JP2008288888A - Pulse waveform generator and transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インパルス波形を生成するパルス波形生成器とそれを用いたウルトラワイドバンド用送信機に関する。 The present invention relates to a pulse waveform generator for generating an impulse waveform and an ultra-wide band transmitter using the same.
UWB−IR(Ultra Wide Band−Impulse Radio)方式に関する技術が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Various technologies related to UWB-IR (Ultra Wide Band-Impulse Radio) methods have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、遅延回路を用いて、遅延回路1段分の遅延時間差に相当する方形波パルスを生成し、この方形波のパルス幅を持ち所定の振幅を持つインパルス列を出力することにより、所定の包落線形状を有するパルスを生成するパルス波形生成回路が開示されている。
無線通信に関して、各国の法令の改正により、新たに低い電力密度で広帯域を使用するUWB(Ultra Wide Band)通信に通信帯域が開放され注目を集めている。 With regard to wireless communication, due to the revision of laws and regulations in each country, a communication band has been released to UWB (Ultra Wide Band) communication that uses a wide band with a low power density, and is attracting attention.
UWB通信を実現するためにいくつかの通信方式が提案されているが、その中でもインパルスUWB方式は、回路構成が簡単で消費電力が小さいため、バッテリーで駆動する小型デバイスとの通信への適用が検討されている。 Several communication methods have been proposed to realize UWB communication. Among them, the impulse UWB method has a simple circuit configuration and low power consumption, so that it can be applied to communication with a small device driven by a battery. It is being considered.
インパルスUWB方式は、数ナノ秒から数十ナノ秒オーダー長さのパルス列を通信ビットの伝達に使用する。送信装置は一定間隔でパルス波形生成器から、PSK(Phase Shift Keying)変調、OOK(On Off Keying)変調、PPM(Pulse Position Modulation)変調などにより変調を行ったパルスを発生させ、受信機に対して送信することによりデータ通信を行う。パルス波形生成器が発生するパルス波形は、各国の法令により空中への放射が許可されている通信帯域と最大放射電力の規定に収まるように、特定の波形を形成する。 The impulse UWB system uses a pulse train having a length of several nanoseconds to several tens of nanoseconds for transmission of communication bits. The transmitting device generates pulses modulated by PSK (Phase Shift Keying) modulation, OOK (On Off Keying) modulation, PPM (Pulse Position Modulation) modulation, etc. from a pulse waveform generator at regular intervals, and Data communication by transmitting. The pulse waveform generated by the pulse waveform generator forms a specific waveform so as to be within the definition of the communication band and the maximum radiated power permitted to be radiated into the air according to the laws and regulations of each country.
UWBにおいて電力放射が許可されている帯域は、各国により若干の違いがあるが、約3GHzから約10GHzの間にGHz単位で割り当てられている。UWBの電力放射は非常に低く制限されているが、複数のUWB通信をごく近くで使用する場合、UWB同士の干渉の影響は小さいとはいえ存在するため、同じ周波数帯を使用することは好ましくなく、複数の周波数帯域で使用できることが望ましい。 The band in which power radiation is permitted in UWB varies slightly from country to country, but is allocated in units of GHz between about 3 GHz and about 10 GHz. UWB power emissions are limited to very low, but when using multiple UWB communications in close proximity, it is preferable to use the same frequency band because the influence of interference between UWBs is small. It is desirable that it can be used in a plurality of frequency bands.
