JP2010193087A

JP2010193087A - Ａｓｋ変調器

Info

Publication number: JP2010193087A
Application number: JP2009034285A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kagawa; 茂香川
Original assignee: NEC Corp; Renesas Electronics Corp
Current assignee: NEC Corp; Renesas Electronics Corp
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2010-09-02

Abstract

【課題】消費電流が多い。
【解決手段】本発明は、送信すべきデータに応じたデジタルデータ信号を制御端子に入力する第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタにより駆動され、入力したキャリア信号を増幅する増幅部と、前記増幅部から出力されるキャリア信号の増幅度を制御する可変抵抗部と、を有するＡＳＫ変調器である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＡＳＫ変調器に関するものである。

従来のＡＳＫ変調器として特許文献１の技術がある。図１０に特許文献１のＡＳＫ変調器１の回路構成を示す。図１０に示すように、ＡＳＫ変調器１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、インダクタＬ１と、コンデンサＣ１、Ｃ２と、端子Ｔ１〜Ｔ３とを有する。端子Ｔ１には、可変抵抗Ｒ１１を介してデータ信号が入力される。端子Ｔ２には、キャリア信号が入力される。このため、ＦＥＴＱ１のゲート端子には、データ信号にキャリア信号が重畳されたものが入力される。

データ信号がハイレベルのときは、ＦＥＴＱ１のゲート−ソース間電圧がピンチオフ電圧より高くなり、ＦＥＴＱ１が増幅動作を行う。このため、端子Ｔ３から増幅されたキャリア信号が出力される。逆に、データ信号がロウレベルのときは、ＦＥＴＱ１のゲート−ソース間電圧がピンチオフ電圧より低くなり、ＦＥＴＱ１が増幅動作を行なわない。このため、端子Ｔ３から何も出力されない。この結果、端子Ｔ３からデータ信号に応じてＡＳＫ変調されたキャリア信号（ＡＳＫ変調波信号）が出力される。また、可変抵抗Ｒ１１を調整することで、データ信号の振幅を制御できる。このため、端子Ｔ３に出力されるＡＳＫ変調波信号の振幅を調整できる。

特開２０００−３４１３４７号公報

しかし、ＡＳＫ変調器１では、抵抗Ｒ１、Ｒ２からなる電流経路と、インダクタＬ１、ＦＥＴＱ１、抵抗Ｒ３からなる電流経路の２つが存在する。ＡＳＫ変調器１の消費電流として、これら２つの電流経路それぞれに、電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。このため、消費電流が多い問題点が指摘される。

本発明は、送信すべきデータに応じたデジタルデータ信号を制御端子に入力する第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタにより駆動され、入力したキャリア信号を増幅する増幅部と、前記増幅部から出力されるキャリア信号の増幅度を制御する可変抵抗部と、を有するＡＳＫ変調器である。

本発明にかかるＡＳＫ変調器は、第１のトランジスタと、増幅部からなる電流経路しか有さない。このため、当該ＡＳＫ変調器の消費電流は、この電流経路に流れる電流だけとなる。

本発明にかかるＡＳＫ変調器は、消費電力の低減化が可能となる。

実施の形態１にかかる送信システムのブロック構成である。実施の形態１にかかるＡＳＫ変調器の構成である。実施の形態１にかかる可変抵抗部の構成である。実施の形態１にかかる可変抵抗部の構成である。実施の形態１にかかるＡＳＫ変調器の動作タイミングチャートである。実施の形態２にかかるＡＳＫ変調器の構成である。その他の実施の形態にかかるＡＳＫ変調器の構成である。その他の実施の形態にかかるＡＳＫ変調器の構成である。その他の実施の形態にかかるＡＳＫ変調器の構成である。従来のＡＳＫ変調器の構成である。

