JP4577135B2 - Wireless transmission circuit and wireless transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、ウルトラワイドバンド通信に用いられる無線送信回路、およびこれを用いた無線送信装置に関する。 The present invention relates to a radio transmission circuit used for ultra-wideband communication and a radio transmission apparatus using the same.
近年、高速無線伝送方式の一つとして、ウルトラワイドバンド(UWB:Ultra Wide Band)通信方式が注目されている。ウルトラワイドバンド通信とは、超広帯域無線を意味し、中心周波数の25%以上、又は1.5GHz以上の帯域幅を占有する無線伝送方式を指し、搬送波を用いず、例えばパルス幅が1nsec以下等の極めて細かい短パルス信号からなるパルス信号列を用いて通信を行うものである(例えば、特許文献1参照。)。このような短パルスを生成する高速パルス発生回路として、ステップリカバリダイオードを用いた無線送信回路が知られている。 In recent years, an ultra wide band (UWB) communication system has attracted attention as one of high-speed wireless transmission systems. Ultra-wideband communication means ultra-wideband wireless, refers to a wireless transmission method that occupies a bandwidth of 25% or more of the center frequency or 1.5 GHz or more, and does not use a carrier wave, for example, a pulse width of 1 nsec or less, etc. The communication is performed using a pulse signal sequence composed of extremely fine short pulse signals (see, for example, Patent Document 1). A radio transmission circuit using a step recovery diode is known as a high-speed pulse generation circuit that generates such a short pulse.
図10は、背景技術に係るウルトラワイドバンド通信方式の無線送信回路の構成を示すブロック図である。図10に示す無線送信回路100は、送信データを変調してドライバ回路102へ出力する変調回路101と、変調回路101から出力された変調信号における駆動電流を増大させてステップリカバリダイオード回路103へ出力するドライバ回路102と、ドライバ回路102から出力された変調信号に高周波の信号成分を生じさせるステップリカバリダイオード回路103と、ステップリカバリダイオード回路103で生成された高周波の信号成分を抽出することにより短パルス信号を生成し、アンテナ105から無線信号として送信させるバンドパスフィルタ(BPF)104とを備えている。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless transmission circuit of an ultra-wideband communication system according to the background art. The
図11は、図10に示す無線送信回路100の動作を説明するための信号波形図である。図10に示す無線送信回路100は、OOK(On Off Keying)により送信データDATA1を変調するようにされており、図11に示すように、変調回路101は、送信データDATA1の論理値が「1」であれば変調信号DATA2としてパルス信号をドライバ回路102へ出力し、ドライバ回路102によって当該パルス信号における駆動電流が増大されてステップリカバリダイオード回路103へ出力され、ステップリカバリダイオード回路103によってドライバ回路102から出力された変調信号に応じて高周波の信号成分が生成され、さらにバンドパスフィルタ(BPF)によってその高周波の信号成分が抽出されることにより、ウルトラワイドバンド通信方式の無線信号用パルス信号Pが生成され、DATA3としてアンテナ105から無線信号として放射される。
FIG. 11 is a signal waveform diagram for explaining the operation of
一方、送信データDATA1の論理値が「0」であれば、変調回路101は、変調信号DATA2をローレベルに固定する結果、無線信号用パルス信号DATA3もパルスPを含まない。このように、図10に示す無線送信回路100は、OOKによって、送信データDATA1が変調され、パルスPの有無によって、送信データDATA1が表される。
ところで、上述のようにOOKによる変調を行う場合、送信データDATA1が「0」の場合には、アンテナ105から放射される無線信号にパルスPが含まれないため、受信機側で無線送信回路100から送信された無線信号との間で同期を維持することが困難となり、通信の信頼性が低下するという不都合があった。
By the way, when performing the modulation by OOK as described above, when the transmission data DATA1 is “0”, the radio signal radiated from the
本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、ウルトラワイドバンド通信の信頼性を向上することができる無線送信回路、及びこれを用いた無線送信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a wireless transmission circuit capable of improving the reliability of ultra-wideband communication and a wireless transmission device using the same. To do.
