JP2610729B2 - Amplitude modulation method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、中波ラジオ送信機にお
ける電力増幅器および電源構成を簡素化できる振幅変調
方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amplitude modulation system capable of simplifying a power amplifier and a power supply in a medium-wave radio transmitter.
【0002】[発明の概要]本発明の振幅変調方式は、
ディジタル変調方式とアナログ変調方式とを適宜配分で
組み合わせることにより、終段電力増幅部の構成ユニッ
ト数を削減するとともに、量子化雑音による特性劣化を
改善して高効率かつ高品質な変調波を得ることができる
ようにしたものである。[Summary of the Invention] An amplitude modulation method according to the present invention comprises:
By combining the digital modulation method and the analog modulation method with appropriate distribution, the number of constituent units of the final-stage power amplifying unit is reduced, and characteristic deterioration due to quantization noise is improved to obtain a high-efficiency and high-quality modulated wave. It is something that can be done.
【0003】[0003]
【従来の技術】従来、全固体化中波ラジオ放送機のディ
ジタル変調方式としては、例えば、「放送技術1991
年4月号、P119〜P125」に記載の技術が知られ
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a digital modulation system of an all solid-state medium wave radio broadcaster, for example, "Broadcasting Technology 1991"
, April 119, P119-P125 "is known.
【0004】この技術は、プログラム音声信号をA/D
変換し、12ビットのディジタル信号にした後、MSB
(Most Significant Bit)側6ビットを用いて42個の
電力増幅器(ビッグステップモジュール)をオン/オフ
制御し、LSB(Least Significant Bit )側6ビット
を用いてビッグステップモジュールの1/2,1/4,1/8,1/1
6,1/32,1/64の出力を持つバイナリモジュールをオン/
オフ制御するものである。In this technique, a program audio signal is converted into an A / D signal.
After converting to a 12-bit digital signal, MSB
(Most Significant Bit) side 6 bits are used to turn on / off 42 power amplifiers (big step module), and LSB (Least Significant Bit) side 6 bits are used to control 1 / 2,1 / of the big step module. 4,1 / 8,1 / 1
Turn on the binary module with output of 6,1 / 32,1 / 64
Off control.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のディジタル変調方式によれば、電力増幅器の数がバ
イナリモジュールを含め、全部で48個も必要であり、
装置構成が大きなものとなり出力1kW前後の放送機に
適用するのは不経済である。However, according to the above-mentioned conventional digital modulation method, a total of 48 power amplifiers including a binary module are required.
The device configuration becomes large and it is uneconomical to apply it to a broadcast machine with an output of about 1 kW.
【0006】また、1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64の出力
を持つバイナリモジュールの電源としては、電圧の異な
る電源が数種類必要となり、装置構成が複雑になる。Further, as a power supply of a binary module having outputs of 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, and 1/64, several types of power supplies having different voltages are required. Becomes complicated.
【0007】さらに、従来のディジタル変調方式では、
入力信号の全範囲で一様量子化を行い、量子化データを
全てディジタル方式で変調しているために、入力信号が
小さくなると、急激に量子化雑音が増加することとな
り、S/Nやひずみ率が大幅に劣化する欠点がある。図
2はその具体例を示すもので、入力信号が小さいとき、
例えば10%変調時のひずみ率は、100%変調時に比
べて10倍にまで増加し、またS/Nも20dB程度低
下するなど大きな問題がある。Further, in the conventional digital modulation system,
Since uniform quantization is performed over the entire range of the input signal and all of the quantized data is modulated by a digital method, when the input signal becomes small, the quantization noise rapidly increases, and the S / N and distortion are increased. There is a disadvantage that the rate is greatly deteriorated. FIG. 2 shows a specific example thereof. When the input signal is small,
For example, the distortion factor at the time of 10% modulation increases to 10 times as much as that at the time of 100% modulation, and the S / N ratio is reduced by about 20 dB.