既存のインパルスUWB方式のパルス波形生成器の多くは、所望の帯域幅を持つパルス包絡線波形を発生させ、利用する帯域の中心周波数のクロックを生成する発振器と乗算器を用いて乗算することにより、目的とする帯域にアップコンバートすることでパルスを生成しており、複数の周波数帯域への対応は発振器で生成するクロックの周波数を変更することで対応している。しかしながら、上記した帯域の中心周波数の発振器と乗算器を用いた構成では、発振器と乗算器を常時動作させておく必要があり、消費電力が高くなる問題があった。そのため、特許文献1で開示されているパルス波形生成器では、発振器と乗算器を用いない構成を採用し、送信にかかる消費電力を低減している。
Many of the pulse waveform generators of the existing impulse UWB system generate a pulse envelope waveform having a desired bandwidth, and multiply by using an oscillator and a multiplier that generate a clock having a center frequency of a band to be used. The pulse is generated by up-converting to the target band, and the correspondence to a plurality of frequency bands is supported by changing the frequency of the clock generated by the oscillator. However, in the configuration using the oscillator and the multiplier having the center frequency in the above-described band, it is necessary to always operate the oscillator and the multiplier, and there is a problem that the power consumption increases. For this reason, the pulse waveform generator disclosed in
しかしながら、特許文献1で開示されているパルス波形生成器は、特定の周波数帯域のためのもので、複数の周波数帯域に対応するための構成については全く考慮されていない。そのため、低消費電力で、かつ、複数の周波数帯域に対応するインパルスUWB方式のパルス波形生成器の実現が望まれていた。
However, the pulse waveform generator disclosed in
本発明はかかる実情に鑑みて創案されたもので、その目的は、複数の周波数帯域に対応する複数のパルス波形を低消費電力で生成可能なパルス波形生成器及びそれを用いた送信機を提供することにある。 The present invention was devised in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a pulse waveform generator capable of generating a plurality of pulse waveforms corresponding to a plurality of frequency bands with low power consumption and a transmitter using the same. There is to do.
本発明のパルス波形生成器は、インパルス通信を行う送信機用のパルス波形生成器であって、所定の遅延時間に調整が可能な遅延器を複数個直列に接続し、初段の遅延器に入力するデジタル信号をパルス波形生成を開始したいタイミングで反転させることにより、前記各遅延器が出力する前記デジタル信号を前記所定の遅延時間で順次遅延させた複数の遅延信号を出力する遅延回路と、前記遅延器から出力される所定の時間間隔となる2つの遅延信号を順次合成することにより、前記所定の時間間隔の幅を持つ方形波を発生させる方形波発生回路と、前記方形波によって出力電圧を選択する出力電圧選択回路とを備え、前記遅延器における所定の遅延時間と前記出力電圧選択回路における出力電圧の選択内容とを変更することにより、複数の特定波形を出力することを特徴としている。 The pulse waveform generator of the present invention is a pulse waveform generator for a transmitter that performs impulse communication, and a plurality of delay devices that can be adjusted to a predetermined delay time are connected in series and input to the first delay device. A delay circuit that outputs a plurality of delay signals obtained by sequentially delaying the digital signals output by the delay devices by the predetermined delay time by inverting the digital signal to be generated at a timing at which pulse waveform generation is to be started, A square wave generating circuit for generating a square wave having a width of the predetermined time interval by