発明の実施の形態１

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態１について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図１に本実施の形態１にかかるＡＳＫ変調器１００を含んだ、送信システム１０のブロック図の一例を示す。送信システム１０は、送信回路１１と、パワーアンプ１２と、アンテナ１３とを有する。送信回路１１は、ＡＳＫ変調された送信信号をパワーアンプ１２に出力する。また、送信回路１１は、ＩＣ化されており、パワーアンプ１２と端子Ｔ１４とで接続されている。パワーアンプ１２は、送信回路１１から送られてきたＡＳＫ変調波信号を増幅してアンテナ１３に出力する。アンテナ１３は、パワーアンプ１２からのＡＳＫ変調波信号を送信する。

送信回路１１は、ＡＳＫ変調器１００と、デジタル信号処理部１１０と、内部発振器１２０とを有する。なお、送信回路１１は、ＩＣでワンチップ化されているものとする。デジタル信号処理部１１０は、符号化部１１１を有する。符号化部１１１は、送信すべき送信データを符号化し、ベースバンド信号としてＡＳＫ変調器１００に出力する。符号化部１１１が行う符号化方式として、マンチェスター符号方式、ＮＲＺ（Non Return to Zero)方式等がある。

内部発振器１２０は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１２１と、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）１２２とを有する。内部発振器１２０は、所定の周波数の搬送波（キャリア）信号を生成し、ＡＳＫ変調器１００に出力する。

本実施の形態１の特徴部分であるＡＳＫ変調器１００は、上述したキャリア信号をベースバンド信号でＡＳＫ変調する。そして、そのＡＳＫ変調波信号を端子Ｔ１４からパワーアンプ１２へ出力する。ＡＳＫ変調器１００の構成を図２に示す。図２に示すように、ＡＳＫ変調器１００は、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１と、可変抵抗部Ｒ１０１と、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１とを有する。

ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１は、ソースが電源電圧端子ＶＤＤ、ドレインがノードＡに接続されている。また、ゲートには、上述したベースバンド信号が入力される。ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１は、ドレインが端子Ｔ１４、ソースが接地電圧端子ＧＮＤに接続される。なお、便宜上、符号「ＶＤＤ」、「ＧＮＤ」は、それぞれ電源電圧端子名、接地電圧端子名を示すと同時に、電源電圧、接地電圧を示すものとする。可変抵抗部Ｒ１０１は、ノードＡと端子Ｔ１４との間に接続される。

図２の構成からもわかるように、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１は、オン状態のとき、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１に駆動電流を供給する機能を有する。また、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１は、駆動電流が供給されている場合、キャリア信号を増幅する機能を有する。このため、このＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１は、キャリア信号を増幅する増幅部１５０とみなすこともできる。但し、その増幅度は、可変抵抗部Ｒ１０１の抵抗値に応じて変化する。

可変抵抗部Ｒ１０１は、制御回路振幅制御信号に応じて、抵抗値を変更することができる。図３、図４に可変抵抗部Ｒ１０１の構成の一例を示す。まず、図３に示すように、可変抵抗部Ｒ１０１は、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１１１〜ＱＰ１１ｎと、抵抗Ｒ１１１〜１１ｎ（ｎ：２以上の整数）を有する。ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１１１〜ＱＰ１１ｎは、対応する抵抗Ｒ１１１〜１１ｎに直列接続されている。更に、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１１１〜ＱＰ１１ｎと、それに対応する抵抗Ｒ１１１〜１１ｎからなる直列回路が、並列接続されている。

ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１１１〜ＱＰ１１ｎは、スイッチとして動作し、振幅制御信号であるＣＮＴＬ１１１〜ＣＮＴＬ１１ｎの信号レベルに応じてオン、オフが制御される。例えば、振幅制御信号ＣＮＴＬ１１１によりＮＭＯＳトランジスタＱＮ１１１のみがオンする場合、抵抗Ｒ１１１の抵抗値が、可変抵抗部Ｒ１０１の抵抗値となる。また、振幅制御信号ＣＮＴＬ１１１、ＣＮＴＬ１１２によりＮＭＯＳトランジスタＱＮ１１１、ＱＮ１１２がオンする場合、並列接続された抵抗Ｒ１１１、Ｒ１１２の合成抵抗値が、可変抵抗部Ｒ１０１の抵抗値となる。

