JP3968357B2 - Vector modulation signal generator - Google Patents
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Description
本発明は、搬送波をベースバンド信号で直交変調することによって発生される直交変調信号(ベクトル変調信号)を出力するベクトル変調信号発生装置に関し、特に直交変調信号の出力レベルを高精度に校正できるベクトル変調信号発生装置に関する。 The present invention relates to a vector modulation signal generator for outputting a quadrature modulation signal (vector modulation signal) generated by quadrature modulation of a carrier wave with a baseband signal, and in particular, a vector capable of calibrating the output level of a quadrature modulation signal with high accuracy. The present invention relates to a modulation signal generator.
一般にIF(intermediate frequency)帯、RF(radio frequency)帯の信号発生装置の出力レベルを安定化あるいは校正するためにALC(Automatic Level Control)が用いられる。ベクトル変調信号発生装置の場合、搬送波をベースバンド信号で直交変調して発生させた直交変調信号には包絡線振幅が変動する場合があり、しかもその変動が正弦波状とは限らないために、その直交変調信号に直接ALCを掛けて出力レベルの校正を行なうとすると、その直交変調信号の実効値検波が特にRF帯で難しく、正確な出力レベルの検出が困難である。したがって、従来、校正用信号として、DC(direct current)により搬送波を直交変調してCW(continuous wave)信号を発生させ、このCW信号にALCを掛けて(ALCオン)出力レベルの校正を行なった後に、この校正された状態を保持するようにALCをオフにするとともに、変調信号を校正用信号からベースバンド信号に切り替えて直交変調信号を発生させて、出力レベルの校正された直交変調信号を出力するようにしたベクトル変調信号発生装置があった。(例えば、特許文献1参照)。 Generally, ALC (Automatic Level Control) is used to stabilize or calibrate the output level of a signal generator in IF (intermediate frequency) band and RF (radio frequency) band. In the case of a vector modulation signal generator, the envelope amplitude may fluctuate in a quadrature modulation signal generated by quadrature modulation of a carrier wave with a baseband signal, and the fluctuation is not always sinusoidal. If the output level is calibrated by directly applying ALC to the quadrature modulation signal, effective value detection of the quadrature modulation signal is particularly difficult in the RF band, and it is difficult to accurately detect the output level. Therefore, conventionally, as a calibration signal, a carrier wave is orthogonally modulated by DC (direct current) to generate a CW (continuous wave) signal, and this CW signal is subjected to ALC (ALC on) to calibrate the output level. Later, the ALC is turned off to maintain this calibrated state, and the modulation signal is switched from the calibration signal to the baseband signal to generate a quadrature modulation signal. There has been a vector modulation signal generating device adapted to output. (For example, see Patent Document 1).
この種のベクトル変調信号発生装置の概略構成を図5に示す。ベースバンド信号発生手段1は、このベクトル変調信号発生装置の変調信号(伝送すべきデータ)であるベースバンド信号を発生して第1の切替手段3に出力する。また、校正用信号発生手段2は、このベクトル変調信号発生装置の出力レベルの校正に用いるCW信号を発生させるための、所定のDC電圧でなる校正用信号を発生して第1の切替手段3に出力する。そして、第1の切替手段3は、上記ベースバンド信号と校正用信号とを制御手段10からの切替信号aにしたがって切り替えて直交変調手段4に出力する。直交変調手段4は、第1の切替手段3から入力されるI信号、Q信号としてのベースバンド信号又は校正用信号により、搬送波(IF帯)を直交変調し、IF帯の信号である直交変調信号又はCW信号を発生しレベル可変手段5に出力する。
A schematic configuration of this type of vector modulation signal generator is shown in FIG. The
レベル可変手段5は、直交変調手段4から入力されるIF帯の信号(直交変調信号又はCW信号)のレベル(振幅)を、制御信号にしたがって減衰させてRF回路6へ出力する。RF回路6は、ミキサ、局部発振器、フィルタ、増幅器等(図示しない)で構成されており、レベル可変手段5を介して直交変調手段4から出力されるIF帯の信号を受けてRF帯の信号に変換し出力する。これにより、上述のベースバンド信号が直交変調手段4に入力されているときには、RF帯の直交変調信号がこのベクトル変調信号発生装置の出力信号としてRF回路6から外部に出力される。
The level varying means 5 attenuates the level (amplitude) of the IF band signal (orthogonal modulation signal or CW signal) input from the quadrature modulation means 4 according to the control signal and outputs the attenuated signal to the
検波器7aは、RF回路6から出力されるRF帯の信号の一部を、ALCを掛けるための帰還用の信号として受けて検波し、その検波電圧を比較器7bに出力する。比較器7bは、検波器7aから入力される検波信号と基準電圧発生器7cから入力される基準電圧とを比較し、その誤差信号をループフィルタ7dに出力する。ループフィルタ7dは、ALCループの応答帯域を決めるフィルタであり、比較器7bから入力される誤差信号を帯域制限して、レベル可変手段の制御信号として第2の切替手段9に出力する。基準電圧発生器7cは、制御手段10から入力されるレベル設定信号cで指定される基準電圧を発生し出力する。この基準電圧によって、ALCループによって安定化させる出力レベルが設定される。なお、検波器7a、比較器7b、基準電圧発生器7c及びループフィルタ7dは帰還手段7を構成している。
The
サンプルホールド手段(S/H)8は、ループフィルタ7dすなわち帰還手段7から出力される帰還電圧を、制御手段10から入力される保持信号bにしたがってサンプルホールドした後に、このホールド電圧を第2の切替手段9に出力する。第2の切替手段9は、上記帰還電圧とホールド電圧とを制御手段10からの切替信号aにしたがって切り替えてレベル可変手段5に制御信号として出力する。 The sample hold means (S / H) 8 samples and holds the feedback voltage output from the loop filter 7 d, that is, the feedback means 7 in accordance with the hold signal b input from the control means 10, and then uses this hold voltage as the second voltage. Output to the switching means 9. The second switching means 9 switches the feedback voltage and the hold voltage according to the switching signal a from the control means 10 and outputs it to the level variable means 5 as a control signal.
