンサ９６，９７を設けることにより、キャリア信号（ＬｏＩ，ＬｏＱ）に相当する高周波成分を低減させたベースバンド信号を入力し、ベースバンド入力部９１１，９２１に及ぼす影響を低減させて、キャリアリーク変動現象を抑圧する方法が提案されている（特許文献２参照）。さらに、９０°移相器内のフリップフロップ回路において、ローカル信号に基づく信号をクロック信号としローカル信号を入力信号とすることにより、入力信号が不定となるのを防止し、ローカル信号と出力信号との位相関係の変動を防止することにより、キャリアリーク変動現象の発生を防止する技術もある（特許文献３参照）。

しかしながら、従来の９０°移相器では、ラッチによる信号の遅延が発生するため、出力される２つのキャリア信号の間で移相誤差が発生する。このため、従来の９０°移相器を用いた直交変調器では、９０°移相器における移相誤差により、直交変調の精度が低下する恐れがあった。

特開平９−１５３７４１号公報（第８図）特開平１１−２２０５０６号公報（第２図）特開平１０−２８５２３０号公報

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、入力信号と出力信号との位相関係の変動を防止でき、かつ、２つの出力信号の間での移相誤差の発生を防止できる移相器を提供することを目的とする。また、本発明は、キャリアリーク変動現象の発生を防止でき、精度を向上した直交変調器及び直交復調器を提供することを目的とする。

本発明の移相器は、入力された周期信号に基づいて、互いに位相をずらした２つの周期信号を出力する移相器であって、入力された第１の信号に基づいて、第２の信号と、前記第２の信号に対して位相をずらした第３の信号とを生成し、前記第１の信号と、前記第２の信号及び前記第３の信号との位相関係を一定にして出力する移相手段と、前記第１の信号に基づいて生成された基準信号に同期して、前記第２の信号及び前記第３の信号をそれぞれ所定時間保持してタイミングを調整した第４の信号及び第５の信号を出力する保持手段と、を備えるものである。

この構成により、移相手段によって第１の信号との位相関係が一定である信号（第２の信号、第３の信号）を生成し、保持手段が、生成されたこれらの信号に基づいてタイミングを調整した２信号を出力するため、入力信号と出力信号との位相関係の変動を防止でき、かつ、２つの出力信号の間での移相誤差の発生を防止できる。結果として精度を向上できる。

また、本発明の移相器は、入力された周期信号に基づいて、互いに位相をずらした２つの周期信号を出力する移相器であって、入力された第１の信号に基づいて、第２の信号と、前記第２の信号に対して位相をずらした第３の信号とを生成し、前記第１の信号と、前記第２の信号及び前記第３の信号との位相関係を一定にして出力する移相手段と、前記第１の信号に基づいて生成された基準信号に同期して、前記第２の信号及び前記第３の信号をそれぞれ所定時間保持してタイミングを調整した第４の信号及び第５の信号を出力する保持手段と、前記移相手段から出力された前記第２の信号及び前記第３の信号を前記保持手段に入力するか、前記保持手段を通過させるかを切り替える切替手段と、を備えるものである。

この構成により、切替手段の切り替えにより、前記第２の信号及び前記第３の信号が前記保持手段に入力された場合は、前記第４の信号及び前記第５の信号を出力し、前記第２の信号及び前記第３の信号が前記保持手段を通過した場合は、前記第２の信号及び前記第３の信号をそのまま出力するため、不要なときには保持手段の動作を停止させ、消費電力を低減できる。

また、本発明の移相器は、前記移相手段が、前記基準信号に同期して、前記第１の信号の値を記憶及び保持して前記第２の信号を生成する第１の記憶保持回路と、前記基準信号に同期して、前記第２の信号の値を記憶及び保持して前記第３の信号を生成する第２の記憶保持回路とを有し、前記保持手段が、前記基準信号に同期して、前記第２の信号の値を記憶及び保持して前記第４の信号を出力する第３の記憶保持回路と、前記基準信号に同期して、前記第３の信号の値を記憶及び保持して前記第５の信号を出力する第４の記憶保持回路とを有するものである。