【0008】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、中波ラジオ送信機の電力増幅器お
よびその電源構成を簡素化でき、量子化雑音による特性
劣化を改善することのできる変調方式を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to simplify a power amplifier of a medium-wave radio transmitter and its power supply configuration, and to improve characteristic deterioration due to quantization noise. It is to provide a possible modulation scheme.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の振幅変調方式は、アナログ音声信号をディ
ジタル音声信号に変換するA/D変換回路と、前記ディ
ジタル音声信号のLSB側所定ビットをアナログ音声信
号に再変換するD/A変換回路と、再変換されたアナロ
グ音声信号に基づいて、供給された搬送波を振幅変調す
るアナログ用高周波電力増幅器と、前記ディジタル音声
信号の前記LSB側所定ビット以外のMSB側ビットを
使用して、複数のディジタル用高周波電力増幅器をオン
/オフ制御するための制御信号を生成する制御信号生成
回路と、前記アナログ用高周波電力増幅器の振幅変調出
力と複数のディジタル用高周波電力増幅器の高周波出力
とを合成する合成回路とを具備することを特徴とする。According to the present invention, there is provided an amplitude modulation system comprising: an A / D conversion circuit for converting an analog audio signal into a digital audio signal; A D / A conversion circuit for re-converting bits to an analog audio signal, an analog high-frequency power amplifier for amplitude-modulating a supplied carrier based on the re-converted analog audio signal, and the LSB side of the digital audio signal A control signal generation circuit for generating a control signal for controlling on / off of a plurality of digital high-frequency power amplifiers using MSB side bits other than predetermined bits; And a synthesizing circuit for synthesizing the high-frequency output of the digital high-frequency power amplifier.
【0010】[0010]
【作用】上記構成によれば、ディジタル変換された音声
信号の内、細かな音声情報を含むLSB側所定ビットは
アナログ音声信号に再変換されてアナログ用高周波電力
増幅器における振幅変調用に利用される。一方、大まか
な音声情報を含むLSB側所定ビット以外のMSB側ビ
ットは複数のディジタル用高周波電力増幅器をオン,オ
フ制御する信号として利用される。アナログ用高周波電
力増幅器の出力とディジタル用高周波電力増幅器の出力
とは合成され、所定の放送機出力等としてアンテナ系等
に供給される。これにより、高周波電力増幅器およびそ
の電源構成を簡素化でき、量子化雑音による特定劣化を
改善することができる。According to the above construction, of the digitally converted audio signal, a predetermined bit on the LSB side including detailed audio information is reconverted into an analog audio signal and used for amplitude modulation in the analog high-frequency power amplifier. . On the other hand, MSB-side bits other than LSB-side predetermined bits including rough audio information are used as signals for controlling on / off of a plurality of digital high-frequency power amplifiers. The output of the analog high-frequency power amplifier and the output of the digital high-frequency power amplifier are combined and supplied to an antenna system or the like as a predetermined broadcast machine output or the like. Thereby, the high-frequency power amplifier and its power supply configuration can be simplified, and specific deterioration due to quantization noise can be improved.
【0011】[0011]
【実施例】図1は、本発明に係る振幅変調方式が適用さ
れた中波ラジオ放送機の一実施例構成を示すブロック図
であり、図示の装置は、1kW全固体化中波ラジオ放送
機である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a medium-wave radio broadcaster to which an amplitude modulation method according to the present invention is applied. The illustrated device is a 1 kW all-solid-state medium-wave radio broadcaster. It is.
