JP4533759B2 - Data converter, data conversion method, and transmission circuit, communication device, and electronic device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話、無線LAN等の通信機器に用いられる送信回路、およびオーディオ機器、映像機器等の電子機器ならびにそれに用いられるデータ変換器、データ変換方法に関し、より特定的には、量子化雑音を抑圧することができる送信回路、通信機器および電子機器ならびにそれらに用いられるデータ変換器、データ変換方法に関する。 The present invention relates to a transmission circuit used in a communication device such as a mobile phone and a wireless LAN, an electronic device such as an audio device and a video device, a data converter used in the electronic device, and a data conversion method. The present invention relates to a transmission circuit capable of suppressing noise, a communication device, an electronic device, a data converter used in them, and a data conversion method.
図28は、従来の通信機器900の構成を示すブロック図である。図28において、従来の通信機器900は、送信回路901と、受信回路902と、アンテナ共用器903と、アンテナ904とを備える。送信回路901で生成された高周波送信信号は、アンテナ共用器903を介して、アンテナ904から空間に放射させる。一方、アンテナ904で受信された高周波信号は、アンテナ共用器903を介して、受信回路902に送られて、受信処理される。アンテナ共用器903として、たとえば、スイッチや誘電体、SAW(Surface Acoustic Wave)フィルタ、FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)フィルタ等を用いた共用器(デュプレクサ)が用いられる。
FIG. 28 is a block diagram showing a configuration of a
図29は、図28に示す従来の通信機器900における送信回路901の構成の一例を示すブロック図である。図29では、主要部における波形を模式的に示した。送信回路901は、ポーラ(polar)変調によって送信信号を生成する送信回路である。図29において、従来の送信回路901は、データ生成部910と、角度変調器920と、振幅変調器930とを含む。
FIG. 29 is a block diagram showing an example of the configuration of the
データ生成部910は、互いに直交するIデータ(in−phase data)と、Qデータ(quadrature−phase data)とで表される直交座標系のベースバンド信号を極座標系に変換して、振幅データと位相データとを出力する。振幅データは、振幅変調器930に入力される。位相データは、角度変調器920に入力される。
The
角度変調器920は、入力される位相データを角度変調して、搬送波を出力する。出力された搬送波は、振幅変調器930に入力される。
The
振幅変調器930は、データ生成部910からの振幅データで、角度変調器920からの搬送波を振幅変調して出力する。これによって、送信信号が得られる。このような変調方式が、ポーラ変調と呼ばれる。
The
図30は、振幅変調器930の構成を示すブロック図である。図30において、振幅変調器930は、整合回路931,936と、トランジスタ932と、直流電源933と、バイアス回路934,935とを有する。
FIG. 30 is a block diagram showing a configuration of the
角度変調器920から出力された角度変調波は、整合回路931を介して、トランジスタ932で増幅され、整合回路936を介して出力される。整合回路931,936は、トランジスタ932の入出力間の整合をとるための回路である。バイアス回路934,935は、それぞれ、トランジスタのベースあるいはゲート、コレクタあるいはドレインにバイアス電圧を供給するための回路である。トランジスタ932のベース端子には、直流電源933によって、バイアス回路934を介して、直流電圧が供給される。データ生成部910から供給される電圧に応じて、トランジスタ932の利得が変化する。すなわち、データ生成部910から出力される振幅データに比例した電圧がトランジスタ932に供給されることによって、振幅変調が実現される。
The angle modulation wave output from the
しかし、図29に示す送信回路901には、たとえば、トランジスタ932への入力電力が高くなった場合、あるいは、低くなった場合に、出力信号が歪んでしまうという問題があった。図31は、この歪みが発生する原因を説明するための模式図の一例である。
However, the
図31において、横軸は、トランジスタ932への入力電力の大きさ、すなわち振幅データの大きさを示す。左側の縦軸は、トランジスタ932の出力電力の大きさを示す。右側の縦軸は、トランジスタ932を通過する信号の位相(以下、通過位相という)を示す。
In FIG. 31, the horizontal axis indicates the magnitude of input power to the
図31では、出力電力と通過位相とを合わせて表示している。したがって、グラフ上で特性を示している線が、どちらの特性を示しているのかを示す必要がある。図31では、どちらの特性を示しているかを、矢印が付いた楕円枠を用いて表している。楕円枠で囲まれた線の特性は、当該楕円枠に付いている矢印が指し示す縦軸である。 In FIG. 31, the output power and the passing phase are displayed together. Therefore, it is necessary to indicate which characteristic is indicated by the line indicating the characteristic on the graph. In FIG. 31, which characteristic is shown is represented using an ellipse frame with an arrow. The characteristic of the line surrounded by the ellipse frame is the vertical axis indicated by the arrow attached to the ellipse frame.
理想的なトランジスタでは、入力電力と出力電力とが比例関係になっている。また、理想的なトランジスタでは、入力電力が大きくなっても、通過位相が一定に保たれている。図31では、この理想的なトランジスタの特性を高入力電力側では点線で示す。このように、理想的なトランジスタでは、全ての入力電力において、出力電力および通過位相が線形的に変化する。 In an ideal transistor, input power and output power are in a proportional relationship. In an ideal transistor, the passing phase is kept constant even when the input power increases. In FIG. 31, this ideal transistor characteristic is indicated by a dotted line on the high input power side. Thus, in an ideal transistor, the output power and the passing phase change linearly at all input powers.
しかし、実際のトランジスタは、必ずしも、全ての入力電力において、線形的であるとは限らない。図31に示すように、入力電力がPよりも大きい場合、出力電力と入力電力とは比例関係にならず、また、通過位相は一定とならない。すなわち、入力電力がPよりも大きい場合、トランジスタの特性は非線形的となる。 However, actual transistors are not necessarily linear at all input powers. As shown in FIG. 31, when the input power is larger than P, the output power and the input power are not in a proportional relationship, and the passing phase is not constant. That is, when the input power is greater than P, the transistor characteristics are non-linear.
このような非線形領域に振幅データが入力されると、出力電力が比例せずに増幅され、さらに、位相がずれる。すなわち、非線形領域に振幅データが入力されると出力信号が歪むこととなる。つまり、送信回路の出力が高出力となった場合、出力信号は歪んでしまうこととなる。 When amplitude data is input to such a non-linear region, the output power is amplified without being proportional, and the phase is shifted. That is, when amplitude data is input to the nonlinear region, the output signal is distorted. That is, when the output of the transmission circuit is high, the output signal is distorted.
従来、このような問題を解決するために、振幅データを離散化する方法が提案されている。図32は、図28に示す従来の通信機器900における送信回路の他の構成例を示すブロック図である(特許文献1参照)。図32おいて、送信回路901aは、データ生成部910と、角度変調器920と、振幅変調器930と、バンドパスフィルタ940と、デルタシグマ変調器950とを含む。図32において、図29と同様の部分については、同一の参照符号を付す。図32では、主要部の波形を模式的に示した。
Conventionally, methods for discretizing amplitude data have been proposed in order to solve such problems. FIG. 32 is a block diagram showing another configuration example of the transmission circuit in the
送信回路901aにおいて、データ生成部910から出力される振幅データは、デルタシグマ変調器950において、デルタシグマ変調され、二値の信号(典型的には0と正の実数の2値)に離散化されて、振幅変調器930に入力される。
In the transmission circuit 901a, the amplitude data output from the
一方、データ生成部910から出力される位相データは、角度変調器920に入力され、角度変調され、角度変調波として出力され、振幅変調器930に入力される。
On the other hand, the phase data output from the
振幅変調器930は、角度変調器920からの搬送波を、デルタシグマ変調器950からの信号で振幅変調する。振幅変調器930の構成は、図30に示すものと同様である。したがって、デルタシグマ変調器950から出力される二値の信号に対応する電圧がトランジスタ932に供給されることによって、搬送波が当該二値の信号によってオンオフされ、振幅変調が実現される。
The
バンドパスフィルタ940は、デルタシグマ変調により発生した量子化雑音を除去して、送信信号を出力する。
The
このように、送信回路901aでは、デルタシグマ変調された二値の信号を用いて振幅変調するので、振幅変調器930から出力される信号は、角度変調波が、オンオフされるだけである。したがって、送信回路901aからの出力信号が歪まないこととなる。
しかし、図32に示す送信回路901aには、量子化雑音が多く含まれるという問題がある。図33は、図32に示す送信回路901aの振幅変調器930からの出力スペクトラムを示す図である。図34は、図32に示す送信回路901aのバンドパスフィルタ940からの出力スペクトラムを示す図である。なお、横軸の周波数のゼロ点は、中心周波数を表している。
However, the transmission circuit 901a shown in FIG. 32 has a problem that a lot of quantization noise is included. FIG. 33 is a diagram showing an output spectrum from the
図33に示すように、振幅変調器930からの出力には、量子化雑音が多く含まれている。したがって、量子化雑音は、バンドパスフィルタ940で取り除く必要があるが、量子化雑音を取り除くことは損失となってしまう。例えば、量子化雑音のエネルギーが全体のエネルギーの30から40%を占めている場合、振幅変調器930の効率を100%にしたとしても、送信回路901aトータルの効率は60から70%に低下してしまう。したがって、量子化雑音の電力を小さくしなければ、送信回路全体の消費電力を小さくできない。すなわち、量子化雑音の電力が大きいと、送信回路全体の消費電力も大きくなってしまう。
As shown in FIG. 33, the output from the
さらに、不要な量子化雑音を十分に除去するために、バンドパスフィルタ940で大きな抑圧量が必要となる。これを実現するために、バンドパスフィルタ940での通過損失が大きくなる。また、大きな抑圧量を得るためにバンドパスフィルタ940の構成も大きくなり、結果、送信回路全体の回路規模も大きくなってしまう。
Furthermore, a large amount of suppression is required for the
また、図34に示すように、所望波周波数近傍の量子化雑音はバンドパスフィルタでは取り除くことができない。そのため、所望波周波数近傍の量子化雑音を取り除くためには、デルタシグマ変調器950で十分に低雑音としておく必要がある。これを実現するためにはデルタシグマ変調器950のクロック周波数を高くして、所望波周波数近傍の量子化雑音を下げなければならない。しかし、これは、デルタシグマ変調器950での消費電力増大を招いてしまう。 Also, as shown in FIG. 34, the quantization noise near the desired wave frequency cannot be removed by the bandpass filter. Therefore, in order to remove the quantization noise near the desired wave frequency, the delta sigma modulator 950 needs to have sufficiently low noise. In order to realize this, the clock frequency of the delta-sigma modulator 950 must be increased to reduce the quantization noise near the desired wave frequency. However, this leads to an increase in power consumption in the delta sigma modulator 950.
それゆえ、本発明の目的は、量子化雑音を抑圧し、かつ消費電力の低減を図ることができる送信回路、通信機器、および電子機器ならびにそれらに用いられるデータ変換器、データ変換方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a transmission circuit, a communication device, an electronic device, a data converter used in them, and a data conversion method that can suppress quantization noise and reduce power consumption. That is.
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、入力信号を増幅器に入力するための信号に変換して出力するデータ変換器であって、入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、振幅検知部によって検知された入力信号の振幅の大きさに基づいて、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、領域判断部によって、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、入力信号よりも分解能が低い信号に入力信号を変換して出力する信号処理部とを備える。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features. The present invention relates to a data converter for converting an input signal into a signal for input to an amplifier and outputting the signal, an amplitude detector for detecting the amplitude of the input signal, and an input detected by the amplitude detector Based on the amplitude of the signal, a region determination unit that determines whether or not the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier, and the region determination unit causes the input power to the amplifier to belong to the nonlinear region of the amplifier A signal processing unit that converts the input signal into a signal having a lower resolution than the input signal and outputs the converted signal.
たとえば、入力信号が離散化されている場合、信号処理部は、離散値同士の間隔を広くすることによって、入力信号よりも分解能が低い信号に入力信号を変換するとよい。 For example, when the input signal is discretized, the signal processing unit may convert the input signal into a signal having a resolution lower than that of the input signal by widening the interval between the discrete values.
また、たとえば、入力信号が離散化されていない場合、信号処理部は、入力信号を離散化することによって、入力信号よりも分解能が低い信号に入力信号を変換するとよい。 For example, when the input signal is not discretized, the signal processing unit may convert the input signal into a signal having a resolution lower than that of the input signal by discretizing the input signal.
さらに、たとえば、信号処理部は、さらに、領域判断部によって、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属さないと判断された場合、非線形領域に属すると判断されて離散化する場合に比べて、離散値の間隔が狭くなるように入力信号を離散化するとよい。 Further, for example, the signal processing unit further determines that the input power to the amplifier does not belong to the non-linear region of the amplifier when the region determining unit determines that the input power does not belong to the non-linear region of the amplifier. The input signal may be discretized so that the interval between the discrete values becomes narrow.
