JP4489083B2

JP4489083B2 - 無線機

Info

Publication number: JP4489083B2
Application number: JP2007007250A
Authority: JP
Inventors: 田毅彦豊
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2027-01-16
Also published as: JP2008177680A; US20080182523A1

Description

本発明は、無線機に関するものである。

従来、半導体集積回路に内蔵されたＤＡ変換回路やＡＤ変換回路などのアナログ回路の試験を行う場合、外部のテスト装置からＤＡ変換回路、ＡＤ変換回路にテストパターンを入力し、それぞれから出力される信号と期待値データとを比較して機能の良否判定が行われていた。しかし、テストパターンを発生し、良否判定を行うには高価なテスト装置が必要であり、製造コストが増大するという問題があった。

このような問題を解決するために、ＤＡ変換回路、ＡＤ変換回路及びＦＦＴ回路を内蔵し、ＤＡ変換回路にアナログテスト信号を入力してＤＡ変換させ、その変換出力をＡＤ変換回路へ入力してＡＤ変換させた出力をＦＦＴ回路で解析してＤＡ変換回路やＡＤ変換回路の特性評価を行うことができる半導体集積回路が提案されている（例えば特許文献１参照）。これは高価なテスト装置を外部に容易する必要がないため、製造コストの低減を図ることができる。

しかし、このような半導体集積回路はアナログテスト信号をＡＤ変換した信号をＤＡ変換して解析を行うため、ＡＤ変換、ＤＡ変換についての評価はできるが、ＦＤＤ（周波数分割複信）などの方式で同時送受信（デュプレックス通信）を行う無線通信用ＬＳＩにおける送信部内の変調回路、受信部内の復調回路の特性を評価することができないという問題がある。
特開２００４−４８３８３号公報

本発明は外部テスト装置を用いずに変調回路、復調回路の特性を評価でき、製造コストを低減することができる無線機を提供することを目的とする。

本発明の一態様による無線機は、第１の周波数の第１電気信号を生成し出力する第１の発振器と、第２の周波数の第２電気信号を生成し出力する第２の発振器と、前記第１電気信号及び前記第２電気信号が与えられ、いずれか一方を出力するスイッチと、テスト信号を出力するテスト信号発生部と、前記テスト信号及び前記スイッチを介して前記第２電気信号が与えられ、前記テスト信号を前記第２の周波数で直交変換し、前記第２の周波数の変調信号として出力する直交変調器と、前記変調信号を増幅して出力する第１の増幅器と、前記第１の増幅器から出力される前記変調信号が与えられ、増幅して出力する第２の増幅器と、前記第２の増幅器から出力される変調信号及び前記第２電気信号が与えられ、前記第２の周波数で前記変調信号を直交変換し、復調信号として出力する直交復調器と、前記復調信号と前記テスト信号とが与えられ、前記直交変調器又は前記直交復調器の少なくともいずれか一方の特性を解析する解析部と、を備えるものである。

本発明によれば、外部テスト装置を用いずに変調、復調の特性を評価でき、製造コストを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態による無線機を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）図１に本発明の第１の実施形態に係る無線機の概略構成を示す。この無線機は、特に制限されないが、マルチメディア情報を伝送可能にする移動通信端末、例えばＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）端末、などに設けられる。Ｗ−ＣＤＭＡ端末のＤＳ−ＣＤＭＡ／ＦＤＤ（Direct-Sequence-CDMA/Frequency-Division Duplex）方式は、通信中は送受信同時に動作し、送受信周波数は異なるものである。

無線機は受信回路１、送信回路２、ミキサ３、４、テスト部５及びスイッチ６を備える。受信回路１は入力端子１０、増幅器１１、１２、直交復調器１３、電圧制御発振器１４、ローパスフィルタ１５を有する。送信回路２は出力端子２０、ローパスフィルタ２１、増幅器２２、直交変調器２３、電圧制御発振器２４を有する。テスト部５はテスト信号発生部５１及び解析部５２を有し、スイッチ６のオンオフ制御を行う。スイッチ６は受信回路１、送信回路２の試験を行うときのみオンされる。

送信回路２に与えられた信号は、ローパスフィルタ２１にて高帯域ノイズが低減される。ここでは１つの信号線の経路のみ示しているが、直交するＩ−ｃｈとＱ−ｃｈの信号線を有していてもよい。直交変調器２３はローパスフィルタ２１から出力される信号を電圧制御発振器２４から出力される信号の周波数で直交変換を行い、変調信号を出力する。この変調信号は増幅器２２で増幅され、出力端子２０を介して出力される。

無線機が受信した信号は受信回路１に入力される。受信信号は入力端子１０を介して低雑音増幅器１１に入力される。直交復調器１３は低雑音増幅器１１にて増幅された信号を電圧制御発振器１４から出力される信号の周波数で直交変換を行い、復調信号を出力する。この復調信号はローパスフィルタ１５で高周波帯ノイズが低減され、増幅器１２で増幅され、受信回路１から出力される。

