JP2520337B2 - 直交変調器 - Google Patents

直交変調器

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JP2520337B2
JP2520337B2 JP3232900A JP23290091A JP2520337B2 JP 2520337 B2 JP2520337 B2 JP 2520337B2 JP 3232900 A JP3232900 A JP 3232900A JP 23290091 A JP23290091 A JP 23290091A JP 2520337 B2 JP2520337 B2 JP 2520337B2
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康英 田中
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C2200/00Indexing scheme relating to details of modulators or modulation methods covered by H03C
    • H03C2200/0037Functional aspects of modulators
    • H03C2200/0058Quadrature arrangements

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデジタル移動通信に好適
な直交変調器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の直交変調器はベースバンド信号の
正弦成分および余弦成分と位相が90度異なる2つの搬
送波とをそれぞれ各別に乗算し、乗算出力を加算するこ
とによって直交変調波を得ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記した従来の
直交変調器によれば、90度位相の異なる2つの搬送波
を生成する回路を構成する回路素子のばらつき、回路素
子の回路定数の温度による偏差および搬送波周波数の変
動の影響を受けて高精度な位相が90度異なる2つの搬
送波を得ることができず、汎用集積回路化する場合の問
題点となっている。
【0004】本発明は90度位相の異なる2つの搬送波
を生成する回路を構成する回路素子のばらつき、該回路
素子の温度による回路定数の偏差および搬送波周波数の
変動の影響を受けず、高精度な90度位相差を有する2
つの搬送波を得ることができ、かつ汎用集積回路化にも
好都合な直交変調器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の直交変調器は、
搬送波発振器と、該搬送波発振器から出力された搬送波
を入力として互いに180度の位相差を有する正相およ
び逆相搬送波出力を発生する差動変換回路とからなる
送波発生手段と、搬送波発生手段から出力された正相搬
送波出力と逆相搬送波出力とを入力として振幅比が位相
誤差信号に基づいて制御された正相および逆相の搬送波
出力を送出する振幅比制御手段と、第1のコンデンサと
第1の抵抗とが直列接続され第1のコンデンサと第1の
抵抗との共通接続点の電位を出力する第1の直列回路
と、第2の抵抗と第2のコンデンサとが直列接続され第
2の抵抗と第2のコンデンサとの共通接続点の電位を出
力する第2の直列回路とを備え、第1のコンデンサの非
共通接続点と第2の抵抗の非共通接続点とに振幅比制御
手段から出力される一方の搬送波出力が印加されかつ第
2のコンデンサの非共通接続点と第1の抵抗の非共通接
続点とに振幅比制御手段から出力される他方の搬送波出
力が印加されて、振幅比制御手段から送出された両搬送
波出力を該両搬送波出力の振幅比に基づく位相差を有す
る2つの搬送波出力に変換する位相変換手段と、位相変
換手段から出力された2つの搬送波出力を入力して該2
つの搬送波出力間の位相差と90度位相差との差を検出
し該差に基づく信号を位相誤差信号として振幅制御手段
に供給する位相差検出手段と、位相変換手段から出力さ
れるそれぞれの搬送波出力とベースバンド信号の正弦成
分および余弦成分とを各別に乗算する乗算手段と、乗算
手段からの乗算出力を加算する加算手段とを備え、位相
誤差信号を受けた振幅比制御手段から出力される2つの
相搬送波出力の振幅比を位相誤差信号が零になるように
制御することを特徴とする。
【0006】