制御手段10は、上述の校正用信号が直交変調手段4に入力されているときに、上述の帰還電圧をレベル可変手段5に入力してALCループを形成し、上述のベースバンド信号が直交変調手段4に入力されているときに、上述のホールド電圧がレベル可変手段5の制御信号として入力されるように、切替信号aを第1の切替手段3及び第2の切替手段9に出力する。そして、サンプルホールド手段8には、ALCループが形成されて出力レベルが安定化された後の帰還電圧をサンプルホールドしてそのホールド電圧を保持するための保持信号bを出力する。また、基準電圧発生手段7cには、上述の基準電圧を設定するためのレベル設定信号cを出力する。
When the calibration signal is input to the quadrature modulation unit 4, the
このように構成された従来のベクトル変調信号発生装置において、出力レベルすなわちRF回路6から出力されるRF帯の直交変調信号のレベルは、以下の手順で校正される。
(1)校正用信号が直交変調手段4に入力されて、直交変調手段4からCW信号が出力され、かつ、帰還手段の帰還電圧がレベル可変手段5の制御信号として入力されてALCループが形成されるように、切替信号aにより第1の切替手段3及び第2の切替手段9を切り替える。これにより、基準電圧によって設定される出力レベルでRF帯のCW信号の出力レベルの校正が行われる。
In the conventional vector modulation signal generating apparatus configured as described above, the output level, that is, the level of the RF band quadrature modulation signal output from the
(1) A calibration signal is input to the quadrature modulation unit 4, a CW signal is output from the quadrature modulation unit 4, and a feedback voltage of the feedback unit is input as a control signal of the
(2)保持信号bにより、帰還手段の出力信号をサンプルホールドしてその電圧を保持する。これにより、CW信号で校正されたレベル可変手段5の減衰量が維持される。 (2) The output signal of the feedback means is sampled and held by the holding signal b and the voltage is held. Thereby, the attenuation amount of the level varying means 5 calibrated with the CW signal is maintained.
(3)ベースバンド信号が直交変調手段4に入力されて、直交変調手段4から直交変調信号が出力され、かつ、ホールド電圧がレベル可変手段5の制御信号として入力されるように、切替信号aにより第1の切替手段3及び第2の切替手段9を切り替える。これにより、ALCがオフにされるとともに校正された減衰量がレベル可変手段5に設定されて、RF帯の直交変調信号の出力レベルが、基準電圧によって設定されたRF帯のCW信号の出力レベル(上記(1))と同一となり、校正が完了する。なお、直交変調信号の出力レベルをCW信号の出力レベルと一致させるために、予め、直交変調信号を発生させるためのベースバンド信号の振幅(実効値)と、CW信号を発生させるためのDC電圧とを合わせている。
(3) The switching signal a so that the baseband signal is input to the quadrature modulation unit 4, the quadrature modulation signal is output from the quadrature modulation unit 4, and the hold voltage is input as the control signal of the level
しかしながら、このような従来のベクトル変調信号発生装置では、以下のような問題があった。すなわち、校正用信号を直交変調手段に入力して、出力レベル校正用のCW信号を直交変調手段で発生させる際、この校正用信号としてDC電圧を用いているために、搬送波と同じCW信号が出力されることとなる。この結果、直交変調手段が有するキャリアリーク(搬送波の出力側への漏れ)とこのCW信号とは常に一定の位相関係でベクトル合成されて直交変調手段から出力される。そして、直交変調手段から出力されるCW信号(キャリアリークとベクトル合成された信号)を用いてALCを動作させ出力レベルの校正を行うため、このキャリアリークが出力レベルの校正誤差を生じさせる。具体的には、キャリアリークが−40dB、CW信号とキャリアリークが同一位相であったとすると、総電力は振幅加算として求まる(検波器によって検波される)ため、出力レベルの誤差は0.1dBとなる。また、キャリアリークが−30dBの場合には約0.3dBの誤差となる。このように、出力レベル校正用のCW信号を発生するために、DCを直交変調手段に入力した場合に、直交変調手段のキャリアリークによって出力レベルの校正誤差が生じるという問題があった。 However, such a conventional vector modulation signal generator has the following problems. That is, when a calibration signal is input to the quadrature modulation means and a CW signal for output level calibration is generated by the quadrature modulation means, a DC voltage is used as the calibration signal, so that the same CW signal as the carrier wave is generated. Will be output. As a result, the carrier leakage (leakage of the carrier wave to the output side) of the quadrature modulation means and the CW signal are always vector-synthesized with a constant phase relationship and output from the quadrature modulation means. Then, since the ALC is operated by using the CW signal (the signal combined with the carrier leak) output from the quadrature modulation means and the output level is calibrated, the carrier leak causes an output level calibration error. Specifically, if the carrier leak is −40 