【0012】本実施例装置は、プログラム音声信号を1
6ビットのディジタル音声信号に変換するA/D変換回
路1と、変換された16ビットのディジタル音声信号を
LSB側12ビットとMSB側4ビットとに分けてラッ
チする16ビットのラッチ回路2と、16ビットのディ
ジタル音声信号中の細かい情報部分であるLSB側12
ビットをアナログ信号に戻すD/A変換回路3と、戻さ
れたアナログ音声信号を増幅する励振回路4と、電源回
路6から供給される一定の電源電圧を増幅されたアナロ
グ音声信号に応じて変化させる変調回路5と、この変化
された電圧と発信器8からの搬送波とにより振幅変調さ
れた大振幅搬送波を生成するアナログ用高周波電力増幅
器(以下、アナログ用電力増幅器という)7とを備えて
いる。The apparatus of the present embodiment outputs a program audio signal of 1
An A / D conversion circuit 1 for converting into a 6-bit digital audio signal, a 16-bit latch circuit 2 for dividing and converting the converted 16-bit digital audio signal into 12 bits on the LSB side and 4 bits on the MSB side, LSB side 12 which is a detailed information portion in a 16-bit digital audio signal
A D / A conversion circuit 3 for returning bits to an analog signal, an excitation circuit 4 for amplifying the returned analog audio signal, and a constant power supply voltage supplied from a power supply circuit 6 changing according to the amplified analog audio signal And an analog high-frequency power amplifier (hereinafter referred to as an analog power amplifier) 7 for generating a large-amplitude carrier wave that is amplitude-modulated by the changed voltage and the carrier wave from the transmitter 8. .
【0013】また、前記16ビットのディジタル信号中
の大まかな音声情報部分であるMSB側4ビットを入力
して、16個の高周波ディジタル用電力増幅器(以下、
ディジタル用電力増幅器という)10(101,10
2,…,116)をオン/オフする制御信号を生成する
ためにROMやラッチ回路等で構成されたゲート回路
(特許請求の範囲の“制御信号生成回路”に相当)9
と、前記電源回路6の電源電圧と発振回路8からの搬送
波とから大振幅搬送波を生成する16個のディジタル用
電力増幅器10と、アナログ用電力増幅器7のアナログ
電力出力とディジタル用電力増幅器10のディジタル電
力出力とを合成し放送機出力としてアンテナ系に供給す
る合成回路11とを備えて構成されている。Also, the MSB-side 4 bits, which are rough audio information portions in the 16-bit digital signal, are input, and 16 high-frequency digital power amplifiers (hereinafter, referred to as “high-frequency digital power amplifiers”) are used.
Digital power amplifier) 10 (101, 10
2,..., 116) for generating a control signal for turning on / off the gate circuit (corresponding to a “control signal generation circuit” in claims) 9
And 16 digital power amplifiers 10 for generating a large-amplitude carrier from the power supply voltage of the power supply circuit 6 and the carrier from the oscillation circuit 8, and the analog power output of the analog power amplifier 7 and the digital power amplifier 10 A synthesizing circuit 11 for synthesizing the digital power output and supplying it to the antenna system as a broadcaster output.
【0014】次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【0015】プログラム音声信号は、A/D変換回路1
により16ビットのディジタル音声信号に変換された
後、ラッチ回路2によりLSB側12ビットとMSB側
4ビットに分けてラッチされる。The program audio signal is supplied to an A / D conversion circuit 1
After that, the digital audio signal is converted into a 16-bit digital audio signal, and is then latched by the latch circuit 2 by being divided into 12 bits on the LSB side and 4 bits on the MSB side.
【0016】LSB側12ビットには、細かな音声情報
が含まれるので、D/A変換回路3により再びアナログ
音声信号に戻される。このアナログ音声信号は、励振回
路4により増幅された後、変調回路5に供給される。Since the 12 bits on the LSB side contain detailed audio information, the D / A conversion circuit 3 returns the analog audio signal again. This analog audio signal is supplied to the modulation circuit 5 after being amplified by the excitation circuit 4.
【0017】変調回路5は、入力したアナログ音声信号
を用いて電源回路6から供給される一定の電源電圧を変
化させることによって大振幅音声信号電圧を生成する。
この大振幅音声信号電圧は、アナログ用電力増幅器7に
より、発振器8から供給される搬送波を振幅変調して大
振幅搬送波を得る。The modulation circuit 5 generates a large amplitude audio signal voltage by changing a constant power supply voltage supplied from the power supply circuit 6 using the input analog audio signal.
