JP2009159415A - アナログデジタル変換器並びにそれを用いた通信装置及び無線送受信器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線送受信器の送信回路のデジタルアナログ変換器の入力信号をキャリブレーション用信号として利用し、このデジタルアナログ変換器の出力信号を受信回路のアナログデジタル変換器に入力してデジタルキャリブレーションを行う。
【選択図】図1
Description
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を説明する。
まず、図2Aは、アナログデジタル変換器323の機能の一例を示すブロック図である。また、図3Aに、キャリブレーション時におけるパラメータWiの時間経過を示し、図3Bに、キャリブレーション時における入出力波形d(cal)、Doutの時間経過を示す。なお、キャリブレーション専用の信号の一例として、ここでは三角波を使用しているものとする。なお、この三角波は、微視的には、高さがステップ状にかつ規則的に変化する、換言すると最大振幅まで連続的に増大する信号である。このようなベースバンド信号処理部313で生成されるキャリブレーション専用の信号d(cal)は、アナログデジタル変換ユニットの出力をキャリブレーションするための各種パラメータを短時間で取得するのに適した信号とすることができる。また、アナログデジタル変換器の出力レベルを幅広くとる、すなわち、アナログデジタル変換器の入力信号をフル振幅にすることで、キャリブレーションの収束精度は高くなり、かつ、キャリブレーションの収束速度も速くなる。
無線送受信器が、送信を行う時(区間TX)は、図4の(a)〜(c)に示したように、スイッチ制御信号CLK1が高となり、スイッチ制御信号CLK2及びCLK3が低となる。これに伴って、第一のスイッチ(CLK1)316が送信用RF部321に接続され、第二のスイッチ(CLK2)317は開となり、第三のスイッチ(CLK3)318も開となる。また、ベースバンド信号処理部313の出力DTXが、デジタルアナログ変換器315に入力される。さらに、デジタルアナログ変換器315の出力ATXはフィルタ39で波形整形された後、ミキサ35により電圧制御発振器36により生成される局部発振信号と乗算され、電力増幅器33により増幅され、アンテナ31から送信される。
このようにキャリブレーションに最適な振幅の信号を供給できるため、高速かつ高精度のキャリブレーションが可能になる。なお、自動利得制御部342は、アナログデジタル変換器323によりデジタル値に変換された振幅値Doutを検出すればよいので、簡単な構成で実現できる。
このように、本実施例では、フィードフォワード方式で可変利得アンプ340の自動利得制御を行うため、高速な自動利得制御を行うことが可能となり、その結果として、アナログデジタル変換器323の高速なキャリブレーションを行うことができる。なお、自動利得制御部344は、受信回路がもともと備えているものを、一部または全部利用してもよい。
アナログデジタル変換器423は、アナログデジタル変換ユニット(メインADC)411、このアナログデジタル変換ユニットの出力に接続されたデジタル出力生成部(DEC)419、及びこのアナログデジタル変換ユニット411の出力とデジタル出力生成部419の出力及びデジタルアナログ変換器415の入力に接続されたフォワグランドキャリブレーション部412を備えている。CLK生成部414は、アナログデジタル変換ユニット411とデジタルアナログ変換器415に、互いに同期したクロック信号を供給する。なお、アナログデジタル変換器423の各構成要素の構成、作用は、前記各実施例に関して述べたものと同じである。
12:参照アナログデジタル変換ユニット
13:メインアナログデジタル変換ユニット
14:デジタル出力生成部
15:デジタルキャリブレーション部
21:アンテナ
22、23:低雑音増幅器
24、25:ミキサ
26:電圧制御発振器
27:可変利得増幅器
28、29:フィルタ
210:サンプルアンドホールド回路
211:参照アナログデジタル変換ユニット
212:メインアナログデジタル変換ユニット
213:デジタルキャリブレーション部
214:ベースバンド信号処理部
215:デジタルアナログ変換器
31:アンテナ
32、33:低雑音増幅器
34、35:ミキサ
