JP2020098966A

JP2020098966A - 位相差調整回路

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Publication number: JP2020098966A
Application number: JP2018235523A
Authority: JP
Inventors: 知之荒井; Tomoyuki Arai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2020-06-25
Anticipated expiration: 2038-12-17
Also published as: JP7206882B2

Abstract

【課題】測定器を用いることなく複数のチャネル間と各チャネルとにおける位相誤差を補正できる位相差調整回路を提供する。【解決手段】送信装置１において、送信チャネルＴＸ１，ＴＸ２のうち、送信チャネルＴＸ２を、位相補正を行う際に基準チャネルとして用いる。位相差検出回路は、基準チャネルＴＸ２の出力端子と送信チャネルＴＸ１の出力端子との間に接続され、両者の送信信号の相対位相差が所定値，１８０°である状態のみを検出する。ロジック部１０及び１２は、各チャネルについて補正用ベクトルを設定し、位相差検出回路の出力を参照することで、基準チャネルの補正用ベクトルとその他の送信チャネルの補正用ベクトルとの相対位相差が、１８０°となるように調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の送信チャネルを有して位相変調信号を送信するものにおいて、送信チャネル間の位相差を調整する回路に関する。

複数の送信チャネルにより例えばＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調信号を送信する装置において、複数のチャネル間における位相誤差の実効値は、１０°未満であることが求められる。

特表平１０−５０３６３４号公報

上記の要求に従って位相差を補正するには、別途測定器を用いる必要があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定器を用いることなく複数のチャネル間と各チャネルとにおける位相誤差を補正できる位相差調整回路を提供することにある。

請求項１記載の位相差調整回路によれば、位相変調信号を送信する複数の送信チャネルの１つを、位相補正を行う際に基準チャネルとして用いる。位相差検出回路は、基準チャネルの出力端子とその他の送信チャネルの出力端子との間に接続され、両者の送信信号の相対位相差が所定値である状態のみを検出する。そして、調整回路は、各チャネルについて補正用ベクトルを設定し、位相差検出回路の出力を参照することで、基準チャネルの補正用ベクトルとその他の送信チャネルの補正用ベクトルとの相対位相差が、前記所定値となるように調整する。

このように構成すれば、位相差調整回路は、簡単に構成できる所定値の位相差のみを検出する位相差検出回路を用いて、複数の送信チャネル間の相対位相差を調整できるので、別途測定器を用いて調整を行う必要がなくなる。

請求項２記載の位相差調整回路によれば、所定値が１８０°に設定される位相差検出回路を用い、調整回路は記基準チャネルの補正用ベクトルとその他の送信チャネルの補正用ベクトルとの相対位相差を１８０°に設定，及び調整する。すなわち、所定値を１８０°に設定した位相差検出回路は一層簡単に構成できるので、位相差調整回路自体を簡単に構成できる。

第１実施形態であり、送信装置の構成を示す機能ブロック図送信チャネルＴＸ１，ＴＸ２に夫々設定する補正用ベクトルを示す図チャネル内直交位相精度補正処理を示すフローチャートチャネル間相対位相補正処理を示すフローチャート第２実施形態であり、送信チャネルＴＸ１，ＴＸ２に夫々設定する補正用ベクトルを示す図チャネル間相対位相補正処理を示すフローチャート

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の送信装置１は、位相変調信号であるＢＰＳＫ信号を送信するもので、２つの送信チャネルＴＸ１，ＴＸ２を備えている。ＰＬＬ回路２は、外部の図示しない発振子より入力される基準周波数信号Ｘｔａｌを所定の逓倍率で逓倍して、送信チャネルＴＸ１，ＴＸ２及び第１位相調整部３に供給する。第１位相調整部３には、基準周波数信号Ｘｔａｌも入力されている。例えば、基準周波数信号Ｘｔａｌの周波数は５０ＭＨｚ程度であり、ＰＬＬ回路２が出力する信号の周波数は４０ＧＨｚ程度である。

送信チャネルＴＸ１は、入力バッファ４（１），移相器５（１），２逓倍回路６（１），出力バッファ７（１），結合器又はカプラ８（１）及び電力検出器９（１）を備えている。送信チャネルＴＸ２は、送信チャネルＴＸ１と対称に構成されており、入力バッファ４（２）〜電力検出器９（２）を備えている。移相器５（１）及び５（２）は、第１位相調整部３に内蔵されているロジック部１２から中央ロジック部１０を介して制御される。

ＰＬＬ回路２の出力信号は、第１位相調整部３のＩＱミキサ１１に入力され、基準周波数信号Ｘｔａｌは、第１位相調整部３のロジック部１２に入力されている。ロジック部１２は、ＩＱミキサ１１に入力する位相ＩＱ（Δ_ＢＢ）を生成する。ＩＱミキサ１１は、入力された位相分ＩＱを含むＩＱ信号を２逓倍回路１３に出力する。２逓倍回路１３は、入力されるＩＱ信号の周波数を２逓倍した信号Ｓ２をミキサ１４に入力する。