dB and the CW signal and the carrier leak have the same phase, the total power is obtained as an amplitude addition (detected by the detector), so the output level error is 0.1 dB. Become. Further, when the carrier leak is −30 dB, an error of about 0.3 dB occurs. As described above, when DC is input to the quadrature modulation means in order to generate the CW signal for output level calibration, there is a problem that an output level calibration error occurs due to carrier leak of the quadrature modulation means.
本発明は、これらの課題を解決し、出力レベルを高精度に校正できるベクトル変調信号発生装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to solve these problems and to provide a vector modulation signal generator capable of calibrating the output level with high accuracy.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1のベクトル変調信号発生装置では、ベースバンド信号発生手段(1)と、ベースバンド信号をローカル信号に基づいて直交変調する直交変調手段(4)と、前記直交変調手段からの出力レベルを校正するための校正用信号を出力する校正用信号発生手段(2)と、前記直交変調手段からの出力レベルを変化させて可変された直交変調信号として出力するレベル可変手段(5)と、前記可変された直交変調信号の出力レベルを所定のレベルとするための帰還電圧を発生させ出力する帰還手段(7)と、前記帰還手段(7)から出力される前記帰還電圧をサンプルホールドし、前記レベル可変手段(5)の減衰量を維持するために該サンプルホールドした電圧を出力するサンプルホールド手段(8)とを備え、前記帰還手段(7)の前記帰還電圧を前記レベル可変手段(5)に入力することでALCループを形成するベクトル変調信号発生装置において、前記校正用信号発生手段(2)は、前記校正用信号として、前記直交変調手段に入力されるI信号とQ 信号の振幅が同一で位相差が90度となる複素正弦波信号で、かつ、当該複素正弦波信号の周波数が前記ALCループの応答帯域外の高い周波数である校正用複素正弦波信号を発生する手段を含む複素正弦波信号発生手段(24)であり、前記校正用複素正弦波信号を前記直交変調したときの前記帰還電圧を前記サンプルホールドした電圧により前記出力レベルを校正することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in the vector modulation signal generator according to
また、請求項2のベクトル変調信号発生装置では、ベースバンド信号を発生するベースバンド信号発生手段(1)と、校正のための校正用信号を発生する校正用信号発生手段(2)と、前記ベースバンド信号と前記校正用信号とを切り替えて出力する第1の切替手段(3)と、該第1の切替手段から入力される信号によって搬送波を直交変調して出力する直交変調手段(4)と、該直交変調手段から出力される直交変調信号を受けて、該直交変調信号のレベルを制御信号によって変化させて出力するレベル可変手段(5)と、該レベル可変手段から出力される直交変調信号の一部を受けて、該信号を検波して得られる検波電圧に基づいて、前記レベル可変手段から出力される前記直交変調信号の出力レベルを所定のレベルとするための帰還電圧を発生させ出力する帰還手段(7)と、該帰還手段から出力される前記帰還電圧をサンプルホールドするサンプルホールド手段(8)と、該サンプルホールド手段から出力されるホールド電圧と前記帰還手段から出力される帰還電圧とを切り替えて前記レベル可変手段の制御信号として出力する第2の切替手段(9)とを有し、前記帰還手段、前記第2の切替手段および前記レベル可変手段によりALCループが形成されており、前記直交変調手段が前記校正用信号により直交変調されているときには、前記帰還電圧を前記レベル可変手段に入力してALCループにより前記出力レベルが安定化され、かつ、前記直交変調手段が前記ベースバンド信号により直交変調されているときには、前記ALCループにより前記出力レベルが安定化されていたときの前記帰還手段から出力される前記帰還電圧をサンプルホールドした前記サンプルホールド手段が出力する前記ホールド電圧が制御信号として前記レベル可変手段に入力し、前記出力レベルを校正するように、前記第1の切替手段及び前記第2の切替手段を切り替える制御手段(10)とを備えたベクトル変調信号発生装置において、前記校正用信号発生手段は、前記校正用信号として、前記直交変調手段に入力されるI信号とQ信号の振幅が同一で位相差が90度となる複素正弦波信号で、かつ、当該複素正弦波信号の周波数が前記ALCループの応答帯域帯域外の高い周波数である校正用複素正弦波信号を発生する手段を含む複素正弦波信号発生手段(24)であることを特徴とする。
Further, a vector modulated signal generator of
また、請求項3のベクトル変調信号発生装置では、請求項1のベクトル変調信号発生装置において、クロックを出力するクロック発生手段(21)と、前記クロックを分周して前記ベースバンド信号発生手段に出力する第1の分周手段(22)と、前記クロックを分周して前記複素正弦波信号発生手段に出力する第2の分周手段(23)とを備え、前記制御手段は、前記第1の切替手段と前記第2の切替手段に加えて、前記クロック発生手段の発生する周波数を設定する周波数設定信号と、前記クロックを分周する分周比を前記第1の分周手段に設定する分周比設定信号とを出力する制御手段(25)であることを特徴とする。
また、請求項4のベクトル変調信号発生装置では、請求項1乃至請求項3のベクトル変調信号発生装置において、前記校正用複素正弦波信号を発生する手段は、前記校正用複素正弦波信号を記憶したメモリであることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the vector modulation signal generator according to the first aspect , wherein the clock generation means (21) for outputting a clock and the baseband signal generation means by dividing the clock. First dividing means (22) for outputting, and second dividing means (23) for dividing the clock and outputting it to the complex sine wave signal generating means, wherein the control means includes the first dividing means (22) . In addition to the first switching means and the second switching means, a frequency setting signal for setting a frequency generated by the clock generation means and a frequency dividing ratio for dividing the clock are set in the first frequency dividing means. It is a control means (25) which outputs the division ratio setting signal to perform.