【0007】
【作用】本発明の直交変調器によれば、搬送波発生手段
によって入力搬送波から互いに180度の位相差を有す
る正相および逆相搬送波出力が発生させられ、正相搬送
波出力と逆相搬送波出力とを入力として振幅比が位相誤
差信号に基づいて制御された正相および逆相の搬送波出
力が振幅比制御手段から送出される。振幅比制御手段か
ら送出された両搬送波出力は位相変換手段によって該両
搬送波出力の振幅比に基づく位相差を有する2つの搬送
波出力に変換され、位相変換手段にて変換された2つの
搬送波出力間の位相差と90度位相差との差が検出され
該差に基づく信号が位相誤差信号として位相差検出手段
から振幅制御手段に供給されて、位相誤差信号を受けた
振幅比制御手段において2つの搬送波出力の振幅比が位
相誤差信号が零になるように制御される。この結果、位
相変換手段から出力されるそれぞれの搬送波出力は90
度の位相差に制御されることになる。一方、位相変換手
段から出力されるそれぞれの搬送波出力とベースバンド
信号の正弦成分および余弦成分とは各別に乗算手段によ
って乗算され、乗算出力は加算手段によって加算されて
変調出力として送出される。
【0008】しかるに、搬送波発生手段、振幅比制御手
段、位相変換手段、位相差検出手段、乗算手段などを構
成する回路素子のばらつき、回路素子の回路定数の温度
による偏差および搬送波周波数の変動にかかわらず、位
相が90度異なった搬送波を得ることができるために、
汎用集積化するのに好適となる。
【0009】位相変換手段は第1のコンデンサと第1の
抵抗とが直列接続され第1のコンデンサと第1の抵抗と
の共通接続点の電位を出力する第1の直列回路と、第2
の抵抗と第2のコンデンサとが直列接続され第2の抵抗
と第2のコンデンサとの共通接続点の電位を出力する第
2の直列回路とを備え、第1のコンデンサの非共通接続
点と第2の抵抗の非共通接続点とに振幅比制御手段から
出力される正相搬送波を印加しかつ第2のコンデンサの
非共通接続点と第1の抵抗の非共通接続点とに振幅比制
御手段から出力される逆相搬送波を印加するようにした
ため、抵抗とコンデンサとからなる受動素子による構成
で、振幅比制御された2つの搬送波出力の振幅比に基づ
く位相差の2つの搬送波が得られる。
【0010】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。
【0012】搬送波発振器1から出力された搬送波は位
相差を有する2つ搬送波を生成する搬送波生成回路2に
供給し、搬送波出力E1およびE2を生成する。2つの
搬送波出力E1およびE2は位相差制御回路3に供給し
て、搬送波出力E1とE2間の位相差と90度との差に
対応した位相誤差信号を出力させ、位相誤差信号を搬送
波生成回路2に帰還して搬送波出力E1およびE2間の
位相差を90度に制御する。
【0013】入力ベースバンド信号の余弦成分Iと搬送
波生成回路2から出力された搬送波出力E1とはミキサ
ー回路4に供給して周波数混合し、入力ベースバンド信
号の正弦成分Qと搬送波生成回路2から出力された搬送
波出力E2とはミキサー回路5に供給して周波数混合す
る。
【0014】ミキサー回路4の出力およびミキサー回路
5の出力は同相加算回路6に供給して加算して、直交変
調波として出力する。
【0015】搬送波生成回路2は搬送波発振器1から出
力された搬送波を差動変換回路21に供給して入力搬送
波を差動変換して正相搬送波出力n1および逆相搬送波
出力n2を出力し、正相搬送波出力n1と逆相搬送波出
力n2とを位相差制御回路3の1部を構成する振幅比制
御回路32に供給して正相搬送波出力n1と逆相搬送波
出力n2の振幅比を後記の位相誤差信号に基づいて制御
し、振幅比制御されて振幅比制御回路32から出力され
た正相搬送波出力をバッファ増幅器22で増幅し、振幅
比制御回路32から出力された逆相搬送波出力をバッフ
ァ増幅器23で増幅する。
【0016】なお、ここで、差動変換回路21は入力搬
送波から互いに180度の位相差を有する正相および逆
相搬送波出力を発生する搬送波発生手段に対応してい
る。また、バッファ増幅器22および23は振幅比制御
回路32と一体に構成してあっても差し支えない。
【0017】搬送波生成回路2はさらに、バッファ増幅
器22で増幅された正相搬送波出力V1およびバッファ
増幅器23で増幅された逆相搬送波出力V2を位相変換
回路24に供給して搬送波出力e1および搬送波出力e
2を出力させ、搬送波出力e1をリミッタ回路25に供