36:電圧制御発振器
37:可変利得増幅器
38、39:フィルタ
310:可変利得増幅器
311:アナログデジタル変換ユニット
312:キャリブレーション部
313:ベースバンド信号処理部
314:CLK生成器
315:デジタルアナログ変換器
316:第一のスイッチ(CLK1)
317:第二のスイッチ(CLK2)
318:第三のスイッチ(CLK3)
319:デジタル出力生成部
320:受信用RF部
321:送信用RF部
322:中間周波数信号処理部
323:フォワグランドキャリブレーション型のアナログデジタル変換器
330:ゲイン調整器
340:可変利得アンプ
342、344、350、360、370:自動利得制御部。
Claims (20)
- 通信装置の受信回路に用いられ、デジタル信号を用いてキャリブレーションを行なうアナログデジタル変換器であって、
入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換ユニットと、
前記アナログデジタル変換ユニットの出力側に接続されたキャリブレーション部と、
前記アナログデジタル変換ユニットの出力が入力されるデジタル出力生成部と、
前記アナログデジタル変換ユニットの入力側に設けられた切り替えスイッチとを備えて成り、
前記切り替えスイッチは、前記受信回路に入力されたアナログ信号、またはキャリブレーション用のデジタル信号を前記通信装置の送信回路のデジタルアナログ変換器でデジタルアナログ変換して得られるキャリブレーション用のアナログ信号のいずれかを前記アナログデジタル変換ユニットに入力する機能を有しており、
前記キャリブレーション部は、前記デジタル出力生成部の出力と前記アナログデジタル変換ユニットの出力と前記デジタルアナログ変換器の入力に接続されており、
前記キャリブレーション部は、前記キャリブレーション用のデジタル信号と、前記キャリブレーション用のアナログ信号を前記アナログデジタル変換ユニットに入力して得られるデジタル信号とを利用して、前記アナログデジタル変換ユニットの出力をキャリブレーションするためのパラメータを取得する機能を有している
ことを特徴とするアナログデジタル変換器。 - 請求項1において、
前記キャリブレーション用のデジタル信号と、前記キャリブレーション用のアナログ信号を前記アナログデジタル変換ユニットに入力し前記デジタル出力生成部から出力されるデジタル信号間のゲインの調整を行なうための調整器を備えて成る
ことを特徴とするアナログデジタル変換器。 - 請求項1において、
前記切り替えスイッチは、前記アナログデジタル変換ユニットの初段のMDACのサンプリングスイッチを兼用したものである
ことを特徴とするアナログデジタル変換器。 - 請求項1において、
前記キャリブレーション用のデジタル信号は、前記通信装置の送信用デジタル信号である
ことを特徴とするアナログデジタル変換器。 - 請求項4において、
前記アナログデジタル変換ユニットは、前記通信装置で受信された前記入力アナログ信号をデジタル信号に変換するものである
ことを特徴とするアナログデジタル変換器。 - 請求項1において、
前記デジタル出力生成部は、前記デジタルアナログ変換器の設計値に対するばらつきの補正を行なって前記キャリブレーションを実行するキャリブレーション機能と、前記補正処理を行なわずに前記入力アナログ信号のデジタル変換を行なってその結果を出力するアナログデジタル変換機能とを有している
ことを特徴とするアナログデジタル変換器。 - デジタル信号を用いてキャリブレーションを行なうアナログデジタル変換器を有する受信回路と、
該アナログデジタル変換器の出力に接続されたベースバンド信号処理部と、
該ベースバンド信号処理部の出力に接続されたデジタルアナログ変換器を有する送信回路とを備えて成り、
前記アナログデジタル変換器は、
受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換ユニットと、
前記アナログデジタル変換ユニットの出力側に接続されたキャリブレーション部と、
前記アナログデジタル変換ユニットの出力が入力されるデジタル出力生成部と、
前記アナログデジタル変換ユニットの入力側に設けられた切り替えスイッチとを備えて成り、
前記切り替えスイッチは、前記受信したアナログ信号、またはキャリブレーション用のデジタル信号を前記送信回路のデジタルアナログ変換器でデジタルアナログ変換して得られるキャリブレーション用のアナログ信号のいずれかを前記アナログデジタル変換ユニットに入力する機能を有しており、