According to a fourth aspect of the present invention, in the vector modulated signal generator according to the first to third aspects, the means for generating the calibration complex sine wave signal stores the calibration complex sine wave signal. It is characterized by being a memory.
本発明の請求項1又は請求項2のベクトル変調信号発生装置では、校正用信号として、直交変調手段に入力されるI信号とQ信号の振幅が同一で位相差が90度となる複素正弦波信号で、かつ、この複素正弦波信号の周波数がALCループの応答帯域よりも高い周波数である複素正弦波信号を用いて、出力レベル校正用のCW信号を直交変調手段で発生させるようにしたので、キャリアリークに起因する出力レベルの校正誤差を軽減でき、出力レベルを高精度に校正できる。
In the vector modulation signal generator according to
本発明の請求項3のベクトル変調信号発生装置では、ベースバンド信号発生手段または複素正弦波信号発生手段のそれぞれにクロックを供給するクロック発生手段を共通化し、クロックを分周してそれぞれの信号発生手段に出力する分周器をそれぞれ備えているので、ALC校正の前後でベースバンド信号発生手段から出力されるベースバンド信号のタイミングの連続性が保つことができる。その結果、被測定対象が信号発生器の出力信号の位相の同期を取りながら測定する場合に、例えばエラーレート測定において、測定中にALC校正をしたときでもALC校正の前後で連続性が保たれているので、測定を再開する場合に測定を最初から開始する必要がなく中断した時点から再開できる。また、クロック発生手段の共通化により回路規模を小さくすることができる。
In the vector modulation signal generator according to
以下に本発明の実施例を記載する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例1のベクトル変調信号発生装置の構成を図1に示す。従来のベクトル変調信号発生装置と同一要素には同一符号を付し詳細説明は省略する。クロック発生手段21は、制御手段25から入力される周波数設定信号dにしたがって、例えば100MHz〜200MHzのクロックを発生して第1の分周手段22と第2の分周手段23に出力する。第1の分周手段22は、制御手段25から入力される分周比設定信号eにしたがって、クロック発生手段21から入力されるクロックを、例えば1/2、1/4、1/8に分周してベースバンド信号発生手段1に出力する。また、第2の分周手段23は、クロック発生部21から入力されるクロックを、例えば1/8に分周して複素正弦波信号発生手段24に出力する。
FIG. 1 shows the configuration of the vector modulation signal generating apparatus according to the first embodiment of the present invention. The same elements as those of the conventional vector modulation signal generator are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The
ベースバンド信号発生手段1は、第1の分周手段22から入力されるクロックに同期して、メモリに記憶されている変調信号(伝送すべきデータ)を読み出し、この読み出したデータをベースバンド信号として第1の切替手段3に出力する。また、校正用信号発生手段である複素正弦波信号発生手段24は、第2の分周手段23から入力されるクロックに同期して、メモリに記憶されている複素正弦波信号(振幅が同一で位相差90度のI、Q信号)を読み出し、この読み出した複素正弦波信号を校正用信号として第1の切替手段3に出力する。なお、複素正弦波信号はその出力周波数がALCループの応答帯域よりも高い周波数となるようにしている。例えば、16倍オーバーサンプリングで約1MHzとし、ALCループの応答帯域(約100KHz)より高くしている。 The baseband signal generating means 1 reads out the modulation signal (data to be transmitted) stored in the memory in synchronization with the clock input from the first frequency dividing means 22, and uses the read data as the baseband signal. To the first switching means 3. The complex sine wave signal generating means 24, which is a calibration signal generating means, synchronizes with the clock input from the second frequency dividing means 23 and has a complex sine wave signal (having the same amplitude) stored in the memory. The I and Q signals having a phase difference of 90 degrees are read out, and the read out complex sine wave signal is output to the first switching means 3 as a calibration signal. Note that the output frequency of the complex sine wave signal is higher than the response band of the ALC loop. For example, 16 MHz oversampling is about 1 MHz, which is higher than the response band of the ALC loop (about 100 KHz).