The large-amplitude audio signal voltage is amplitude-modulated by the analog power amplifier 7 on the carrier supplied from the oscillator 8 to obtain a large-amplitude carrier.
【0018】一方、MSB側の4ビットディジタル信号
は、ゲート回路9に供給され、内蔵するROMをアクセ
スしてディジタル用電力増幅器10をオン/オフ制御す
る制御信号に変換される。On the other hand, the 4-bit digital signal on the MSB side is supplied to a gate circuit 9 and converted into a control signal for accessing a built-in ROM to control on / off of a digital power amplifier 10.
【0019】各ディジタル用電力増幅器10(101,
102,…,116)は、ゲート回路9から供給される
制御信号の内、オン信号を受けると発振回路8から供給
される搬送波と電源回路6から供給される電源電圧を用
いて各電力増幅器毎に定めた一定振幅の大振幅搬送波を
それぞれ出力する。Each digital power amplifier 10 (101, 101,
102,..., 116) are provided for each power amplifier by using a carrier wave supplied from the oscillation circuit 8 and a power supply voltage supplied from the power supply circuit 6 when an ON signal is received from the control signals supplied from the gate circuit 9. And outputs a large-amplitude carrier having a constant amplitude determined in the above.
【0020】上述のようにして生成されたアナログ用電
力増幅器7の出力とディジタル用電力増幅器10からの
複数の出力は合成回路11により合成され、所定の放送
機出力となってアンテナ系に出力される。The output of the analog power amplifier 7 and the plurality of outputs from the digital power amplifier 10 generated as described above are combined by a combining circuit 11 and output as a predetermined broadcast output to an antenna system. You.
【0021】このように本実施例によれば、電力増幅器
をアナログ用に1個、ディジタル用に16個あればよ
く、従来に比べ全体で約1/3に減らすことができる。
これに伴い、ディジタル用電力増幅器10の制御信号を
生成するゲート回路9の構成も電力増幅器の数の低減に
対応し大幅に簡素化できる。また、従来は例えば7種類
程度必要であった電源電圧も1種類でよく、電源回路6
の装置構成を大幅に簡素化することができる。As described above, according to the present embodiment, it is sufficient to use one power amplifier for analog and 16 power amplifiers for digital, which can be reduced to about 1/3 as compared with the conventional case.
Accordingly, the configuration of the gate circuit 9 that generates the control signal for the digital power amplifier 10 can be greatly simplified in response to the reduction in the number of power amplifiers. In addition, only one type of power supply voltage, for example, which was conventionally required about seven types, may be used.
Can be greatly simplified.
【0022】さらに、従来のディジタル変調方式では、
量子化ひずみを改善するために量子化ビット数を増やす
と、それに応じて電力増幅器の数および電源回路の種類
も増えて装置構成が大きなものとなってしまうが、本実
施例によれば、量子化ビット数を増加させた場合、その
増加分だけLSB側のビット数を増やすことにより、装
置規模を増大させることなく量子化ひずみを改善するこ
とができる。Further, in the conventional digital modulation method,
When the number of quantization bits is increased in order to improve the quantization distortion, the number of power amplifiers and the type of power supply circuit are correspondingly increased, resulting in a large device configuration. When the number of quantization bits is increased, the quantization distortion can be improved without increasing the device scale by increasing the number of bits on the LSB side by the increase.
【0023】なお、本実施例では、出力1kWの全固体
化中波ラジオ送信機に適用した例を示したが、本発明は
これに限られず、出力100W級の小電力放送機から出
力100kW以上の大電力放送機まで幅広く適用できる
ものである。In this embodiment, an example in which the present invention is applied to an all-solid-state medium-wave radio transmitter having an output of 1 kW has been described. However, the present invention is not limited to this. It can be widely applied to high power broadcasters.