sequentially synthesizing two delay signals having a predetermined time interval output from the delay device, and an output voltage by the square wave An output voltage selection circuit to select, by changing a predetermined delay time in the delay device and the output voltage selection content in the output voltage selection circuit, a plurality of It is characterized by outputting a constant waveform.
図1は、このパルス波形生成器を搭載した送信機の構成例を示している。 FIG. 1 shows a configuration example of a transmitter equipped with this pulse waveform generator.
すなわち、この送信機は、送信ビット列とビットクロックとが入力されるトグルフリップフロップ(T−FF)101と、基準クロックが入力されるPLL回路102と、PLL回路102からのバイアス電圧が入力される遅延回路103と、方形波発生回路104と、出力電圧選択回路105と、バンドパスフィルタ(BPF)106と、アンテナ107とから構成されている。
That is, this transmitter receives a toggle flip-flop (T-FF) 101 to which a transmission bit string and a bit clock are input, a
PLL回路102は、図2に示すように、遅延回路201と、2個のスイッチ203,204と、インバータ205と、分周回路206,207と、位相比較器208と、バイアス制御部209とから構成されている。遅延回路201は、複数個の遅延素子202の直列接続で構成されている。各遅延素子202は、バイアス制御部209から供給されるバイアス電圧により遅延時間が制御可能であり、2個のスイッチ203,204のON/OFF制御により、異なる段数の遅延素子202を通過した時点の信号をインバータ205に出力している。遅延回路201、スイッチ203または204、インバータ205からなるループは、VCO(Voltage Controlled Oscillator)を構成しており、バイアス制御部209により制御されるバイアス電圧により、発信周波数がコントロールされる。スイッチ203をONにするか、スイッチ204をONにするかにより、同じ発信周波数でも遅延素子202一段当たりの遅延量を2種類作り出すことが可能である。
As shown in FIG. 2, the
また、PLL回路102の基準クロックの周波数を変更することにより、PLL回路102内のVCOの発振周波数を所定の値に変更することが可能である。さらに、PLL回路102内のVCOの発振周波数と基準クロックの分周比率とを変更することにより、VCOの発振周波数を所定の値に変更することも可能である。
Further, by changing the frequency of the reference clock of the
出力電圧選択回路105は、図3に示すように、方形波発生回路104から出力される所定の時間間隔となる各方形波SQ1〜SQ11が個別に入力される複数個の振幅制御器302と、振幅制御器302の数に対応した複数個のスイッチ303と、奇数段の振幅制御器302の各出力が各入力端子に入力された第1加算器304及び偶数段の振幅制御器302の出力が各入力端子に入力された第2加算器305と、1個の差動増幅器306とから構成されており、第1加算器304の出力が、差動増幅器306のマイナス入力端子に接続され、第2加算器305の出力が、差動増幅器306のプラス入力端子に接続された構成となっている。
As shown in FIG. 3, the output
第1加算器304及び第2加算器305は、振幅制限器302及びスイッチ303を通じて各入力端子に入力された所望の振幅を持つ方形波を足し合わせるものであり、差動増幅器306は、第1加算器304と第2加算器305の出力差を増幅するものである。これにより、複数周波数帯域に対応する複数のパルス波形が生成可能となる。
The
本発明によれば、複数の周波数帯域に対応する複数のパルス波形を低消費電力で生成することができる。 According to the present invention, it is possible to generate a plurality of pulse waveforms corresponding to a plurality of frequency bands with low power consumption.
図1は、本発明の一実施形態に係るパルス波形生成器を具備した送信機のブロック構成図を示している。 FIG. 1 is a block diagram of a transmitter including a pulse waveform generator according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、送信機には、基準クロックとビットクロックと送信ビット列とが入力される。基準クロックは、送信パルスの周波数を決める際の基準となるクロックである。送信ビット列は、ビットクロックに同期している。同図においては、基準クロックとビットクロックは別のものとして記載しているが、基準クロックとビットクロックは同一であっても良い。 As shown in FIG. 1, a reference clock, a bit clock, and a transmission bit string are input to the transmitter. The reference clock is a clock that serves as a reference when determining the frequency of the transmission pulse. The transmission bit string is synchronized with the bit clock. In the figure, the reference clock and the bit clock are described as being different from each other, but the reference clock and the bit clock may be the same.
