JP4194135B2 - Transmitter - Google Patents

Transmitter Download PDF

Info

Publication number
JP4194135B2
JP4194135B2 JP22226598A JP22226598A JP4194135B2 JP 4194135 B2 JP4194135 B2 JP 4194135B2 JP 22226598 A JP22226598 A JP 22226598A JP 22226598 A JP22226598 A JP 22226598A JP 4194135 B2 JP4194135 B2 JP 4194135B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
signal
output
power supply
amplitude modulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP22226598A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000040919A (en
Inventor
拓夫 高井
Original Assignee
リコーマイクロエレクトロニクス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by リコーマイクロエレクトロニクス株式会社 filed Critical リコーマイクロエレクトロニクス株式会社
Priority to JP22226598A priority Critical patent/JP4194135B2/en
Publication of JP2000040919A publication Critical patent/JP2000040919A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4194135B2 publication Critical patent/JP4194135B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Amplitude Modulation (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振幅変調の電波を送信し得る低コストの送信機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の振幅変調回路としては、ダブル・バランスド・ミキサ(DBM)やアナログ乗算器を用いたものが知られている(例えば、「トランジスタ技術」1993年9月号pp.282−285、及び「新・低周波/高周波設計マニュアル」、鈴木雅巨著、CQ出版社、昭和63年4月30日発行pp.203−206参照)。また、トランジスタ増幅器において搬送波に変調信号を重畳するものやリング変調器を用いたもの等も知られている(「トランジスタ技術SPECIAL」No.47、pp.55−57)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の振幅変調回路では、高周波用の専用部品を用いる必要があったり、設計段階で調整すべき回路パラメータが多かったりするなどの不具合があった。例えば、上記DBMやアナログ乗算器を用いた振幅変調回路では、DBMやアナログ乗算器として設計された専用ICを用いており、しかもバランスをくずすような設定にしたり搬送波と乗算する変調信号に直流成分を加算したりするようなに調整する必要もあった。また、上記トランジスタ増幅器を用いた振幅変調回路では、搬送波に変調信号を重畳させるためのトランスが必要となったり、増幅器を線形領域で用いるためにバイアス等の設定調整が必要になったりする。また、上記リング変調器では、高周波で使用可能なダイオード素子を用いたり、入出力回路にトランスを用いたりする必要がある。さらに上記リング変調器で変調された出力信号に搬送波を加える回路が必要となる。
【0004】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、安価で入手が容易な汎用ディジタルICを用いて構成することが可能となり、従来の回路に比して調整箇所が少なく且つ部品点数が少なく低コスト化が可能な送信機を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、基準周波数で繰り返される繰り返しパルス信号を出力するパルス信号発生回路と、該パルス発振回路から出力される該基準周波数で繰り返される繰り返しパルス信号からなる入力信号が入力され該入力信号に基づいて出力される出力信号の振幅が電源電圧に応じて変化するゲート回路と該ゲート回路に供給する電源電圧を変調信号に応じて変化させる電源電圧変調回路とを有する振幅変調回路と、該振幅変調回路に入力する変調信号を出力する変調信号発生回路と、該振幅変調回路の出力信号の基準周波数又は該基準周波数の整数倍の一つに共振する共振回路と、該電源電圧を出力する電源回路と、を備え、上記パルス信号発生回路から出力される繰り返しパルス信号のデューティ比を50%からずらし、上記共振回路の共振周波数を、上記基準周波数の偶数倍の一つに設定したことを特徴とする振幅変調回路である。
【0006】
この請求項1の送信機の振幅変調回路では、入力信号に基づいて出力される出力信号の振幅が電源電圧に応じて変化するゲート回路に、基準周波数で繰り返される繰り返しパルス信号からなる入力信号が入力される。そして、このゲート回路に、電源電圧変調回路で変調信号に応じて変化させた電源電圧が供給されることにより、該ゲート回路から、該変調信号に応じて振幅が変化した出力信号が振幅変調信号として出力される。このような振幅変調信号を出力可能なゲート回路は、安価で入手が容易な汎用ディジタルICを用いて構成することができる。
更に、請求項1の送信機では、パルス信号発生回路から出力された基準周波数で繰り返される繰り返しパルス信号が、振幅変調回路のゲート回路に入力されるとともに、変調信号発生回路から出力された変調信号が、振幅変調回路の電源電圧変調回路に入力される。この電源電圧変調回路では、電源回路から出力される電源電圧を該変調信号に応じて変化させてゲート回路に供給する。この電源電圧が供給されたゲート回路から、上記繰り返しパルス信号が変調信号で振幅変調された出力信号が振幅変調信号として出力される。そして、この振幅変調回路から出力された出力信号の基準周波数又は基準周波数の整数倍の一つに共振回路が共振することにより、搬送周波数が共振回路の共振周波数であって振幅がQ(共振回路の共振の鋭さ)倍になった正弦波状の振幅変調信号を得ることができる。
特に、請求項1の送信機では、上記パルス信号発生回路からデューティ比が50%からずれた繰り返しパルス信号を出力して上記振幅変調回路に入力し、振幅変調回路から出力される振幅変調信号に含まれる上記基準周波数の偶数倍の高調波信号成分の割合が多くなるようにする。そして、振幅変調回路から出力された出力信号の基準周波数の偶数倍の一つに共振回路が共振することにより、搬送周波数が該共振回路の共振周波数であって振幅がQ(該共振回路の共振の鋭さ)倍になった正弦波状の振幅変調信号を得ることができる。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1の送信機において、上記振幅変調回路の電源電圧変調回路の出力端とグランドとの間に、上記基準周波数に対して低インピーダンスであり且つ上記変調信号の周波数に対して高インピーダンスであるインピーダンス素子を接続したことを特徴としたものである。