好ましくは、入力信号が直交データである場合、振幅検知部は、これらの二乗和の平方根を求めることによって、入力信号の振幅の大きさを検知するとよい。 Preferably, when the input signal is orthogonal data, the amplitude detection unit may detect the magnitude of the amplitude of the input signal by obtaining the square root of these square sums.
好ましくは、信号処理部による変換後の信号を、増幅器で発生する歪みが抑圧されるように補正する補正部をさらに備えるとよい。 Preferably, a correction unit that corrects the signal after conversion by the signal processing unit so that distortion generated in the amplifier is suppressed may be further provided.
たとえば、補正部は、入力信号の振幅および位相を補正するとよい。 For example, the correction unit may correct the amplitude and phase of the input signal.
また、たとえば、補正部は、増幅器で発生する歪みに対して、等振幅逆位相の信号を発生させるとよい。 Further, for example, the correction unit may generate a signal having an equal amplitude opposite phase with respect to the distortion generated in the amplifier.
たとえば、領域判断部は、入力信号の振幅の大きさが第1の閾値を超える場合、増幅器への入力電圧が非線形領域に属すると判断するとよい。 For example, the region determination unit may determine that the input voltage to the amplifier belongs to the nonlinear region when the magnitude of the amplitude of the input signal exceeds the first threshold.
また、たとえば、領域判断部は、入力信号の振幅の大きさが第2の閾値を超えない場合、非線形領域に属すると判断するとよい。 In addition, for example, the region determination unit may determine that the input signal belongs to the nonlinear region when the amplitude of the input signal does not exceed the second threshold value.
また、たとえば、領域判断部は、入力信号の振幅の大きさが第3の閾値を超えないか、または第4の閾値を超える場合、非線形領域に属すると判断するとよい。 In addition, for example, the region determination unit may determine that the input signal belongs to the nonlinear region when the amplitude of the input signal does not exceed the third threshold value or exceeds the fourth threshold value.
たとえば、信号処理部は、デルタシグマ変調によって、入力信号より分解能が低い信号に入力信号を変換するとよい。 For example, the signal processing unit may convert the input signal into a signal having a resolution lower than that of the input signal by delta-sigma modulation.
好ましくは、増幅器には、利得可変増幅器による増幅後の信号が入力されており、領域判断部は、入力信号の振幅の大きさが設定範囲外であるか否かに基づいて、増幅器への入力電圧が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断し、さらに、利得可変増幅器の利得を示す情報に基づいて、設定範囲を調整する設定範囲調整部を備えるとよい。 Preferably, the amplifier receives the signal amplified by the variable gain amplifier, and the region determination unit inputs the signal to the amplifier based on whether the amplitude of the input signal is out of the set range. A setting range adjustment unit may be provided that determines whether the voltage belongs to the nonlinear region of the amplifier and further adjusts the setting range based on information indicating the gain of the variable gain amplifier.
また、たとえば、信号処理部は、入力信号を振幅データおよび位相データに変換する座標系変換部と、座標系変換部によって変換された振幅データをデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器と、位相データとデルタシグマ変調器によってデルタシグマ変調された振幅データとを掛け算する掛け算器とを含むとよい。 Further, for example, the signal processing unit includes a coordinate system conversion unit that converts an input signal into amplitude data and phase data, a delta sigma modulator that performs delta sigma modulation on the amplitude data converted by the coordinate system conversion unit, and phase data A multiplier may be included that multiplies the amplitude data that has been delta-sigma modulated by the delta-sigma modulator.
また、たとえば、入力信号は、直交データであって、信号処理部は、入力信号が入力される引き算器と、引き算器に接続され、直交データの各要素を積分するベクトル積分器と、ベクトル積分器によって積分された直交データに対して、少なくとも二以上の離散値を用い、当該二以上の離散値の中から、入力された直交データのなすベクトルの大きさよりも小さい最大の離散値を求め、積分された直交データのなすベクトルの大きさが当該最大の離散値となるようにし、かつ、積分された直交データの位相が入力された直交データの位相と等しくなるようにして量子化するベクトル量子化器とを備え、引き算器は、入力された直交データからベクトル量子化器によって量子化された直交データを引くとよい。 Also, for example, the input signal is orthogonal data, and the signal processing unit is connected to a subtractor to which the input signal is input, a vector integrator that is connected to the subtractor and integrates each element of the orthogonal data, and vector integration Using the at least two or more discrete values for the orthogonal data integrated by the device, the maximum discrete value smaller than the vector size of the input orthogonal data is obtained from the two or more discrete values, A vector quantum that quantizes so that the magnitude of the vector of the integrated orthogonal data becomes the maximum discrete value and the phase of the integrated orthogonal data is equal to the phase of the input orthogonal data The subtractor may subtract the orthogonal data quantized by the vector quantizer from the input orthogonal data.
また、本発明は、送信信号を生成するための送信回路であって、増幅器と、入力信号を増幅器の入力に用いられる信号に変換するデータ変換器とを備え、データ変換器は、入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、振幅検知部によって検知された入力信号の振幅の大きさに基づいて、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、領域判断部によって、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、入力信号よりも分解能が低い信号に入力信号を変換して出力する信号処理部とを含む。 Further, the present invention is a transmission circuit for generating a transmission signal, and includes an amplifier and a data converter that converts an input signal into a signal used as an input of the amplifier, and the data converter An amplitude detector that detects the magnitude of the amplitude, and a region determination that determines whether or not the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier based on the amplitude of the input signal detected by the amplitude detector And a signal processing unit that converts the input signal into a signal having a resolution lower than that of the input signal and outputs the signal when the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier.
好ましくは、信号処理部による変換後の信号を、増幅器で発生する歪みが抑圧されるように補正する補正部をさらに備えるとよい。 Preferably, a correction unit that corrects the signal after conversion by the signal processing unit so that distortion generated in the amplifier is suppressed may be further provided.
好ましくは、増幅器の後段に接続されたフィルタをさらに備えるとよい。 Preferably, a filter connected after the amplifier is further provided.
好ましい実施形態では、さらに、増幅器に入力される信号の電力を調整する利得可変増幅器を備え、領域判断部は、入力信号の振幅の大きさが所定の設定範囲外であるか否かに基づいて、増幅器への入力電力が非線形領域に属するか否かを判断し、データ変換器は、さらに、利得可変増幅器の利得を示す情報に基づいて、設定範囲を調整する設定範囲調整部を含む。 The preferred embodiment further includes a variable gain amplifier that adjusts the power of the signal input to the amplifier, and the region determination unit is configured to determine whether the amplitude of the input signal is outside a predetermined setting range. Then, it is determined whether or not the input power to the amplifier belongs to the non-linear region, and the data converter further includes a setting range adjustment unit that adjusts the setting range based on information indicating the gain of the variable gain amplifier.
好ましい実施形態では、データ変換器への入力信号は、直交データであり、データ変換器は、変換後の直交データを出力し、さらに、データ変換器によって出力された変換後の直交データを変調して出力するベクトル変調器を備え、振幅検知部は、直交データに基づいて、入力信号の振幅の大きさを検知する。 In a preferred embodiment, the input signal to the data converter is orthogonal data, the data converter outputs the converted orthogonal data, and further modulates the converted orthogonal data output by the data converter. The amplitude detector detects the magnitude of the amplitude of the input signal based on the orthogonal data.
好ましい実施形態では、データ変換器への入力信号は、直交データであり、データ変換器は、変換後の直交データを出力し、さらに、変換後の直交データを極座標系のデータに変換して、振幅データおよび位相データを生成する座標系変換部と、座標系変換部によって生成された位相データを角度変調する角度変調器とを備え、増幅器は、角度変調器によって角度変調された位相データを座標系変換部によって生成された振幅データに基づいて振幅変調する振幅変調器であり、振幅検知部は、直交データに基づいて、入力信号の振幅の大きさを検知する。 In a preferred embodiment, the input signal to the data converter is orthogonal data, the data converter outputs the converted orthogonal data, and further converts the converted orthogonal data into polar coordinate system data, A coordinate system conversion unit that generates amplitude data and phase data, and an angle modulator that angle-modulates the phase data generated by the coordinate system conversion unit. The amplifier coordinates the phase data angle-modulated by the angle modulator. The amplitude modulator performs amplitude modulation based on the amplitude data generated by the system conversion unit, and the amplitude detection unit detects the magnitude of the amplitude of the input signal based on the orthogonal data.
好ましい実施形態では、さらに、振幅データおよび位相データを生成するデータ生成部と、データ生成部によって生成された位相データを角度変調して、角度変調波を生成する角度変調器とを備え、データ変換器への入力信号は、データ生成部が生成した振幅データであり、データ変換器は、変換後の振幅データを出力し、振幅検知部は、振幅データに基づいて、入力信号の振幅の大きさを検知し、増幅器は、角度変調器によって角度変調された位相データをデータ変換器によって変換された振幅データに基づいて振幅変調する振幅変調器であり、振幅検知部は、振幅データの大きさに基づいて、入力信号の振幅の大きさを検知する。 In a preferred embodiment, the data conversion section further includes a data generation section that generates amplitude data and phase data, and an angle modulator that angle-modulates the phase data generated by the data generation section to generate an angle-modulated wave. The input signal to the detector is the amplitude data generated by the data generation unit, the data converter outputs the converted amplitude data, and the amplitude detection unit is based on the amplitude data, the magnitude of the amplitude of the input signal The amplifier is an amplitude modulator that modulates the amplitude of the phase data angle-modulated by the angle modulator based on the amplitude data converted by the data converter. Based on this, the magnitude of the amplitude of the input signal is detected.
本発明は、通信機器であって、送信信号を生成するための送信回路と、受信信号を処理するための受信回路とを備え、送信回路は、増幅器と、入力信号を増幅器の入力に用いられる信号に変換するデータ変換器とを含み、データ変換器は、入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、振幅検知部によって検知された入力信号の振幅の大きさに基づいて、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、領域判断部によって、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、入力信号よりも分解能が低い信号に入力信号を変換して出力する信号処理部とを有する。 The present invention is a communication device including a transmission circuit for generating a transmission signal and a reception circuit for processing the reception signal. The transmission circuit is used as an amplifier and an input signal as an input of the amplifier. A data converter that converts the signal into a signal, the data converter including an amplitude detector that detects the amplitude of the input signal, and an amplifier based on the amplitude of the input signal detected by the amplitude detector When the region determination unit determines whether the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier, the region determination unit that determines whether the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier A signal processing unit that converts an input signal into a low signal and outputs the converted signal.
本発明は、電子機器であって、増幅器と、入力信号を増幅器に入力するための信号に変換して出力するデータ変換器とを備え、データ変換器は、入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、振幅検知部によって検知された入力信号の振幅の大きさに基づいて、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、領域判断部によって、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、入力信号よりも分解能が低い信号に入力信号を変換して出力する信号処理部とを備える。 The present invention is an electronic device, and includes an amplifier and a data converter that converts an input signal into a signal to be input to the amplifier and outputs the signal, and the data converter detects the magnitude of the amplitude of the input signal. An amplitude detection unit that determines whether or not the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier based on the magnitude of the amplitude of the input signal detected by the amplitude detection unit, and a region determination unit The signal processing unit converts the input signal into a signal having a resolution lower than that of the input signal and outputs the signal when the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier.
本発明は、入力信号を増幅器に入力するための信号に変換するデータ変換器での処理方法であって、入力信号の振幅の大きさを検知するステップと、検知された入力信号の振幅の大きさに基づいて、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断するステップと、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、入力信号よりも分解能が低い信号に入力信号を変換して出力するステップとを備える。 The present invention relates to a processing method in a data converter for converting an input signal into a signal for input to an amplifier, the step of detecting the magnitude of the amplitude of the input signal, and the magnitude of the detected amplitude of the input signal. And determining whether the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier, and if the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier, the resolution is higher than the input signal. Converting the input signal into a low signal and outputting the signal.
好ましくは、増幅器の非線形領域に属するか否かを判断するステップでは、入力信号の振幅の大きさが設定範囲外であるか否かに基づいて、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断し、さらに、増幅器の前段に接続される利得可変増幅器の利得を示す情報に基づいて、設定範囲を調整するステップを備えるとよい。 Preferably, in the step of determining whether or not it belongs to the nonlinear region of the amplifier, the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier based on whether or not the magnitude of the amplitude of the input signal is outside the setting range. It is preferable to further comprise a step of adjusting the setting range based on information indicating the gain of the variable gain amplifier connected to the previous stage of the amplifier.