【0024】従って、本発明が適用された全固体化中波
ラジオ送信機は、現在普及しているPWM変調方式の全
固体化中波ラジオ送信機に比べて特性劣化を生じること
なく装置構成を簡単にすることができるので、今後広く
普及するものと予想される。Therefore, the all-solid-state medium-wave radio transmitter to which the present invention is applied has a device configuration that does not cause characteristic deterioration as compared with the PWM solid-state medium-wave radio transmitter currently in widespread use. Because it can be simplified, it is expected that it will spread widely in the future.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来に比べ、電力増幅器の数および電源回路の種類を低減
することができるとともに、量子化雑音による特性劣化
も改善することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the number of power amplifiers and the types of power supply circuits as compared with the prior art, and also to improve the characteristic deterioration due to quantization noise.
【図1】本発明方式が適用された全固体化中波ラジオ送
信機の一実施例構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an all-solid-state medium-wave radio transmitter to which the method of the present invention is applied.
【図2】変調度とS/Nおよびひずみ率の関係を示す説
明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a modulation factor, S / N, and a distortion factor.
1 A/D変換回路 2 ラッチ回路 3 D/A変換回路 4 励振回路 5 変調回路 6 電源回路 7 アナログ用電力増幅器 8 発振回路 9 ゲート回路 10 ディジタル用電力増幅器 11 合成回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 A / D conversion circuit 2 Latch circuit 3 D / A conversion circuit 4 Excitation circuit 5 Modulation circuit 6 Power supply circuit 7 Analog power amplifier 8 Oscillation circuit 9 Gate circuit 10 Digital power amplifier 11 Synthesis circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若井 一顕 埼玉県南埼玉郡菖蒲町大字三箇3047番地 の1 日本放送協会 菖蒲久喜ラジオ放 送所内 (72)発明者 溝上 徹 埼玉県南埼玉郡菖蒲町大字三箇3047番地 の1 日本放送協会 菖蒲久喜ラジオ放 送所内 (56)参考文献 特開 平2−308643(JP,A) 特開 平4−54711(JP,A) 特開 平4−321305(JP,A) 特開 平4−297112(JP,A) 特開 平4−257103(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazuaki Wakai 3047 Sanka-machi, Osamu-cho, Minami-Saitama-gun, Saitama, Japan 3047 Sanka 1 Japan Broadcasting Corporation Kiku Shobu Radio Broadcasting Station (56) References JP-A-2-308643 (JP, A) JP-A-4-54711 (JP, A) A) JP-A-4-297112 (JP, A) JP-A-4-257103 (JP, A)
Claims (1)
に変換するA/D変換回路と、 前記ディジタル音声信号のLSB側所定ビットをアナロ
グ音声信号に再変換するD/A変換回路と、 再変換されたアナログ音声信号に基づいて、供給された
搬送波を振幅変調するアナログ用高周波電力増幅器と、 前記ディジタル音声信号の前記LSB側所定ビット以外
のMSB側ビットを使用して、複数のディジタル用高周
波電力増幅器をオン/オフ制御するための制御信号を生
成する制御信号生成回路と、 前記アナログ用高周波電力増幅器の振幅変調出力と複数
のディジタル用高周波電力増幅器の高周波出力とを合成
する合成回路と、 を具備することを特徴とする振幅変調方式。An A / D conversion circuit for converting an analog audio signal into a digital audio signal; a D / A conversion circuit for converting a predetermined LSB side bit of the digital audio signal into an analog audio signal; An analog high-frequency power amplifier that amplitude-modulates a supplied carrier based on an analog audio signal, and a plurality of digital high-frequency power amplifiers using MSB-side bits other than the LSB-side predetermined bits of the digital audio signal. A control signal generation circuit for generating a control signal for on / off control; and a synthesis circuit for synthesizing an amplitude modulation output of the analog high-frequency power amplifier and high-frequency outputs of a plurality of digital high-frequency power amplifiers. An amplitude modulation method characterized in that:
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