【0008】
この請求項2の振幅変調回路では、上記電源電圧変調回路の出力端とグランドとの間に設けた基準周波数に対して低インピーダンスのインピーダンス素子により、上記ゲート回路の電源電圧入力端から漏洩した基準周波数の信号をグランド側にバイパスし、電源電圧変調回路側に入力されないようにする。また、このインピーダンス素子は、上記変調信号の周波数に対して高インピーダンスであるので、上記ゲート回路に入力する変調信号の周波数帯域を減衰させることがない。
【0015】
請求項の発明は、請求項1又は2の送信機において、上記振幅変調回路のゲート回路を、単体のトランジスタ素子を用いて構成したことを特徴とするものである。
【0016】
この請求項の送信機では、単体のトランジスタ素子を用いることにより、大電力の高周波スイッチング回路からなるゲート回路を構成することができる。
【0017】
請求項の発明は、請求項1乃至3のいずれかの送信機において、上記共振回路から出力された出力信号を増幅する増幅回路を設けたことを特徴とするものである。
【0018】
この請求項の送信機では、共振回路から出力された出力信号を増幅器で増幅することにより、所望の出力レベルの振幅変調信号を得る。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を中波帯域(522kHz〜1629kHz)の微弱電波を送信するための送信機における振幅変調回路に適用した実施形態について説明する。
【0020】
図1は本実施形態に係る振幅変調回路の回路図である。この振幅変調回路は、ゲート回路1と電源電圧変調回路2とにより構成されている。ゲート回路1は、基準周波数Foで繰り返される繰り返しパルス信号Voscが入力信号Vinとして入力され、該入力信号Vinに基づいて出力される出力信号の振幅が電源電圧Vbmに応じて変化するように構成されている。このゲート回路としては、次段の回路に対して所定の駆動電流を供給する必要があるため、例えば複数の論理回路素子を並列接続したものを用いることが好ましい。本実施形態では、3つのNOT回路(インバータ)NOT1,NOT2,NOT3を並列接続したものを用いている。このNOT回路としては、安価で入手が容易な汎用ディジタルIC(例えば、CMOSタイプの74HC04)を用いることができる。上記入力信号Vinの振幅は、各NOT回路の最大定格の範囲内になるように後述の変調電源電圧Vbmに応じて設定される。
【0021】
また、上記電源電圧変調回路2は、上記ゲート回路として用いた各NOT回路NOT1,NOT2,NOT3に供給する電源電圧Vbを音声信号等の変調信号Vmに応じて変化させ、変調電源電圧Vbmとして出力するものである。本実施形態では、NPN型のバイポーラトランジスタTr1を用いたエミッタホロア回路で構成しているが、この回路に限定されるものではない。トランジスタTr1のコレクタには、図示しない電源回路から電源電圧Vb(=6V)が印加されている。そして、トランジスタTr1のベースには、カップリングコンデンサC1を介して変調信号Vmが入力され、抵抗R1及びR2によりバイアス設定されている。また、また、電源電圧変調回路2の出力端であるトランジスタTr1のエミッタ側とグランドとの間には、ゲート回路1に入力される繰り返しパルス信号の基準周波数Fo(=522KHz〜1629kHz)の信号に対して低インピーダンスであり且つ上記変調信号周波数Fm(例えば音声の周波数300Hz〜3.0kHz)以下の信号に対して高インピーダンスであるインピーダンス素子として、静電容量0.1μFのコンデンサC2を接続している。ここで、コンデンサC2のインピーダンスは1600kHzの搬送波周波数に対して1.0Ω以下であり、1.0kHzの音声周波数に対して約1.6kΩである。
【0022】
上記構成の振幅変調回路における変調動作を、変調信号が正弦波の場合について説明する。図1のゲート回路1には、図2(a)に示すような基準周波数Fosc(=1/Tosc)で繰り返される繰り返しパルス信号Voscが入力信号Vinとして入力される。そして、電源電圧変調回路2に、例えば図2(b)に示すような正弦波からなる変調信号Vmが入力されると、図2(c)に示すような変調信号Vmで変調された電源電圧Vbm(2.2〜5V)が出力され、上記各NOT回路NOT1,NOT2,NOT3を有するディジタルICパッケージの電源端子に入力される。ゲート回路1からは、上記繰り返しパルス信号Voscが電源電圧Vbmに応じて変化した振幅変調信号Vout(振幅の最大値:5V、振幅の最小値:2.2V)が出力される。
【0023】
図3は、上記ゲート回路1及び電源電圧変調回路2からなる振幅変調回路を用いて構成した送信機の一構成例を示す回路図である。この送信機は、上記振幅変調回路の他、基準周波数Foで繰り返される繰り返しパルス信号Voscを出力するパルス信号発生回路10と、上記振幅変調回路の電源電圧変調回路2に入力する変調信号Vmを出力する変調信号発生回路20と、上記振幅変調回路のゲート回路1から出力される出力信号Voutの基準周波数Foに共振する共振回路30と、電源電圧Vb(=6V)を出力する電源回路40とを備えている。
【0024】
上記パルス信号発生回路10は、上記振幅変調回路と同様にゲート回路であるNOT回路NOT4を用い、中波帯域(522kHz〜1629kHz)から選ばれた水晶振動子Xtalの共振周波数Fo(例えば1600kHz)で安定して発振し、繰り返しパルス信号Voscを出力するように構成されている。このパルス信号発生回路10のNOT回路NOT4は、上記振幅変調回路に用いたディジタルICとは別のディジタルICのものが用いられ、このディジタルICには電源回路40から電源電圧Vb(=6V)が直接供給され、振幅が安定した繰り返しパルス信号Vosc(図2(a)参照)を出力できるようになっている。また、このパルス信号発生回路10の出力部には、抵抗R4、R5からなる分圧回路が形成され、上記振幅変調回路に出力される繰り返しパルス信号Voscの振幅を、NOT回路NOT1,NOT2,NOT3の入力電圧の最大定格の範囲内になるようにしている。例えば、振幅変調回路のNOT回路NOT1,NOT2,NOT3として、CMOS型のディジタルICを用いた場合は、入力電圧の最大定格がVss−0.5V〜Vdd+0.5Vであるので、この最大定格を越えないように上記分圧回路の抵抗R4、R5の値を設定している。また、抵抗R4には、寄生容量による波形のくずれを防止するためのスピードアップコンデンサを並列接続している。この分圧回路で分圧された繰り返しパルス信号Voscは、直流カット用のコンデンサC5を介して上記振幅変調回路に入力される。この繰り返しパルス信号Voscには、上記電源電圧Vbmを抵抗R7及びR8(R7=R8)で1/2に分圧した中点電位が重畳されている。
【0025】
上記変調信号発生回路20は、例えばマイクで電気信号に変換した音声信号を所定のレベルまで増幅して出力するように構成してもいいし、予めメモリーに記憶させておいた音声信号を出力するように構成してもよい。
【0026】
上記振幅変調回路のゲート回路1から出力される出力信号(振幅変調信号)Voutは、コイルL、コンデンサC6及び半固定の可変抵抗R4が直列接続された直列共振回路に入力される。この振幅変調信号Voutの基準周波数Foの信号成分が該共振回路が共振することにより、振幅がQ(該共振回路の共振の鋭さ)倍になった後、搬送周波数Foの正弦波状の振幅変調信号(図2(e)のVrf)としてアンテナANTに出力される。ここで、アンテナANTから放射される電波の強度の設定は、上記共振回路に設けた可変抵抗R4の値を変えることにより変更することができる。この可変抵抗R4は、上記直列共振回路のどの位置に接続してもよく、共振回路とアンテナANTとの間に接続してもよい。