そして、第1の切替手段3は、上記ベースバンド信号と校正用信号とを制御手段25からの切替信号aにしたがって切り替えて直交変調手段4に出力する。直交変調手段4は、第1の切替手段3から入力されるI信号、Q信号としてのベースバンド信号又は校正用信号(複素正弦波信号)により、搬送波(IF帯)を直交変調し、IF帯の信号である直交変調信号又はCW信号を発生しレベル可変手段5に出力する。ここで、複素正弦波信号(周波数F1)が直交変調手段4(搬送波の周波数F0)に入力されたときの、複素正弦波信号、直交変調手段4で発生されるCW信号及び直交変調手段4のキャリアリーク(周波数F0)のスペクトル関係を図2に示す。CW信号は、(F0−F1)及び(F0+F1)のどちらか一方が発生する。また、CW信号とキャリアリークとの関係は、CW信号の位相を基準として、キャリアリークによるベクトルが常に周波数F1に相当する角速度で回転していることになり、直交変調手段の出力信号の包絡線に振幅変動を発生させている。
The
なお、上述のように、ベースバンド信号と校正用信号とを切り替えて直交変調手段4に入力するようにしているが、ベースバンド信号発生手段1は、校正用信号が直交変調手段4に入力されている間であっても連続的に動作しており、次にベースバンド信号が直交変調手段4に入力されたときに、校正用信号に切り替えられる前と後で、直交変調手段4から出力される直交変調信号のタイミングの連続性が保たれるようにしている。
As described above, the baseband signal and the calibration signal are switched and input to the quadrature modulation unit 4. However, the baseband
レベル可変手段5は、直交変調手段4から入力される信号のレベル(振幅)を、制御信号にしたがって減衰させてRF回路6へ出力する。RF回路6は、ミキサ、局部発振器、フィルタ、増幅器等(図示しない)で構成されており、レベル可変手段5から出力される信号を受けてRF帯の信号に変換し出力する。これにより、上述のベースバンド信号が直交変調手段4に入力されているときには、RF帯の直交変調信号が本発明のベクトル変調信号発生装置の出力信号としてRF回路6から外部に出力される。
The level variable means 5 attenuates the level (amplitude) of the signal input from the quadrature modulation means 4 according to the control signal and outputs the attenuated signal to the
検波器7aは、RF回路6から出力されるRF帯の信号の一部を、ALCを掛けるための帰還用の信号として受けて検波し、その検波電圧を比較器7bに出力する。比較器7bは、検波器7aから入力される検波信号と基準電圧発生器7cから入力される基準電圧とを比較し、その誤差信号をループフィルタ7dに出力する。ループフィルタ7dは、ALCループの応答帯域を決めるフィルタであり、比較器7bから入力される誤差信号を帯域制限して、レベル可変手段の制御信号として第2の切替手段9に出力する。なお、ALCループの応答帯域は、出力レベルの切替時間、前述の複素正弦波信号(校正用信号)の周波数等を考慮して決められる。例えば、図3に示すように、出力レベルの切替時間を10μs、複素正弦波信号の周波数を約1MHzとし、かかる場合、応答帯域は約100KHzとしている。
The
基準電圧発生器7cは、制御手段25から入力されるレベル設定信号cで指定される基準電圧を発生し出力する。この基準電圧によって、ALCループによって安定化させる出力レベルが設定される。なお、検波器7a、比較器7b、基準電圧発生器7c及びループフィルタ7dは帰還手段7を構成している。
The reference voltage generator 7c generates and outputs a reference voltage specified by the level setting signal c input from the control means 25. The output level to be stabilized by the ALC loop is set by this reference voltage. The
サンプルホールド手段(S/H)8は、帰還手段7から出力される帰還電圧を、制御手段25から入力される保持信号bのパルスでサンプルホールドし、このホールド電圧を第2の切替手段9に出力する。なお、サンプルホールド手段8としては、例えばアナログスイッチとコンデンサを組み合わせたアナログ構成のもの、A/D変換器とD/A変換器を組み合わせたディジタル構成のもの等を用いることができる。第2の切替手段9は、上記帰還電圧とホールド電圧とを制御手段25からの切替信号aのパルスで切り替えてレベル可変手段5に制御信号として出力する。 The sample hold means (S / H) 8 samples and holds the feedback voltage output from the feedback means 7 with the pulse of the hold signal b input from the control means 25, and this hold voltage is supplied to the second switching means 9. Output. As the sample and hold means 8, for example, an analog configuration in which an analog switch and a capacitor are combined, a digital configuration in which an A / D converter and a D / A converter are combined, or the like can be used. The second switching means 9 switches the feedback voltage and the hold voltage with the pulse of the switching signal a from the control means 25 and outputs it to the level variable means 5 as a control signal.