給して振幅制限し、搬送波出力e2をリミッタ回路26
に供給して振幅制限する。
【0018】リミッタ回路25から出力された搬送波出
力E1およびリミッタ回路26から出力された搬送波出
力E2は位相差制御回路3の1部を構成する位相差検出
回路31に供給して両入力の位相差と90度位相差との
差を検出し、その偏差を位相誤差信号として振幅比制御
回路32に供給して、位相誤差信号に基づいて正相搬送
波出力n1と逆相搬送波出力n2との振幅比を制御す
る。リミッタ回路25から出力された搬送波出力E1お
よびリミッタ回路26から出力された搬送波出力E2は
ミキサー回路4および5に供給する。
【0019】ここで、振幅比制御回路32は例えば図2
に示すように、トランジスタQ1 〜Q8 で構成した二重
平衡差動増幅器で構成し、トランジスタQ1 およびQ4
のベースに正相搬送波出力n1を、トランジスタQ2
よびQ3 のベースに逆相搬送波出力n2を印加し、トラ
ンジスタQ5 のベースおよびQ6 のベースに位相誤差信
号を印加して、トランジスタQ1 およびQ3 のコレクタ
出力を位相変換回路24へ供給する。
【0020】また、位相変換回路24は例えば図3に示
すようにCR並列位相変換回路で構成してある。位相変
換回路24は、コンデンサC1と抵抗R1との直列回路
と、抵抗R2とコンデンサC2との直列回路とを逆並列
接続して構成し、コンデンサC1と抵抗R2との接続点
に正相搬送波出力V1を印加し、コンデンサC2と抵抗
R1との接続点に逆相搬送波出力V2を印加し、コンデ
ンサC1と抵抗R1との接続点から、グランド電位を基
準にした搬送波出力e1を得ると共に、抵抗R2とコン
デンサC2との接続点から、グランド電位を基準にした
搬送波出力e2を得るように構成してある。
【0021】上記のように構成した本実施例の作用を説
明する。
【0022】搬送波発振器1から出力された搬送波は差
動変換回路21によって正相および逆相搬送波に変換さ
れる。差動変換回路21で変換された正相搬送波出力n
1および逆相搬送波出力n2の振幅比は振幅比制御回路
32において位相差検出回路31から出力された位相誤
差信号に基づいて制御される。この振幅比の制御によっ
て後記のように搬送波出力e1とe2との間の位相差が
90度位相差、すなわち搬送波出力E1と搬送波出力E
2との間の位相差が90度位相差となるように制御され
る。
【0023】図2で示した振幅比制御回路32によると
きは、位相誤差信号によりトランジスタQ5 のベース電
位およびQ6 のベース電位が変わり、トランジスタ(Q
1 ,Q2 )とトランジスタ(Q3 ,Q4 )の夫々の差動
対に流れる電流のバランスが制御され、トランジスタ
(Q1 ,Q2 )、(Q3 ,Q4 )の差動対の出力する振
幅のバランスが位相誤差信号に基づいて変化する。ここ
ではトランジスタQ1 のコレクタ出力とトランジスタQ
3 のコレクタ出力が位相変換回路24に供給される。
【0024】振幅比制御回路32から出力された正相搬
送波出力はバッファ増幅器22を介して、同じく逆相搬
送波出力はバッファ増幅器23を介して位相変換回路2
4に供給される。正相搬送波出力および逆相搬送波出力
が入力された位相変換回路24において、コンデンサC
1および抵抗R1の直列回路に流れる電流をi1とし、
抵抗R2およびコンデンサC2の直列回路に流れる電流
をi2とする。
【0025】ここでコンデンサC1および静電容量をそ
れぞれc1およびc2とし、抵抗R1およびR2の抵抗
値をそれぞれr1およびr2とし、振幅の等しい正相搬
送波出力V1および逆相搬送波出力V2を受けた場合に
おいて、搬送波出力e1および搬送波出力e2は、例え
ば図4(a)に示す如くになる。この場合において搬送
波出力e1と搬送波出力e2との間の位相差はψ1であ
り、位相差はψ1は90度と異なるものとする。ωは搬
送波の角速度を示す。
【0026】したがって、リミッタ回路25および26
によって振幅制限された搬送波出力E1およびE2の位
相差と90度との差を検出した位相差検出回路31は9
0度とψ1との差に対応した偏差が位相誤差信号として
振幅比制御回路32に供給され、正相搬送波出力と逆相
搬送波出力の振幅比が制御される。この制御によって振
幅比が制御された結果、正相搬送波出力V1の振幅がv
1´に変化させられ、逆相搬送波出力V2の振幅がv2
´に変化させられる。
【0027】この結果、図4(b)に示すように位相変
換回路24から出力される搬送波出力e1およびe2と