【0027】
以上、本実施形態の振幅変調回路によれば、安価で入手が容易な汎用ディジタルICを用いて振幅変調回路を構成することが可能となり、従来の回路に比して調整箇所が少なく且つ部品点数が少なく低コスト化を図ることができる。そして、この振幅変調回路を備えた送信機によれば、繰り返しパルス信号Voscの基準周波数成分を搬送波とした正弦波状の振幅変調信号を効率よく送信することができる。
【0028】
また、本実施形態の送信機は、本出願人が特開平10−171343号公報で提案しているような視覚障害者などが市街地や施設等を単独移動する際に自分の位置や進行方向を認識するために使用する位置情報案内装置における送信手段としての使用に好適なものである。前述のように上記共振回路に設けた可変抵抗を調整して送信機から送信される電波の強度を変えることにより、上記位置情報案内装置で自分の位置や進行方向を知らせることができる領域を変更することできる。
【0029】
なお、上記実施形態において、パルス信号発生回路10を、図4(a)に示すように、基準周波数Foの偶数(A)倍で繰り返される繰り返しパルス信号を発生するパルス発振回路11と、パルス発振回路11の出力信号の周波数をA分の1に分周する分周回路12とを用いて構成してもよい。この分周回路12は、図4(b)に示すようなフリップフロップ回路素子(4013、74HC74など)を用いて構成することができる。このようにパルス発振回路11及び分周回路12を用いてパルス信号発生回路10を構成した場合は、図5(a)に示すように例えばパルス発振回路11から出力される繰り返しパルス信号のデューティー比が50%からずれて33.3%になっているときでも、図5(b)に示すようにデューティー比が50%に調整された繰り返しパルス信号(Vosc)を発生して振幅変調回路のゲート回路1に入力することができる。これにより、図6に示すように基準周波数Foの偶数倍の高調波成分を小さくすることができ、基準周波数又は該基準周波数の奇数倍の周波数の高調波成分を搬送波とした振幅変調信号を出力することができる。
【0030】
また、上記実施形態において、上記パルス信号発生回路10から出力される繰り返しパルス信号のデューティ比を50%からずらし、図7に示すように振幅変調回路のゲート回路1から出力される振幅変調信号Voutに含まれる基準周波数Foの偶数倍の高調波信号成分(2Fo、4Fo、・・・)の割合が多くなるように構成してもよい。この場合には、上記共振回路30の共振周波数を基準周波数Foの偶数倍の一つに設定する。このようにゲート回路1から出力された出力信号Voutの基準周波数Foの偶数倍の一つに共振回路30が共振することにより、搬送周波数が共振回路30の共振周波数であって振幅がQ(該共振回路30の共振の鋭さ)倍になった正弦波状の振幅変調信号をアンテナに対して出力することができる。
【0031】
従来の送信機では、20MHzを超えるような高周波の振幅変調信号を出力するために、オーバートーン回路により、発振回路から出力された発振周波数の整数倍の周波数を有するオーバートーン信号を生成し、このオーバートーン信号に対して振幅変調を行っていた。これに対し、本実施形態の送信機では、上記オーバートーン回路用いずに、整数倍の高調波を多く含む振幅変調した矩形波信号から共振回路で高調波を選択することにより、高周波の振幅変調信号を容易に出力することができる。
【0032】
また、上記実施形態では、共振回路30からの出力信号を直接アンテナに供給しているが、共振回路30とアンテナとの間に電力増幅器を設け、所望の電力の振幅変調信号をアンテナに供給できるように構成してもよい。特に、この電力増幅器は、上記基本波よりも信号レベルが小さい高調波信号を選択してアンテナに供給する場合に設けるのが好ましい。
【0033】
また、上記実施形態では、3個のNOT回路を並列接続してゲート回路1を構成しているが、この個数に限定されるものではなく、必要に応じて1個、2個あるいは4個以上のNOT回路を組み合わせてもよい。また、NOT回路以外の基本ゲート回路を用いてゲート回路1を構成してもよい。例えば、図8に示すようにそれぞれ入力側をショートした複数のNAND回路を並列接続したものや、フリップフロップ回路を用いることもできる。
【0034】
また、上記実施形態において、ディジタルICではなく、単体で入手可能なFETやバイポーラトランジスタなどで構成したスイッチング回路を、上記ゲート回路1として用いてもよい。このような単体のFETやバイポーラトランジスタなどのトランジスタ素子を用いた場合は、大電力の高周波スイッチング回路を構成することができる。更に、飽和領域を用いたスイッチング動作を行っているので、同じ周波数領域という条件下で、線形領域を用いたアナログ回路に比して素子の発熱量が少ない。
【0035】
【発明の効果】
請求項1乃至の発明によれば、安価で入手が容易な汎用ディジタルICを用いて振幅変調回路を構成することが可能となり、従来の回路に比して調整箇所が少なく且つ部品点数が少なく低コスト化が可能となる。しかも、パルス信号発生回路から出力される繰り返しパルス信号の基準周波数の偶数倍の高調波信号成分を搬送波とした正弦波状の振幅変調波信号を効率よく送信することができる、という効果がある。
【0036】
特に、請求項2の発明によれば、ゲート回路の電源電圧入力端から漏洩した基準周波数の信号をグランド側にバイパスして電源電圧変調回路側に入力されないようにすることができるとともに、該ゲート回路に入力する変調信号の周波数帯域を減衰させることがないという効果がある。
【0040】
また特に、請求項の発明によれば、大電力の高周波スイッチング回路からなるゲート回路を構成することができるという効果がある。
【0041】
また特に、請求項の発明によれば、所望の出力レベルの振幅変調信号を得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】本発明の一実施形態に係る振幅変調回路の回路図。
【図2】(a)は、同振幅変調回路のゲート回路に入力される入力信号Vinの波形を示す説明図。
(b)は、同振幅変調回路の電源電圧変調回路に入力される変調信号Vmの波形を示す説明図。
(c)は、同振幅変調回路の電源電圧変調回路から出力される電源電圧Vbmの波形を示す説明図。
(d)は、同振幅変調回路のゲート回路から出力される出力信号Voutの波形を示す説明図。
(e)は、同振幅変調回路を備えた送信機から出力される振幅変調信号Vrfの波形を示す説明図。
【図3】同振幅変調回路を備えた送信機の一構成例を示す回路図。
【図4】(a)は、変形例に係るパルス信号発生回路のブロック図。
(b)は、同パルス信号発生回路の分周回路を構成するフリップフロップの説明図。
【図5】(a)は、同フリップフロップに入力される信号の波形を示す説明図。
(b)は、同フリップフロップに出力される信号の波形を示す説明図。
【図6】デューティー比が50%の繰り返しパルス信号を入力したときの振幅変調回路の出力信号の周波数スペクトルを示す説明図。
【図7】デューティー比が50%からずれた繰り返しパルス信号を入力したときの振幅変調回路の出力信号の周波数スペクトルを示す説明図。
【図8】変形例に係る振幅変調回路のゲート回路の回路図。
【符号の説明】
1 ゲート回路
2 電源電圧変調回路
10 パルス信号発生回路