なお、図1は、OOK(On Off Keying)変調を行う構成となっている。OOK変調は、具体的には、送信ビット列の値が“1”の場合にパルス波形を送信し、送信ビット列の値が“0”の場合は何も送信しない変調方式である。 Note that FIG. 1 is configured to perform OOK (On Off Keying) modulation. Specifically, OOK modulation is a modulation method in which a pulse waveform is transmitted when the value of the transmission bit string is “1”, and nothing is transmitted when the value of the transmission bit string is “0”.
送信機は、送信ビット列とビットクロックとが入力されるトグルフリップフロップ(T−FF)101と、基準クロックが入力されるPLL回路102と、PLL回路102からのバイアス電圧が入力される遅延回路103と、方形波発生回路104と、出力電圧選択回路105と、バンドパスフィルタ(BPF)106と、アンテナ107とから構成されている。
The transmitter includes a toggle flip-flop (T-FF) 101 to which a transmission bit string and a bit clock are input, a
トグルフリップフロップ101は、図4に示すビットクロックと送信ビット列とTQとの関係のように、ビットクロックの立ち上がり時に送信ビット列の値が“1”の場合にTQの値が反転(“0”または“1”)するフリップフロップである。これにより、OOK変調を行う場合のパルス波形生成を開始したいタイミングである送信ビット列の値が“1”の場合に、TQの値を反転させている。
The toggle flip-
図2は、PLL回路102と遅延回路103のより詳細な回路構成を示している。以下、この図2を参照してPLL回路102と遅延回路103の詳細を説明する。
FIG. 2 shows a more detailed circuit configuration of the
PLL回路102は、遅延回路201と、2個のスイッチ203,204と、インバータ205と、分周回路206,207と、位相比較器208と、バイアス制御部209とから構成されている。
The
遅延回路201は、複数個(この例では7個)の遅延素子202の直列接続で構成されている。各遅延素子202は、バイアス制御部209から供給されるバイアス電圧により遅延時間が制御可能なインバータなどで構成されたもので、すべて同じ構造のものである。スイッチ203,204は、排他的にON状態になるスイッチであり、スイッチ203がONのときスイッチ204がOFF、スイッチ204がONのときスイッチ203がOFFとなり、異なる段数の遅延素子202を通過した時点の信号をインバータ205に出力している。この例では、5段目の遅延素子202の出力とインバータ205の入力との間にスイッチ203が配置されており、最終段の遅延素子202の出力とインバータ205の入力との間にスイッチ204が配置されている。インバータ205は、論理反転を行うインバータで、できるだけ高速に動作するものが望ましい。
The
遅延回路201、スイッチ203または204、インバータ205からなるループは、VCO(Voltage Controlled Oscillator)を構成しており、バイアス制御部209により制御されるバイアス電圧により、発信周波数がコントロールされる。スイッチ203をONにするか、スイッチ204をONにするかにより、同じ発信周波数でも遅延素子202一段当たりの遅延量を2種類作り出すことが可能である。
A loop including the
分周回路206,207は、基準クロックとVCOの発信クロックの周波数比を決めるためのもので、例えば、基準クロックが100MHzで分周回路206の分周率が16倍、分周回路207の分周率が1倍に設定された場合、PLL回路102がロック後のVCOの発信クロックは、100MHz×16/1=1600MHz=1.6GHzとなる。ここで、スイッチ203がON、スイッチ204がOFFの場合、遅延回路201内の各遅延素子202一段当たりの遅延量は、1.6GHz×5=8.0GHzのクロック周期に相当する1/8.0GHz=125psec(ピコ秒)となる。一方、スイッチ203がOFF、スイッチ204がONの場合、遅延回路201内の各遅延素子202一段当たりの遅延量は、1.6GHz×7=11.2GHzのクロック周期に相当する1/11.2GHz≒89psec(ピコ秒)となる。
The
このように、スイッチ203,204のON/OFFと分周回路206,207の分周率を制御することにより、遅延素子202一段当たりの遅延量を制御することが可能である。
Thus, by controlling ON / OFF of the
なお、本実施形態では、スイッチ203,204の2つのスイッチを使って説明しているが、スイッチを3つ以上にして、分周回路206,207の分周率が同じときに選択できる遅延素子202一段当たりの遅延量の選択肢を増やすように構成しても良い。また、スイッチを無くして固定の段数の遅延素子202を使ってVCOを構成し、分周回路206,207の分周率だけで、遅延素子202一段当たりの遅延量を制御するように構成しても良い。さらに、基準クロックの周波数を変更することにより、VCOの発振周波数を変更することで、遅延素子202一段当たりの遅延量を制御するように構成しても良い。