の間の位相差はψ2に変化する。このようにしてし、搬
送波出力e1およびe2間の位相差が90度となるよう
に制御されて、ψ2=90度となる。搬送波出力e1お
よびe2の位相差が90度になるとともに振幅も変化す
るが、リミッタ回路25および26によってそれぞれ各
別に振幅が一定振幅に制限される。したがって搬送波出
力E1と搬送波出力E2は共に同一振幅であり、搬送波
出力E1と搬送波出力E2との間の位相は90度とな
る。
【0028】そこで、搬送波生成回路2を構成する回路
素子の回路定数にばらつきがあっても、温度によって該
回路素子の回路定数に偏差が生じても、搬送波の周波数
に変動があっても、搬送波出力E1と搬送波出力E2と
の位相差は正確に90度に制御されることになる。
【0029】搬送波出力E1と入力ベースバンド信号の
余弦成分Iとはミキサー回路4で周波数混合され、搬送
波出力E2と入力ベースバンド信号の正弦成分Qとはミ
キサー回路5で周波数混合され、ミキサー回路4の出力
およびミキサー回路5の出力は同相加算回路6で加算さ
れて、同相加算回路6から直交変調された出力、すなわ
ち直交変調波が出力される。
【0030】
【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、位
が90度異なる2つの搬送波が得られるとともに、搬送
波生成手段、振幅比制御手段、位相変換手段、位相差検
出手段のそれぞれを構成する回路素子のばらつき、該回
路素子の回路定数の温度による偏差および搬送波周波数
の変動による影響を受けない直交変調器が得られるとい
う効果がある。また汎用集積回路化した場合、温度およ
び搬送周波数の変動に影響されない汎用集積回路となる
効果がある。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の一実施例における振幅比制御回路の構
成を示す回路図である。
【図3】本発明の一実施例における位相変換回路の構成
を示すブロック図である。
【図4】本発明の一実施例の作用の説明に供するベクト
ル図である。
【符号の説明】
1…搬送波発振器 2…搬送波生成回路 3…位相差制御回路 4、5…ミキサー回路 6…同相加算回路 21…差動変換回路 24…位相変換回路 25、26…リミッタ回路 31…位相差検出回路 32…振幅比制御回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】搬送波発振器と、該搬送波発振器から出力
    された搬送波を入力として互いに180度の位相差を有
    する正相および逆相搬送波出力を発生する差動変換回路
    とからなる搬送波発生手段と、 搬送波発生手段から出力された正相搬送波出力と逆相搬
    送波出力とを入力として振幅比が位相誤差信号に基づい
    て制御された正相および逆相の搬送波出力を送出する振
    幅比制御手段と、第1のコンデンサと第1の抵抗とが直列接続され第1の
    コンデンサと第1の抵抗との共通接続点の電位を出力す
    る第1の直列回路と、第2の抵抗と第2のコンデンサと
    が直列接続され第2の抵抗と第2のコンデンサとの共通
    接続点の電位を出力する第2の直列回路とを備え、第1
    のコンデンサの非共通接続点と第2の抵抗の非共通接続
    点とに振幅比制御手段から出力される一方の搬送波出力
    が印加されかつ第2のコンデンサの非共通接続点と第1
    の抵抗の非共通接続点とに振幅比制御手段から出力され
    る他方の搬送波出力が印加されて、 振幅比制御手段から
    送出された両搬送波出力を該両搬送波出力の振幅比に基
    づく位相差を有する2つの搬送波出力に変換する位相変
    換手段と、 位相変換手段から出力された2つの搬送波出力を入力し
    て該2つの搬送波出力間の位相差と90度位相差との差
    を検出し該差に基づく信号を位相誤差信号として振幅制
    御手段に供給する位相差検出手段と、 位相変換手段から出力されるそれぞれの搬送波出力とベ
    ースバンド信号の正弦成分および余弦成分とを各別に乗
    算する乗算手段と、 乗算手段からの乗算出力を加算する加算手段とを備え、 位相誤差信号を受けた振幅比制御手段から出力される2
    つの相搬送波出力の振幅比を位相誤差信号が零になるよ
    うに制御することを特徴とする直交変調器。
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