11 パルス発振回路
12 分周回路
20 変調信号発生回路
30 共振回路
40 電源回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a low-cost transmitter that can transmit a radio wave of the amplitude modulation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this kind of amplitude modulation circuit, one using a double balanced mixer (DBM) or an analog multiplier is known (for example, “Transistor Technology”, September 1993, pp. 282-285). , And “New Low Frequency / High Frequency Design Manual”, Masahiro Suzuki, CQ Publisher, published April 30, 1988, pp. 203-206). Also, transistor amplifiers that superimpose a modulation signal on a carrier wave or that use a ring modulator are known ("Transistor Technology SPECIAL" No. 47, pp. 55-57).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional amplitude modulation circuit has problems such as the necessity of using dedicated components for high frequency and a large number of circuit parameters to be adjusted at the design stage. For example, the amplitude modulation circuit using the DBM or the analog multiplier uses a dedicated IC designed as a DBM or an analog multiplier. Further, a DC component is applied to the modulation signal to be set so as to lose the balance or to multiply the carrier wave. It was also necessary to make adjustments such as adding. In addition, in the amplitude modulation circuit using the transistor amplifier, a transformer for superimposing a modulation signal on a carrier wave is required, or setting adjustment of a bias or the like is required to use the amplifier in a linear region. In the ring modulator, it is necessary to use a diode element that can be used at a high frequency, or to use a transformer in the input / output circuit. Furthermore, a circuit for adding a carrier wave to the output signal modulated by the ring modulator is required.
[0004]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to be able to be configured using a general-purpose digital IC that is inexpensive and easily available, and has fewer adjustment points than a conventional circuit. parts to provide a less cost reduction can transmit machine.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a pulse signal generation circuit that outputs a repetitive pulse signal repeated at a reference frequency, and a repetitive pulse signal that is repeated at the reference frequency output from the pulse oscillation circuit. A gate circuit in which the amplitude of an output signal that is input based on the input signal changes according to the power supply voltage, and a power supply voltage modulation circuit that changes the power supply voltage supplied to the gate circuit according to the modulation signal A modulation signal generating circuit that outputs a modulation signal input to the amplitude modulation circuit, and a resonance that resonates at one of a reference frequency of the output signal of the amplitude modulation circuit or an integer multiple of the reference frequency Circuit and a power supply circuit for outputting the power supply voltage, and the duty ratio of the repetitive pulse signal output from the pulse signal generation circuit is 50% Shifting al, the resonant frequency of the resonant circuit, the amplitude modulation circuit, characterized in that set in one of the even multiple of the reference frequency.