制御手段25は、上述の校正用信号が直交変調手段4に入力されているときに帰還手段の帰還電圧がレベル可変手段5の制御信号として入力されてALCループを形成し、かつ、上述のベースバンド信号が直交変調手段4に入力されているときに上述のホールド電圧がレベル可変手段5の制御信号として入力されるように、切替信号aを第1の切替手段3及び第2の切替手段9に出力する。そして、サンプルホールド手段8には、ALCループが形成されて出力レベルが安定化された後の帰還電圧をサンプルホールドしてその電圧を保持するための保持信号bを出力する。切替信号aと保持信号bのタイミング関係を図4に示す。切替信号aの発生タイミングは、例えば、直交変調手段4に入力されている搬送波の周波数の変更に伴うレベル校正の場合においては、図4で図示したように搬送周波数の変更と同時に切替信号aが第1の切替手段3及び第2の切替手段9に出力される。また、基準電圧発生器7c、クロック発生手段21及び第1の分周手段22には、上述の基準電圧を設定するためのレベル設定信号c、周波数設定信号d及び分周比設定信号eを、それぞれ出力する。 The control means 25 forms an ALC loop by inputting the feedback voltage of the feedback means as the control signal of the level variable means 5 when the calibration signal is inputted to the quadrature modulation means 4, and the above-mentioned base The switching signal a is changed to the first switching means 3 and the second switching means 9 so that the above-mentioned hold voltage is inputted as a control signal of the level variable means 5 when the band signal is inputted to the quadrature modulation means 4. Output to. The sample hold means 8 samples and holds the feedback voltage after the ALC loop is formed and the output level is stabilized, and outputs a hold signal b for holding the voltage. FIG. 4 shows the timing relationship between the switching signal a and the holding signal b. For example, in the case of level calibration accompanying a change in the frequency of the carrier wave input to the quadrature modulation means 4, the switching signal a is generated simultaneously with the change in the carrier frequency as shown in FIG. It is output to the first switching means 3 and the second switching means 9. Further, the reference voltage generator 7c, the clock generation means 21 and the first frequency dividing means 22 are supplied with a level setting signal c, a frequency setting signal d and a frequency division ratio setting signal e for setting the above-mentioned reference voltage, Output each.
このように構成された本発明のベクトル変調信号発生装置において、出力レベルすなわちRF回路6から出力されるRF帯の直交変調信号のレベルは、以下の手順で校正される。(1)校正用信号が直交変調手段4に入力されて、直交変調手段4からCW信号が出力され、かつ、帰還手段の帰還電圧がレベル可変手段5の制御信号として入力されてALCループが形成されるように、切替信号aにより第1の切替手段3及び第2の切替手段9を切り替える。これにより、基準電圧によって設定される出力レベルでRF帯のCW信号の出力レベルが安定化されて、出力レベルの校正が行われる。
In the vector modulation signal generator of the present invention configured as described above, the output level, that is, the level of the RF band quadrature modulation signal output from the
(2)保持信号bにより、帰還手段の出力信号をサンプルホールドしてその電圧を保持する。これにより、CW信号で校正されたレベル可変手段5の減衰量が維持される。 (2) The output signal of the feedback means is sampled and held by the holding signal b and the voltage is held. Thereby, the attenuation amount of the level varying means 5 calibrated with the CW signal is maintained.
