JP2005236968A - データ変換器、およびデータ変換方法、ならびにそれらを用いた送信回路、通信機器、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、入力信号を増幅器に入力するための信号に変換して出力するデータ変換器である。データ変換器は、入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、振幅検知部によって検知された入力信号の振幅の大きさに基づいて、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、領域判断部によって、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、入力信号よりも分解能が低い信号に入力信号を変換して出力する信号処理部とを備える。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る送信回路100の構成を示すブロック図である。図1において、送信回路100は、入力端子101と、データ変換器110と、補正部120と、補償テーブル部130と、ベクトル変調器140と、利得可変増幅器150と、増幅器160と、バンドパスフィルタ170と、出力端子102とを備える。
0≦(I2 +Q2 )1/2 ≦a1
となる。ここで、a1は、A1とαとで一意に決まるデータ変換器110からの出力振幅である。
なお、データ変換器110は、外部制御回路(図示せず)から入力される増幅器160が出力すべき電力の大きさに関する情報に基づいて、利得可変増幅器150の利得αを知ることができる(以下同様)。
a2≦(I2 +Q2 )1/2 ≦b
となる。ここで、a2は、A2とαとで一意に決まるデータ変換器110からの出力振幅である。bは、Bとαとで一意に決まるデータ変換器110からの出力振幅である。
a3≦(I2 +Q2 )1/2 ≦a4
となる。ここで、a3は、A3とαとで一意に決まるデータ変換器110からの出力振幅である。a4は、A4とαとで一意に決まるデータ変換器110からの出力振幅である。
M=(I+Q)1/2 …(式1)
Ip=I/M …(式2)
Qp=Q/M …(式3)
I2=Md×Ip
Q2=Md×Qp
第2の実施形態では、入力電力が低いときに歪む増幅器160を用いる場合の送信回路の構成について説明する。なお、設定範囲以外は、第1の実施形態と同様であるので、第2の実施形態では、図1,3,4,5,6を援用することとする。図11A,B,Cは、本発明の第2の実施形態に係るデータ変換器110の動作を具体的に説明するための図である。第2の実施形態では、データ変換器110における設定範囲が、a2≦(I2 +Q2 )1/2 ≦bであるとする。第1の実施形態と同様、a2およびbは、利得可変増幅器150の利得に応じて、可変である。図11Aは、設定範囲を模式的に示す図である。図11Aにおいて、ハッチングされた四角枠が、設定範囲内を示す。白色の四角枠が設定範囲外を示す。図11Bは、データ変換器110に入力されるIデータおよびQデータから求められる振幅データの時間波形を示す図である。図11Bに示す例では、閾値a2からbまでの設定範囲内以外の部分に時間波形が存在する。図11Cは、データ変換器110から出力される振幅データの時間波形を示す図である。図11Cに示すように、設定範囲内では信号処理が行われず、設定範囲外の部分については、信号処理部112でデルタシグマ変調されて離散化される。
第3の実施形態では、入力電力が高いときおよび低いときに歪む増幅器を用いる場合の送信回路の構成について説明する。なお、設定範囲以外は、第1の実施形態と同様であるので、第3の実施形態では、図1,3,4,5,6を援用することとする。図13A,B,Cは、本発明の第3の実施形態に係るデータ変換器110の動作を具体的に説明するための図である。第3の実施形態では、データ変換器110における設定範囲が、a3≦(I2 +Q2 )1/2 ≦a4であるとする。図13Aは、設定範囲を模式的に示す図である。図13Aにおいて、ハッチングされた四角枠が、設定範囲内を示す。白色の四角枠が設定範囲外を示す。図13Bは、データ変換器110に入力されるIデータおよびQデータから求められる振幅データの時間波形を示す図である。図13Bに示す例では、閾値a3からa4までの設定範囲内以外の部分に時間波形が存在する。図13Cは、データ変換器110から出力される振幅データの時間波形を示す図である。図13Cに示すように、設定範囲内では信号処理が行われず、設定範囲外の部分については、信号処理部112で離散化される。
本発明の第4の実施形態では、信号処理部の構成が第1の実施形態とは異なる。以下、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
qn ≦(Iv+Qv)1/2 …(式6)
Iv3=qn ・Iv/(Iv+Qv)1/2 …(式7)
Qv3=qn ・Qv/(Iv+Qv)1/2 …(式8)
図17は、本発明の第5の実施形態に係る送信回路200の構成を示すブロック図である。図17において、送信回路200は、入力端子101と、データ変換器110と、ベクトル変調器140と、増幅器260と、バンドパスフィルタ170と、出力端子102とを備える。図17において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略することとする。ただし、図17では、利得可変増幅器が省略されているので、データ変換器110は、固定された設定範囲を用いることとする。
図19は、本発明の第6の実施形態に係る送信回路300の構成を示すブロック図である。図19において、送信回路300は、入力端子101と、データ変換器110と、ベクトル変調器140と、補正回路320と、利得可変増幅器150と、増幅器160と、バンドパスフィルタ170と、出力端子102とを備える。図19において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し説明を省略することとする。