[0006]
In the amplitude modulation circuit of the transmitter according to claim 1, an input signal composed of a repetitive pulse signal repeated at the reference frequency is applied to the gate circuit in which the amplitude of the output signal output based on the input signal changes according to the power supply voltage. Entered. Then, the power supply voltage changed according to the modulation signal by the power supply voltage modulation circuit is supplied to the gate circuit, so that an output signal whose amplitude changes according to the modulation signal is output from the gate circuit. Is output as A gate circuit capable of outputting such an amplitude modulation signal can be configured using a general-purpose digital IC that is inexpensive and easily available.
Further, in the transmitter according to claim 1, the repetitive pulse signal repeated at the reference frequency output from the pulse signal generation circuit is input to the gate circuit of the amplitude modulation circuit and the modulation signal output from the modulation signal generation circuit. Is input to the power supply voltage modulation circuit of the amplitude modulation circuit. In this power supply voltage modulation circuit, the power supply voltage output from the power supply circuit is changed according to the modulation signal and supplied to the gate circuit. From the gate circuit supplied with the power supply voltage, an output signal obtained by amplitude-modulating the repetitive pulse signal with the modulation signal is output as an amplitude modulation signal. The resonance circuit resonates at one of the reference frequency of the output signal output from the amplitude modulation circuit or an integral multiple of the reference frequency, so that the carrier frequency is the resonance frequency of the resonance circuit and the amplitude is Q (resonance circuit). A sinusoidal amplitude-modulated signal that is twice the sharpness of the resonance can be obtained.
In particular, in the transmitter of claim 1, a repetitive pulse signal with a duty ratio deviating from 50% is output from the pulse signal generation circuit and input to the amplitude modulation circuit, and the amplitude modulation signal output from the amplitude modulation circuit The ratio of the harmonic signal component that is an even multiple of the reference frequency included is increased. The resonance circuit resonates at one of the multiples of the reference frequency of the output signal output from the amplitude modulation circuit, so that the carrier frequency is the resonance frequency of the resonance circuit and the amplitude is Q (resonance of the resonance circuit). A sinusoidal amplitude-modulated signal that is twice as sharp as the above can be obtained.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the transmitter according to the first aspect, the impedance of the modulation signal is low with respect to the reference frequency between the output terminal of the power supply voltage modulation circuit of the amplitude modulation circuit and the ground. Is characterized in that an impedance element having a high impedance is connected.
[0008]
In the amplitude modulation circuit according to claim 2, the reference leaked from the power supply voltage input terminal of the gate circuit by the impedance element having a low impedance with respect to the reference frequency provided between the output terminal of the power supply voltage modulation circuit and the ground. Bypass the frequency signal to the ground side so that it is not input to the power supply voltage modulation circuit side. Further, since this impedance element has a high impedance with respect to the frequency of the modulation signal, the frequency band of the modulation signal input to the gate circuit is not attenuated.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the transmitter of the first or second aspect , the gate circuit of the amplitude modulation circuit is configured using a single transistor element.
[0016]
In the transmitter according to the third aspect, a gate circuit including a high-power high-frequency switching circuit can be configured by using a single transistor element.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the transmitter according to any one of the first to third aspects, an amplifier circuit for amplifying an output signal output from the resonance circuit is provided.
[0018]
In the transmitter according to the fourth aspect , an amplitude-modulated signal having a desired output level is obtained by amplifying the output signal output from the resonance circuit by the amplifier.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an amplitude modulation circuit in a transmitter for transmitting a weak radio wave in a medium wave band (522 kHz to 1629 kHz) will be described.
[0020]
FIG. 1 is a circuit diagram of an amplitude modulation circuit according to this embodiment. This amplitude modulation circuit includes a gate circuit 1 and a power supply voltage modulation circuit 2. The gate circuit 1 is configured such that a repetitive pulse signal Vosc repeated at a reference frequency Fo is input as the input signal Vin, and the amplitude of the output signal output based on the input signal Vin changes according to the power supply voltage Vbm. ing. As this gate circuit, since it is necessary to supply a predetermined drive current to the next-stage circuit, it is preferable to use, for example, a circuit in which a plurality of logic circuit elements are connected in parallel. In the present embodiment, three NOT circuits (inverters) NOT1, NOT2, and NOT3 are connected in parallel. As this NOT circuit, a general-purpose digital IC (for example, CMOS type 74HC04) which is inexpensive and easily available can be used. The amplitude of the input signal Vin is set in accordance with a modulation power supply voltage Vbm, which will be described later, so as to be within the maximum rated range of each NOT circuit.
[0021]
The power supply voltage modulation circuit 2 changes the power supply voltage Vb supplied to each NOT circuit NOT1, NOT2, NOT3 used as the gate circuit in accordance with a modulation signal Vm such as an audio signal, and outputs it as a modulation power supply voltage Vbm. To do. In this embodiment, an emitter follower circuit using an NPN-type bipolar transistor Tr1 is used. However, the present invention is not limited to this circuit. A power supply voltage Vb (= 6 V) is applied to the collector of the transistor Tr1 from a power supply circuit (not shown). The modulation signal Vm is input to the base of the transistor Tr1 through the coupling capacitor C1, and the bias is set by the resistors R1 and R2. Further, a signal having a reference frequency Fo (= 522 KHz to 1629 kHz) of a repetitive pulse signal input to the gate circuit 1 is provided between the emitter side of the transistor Tr1 which is the output terminal of the power supply voltage modulation circuit 2 and the ground. On the other hand, a capacitor C2 having a capacitance of 0.1 μF is connected as an impedance element having a low impedance and a high impedance with respect to a signal of the modulation signal frequency Fm (for example, a voice frequency of 300 Hz to 3.0 kHz) or less. Yes. Here, the impedance of the capacitor C2 is 1.0Ω or less with respect to the carrier frequency of 1600 kHz, and about 1.6 kΩ with respect to the audio frequency of 1.0 kHz.