この構成により、移相手段によって入力信号との位相関係が一定である信号（第２の信号、第３の信号）を生成し、保持手段がこれらの信号に基づいてタイミングを調整した２信号を出力するため、基準信号と出力信号との位相関係の変動を防止でき、かつ、２つの出力信号の間での移相誤差の発生を防止できる。結果として精度を向上できる。

また、本発明の移相器は、前記第１の信号を逓倍する逓倍手段を備え、前記基準信号が、前記第１の信号を逓倍した信号であるものである。

この構成により、移相手段によって基準信号との位相関係が一定である信号（第２の信号、第３の信号）を生成し、保持手段がこれらの信号に基づいてタイミングを調整した２信号を出力するため、基準信号と出力信号との位相関係の変動を防止でき、かつ、２つの出力信号の間での移相誤差の発生を防止できる。結果として精度を向上できる。

また、本発明の移相器は、前記移相手段が、前記第１の信号を２逓倍した基準信号を用いて、前記第２の信号に対して９０°位相をずらした第３の信号を出力するものである。

また、本発明の直交変調器は、請求項５記載の移相器と、互いに位相が直交する２入力信号と、前記移相器から出力された２信号とをそれぞれ乗算する第１及び第２の乗算手段と、前記第１及び第２の乗算手段から出力された２信号を加算する加算手段と、を備えるものである。

この構成により、移相器において、キャリアリーク変動現象が発生せず移相誤差も発生しないため、精度の高い直交変調が可能となる。

さらに、本発明の直交復調器は、前記第３の信号は、請求項５記載の移相器と、復調入力信号と、前記移相器から出力された２信号とをそれぞれ乗算する第１及び第２の乗算手段と、前記第１及び第２の乗算手段から出力された２信号の高周波成分を除去する高周波除去手段と、を備えるものである。

この構成により、移相器において、キャリアリーク変動現象が発生せず移相誤差も発生しないため、精度の高い直交復調が可能となる。

本発明によれば、入力信号と出力信号との位相関係の変動を防止でき、かつ、２つの出力信号の間での移相誤差の発生を防止できる移相器を提供できる。また、本発明によれば、キャリアリーク変動現象の発生を防止でき、精度を向上した直交変調器及び直交復調器を提供できる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態を説明するための９０°移相器の構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施の形態の９０°移相器１００は、ローカル信号源１１によって発生されたローカル信号Ｌｏ（第１の信号）を２逓倍する２逓倍器２１と、入力されたローカル信号Ｌｏに基づいて、信号ＬｏＩａ（第２の信号）と、信号ＬｏＩａに対して位相を９０°ずらした（互いに位相が直交する）信号ＬｏＱａ（第３の信号）とを生成し、ローカル信号と、信号ＬｏＩａ及びＬｏＱａとの位相関係を一定にして出力するＤ型フリップフロップ３１，３２と、信号ＬｏＩａ及びＬｏＱａをそれぞれ所定時間保持してタイミングを調整したキャリア信号ＬｏＩ（第４の信号）及びＬｏＱ（第５の信号）を出力するＤ型フリップフロップ４２，４１と、を備える。なお、フリップフロップ３１，３２は、特許請求の範囲の移相手段の一例に該当し、フリップフロップ４１，４２は、保持手段の一例に該当し、２逓倍器２１は逓倍手段の一例に該当する。また、フリップフロップ３１は第１の記憶保持回路、フリップフロップ３２は第２の記憶保持回路、フリップフロップ４１は第４の記憶保持回路の一例にそれぞれ該当する。

２逓倍器２１は、入力されたローカル信号Ｌｏ（周波数ｆ１）に基づいて、周波数が２倍である２逓倍信号２Ｌｏ（周波数２ｆ１）を生成するものである。２逓倍器２１で２逓倍されたローカル信号Ｌｏ（２逓倍信号２Ｌｏ）は、クロック信号（基準信号）として、フリップフロップ３１、３２、４１、４２に入力される。なお、本実施の形態では、２逓倍器２１の出力信号のデューティー比は５０％とする。