また、図４に示すように、可変抵抗部Ｒ１０１は、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１２０を有していてもよい。このＮＭＯＳトランジスタＱＮ１２０は、振幅制御信号であるＣＮＴＬ１２０の電圧レベルに応じて、オン抵抗が調整される。よって、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１２０のオン抵抗の抵抗値が、可変抵抗部Ｒ１０１の抵抗値となる。

以上のようなＡＳＫ変調器１００の動作について図５を用いて説明する。図５（ａ）は、デジタル信号処理部１１０から、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１のゲートに入力されるベースバンド信号を示す。図５（ｂ）は、内部発振器１２０から、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１のゲートに入力されるベースバンド信号を示す。図５（ｃ）は、ＡＳＫ変調器１００が端子Ｔ１４に出力するＡＳＫ変調波信号を示す。

まず、キャリア信号をゲートに入力するＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１は、キャリア信号を増幅する。しかし、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１と電源電圧端子ＶＤＤ間には、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１が接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１の駆動電流は、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１がオン状態のときだけ供給される。よって、ベースバンド信号がロウレベルの期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のみ、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１が、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１の駆動電流を供給する。

このため、ＡＳＫ変調器１００は、ベースバンド信号がロウレベルの期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のみ、増幅されたキャリア信号を端子Ｔ１４に出力する。逆に、ベースバンド信号がハイレベルの期間、つまり期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３以外の期間は、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１が、オフとなりＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１の駆動電流を供給しない。よって、この期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３以外の期間は、ＡＳＫ変調器１００は、何も端子Ｔ１４に出力しない。

この結果、端子Ｔ１４からは、ベースバンド信号のレベルに応じて、増幅されたキャリア信号が出力されることになる。この端子Ｔ１４から出力される出力信号が、キャリア信号をベースバンド信号でＡＳＫ変調したＡＳＫ変調波信号となる。更に、このＡＳＫ変調波信号の振幅レベル（図５（ｃ）の符号Ｗ）の大きさ、つまり、増幅部１５０であるＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１の増幅度は、可変抵抗部Ｒ１０１の抵抗値により決定される。この抵抗値は、上述したように、振幅制御信号により調節可能となっている。

ここで、従来のＡＳＫ変調器１も、出力信号であるＡＳＫ変調波信号の振幅レベルを可変とすることが可能であった。しかし、ＡＳＫ変調器１は、２つの電流経路を有しており、消費電流が多くなるという問題点があった。

本実施の形態１のＡＳＫ変調器１００は、消費電流にかかる電流経路がＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１、可変抵抗部Ｒ１０１、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１からなる１つの電流経路しか有さない。このため、ベースバンド信号に応じてＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１がオンとなる期間以外は、電流が流れないため、従来のＡＳＫ変調器１に比べ消費電流を削減することができる。

発明の実施の形態２

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態２について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態２のＡＳＫ変調器２００は、図１の送信システム１０においてＡＳＫ変調器１００と置き換えることが可能である。図６に本実施の形態２にかかるＡＳＫ変調器２００の構成を示す。図６に示すように、ＡＳＫ変調器２００は、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１、ＱＰ２０１と、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ２０１と、可変抵抗部Ｒ１０１とを有する。なお、図６に示された符号のうち、図２と同じ符号を付した構成は、図２と同じか又は類似の構成を示している。

ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１は、ソースが電源電圧端子ＶＤＤ、ドレインがノードＡに接続される。また、ゲートには、デジタル信号処理部１１０からのベースバンド信号が入力される。ＰＭＯＳトランジスタＱＰ２０１は、ソースがノードＡ、ドレインがノードＢに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＱＮ２０１は、ドレインがノードＢ、ソースが接地電圧端子ＧＮＤに接続される。ＰＭＯＳトランジスタＱＰ２０１及びＮＭＯＳトランジスタＱＮ２０１のゲートには、内部発振器１２０からのキャリア信号が入力される。ＰＭＯＳトランジスタＱＰ２０１とＮＭＯＳトランジスタＱＮ２０１とは、増幅部２５０を構成する。可変抵抗部Ｒ１０１は、ノードＢと端子Ｔ１４との間に接続される。なお、可変抵抗部Ｒ１０１の構成は、実施の形態１と同様である。