前記キャリブレーション部は、前記デジタル出力生成部の出力と前記アナログデジタル変換ユニットの出力と前記デジタルアナログ変換器の入力に接続されており、
前記キャリブレーション部は、前記キャリブレーション用のデジタル信号と、前記キャリブレーション用のアナログ信号を前記アナログデジタル変換ユニットに入力して得られるデジタル信号とを利用して、前記アナログデジタル変換ユニットの出力をキャリブレーションするためのパラメータを取得する機能を有している
ことを特徴とする通信装置。 - 請求項7において、
前記受信回路は、受信用RF部と、該受信用RF部の出力に接続された中間周波数信号処理部と、該中間周波数信号処理部の出力に接続された前記アナログデジタル変換器とを備えて成り、
前記送信回路は、前記ベースバンド信号処理部の出力に接続された前記デジタルアナログ変換器と、該デジタルアナログ変換器の出力に接続された送信用RF部を備えて成り、
前記切り替えスイッチは時分割多重(TDD)信号に同期して動作するように構成されている、
ことを特徴とする通信装置。 - 請求項7において、
前記ベースバンド信号処理部は、前記キャリブレーション用のデジタル信号を生成する機能を有してなる
ことを特徴とする通信装置。 - 請求項7において、
前記キャリブレーション用のデジタル信号は、前記ベースバンド信号処理部で生成される送信用のデジタル信号である
ことを特徴とする通信装置。 - 請求項7において、
前記デジタルアナログ変換器の出力と前記アナログデジタル変換器の間に挿入された可変利得アンプを有しており、
前記アナログデジタル変換器の入力をキャリブレーションに最適になるように、前記可変利得アンプの利得が制御されるように構成されている
ことを特徴とする通信装置。 - 請求項11において、
前記デジタル出力生成部の出力に接続された自動利得制御部を有しており、該自動利得制御部の出力により前記可変利得アンプの利得が制御されるように構成され、
前記自動利得制御部は、前記デジタル出力生成部の出力信号の振幅検出をして、その結果に基づいて前記可変利得アンプの利得を制御することで、前記可変利得アンプの出力に接続された前記アナログデジタル変換器の入力をキャリブレーションに最適になるようにその利得を制御するように構成されている
ことを特徴とする通信装置。 - 請求項11において、
前記可変利得アンプの入力に接続された自動利得制御部が前記可変利得アンプの入力振幅の検出をして、その結果に基づいて前記可変利得アンプの利得を制御するように構成されており、
前記自動利得制御部は、前記アナログデジタル変換器の入力をキャリブレーションに最適になるように制御するように構成されている
ことを特徴とする通信装置。 - 請求項7において、
前記受信回路は、I/Q信号に対応する2系統の受信用RF部、中間周波数信号処理部、及び前記アナログデジタル変換器を備えて成り、
前記送信回路は、I/Q信号に対応する1系統または2系統の前記デジタルアナログ変換器及び送信用RF部を備えて成り、
前記1系統のデジタルアナログ変換器、または、2系統のデジタルアナログ変換器のいずれか一方の、または、前記2系統のデジタルアナログデジタル変換器両方の、入力デジタル信号及び出力アナログ信号を利用して、前記受信回路の2系統のアナログデジタル変換器のキャリブレーションを行なうように構成されている
ことを特徴とする通信装置。 - 送受信を切り替える第一のスイッチと、
前記第一のスイッチに接続された受信用RF部とその出力に接続された中間周波数信号処理部と、
前記中間周波数信号処理部の出力に第二のスイッチにより接続され、デジタル信号を用いてキャリブレーションを行なうアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器の出力に接続されたベースバンド信号処理部と、
前記ベースバンド信号処理部の出力に接続されたデジタルアナログ変換器と、
前記デジタルアナログ変換器の出力に接続されさらに前記第一のスイッチに接続された送信用RF部と、前記デジタルアナログ変換器の出力と前記アナログデジタル変換器の入力を接続する第三のスイッチと、
前記第一乃至第三のスイッチの開閉を制御するスイッチ制御部とを備えており、