(3)ベースバンド信号が直交変調手段4に入力されて、直交変調手段4から直交変調信号が出力され、かつ、ホールド電圧がレベル可変手段5の制御信号として入力されるように、切替信号aにより第1の切替手段3及び第2の切替手段9を切り替える。これにより、ALCがオフにされるとともに校正された減衰量が設定されて、RF帯の直交変調信号の出力レベルが、基準電圧によって設定されたRF帯のCW信号の出力レベル(上記(1))と同一となり、校正が完了する。なお、直交変調信号の出力レベルをCW信号の出力レベルと一致させるために、予め、直交変調信号を発生させるためのベースバンド信号の振幅(実効値)と、CW信号を発生させるための複素正弦波信号の振幅(実効値)とを合わせている。
(3) The switching signal a so that the baseband signal is input to the quadrature modulation unit 4, the quadrature modulation signal is output from the quadrature modulation unit 4, and the hold voltage is input as the control signal of the
このように構成された本発明のベクトル変調信号発生装置においては、上述のように、校正用信号として、直交変調手段4に入力されるI信号とQ信号の振幅が同一で位相差が90度となる複素正弦波信号で、かつ、この複素正弦波信号の周波数がALCループの応答帯域よりも高い周波数である複素正弦波信号を用いて、出力レベル校正用のCW信号を直交変調手段4で発生させるようにした。この結果、例え直交変調手段4にキャリアリークがあっても、キャリアリークとCW信号とが常に一定の位相関係でベクトル合成されない、すなわちCW信号の位相を基準とした時にキャリアリークの位相が常に回転しているので、総電力は電力加算として求まり、従来技術の振幅加算で生じたような出力レベルの誤差(校正誤差)はほとんど発生しない。しかも、CW信号とキャリアリークの周波数が異なることにより包絡線に生じる振幅変動を、ALCループの応答帯域より高い周波数になるように設定した(複素正弦波信号の周波数で決まる)ので、この振幅変動がALCループの応答帯域内にあるときに生じる出力レベルの誤差は発生しない。したがって、キャリアリークに起因する出力レベルの誤差はほとんど生じない。具体的には、キャリアリークが−30dB〜−40dBの場合、出力レベルの誤差は約0dBである。 In the vector modulation signal generator of the present invention configured as described above, as described above, the amplitude of the I signal and the Q signal input to the quadrature modulation means 4 is the same and the phase difference is 90 degrees as the calibration signal. And a complex sine wave signal whose frequency is higher than the response band of the ALC loop, the output level calibration CW signal is converted by the quadrature modulation means 4. It was made to generate. As a result, even if there is a carrier leak in the quadrature modulation means 4, the carrier leak and the CW signal are not always vector-synthesized with a constant phase relationship, that is, the carrier leak phase is always rotated when the phase of the CW signal is used as a reference. Therefore, the total power is obtained as power addition, and an error (calibration error) in the output level as generated by the amplitude addition of the prior art hardly occurs. In addition, the amplitude fluctuation that occurs in the envelope due to the difference between the CW signal and the carrier leak frequency is set to be higher than the response band of the ALC loop (determined by the frequency of the complex sine wave signal). There is no power level error that occurs when is within the response band of the ALC loop. Therefore, there is almost no output level error due to carrier leakage. Specifically, when the carrier leak is −30 dB to −40 dB, the output level error is about 0 dB.
また、分周比が可変の第1の分周手段22によって分周されたクロックをベースバンド信号発生手段1に入力するようにしたので、ベースバンド信号発生手段1に入力されるクロックの周波数可変範囲、すなわちベースバンド信号発生手段1で発生されるベースバンド信号の周波数可変範囲を広くすることができる。また、分周比が固定の分周手段23によって分周されたクロックを複素正弦波信号発生手段24に入力するようにしたので、複素正弦波信号発生手段24に入力されるクロックの周波数範囲、すなわち複素正弦波信号発生手段24で発生される複素正弦波信号の周波数範囲が前述のALCループの応答帯域との関係で制約される帯域以上に広くなることを防止することができる。また、ベースバンド信号発生手段1に入力されるクロックと複素正弦波信号発生手段24に入力されるクロックを共に、クロック発生部21のクロックを分周して用いるようにしたので、ベースバンド信号と複素正弦波信号の同期がとれていない場合に生じやすい、回路実装上のリーケージによる出力信号へのスプリアスの混入、すなわち出力信号純度の悪化を防止することができる。
Further, since the clock frequency-divided by the first frequency dividing means 22 having a variable frequency dividing ratio is input to the baseband signal generating means 1, the frequency of the clock input to the baseband signal generating means 1 is variable. The range, that is, the frequency variable range of the baseband signal generated by the baseband signal generating means 1 can be widened. In addition, since the clock frequency-divided by the frequency dividing means 23 having a fixed frequency dividing ratio is input to the complex sine wave signal generating means 24, the frequency range of the clock input to the complex sine wave signal generating means 24, That is, it is possible to prevent the frequency range of the complex sine wave signal generated by the complex sine wave
さらに、ベースバンド信号発生手段1は、校正用信号が直交変調手段4に入力されている間であっても連続的に動作しており、次にベースバンド信号が直交変調手段4に入力されたときに、校正用信号に切り替えられる前と後で、直交変調手段4から出力される直交変調信号のタイミングの連続性が保たれるようにした。これにより、測定対象の中継器、受信機等のタイミング同期試験等を行うことができる。 Further, the baseband signal generating means 1 operates continuously even while the calibration signal is input to the quadrature modulation means 4, and then the baseband signal is input to the quadrature modulation means 4. Sometimes, the continuity of the timing of the quadrature modulation signal output from the quadrature modulation means 4 is maintained before and after switching to the calibration signal. This makes it possible to perform a timing synchronization test or the like of the repeater or receiver to be measured.