フリップフロップ３１は、ローカル信号源１１から発生されたローカル信号Ｌｏを入力信号とし、２逓倍器２１から出力された２逓倍信号２Ｌｏがクロック信号として入力されると、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）の反転信号に同期して、入力信号Ｌｏ（周波数ｆ１）の値を記憶及び保持して、信号ＬｏＩａ（周波数ｆ１）を生成するものである。フリップフロップ３１は、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）の反転信号の値が「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に変化する時、すなわち、クロック信号の値が「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」に変化する時（立下り時）、入力信号（ローカル信号Ｌｏ）の値に応じた信号（「Ｈｉｇｈ」又は「Ｌｏｗ」のいずれか）を出力（値を記憶）し、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）の値が変化しないとき及び「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に変化する時（立上り時）は前の値に応じた信号を出力（前の値を保持）する。

フリップフロップ３２は、フリップフロップ３１から出力された信号ＬｏＩａを入力信号とし、２逓倍器２１から出力された２逓倍信号２Ｌｏがクロック信号として入力されると、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）に同期して、入力信号ＬｏＩａ（周波数ｆ１）の値を記憶及び保持して、信号ＬｏＱａ（周波数ｆ１）を生成するものである。フリップフロップ３２は、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）の値が「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」に変化する時（立上り時）、入力信号（フリップフロップ３１の出力信号ＬｏＩａ）の値に応じた信号（「Ｈｉｇｈ」又は「Ｌｏｗ」のいずれか）を出力（値を記憶）し、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）の値が変化しないとき及び「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」に変化する時（立下り時）は前の値に応じた信号を出力（前の値を保持）する。

フリップフロップ３１，３２は、それぞれローカル信号Ｌｏ，フリップフロップ３１の出力信号ＬｏＩａを入力信号とするため、常に入力信号の値が定まることとなる。したがって、フリップフロップ３１，３２は、その初期値によって出力信号が変動することはないため、ローカル信号Ｌｏとフリップフロップ３１，３２の出力信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａとの位相関係は変動することなく常に一定に保たれる。

フリップフロップ４１は、フリップフロップ３２から出力された信号ＬｏＱａを入力信号とし、２逓倍器２１から出力された２逓倍信号２Ｌｏがクロック信号として入力されると、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）に同期して、入力信号ＬｏＱａの値を記憶及び保持して、キャリア信号ＬｏＱ（周波数ｆ１）を生成するものである。フリップフロップ４１は、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）の立上り時、入力信号（フリップフロップ３２の出力信号ＬｏＱａ）の値に応じた信号を出力し、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）の値が変化しないとき及び立下り時は前の値に応じた信号を出力する。

フリップフロップ４２は、フリップフロップ３１から出力された信号ＬｏＩａを入力信号とし、２逓倍器２１から出力された２逓倍信号２Ｌｏがクロック信号として入力されると、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）の反転信号に同期して、入力信号ＬｏＩａの値を記憶及び保持して、キャリア信号ＬｏＩ（周波数ｆ１）を生成するものである。フリップフロップ４２は、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）の立下り時、入力信号（フリップフロップ３１の出力信号ＬｏＩａ）の値に応じた信号を出力し、クロック信号（２逓倍信号２Ｌｏ）の値が変化しないとき及び立上り時は前の値に応じた信号を出力する。

以上のように構成された９０°移相器１００について、図２を用いてその動作を説明する。
図２は、本発明の第１の実施の形態の９０°移相器の動作を示すタイミングチャートである。図２は、ローカル信号Ｌｏ、２逓倍信号２Ｌｏ、フリップフロップ３１の出力信号ＬｏＩａ、フリップフロップ３２の出力信号ＬｏＱａ、フリップフロップ４２から出力されるキャリア信号ＬｏＩ、フリップフロップ４１から出力されるキャリア信号ＬｏＱを示すタイミングチャートである。

同図に示すように、まず、クロック信号である２逓倍信号２Ｌｏの立下り（Ｄ１）に同期して、フリップフロップ３１の出力信号ＬｏＩａは、ローカル信号（Ｌｏ）の値に応じて「Ｌｏｗ」となり、フリップフロップ４２の出力信号ＬｏＩは、フリップフロップ３１の出力信号ＬｏＩａの値に応じて「Ｈｉｇｈ」となる。このとき、フリップフロップ３２，４１の出力信号ＬｏＱａ，ＬｏＱの値は変化せず、前の値を保持する。次に、２逓倍信号２Ｌｏの立上り（Ｕ１）に同期して、フリップフロップ３２の出力信号ＬｏＱａはフリップフロップ３１の出力信号ＬｏＩａの値に応じて「Ｌｏｗ」となり、フリップフロップ４１の出力信号ＬｏＱはフリップフロップ３２の出力信号ＬｏＱａの値に応じて「Ｈｉｇｈ」となる。このとき、フリップフロップ３１，４２の出力信号ＬｏＩａ，ＬｏＩの値は変化せず、前の値を保持する。以後、同様に、フリップフロップ３１，４２は、２逓倍信号２Ｌｏの立下り時にデータ信号の値を記憶した後その値を保持し、フリップフロップ３２，４１は、２逓倍信号２Ｌｏの立上り時にデータ信号の値を記憶した後その値を保持する動作を繰り返す。

フリップフロップ３１，３２は位相差が９０°の信号（ＬｏＩａ，ＬｏＱａ）を出力するが、フリップフロップ３２を構成するラッチ回路で信号の遅延が発生するため、フリップフロップ３１，３２の出力信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａの間には移相誤差が発生する。これらの出力信号（ＬｏＩａ，ＬｏＱａ）がそれぞれ、フリップフロップ４２，４１に入力されると、フリップフロップ４２，４１の動作により、移相誤差が発生せず、位相差が９０°である２つのキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱが出力される。すなわち、フリップフロップ４２では、クロック信号２Ｌｏの反転信号に同期してフリップフロップ３１の出力信号ＬｏＩａの値が保持及び記憶され、キャリア信号ＬｏＩが出力される。また、フリップフロップ４１では、クロック信号２Ｌｏに同期してフリップフロップ３２の出力信号ＬｏＱａの値が保持及び記憶され、キャリア信号ＬｏＱが出力される。

以上説明したように、本実施の形態の９０°移相器１００によれば、フリップフロップ３１，３２が、ローカル信号との位相関係が変動せず常に一定であり約９０°の位相差を持つ２つの信号（ＬｏＩａ，ＬｏＱａ）を生成し、フリップフロップ４１，４２が、これらの信号に基づいてタイミングを調整した９０°の位相差をもつ２つのキャリア信号を生成する。したがって、本実施の形態の９０°移相器１００は、ローカル信号Ｌｏとキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱとの位相関係の変動を防止し位相関係を常に一定にでき、かつ、移相誤差の発生を防止できる。結果として、精度を向上できる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態を説明するための９０°移相器の構成を示すブロック図である。同図において、図１と重複する部分には同一の符号を付す。同図に示すように、本実施の形態の９０°移相器１５０は、図１に示す９０°移相器１００が備える各構成要素に加え、フリップフロップ３１，３２から出力された信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａをフリップフロップ４２，４１に入力するか、フリップフロップ４２，４１を通過させるかを切り替える切替手段５１，５２を備え、切替手段５１，５２の切り替えに応じて、信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａがフリップフロップ４２，４１に入力された場合は、キャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱを出力し、信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａがフリップフロップ４２，４１に入力されなかった場合は、信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａを出力する。

切替手段５１は、フリップフロップ３２の出力端子とフリップフロップ４１の入力端子との間に設けられ、９０°移相器に接続された制御部５０ａの指示に基づいて、フリップフロップ３２の出力信号ＬｏＱａをフリップフロップ４１に入力するか、又は、フリップフロップ３２の出力信号ＬｏＱａをフリップフロップ４１に入力せずに９０°移相器１５０から出力するかを切り替えるものである。

切替手段５２は、フリップフロップ３１の出力端子とフリップフロップ４２の入力端子との間に設けられ、制御部５０ａの指示に基づいて、フリップフロップ３１の出力信号ＬｏＩａをフリップフロップ４２に入力するか、又は、フリップフロップ３１の出力信号ＬｏＩａをフリップフロップ４２に入力せずに９０°移相器１５０から出力するかを切り替えるものである。

制御部５０ａは、ローカル信号Ｌｏの周波数や、９０°移相器１５０が出力する信号の周波数帯域等の情報を記憶する記憶部を内部に有し、記憶部に記憶されている情報に基づいて、切替手段５１及び５２の切り替え制御を行うものである。制御部５０ａは、記憶部の情報を参照して、所定の条件を満たすとき、すなわち、ローカル信号Ｌｏの周波数が低い場合や、出力信号の周波数帯域が狭い場合又は特定の帯域に限られている場合等、移相誤差が問題にならないときは、フリップフロップ３１，３２の出力信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａをフリップフロップ４１，４２に入力せずに９０°移相器１５０から出力するように接続を切り替えるよう、切替手段５１及び５２に指示する。

なお、制御部５０ａは、切替手段５１及び５２に同一の切替動作を行うよう指示する。すなわち、切替手段５１及び５２は、共に、フリップフロップ３２，３１の出力信号をフリップフロップ４１，４２に入力するよう接続を切り替えるか、または、共に、フリップフロップ３２，３１の出力信号をフリップフロップ４１，４２に入力せずに９０°移相器１５０から出力するよう接続を切り替える。また、制御部５０ａが切り替え制御を行うための条件は、周波数だけに限られない。

以上説明したように、本実施の形態の９０°移相器１５０によれば、切替手段５１，５２が制御部５０ａの制御に基づいて接続を切り替えることにより、フリップフロップ４１，４２を使用するか否かを切り替えることができる。したがって、不要なときはフリップフロップ４１，４２の動作を停止させ、消費電力を低減できる。

（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態を説明するための９０°移相器の構成を示すブロック図である。同図において、図３と重複する部分には同一の符号を付す。同図に示すように、本実施形態の９０°移相器２５０は、図３に示す９０°移相器１５０が備える各構成要素に加え、フリップフロップ３１から出力された信号ＬｏＩａと、フリップフロップ３２から出力された信号ＬｏＱａとの位相差を検出する位相差検出手段５３を備え、位相差検出手段５３からの出力信号に基づいて切り替え手段５１，５２が切り替え動作を行い、信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａがフリップフロップ４２，４１に入力された場合は、キャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱを出力し、信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａがフリップフロップ４２，４１に入力されなかった場合は、信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａを出力する。

位相差検出手段５３は、フリップフロップ３１の出力端子及びフリップフロップ３２の出力端子と、切替手段５１の入力端子及び切替手段５２の入力端子との間に設けられる。位相差検出手段５３は、フリップフロップ３１から出力された信号ＬｏＩａと、フリップフロップ３２から出力された信号ＬｏＱａとの位相差を検出し、位相差検出信号を制御部５０ｂに出力するものである。また、位相差検出手段５３は、フリップフロップ３１から出力された信号ＬｏＩａを切替手段５２の入力端子に出力し、フリップフロップ３２から出力された信号ＬｏＱａを切替手段５１の入力端子に出力する。

制御部５０ｂは、位相差検出手段５３から出力された位相差検出信号（信号ＬｏＩａとＬｏＱａとの位相差を示す信号）に基づいて、切替手段５１及び５２の切り替え制御を行うものである。制御部５０ｂは、信号ＬｏＩａとＬｏＱａとの位相差が９０度の場合、フリップフロップ３１，３２の出力信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａをフリップフロップ４１，４２に入力せずに９０°移相器２５０から出力するように、切替手段５１及び５２の接続が切り替わるように制御する。

一方、制御部５０ｂは、信号ＬｏＩａとＬｏＱａとの位相差が９０度でない場合、フリップフロップ３１，３２の出力信号ＬｏＩａ，ＬｏＱａをフリップフロップ４１，４２に入力するように、切替手段５１及び５２の接続が切り替わるように制御する。

なお、制御部５０ｂは、切替手段５１及び５２に同一の切替動作を行うよう指示する。すなわち、切替手段５１及び５２は、共に、フリップフロップ３２，３１の出力信号をフリップフロップ４１，４２に入力するよう接続を切り替えるか、または、共に、フリップフロップ３２，３１の出力信号をフリップフロップ４１，４２に入力せずに９０°移相器２５０から出力するよう接続を切り替える。

以上説明したように、本実施の形態の９０°移相器２５０によれば、位相差検出手段５３の位相差検出信号に基づいて、切替手段５１，５２が接続を切り替えることにより、フリップフロップ４１，４２を使用するか否かを切り替えることができる。したがって、不要なときはフリップフロップ４１，４２の動作を停止させ、消費電力を低減できる。

（第４の実施の形態）
図５は、本発明の第４の実施の形態を説明するための直交変調器の構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の直交変調器は、第１の実施の形態で説明した９０°移相器１００と、ベースバンド信号Ｉと９０°移相器１００から出力されたキャリア信号ＬｏＩとを乗算するミキサ９１と、ベースバンド信号Ｑと９０°移相器１００から出力されたキャリア信号ＬｏＱとを乗算するミキサ９２と、ミキサ９１及びミキサ９２から出力された信号を加算する加算器９３とを備え、ローカル信号Ｌｏ及びベースバンド信号Ｉ，Ｑが入力されると変調波信号ＭＦを出力する。なお、ミキサ９１，９２は特許請求の範囲の乗算手段の一例に該当し、加算器９３は加算手段の一例に該当する。

本実施形態の直交変調器では、９０°移相器１００に入力されるローカル信号Ｌｏと９０°移相器１００から出力されるキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱとの位相関係が変動しないため、従来の直交変調器で発生していたキャリアリークの変動現象の発生を防止できる。また、本実施形態の直交変調器では、９０°移相器１００から出力されるキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱには、移相誤差が発生しないため、これらのキャリア信号の位相差は正確に９０°に保たれる。したがって、本実施形態の直交変調器によれば、精度の高い直交変調が可能となる。また、本実施形態の直交変調器を送信装置に用いると、変調精度を向上できる。

なお、９０°移相器１００の代わりに第２の実施の形態で説明した９０°移相器１５０、又は、第３の実施の形態で説明した９０°移相器２５０を採用してもよい。この場合、直交変調器において、ローカル信号Ｌｏの周波数が低いとき等、移相誤差が問題にならない場合には、９０°移相器内のフリップフロップ４２，４１の動作を停止させて、消費電力を低減できる。

（第５の実施の形態）
図６は、本発明の第５の実施の形態を説明するための直交復調器の構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の直交復調器は、第１の実施の形態で説明した９０°移相器１００と、復調入力信号ＤＦと９０°移相器１００から出力されたキャリア信号ＬｏＩとを乗算するミキサ９１と、復調入力信号ＤＦと９０°移相器１００から出力されたキャリア信号ＬｏＱとを乗算するミキサ９２と、ミキサ９２から出力された信号の高周波成分を除去するローパスフィルタ（ＬＰＦ）９４と、ミキサ９１から出力された信号の高周波成分を除去するＬＰＦ９５とを備え、ローカル信号及び復調入力信号ＤＦが入力されるとベースバンド信号Ｉ，Ｑを出力する。なお、ＬＰＦ９４，９５は、特許請求の範囲の高周波除去手段の一例に該当する。

本実施形態の直交復調器では、９０°移相器１００に入力されるローカル信号Ｌｏと９０°移相器１００から出力されるキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱとの位相関係が変動しないため、従来の直交復調器で発生していたキャリアリークの変動現象の発生を防止できる。また、本実施形態の直交復調器では、９０°移相器１００から出力されるキャリア信号ＬｏＩ，ＬｏＱには、移相誤差が発生しないため、これらのキャリア信号の位相差は正確に９０°に保たれる。したがって、本実施形態の直交復調器によれば、精度の高い直交復調が可能となる。また、本実施形態の直交復調器を受信装置に用いると、復調精度を向上できる。

なお、９０°移相器１００の代わりに第２の実施の形態で説明した９０°移相器１５０、又は、第３の実施の形態で説明した９０°移相器２５０を採用してもよい。この場合、直交復調器において、ローカル信号Ｌｏの周波数が低いとき等、移相誤差が問題にならない場合には、９０°移相器内のフリップフロップ４２，４１の動作を停止させて、消費電力を低減できる。

なお、本発明の移相器を直交変調器及び直交復調器だけでなく、位相比較器等に使用してもよい。

本発明の移相器は、入力信号と出力信号との位相関係の変動を防止でき、かつ、２つの出力信号の間での移相誤差の発生を防止できる効果を有し、本発明の直交変調器及び直交復調器は、キャリアリーク変動現象の発生を防止でき、精度を向上できる効果を有し、無線機等における送信装置及び受信装置や、基地局、移動局、基地局及び移動局を含む通信システム等に有用である。

本発明の第１の実施の形態を説明するための９０°移相器の構成を示すブロック図本発明の第１の実施の形態の９０°移相器の動作を示すタイミングチャート本発明の第２の実施の形態を説明するための９０°移相器の構成を示すブロック図本発明の第３の実施の形態を説明するための９０°移相器の構成を示すブロック図本発明の第４の実施の形態を説明するための直交変調器の構成を示すブロック図本発明の第５の実施の形態を説明するための直交復調器の構成を示すブロック図従来の９０°移相器の構成を示すブロック図従来の９０°移相器の動作を示すタイミングチャート（逆相）従来の９０°移相器の動作を示すタイミングチャート（同相）一般的な直交変調器の構成を示すブロック図従来の直交変調器の構成を示すブロック図従来の直交変調器の他の構成を示すブロック図

符号の説明

１１ローカル信号源
２１２逓倍器
３１，３２，４１，４２フリップフロップ
５０ａ，５０ｂ制御部
５１，５２切替手段
５３位相差検出手段
９１，９２ミキサ
９３加算器
９４，９５ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１００，１５０，２５０９０°移相器

Claims

入力された周期信号に基づいて、互いに位相をずらした２つの周期信号を出力する移相器であって、
入力された第１の信号に基づいて、第２の信号と、前記第２の信号に対して位相をずらした第３の信号とを生成し、前記第１の信号と、前記第２の信号及び前記第３の信号との位相関係を一定にして出力する移相手段と、
前記第１の信号に基づいて生成された基準信号に同期して、前記第２の信号及び前記第３の信号をそれぞれ所定時間保持してタイミングを調整した第４の信号及び第５の信号を出力する保持手段と、を備える移相器。
入力された周期信号に基づいて、互いに位相をずらした２つの周期信号を出力する移相器であって、
入力された第１の信号に基づいて、第２の信号と、前記第２の信号に対して位相をずらした第３の信号とを生成し、前記第１の信号と、前記第２の信号及び前記第３の信号との位相関係を一定にして出力する移相手段と、
前記第１の信号に基づいて生成された基準信号に同期して、前記第２の信号及び前記第３の信号をそれぞれ所定時間保持してタイミングを調整した第４の信号及び第５の信号を出力する保持手段と、
前記移相手段から出力された前記第２の信号及び前記第３の信号を前記保持手段に入力するか、前記保持手段を通過させるかを切り替える切替手段と、を備える移相器。
請求項１又は２記載の移相器であって、
前記移相手段は、前記基準信号に同期して、前記第１の信号の値を記憶及び保持して前記第２の信号を生成する第１の記憶保持回路と、前記基準信号に同期して、前記第２の信号の値を記憶及び保持して前記第３の信号を生成する第２の記憶保持回路とを有し、
前記保持手段は、前記基準信号に同期して、前記第２の信号の値を記憶及び保持して前記第４の信号を出力する第３の記憶保持回路と、前記基準信号に同期して、前記第３の信号の値を記憶及び保持して前記第５の信号を出力する第４の記憶保持回路とを有する移相器。
請求項１ないし３のいずれか一項記載の移相器であって、
前記第１の信号を逓倍する逓倍手段を備え、
前記基準信号は、前記第１の信号を逓倍した信号である移相器。
請求項４記載の移相器であって、
前記移相手段は、前記第１の信号を２逓倍した基準信号を用いて、前記第２の信号に対して９０°位相をずらした第３の信号を出力する移相器。
請求項５記載の移相器と、
互いに位相が直交する２入力信号と、前記移相器から出力された２信号とをそれぞれ乗算する第１及び第２の乗算手段と、
前記第１及び第２の乗算手段から出力された２信号を加算する加算手段と、を備える直交変調器。
請求項５記載の移相器と、
復調入力信号と、前記移相器から出力された２信号とをそれぞれ乗算する第１及び第２の乗算手段と、
前記第１及び第２の乗算手段から出力された２信号の高周波成分を除去する高周波除去手段と、を備える直交復調器。