ミキサ１４には、カプラ８（２）及びスイッチ１５を介して、送信チャネルＴＸ２の出力信号が信号Ｓ１として入力される。スイッチ１５は、送信装置１が通常の送信を行う際にはオフにされている。ミキサ１４は、信号Ｓ１及びＳ２を乗算した信号Ｓ３をＡ／Ｄコンバータ１６に入力する。Ａ／Ｄコンバータ１６は、信号Ｓ３をＡ／Ｄ変換したデータをロジック部１２に入力する。ロジック部１２は、中央ロジック部１０に対して制御信号を入力する。ロジック部１０及び１２は調整回路に相当する。

本実施形態では、送信チャネルＴＸ２を補正用の基準チャネルとして用いる。ここで、各信号Ｓ１〜Ｓ３は、以下の式で表される。
Ｓ１＝Ａ・ｓｉｎ｛ωｔ＋φｒ（Ｔ）＋φｒ（ＰＳｒ）｝
Ｓ２＝Ｂ・ｓｉｎ（ωｔ＋２Δ_ＢＢ＋Δ）
Ｓ３＝ＡＢ／２・ｃｏｓ｛φｒ（Ｔ）＋φｒ（ＰＳｒ）−２Δ_ＢＢ−Δ｝
Ａ，Ｂ：信号Ｓ１，Ｓ２の振幅係数
φｒ（Ｔ）：基準チャネルの位相の温度Ｔによる変動分
φｒ（ＰＳｒ）：移相器５（２）により付与される位相分
Δ_ＢＢ：ロジック部１２によりＩＱミキサ１１に設定される位相分
Δ：基準チャネルＴＸ２と第１位相調整部３との位相差

また、送信チャネルＴＸ１，ＴＸ２の間には、カプラ８（１），８（２）を介して第２位相調整部１７が接続されている。第２位相調整部１７は、位相検出回路１８を備えている。この位相検出回路１８は、送信チャネルＴＸ１，ＴＸ２それぞれの出力信号の相対位相差が１８０°となった状態のみを検出するように構成されている。位相検出回路１８の検出信号は、ロジック部１２に入力される。

次に、本実施形態の作用について説明する。送信チャネル間ＴＸ１，ＴＸ２の相対位相を調整するに当たり、図２に示すように、各送信チャネルのそれぞれに、補正用のベクトル（１），（２）を設定する。送信チャネルＴＸ１については、単位円上において補正用ベクトル（１），（２）を何れも「１」に設定する。送信チャネルＴＸ２については、補正用ベクトル（１）を１０^{ａ１／２０}ｅ^ｊφ１に設定し、補正用ベクトル（２）を１０^{ａ２／２０}ｅ^{ｊ（φ２＋１８０）}に設定する。ａ１，ａ２は振幅ばらつき［ｄＢ］であり、φ１，φ２は位相ばらつき［ｄｅｇ］である。そして、最初にチャネル内直交位相精度の補正を行い、次に、チャネル間相対位相補正を行う。

＜チャネル内直交位相精度補正＞
図３に示すように、先ず、位相調整部３及び１７，送信チャネルＴＸ１及びＴＸ２，ＰＬＬ回路２及び中央ロジック部１０を起動する（Ｓ１）。次に、中央ロジック部１０は、送信チャネルＴＸ２の移相器５（２）を制御して、補正用ベクトル（１）を設定するための位相を付与する（Ｓ２）。

次に、ロジック部１２は、ＩＱミキサ１１に任意の位相Δ_ＢＢ０を設定し（Ｓ３）、スイッチ１５をオンする（Ｓ４）。この時、ミキサ１４より出力される信号Ｓ３のＤＣ値をＡ／Ｄコンバータ１６によりＡ／Ｄ変換したデータをＳ３_０とし、ロジック部１２に記憶させる（Ｓ５）。

次に、中央ロジック部１０は、送信チャネルＴＸ２の移相器５（２）を制御して、補正用ベクトル（２）を設定するための位相を付与する（Ｓ６）。ロジック部１２は、前記位相Δ_ＢＢ０に対し、位相を９０°増加させた位相Δ_ＢＢ９０をＩＱミキサ１１に設定する（Ｓ７）。この時、ミキサ１４より出力される信号Ｓ３のＤＣ値をＡ／Ｄコンバータ１６によりＡ／Ｄ変換したデータをＳ３_１８０とし、ロジック部１２に記憶させる（Ｓ８）。

それから、中央ロジック部１０は、データＳ３_０とデータＳ３_１８０とが等しくなるように（Ｓ９）移相器５（２）の位相を増加させる（Ｓ１２）。データＳ３_０とデータＳ３_１８０とが等しくなると（Ｓ９；ＹＥＳ）、ロジック部１２は、その時点で移相器５（２）に設定していた位相を記憶する（Ｓ１０）。その後、スイッチ１５をオフにする（Ｓ１１）。

＜チャネル間相対位相補正＞
図４に示すように、先ずステップＳ１と同様の処理行うと（Ｓ２１）、中央ロジック部１０は、移相器５（２）に補正用ベクトル（２）を設定するための位相を付与し（Ｓ２２）、移相器５（１）に補正用ベクトル（１）を設定するための位相を付与する（Ｓ２３）。そして、位相検出回路１８の出力を参照して、送信チャネルＴＸ１，ＴＸ２の出力信号間の位相差が１８０°になったか否かを判断する（Ｓ２４）。

位相差が１８０°でなければ（Ｓ２４；ＮＯ）、ロジック部１２は、中央ロジック部１０を介して移相器５（１）の位相を増加させる（Ｓ１６）。位相差が１８０°になると（Ｓ２４；ＹＥＳ）、ロジック部１２はその時点で移相器５（１）に設定していた位相を記憶する（Ｓ２５）。
尚、通常の通信を行っている際に温度の影響によって生じるドリフト分については、随時又は一定期間毎に図３及び図４に示す処理を実行することで補正すれば良い。

以上のように本実施形態によれば、送信チャネルＴＸ１，ＴＸ２のうち、送信チャネルＴＸ２を、位相補正を行う際に基準チャネルとして用いる。位相差検出回路１８は、基準チャネルＴＸ２の出力端子と送信チャネルＸ１の出力端子との間に接続され、両者の送信信号の相対位相差が所定値，１８０°である状態のみを検出する。そして、ロジック部１０及び１２は、各チャネルについて補正用ベクトルを設定し、位相差検出回路１８の出力を参照することで、基準チャネルの補正用ベクトルとその他の送信チャネルの補正用ベクトルとの相対位相差が、１８０°となるように調整する。

このように構成すれば、簡単に構成できる１８０°の位相差のみを検出する位相差検出回路１８を用いて、複数の送信チャネル間の相対位相差を調整できるので、別途測定器を用いて調整を行う必要がなくなる。

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。第２実施形態では、位相差検出回路１８に替えて、９０°の位相差のみを検出する位相差検出回路を用いる場合を示す。図５に示すように、基準チャネルである送信チャネルＴＸ２には、位相差９０°毎に４つのベクトルを（１）〜（４）を設定する。補正用ベクトル（１）を１０^{ａ１／２０}ｅ^ｊφ１に設定すると、ベクトル（２）〜（４）は以下のように表される。
補正用ベクトル（２）：１０^{ａ２／２０}ｅ^{ｊ（φ２＋９０）}
補正用ベクトル（３）：１０^{ａ３／２０}ｅ^{ｊ（φ３＋１８０）}
補正用ベクトル（４）：１０^{ａ４／２０}ｅ^{ｊ（φ４＋２７０）}

そして、図６に示すフローチャートでは、ステップＳ２２に替わるステップＳ２７において、中央ロジック部１０は、移相器５（２）に補正用ベクトル（１）を設定するための位相を付与する。また、ステップＳ２４に替わるステップＳ２８では、位相検出回路の出力を参照して、送信チャネルＴＸ１，ＴＸ２の出力信号間の位相差が９０°になったか否かを判断する。
以上のように第２実施形態によれば、９０°の位相差のみを検出する位相差検出回路を用いた場合でも、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（その他の実施形態）
送信チャネル数は、「３」以上でも良い。
送信信号はＢＰＳＫ信号に限ることなく、ＱＰＳＫ信号でも良い。
周波数の具体的数値等は、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
２逓倍回路に替えて、３以上の逓倍を行う回路を用いても良い。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１は送信装置、３は第１位相調整部、５は移相器、１０は中央ロジック部、１２はロジック部、１８は位相差検出回路を示す。

Claims

位相変調信号を送信する複数の送信チャネル（ＴＸ１，ＴＸ２）の１つ（ＴＸ２）を、位相補正を行う際に基準チャネルとして用い、
前記基準チャネルの出力端子と、その他の送信チャネルの出力端子との間に接続され、両者の送信信号の相対位相差が所定値である状態のみを検出する位相差検出回路（１８）と、
各チャネルについて補正用ベクトルを設定し、前記位相差検出回路の出力を参照することで、前記基準チャネルの補正用ベクトルと前記その他の送信チャネルの補正用ベクトルとの相対位相差が、前記所定値となるように調整する調整回路（３，１２）とを備える位相差調整回路。
前記位相差検出回路は、前記所定値が１８０°に設定されており、
前記調整回路は、前記基準チャネルの補正用ベクトルと前記その他の送信チャネルの補正用ベクトルとの相対位相差を１８０°に設定，及び調整する請求項１記載の位相差調整回路。