ミキサ３には電圧制御発振器１４、２４から出力される信号が与えられ、両者の周波数差を示す差周波信号を生成し、出力する。電圧制御発振器１４から出力される信号の周波数がｆ１、電圧制御発振器２４から出力される信号の周波数がｆ２（＜ｆ１）の場合、差周波信号の周波数はｆ１−ｆ２である。例えば、無線機が受信する信号の周波数が２１４０ＭＨｚ、送信する信号の周波数が１９５０ＭＨｚの場合、電圧制御発振器１４からは２１４０ＭＨｚ（＝ｆ１）が発振され、電圧制御発振器２４からは１９５０ＭＨｚ（＝ｆ２）が発振される。両者の差周波（ミキサ３から出力される信号の周波数）は１９０ＭＨｚとなる。

この無線機の受信回路１、送信回路２の動作特性を評価する場合、テスト信号発生部５１からテスト信号が出力され、送信回路２に入力される。送信回路２において周波数ｆ２で直交変換され、増幅されたテスト信号はミキサ４に与えられる。

ミキサ４は送信回路２から出力されるテスト信号（周波数ｆ２）とミキサ３から出力される差周波信号（周波数ｆ１−ｆ２）が与えられ、テスト信号を周波数変換（アップコンバート）して出力する。これによりミキサ４から出力されるテスト信号の周波数はｆ１（＝ｆ１−ｆ２＋ｆ２）となる。このミキサ４から出力される信号が受信回路１にテスト信号としてスイッチ６を介して与えられる。受信回路１にて増幅、復調されたテスト信号が解析部５２に与えられる。

解析部５２は受信回路１から出力された信号と、テスト信号発生部５１から出力されたテスト信号が送信回路２及び受信回路１を伝播することによる期待値データとを比較し、受信回路１及び送信回路２の動作特性を評価する。解析部５２は例えば、ＥＶＭ（Error Vector Magnitude：エラーベクトル振幅）やＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）の測定を行い、特性を評価する。

このような構成にすることで、送信回路２で直交変調された信号を受信回路１のテスト信号とすることができる。また、受信回路１内の電圧制御発振器１４の発振周波数と送信回路２内の電圧制御発振器２４の発振周波数との差分周波数を生成し、送信回路２を伝播したテスト信号を差分周波数を用いて周波数変換することで、実際に無線機が受信する信号と同じ周波数の変調テスト信号を受信回路１に与えることができる。

外部のテスト装置を用いないため、テスト時間及びテストコストの低減を図ることができる。また、直交変調した信号を受信回路のテスト信号としているため、送信回路２内での変調、受信回路１内での復調の動作特性を評価することができる。

このように、本実施形態の無線機により、外部テスト装置を用いずに変調回路、復調回路の特性を評価でき、製造コストを低減することができる。

（第２の実施形態）図２に本発明の第２の実施形態に係る無線機の概略構成を示す。図１と同一部分には同一符号を付す。受信回路１、送信回路２及び解析部５２の動作は上記第１の実施形態と同様のため説明を省略する。

上記第１の実施形態では、電圧制御発振器１４、２４から出力される信号の差周波信号を生成していたが、本実施形態ではこの差周波信号に相当する信号をテスト部５から出力するような構成になっている。この信号はテスト部５に与えられるクロック信号から生成する。

このような構成にすることで、差周波信号生成のためのミキサを設けなくて良いため、回路面積を低減することができる。但し、無線機が送受信する信号の周波数差が大きい（電圧制御発振器１４、２４の発振周波数の差が大きい）場合は、テスト部５にて差周波信号を生成することが難しくなることに留意すべきである。

本実施形態の無線機により外部テスト装置を用いずに変調回路、復調回路の特性を評価でき、製造コストを低減することができる。また、回路面積を低減することができる。

（第３の実施形態）図３に本発明の第３の実施形態に係る無線機の概略構成を示す。図１と同一部分には同一符号を付す。受信回路１、送信回路２及び解析部５２の動作は上記第１の実施形態と同様のため説明を省略する。

上記第１の実施形態では電圧制御発振器１４、２４から出力される信号の差周波信号を生成し、それを用いて送信回路２を伝播したテスト信号を周波数変換することで受信回路１に入力されるテスト信号の周波数を無線機が受信する信号の周波数（電圧制御発振器１４の発振周波数）にしていたが、本実施形態では、スイッチ７を設け、直交変調器２３にてテスト信号を直交変調する際はスイッチ７を切り替え、電圧制御発振器１４の発振周波数で直交変換して変調信号を生成するようにしたものである。

スイッチ７の切り替え制御はテスト部５により行われる。スイッチ７は、無線機の動作時は直交変調器２３に電圧制御発振器２４の発振周波数を与え、受信回路１、送信回路２の試験を行う際は電圧制御発振器１４の発振周波数を与えるように切り替え制御される。

このような構成にすることで、差周波信号生成のためのミキサ（図１におけるミキサ３）や周波数変換を行うためのミキサ（図１におけるミキサ４）を備える必要がなく、回路面積を低減することが出来る。

上述した実施の形態はいずれも一例であって制限的なものではないと考えられるべきである。

例えば、図４に示すように、ミキサ４を外付けにし、受信回路１、送信回路２の試験を行うときに接続するような構成にすることができる。同様に図５に示すように、ミキサ３及び４を外付けにし、受信回路１、送信回路２の試験を行うときに接続するような構成にすることができる。

また、図６に示すように、受信回路１、送信回路２の試験を行った後、アイソレーションをとるために、電圧制御発振器１４、２４とミキサ３を接続する配線をレーザーカットするようにしてもよい。

ミキサ４、ミキサ３を外付けにする場合や試験後に配線をレーザーカットする場合はスイッチ６を設ける必要はない。

また、上記第３の実施形態ではテスト信号を電圧制御発振器１４の発振周波数で直交変調するようにしていたが、図７に示すように、電圧制御発振器２４の発振周波数で直交復調するようにスイッチ７を設けるようにしてもよい。このような構成でも、受信回路１での復調特性を評価することができる。

また、上記のような送信回路２で変調したテスト信号を受信回路１に入力しての試験を行う前に、一旦、送信回路２の出力を外部テスト装置で解析してから、変調したテスト信号を受信回路１に入力して解析部５２にて解析を行うようにしてもよい。外部テスト装置では受信した送信回路２の出力信号の周波数分布に基づいて直交変調器２４にて変調が正常に行われているかどうかを判定し、ピークパワーに基づいて増幅器２２が正常に動作しているかを簡易的に判定する。これにより、送信回路２が正常に動作しているという条件下で無線機の試験を行うことができるため、送信回路２、受信回路１のどちらに不具合が生じているかを判断することができる。また、外部テスト装置からテスト信号（正弦波信号）を受信回路１に出力し、受信回路１の出力を解析部５２で解析して、受信回路１が正常に動作しているかの確認を簡易的に行ってから、送信回路２で変調したテスト信号を受信回路１に入力しての試験を行うようにしてもよい。また、受信回路１、送信回路２をそれぞれ外部テスト装置を用いて動作確認を簡易的に行ってから、送信回路２で変調したテスト信号を受信回路１に入力しての試験を行うようにしてもよい。ここで外部テスト装置は送信回路２の出力の周波数分布及びピークパワーの検出又はテスト信号（正弦波信号）の出力を行うだけなので、高性能なテスト装置は必要とされない。

また、テスト信号（例えば単一周波数の正弦波信号）を出力するテスト部５が有するテスト信号発生部５１を外付け回路にして、無線機に内蔵しなくてもよい。テスト信号発生部を外付けにする場合は、テスト信号情報を解析部５２に与えるようにする。

本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施形態による無線機の概略構成図である。本発明の第２の実施形態による無線機の概略構成図である。本発明の第３の実施形態による無線機の概略構成図である。変形例による無線機の概略構成図である。変形例による無線機の概略構成図である。変形例による無線機の概略構成図である。変形例による無線機の概略構成図である。

符号の説明

１受信回路
２送信回路
３、４ミキサ
５テスト部
６スイッチ

Claims

第１の周波数の第１電気信号を生成し出力する第１の発振器と、
第２の周波数の第２電気信号を生成し出力する第２の発振器と、
前記第１電気信号及び前記第２電気信号が与えられ、いずれか一方を出力するスイッチと、
テスト信号を出力するテスト信号発生部と、
前記テスト信号及び前記スイッチを介して前記第２電気信号が与えられ、前記テスト信号を前記第２の周波数で直交変換し、前記第２の周波数の変調信号として出力する直交変調器と、
前記変調信号を増幅して出力する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器から出力される前記変調信号が与えられ、増幅して出力する第２の増幅器と、
前記第２の増幅器から出力される変調信号及び前記第２電気信号が与えられ、前記第２の周波数で前記変調信号を直交変換し、復調信号として出力する直交復調器と、
前記復調信号と前記テスト信号とが与えられ、前記直交変調器又は前記直交復調器の少なくともいずれか一方の特性を解析する解析部と、
を備えることを特徴とする無線機。
第１の周波数の第１電気信号を生成し出力する第１の発振器と、
第２の周波数の第２電気信号を生成し出力する第２の発振器と、
前記第１電気信号及び前記第２電気信号が与えられ、いずれか一方を出力するスイッチと、
テスト信号を出力するテスト信号発生部と、
前記テスト信号及び前記第１電気信号が与えられ、前記テスト信号を前記第１の周波数で直交変換し、前記第１の周波数の変調信号として出力する直交変調器と、
前記変調信号を増幅して出力する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器から出力される前記変調信号が与えられ、増幅して出力する第２の増幅器と、
前記第２の増幅器から出力される変調信号及び前記スイッチを介して前記第１電気信号が与えられ、前記第１の周波数で前記変調信号を直交変換し、復調信号として出力する直交復調器と、
前記復調信号と前記テスト信号とが与えられ、前記直交変調器又は前記直交復調器の少なくともいずれか一方の特性を解析する解析部と、
を備えることを特徴とする無線機。