In this embodiment, two
位相比較器208は、分周回路206の出力と分周回路207の出力の位相差を検出し、位相差に応じた情報を電圧などでバイアス制御部209に出力する。
The
バイアス制御部209は、位相比較器208からの位相差情報に基づき、VCOの発信周波数が遅れている場合はバイアス電圧を上げ、VCOの発信周波数が進んでいる場合はバイアス電圧を下げる制御を行うことにより、VCOの発信周波数を所望の値に合わせることが可能である。
Based on the phase difference information from the
遅延回路103は、複数個の遅延素子202の直列接続で構成されている。本実施形態では、11個の遅延素子202により遅延回路103を構成している例を示している。これらの遅延素子202は、遅延回路201を構成している遅延素子202と同じ構造のものであり、また、バイアス電圧も共有しているため、上記のように遅延回路201内の遅延素子202一段当たりの遅延量を制御すると、遅延回路103内の遅延素子202一段当たりの遅延量も同様に制御できる。
The
遅延回路103からは、遅延素子202一段ごとに遅延させた信号DL0〜DL11が出力される。なお、DL0は遅延回路103への入力TQそのものである。入力TQと遅延させた信号の一部(DL0〜DL2とDL10〜DL11)の関係を図4に示している。なお、本実施形態では、遅延素子202一段ごとに遅延させた信号を出力しているが、一段ごとに限らず、二段ごと、三段ごとなど、複数段ごとに遅延させた信号を出力しても良い。
From the
図3は、方形波発生回路104と出力電圧選択回路105のより詳細な回路構成図、図4は、ビットクロックと送信ビット列とTQとのタイミングチャート、図5及び図6は、方形波発生回路104及び出力電圧選択回路105のタイミングチャートをそれぞれ示している。ただし、図5のタイミングチャートは、図2に示すVOCを構成するスイッチ203をOFFとし、スイッチ204をONとしたときのタイミングチャートであり、図6に示すタイミングチャートは、図2に示すVOCを構成するスイッチ203をONとし、スイッチ204をOFFとしたときのタイミングチャートである。
3 is a more detailed circuit configuration diagram of the square
以下、これら図3ないし図6を参照して方形波発生回路104と出力電圧選択回路105の詳細を説明する。
The details of the square
方形波発生回路104は、複数個(この例では遅延素子202の数に対応した11個)のXOR(eXclusive OR:排他的論理和)回路301から構成されており、遅延回路103から出力される遅延させた信号のうち、遅延時間が隣り合うもの同士のXOR演算を行い、図4に示すように、DL0とDL1からSQ1、DL1とDL2からSQ2、…、DL10とDL11からSQ11を発生する。図4におけるTQの立ち上がりまたは立ち下がりが元になって生成されたSQ1〜SQ11を図5(a)に示す。図5(a)に示すように、SQ1〜SQ11は同じ幅を持ち、その幅の分だけ時間的に遅れていく方形波となる。
The square
図5(a)から分かるように、遅延素子202の一段当たりの遅延量を大きくした場合、方形波発生回路104から出力される個々の方形波の幅も同じように大きくなる。
As can be seen from FIG. 5A, when the delay amount per stage of the
出力電圧選択回路105は、複数個(この例では18個)の振幅制御器302と、複数個(この例では、振幅制御器302の数に対応した18個)のスイッチ303と、第1加算器304及び第2加算器305と、1個の差動増幅器306とから構成されている。なお、以下の説明において、振幅制御器302及びスイッチ303を区別する必要があるときは、各符号の横にハイフン付きの連続数字を付することとする。
The output
すなわち、第1加算器304には、方形波発生回路104の11個のXOR回路301のうち、奇数段のXOR回路301−1,301−3,301−5,301−7,301−9,301−11から出力された信号SQ1,SQ3,SQ5,SQ7,SQ9,SQ11が、それぞれに対応して設けられた振幅制限器302及びスイッチ303を介して入力され、第2加算器305には、方形波発生回路104の11個のXOR回路301のうち、偶数段のXOR回路301−2,301−4,301−6,301−8,301−10から出力された信号SQ2,SQ4,SQ6,SQ8,SQ10が、それぞれに対応して設けられた振幅制限器302及びスイッチ303を介して入力されている。
That is, the
より具体的に説明すると、1段目のXOR回路301−1から出力された信号SQ1は、振幅制限器302−1及びスイッチ303−1を介して第1加算器304の第1入力端子(1)に入力されるとともに、振幅制限器302−2及びスイッチ303−2を介して第1加算器304の第2入力端子(2)に入力されている。また、3段目のXOR回路301−3から出力された信号SQ3は、振幅制限器302−3及びスイッチ303−3を介して第1加算器304の第3入力端子(3)に入力されるとともに、振幅制限器302−4及びスイッチ303−4を介して第1加算器304の第4入力端子(4)に入力されている。また、5段目のXOR回路301−5から出力された信号SQ5は、振幅制限器302−5及びスイッチ303−5を介して第1加算器304の第5入力端子(5)に入力されるとともに、振幅制限器302−6及びスイッチ303−6を介して第1加算器304の第6入力端子(6)に入力されている。また、7段目のXOR回路301−7から出力された信号SQ7は、振幅制限器302−7及びスイッチ303−7を介して第1加算器304の第7入力端子(7)に入力されるとともに、振幅制限器302−8及びスイッチ303−8を介して第1加算器304の第8入力端子(8)に入力されている。また、9段目のXOR回路301−9から出力された信号SQ9は、振幅制限器302−9及びスイッチ303−9を介して第1加算器304の第9入力端子(9)に入力されている。また、11段目のXOR回路301−11から出力された信号SQ11は、振幅制限器302−10及びスイッチ303−10を介して第1加算器304の第10入力端子(10)に入力されている。