以下、本発明の効果について説明する。本発明では、入力信号の振幅の大きさを検知して、検知された入力信号の振幅の大きさに基づいて、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断して、非線形領域に属する場合、入力信号の分解能を低くして出力する。したがって、入力信号の内、増幅器の非線形領域に対応する部分のみを離散化することとなる。ゆえに、入力信号の一部のみが離散化されることとなるので、従来のように入力信号の全てを離散化する場合に比べて、量子化雑音が低減されることとなる。 Hereinafter, the effects of the present invention will be described. In the present invention, by detecting the magnitude of the amplitude of the input signal, based on the detected magnitude of the amplitude of the input signal, it is determined whether or not the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier, When belonging to the non-linear region, the resolution of the input signal is lowered and output. Therefore, only the portion of the input signal corresponding to the nonlinear region of the amplifier is discretized. Therefore, since only a part of the input signal is discretized, the quantization noise is reduced as compared with the conventional case where all of the input signal is discretized.
量子化雑音が低減することによって、増幅器で不要な信号を増幅する必要がなくなるので、送信回路全体の消費電力を低減することができる。 By reducing the quantization noise, it is not necessary to amplify an unnecessary signal with an amplifier, so that the power consumption of the entire transmission circuit can be reduced.
さらに、補正部によって、離散化された入力信号の電力および位相と当該離散化された入力信号に対応する出力信号の電力および位相とが補正されるので、増幅器での歪みが発生しないこととなる。 Further, since the power and phase of the discretized input signal and the power and phase of the output signal corresponding to the discretized input signal are corrected by the correction unit, distortion in the amplifier does not occur. .
また、全体に量子化雑音が抑圧されているので、所望波周波数近傍の量子化雑音も抑圧されることとなる。したがって、送信回路におけるバンドパスフィルタに求められる減衰特性が緩和され、その結果、通過損失が低減することとなる。また、急峻なバンドパスフィルタを用いなくてもよくなり、送信回路の消費電力の低減につながる。結果、送信回路全体の小型化も図られることとなる。 Further, since the quantization noise is suppressed as a whole, the quantization noise near the desired wave frequency is also suppressed. Therefore, the attenuation characteristic required for the bandpass filter in the transmission circuit is relaxed, and as a result, the passage loss is reduced. Further, it is not necessary to use a steep band pass filter, which leads to a reduction in power consumption of the transmission circuit. As a result, the entire transmission circuit can be reduced in size.
また、本実施形態では、振幅の分解能が小さいので、デルタシグマ変調器によるデータ変換を行わない従来の送信回路において補償テーブルを用意する場合と比べて、極めてテーブルが小さくなる。 In this embodiment, since the resolution of the amplitude is small, the table is extremely small as compared with a case where a compensation table is prepared in a conventional transmission circuit that does not perform data conversion by the delta-sigma modulator.
なお、一般に、データ変換器における離散化のためのクロック周波数を上げて、所望波周波数近傍の量子化雑音を低減する場合があるが、本発明では、量子化雑音がすでに低減されているので、データ変換器のクロック周波数を上げる必要がなくなるので、データ変換器の消費電力低減につながる。 In general, there are cases where the clock frequency for discretization in the data converter is increased to reduce the quantization noise near the desired wave frequency, but in the present invention, the quantization noise has already been reduced, Since it is not necessary to increase the clock frequency of the data converter, the power consumption of the data converter is reduced.
入力信号が離散化されている場合、信号処理部は、離散値同士の間隔を広くすることによって、入力信号よりも分解能が低い信号を得ることができるので、処理が簡易である。 When the input signal is discretized, the signal processing unit can obtain a signal having a resolution lower than that of the input signal by widening the interval between the discrete values, and thus the processing is simple.
入力信号が離散化されていない場合、信号処理部は、入力信号を離散化することによって、入力信号よりも分解能が低い信号を得ることができるので、デルタシグマ変調等の一般的な離散化方式を用いるだけで、入力信号よりも分解能が低い信号を得ることができる。 When the input signal is not discretized, the signal processing unit can obtain a signal having a resolution lower than that of the input signal by discretizing the input signal. Therefore, a general discretization method such as delta-sigma modulation is used. A signal having a resolution lower than that of the input signal can be obtained only by using.
信号処理部は、さらに、領域判断部によって、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属さないと判断された場合、非線形領域に属すると判断されて離散化する場合に比べて、離散値の間隔が狭くなるように入力信号を離散化することによって、入力信号よりも分解能が低い信号を得ることができる。 The signal processing unit further determines that the input power to the amplifier does not belong to the nonlinear region of the amplifier when the region determination unit determines that the input power to the amplifier does not belong to the nonlinear region, compared to the case where the discrete value is discretized. By discretizing the input signal so that the interval is narrowed, a signal having a resolution lower than that of the input signal can be obtained.
入力信号が直交データである場合、振幅検知部は、これらの二乗和の平方根を求めることによって、入力信号の振幅の大きさを検知するので、容易に入力信号の振幅の大きさを検知することができる。 When the input signal is orthogonal data, the amplitude detector detects the magnitude of the amplitude of the input signal by obtaining the square root of these sums of squares. Therefore, the magnitude of the amplitude of the input signal can be easily detected. Can do.
領域判断部は、第1〜第4の閾値のいずれかを用いることによって、増幅器への入力電力が非線形領域に属しているか否かを容易に判断することができる。 The region determination unit can easily determine whether or not the input power to the amplifier belongs to the nonlinear region by using any of the first to fourth threshold values.
設定範囲調整部は、利得可変増幅器の利得を示す情報に基づいて、設定範囲を調整するので、実際に増幅器に入力される電力に応じて、入力信号を分解能が低い信号にするか否かが判断されることとなる。 Since the setting range adjustment unit adjusts the setting range based on the information indicating the gain of the variable gain amplifier, whether or not to change the input signal to a signal with low resolution according to the power actually input to the amplifier. Will be judged.
信号処理部にデルタシグマ変調器やベクトル量子化器を用いることによって、入力信号の一部を分解能が低い信号にすることができる。 By using a delta-sigma modulator or a vector quantizer for the signal processing unit, a part of the input signal can be a signal with low resolution.
本発明のデータ変換器を備える送信回路、通信機器、電子機器は、量子化雑音を抑圧し、かつ消費電力の低減を図ることができる。 The transmission circuit, communication device, and electronic device including the data converter of the present invention can suppress quantization noise and reduce power consumption.
本発明のこれらおよび他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。 These and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。本発明の送信回路が適用される通信機器は、従来と同様であるので、以下の実施形態においても、図28を援用することとする。なお、以下の実施形態では、本発明のデータ変換器を通信機器に応用したときを中心に説明するが、本発明のデータ変換器は、通信機器のみならず、オーディオ機器や映像機器等、増幅器を備える全ての電子機器に応用することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the communication apparatus to which the transmission circuit of the present invention is applied is the same as the conventional one, FIG. 28 is also used in the following embodiments. In the following embodiments, description will be made mainly on the case where the data converter of the present invention is applied to a communication device. However, the data converter of the present invention is not only a communication device but also an amplifier such as an audio device or a video device. It can be applied to all electronic devices equipped with.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る送信回路100の構成を示すブロック図である。図1において、送信回路100は、入力端子101と、データ変換器110と、補正部120と、補償テーブル部130と、ベクトル変調器140と、利得可変増幅器150と、増幅器160と、バンドパスフィルタ170と、出力端子102とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
送信回路100には、データ生成部(図示せず)から、直交データであるIデータおよびQデータが入力される。送信回路100は、入力されたIデータおよびQデータを高周波の送信信号に変換して出力する。
The
入力端子101の一端には、データ生成部(図示せず)が接続される。入力端子の他端には、データ変換器110が接続される。データ変換器110の出力側には、補正部120が接続される。補償テーブル部130は、補正部120と接続される。補正部120の出力側には、ベクトル変調器140が接続される。ベクトル変調器140の出力側には、利得可変増幅器150が接続される。利得可変増幅器150の出力側には、増幅器160が接続される。増幅器160の出力側には、バンドパスフィルタ170が接続される。バンドパスフィルタ170の出力側には、出力端子102が接続される。
A data generation unit (not shown) is connected to one end of the
データ変換器110は、入力端子101に入力される信号を増幅器160に入力するための信号に変換する。補正部120は、データ変換器110が出力した信号のデータ値(振幅値および位相値)を補正する。補償テーブル部130は、補正部120で補正を行う際に参照される補償テーブルを格納する記憶部である。データ変換器110、補正部120、および補償テーブル部130は、入力信号を増幅器160に入力するための信号に変換するための装置であるので、これらを合わせて、データ変換器と呼ぶこともできる。
The
ベクトル変調器140は、直交データが搬送波に乗るように変調するための変調器である。利得可変増幅器150は、外部制御部(図示せず)からの指示に応じて、利得を可変にし、増幅器160に入力するための電力を調整する。増幅器160は、トランジスタからなっており、入力された信号を増幅して出力する。バンドパスフィルタは、所望の周波数帯域の信号を通過するためのフィルタである。
The
以下、送信回路100の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
データ変換器110への入力信号は、IデータおよびQデータで示される直交データでる。データ変換器110は、入力端子101に入力されるIデータおよびQデータに基づいて、入力信号である直交データの振幅の大きさである(I2 +Q2 )1/2 を検知する。データ変換器110は、検知した振幅の大きさ(I2 +Q2 )1/2 が、設定範囲内の大きさであるか否かを判断する。データ変換器110は、設定範囲を、外部制御部(図示せず)から伝えられる増幅器160が出力すべき電力の大きさに応じて、変化させる。
An input signal to the
設定範囲内の大きさである場合、データ変換器110は、IデータおよびQデータをそのまま出力する。一方、設定範囲内の大きさでない場合、データ変換器110は、入力されたIデータおよびQデータのなすベクトルの大きさの分解能を低くして、I2データおよびQ2データとして出力する。なお、本明細書において、直交データの大きさといった場合、直交データのなすベクトルの大きさのことを意味するものとする。具体的には、直交データが予め離散化されているとき、データ変換器110は、設定範囲内の大きさでない場合、離散値同士の間隔を広くすることによって、分解能を低くする。一方、直交データが予め離散化されていないとき、データ変換器110は、設定範囲内の大きさでない場合、入力信号の大きさを離散化することによって分解能を低くする。このようにして、データ変換器は、設定範囲外の振幅値を有する入力信号を、その振幅の大きさに関して、それよりも分解能が低い信号に変換して出力する。
If the size is within the set range, the
補償テーブル部130の補償テーブルには、I2データおよびQ2データに基づく振幅信号の振幅値および位相値を補正するための情報が定義されている。
In the compensation table of the
補正部120は、データ変換器110から入力されたデータがI2データおよびQ2データである場合、補償テーブル部130に格納されている補償テーブルを参照して、I2データおよびQ2データから求められる振幅値および位相値を補正して、I3データおよびQ3データとして出力する。一方、補正部120は、データ変換器110から入力されたデータがIデータおよびQデータである場合、そのままIデータおよびQデータを出力する。
When the data input from the
ベクトル変調器140は、入力される直交データと搬送波とを合成して、直交データが搬送波に乗るように変調する。
The
たとえば、ベクトル変調器140は、直交変調器である。この場合、ベクトル変調器140は、入力されるIデータ(またはI3データ)およびQデータ(またはQ3データ)を、Icos(ωt)−Qsin(ωt)、またはI3cos(ωt)−Q3sin(ωt)に変換して出力する。なお、ここで、I,Q,I3,Q3は、Iデータ、Qデータ、I3データ、Q3データの値を指しているとする(以下、同様)。
For example, the
また、たとえば、ベクトル変調器140は、ポーラ変調器であってもよい。この場合、ベクトル変調器140は、入力されるIデータおよびQデータを(I2 +Q2 )1/2 cos(ωt+φ)に変換して出力する。ただし、φはIデータ、Qデータの構成するベクトルのなす角度で、φ=tan―1(Q/I)で表される。
Further, for example, the
利得可変増幅器150は、外部制御部(図示せず)からの指示に応じて利得を可変にする。たとえば、増幅器160の出力電力を1/2倍にしなければならない場合、利得可変増幅器150は、利得を1/2倍にして、増幅器160に入力される信号の電力を下げて、増幅器160の出力電力を1/2倍にする。このように、利得可変増幅器150が利得を可変にする典型的な例は、送信回路100を内蔵している通信機器と交信する他の通信機器が、当該通信機器の近くにいたり、遠くにいたりする場合である。このような場合、利得可変増幅器150の利得を増減させることによって、送信信号の電力を増減させる。
The
増幅器160は、ベクトル変調器140から出力される変調信号を増幅して出力する。
The
バンドパスフィルタ170は、増幅器160によって増幅された信号の内、帯域外の不要な量子化雑音成分を除去して出力する。
The
先述のように、データ変換器110における設定範囲は、増幅器160から出力すべき電力の大きさに応じて変化させられる。図2は、データ変換器110における設定範囲の設定方法を説明するための図である。増幅器160から出力すべき電力の大きさが小さい場合、利得可変増幅器150での利得は小さくてよい。利得可変増幅器150の利得が小さい場合、増幅器160への入力電力は小さくなり、当該入力電力は増幅器160の線形領域に属することとなる。従って、このような場合、当該設定範囲を狭くしておくと、増幅器160への入力電力が線形領域に属するにもかかわらず、分解能が低くされてしまうこととなるので、当該設定範囲は、広くなるように設定されなければならない。一方、増幅器160から出力すべき電力の大きさが大きい場合、利得可変増幅器150での利得は大きくなければならない。利得可変増幅器150の利得が大きい場合、増幅器160への入力電力は大きくなり、当該入力電力は増幅器160の非線形領域に属することとなる。従って、このような場合、当該設定範囲を広くしておくと、増幅器160への入力電力が非線形領域に属するにもかかわらず、分解能が低くならなくなってしまうので、当該設定範囲は、狭くなるように設定されなければならない。このようにして、データ変換器110は、利得可変増幅器150の利得を示す情報である増幅器160から出力すべき電力に応じて、設定範囲を狭くしたり、広くしたりする。なお、データ変換器110は、利得可変増幅器150の利得を示す情報として利得可変増幅器150の利得そのものに応じて、設定範囲を調整するようにしてもよい。いずれの場合であっても、データ変換器110(後述の設定範囲調整部111c)は、利得可変増幅器150の利得を示す情報に基づいて、設定範囲を調整する。
As described above, the setting range in the
図3は、データ変換器110の機能的構成の一例を示すブロック図である。図3において、データ変換器110は、制御部111と、信号処理部112と、スイッチ部113とを含む。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the
制御部111は、スイッチ部113のスイッチングを制御する。図4は、制御部111の機能的構成を示すブロック図である。図4において、制御部111は、振幅検知部111aと、領域判断部111bと、設定範囲調整部111cとを含む。図5は、制御部111の動作を示すフローチャートである。以下、図5を参照しながら、制御部111の動作について説明する。まず、制御部111の振幅検知部111aは、IデータおよびQデータによって表される直交データに相当する振幅信号の振幅の大きさである(I2 +Q2 )1/2 を検知する(ステップS101)。次に、制御部111の設定範囲調整部111cは、外部制御部から与えられる利得可変増幅器150の利得を示す情報に基づいて、設定範囲を調整する(ステップS102)。次に、制御部111の領域判断部111bは、求めた振幅の大きさ(I2 +Q2 )1/2 が設定範囲内であるか否かを判断する(ステップS103)。なお、ステップS101の動作とS102の動作とは、逆の順番で実行されてもよいし、並列に実行されてもよい。
The
設定範囲内であるか否かを判断するための方法としては、いくつか考えられる。たとえば、制御部111をDSP(Digital Signal Processor)として、IデータおよびQデータから、(I2 +Q2 )1/2 を求め、設定範囲内であるか否かをある閾値を超えるか否かによって判定してもよい。また、制御部111を専用のデジタル回路によって閾値判定してもよい。また、制御部111を専用のアナログ回路として、ダイオードを用いて閾値判定してもよい。
There are several possible methods for determining whether or not it is within the set range. For example, assuming that the
設定範囲内である場合、制御部111の領域判断部111bは、IデータおよびQデータをそのまま出力するようスイッチ部113をスイッチングする(ステップS104)。
When it is within the set range, the area determination unit 111b of the
一方、設定範囲内でない場合、制御部111の領域判断部111bは、IデータおよびQデータを信号処理部112で信号処理してI2データおよびQ2データを出力するようスイッチングする(ステップS105)。
On the other hand, if not within the set range, the area determination unit 111b of the
データ変換器110は、スイッチ部113の切り替えの際、入力側から出力側への経路で発生する遅延時間と、信号処理部112を介した経路で発生する遅延時間とが一致するように工夫されている。たとえば、データ変換器110がDSPによって実現されている場合、データ変換器110は、IデータおよびQデータをそのまま出力する場合、信号処理部112での処理に必要な時間だけ経過した後にIデータおよびQデータを出力する。また、データ変換器110がデジタル回路やアナログ回路で構成されている場合、信号処理部112での処理に必要な時間だけ遅延を与える遅延回路を、スイッチ部113において信号処理部112が接続されていない端子と入力端子101との間に挿入する。
The
先述のように、(I2 +Q2 )1/2 の大きさの設定範囲は、増幅器160の線形領域によって定義される。増幅器160の線形領域は、増幅器160への入力電力の大小、すなわち増幅器160へ入力される振幅信号の大小によって決まる。入力電力に対して、出力電力および通過位相が線形(比例関係)である領域が線形領域である。入力電力に対して、出力電力および通過位相が非線形である(比例関係にない)領域が非線形領域である。
As described above, the setting range of the magnitude of (I 2 + Q 2 ) 1/2 is defined by the linear region of the
たとえば、入力電力がP1よりも大きい場合に増幅器160が非線形となる場合、入力電力P1に対応する利得可変増幅器150から出力される信号の電力の大きさをA1とし、利得可変増幅器150の利得をαとすると、設定範囲は、
0≦(I2 +Q2 )1/2 ≦a1
となる。ここで、a1は、A1とαとで一意に決まるデータ変換器110からの出力振幅である。
なお、データ変換器110は、外部制御回路(図示せず)から入力される増幅器160が出力すべき電力の大きさに関する情報に基づいて、利得可変増幅器150の利得αを知ることができる(以下同様)。
For example, when the
0 ≦ (I 2 + Q 2 ) 1/2 ≦ a1
It becomes. Here, a1 is an output amplitude from the
The
また、たとえば、入力電力がP2よりも小さい場合に増幅器160が非線形となる場合、入力電力P2に対応する利得可変増幅器150から出力される信号の電力の大きさをA2とし、最大入力電力に対応する利得可変増幅器150から出力される信号の電力の大きさをBとし、利得可変増幅器の利得をαとすると、設定範囲は、
a2≦(I2 +Q2 )1/2 ≦b
となる。ここで、a2は、A2とαとで一意に決まるデータ変換器110からの出力振幅である。bは、Bとαとで一意に決まるデータ変換器110からの出力振幅である。
Further, for example, when the
a2 ≦ (I 2 + Q 2 ) 1/2 ≦ b
It becomes. Here, a2 is an output amplitude from the
また、たとえば、入力電力がP3より小さい場合またはP4より大きい場合に増幅器160が非線形となる場合、入力電力P3に対応する利得可変増幅器150から出力される信号の電力の大きさをA3とし、入力電力P4に対応する利得可変増幅器150から出力される信号の電力の大きさをA4とし、利得可変増幅器150の利得をαとすると、設定範囲は、
a3≦(I2 +Q2 )1/2 ≦a4
となる。ここで、a3は、A3とαとで一意に決まるデータ変換器110からの出力振幅である。a4は、A4とαとで一意に決まるデータ変換器110からの出力振幅である。
For example, when the input power is smaller than P3 or larger than P4 and the
a3 ≦ (I 2 + Q 2 ) 1/2 ≦ a4
It becomes. Here, a3 is an output amplitude from the
スイッチ部113は、制御部111からの制御信号に応じて、スイッチングする。ベクトル変調器140と信号処理部112とが接続されるようにスイッチングされた場合、信号処理部112は、入力された信号をデルタシグマ変調して、I2データおよびQ2データとして、ベクトル変調器140に入力する。それ以外の場合、IデータおよびQデータは、そのままベクトル変調器140に入力される。
The
図6は、信号処理部112の機能的構成の一例を示すブロック図である。図6において、信号処理部112は、座標系変換部1121と、デルタシグマ変調器1122と、掛け算器1123とを有する。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the
座標系変換部1121は、入力される直交データであるIデータおよびQデータを、極座標系のデータである振幅データおよび位相データに変換して出力する。ここで、座標系変換部1121は、位相データを直交座標系のデータで表すようにする。すなわち、振幅データをM、位相を表す直交座標系のデータをIp,Qpとすると、これらは、下記の(式1)〜(式3)によって表される。ここで、Ip,Qpのなすベクトルの大きさは一定であるとする。
M=(I+Q)1/2 …(式1)
Ip=I/M …(式2)
Qp=Q/M …(式3)
The coordinate
M = (I + Q) 1/2 (Formula 1)
Ip = I / M (Formula 2)
Qp = Q / M (Formula 3)
座標系変換部1121から出力された振幅データMは、デルタシグマ変調器1122に入力される。デルタシグマ変調器1122は、入力される振幅データMをデルタシグマ変調し、デルタシグマ変調データMdを出力する。デルタシグマ変調信号Mdは、掛け算器1123に入力される。ここで、デルタシグマ変調器1122としては、一次のデルタシグマ変調器を用いてもよいし、二次のデルタシグマ変調器を用いてもよい。次数の高いデルタシグマ変調器を用いる程、所望波周波数近傍の量子化雑音を低減することができる。
The amplitude data M output from the coordinate
座標系変換部1121から出力された位相データを表す直交データIp,Qpは、掛け算器1123に入力される。
The orthogonal data Ip and Qp representing the phase data output from the coordinate
掛け算器1123は、デルタシグマ変調データMdと、直交データIp,Qpとをそれぞれ掛け算して出力する。すなわち、掛け算器1123からは、下記の(式4)および(式5)で表されるデータI2,Q2が出力される。
I2=Md×Ip
Q2=Md×Qp
I2 = Md × Ip
Q2 = Md × Qp
このようにして、信号処理部112は、デルタシグマ変調された直交データI2,Q2を出力することとなる。デルタシグマ変調された直交データI2,Q2は、直交データI2,Q2によるベクトルの大きさに関して、離散化されているので、分解能が低くなったデータといえる。
In this way, the
データ変換器110の出力側と信号処理部112とがスイッチ部113によって接続されている場合、補正部120は、信号処理部112から出力された離散化された直交データの振幅値および位相値を補正して、ベクトル変調器140に入力する。一方、データ変換器110の出力側と入力側とがスイッチ部113によって接続されている場合、補正部120は、直交データをそのままベクトル変調器140に入力する。
When the output side of the
図7A,B,Cは、設定範囲が0≦(I2 +Q2 )1/2 ≦a1のときのデータ変換器110の動作を具体的に説明するための図である。図7Aは、設定範囲を模式的に示す図である。図7Aにおいて、ハッチングされた四角枠が、設定範囲内を示す。白色の四角枠が設定範囲外を示す。図7Bは、データ変換器110に入力されるIデータおよびQデータから求められる振幅データの時間波形を示す図である。図7Bに示す例では、閾値a1からbまでの設定範囲外の時間波形部分が存在する。図7Cは、データ変換器110から出力される振幅データの時間波形を示す図である。図7Cに示すように、データ変換器110は、設定範囲内では信号処理を行わず、設定範囲外では信号処理部112でデルタシグマ変調を行って離散化する。
7A, B, and C are diagrams for specifically explaining the operation of the
図8は、補正部120の動作および歪みが抑圧される根拠を具体的に説明するための図である。図9は、図7Aに示すような設定範囲を用いた場合の補償テーブルの一例を示す図である。補償テーブルは、利得可変増幅器150の利得毎に設けられてもよいし、利得可変増幅器150の利得に基づいて演算処理で求められてもよい。
FIG. 8 is a diagram for specifically explaining the operation of the
図8において、入力電力がP1に対応する利得可変増幅器150から出力される信号の電力の大きさがA1であるとする。電力の大きさA1は、利得可変増幅器150によって増幅される前の直交データの振幅の大きさa1に対応しているとする。また、入力電力がP1aに対応する利得可変増幅器150から出力される信号の電力の大きさがBであるとする。電力の大きさBは、利得可変増幅器150によって増幅される前の直交データの振幅の大きさbに対応しているとする。入力電力P1bに対応する利得可変増幅器150から出力される信号の電力の大きさがB1であるとする。電力の大きさB1は、利得可変増幅器150によって増幅される前の直交データの振幅の大きさb1に対応しているとする。
In FIG. 8, it is assumed that the magnitude of the power of the signal output from the
図9に示す補償テーブル部130は、利得可変増幅器150のある利得において、入力された振幅の大きさがbである場合、振幅の大きさをb1に補正し、位相をθからθ+θ1に補正するように、補正テーブルを定義している。θ+θ1は、相互変調歪みを抑圧するために、位相θと逆位相となっている。すなわち、P1bでの位相回転量は−θ1で表されている。
The
図10Aは、b1の求め方を説明するための図である。出力電力P0を得るためには、もし、増幅器160が線形であれば、入力電力はPi1であるとよい。しかし、増幅器160は非線形であるので、出力電力P0を得るためには、大きめの入力電力Pi2が入力しなければならない。このときの入力電力、すなわち、利得可変増幅器150から出力される信号Pi2に対応する直交データの振幅の大きさが、b1となる。
FIG. 10A is a diagram for explaining how to obtain b1. In order to obtain the output power P0, if the
図10Bは、位相回転量θ1の求め方を説明するための図である。増幅器160が、図10Bに示すように、入力電圧の増加に伴って位相が遅れる特性を有しているとしたら、入力電圧がPi2のとき、位相がθ1だけ遅れていることが分かる。したがって、補正後の位相をθ+θ1とすればよい。
FIG. 10B is a diagram for explaining how to obtain the phase rotation amount θ1. As shown in FIG. 10B, if the
補正部120は、利得可変増幅器150における利得に応じて、補償テーブルを参照する。補正部120は、データ変換器110から入力される振幅の大きさを求める。直交データの大きさがbであり、かつ図9に示す補償テーブルを用いる利得である場合、補正部120は、大きさがb1となり、位相がθ+θ1となるように、入力された直交データを変換して出力する。これにより、図8に示すように、離散された部分の最大電力値がB1となり、それに対応する供給電力がP1bとなる。よって、増幅器160には、P1bの電力が供給されることとなる。入力電力P1bに対応する出力電力は、増幅器160が理想的な線形性を有している場合の入力電力P1aに対応する出力電力と同じとなる。さらに、補正部120は、入力された直交データの位相θを、θ+θ1に変換する。したがって、出力電力および通過位相の線形性が保たれることとなる。よって、増幅器160は、歪みのない信号を出力することができる。
The
このように、第1の実施形態では、送信回路は、送信回路の入力信号である直交データの振幅の大きさを検知して、検知された入力信号の振幅の大きさに基づいて、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断して、非線形領域に属する場合、入力信号の分解能を低くして出力する。したがって、第1の実施形態に係るデータ変換器は、入力信号の内、増幅器の非線形領域に対応する電力を有する部分のみを離散化することとなる。ゆえに、入力信号の一部のみが離散化されることとなるので、従来のように入力信号の全てを離散化する場合に比べて、量子化雑音が低減されることとなる。 As described above, in the first embodiment, the transmission circuit detects the magnitude of the amplitude of the orthogonal data that is the input signal of the transmission circuit, and supplies the amplifier based on the detected magnitude of the amplitude of the input signal. If the input power belongs to the nonlinear region of the amplifier, and if it belongs to the nonlinear region, the resolution of the input signal is lowered and output. Therefore, the data converter according to the first embodiment discretizes only the portion of the input signal having power corresponding to the nonlinear region of the amplifier. Therefore, since only a part of the input signal is discretized, the quantization noise is reduced as compared with the conventional case where all of the input signal is discretized.
量子化雑音が低減することによって、増幅器で不要な信号を増幅する必要がなくなるので、送信回路全体の消費電力を低減することができる。 By reducing the quantization noise, it is not necessary to amplify an unnecessary signal with an amplifier, so that the power consumption of the entire transmission circuit can be reduced.
さらに、離散化された増幅器への入力信号の電力および位相と当該離散化された当該入力信号に対応する増幅器からの出力信号の電力および位相との関係が、線形領域における入出力関係と同一となるので、増幅器での歪みが発生しないこととなる。 Further, the relationship between the power and phase of the input signal to the discretized amplifier and the power and phase of the output signal from the amplifier corresponding to the discretized input signal is the same as the input / output relationship in the linear region. Therefore, no distortion occurs in the amplifier.
また、全体に量子化雑音が抑圧されているので、所望波周波数近傍の量子化雑音も抑圧されることとなる。したがって、バンドパスフィルタにおける通過損失が低減することとなる。また、急峻な減衰特性を有するバンドパスフィルタを用いなくてもよくなり、送信回路の消費電力の低減につながる。結果、送信回路全体の小型化も図られることとなる。 Further, since the quantization noise is suppressed as a whole, the quantization noise near the desired wave frequency is also suppressed. Therefore, the passage loss in the band pass filter is reduced. Further, it is not necessary to use a bandpass filter having a steep attenuation characteristic, which leads to a reduction in power consumption of the transmission circuit. As a result, the entire transmission circuit can be reduced in size.
また、本実施形態では、振幅の分解能が小さいので、デルタシグマ変調器によるデータ変換を行わない従来の送信回路において補償テーブルを用意する場合と比べて、極めてテーブルが小さくなる。 In this embodiment, since the resolution of the amplitude is small, the table is extremely small as compared with a case where a compensation table is prepared in a conventional transmission circuit that does not perform data conversion by the delta-sigma modulator.
なお、一般に、データ変換器における離散化のためのクロック周波数を上げて、所望波周波数近傍の量子化雑音を低減する場合があるが、本発明では、量子化雑音がすでに低減されているので、データ変換器のクロック周波数を上げる必要がなくなるので、データ変換器の消費電力低減につながる。 In general, there are cases where the clock frequency for discretization in the data converter is increased to reduce the quantization noise near the desired wave frequency, but in the present invention, the quantization noise has already been reduced, Since it is not necessary to increase the clock frequency of the data converter, the power consumption of the data converter is reduced.
なお、第1の実施形態において、データ変換器110では、閾値判定に基づいて、分解能が低い信号処理を行うか、それとも、信号処理を行わずにそのまま信号を出力するか決定していたが、設定範囲外について分解能が低くなるようにデータ変換するのであれば、これに限られるものではない。
In the first embodiment, the
たとえば、制御部111は、設定範囲外であれば、信号処理部112を動作させ、設定範囲内であれば信号処理部112を動作させないようにしてもよい。これによって、設定範囲外の分解能が低くなる。
For example, the
また、入力信号が離散化されていない場合、制御部111は、設定範囲内であれば、離散値の間隔が狭くなるように信号処理部112を動作させ、設定範囲外であれば、離散値の間隔が広くなるように信号処理部112を動作させるようにしてもよい。すなわち、設定範囲内の場合、入力信号をそのまま出力することとしたが、設定範囲内においても、量子化雑音が大きくならないような狭い間隔で、信号処理によって量子化しても構わない。これによっても、設定範囲外での分解能が低くなる。
Further, when the input signal is not discretized, the
なお、第1の実施形態では、信号を離散化するような変調器であれば、デルタシグマ変調器に限定されるものではない。たとえば、デルタ変調(DM)器であってもよいし、パルス幅変調(PWM)器であってもよい。 In the first embodiment, the modulator is not limited to the delta-sigma modulator as long as the modulator discretizes the signal. For example, a delta modulator (DM) unit or a pulse width modulator (PWM) unit may be used.
なお、増幅器160の量子化雑音が十分小さい場合、バンドパスフィルタ170は省略してもよい。
If the quantization noise of the
なお、データ変換器110は、上記動作を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納しておき、当該プログラムを当該記録媒体からCPUが読み出して実行することによって実現されてもよい。データ変換器110をプログラムとCPUとに基づいて実現してもよい点については、他の実施形態においても同様である。
The
なお、第1の実施形態において、補正部120は、補償テーブルを参照して、直交データの振幅および位相を補正することとした。しかし、補正部120は、図10A,Bに示すような増幅器160の特性を示すカーブを記憶しておき、補正後の直交データの振幅および位相を計算するようにしてもよい。
In the first embodiment, the
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、入力電力が低いときに歪む増幅器160を用いる場合の送信回路の構成について説明する。なお、設定範囲以外は、第1の実施形態と同様であるので、第2の実施形態では、図1,3,4,5,6を援用することとする。図11A,B,Cは、本発明の第2の実施形態に係るデータ変換器110の動作を具体的に説明するための図である。第2の実施形態では、データ変換器110における設定範囲が、a2≦(I2 +Q2 )1/2 ≦bであるとする。第1の実施形態と同様、a2およびbは、利得可変増幅器150の利得に応じて、可変である。図11Aは、設定範囲を模式的に示す図である。図11Aにおいて、ハッチングされた四角枠が、設定範囲内を示す。白色の四角枠が設定範囲外を示す。図11Bは、データ変換器110に入力されるIデータおよびQデータから求められる振幅データの時間波形を示す図である。図11Bに示す例では、閾値a2からbまでの設定範囲内以外の部分に時間波形が存在する。図11Cは、データ変換器110から出力される振幅データの時間波形を示す図である。図11Cに示すように、設定範囲内では信号処理が行われず、設定範囲外の部分については、信号処理部112でデルタシグマ変調されて離散化される。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a configuration of a transmission circuit when an
図12は、第2の実施形態に係る補正部120の動作および歪みが抑圧される根拠を具体的に説明するための図である。図12に示すように、非線形領域では、供給電力が0かP2の二値に離散化される。0になるように離散化された場合、出力電力も0になるので、歪みが発生しない。ただし、この場合、入力電力が0になった場合、増幅器160に一切電力が供給されないような回路構成を第2の実施形態では設けなければならない。これは、増幅器160と利得可変増幅器150との間にスイッチ回路を設け、データ変換器110の制御部が、入力電力が0に相当する場合、当該スイッチをオフにして、増幅器160に電力が一切供給されないようにすればよい。
FIG. 12 is a diagram for specifically explaining the operation of the
このように、第2の実施形態において、送信回路は、送信回路の入力信号である直交データの振幅の大きさを検知して、検知された入力信号の振幅の大きさに基づいて、増幅器への入力電力が増幅器の非線形領域に属するか否かを判断して、非線形領域に属する場合、入力信号の分解能を低くして出力する。したがって、入力信号の一部のみが離散化されることとなるので、従来のように入力信号の全てを離散化する場合に比べて、量子化雑音が低減されることとなる。また、量子化雑音が低減されることによって、第1の実施形態と同様のその他の効果が生じる。 As described above, in the second embodiment, the transmission circuit detects the magnitude of the amplitude of the orthogonal data that is the input signal of the transmission circuit, and supplies the amplifier based on the detected magnitude of the amplitude of the input signal. If the input power belongs to the nonlinear region of the amplifier, and if it belongs to the nonlinear region, the resolution of the input signal is lowered and output. Therefore, since only a part of the input signal is discretized, the quantization noise is reduced as compared with the conventional case where all of the input signal is discretized. Further, by reducing the quantization noise, other effects similar to those of the first embodiment are produced.
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、入力電力が高いときおよび低いときに歪む増幅器を用いる場合の送信回路の構成について説明する。なお、設定範囲以外は、第1の実施形態と同様であるので、第3の実施形態では、図1,3,4,5,6を援用することとする。図13A,B,Cは、本発明の第3の実施形態に係るデータ変換器110の動作を具体的に説明するための図である。第3の実施形態では、データ変換器110における設定範囲が、a3≦(I2 +Q2 )1/2 ≦a4であるとする。図13Aは、設定範囲を模式的に示す図である。図13Aにおいて、ハッチングされた四角枠が、設定範囲内を示す。白色の四角枠が設定範囲外を示す。図13Bは、データ変換器110に入力されるIデータおよびQデータから求められる振幅データの時間波形を示す図である。図13Bに示す例では、閾値a3からa4までの設定範囲内以外の部分に時間波形が存在する。図13Cは、データ変換器110から出力される振幅データの時間波形を示す図である。図13Cに示すように、設定範囲内では信号処理が行われず、設定範囲外の部分については、信号処理部112で離散化される。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a configuration of a transmission circuit when an amplifier that distorts when input power is high and low is described. In addition, since it is the same as that of 1st Embodiment except the setting range, suppose that FIG. 1, 3, 4, 5, 6 is used in 3rd Embodiment. 13A, 13B, and 13C are diagrams for specifically explaining the operation of the
図14は、第3の実施形態に係る補正部120の動作および歪みが抑圧される根拠を具体的に説明するための図である。図14に示すように、入力電力が高い方の非線形領域では、第1の実施形態と同様にして、離散化が行われ、かつ直交データの補正が行われる。一方、入力電力が低い方の非線形領域では、第2の実施形態と同様にして、離散化が行われる。したがって、第3の実施形態では、量子化雑音が低減され、かつ増幅器における歪みが抑圧されることとなる。
FIG. 14 is a diagram for specifically explaining the operation of the
なお、第1〜第3の実施形態では、利得可変増幅器150における利得に応じて、データ変換器110での閾値を変化させるようにした。利得可変増幅器150の利得を考慮しなかったとすると、たとえば、利得可変増幅器150の利得が1/2倍になっているような場合、増幅器160に入力される電力が低くなるにもかかわらず、振幅の大きさが閾値a1以上であれば、入力信号の分解能が低くなるように変換されてしまう場合がある。しかし、このような場合、利得可変増幅器150によって、増幅器160に入力される電力が下げられてしまうので、入力電力は、増幅器160における線形領域に属する可能性がある。それゆえ、第1〜第3の実施形態では、利得可変増幅器150の利得に変化があった場合、それに応じて、データ変換器110における設定範囲を変化させることとした。たとえば、図7Aに示すような閾値判定を用いる場合、利得可変増幅器150の利得が下がれば、閾値a1を上げるようにし、利得が上がれば、閾値a1を下げるようにすればよい。また、図11Aに示すような閾値判定を用いる場合、利得可変増幅器150の利得が下がれば、閾値a2を上げるようにし、利得が上がれば、閾値a2を下げるようにすればよい。また、図13Aに示すような閾値判定を用いる場合、利得可変増幅器の利得が下がれば、閾値a3,a4を上げるようにし、利得が上がれば、閾値a3,a4を下げるようにすればよい。
In the first to third embodiments, the threshold value in the
なお、第1〜第3の実施形態では、利得可変増幅器150の利得を示す情報に基づいて、設定範囲を変化させることとした。しかし、データ変換器110は、設定範囲を固定しておき、利得可変増幅器150の利得に応じて、直交データの振幅の大きさを変化させ、設定範囲内に直交データの振幅の大きさが属するか否か判断してもよい。これによって、データ変換器110は、増幅器160への入力電圧が非線形領域に属するかを判断することができる。
In the first to third embodiments, the setting range is changed based on information indicating the gain of the
なお、利得可変増幅器150を用いず信号を増幅する場合、設定範囲は、固定であってもよい。
When a signal is amplified without using
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態では、信号処理部の構成が第1の実施形態とは異なる。以下、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment of the present invention, the configuration of the signal processing unit is different from that of the first embodiment. Only the parts different from the first embodiment will be described below.
図15は、本発明の第4の実施形態に係る信号処理部112の機能的構成を示すブロック図である。図15において、信号処理部112は、引き算部1124と、ベクトル積分器1125と、ベクトル量子化器1126とを有する。
FIG. 15 is a block diagram showing a functional configuration of the
信号処理部112に入力されたIデータおよびQデータは、引き算器1124を経由して、ベクトル積分器1125に入力される。ベクトル積分器1125は、IデータおよびQデータのそれぞれについて、ベクトル演算で積分し、Iv,Qvとして出力する。すなわち、ベクトル積分器1125に入力される直交データ列を(Ii ,Qi )とした場合(iは自然数)、ベクトル積分器1125からは、(Iv,Qv)=(ΣIi ,ΣQi )が出力される。ベクトル積分器1125からの出力は、ベクトル量子化器1126に入力される。
The I data and Q data input to the
ベクトル量子化器1126は、ベクトル積分器1125からの出力ベクトルについて、ベクトルの大きさを量子化して、Iv3,Qv3として出力する。
The
ベクトル量子化器1126での量子化は以下のようにして行われる。ベクトルの大きさの離散値をqn (nは1以上の整数)とする。nが2以上の場合、qn-1 <qn であるとする。ベクトル量子化器1126は、ベクトル積分器1125から入力される(Iv,Qv)に対して、(Iv+Qv)1/2 を求める。そして、ベクトル量子化器1126は、(式6)を満たす最大のqn を求める。次に、当該qn を用いて、ベクトル量子化器1126は、出力ベクトル(Iv3,Qv3)を(式7)および(式8)によって求める。
qn ≦(Iv+Qv)1/2 …(式6)
Iv3=qn ・Iv/(Iv+Qv)1/2 …(式7)
Qv3=qn ・Qv/(Iv+Qv)1/2 …(式8)
The quantization in the
q n ≦ (Iv + Qv) 1/2 (Formula 6)
Iv3 = q n · Iv / ( Iv + Qv) 1/2 ... ( Equation 7)
Qv3 = q n · Qv / ( Iv + Qv) 1/2 ... ( Equation 8)
ここで行われている量子化は、換言すると、以下のようになる。ベクトル量子化器1126は、少なくとも二以上の離散値を用いる。ベクトル量子化器1126は、当該二以上の離散値の中から、入力された直交データのベクトルの大きさよりも小さい最大の離散値を求める。そして、ベクトル量子化器1126は、ベクトル的に積分された直交データの大きさが当該最大の離散値となり、かつ、ベクトル的に積分された直交データの位相が入力された直交データの位相に等しくなるように、量子化後のIv3データおよびQv3データを求める。
In other words, the quantization performed here is as follows. The
引き算器1124は、入力データからベクトル量子化器の出力を引き算し、ベクトル積分器1125に出力する。
The
このように、第4の実施形態では、入力信号の一部が離散化されることとなるので、量子化雑音を低減することができる。また、第1の実施形態と同様の効果が得られる。 Thus, in the fourth embodiment, a part of the input signal is discretized, so that the quantization noise can be reduced. Further, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
以下、具体的に、図15に示す信号処理部112を用いて、W−CDMA基地局の送信用データをデータ変換したときの量子化雑音低減の効果について例示する。ここでは、図7Aに示すように、データ変換器110は、閾値をa1と設定し、直交データの大きさがa1より大きい場合のみ、IデータおよびQデータをベクトル的にデルタシグマ変調することとする。また、オーバーサンプリングのための周波数をシンボルレートの256倍とし、入力信号のピークを10dBで制限し、閾値a1を入力信号の最大出力より6dB低くいところに設定する。この場合、全パワーの内、所望波の比率は、97%であることを本発明者は確かめた。これは、従来技術において、所望波の比率が37%であることと比べれば、飛躍的に量子化雑音が低減されていることが分かる。
Hereinafter, the effect of reducing the quantization noise when the data for transmission of the W-CDMA base station is converted using the
図16Aは、上記条件の下、閾値判定を行ったデータ変換器110から出力される信号のスペクトラムを示す図である。一方、図16Bは、全ての領域において信号処理を行ったときのデータ変換器110から出力される信号のスペクトラムを示す図である。図16Aと図16Bとを比較すると分かるように、図16Aの方が、所望波周波数近傍およびトータルで見て、量子化雑音が低減されていることが分かる。
FIG. 16A is a diagram illustrating a spectrum of a signal output from the
(第5の実施形態)
図17は、本発明の第5の実施形態に係る送信回路200の構成を示すブロック図である。図17において、送信回路200は、入力端子101と、データ変換器110と、ベクトル変調器140と、増幅器260と、バンドパスフィルタ170と、出力端子102とを備える。図17において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略することとする。ただし、図17では、利得可変増幅器が省略されているので、データ変換器110は、固定された設定範囲を用いることとする。
(Fifth embodiment)
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a
図18は、増幅器260の特性および送信回路200の動作を説明するための図である。図18に示すように、第5の実施形態で用いる増幅器260は、入力電力P1aにおいて、線形領域における入力電力と出力電力との比例関係が保たれている点A1,A2を有している。
FIG. 18 is a diagram for explaining the characteristics of the amplifier 260 and the operation of the
このような増幅器260の場合、第1の実施形態のように補正部を設けなくても、データ変換器110は、直交データの大きさをaおよびbの二値で離散化することによって、入力電力P1およびP1aにすることができ、歪みの発生を抑圧することが可能となる。
In the case of such an amplifier 260, even if no correction unit is provided as in the first embodiment, the
なお、第5の実施形態においても、第1〜3の実施形態と同様、利得可変増幅器150の利得に応じて、データ変換器110における設定範囲を変化させてもよい。
Also in the fifth embodiment, the setting range in the
なお、第5の実施形態においても、データ変換器110は、設定範囲を固定させておいて、直交データの振幅の大きさを利得に応じて変化させ、増幅器160への入力電力が非線形領域に属するか否かを判断してもよい。
In the fifth embodiment, the
(第6の実施形態)
図19は、本発明の第6の実施形態に係る送信回路300の構成を示すブロック図である。図19において、送信回路300は、入力端子101と、データ変換器110と、ベクトル変調器140と、補正回路320と、利得可変増幅器150と、増幅器160と、バンドパスフィルタ170と、出力端子102とを備える。図19において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し説明を省略することとする。
(Sixth embodiment)
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a
第6の実施形態では、増幅器160で発生する歪みを補償するための補正回路320が、利得可変増幅器150の前段に設けられている。補正回路320は、増幅器160で発生する歪み成分と等振幅逆位相の信号を発生して、出力する。補正回路320で発生した等振幅逆位相の信号は、利得可変増幅器150を介して増幅器160に入力される。増幅器160には、歪み成分と等振幅逆位相の信号が入力されることとなるので、増幅器160は、歪み成分を抑圧することができる。
In the sixth embodiment, a
図20,21,22は、補正回路320の一例を示す図である。図20では、ダイオードD1の非線形性を利用して、等振幅逆位相の信号を発生するリニアライザが示されている。図21では、ダイオードD2の非線形性を利用して、等振幅逆位相の信号を発生すリニアライザが示されている。図22では、FETの非線形性を利用して等振幅逆位相の信号を発生するリニアライザが示されている。
20, 21, and 22 are diagrams illustrating an example of the
このように、第6の実施形態では、プリディストーション回路構成を設けることによって、増幅器160で発生する歪み成分を抑圧することができる。
As described above, in the sixth embodiment, the distortion component generated in the
なお、第6の実施形態においても、第1〜3の実施形態と同様、利得可変増幅器150の利得を示す情報に基づいて、データ変換器110は、設定範囲を変化させる。また、データ変換器110は、固定された設定範囲を用いてもよい。また、第6の実施形態においても、データ変換器110は、設定範囲を固定させておいて、直交データの振幅の大きさを利得に応じて変化させ、増幅器160への入力電力が非線形領域に属するか否かを判断してもよい。
In the sixth embodiment, as in the first to third embodiments, the
(第7の実施形態)
図23は、本発明の第7の実施形態に係る送信回路400の構成を示す図である。図23において、送信回路400は、入力端子101と、データ変換器410と、補正部120aと、補償テーブル部130aと、利得可変増幅器150と、増幅器160と、バンドパスフィルタ170と、出力端子102とを備える。図23において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し説明を省略することとする。
(Seventh embodiment)
FIG. 23 is a diagram showing a configuration of a
データ変換器410の基本構成は、図3,4と同様であるので、第7の実施形態では、図3,4を援用することとする。第7の実施形態において第1の実施形態と異なるのは、データ変換器410が、入力信号として、直交データを処理するのではなく振幅データを処理する点である。したがって、補正部120aは、補償テーブルに定義されている信号の大きさの補正値に基づいて、入力される信号の大きさ(スカラー)を補正する。第7の実施形態における信号処理部112としては、例えばデルタシグマ変調器であってもよいし、デルタ変調器であってもよいし、PWM変調器であってもよく、信号を離散化するものであれば何でもよい。
Since the basic configuration of the
図24は、データ変換器410における制御部111の動作を示すフローチャートである。まず、制御部111の振幅検知部111aは、入力信号である振幅データxの振幅の大きさを検知する(ステップS201)。次に、制御部111の設定範囲調整部111cは、外部制御部から与えられる利得可変増幅器150の利得を示す情報に基づいて、設定範囲を調整する(ステップS202)。次に、制御部111の領域判断部111bは、検知した振幅の大きさが設定範囲内であるか否かを判断する(ステップS203)。ここでの設定範囲は、入力される振幅データによって閾値が決定されている以外は、第1の実施形態と同様である。
FIG. 24 is a flowchart showing the operation of the
設定範囲内である場合、制御部111の領域判断部111bは、振幅データxをそのまま出力するようにスイッチ部113をスイッチングする(ステップS204)。一方、設定範囲内でない場合、制御部111の領域判断部111bは、振幅データxを信号処理部112で信号処理するようにスイッチングする(ステップS205)。これにより、振幅データxの電力が設定範囲外である場合は、分解能が低くなったデータxrが出力される。一方、振幅データxの電力が設定範囲内である場合は、そのままの振幅データxが出力される。
When it is within the set range, the area determination unit 111b of the
このように、第7の実施形態では、増幅器の線形な領域については、信号処理を行われず、非線形な領域については信号処理を行って離散化することとなるので、振幅信号の一部のみが離散化されることとなるので、量子化雑音を低減することができる。また、第1の実施形態と同様の効果も得られる。 Thus, in the seventh embodiment, signal processing is not performed for the linear region of the amplifier, and signal processing is performed for the non-linear region, so that only a part of the amplitude signal is obtained. Since it is discretized, quantization noise can be reduced. Moreover, the same effect as 1st Embodiment is also acquired.
なお、第7の実施形態においても、利得可変増幅器150を用いず信号を増幅する場合、設定範囲は、固定であってもよい。また、データ変換器410は、設定範囲を固定させておいて、振幅データの大きさを利得に応じて変化させ、増幅器160への入力電力が非線形領域に属するか否かを判断してもよい。
Also in the seventh embodiment, when a signal is amplified without using the
なお、第7の実施形態では、バンドパスフィルタを用いることとしたが、デルタシグマ変調器における量子化雑音の形によっては、バンドパスフィルタの代わりにローパスフィルタを用いてもよい。 In the seventh embodiment, a bandpass filter is used. However, depending on the form of quantization noise in the delta-sigma modulator, a lowpass filter may be used instead of the bandpass filter.
(第8の実施形態)
図25は、本発明の第8の実施形態に係る送信回路500の構成を示すブロック図である。図25において、送信回路500は、入力端子101と、データ変換器110と、補正部120と、補償テーブル部130と、座標系変換部520と、角度変調器530と、振幅変調器540と、バンドパスフィルタ550と、出力端子102とを備える。図25において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を簡素にする。
(Eighth embodiment)
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a
データ変換器110は、第1の実施形態と同様、設定範囲内であれば、入力されたベースバンド信号をそのまま出力し、設定範囲外であれば、分解能の低いデータに変換して出力する。
Similarly to the first embodiment, the
入力端子101に入力された信号は、データ変換器110で、上記のようにデータ変換されて、補正部120に入力される。補正部120は、第1の実施形態と同様にして、入力された信号を補正して、座標系変換部520に入力する。
The signal input to the
座標系変換部520は、入力されたベースバンドデータを直交座標系から、極座標系に変換し、振幅データおよび位相データを出力する。
The coordinate
位相データは、角度変調器530に入力され、角度変調される。角度変調器530は、角度変調した位相データを振幅変調器540に入力する。
The phase data is input to the angle modulator 530 and is angle-modulated. The angle modulator 530 inputs the angle-modulated phase data to the
座標系変換部520から出力された振幅データは、振幅変調器540に入力される。
The amplitude data output from the coordinate
振幅変調器540では、角度変調器530からの出力信号を、座標系変換部520から出力される振幅データで振幅変調する。この出力が、バンドパスフィルタ550に入力されて帯域外の量子化雑音が除去され、出力端子102から出力される。
In the
このように、第5の実施形態では、増幅器の線形な領域については、信号処理が行われず、非線形な領域については信号処理が行われ離散化されることとなるので、振幅信号の一部のみが離散化されることとなり、量子化雑音が低減されることとなる。 As described above, in the fifth embodiment, signal processing is not performed for the linear region of the amplifier, and signal processing is performed and discretized for the nonlinear region, so that only a part of the amplitude signal is obtained. Will be discretized and the quantization noise will be reduced.
なお、第8の実施形態においても、振幅変調器540の前段である角度変調器530と振幅変調器540との間または角度変調器530と座標系変換部520との間に利得可変増幅器を設けてもよく、この場合、第1〜3の実施形態と同様、当該利得可変増幅器の利得に応じて、データ変換器110における設定範囲を変化させるとよい。また、データ変換器110は、設定範囲を固定させておいて、直交データの振幅の大きさを利得に応じて変化させ、振幅変調器540への入力電力が非線形領域に属するか否かを判断してもよい。
In the eighth embodiment as well, a variable gain amplifier is provided between the angle modulator 530 and the
(第9の実施形態)
図26は、本発明の第9の実施形態に係る送信回路600の構成を示すブロック図である。図26において、送信回路600は、データ生成部620と、データ変換器410と、振幅補正部120bと、位相補正部120cと、補償テーブル部130と、角度変調器630と、振幅変調器640と、バンドパスフィルタ650と、出力端子102とを備える。第9の実施形態において、第4の実施形態と同様の部分については、同一の参照符号を付し、説明を簡素にする。
(Ninth embodiment)
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of a
データ生成部620は、振幅データおよび位相データを出力する。振幅データは、データ変換器610に入力される。データ生成部620から出力された位相データは、位相補正部120cにおいて、補償テーブル部130に定義されている位相に補正され、角度変調器630に入力される。
The data generation unit 620 outputs amplitude data and phase data. The amplitude data is input to the data converter 610. The phase data output from the data generation unit 620 is corrected to the phase defined in the
データ変換器410は、第4の実施形態と同様に、設定範囲内であれば、入力されたベースバンド信号をそのまま出力し、設定範囲外であれば、分解能の低いデータに変換して出力する。
Similarly to the fourth embodiment, the
データ変換器410の出力は、振幅補正部120bによって振幅が補正された後、振幅変調器640に入力される。
The output of the
データ生成部620から出力された位相データは、角度変調器630で角度変調され、振幅変調器640に入力される。
The phase data output from the data generation unit 620 is angle-modulated by the
振幅変調器640は、角度変調器630から出力された角度変調波を、データ変換器610から出力された信号で振幅変調する。振幅変調器640の出力は、バンドパスフィルタ650で帯域外の量子化雑音を除去され、出力端子102から出力される。
The
このように、第9の実施形態では、増幅器の線形な領域については、信号処理が行われず、非線形な領域については信号処理が行われ離散化されることとなるので、振幅信号の一部のみが離散化されることとなり、量子化雑音が低減されることとなる。 Thus, in the ninth embodiment, signal processing is not performed for the linear region of the amplifier, and signal processing is performed for the non-linear region to be discretized, so that only a part of the amplitude signal is obtained. Will be discretized and the quantization noise will be reduced.
なお、第9の実施形態においても、振幅変調器640の前段である角度変調器630と振幅変調器640との間または角度変調器630と位相補正部120cとの間に利得可変増幅器を設けてもよく、この場合、第1〜3の実施形態と同様、当該利得可変増幅器の利得に応じて、データ変換器410における設定範囲を変化させるとよい。また、データ変換器410は、設定範囲を固定させておいて、振幅データの大きさを利得に応じて変化させ、増幅器160への入力電力が非線形領域に属するか否かを判断してもよい。
In the ninth embodiment as well, a variable gain amplifier is provided between the
ここで、第8および第9の実施形態における振幅変調器540,640は、例えば図12に示すような特性をもっているとする。ここで、線形領域の下限の電圧をP2とした場合、データ変換器110,410は、閾値a2以下の場合、振幅変調器540,640への供給電圧が0またはP2となるように制御する。すなわち、データ変換器110,410は、閾値a2より小さい領域では、0とP2に量子化する。これによって、P2より小さい電圧での非線形性の影響を無くすことができ、低歪みを実現できる。
Here, it is assumed that the
また、第8および第9の実施形態における振幅変調器540,640は、例えば図14に示すような特性をもっているとする。ここで、線形領域の下限の電圧をP3とし、上限をP4とする。データ変換器110,410は、閾値a3以下の場合、振幅変調器540、640への供給電圧が0またはP3となるように制御する。すなわち、データ変換器110,410は、閾値a3より小さい領域では、0とP3に量子化する。これによって、P3より小さい電圧での非線形性の影響を無くすことができ、低歪みを実現できる。また、データ変換器110,410は、閾値a4以上の場合、振幅変調器540、640への供給電圧がP4またはP4bとなるように制御する。すなわち、データ変換器110,410は、閾値a4より大きい領域では、P4とP4bとに量子化する。これによって、P4より大きい電圧での非線形性の影響を無くすことができ、低歪みを実現できる。
Further, it is assumed that the
なお、第8および第9の実施形態において、バンドパスフィルタ550、650は、振幅変調器540、640から出力される信号の量子化雑音が十分小さい場合、省略してもよい。
In the eighth and ninth embodiments, the
また、第8および第9の実施形態において、第6の実施形態と同様、歪みを補償する補正回路を振幅変調器540の前段に接続してもよい。
In the eighth and ninth embodiments, a correction circuit that compensates for distortion may be connected to the preceding stage of the
なお、上記各実施形態では、0と正の実数との2値に量子化することとしたが、それ以上の多値に量子化するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, quantization is performed to binary values of 0 and a positive real number. However, quantization may be performed to multi-values higher than that.
図27Aは、本発明のデータ変換器を適用したオーディオ機器700の機能的構成を示すブロック図である。図27Aにおいて、オーディオ機器700は、データ変換器110(または410)と、増幅器160と、フィルタ701と、スピーカ702とを備える。データ変換器110(または410)は、本発明のデータ変換器である。データ変換器110(または410)には、上記で説明した全ての変形例が適用可能である。フィルタ701は、一般的にはローパスフィルタである。図27Aに示すオーディオ機器700は、利得可変増幅器を用いていない。しかし、利得可変増幅器を用いる場合、データ変換器110(または410)は、利得に応じて、設定範囲を調整する。データ変換器110(または410)は、増幅器160への入力電圧が非線形領域に属すると判断したら、入力信号であるオーディオデータ(直交データであってもよいし、振幅データであってもよい)を入力信号よりも分解能が低い信号に変換して出力する。増幅器160は、データ変換器110(または410)が出力した信号を増幅する。増幅器160によって増幅された信号は、フィルタ701を介して、スピーカ702に送られ、音声に変換される。これによって、量子化雑音が抑圧され、かつ消費電力が低減されるオーディオ機器が提供されることとなる。
FIG. 27A is a block diagram showing a functional configuration of an
図27Bは、本発明のデータ変換器を適用した映像機器800の機能的構成を示すブロック図である。図27Bにおいて、映像機器800は、データ変換器110(または410)と、増幅器160と、フィルタ801と、ディスプレイ802とを備える。データ変換器110(または410)は、本発明のデータ変換器である。データ変換器110(または410)には、上記で説明した全ての変形例が適用可能である。フィルタ801は、一般的にはローパスフィルタである。図27Bに示す映像機器800は、利得可変増幅器を用いていない。しかし、利得可変増幅器を用いる場合、データ変換器110は、利得に応じて、設定範囲を調整する。データ変換器110(または410)は、増幅器160への入力電圧が非線形領域に属すると判断したら、入力信号である映像データ(直交データであってもよいし、振幅データであってもよい)を入力信号よりも分解能が低い信号に変換して出力する。増幅器160は、データ変換器110(または410)が出力した信号を増幅する。増幅器160によって増幅された信号は、フィルタ801を介して、ディスプレイ802に送られ、映像および/または音声に変換される。これによって、量子化雑音が抑圧され、かつ消費電力が低減される映像機器が提供されることとなる。
FIG. 27B is a block diagram showing a functional configuration of the
なお、本発明のデータ変換器は、増幅器を用いる全ての電子機器に適用可能であり、適用範囲が通信機器やオーディオ機器、映像機器に限定されるものではない。 The data converter of the present invention can be applied to all electronic devices using an amplifier, and the application range is not limited to communication devices, audio devices, and video devices.
なお、上記実施形態において、本発明のデータ変換器への入力信号は、デジタル信号であるとしたが、アナログ信号であってもよい。アナログ信号が入力信号である場合も同様に、本発明のデータ変換器は、アナログ信号の振幅の大きさが設定範囲内であるか否かを判断することによって、増幅器への入力電圧が非線形領域に属するか否かを判断すればよい。 In the above embodiment, the input signal to the data converter of the present invention is a digital signal, but may be an analog signal. Similarly, when the analog signal is an input signal, the data converter according to the present invention determines whether or not the amplitude of the analog signal is within the set range so that the input voltage to the amplifier is in a nonlinear region. It is sufficient to determine whether or not it belongs to.
以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。 Although the present invention has been described in detail above, the above description is merely illustrative of the present invention in all respects and is not intended to limit the scope thereof. It goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明に係るデータ変換器は、量子化雑音を抑圧し、かつ消費電力の低減を図ることができ、携帯電話、無線LAN等の通信機器等やオーディオ機器や映像機器等の電子機器に適用することができる。 The data converter according to the present invention can suppress quantization noise and reduce power consumption, and can be applied to communication devices such as mobile phones and wireless LANs, and electronic devices such as audio devices and video devices. be able to.
100,200,300,400,500,600 送信回路
101 入力端子
102 出力端子
110,410 データ変換器
111 制御部
111a 振幅検知部
111b 領域判断部
111c 設定範囲調整部
112 信号処理部
1121 座標系変換部
1122 デルタシグマ変調器
1123 掛け算器
1124 引き算器
1125 ベクトル積分器
1126 ベクトル量子化器
113 スイッチ部
120 補正部
130 補償テーブル部
140 ベクトル変調部
150 利得可変増幅器
160,260 増幅器
170,550,650 バンドパスフィルタ
320 補正回路
520 座標系変換部
530,630 角度変調器
540,640 振幅変調器
620 データ生成部
700 オーディオ機器
800 映像機器
701,801 フィルタ
702 スピーカ
802 ディスプレイ
100, 200, 300, 400, 500, 600
Claims (18)
前記入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、
前記振幅検知部によって検知された前記入力信号の振幅の大きさに基づいて、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、
前記領域判断部によって、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属さないと判断された場合、前記入力信号をそのまま出力し、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、デルタシグマ変調若しくはベクトル量子化によって前記入力信号を離散化し、前記離散化した信号を出力する信号処理部とを備える、データ変換器。 An input signal that transmits information using at least amplitude, amplifies a non-discretized input signal to a predetermined level, and outputs the amplified signal by reducing quantization noise by a filter. Is a data converter that converts the signal into a signal for input to the amplifier and outputs the signal.
An amplitude detector for detecting the amplitude of the input signal;
A region determination unit that determines whether the amplitude of the input signal to the amplifier belongs to a nonlinear region of the amplifier based on the amplitude of the input signal detected by the amplitude detection unit;
When the region determination unit determines that the amplitude of the input signal to the amplifier does not belong to the nonlinear region of the amplifier, the input signal is output as it is, and the amplitude of the input signal to the amplifier is And a signal processing unit that discretizes the input signal by delta-sigma modulation or vector quantization and outputs the discretized signal when it is determined that the signal belongs to the nonlinear region of the amplifier.