[0022]
The modulation operation in the amplitude modulation circuit having the above configuration will be described in the case where the modulation signal is a sine wave. A repetitive pulse signal Vosc repeated at a reference frequency Fosc (= 1 / Tosc) as shown in FIG. 2A is input as an input signal Vin to the gate circuit 1 of FIG. When a modulation signal Vm composed of a sine wave as shown in FIG. 2B, for example, is input to the power supply voltage modulation circuit 2, the power supply voltage modulated with the modulation signal Vm as shown in FIG. Vbm (2.2 to 5 V) is output and input to the power supply terminal of the digital IC package having the NOT circuits NOT1, NOT2, and NOT3. The gate circuit 1 outputs an amplitude modulation signal Vout (maximum amplitude value: 5 V, minimum amplitude value: 2.2 V) in which the repetitive pulse signal Vosc is changed according to the power supply voltage Vbm.
[0023]
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a transmitter configured using an amplitude modulation circuit including the gate circuit 1 and the power supply voltage modulation circuit 2. In addition to the amplitude modulation circuit, the transmitter outputs a pulse signal generation circuit 10 that outputs a repetitive pulse signal Vosc repeated at a reference frequency Fo, and a modulation signal Vm that is input to the power supply voltage modulation circuit 2 of the amplitude modulation circuit. A modulation signal generation circuit 20 that performs resonance, a resonance circuit 30 that resonates at the reference frequency Fo of the output signal Vout output from the gate circuit 1 of the amplitude modulation circuit, and a power supply circuit 40 that outputs a power supply voltage Vb (= 6 V). I have.
[0024]
The pulse signal generation circuit 10 uses a NOT circuit NOT4, which is a gate circuit, similarly to the amplitude modulation circuit, and has a resonance frequency Fo (for example, 1600 kHz) of the crystal resonator Xtal selected from the medium wave band (522 kHz to 1629 kHz). It is configured to oscillate stably and output a repetitive pulse signal Vosc. The NOT circuit NOT4 of the pulse signal generation circuit 10 is a digital IC different from the digital IC used in the amplitude modulation circuit. The power supply voltage Vb (= 6V) is supplied from the power supply circuit 40 to the digital IC. A repetitive pulse signal Vosc (see FIG. 2A), which is directly supplied and has a stable amplitude, can be output. Further, a voltage dividing circuit composed of resistors R4 and R5 is formed at the output portion of the pulse signal generation circuit 10, and the amplitude of the repetitive pulse signal Vosc output to the amplitude modulation circuit is set to NOT circuits NOT1, NOT2, NOT3. The input voltage is within the maximum rated range. For example, when a CMOS type digital IC is used as the NOT circuit NOT1, NOT2, NOT3 of the amplitude modulation circuit, the maximum rating of the input voltage is Vss−0.5V to Vdd + 0.5V. The values of the resistors R4 and R5 of the voltage dividing circuit are set so as not to occur. The resistor R4 is connected in parallel with a speed-up capacitor for preventing waveform distortion due to parasitic capacitance. The repetitive pulse signal Vosc divided by the voltage dividing circuit is input to the amplitude modulation circuit via a DC cut capacitor C5. The repetitive pulse signal Vosc is superimposed with a midpoint potential obtained by dividing the power supply voltage Vbm by ½ with resistors R7 and R8 (R7 = R8).
[0025]
For example, the modulation signal generation circuit 20 may be configured to amplify an audio signal converted into an electric signal by a microphone to a predetermined level and output it, or to output an audio signal stored in advance in a memory. You may comprise as follows.
[0026]
An output signal (amplitude modulation signal) Vout output from the gate circuit 1 of the amplitude modulation circuit is input to a series resonance circuit in which a coil L, a capacitor C6, and a semi-fixed variable resistor R4 are connected in series. The signal component of the reference frequency Fo of the amplitude modulation signal Vout resonates with the resonance circuit, so that the amplitude becomes Q (sharpness of resonance of the resonance circuit) times and then a sinusoidal amplitude modulation signal with the carrier frequency Fo. (Vrf in FIG. 2E) is output to the antenna ANT. Here, the setting of the intensity of the radio wave radiated from the antenna ANT can be changed by changing the value of the variable resistor R4 provided in the resonance circuit. The variable resistor R4 may be connected to any position of the series resonance circuit, or may be connected between the resonance circuit and the antenna ANT.
[0027]
As described above, according to the amplitude modulation circuit of the present embodiment, it is possible to configure the amplitude modulation circuit by using a general-purpose digital IC that is inexpensive and easily available, and has fewer adjustment points than the conventional circuit, and the number of parts. Therefore, the cost can be reduced. According to the transmitter including the amplitude modulation circuit, it is possible to efficiently transmit a sinusoidal amplitude modulation signal using the reference frequency component of the repetitive pulse signal Vosc as a carrier wave.
[0028]
In addition, the transmitter according to the present embodiment has its own position and traveling direction when a visually handicapped person or the like as proposed by the applicant in Japanese Patent Laid-Open No. 10-171343 moves alone in an urban area or facility. It is suitable for use as a transmission means in a position information guide device used for recognition. As described above, the variable resistance provided in the resonance circuit is adjusted to change the intensity of the radio wave transmitted from the transmitter, thereby changing the area where the position information guide device can inform the user's position and traveling direction. Can do.
