JP3541345B2 - Amplitude / phase measurement system and amplitude / phase measurement method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は振幅位相測定システム及び振幅位相測定方法に関し、特に直交変調器の直交調整を行う振幅位相測定システム及び振幅位相測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調(4相位相推移変調)等のディジタル変調方式においては、互いに直交したローカル信号を、ベースバンド信号で変調する直交変調器が用いられる。このQPSK変調においては、例えば図2に示されているように、Iチャンネル及びQチャンネルの2列のベースバンド信号がミキサ1a及び1bに入力され、このベースバンド信号で、cos(2πft)及びsin(2πft)の互いに直交したローカル周波数が変調される。そして、各変調信号は合成器2で合成され、この合成信号がQPSK変調信号として出力される。ここでfはローカル周波数、tは時間である。なお、特開平6−350658号公報にも同様な直交変調器が記載されている。
【0003】
このQPSK変調波は、図3に示されているように、位相平面上で90[deg]間隔で等しい振幅を持つ4つの信号点A,B,C,Dを持っている。すなわち、図3中の原点Oから各信号点までの距離は同一であり、線分AOと線分BO、線分BOと線分DO、線分DOと線分CO、線分COと線分AOの各角度は夫々90[deg]である。
【0004】
しかしながら実際には、ローカル信号の直交偏差とベースバンド信号の振幅偏差等によって、信号点間の位相角度と振幅値にばらつきが発生する。このため、ばらつきが装置の性能上必要な許容値内になるよう、変調器の製造時に、変調振幅・位相量の測定及び調整を行う必要がある。通常、QPSK変調の振幅位相量の測定は、ローカル信号の振幅及び位相を基準値として、変調器から出力される4つの信号点間の相対的な振幅値及び位相量を、測定することによって行われる。この測定には、ネットワークアナライザ等の振幅位相測定器が用いられる。
【0005】
ここで、従来のダブルコンバージョン方式の変調器についての振幅値及び位相量の測定システムについて図4を参照して説明する。
【0006】
同図には、変調器5−1,切替スイッチ5−2,ミキサ5−3並びにシンセサイザ(SYNTH)10及び11が実装された変調回路基板5が示されている。この基板5上の変調器5−1は、入力されるベースバンド信号BB−I及びBB−Qでシンセサイザ10からのローカル信号の変調を行うものである。また、ミキサ5−3は、シンセサイザ11からのローカル信号を用いて、変調器5−1出力の周波数変換を行うものである。このミキサ5−3の出力は、出力端子9から導出される。出力端子8及び12は後述する振幅及び位相の調整のために用いる測定用の端子である。
【0007】
この変調回路基板5についてのPSK変調波の振幅及び位相の調整は、以下のように行われる。すなわち、切替スイッチ5−2を切替えて変調器5−1の変調出力を出力端子8から導出する。また、シンセサイザ10からのローカル信号を出力端子12から導出する。そして、出力端子12から導出されるローカル信号を基準として、本来の出力端子9から導出される信号の各信号点における変調器5−1の変調出力の位相及び振幅量をネツトワークアナライザ7で測定する。この測定結果に基づいて、各信号点が上述した図3の関係になるように調整するのである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のPSK変調波の振幅及び位相の測定及び調整を行う場合、測定及び調整以外には必要のない切替スイッチ5−2を予め基板上に用意しておく必要があり、この余剰回路がコストアップ及び回路規模の増加を引起こすという欠点がある。
【0009】
また、変調器の出力をミキサで周波数変換するダブルコンバージョン方式の変調回路基板において、変調器の出力のみが測定対象となり、本来の出力端子からの出力を測定対象にすることができず、直交変調波の直交状態を確認できないという欠点がある。
【0010】
本発明は上述した従来技術の欠点を解決するためになされたものであり、その目的は直交変調波の測定及び調整を容易に行うことができ、また基板上に実装される余分な回路を極力減らすことのできる振幅位相測定システム及び振幅位相測定方法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明による振幅位相測定システムは、第1のローカル信号をベースバンド信号で変調する直交変調手段を含み、第2のローカル信号を用いて前記変調手段の変調出力の周波数を変換し変調出力として送出する変調装置についての振幅及び位相を測定する振幅位相測定システムであって、前記第2のローカル信号を用いて前記第1のローカル信号の周波数を変換する周波数変換器と、この変換出力を基準として前記変調装置の変調出力についての振幅及び位相を測定する測定器とを含むことを特徴とする。
【0012】
本発明による振幅位相測定方法は、第1のローカル信号をベースバンド信号で変調する直交変調手段を含み、第2のローカル信号を用いて前記変調手段の変調出力の周波数を変換し変調出力として送出する変調装置についての振幅及び位相を測定する振幅位相測定方法であって、前記第2のローカル信号を用いて前記第1のローカル信号の周波数を変換するステップと、この変換出力を基準として前記変調装置の変調出力についての振幅及び位相を測定するステップとを含むことを特徴とする。
【0013】
要するに本システムでは、ダブルコンバージョン方式の直交変調回路において、各ローカル信号発生器のモニタ出力を外部ミキサにて周波数変換し、振幅位相測定器で外部ミキサの出力を基準信号として変調器出力の変調振幅及び変調位相を測定しているのである。また、ダブルコンバージョン方式の直交変調回路において、シンセサイザのモニタ出力を外部ミキサにて周波数変換した後、不要波を除去するためのフィルタ回路でフィルタリングを行い、フィルタ回路出力を基準信号として、変調振幅及び変調位相を測定しているのである。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図においては、他の図と同等部分には同一符号が付されている。
【0015】
図1は本発明による振幅位相測定システム及び振幅位相測定方法の実施の一形態を示すブロック図である。同図において、図4と同等部分は同一符号により示されており、その部分の詳細な説明は省略する。
【0016】
同図に示されているように、本システムにおいては、シンセサイザ10からのローカル信号をモニタ端子12から導出し、またシンセサイザ11からのローカル信号をモニタ端子13から導出する。そして、基板5とは別に用意した治具基板6に実装されているミキサ6−1において、モニタ端子13から導出されるローカル信号を用いて、モニタ端子12から導出されるローカル信号の周波数の変換を行う。この変換出力を基準信号とし、本来の出力端子9から導出される被測定信号の各信号点における変調器5−1の変調出力の位相及び振幅量をネットワークアナライザ7で測定する。この測定結果に基づいて、各信号点が上述した図3の関係になるように調整するのである。
【0017】
ここで、本システムにおいては、バンドパスフィルタ(BPF)6−2でミキサ6−1の出力から不要波を除去した後、基準信号としてネットワークアナライザ7に入力している。
【0018】
モニタ端子12から導出されるローカル信号の周波数をf1=813[MHz]とし、モニタ端子13から導出されるローカル信号の周波数をf2=953[MHz]とする。すると、ミキサ6−1から出力されてバンドパスフィルタ6−2に入力される信号は、f2−f1=140[MHz]、2*f1−f2=673[MHz]、2*f2−f1=1093[MHz]等、多くの周波数成分を含んでいる。
【0019】
そこで、基板5の出力端子9から出力される信号の周波数は140[MHz]なので、140[MHz]のローカル信号を抽出するために通過帯域の中心周波数が140[MHz]で、他のスプリアスが通過帯域に入らない程度の通過帯域幅を有するバンドパスフィルタ6−2を用いる。このバンドパスフィルタ6−2を通過した外部ミキサの出力である140[MHz]のローカル信号は、変調器の出力周波数と同一周波数となる。よって、ネットワークアナライザ7には、この140[MHz]のローカル信号を基準信号として入力し、この基準信号を変調回路基板5の出力端子9から出力されるPSK変調波と比較することにより、位相及び振幅値を測定・調整することができるのである。
【0020】
以上のように、ローカル信号をモニタ端子から導出して基準信号として用いるので、変調器の最終出力を用いて直交変調出力の位相及び振幅値を測定・調整することができるのである。また、基板5において、直交調整専用の切替スイッチ等の余分な回路を除去して回路規模を最小にすることができるのである。
【0021】
また、本システムにおいては、第1のローカル信号をベースバンド信号で変調する直交変調手段を含み、第2のローカル信号を用いて前記変調手段の変調出力の周波数を変換し変調出力として送出する変調装置についての振幅及び位相を測定する振幅位相測定方法を行っているのであり、その方法においては、
前記第2のローカル信号を用いて前記第1のローカル信号の周波数を変換し、この変換出力を基準として前記変調装置の変調出力についての振幅及び位相を測定するようにしているのである。
【0022】
請求項の記載に関連して本発明は更に次の態様をとりうる。
【0023】
(1)前記変調器及び前記測定器は、前記変調装置の外部に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の振幅位相測定システム。
【0024】
(2)前記変調器及び前記測定器は、前記変調装置の外部に設けられていることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の振幅位相測定方法。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ローカル信号をモニタ端子から導出して基準信号として用いることにより、変調器の最終出力を用いて直交変調出力の位相及び振幅値を測定・調整し、直交変調波の直交状態を確認できるという効果がある。また、直交調整専用の切替スイッチ等の余分な回路を除去して回路規模を最小にすることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による振幅位相測定システムの構成を示すブロック図である。
【図2】一般的なQPSK変調器の構成を示すブロック図である。
【図3】QPSK変調波の位相関係を示す図である。
【図4】従来の振幅位相測定システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
5 変調回路基板
5−1 変調器
5−2 切替スイッチ
5−3,6−1 ミキサ
6 治具基板
6−2 バンドパスフィルタ
7 ネットワークアナライザ
9 出力端子
10,11 シンセサイザ
12,13 モニタ端子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an amplitude / phase measurement system and an amplitude / phase measurement method, and more particularly to an amplitude / phase measurement system and an amplitude / phase measurement method for performing quadrature adjustment of a quadrature modulator.
[0002]
[Prior art]
In general, in a digital modulation method such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulation (four-phase shift keying), a quadrature modulator that modulates mutually orthogonal local signals with a baseband signal is used. In this QPSK modulation, for example, as shown in FIG. 2, two columns of baseband signals of an I channel and a Q channel are input to
[0003]
As shown in FIG. 3, this QPSK modulated wave has four signal points A, B, C, and D having the same amplitude at intervals of 90 [deg] on the phase plane. That is, the distance from the origin O to each signal point in FIG. 3 is the same, and the line segment AO and the line segment BO, the line segment BO and the line segment DO, the line segment DO and the line segment CO, and the line segment CO and the line segment Each angle of AO is 90 [deg].
[0004]
However, in practice, the phase angle between signal points and the amplitude value vary due to the quadrature deviation of the local signal and the amplitude deviation of the baseband signal. For this reason, it is necessary to measure and adjust the modulation amplitude and phase amount at the time of manufacturing the modulator so that the variation falls within the tolerance required for the performance of the device. Usually, the measurement of the amplitude and phase amount of QPSK modulation is performed by measuring the relative amplitude value and phase amount between four signal points output from the modulator using the amplitude and phase of the local signal as reference values. Is For this measurement, an amplitude and phase measurement device such as a network analyzer is used.
[0005]
Here, a description will be given of an amplitude value and phase amount measurement system for a conventional double conversion type modulator with reference to FIG.
[0006]
FIG. 1 shows a
[0007]
The adjustment of the amplitude and phase of the PSK modulation wave for the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When measuring and adjusting the amplitude and phase of the above-described conventional PSK modulated wave, it is necessary to prepare a changeover switch 5-2 that is not necessary except for the measurement and adjustment on the substrate in advance. There is a disadvantage that the cost is increased and the circuit size is increased.
[0009]
In addition, in a double conversion type modulation circuit board in which the output of the modulator is frequency-converted by a mixer, only the output of the modulator is measured, and the output from the original output terminal cannot be measured. There is a disadvantage that the orthogonal state of the waves cannot be confirmed.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and its object is to make it possible to easily measure and adjust a quadrature modulated wave and to minimize extra circuits mounted on a substrate. It is an object of the present invention to provide an amplitude and phase measurement system and an amplitude and phase measurement method that can be reduced.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An amplitude and phase measurement system according to the present invention includes quadrature modulation means for modulating a first local signal with a baseband signal, and converts the frequency of the modulation output of the modulation means using a second local signal and sends the result as a modulation output. An amplitude and phase measurement system for measuring an amplitude and a phase of a modulation device that performs the conversion, wherein a frequency converter that converts the frequency of the first local signal using the second local signal, A measuring device for measuring an amplitude and a phase of a modulation output of the modulation device.
[0012]
An amplitude and phase measurement method according to the present invention includes quadrature modulation means for modulating a first local signal with a baseband signal, and converts the frequency of the modulation output of the modulation means using a second local signal, and sends the result as a modulation output. An amplitude and phase measurement method for measuring an amplitude and a phase of a modulation device, wherein the frequency of the first local signal is converted using the second local signal, and the modulation is performed based on the converted output. Measuring the amplitude and phase of the modulated output of the device.
[0013]
In short, in this system, in a double conversion type quadrature modulation circuit, the monitor output of each local signal generator is frequency-converted by an external mixer, and the amplitude and phase measurement device uses the output of the external mixer as the reference signal to modulate the modulation output of the modulator. And the modulation phase. Further, in the double conversion type quadrature modulation circuit, after the monitor output of the synthesizer is frequency-converted by an external mixer, filtering is performed by a filter circuit for removing unnecessary waves, and the modulation amplitude and The modulation phase is being measured.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to in the following description, the same parts as those in the other drawings are denoted by the same reference numerals.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an amplitude / phase measurement system and an amplitude / phase measurement method according to the present invention. 4, the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of those parts will be omitted.
[0016]
As shown in the figure, in the present system, a local signal from the
[0017]
Here, in the present system, an unnecessary wave is removed from the output of the mixer 6-1 by a band-pass filter (BPF) 6-2, and then input to the
[0018]
The frequency of the local signal derived from the
[0019]
Therefore, since the frequency of the signal output from the
[0020]
As described above, since the local signal is derived from the monitor terminal and used as the reference signal, the phase and amplitude values of the quadrature modulation output can be measured and adjusted using the final output of the modulator. In addition, the circuit size can be minimized by removing extra circuits such as a changeover switch dedicated to orthogonal adjustment on the
[0021]
Further, the system includes quadrature modulation means for modulating the first local signal with a baseband signal, and modulates the frequency of the modulation output of the modulation means using the second local signal and sends the modulated output as a modulation output. I am performing an amplitude and phase measurement method to measure the amplitude and phase of the device, and in that method,
The frequency of the first local signal is converted using the second local signal, and the amplitude and phase of the modulation output of the modulation device are measured based on the converted output.
[0022]
The present invention may take the following aspects in connection with the description of the claims.
[0023]
(1) The amplitude and phase measurement system according to any one of
[0024]
(2) The amplitude and phase measurement method according to any one of
[0025]
【The invention's effect】
As described above, the present invention measures and adjusts the phase and amplitude values of the quadrature modulation output using the final output of the modulator by deriving the local signal from the monitor terminal and using the reference signal as the reference signal. Has the effect that the orthogonal state can be confirmed. In addition, there is also an effect that an extra circuit such as a changeover switch dedicated to orthogonality adjustment can be eliminated to minimize the circuit scale.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an amplitude and phase measurement system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a general QPSK modulator.
FIG. 3 is a diagram illustrating a phase relationship between QPSK modulated waves.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional amplitude / phase measurement system.
[Explanation of symbols]
5 Modulation circuit board 5-1 Modulator 5-2 Switch 5-3, 6-1
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