前記デジタルアナログ変換器の出力は第三のスイッチにより前記アナログデジタル変換器の入力に接続され、
前記中間周波数信号処理部は少なくとも1つの可変利得アンプを含んでおり、
前記アナログデジタル変換器は、アナログデジタル変換ユニットと、前記アナログデジタル変換器の出力に接続されたデジタル出力生成部と、前記デジタル出力生成部の出力と前記アナログデジタル変換ユニットの出力と前記デジタルアナログ変換器の入力に接続されたキャリブレーション部を含んでおり、
前記アナログデジタル変換ユニットは低精度で高いサンプルレートに対応しており、
前記デジタルアナログ変換器の出力を前記アナログデジタル変換器に入力し、前記アナログデジタル変換ユニットの出力とデジタルアナログ変換器の入力と前記デジタル出力生成部の出力を前記キャリブレーション部に入力することで、前記キャリブレーション部の出力に前記アナログデジタル変換ユニットの出力をキャリブレーションするためのパラメータが取得され、該パラメータとアナログデジタル変換ユニットの出力が前記デジタル出力生成部に入力され、前記デジタル出力生成部の出力が前記アナログデジタル変換器の出力となるよう構成されている
ことを特徴とする無線送受信器。 - 請求項15において、
送信時に、前記スイッチ制御部により、前記第一のスイッチは送信用RF部側に接続し、前記第三のスイッチは閉として、前記第二のスイッチは開とし、前記第一のスイッチはアンテナと前記送信用RF部を接続し、前記第三のスイッチは前記デジタルアナログ変換器の出力と前記アナログデジタル変換器の入力を接続し、
前記ベースバンド信号処理部が出力する送信信号が前記デジタルアナログ変換器に入力され、前記デジタルアナログ変換器の出力は前記送信用RF部と、第三のスイッチを介して前記アナログデジタル変換器に入力され、前記送信用RF部の出力がアンテナから送信信号として送信され、
前記送信信号を前記アンテナから送信すると同時に、前記デジタルアナログ変換器の出力を前記第三のスイッチを介して前記アナログデジタル変換器に入力することで、キャリブレーションを行うよう構成されている
ことを特徴とする無線送受信器。 - 請求項15において、
送信時に、前記スイッチ制御部により、前記第一のスイッチは送信用RF部側に接続し、前記第二のスイッチは開として、前記第三のスイッチは開とすることにより、前記ベースバンド信号処理部の出力が前記デジタルアナログ変換器に入力され、前記デジタルアナログ変換器の出力が前記送信用RF部に入力され、前記送信用RF部の出力がアンテナから送信信号として送信され、
送信期間終了後は前記スイッチ制御部により、前記第二のスイッチは開で、前記第三のスイッチは閉とすることにより、前記デジタルアナログ変換器の出力を前記第三のスイッチを介して前記アナログデジタル変換器に入力してキャリブレーションを行うように構成されている
ことを特徴とする無線送受信器。 - 請求項15において、
前記デジタルアナログ変換器の出力が、中間周波数信号処理部で用いられる可変利得アンプに第三のスイッチを経由して接続されており、
前記アナログデジタル変換器の入力がキャリブレーションに最適になるように、前記可変利得アンプの利得を制御するように構成されている
ことを特徴とする無線送受信器。 - 請求項18おいて、
前記デジタル出力生成部の出力に自動利得制御部が接続されており、
前記自動利得制御部の出力により前記可変利得アンプの利得が制御されるよう構成されており、
前記自動利得制御部は、前記デジタル出力生成部の出力信号の振幅検出を行い、その結果に基づいて前記可変利得アンプの利得を制御することで、前記可変利得アンプに接続された前記アナログデジタル変換器の入力をキャリブレーションに最適になるようにその利得を制御するように構成されている
ことを特徴とする無線送受信器。 - 請求項15おいて、
前記デジタルアナログ変換器と前記アナログデジタル変換器の間に可変利得アンプを備え、
前記可変利得アンプの入力に接続された自動利得制御部を有しており、
該自動利得制御部が前記可変利得アンプの入力振幅の検出を行い、その結果に基づいて前記可変利得アンプの利得を制御することで、前記アナログデジタル変換器の入力をキャリブレーションに最適になるように制御するように構成されている
ことを特徴とする無線送受信器。
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