[0029]
In the above embodiment, the pulse signal generation circuit 10 includes a pulse oscillation circuit 11 that generates a repetitive pulse signal repeated at an even number (A) times the reference frequency Fo, as shown in FIG. You may comprise using the frequency dividing circuit 12 which divides | segments the frequency of the output signal of the circuit 11 to 1 / A. The frequency dividing circuit 12 can be configured using a flip-flop circuit element (4013, 74HC74, etc.) as shown in FIG. When the pulse signal generation circuit 10 is configured using the pulse oscillation circuit 11 and the frequency dividing circuit 12 as described above, for example, the duty ratio of the repetitive pulse signal output from the pulse oscillation circuit 11 as shown in FIG. Even when the frequency is shifted from 50% to 33.3%, a repetitive pulse signal (Vosc) having a duty ratio adjusted to 50% is generated as shown in FIG. It can be input to the circuit 1. As a result, as shown in FIG. 6, the harmonic component that is an even multiple of the reference frequency Fo can be reduced, and an amplitude-modulated signal using the harmonic component of the reference frequency or an odd multiple of the reference frequency as a carrier wave is output. can do.
[0030]
In the above embodiment, the duty ratio of the repetitive pulse signal output from the pulse signal generation circuit 10 is shifted from 50%, and the amplitude modulation signal Vout output from the gate circuit 1 of the amplitude modulation circuit as shown in FIG. The ratio of harmonic signal components (2Fo, 4Fo,...) That is an even multiple of the reference frequency Fo included in may be increased. In this case, the resonance frequency of the resonance circuit 30 is set to one that is an even multiple of the reference frequency Fo. Thus, the resonance circuit 30 resonates with one of the multiples of the reference frequency Fo of the output signal Vout output from the gate circuit 1, so that the carrier frequency is the resonance frequency of the resonance circuit 30 and the amplitude is Q A sinusoidal amplitude-modulated signal that is double the sharpness of resonance of the resonance circuit 30 can be output to the antenna.
[0031]
In a conventional transmitter, in order to output a high-frequency amplitude modulation signal exceeding 20 MHz, an overtone signal having a frequency that is an integral multiple of the oscillation frequency output from the oscillation circuit is generated by the overtone circuit. Amplitude modulation was performed on the overtone signal. On the other hand, in the transmitter according to the present embodiment, high-frequency amplitude modulation is performed by using a resonance circuit to select harmonics from an amplitude-modulated rectangular wave signal that includes many harmonics of integer multiples without using the overtone circuit. A signal can be easily output.
[0032]
In the above embodiment, the output signal from the resonance circuit 30 is directly supplied to the antenna. However, a power amplifier is provided between the resonance circuit 30 and the antenna, and an amplitude modulation signal of desired power can be supplied to the antenna. You may comprise as follows. In particular, this power amplifier is preferably provided when a harmonic signal having a signal level lower than that of the fundamental wave is selected and supplied to the antenna.
[0033]
In the above embodiment, the gate circuit 1 is configured by connecting three NOT circuits in parallel. However, the number is not limited to this number, and one, two, or four or more are necessary. These NOT circuits may be combined. The gate circuit 1 may be configured using a basic gate circuit other than the NOT circuit. For example, as shown in FIG. 8, a circuit in which a plurality of NAND circuits each shorted on the input side are connected in parallel, or a flip-flop circuit can be used.
[0034]
In the above-described embodiment, a switching circuit constituted by an FET, a bipolar transistor, or the like that is available as a single unit instead of a digital IC may be used as the gate circuit 1. When such a transistor element such as a single FET or bipolar transistor is used, a high-power high-frequency switching circuit can be configured. Further, since the switching operation using the saturation region is performed, the element generates less heat than the analog circuit using the linear region under the same frequency region.
[0035]
【The invention's effect】
According to the first to fourth aspects of the present invention, it is possible to configure an amplitude modulation circuit using a general-purpose digital IC that is inexpensive and easily available, and has fewer adjustment points and fewer parts than the conventional circuit. Cost reduction is possible. In addition, there is an effect that it is possible to efficiently transmit a sinusoidal amplitude modulation wave signal using a harmonic signal component that is an even multiple of the reference frequency of the repetitive pulse signal output from the pulse signal generation circuit as a carrier wave .
[0036]
In particular, according to the present invention, the reference frequency signal leaked from the power supply voltage input terminal of the gate circuit can be bypassed to the ground side so as not to be input to the power supply voltage modulation circuit side. There is an effect that the frequency band of the modulation signal input to the circuit is not attenuated.
[0040]
In particular, according to the invention of claim 3 , there is an effect that a gate circuit composed of a high-power high-frequency switching circuit can be configured.
[0041]
In particular, according to the invention of claim 4 , there is an effect that an amplitude modulation signal having a desired output level can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an amplitude modulation circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is an explanatory diagram showing a waveform of an input signal Vin input to a gate circuit of the same amplitude modulation circuit.
(B) is explanatory drawing which shows the waveform of the modulation signal Vm input into the power supply voltage modulation circuit of the same amplitude modulation circuit.
(C) is explanatory drawing which shows the waveform of the power supply voltage Vbm output from the power supply voltage modulation circuit of the same amplitude modulation circuit.
(D) is explanatory drawing which shows the waveform of the output signal Vout output from the gate circuit of the same amplitude modulation circuit.
(E) is explanatory drawing which shows the waveform of the amplitude modulation signal Vrf output from the transmitter provided with the same amplitude modulation circuit.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a transmitter including the same amplitude modulation circuit.
FIG. 4A is a block diagram of a pulse signal generation circuit according to a modification.
FIG. 4B is an explanatory diagram of a flip-flop that constitutes the frequency dividing circuit of the pulse signal generation circuit.
FIG. 5A is an explanatory diagram showing a waveform of a signal input to the flip-flop.
(B) is explanatory drawing which shows the waveform of the signal output to the flip-flop.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a frequency spectrum of an output signal of an amplitude modulation circuit when a repetitive pulse signal with a duty ratio of 50% is input.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a frequency spectrum of an output signal of an amplitude modulation circuit when a repetitive pulse signal having a duty ratio shifted from 50% is input.