図６の構成からもわかるように、実施の形態１と同様、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１はオン状態のとき、増幅部２５０に駆動電流を供給する機能を有する。増幅部２５０は、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ２０１とＮＭＯＳトランジスタＱＮ２０１により、インバータバッファを構成しており、駆動電流が供給されている場合、入力したキャリア信号を増幅する機能を有する。但し、その増幅度は、実施の形態１と同様、可変抵抗部Ｒ１０１の抵抗値に応じて変化する。

ＡＳＫ変調器２００の動作タイミングチャートは、図５と基本的に同様であり本実施の形態２では、説明は省略する。

本実施の形態２のＡＳＫ変調器２００は、実施の形態１のＡＳＫ変調器１００と異なり、消費電流が流れる電流経路に可変抵抗部Ｒ１０１が接続されていない。このため、ＡＳＫ変調器１００よりも低電圧化が可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものでなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ＡＳＫ変調器１００、２００のＭＯＳトランジスタの導電型を逆にした、図７、図８に示すＡＳＫ変調器３００、４００のような構成としてもよい。

図７のＡＳＫ変調器３００では、電源電圧端子ＶＤＤと端子Ｔ１４との間に接続されるＰＭＯＳトランジスタＱＰ３０１のゲートにキャリア信号が入力される。また、ノードＡと接地電圧端子ＧＮＤとの間に接続されるＮＭＯＳトランジスタＱＮ３０１のゲートにベースバンド信号が入力される。可変抵抗部Ｒ１０１は、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ３０１とＮＭＯＳトランジスタＱＮ３０１との間に接続される。

図８のＡＳＫ変調器４００では、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ４０１及びＮＭＯＳトランジスタＱＮ４０１からなる増幅部４５０と、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ３０１が直列接続されている。ＰＭＯＳトランジスタＱＰ４０１及びＮＭＯＳトランジスタＱＮ４０１のゲートには、キャリア信号が入力される。また、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ４０１及びＮＭＯＳトランジスタＱＮ４０１の共通ノード（ノードＢ）と端子Ｔ１４との間に、可変抵抗部Ｒ１０１が接続される。

また、実施の形態１のＡＳＫ変調器１００では、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１と、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１との間に可変抵抗部Ｒ１０１が接続されていたが、図９のＡＳＫ変調器５００のようにＰＭＯＳトランジスタＱＰ１０１、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１０１の中間ノード（ノードＣ）と端子Ｔ１４との間に可変抵抗部Ｒ１０１を接続するようにしてもよい。

１００ＡＳＫ変調器
１１０デジタル信号処理部
１２０内部発振器
ＱＰ１０１、ＱＰ２０１ＰＭＯＳトランジスタ
ＱＮ１０１、ＱＮ２０１ＮＭＯＳトランジスタ
Ｒ１０１可変抵抗部
１４０制御回路
１５０増幅部

Claims

送信すべきデータに応じたデジタルデータ信号を制御端子に入力する第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタにより駆動され、入力したキャリア信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部から出力されるキャリア信号の増幅度を制御する可変抵抗部と、を有する
ＡＳＫ変調器。
前記増幅部は、第２のトランジスタを有し、
前記第２のトランジスタは、前記第１のトランジスタと直列接続され、制御端子に前記キャリア信号を入力する
請求項１に記載のＡＳＫ変調器。
前記第１のトランジスタと可変抵抗部とが直列接続され、
前記可変抵抗部は、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとの間に接続される
請求項１に記載のＡＳＫ変調器。
前記増幅部は、互いが直列接続された相補性導電型の第３、第４のトランジスタを有し、
前記第３、第４のトランジスタは、前記第１のトランジスタと直列接続され、それぞれの制御端子に前記キャリア信号を入力し、共通ノードから増幅したキャリア信号を出力する
請求項１に記載のＡＳＫ変調器。
前記可変抵抗部は、前記共通ノードに接続される
請求項４に記載のＡＳＫ変調器。
前記可変抵抗部は、抵抗値が制御信号に応じて制御される
請求項１〜請求項５に記載のＡＳＫ変調器。