図23は、本発明の第7の実施形態に係る送信回路400の構成を示す図である。図23において、送信回路400は、入力端子101と、データ変換器410と、補正部120aと、補償テーブル部130aと、利得可変増幅器150と、増幅器160と、バンドパスフィルタ170と、出力端子102とを備える。図23において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し説明を省略することとする。
図25は、本発明の第8の実施形態に係る送信回路500の構成を示すブロック図である。図25において、送信回路500は、入力端子101と、データ変換器110と、補正部120と、補償テーブル部130と、座標系変換部520と、角度変調器530と、振幅変調器540と、バンドパスフィルタ550と、出力端子102とを備える。図25において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を簡素にする。
図26は、本発明の第9の実施形態に係る送信回路600の構成を示すブロック図である。図26において、送信回路600は、データ生成部620と、データ変換器410と、振幅補正部120bと、位相補正部120cと、補償テーブル部130と、角度変調器630と、振幅変調器640と、バンドパスフィルタ650と、出力端子102とを備える。第9の実施形態において、第4の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を簡素にする。
101 入力端子
102 出力端子
110,410 データ変換器
111 制御部
111a 振幅検知部
111b 領域判断部
111c 設定範囲調整部
112 信号処理部
1121 座標系変換部
1122 デルタシグマ変調器
1123 掛け算器
1124 引き算器
1125 ベクトル積分器
1126 ベクトル量子化器
113 スイッチ部
120 補正部
130 補償テーブル部
140 ベクトル変調部
150 利得可変増幅器
160,260 増幅器
170,550,650 バンドパスフィルタ
320 補正回路
520 座標系変換部
530,630 角度変調器
540,640 振幅変調器
620 データ生成部
700 オーディオ機器
800 映像機器
701,801 フィルタ
702 スピーカ
802 ディスプレイ
Claims (26)
- 入力信号を増幅器に入力するための信号に変換して出力するデータ変換器であって、
前記入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、
前記振幅検知部によって検知された前記入力信号の振幅の大きさに基づいて、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、
前記領域判断部によって、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、前記入力信号よりも分解能が低い信号に前記入力信号を変換して出力する信号処理部とを備える、データ変換器。 - 前記入力信号が離散化されている場合、前記信号処理部は、離散値同士の間隔を広くすることによって、前記入力信号よりも分解能が低い信号に前記入力信号を変換する、請求項1に記載のデータ変換器。
- 前記入力信号が離散化されていない場合、前記信号処理部は、前記入力信号を離散化することによって、前記入力信号よりも分解能が低い信号に前記入力信号を変換する、請求項1に記載のデータ変換器。
- 前記信号処理部は、さらに、前記領域判断部によって、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属さないと判断された場合、非線形領域に属すると判断されて離散化する場合に比べて、離散値の間隔が狭くなるように前記入力信号を離散化する、請求項3に記載のデータ変換器。
- 前記入力信号が直交データである場合、前記振幅検知部は、これらの二乗和の平方根を求めることによって、前記入力信号の振幅の大きさを検知する、請求項1に記載のデータ変換器。
- 前記信号処理部による変換後の信号を、前記増幅器で発生する歪みが抑圧されるように補正する補正部をさらに備える、請求項1に記載のデータ変換器。
- 前記補正部は、前記入力信号の振幅および位相を補正する、請求項6に記載のデータ変換器。
- 前記補正部は、前記増幅器で発生する歪みに対して、等振幅逆位相の信号を発生させる、請求項6に記載のデータ変換器。
- 前記領域判断部は、前記入力信号の振幅の大きさが第1の閾値を超える場合、前記増幅器への入力電圧が非線形領域に属すると判断する、請求項1に記載のデータ変換器。
- 前記領域判断部は、前記入力信号の振幅の大きさが第2の閾値を超えない場合、非線形領域に属すると判断する、請求項1に記載のデータ変換器。
- 前記領域判断部は、前記入力信号の振幅の大きさが第3の閾値を超えないか、または第4の閾値を超える場合、非線形領域に属すると判断する、請求項1に記載のデータ変換器。
- 前記信号処理部は、デルタシグマ変調によって、前記入力信号より分解能が低い信号に前記入力信号を変換する、請求項1に記載のデータ変換器。
- 前記増幅器には、利得可変増幅器による増幅後の信号が入力されており、
前記領域判断部は、前記入力信号の振幅の大きさが設定範囲外であるか否かに基づいて、前記増幅器への入力電圧が前記増幅器の前記非線形領域に属するか否かを判断し、
さらに、前記利得可変増幅器の利得を示す情報に基づいて、前記設定範囲を調整する設定範囲調整部を備える、請求項1に記載のデータ変換器。 - 前記信号処理部は、
前記入力信号を振幅データおよび位相データに変換する座標系変換部と、
前記座標系変換部によって変換された振幅データをデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器と、
前記位相データと前記デルタシグマ変調器によってデルタシグマ変調された振幅データとを掛け算する掛け算器とを含む、請求項1に記載のデータ変換器。 - 前記入力信号は、直交データであって、
前記信号処理部は、
前記入力信号が入力される引き算器と、
前記引き算器に接続され、前記直交データの各要素を積分するベクトル積分器と、
前記ベクトル積分器によって積分された直交データに対して、少なくとも二以上の離散値を用い、前記二以上の離散値の中から、入力された直交データのなすベクトルの大きさよりも小さい最大の離散値を求め、前記積分された直交データのなすベクトルの大きさが前記最大の離散値となるようにし、かつ、前記積分された直交データの位相が入力された直交データの位相と等しくなるようにして量子化するベクトル量子化器とを備え、