1・・・ベースバンド信号発生手段、2・・・校正用信号発生手段、3・・・第1の切替手段、9・・・第2の切替手段、4・・・直交変調手段、5・・・レベル可変手段、6・・・RF回路、7・・・帰還手段、7a・・・検波器、7b・・・比較器、7c・・・基準電圧発生器、7d・・・ループフィルタ、8・・・サンプルホールド手段、10,25・・・制御手段、21・・・クロック発生手段、22・・・第1の分周手段、23・・・第2の分周手段、24・・・複素正弦波信号発生手段。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記校正用信号発生手段(2)は、前記校正用信号として、前記直交変調手段に入力されるI信号とQ 信号の振幅が同一で位相差が90度となる複素正弦波信号で、かつ、当該複素正弦波信号の周波数が前記ALCループの応答帯域外の高い周波数である校正用複素正弦波信号を発生する手段を含む複素正弦波信号発生手段(24)であり、前記校正用複素正弦波信号を前記直交変調したときの前記帰還電圧を前記サンプルホールドした電圧により前記出力レベルを校正することを特徴とするベクトル変調信号発生装置。 Baseband signal generating means (1), orthogonal modulation means (4) for orthogonally modulating the baseband signal based on the local signal, and calibration for outputting a calibration signal for calibrating the output level from the orthogonal modulation means Signal generating means (2), level variable means (5) for changing the output level from the quadrature modulation means and outputting it as a variable quadrature modulation signal, and the output level of the variable quadrature modulation signal being predetermined. The feedback means (7) for generating and outputting a feedback voltage for setting the level of the current and the feedback voltage output from the feedback means (7) are sampled and held, and the attenuation of the level variable means (5) is maintained. And a sample hold means (8) for outputting the sampled and held voltage to input the feedback voltage of the feedback means (7) to the level variable means (5). In vector modulation signal generator to form an ALC loop Rukoto,
The calibration signal generating means (2) is a complex sine wave signal in which the amplitude of the I signal and the Q signal input to the quadrature modulation means is the same and the phase difference is 90 degrees as the calibration signal, and the complex sine wave signal generating means (24) including means for frequency of the complex sinusoidal signal to generate the calibration complex sine wave signal which is a response band of high frequencies of the ALC loop der is, the calibration complex sine A vector modulation signal generating apparatus characterized in that the output level is calibrated by a voltage obtained by sampling and holding the feedback voltage when the wave signal is orthogonally modulated .
前記校正用信号発生手段は、前記校正用信号として、前記直交変調手段に入力されるI信号とQ信号の振幅が同一で位相差が90度となる複素正弦波信号で、かつ、当該複素正弦波信号の周波数が前記ALCループの応答帯域帯域外の高い周波数である校正用複素正弦波信号を発生する手段を含む複素正弦波信号発生手段(24)であることを特徴とするベクトル変調信号発生装置。 A baseband signal generating means for generating a baseband signal (1), switches the calibration signal generation means for generating a calibration signal for the calibration (2), the baseband signal and said calibration signal output First switching means (3), quadrature modulation means (4) for orthogonally modulating a carrier wave with a signal input from the first switching means, and an orthogonal modulation signal output from the orthogonal modulation means In response, the level varying means (5) for changing the level of the quadrature modulation signal with a control signal and outputting it, and receiving a part of the quadrature modulation signal outputted from the level varying means, detects the signal. Feedback means (7) for generating and outputting a feedback voltage for setting the output level of the quadrature modulation signal output from the level variable means to a predetermined level based on the detection voltage obtained in this manner, and the feedback hand From the the sample-hold means for the feedback voltage to the sample and hold (8) output, the feedback voltage and the level changing means switches the output from the hold voltage and the feedback means which is outputted from the sample hold means and a second switching means for outputting as a control signal (9), said feedback means, said and ALC loop is formed by the second switching means and said level changing means, said quadrature modulating means for the calibration when it is orthogonally modulated by a signal, the said output level feedback voltage by type ALC loop to said level varying means is stabilized, and the quadrature modulating means is directly 交変 tone by said baseband signal when you are, the return output from the feedback means when the output level has been stabilized by the ALC loop The hold voltage is input to the level varying means as the control signal is the sample and hold means that samples and holds the voltage outputted to calibrate the output level, the first switching means and said second switching means In a vector modulation signal generator comprising control means (10) for switching,
The calibration signal generating means is a complex sine wave signal having the same amplitude as that of the I signal and Q signal input to the quadrature modulation means and a phase difference of 90 degrees as the calibration signal, and the complex sine A vector-modulated signal generator comprising a complex sine wave signal generating means (24) including means for generating a calibration complex sine wave signal whose frequency is higher than the response band of the ALC loop. apparatus.
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