領域に属すると判断する、請求項1に記載のデータ変換器。 The data converter according to claim 1, wherein the region determination unit determines that the input signal belongs to a non-linear region when the amplitude of the input signal does not exceed a second threshold value.
前記領域判断部は、前記入力信号の振幅の大きさが設定範囲外であるか否かに基づいて、前記増幅器への入力電圧が前記増幅器の前記非線形領域に属するか否かを判断し、
さらに、前記利得可変増幅器の利得を示す情報に基づいて、前記設定範囲を調整する設定範囲調整部を備える、請求項1に記載のデータ変換器。 The amplifier receives a signal amplified by a variable gain amplifier,
The region determination unit determines whether or not an input voltage to the amplifier belongs to the nonlinear region of the amplifier based on whether or not the magnitude of the amplitude of the input signal is outside a setting range.
The data converter according to claim 1, further comprising a setting range adjustment unit that adjusts the setting range based on information indicating a gain of the variable gain amplifier.
前記入力信号を振幅データおよび位相データに変換する座標系変換部と、
前記座標系変換部によって変換された振幅データをデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器と、
前記位相データと前記デルタシグマ変調器によってデルタシグマ変調された振幅データとを掛け算する掛け算器とを含む、請求項1に記載のデータ変換器。 The signal processing unit
A coordinate system conversion unit for converting the input signal into amplitude data and phase data;
A delta-sigma modulator that delta-sigma modulates the amplitude data converted by the coordinate system conversion unit;
The data converter according to claim 1, further comprising a multiplier that multiplies the phase data by the amplitude data that is delta-sigma modulated by the delta-sigma modulator.
前記信号処理部は、
前記入力信号が入力される引き算器と、
前記引き算器に接続され、前記直交データの各要素を積分するベクトル積分器と、
前記ベクトル積分器によって積分された直交データに対して、少なくとも二以上の離散値を用い、前記二以上の離散値の中から、入力された直交データのなすベクトルの大きさよりも小さい最大の離散値を求め、前記積分された直交データのなすベクトルの大きさが前記最大の離散値となるようにし、かつ、前記積分された直交データの位相が入力された直交データの位相と等しくなるようにして量子化するベクトル量子化器とを備え、
前記引き算器は、入力された直交データから前記ベクトル量子化器によって量子化された直交データを引く、請求項1に記載のデータ変換器。 The input signal is orthogonal data,
The signal processing unit
A subtractor to which the input signal is input;
A vector integrator connected to the subtractor for integrating each element of the orthogonal data;
For the orthogonal data integrated by the vector integrator, at least two or more discrete values are used, and the maximum discrete value smaller than the vector size of the input orthogonal data is selected from the two or more discrete values. The magnitude of the vector formed by the integrated orthogonal data is the maximum discrete value, and the phase of the integrated orthogonal data is equal to the phase of the input orthogonal data. A vector quantizer for quantizing,
The data converter according to claim 1, wherein the subtractor subtracts orthogonal data quantized by the vector quantizer from input orthogonal data.
増幅器と、
前記増幅器の出力信号の量子化雑音を低減するフィルタと、
少なくとも振幅を利用して情報を伝達する、離散化されていない入力信号を前記増幅器の入力に用いられる信号に変換するデータ変換器とを備え、
前記データ変換器は、
前記入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、
前記振幅検知部によって検知された前記入力信号の振幅の大きさに基づいて、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、
前記領域判断部によって、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属さないと判断された場合、前記入力信号をそのまま出力し、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、デルタシグマ変調若しくはベクトル量子化によって前記入力信号を離散化し、前記離散化した信号を出力する信号処理部とを含む、送信回路。 A transmission circuit for generating a transmission signal,
An amplifier;
A filter for reducing quantization noise of an output signal of the amplifier;
A data converter for transmitting information using at least amplitude and converting a non-discretized input signal to a signal used as an input of the amplifier;
The data converter is
An amplitude detector for detecting the amplitude of the input signal;
A region determination unit that determines whether the amplitude of the input signal to the amplifier belongs to a nonlinear region of the amplifier based on the amplitude of the input signal detected by the amplitude detection unit;
When the region determination unit determines that the amplitude of the input signal to the amplifier does not belong to the nonlinear region of the amplifier, the input signal is output as it is, and the amplitude of the input signal to the amplifier is A signal processing unit that discretizes the input signal by delta-sigma modulation or vector quantization and outputs the discretized signal when the signal is determined to belong to the nonlinear region of the amplifier.
前記領域判断部は、前記入力信号の振幅の大きさが所定の設定範囲外であるか否かに基づいて、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記非線形領域に属するか否かを判断し、
前記データ変換器は、さらに、前記利得可変増幅器の利得を示す情報に基づいて、前記設定範囲を調整する設定範囲調整部を含む、請求項10に記載の送信回路。 In addition, a variable gain amplifier for adjusting the power of the signal input to the amplifier,
The region determination unit determines whether the amplitude of the input signal to the amplifier belongs to the nonlinear region based on whether the amplitude of the input signal is outside a predetermined setting range. Judgment
The transmission circuit according to claim 10 , wherein the data converter further includes a setting range adjustment unit that adjusts the setting range based on information indicating a gain of the variable gain amplifier.
前記データ変換器は、変換後の直交データを出力し、
さらに、前記データ変換器によって出力された変換後の直交データを変調して出力するベクトル変調器を備え、
前記振幅検知部は、前記直交データに基づいて、前記入力信号の振幅の大きさを検知する、請求項10に記載の送信回路。 The input signal to the data converter is orthogonal data;
The data converter outputs the orthogonal data after conversion,
Furthermore, a vector modulator that modulates and outputs the orthogonal data after conversion output by the data converter,
The transmission circuit according to claim 10 , wherein the amplitude detection unit detects the magnitude of the amplitude of the input signal based on the orthogonal data.
前記データ変換器は、変換後の直交データを出力し、
さらに、前記変換後の直交データを極座標系のデータに変換して、振幅データおよび位相データを生成する座標系変換部と、
前記座標系変換部によって生成された位相データを角度変調する角度変調器とを備え、
前記増幅器は、前記角度変調器によって角度変調された位相データを前記座標系変換部によって生成された振幅データに基づいて振幅変調する振幅変調器であり、
前記振幅検知部は、前記直交データに基づいて、入力信号の振幅の大きさを検知する、請求項10に記載の送信回路。 The input signal to the data converter is orthogonal data;
The data converter outputs the orthogonal data after conversion,
Furthermore, the coordinate system conversion unit that converts the orthogonal data after the conversion into polar coordinate system data to generate amplitude data and phase data;
An angle modulator for angle-modulating the phase data generated by the coordinate system conversion unit,
The amplifier is an amplitude modulator that modulates the amplitude of the phase data angle-modulated by the angle modulator based on the amplitude data generated by the coordinate system conversion unit,
The transmission circuit according to claim 10 , wherein the amplitude detection unit detects a magnitude of an amplitude of an input signal based on the orthogonal data.
前記データ生成部によって生成された位相データを角度変調して、角度変調波を生成する角度変調器とを備え、
前記データ変換器への前記入力信号は、前記データ生成部が生成した前記振幅データであり、
前記データ変換器は、変換後の振幅データを出力し、
前記振幅検知部は、前記振幅データに基づいて、前記入力信号の振幅の大きさを検知し、
前記増幅器は、前記角度変調器によって角度変調された位相データを前記データ変換器によって変換された振幅データに基づいて振幅変調する振幅変調器であり、
前記振幅検知部は、前記振幅データの大きさに基づいて、前記入力信号の振幅の大きさを検知する、請求項10に記載の送信回路。 Furthermore, a data generation unit that generates amplitude data and phase data;
An angle modulator that angle-modulates the phase data generated by the data generation unit to generate an angle-modulated wave;
The input signal to the data converter is the amplitude data generated by the data generation unit,
The data converter outputs the converted amplitude data,
The amplitude detection unit detects the amplitude of the input signal based on the amplitude data,
The amplifier is an amplitude modulator that modulates the amplitude of the phase data angle-modulated by the angle modulator based on the amplitude data converted by the data converter,
The transmission circuit according to claim 10 , wherein the amplitude detection unit detects the magnitude of the amplitude of the input signal based on the magnitude of the amplitude data.
送信信号を生成するための送信回路と、
受信信号を処理するための受信回路とを備え、
前記送信回路は、
増幅器と、
前記増幅器の出力信号の量子化雑音を低減するフィルタと、
少なくとも振幅を利用して情報を伝達する、離散化されていない入力信号を前記増幅器の入力に用いられる信号に変換するデータ変換器とを含み、
前記データ変換器は、
前記入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、
前記振幅検知部によって検知された前記入力信号の振幅の大きさに基づいて、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、
前記領域判断部によって、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属さないと判断された場合、前記入力信号をそのまま出力し、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、デルタシグマ変調若しくはベクトル量子化によって前記入力信号を離散化し、前記離散化した信号を出力する信号処理部とを有する、通信機器。 Communication equipment,
A transmission circuit for generating a transmission signal;
A receiving circuit for processing the received signal,
The transmission circuit includes:
An amplifier;
A filter for reducing quantization noise of an output signal of the amplifier;
A data converter for transmitting information using at least amplitude and converting a non-discretized input signal to a signal used at the input of the amplifier;
The data converter is
An amplitude detector for detecting the amplitude of the input signal;
A region determination unit that determines whether the amplitude of the input signal to the amplifier belongs to a nonlinear region of the amplifier based on the amplitude of the input signal detected by the amplitude detection unit;
When the region determining unit determines that the amplitude of the input signal to the amplifier does not belong to the nonlinear region of the amplifier, the input signal is output as it is, and the amplitude of the input signal to the amplifier is A signal processing unit that discretizes the input signal by delta-sigma modulation or vector quantization and outputs the discretized signal when it is determined that the signal belongs to the nonlinear region of the amplifier.
増幅器と、
前記増幅器の出力信号の量子化雑音を低減するフィルタと、
前記入力信号を前記増幅器に入力するための信号に変換して出力するデータ変換器とを備え、
前記データ変換器は、
前記入力信号の振幅の大きさを検知する振幅検知部と、
前記振幅検知部によって検知された前記入力信号の振幅の大きさに基づいて、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断する領域判断部と、
前記領域判断部によって、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属さないと判断された場合、前記入力信号をそのまま出力し、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、デルタシグマ変調若しくはベクトル量子化によって前記入力信号を離散化し、前記離散化した信号を出力する信号処理部とを備える、電子機器。 An electronic device that amplifies a non-discretized input signal to a predetermined level, transmitting information using at least amplitude ,
An amplifier;
A filter for reducing quantization noise of an output signal of the amplifier;
And a data converter for converting a signal for inputting the input signal to the amplifier,
The data converter is
An amplitude detector for detecting the amplitude of the input signal;
A region determination unit that determines whether the amplitude of the input signal to the amplifier belongs to a nonlinear region of the amplifier based on the amplitude of the input signal detected by the amplitude detection unit;
When the region determining unit determines that the amplitude of the input signal to the amplifier does not belong to the nonlinear region of the amplifier, the input signal is output as it is, and the amplitude of the input signal to the amplifier is An electronic device comprising: a signal processing unit that discretizes the input signal by delta-sigma modulation or vector quantization and outputs the discretized signal .
入力信号の振幅の大きさを検知するステップと、
検知された前記入力信号の振幅の大きさに基づいて、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属するか否かを判断するステップと、
前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属さないと判断された場合、前記入力信号をそのまま出力し、前記増幅器への入力信号の振幅の大きさが前記増幅器の非線形領域に属すると判断された場合、デルタシグマ変調若しくはベクトル量子化によって前記入力信号を離散化し、前記離散化した信号を出力するステップとを備える、方法。 The input provided in a device for amplifying a non-discretized input signal, which transmits information using at least amplitude, to a predetermined level, and outputting the amplified signal by reducing quantization noise by a filter A processing method in a data converter for converting a signal into a signal for input to an amplifier,
Detecting the amplitude of the input signal;
Determining whether the magnitude of the amplitude of the input signal to the amplifier belongs to a non-linear region of the amplifier based on the sensed magnitude of the amplitude of the input signal;
When it is determined that the amplitude of the input signal to the amplifier does not belong to the nonlinear region of the amplifier, the input signal is output as it is, and the amplitude of the input signal to the amplifier is nonlinear. And discretizing the input signal by delta-sigma modulation or vector quantization and outputting the discretized signal if determined to belong to a region.
さらに、前記増幅器の前段に接続される利得可変増幅器の利得を示す情報に基づいて、前記設定範囲を調整するステップを備える、請求項17に記載の方法。 In the step of determining whether or not the amplifier belongs to a non-linear region, the amplitude of the input signal to the amplifier is determined based on whether or not the amplitude of the input signal is outside a setting range. Determine whether it belongs to the nonlinear region of the amplifier,
The method according to claim 17 , further comprising adjusting the setting range based on information indicating a gain of a variable gain amplifier connected to a front stage of the amplifier.
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