More specifically, the signal SQ1 output from the first-stage XOR circuit 301-1 is supplied to the first input terminal (1) of the
一方、2段目のXOR回路301−2から出力された信号SQ2は、振幅制限器302−11及びスイッチ303−11を介して第2加算器305の第1入力端子(1)に入力されるとともに、振幅制限器302−12及びスイッチ303−12を介して第2加算器305の第2入力端子(2)に入力されている。また、4段目のXOR回路301−4から出力された信号SQ4は、振幅制限器302−13及びスイッチ303−13を介して第2加算器305の第3入力端子(3)に入力されるとともに、振幅制限器302−14及びスイッチ303−14を介して第2加算器305の第4入力端子(4)に入力されている。また、6段目のXOR回路301−6から出力された信号SQ6は、振幅制限器302−15及びスイッチ303−15を介して第2加算器305の第5入力端子(5)に入力されるとともに、振幅制限器302−16及びスイッチ303−16を介して第2加算器305の第6入力端子(6)に入力されている。また、8段目のXOR回路301−8から出力された信号SQ8は、振幅制限器302−17及びスイッチ303−17を介して第2加算器305の第7入力端子(7)に入力されている。また、10段目のXOR回路301−10から出力された信号SQ10は、振幅制限器302−18及びスイッチ303−18を介して第2加算器305の第8入力端子(8)に入力されている。
On the other hand, the signal SQ2 output from the second-stage XOR circuit 301-2 is input to the first input terminal (1) of the
そして、第1加算器304の出力が、差動増幅器306のマイナス入力端子に接続されており、第2加算器305の出力が、差動増幅器306のプラス入力端子に接続された構成となっている。
The output of the
上記構成において、図5(d)に示すパルス波形を発生させる場合について説明する。 In the above configuration, the case where the pulse waveform shown in FIG. 5D is generated will be described.
上記したように、方形波発生回路104の出力である方形波SQ1〜SQ11は、図5(a)に示すようになっている。SQ1〜SQ11は、図3に示すように、出力電圧選択回路105内の個々の振幅制御器302に入力されている。
As described above, the square waves SQ1 to SQ11 that are the outputs of the square
振幅制御器302は、方形波SQ1〜SQ11が入力されている期間、所望の振幅の方形波を出力するものである。図3において振幅制御器302の中に書かれているa〜jは出力される方形波の振幅の比を示しており、同じアルファベットは同じ振幅であることを示している。
The
上記したように、スイッチ303−1〜303−10は、対応する個々の振幅制御器302−1〜302−10の出力を第1加算器304に伝えるかどうかを切り替えるためのスイッチである。同様に、スイッチ303−11〜303−18は、対応する個々の振幅制御器302−11〜302−18の出力を第2加算器305に伝えるかどうかを切り替えるためのスイッチである。図3では各々のスイッチに“1”または“2”の添え字を付けている。同じ添え字の付いたスイッチ303は、同時にON/OFF制御されることを示している。
As described above, the switches 303-1 to 303-10 are switches for switching whether or not to transmit the outputs of the corresponding individual amplitude controllers 302-1 to 302-10 to the
図5(d)に示すパルス波形を発生させる場合、添え字“1”が付いている11個のスイッチ303−1,303−3,303−5,303−7,303−9,303−10,303−11,303−13,303−15,303−17,303−18を全てONにし、添え字“2”が付いている残り7個のスイッチ303−2,303−4,303−6,303−8,303−12,303−14,303−16を全てOFFにする。 When the pulse waveform shown in FIG. 5D is generated, eleven switches 303-1, 303-3, 303-5, 303-7, 303-9, and 303-10 with the subscript “1” are attached. , 303-11, 303-13, 303-15, 303-17, and 303-18 are all turned on, and the remaining seven switches 303-2, 303-4, and 303-6 with the subscript “2” are attached. , 303-8, 303-12, 303-14 and 303-16 are all turned OFF.
第1加算器304及び第2加算器305は、振幅制限器302及びスイッチ303を通じて各入力端子(1)〜(10),(1)〜(8)に入力された所望の振幅を持つ方形波を足し合わせるものである。各振幅制御器302が出力する所望の振幅を持つ方形波は、すべて異なるタイミングで出力されるため、加算はワイヤードOR回路などの簡単な構成で実現できる。第1加算器304による加算結果を図5(b)に、第2加算器305による加算結果を図5(c)に示す。
The
差動増幅器306は、第1加算器304と第2加算器305の出力差を増幅する差動増幅器であり、差動増幅した結果は、図5(d)に示す波形となる。なお、αはこの差動増幅器の増幅率である。
The
一方、図6(a)に示す波形は、図2に示す遅延回路103の各遅延素子202の一段当たりの遅延量を大きくした場合のSQ1〜SQ7の波形を示している。すなわち、図6(a)に示す波形は、図5(a)に示す波形に比べて、遅延量を大きくした分だけパルス幅が広くなっている。なお、SQ8〜SQ11は方形波発生回路104からは出力されるが、以降で使用されないため図示を省略している。
On the other hand, the waveform shown in FIG. 6A shows the waveforms of SQ1 to SQ7 when the delay amount per stage of each
図6(d)に示すパルス波形を発生させる場合は、上記と同様、図6(a)に示す方形波SQ1〜SQ7が方形波発生回路104から出力されている状態で、添え字“1”が付いているスイッチ303を全てOFFにし、添え字“2”が付いているスイッチ303を全てONにすれば良い。このときの第1加算器304による加算結果を図6(b)に示し、第2加算器305による加算結果を図6(c)に示す。従って、差動増幅器306により差動増幅した結果は、図6(d)に示す波形となる。
When the pulse waveform shown in FIG. 6D is generated, the subscript “1” is generated in a state where the square waves SQ1 to SQ7 shown in FIG. All the
バンドパスフィルタ(BPF)106は、方形波発生回路104が出力したパルス波形を、UWBに許可されている放射マスクに収まるように帯域制限するためのフィルタであり、その出力波形は放射マスクに適合したものとなる。バンドパスフィルタ106へ図7(a)に示す波形を入力したときの出力波形の例を図7(b)に示す。
The band-pass filter (BPF) 106 is a filter for band-limiting the pulse waveform output from the square
なお、本実施形態では、説明を簡単にするため、図5(d)と図6(d)の2種類のパルス波形を生成できるようにしているが、遅延素子202一段当たりの遅延量の選択肢、振幅制御器302の数、スイッチ303の(添え字の)種類を増やすことにより、より多くの種類のパルス波形を生成することが可能である。
In this embodiment, in order to simplify the explanation, two types of pulse waveforms of FIG. 5D and FIG. 6D can be generated, but the delay amount options per
101 トグルフリップフロップ
102 PLL回路
103 遅延回路
104 方形波発生回路
105 出力電圧選択回路
106 バンドパスフィルタ(BPF)
107 アンテナ
201 遅延回路
202 遅延素子
203,204 スイッチ
205 インバータ
206,207 分周回路
208 位相比較器
209 バイアス制御部
301 XOR回路
302 振幅制御器
303 スイッチ
304 第1加算器
305 第2加算器
306 差動増幅器
101 Toggle flip-
Claims (7)
所定の遅延時間に調整が可能な遅延器を複数個直列に接続し、初段の遅延器に入力するデジタル信号をパルス波形生成を開始したいタイミングで反転させることにより、前記各遅延器が出力する前記デジタル信号を前記所定の遅延時間で順次遅延させた複数の遅延信号を出力する遅延回路と、
前記遅延器から出力される所定の時間間隔となる2つの遅延信号を順次合成することにより、前記所定の時間間隔の幅を持つ方形波を発生させる方形波発生回路と、
前記方形波によって出力電圧を選択する出力電圧選択回路とを備え、
前記遅延器における所定の遅延時間と前記出力電圧選択回路における出力電圧の選択内容とを変更することにより、複数の特定波形を出力することを特徴とするパルス波形生成器。 A pulse waveform generator for a transmitter that performs impulse communication,
A plurality of delay devices that can be adjusted to a predetermined delay time are connected in series, and a digital signal input to the first-stage delay device is inverted at a timing at which pulse waveform generation is to be started, whereby each of the delay devices outputs the signal. A delay circuit that outputs a plurality of delay signals obtained by sequentially delaying a digital signal by the predetermined delay time;
A square wave generating circuit for generating a square wave having a width of the predetermined time interval by sequentially combining two delay signals output from the delay device and having a predetermined time interval;
An output voltage selection circuit for selecting an output voltage by the square wave,
A pulse waveform generator that outputs a plurality of specific waveforms by changing a predetermined delay time in the delay unit and a selection content of an output voltage in the output voltage selection circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007131972A JP2008288888A (en) | 2007-05-17 | 2007-05-17 | Pulse waveform generator and transmitter |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8824592B2 (en) | 2012-05-14 | 2014-09-02 | Fujitsu Limited | Modulated impulse generating apparatus and transmission apparatus |
CN108462417A (en) * | 2018-03-02 | 2018-08-28 | 无锡矽瑞微电子股份有限公司 | Motor-drive circuit |
-
2007
- 2007-05-17 JP JP2007131972A patent/JP2008288888A/en active Pending
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