前記引き算器は、入力された直交データから前記ベクトル量子化器によって量子化された直交データを引く、請求項1に記載のデータ変換器。 - 送信信号を生成するための送信回路であって、
増幅器と、
入力信号を前記増幅器の入力に用いられる信号に変換するデータ変換器とを備え、
前記データ変換器は、
前記入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、
前記振幅検知部によって検知された前記入力信号の振幅の大きさに基づいて、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、
前記領域判断部によって、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、前記入力信号よりも分解能が低い信号に前記入力信号を変換して出力する信号処理部とを含む、送信回路。 - 前記信号処理部による変換後の信号を、前記増幅器で発生する歪みが抑圧されるように補正する補正部をさらに備える、請求項16に記載の送信回路。
- 前記増幅器の後段に接続されたフィルタをさらに備える、請求項16に記載の送信回路。
- さらに、前記増幅器に入力される信号の電力を調整する利得可変増幅器を備え、
前記領域判断部は、前記入力信号の振幅の大きさが所定の設定範囲外であるか否かに基づいて、前記増幅器への入力電力が前記非線形領域に属するか否かを判断し、
前記データ変換器は、さらに、前記利得可変増幅器の利得を示す情報に基づいて、前記設定範囲を調整する設定範囲調整部を含む、請求項16に記載の送信回路。 - 前記データ変換器への前記入力信号は、直交データであり、
前記データ変換器は、変換後の直交データを出力し、
さらに、前記データ変換器によって出力された変換後の直交データを変調して出力するベクトル変調器を備え、
前記振幅検知部は、前記直交データに基づいて、前記入力信号の振幅の大きさを検知する、請求項16に記載の送信回路。 - 前記データ変換器への前記入力信号は、直交データであり、
前記データ変換器は、変換後の直交データを出力し、
さらに、前記変換後の直交データを極座標系のデータに変換して、振幅データおよび位相データを生成する座標系変換部と、
前記座標系変換部によって生成された位相データを角度変調する角度変調器とを備え、
前記増幅器は、前記角度変調器によって角度変調された位相データを前記座標系変換部によって生成された振幅データに基づいて振幅変調する振幅変調器であり、
前記振幅検知部は、前記直交データに基づいて、入力信号の振幅の大きさを検知する、請求項16に記載の送信回路。 - さらに、振幅データおよび位相データを生成するデータ生成部と、
前記データ生成部によって生成された位相データを角度変調して、角度変調波を生成する角度変調器とを備え、
前記データ変換器への前記入力信号は、前記データ生成部が生成した前記振幅データであり、
前記データ変換器は、変換後の振幅データを出力し、
前記振幅検知部は、前記振幅データに基づいて、前記入力信号の振幅の大きさを検知し、
前記増幅器は、前記角度変調器によって角度変調された位相データを前記データ変換器によって変換された振幅データに基づいて振幅変調する振幅変調器であり、
前記振幅検知部は、前記振幅データの大きさに基づいて、前記入力信号の振幅の大きさを検知する、請求項16に記載の送信回路。 - 通信機器であって、
送信信号を生成するための送信回路と、
受信信号を処理するための受信回路とを備え、
前記送信回路は、
増幅器と、
入力信号を前記増幅器の入力に用いられる信号に変換するデータ変換器とを含み、
前記データ変換器は、
前記入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、
前記振幅検知部によって検知された前記入力信号の振幅の大きさに基づいて、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、
前記領域判断部によって、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、前記入力信号よりも分解能が低い信号に前記入力信号を変換して出力する信号処理部とを有する、通信機器。 - 電子機器であって、
増幅器と、
入力信号を前記増幅器に入力するための信号に変換して出力するデータ変換器とを備え、
前記データ変換器は、
前記入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、
前記振幅検知部によって検知された前記入力信号の振幅の大きさに基づいて、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、
前記領域判断部によって、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、前記入力信号よりも分解能が低い信号に前記入力信号を変換して出力する信号処理部とを備える、電子機器。 - 入力信号を増幅器に入力するための信号に変換するデータ変換器での処理方法であって、
入力信号の振幅の大きさを検知するステップと、
検知された前記入力信号の振幅の大きさに基づいて、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断するステップと、
前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、前記入力信号よりも分解能が低い信号に前記入力信号を変換して出力するステップとを備える、方法。 - 前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断するステップでは、前記入力信号の振幅の大きさが設定範囲外であるか否かに基づいて、前記増幅器への入力電力が前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断し、
さらに、前記増幅器の前段に接続される利得可変増幅器の利得を示す情報に基づいて、前記設定範囲を調整するステップを備える、請求項25に記載の方法。
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