FIG. 8 is a circuit diagram of a gate circuit of an amplitude modulation circuit according to a modification.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gate circuit 2 Power supply voltage modulation circuit 10 Pulse signal generation circuit 11 Pulse oscillation circuit 12 Frequency division circuit 20 Modulation signal generation circuit 30 Resonance circuit 40 Power supply circuit

Claims (4)

基準周波数で繰り返される繰り返しパルス信号を出力するパルス信号発生回路と、
該パルス発振回路から出力される該基準周波数で繰り返される繰り返しパルス信号からなる入力信号が入力され該入力信号に基づいて出力される出力信号の振幅が電源電圧に応じて変化するゲート回路と該ゲート回路に供給する電源電圧を変調信号に応じて変化させる電源電圧変調回路とを有する振幅変調回路と、
該振幅変調回路に入力する変調信号を出力する変調信号発生回路と、
該振幅変調回路の出力信号の基準周波数又は該基準周波数の整数倍の一つに共振する共振回路と、
該電源電圧を出力する電源回路と、を備え、
上記パルス信号発生回路から出力される繰り返しパルス信号のデューティ比を50%からずらし、
上記共振回路の共振周波数を、上記基準周波数の偶数倍の一つに設定したことを特徴とする送信機
A pulse signal generation circuit that outputs a repetitive pulse signal repeated at a reference frequency;
A gate circuit that receives an input signal composed of a repetitive pulse signal that is repeated at the reference frequency and that is output from the pulse oscillation circuit, and an amplitude of the output signal that is output based on the input signal changes according to a power supply voltage and the gate An amplitude modulation circuit having a power supply voltage modulation circuit that changes a power supply voltage supplied to the circuit in accordance with a modulation signal ;
A modulation signal generation circuit that outputs a modulation signal input to the amplitude modulation circuit;
A resonance circuit that resonates at one of a reference frequency of the output signal of the amplitude modulation circuit or an integer multiple of the reference frequency;
A power supply circuit for outputting the power supply voltage,
The duty ratio of the repetitive pulse signal output from the pulse signal generation circuit is shifted from 50%,
The transmitter characterized in that the resonance frequency of the resonance circuit is set to one of an even multiple of the reference frequency .
請求項1の送信機において、
上記振幅変調回路の電源電圧変調回路の出力端とグランドとの間に、上記基準周波数に対して低インピーダンスであり且つ上記変調信号の周波数に対して高インピーダンスであるインピーダンス素子を接続したことを特徴とした送信機。
The transmitter of claim 1, wherein
An impedance element having a low impedance with respect to the reference frequency and a high impedance with respect to the frequency of the modulation signal is connected between the output terminal of the power supply voltage modulation circuit of the amplitude modulation circuit and the ground. Transmitter.
求項1又は2の送信機において、
上記振幅変調回路のゲート回路を、単体のトランジスタ素子を用いて構成したことを特徴とする送信機。
In Motomeko 1 or 2 of the transmitter,
A transmitter characterized in that the gate circuit of the amplitude modulation circuit is configured using a single transistor element.
請求項1乃至3のいずれかの送信機において、
上記共振回路から出力された出力信号を増幅する増幅回路を設けたことを特徴とする送信機。
The transmitter according to any one of claims 1 to 3 ,
A transmitter comprising an amplifier circuit for amplifying an output signal output from the resonance circuit.
JP22226598A 1998-07-22 1998-07-22 Transmitter Expired - Fee Related JP4194135B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22226598A JP4194135B2 (en) 1998-07-22 1998-07-22 Transmitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22226598A JP4194135B2 (en) 1998-07-22 1998-07-22 Transmitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000040919A JP2000040919A (en) 2000-02-08
JP4194135B2 true JP4194135B2 (en) 2008-12-10

Family

ID=16779685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22226598A Expired - Fee Related JP4194135B2 (en) 1998-07-22 1998-07-22 Transmitter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4194135B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1526648A1 (en) * 2003-10-21 2005-04-27 Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe B.V. System and device for modulating UWB pulse sequences
JP4904326B2 (en) * 2008-10-10 2012-03-28 千代田電機工業株式会社 Ultrasonic cleaning equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000040919A (en) 2000-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Elwakil et al. Improved implementation of Chua's chaotic oscillator using current feedback op amp
US7319763B2 (en) Power amplification for parametric loudspeakers
Varlamov et al. High Efficiency Power Amplifier for IoT Applications: RF Path
CN103684300B (en) For the system and method for power amplifier
US20010022540A1 (en) Frequency shift key modulating oscillator
EP1320927B1 (en) Power amplification for parametric loudspeakers
GB2318696A (en) Radio transmitter package with combined power and modulation I/P pin
JP4194135B2 (en) Transmitter
US4176332A (en) Frequency multiplier
EP1698046B1 (en) Frequency multiplying arrangements and a method for frequency multiplication
JP2005136961A (en) Crystal oscillator circuit
KR860000897Y1 (en) Amplitude modulation circuit
US4056786A (en) Single ended class d amplifier
JP3460276B2 (en) Class E push-pull power amplifier circuit
RU2212090C1 (en) High-stability microwave pulse transmitter
WO2009138816A1 (en) Oscillator circuit
JPH0897634A (en) Harmonic oscillator
JP2006157483A (en) Amplifier with modulation function
US4591811A (en) Generator for generating an amplitude modulated signal corresponding to a carrier signal modulated by an information signal
JP3455489B2 (en) Frequency multiplier
US20090115546A1 (en) Modulator comprising a dual-frequency oscillator and a synthesizer
JP3558859B2 (en) Bipolar transistor, signal synthesis circuit and amplitude modulation circuit
SU420080A1 (en) Quartz oscillator
JP2001053641A (en) Interrogator for data carrier
SU1192101A1 (en) Generator with voltage control

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050722

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080530

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080822

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080922

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141003

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees