JP3570843B2

JP3570843B2 - 位相変調器

Info

Publication number: JP3570843B2
Application number: JP06768497A
Authority: JP
Inventors: 誠西川
Original assignee: 日本電気エンジニアリング株式会社
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: US6014065A; JPH10271175A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は位相変調器に関し、特に送信すべきｎ本のデジタルデータ列を２^ｎの多相位相変調をなす位相変調器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図７を用いて、４相位相変調器を例にとって説明する。送信されるデータＱ２０１，データＩ２０２は夫々リタイミング回路１，２において、タイミング信号２０５を用いてリタイミングされる。リタイミング回路出力信号１０１，１０２は、変調／無変調切替え信号２０３によって、無変調時はＡＬＬ“１”またはＡＬＬ“０”に固定される。
【０００３】
リタイミング回路出力信号１０１，１０２は、夫々帯域通過フィルタ（ディジタルフィルタ）３，４にて帯域制限され、帯域制限フィルタ出力１０３，１０４はＤ／Ａ変換器５，６にて、アナログ電圧の信号１０５，１０６に変換される。Ｄ／Ａ変換出力１０５，１０６は更に低域通過瀘波回路７，８によってサンプリング信号を除去された信号１０７，１０８となる。低域通過瀘波回路出力信号１０７，１０８はその後差動増幅器９，１０で出力信号１０９，１１０が２相位相変調回路１１，１２の入力電圧となる様に電圧Ｖ９，Ｖ１０と差分され増幅される。
【０００４】
局部信号２０４は、９０゜シフタ１３により、互いに９０゜の位相差を持った信号１１３，１１３´となる。送信信号１１１，１１２によって局部信号は夫々、２相位相変調器１１，１２によって０−π位相変調された後、合成器１４によって合成されて４相位相変調波１１４となる。
【０００５】
この時、Ｖ９，Ｖ１０は、４相位相変調器の出力の信号配置が図４に示す配置となる様に、調整・設定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図７の従来例においては、振幅−位相特性調整後、差動増幅器９，１０のオフセット及び利得変化、９０゜シフタ１３の位相ずれや、温度変化等の外部要因に起因する直交調整のずれを生じるという欠点がある。
【０００７】
そこで本発明は、初期調整後、装置稼働中に発生した位相振幅及び直交特性のずれを常時補正調整可能とした位相変調器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、第１及び第２のデータ信号列の各々を帯域制限する帯域制限手段と、この帯域制限後の信号列の各々をアナログ変換するアナログ変換手段と、このアナログ信号列の各々を入力とする低域通過瀘波手段と、この低域通過瀘波手段の各出力の振幅設定及びオフセット設定をなす差動増幅手段と、搬送波を９０度移相して互いに９０度位相差を有する一対の搬送波信号を生成する移相手段と、前記差動増幅手段の各出力を前記一対の搬送波信号の各々にて夫々位相変調する位相変調手段とを含む位相変調器であって、前記差動増幅手段の各出力を積分する積分手段と、この積分出力の各々に応じた信号と第１の温度補正用信号とを夫々加算してこれ等加算結果に応じて前記差動増幅手段のオフセット電圧を制御するオフセット電圧制御手段と、前記位相変調手段の各入力を積分する積分手段と、この積分出力の各々に応じた信号と第２の温度補正用信号とを夫々加算してこれ等加算結果に応じて前記差動増幅手段の出力の振幅を制御する振幅制御手段と、前記一対の搬送波信号を乗算する乗算手段と、前記搬送波の周波数に応じた電圧を生成する手段と、この電圧と前記乗算手段の出力と第３の温度補正用信号とに応じて前記移相手段の移相制御をなす移相制御手段とを含むことを特徴とする位相変調器が得られる。
【０００９】
そして、前記第１〜第３の温度補正用信号を発生するために、温度を検出してこの温度に応じた検出電圧を生成する手段と、この検出電圧を前記第１〜第３の温度補正用信号とするために極性及び利得を調整する手段とを有することを特徴とし、また、前記オフセット電圧制御手段、前記振幅制御手段及び前記移相制御手段の各々は、入力信号を無変調波として出力する場合にこれ等各制御電圧を予め設定された一定電圧に夫々固定する固定手段を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の作用を述べる。まず、データ信号列のＤ／Ａ変換後のアナログ信号を帯域制限した後差動増幅する差動増幅器のオフセット電圧の調整のために、差動増幅出力を積分してこの積分出力に応じた電圧に対して第１の温度補正用信号を加算してこの加算出力により差動増幅器のオフセット電圧制御を行う。
【００１１】
また、位相変調回路の入力を整流積分してこの積分出力に応じた電圧に対して第２の温度補正用信号を加算し、この加算出力により位相変調回路の入力振幅制御を行う。更に、互いに９０度位相差を有する一対の搬送波信号の乗算を行い、この乗算出力により両信号の位相誤差を検出し、この位相誤差と、搬送周波数に応じた電圧と、第３の温度補正用信号とにより搬送周波数移相器の移相量制御を行う。こうすることで、差動増幅器のオフセット電圧、位相変調回路の入力振幅、搬送波移相器の移相量の各温度変動が自動補正される。
【００１２】
【発明の属する技術分野】
以下に図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施例のブロック図であり、図７と同等部分は同一符号にて示しており、本実施例においても、図７の場合と同様に、４相位相変調器について示す。
【００１４】
送信されるデータＱ２０１，データＩ２０２は夫々リタイミング回路１，２において、タイミング信号２０５を用いてリタイミングされる。リタイミング回路出力１０１，１０２は、変調／無変調切替え信号２０３によって、無変調時はＡＬＬ“１”またはＡＬＬ“０”に固定される。
【００１５】
リタイミング回路出力信号１０１，１０２は、夫々帯域通過フィルタ（ディジタルフィルタ）３，４にて帯域制限され、帯域制限フィルタ出力１０３，１０４はＤ／Ａ変換器５，６にて、アナログ電圧の信号１０５，１０６に変換される。Ｄ／Ａ変換出力１０５，１０６は更に低域通過瀘波回路７，８によってサンプリング信号を除去された信号１０７，１０８となる。
【００１６】
低域通過瀘波回路出力信号１０７，１０８は、その後差動増幅器９，１０で差動増幅器出力信号１０９，１１０が２相位相変調器１１，１２の入力電圧となる様に制御電圧１２３，１２４と差分されて増幅される。この差動増幅器出力１０９，１１０は積分回路１７，１８で積分され、積分回路出力１１７，１１８は差動増幅回路３１，３２によってＶ３，Ｖ４と差分され増幅される。
【００１７】
差動増幅回路出力１３１，１３２は切替え器２７，２８を通る。切替え器出力１２７，１２８は加算器２３，２４で温度補正電圧▲１▼，▲２▼と加算され差動増幅器９，１０のオフセット制御信号１２３，１２４となる。差動増幅器出力１０９，１１０は４相位相変調出力における４つの信号配置を満足させ、その特性を維持する様に制御される。
【００１８】
差動増幅器出力１０９，１１０は、可変減衰器１５，１６によりレベル調整される。可変減衰器出力１１５，１１６は、全波整流回路１９，２０によって全波整流１１９，１２０された後、積分回路２１によって積分され（１２１，１２２）、差動増幅回路３３，３４によって、Ｖ７，Ｖ８と差分され増幅される。
【００１９】
差動増幅回路出力１３１，１３２は、切替え器２９，３０を通る。切替え器出力１３１，１３２は加算器２５，２６で温度補正電圧▲３▼，▲４▼と加算され可変減衰器１５，１６の減衰量制御信号１２５，１２６となる。可変減衰器出力１５，１６は４相位相変調出力における４つの信号を満足させ、その特性を維持する様に制御される。
【００２０】
図５に、送信データの波形例を示す。図５（１）はランダムな送信データ信号の一例を、（２），（３）は送信データ信号がａｌｌ“１”とａｌｌ“０”に固定された場合を夫々示す。
【００２１】
積分回路１７，１８及び全波整流回路１９，２０に入力された場合、図５（１）の様なランダムな送信データ信号が入力された場合と、図５（２），（３）に示す様な送信データ信号がａｌｌ“１”またはａｌｌ“０”に固定された場合で、積分回路出力１１７，１１８及び全波整流回路出力１１９，１２０に相違が表れる。
【００２２】
この場合、その電圧値の差によるオフセット制御信号１２３，１２４、可変減衰器制御信号１２５，１２６への影響を防ぐために、各制御電圧を、夫々切替え器２７，２８，２９，３０を変調／無変調切替え信号２０３によって切替え、４相位相変調出力における４つの信号配置を満足させ、その特性が送信データ信号の種類等によって変化しない様な固定の電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ５，Ｖ６に固定する。これにより、変調／無変調時の特性変動を防ぐことができ、４相位相変調出力における４つの信号配置を満足するだけでなく、その時の出力レベルの差も補正できる。
【００２３】
局部信号２０４であるＳｉｎ ωｔを分岐器５６によって２分岐した一方の信号１５６´を、信号１５６とπ／２位相差を持つＣｏｓ ωｔ信号とするため、電圧制御π／２位相シフタ３５に入力する。電圧制御π／２位相シフタ３５の出力信号１３５であるＣｏｓ（ωｔ＋Δ）は、信号１５６であるＳｉｎ ωｔと乗算器５５によって乗算される。乗算器５５の出力信号１５５である１／２｛Ｓｉｎ（２ωｔ＋Δ）＋Ｓｉｎ（−Δ）｝は、低域通過瀘波器（ＬＰＦ）３６によってＳｉｎ（２ωｔ＋Δ）を除去され信号１３８であるＳｉｎ（−Δ）となり、差動増幅回路３９の一方の入力端子に入力される。
【００２４】
差動増幅回路３９は他方の入力端子に入力される加算器３８からの出力１３８と低域通過瀘波器３６からの信号１３６との差を増幅し、電圧制御π／２位相シフタ３５の制御電圧１３９として出力する。電圧制御π／２位相シフタ制御電圧１３８は、Ｆ−Ｖ（周波数−電圧）変換回路３７の出力電圧１３７と、温度保正電圧▲５▼及び基準電圧Ｖ１１を加算器３８によって加算して作られる。
【００２５】
この電圧制御π／２位相シフタ制御電圧１３９は乗算器５５等の周波数、温度等による温度差を吸収する。信号１３６と加算器出力１３８とが等しくなる（Δが０に近くなる）様に制御電圧１３９によって、電圧制御π／２位相シフタ３５の位相シフト量（移相量）は制御される。図２に電圧制御キャパシタを用いた電圧制御π／２位相シフタ３５の一例を示す。ここであげた電圧制御π／２位相シフタは、固定位相シフタ回路５３と電圧制御キャパシタ５４と、制御電圧の信号への影響を防止するコンデンサ５３とを用いた位相補正回路とからなる。
【００２６】
信号１１３´であるＳｉｎ ωｔは、出力がＣｏｓ（ωｔ−φ）となる様な固定シフト回路５３を通った後、制御電圧キャパシタ５４により出力がＣｏｓ ωｔとなる様に位相シフトされる。制御電圧１３９は、出力がＣｏｓ ωｔとなる様に制御電圧キャパシタ５４を制御する。
【００２７】
温度−電圧変換回路４０では、温度変化を検出して回路４０の出力電圧１４０を変化させる。図３にその例を示す如く、出力電圧１４０は、自動利得制御回路、自動オフセット制御回路、電圧制御π／２位相シフタ用に夫々極性決定回路４２〜４６でその制御極性が決定され、出力１４２〜１４６はその制御幅を増幅回路４７〜５１で決定され温度補正電圧▲１▼〜▲５▼となる。尚、５５〜５９は増幅回路４７〜５１の利得を決定する帰還回路である。
【００２８】
本回路は、Ｖ３，Ｖ４，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ１１によって初期調整で４相位相変調出力における４つの信号配置を満足するように調整され、その後はその特性を維持する様に自動で制御する。
【００２９】
本発明では、４相時の位相変調方式の場合を例にとって説明したが、ｎ相になった場合でも有効であることはいうまでもない。ｎ＝８の時の一例を図６に示す。
【００３０】
図６において、図１に示したデータＱ２０１とデータＩ２０２との４相位相変調器１００の出力１１４を、分岐器７８で２分岐し、その一つをπ／２位相シフタ７９で９０°移相して、２相位相変調器６７の一入力としている。
【００３１】
この変調器６７の他入力には、データＲ２０５が印加されるが、データＲ２０５はリタイミング回路６１，帯域制限フィルタ６２，Ｄ／Ａ変換器６３，低域通過フィルタ６４，差動増幅器６５，可変減衰器６６を介して２相位相変調器６７へ入力される。
【００３２】
差動増幅器６５のオフセット電圧制御用として、積分回路６９，差動増幅回路７０，切替え器７１，加算器７２が設けられており、温度補正電圧▲６▼が加算器７２にて加えられ、温度補正がなされる。Ｖ９，Ｖ１０は固定電圧である。
【００３３】
可変減衰量６６の出力振幅制御用として、全波整流回路７３，積分回路７４，差動増幅回路７５，切替え回路７６，加算器７７が設けられており、温度補正電圧▲７▼が加算器７７にて加えられて、温度補正がなされる。Ｖ１２，Ｖ１３は固定電圧である。
【００３４】
電圧制御π／２位相シフタ７９の位相誤差制御用として、Ｆ／Ｖ変換器８０，乗算器８１，低域通過フィルタ８２，差動増幅回路８３，加算器８４が設けられており、温度補正用電圧▲８▼が加算器８４にて印加され、温度補正がなされる。２相位相変調器６７の出力は合成器６８にて分岐器７８の分岐出力であるブロック１００の出力と合成されて、８相位相変調波として出力される。
【００３５】
尚、温度補正用電圧（信号）▲６▼〜▲８▼は、図１の信号▲１▼〜▲５▼と同じく、補償極性利得調整回路４１により生成される様になっている。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、振幅−位相特性初期調整後に差動増幅器のオフセットや利得変化、９０°シフタの位相ずれや、温度変化等の外部要因に起因する直交調整のずれを、装置動作中に常に自動補正し、位相変調出力におけるｎ個の信号配置及び直交特性を保持することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】図１の位相シフタ３５の例を示す図である。
【図３】図１の補償極性，利得調整回路の例を示す図である。
【図４】４相位相変調波の信号配置図である。
【図５】送信データ波形例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例のブロック図である。
【図７】従来の位相変調器のブロック図である。
【符号の説明】
１，２，６１リタイミング回路
３，４，６２帯域制限フィルタ
５，６，６３Ｄ／Ａ変換器
７，８，３６，６４，８２低域通過フィルタ
９，１０，６５差動増幅器
１１，１２，６７２相位相変調器
１４，６８合成器
１７，１８，２１，
２２，６９，７４積分回路
１９，２０，７３全波整流回路
２３〜２６，３８，７２，
７３，８４加算器
２７〜３０，７１，７６切替え器
３１〜３４，３９，７０，
７５，８３差動増幅回路
３５，７９電圧制御π／２位相シフタ
３７，８０Ｆ／Ｖ変換器
４０温度検出器
４１補償極性利得調整回路
５６，７８分岐器

Claims

第１及び第２のデータ信号列の各々を帯域制限する帯域制限手段と、この帯域制限後の信号列の各々をアナログ変換するアナログ変換手段と、このアナログ信号列の各々を入力とする低域通過瀘波手段と、この低域通過瀘波手段の各出力の振幅設定及びオフセット設定をなす差動増幅手段と、搬送波を９０度移相して互いに９０度位相差を有する一対の搬送波信号を生成する移相手段と、前記差動増幅手段の各出力を前記一対の搬送波信号の各々にて夫々位相変調する位相変調手段とを含む位相変調器であって、
前記差動増幅手段の各出力を積分する積分手段と、
この積分出力の各々に応じた信号と第１の温度補正用信号とを夫々加算してこれ等加算結果に応じて前記差動増幅手段のオフセット電圧を制御するオフセット電圧制御手段と、
前記位相変調手段の各入力を積分する積分手段と、
この積分出力の各々に応じた信号と第２の温度補正用信号とを夫々加算してこれ等加算結果に応じて前記差動増幅手段の出力の振幅を制御する振幅制御手段と、
前記一対の搬送波信号を乗算する乗算手段と、
前記搬送波の周波数に応じた電圧を生成する手段と、
この電圧と前記乗算手段の出力と第３の温度補正用信号とに応じて前記移相手段の移相制御をなす移相制御手段と、
を含むことを特徴とする位相変調器。
前記第１〜第３の温度補正用信号を発生するために、温度を検出してこの温度に応じた検出電圧を生成する手段と、この検出電圧を前記第１〜第３の温度補正用信号とするために極性及び利得を調整する手段とを有することを特徴とする請求項１記載の位相変調器。
前記オフセット電圧制御手段、前記振幅制御手段及び前記移相制御手段の各々は、入力信号を無変調波として出力する場合にこれ等各制御電圧を予め設定された一定電圧に夫々固定する固定手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の位相変調器。