上述の目的を達成するために、本発明の第1の手段に係る無線送信回路は、パルスを用いた無線信号により送信データを送信する無線送信回路において、入力されたパルス信号に基づいて高周波の信号成分を生じさせた第1及び第2の変調信号をそれぞれ生成する第1及び第2のステップリカバリダイオードと、前記送信データにおける各ビットの論理値に応じて前記第1及び第2のステップリカバリダイオードのうちいずれか一方へ前記パルス信号を出力することにより、第1及び第2のステップリカバリダイオードに前記第1及び第2の変調信号をそれぞれ生成させる変調部と、前記第1及び第2のステップリカバリダイオードにより生成された第1及び第2の変調信号の差分をとって差分信号を生成する差動出力部と、前記差動出力部により生成された差分信号から前記高周波の信号成分を抽出し、当該高周波の信号成分を前記送信データを表す前記無線信号用のパルスとして出力するフィルタ部とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, a wireless transmission circuit according to the first means of the present invention is a wireless transmission circuit that transmits transmission data by a wireless signal using a pulse. First and second step recovery diodes for generating first and second modulated signals that generate signal components, respectively, and the first and second step recovery according to the logical value of each bit in the transmission data A modulation unit that causes the first and second step recovery diodes to generate the first and second modulation signals by outputting the pulse signal to any one of the diodes; and the first and second A differential output unit that generates a differential signal by taking a difference between the first and second modulation signals generated by the step recovery diode; and the differential output unit Extracting a signal component of the high frequency from more generated difference signals, it is characterized by comprising a filter unit for outputting a signal component of the frequency as a pulse for the radio signal representative of the transmission data.
また、上述の無線送信回路において、前記変調部は、前記送信データにおける予め設定されたビット数毎に、当該ビット数のビットパターンに応じて前記第1及び第2のステップリカバリダイオードのいずれか一方へ前記パルス信号を出力すると共に前記無線信号用のパルスの波高値を変化させることを特徴としている。 Further, in the above-described wireless transmission circuit, the modulation unit may select one of the first and second step recovery diodes for each preset number of bits in the transmission data according to a bit pattern of the number of bits. The pulse signal is outputted to the radio signal and the peak value of the pulse for the radio signal is changed.
また、上述の無線送信回路において、前記変調部は、前記ステップリカバリダイオードに供給されるバイアス電圧を変化させることにより、前記無線信号用のパルスの波高値を変化させることを特徴としている。 In the wireless transmission circuit described above, the modulation unit may change the peak value of the pulse for the wireless signal by changing a bias voltage supplied to the step recovery diode.
また、上述の無線送信回路において、前記変調部と前記第1及び第2のステップリカバリダイオードとの間に介設され、前記変調部から前記第1及び第2のステップリカバリダイオードへ出力されたパルス信号における駆動電流をそれぞれ増大させる第1及び第2のドライバ部をさらに備え、前記変調部は、少なくとも前記第1及び第2のステップリカバリダイオードのうち前記パルス信号を出力する方のステップリカバリダイオードに接続されている前記ドライバ部の動作用電源電圧を変化させることにより、前記無線信号用のパルスの波高値を変化させることを特徴としている。 Further, in the above-described wireless transmission circuit, a pulse interposed between the modulation unit and the first and second step recovery diodes and output from the modulation unit to the first and second step recovery diodes First and second driver units for respectively increasing drive currents in the signal are further included, and the modulation unit is a step recovery diode that outputs the pulse signal among at least the first and second step recovery diodes. It is characterized in that the peak value of the pulse for the radio signal is changed by changing the power supply voltage for operation of the connected driver unit.
そして、本発明の第2の手段に係る無線送信装置は、パルスを用いた無線信号により送信データを送信する無線送信装置において、前記送信データを生成するデータ生成部と、前記データ生成部により生成された送信データに基づいて、前記送信データを表す無線信号用のパルスを出力する無線送信回路と、前記無線送信回路により出力されたパルスを放射するアンテナとを備え、前記無線送信回路は、上述のいずれかに記載の無線送信回路であることを特徴としている。 The wireless transmission device according to the second means of the present invention is a wireless transmission device that transmits transmission data by a wireless signal using a pulse, and is generated by a data generation unit that generates the transmission data and the data generation unit. A radio transmission circuit that outputs a pulse for a radio signal representing the transmission data based on the transmitted data, and an antenna that radiates a pulse output by the radio transmission circuit, the radio transmission circuit including The wireless transmission circuit according to any one of the above.
このような構成の無線送信回路及び無線送信装置は、変調部によって、送信データにおける各ビットの論理値に応じて第1及び第2のステップリカバリダイオードのうちいずれか一方へパルス信号が出力され、第1及び第2のステップリカバリダイオードのうちいずれか一方によって、当該パルス信号に基づいて高周波の信号成分を生じさせた第1及び第2の変調信号のうちいずれか一方の変調信号が生成される。そして、差動出力部によって、第1及び第2の変調信号の差分が差分信号として生成される。そうすると、差分信号は、変調部により第1のステップリカバリダイオードへパルス信号が出力されて第1の変調信号が生成された場合と、変調部により第2のステップリカバリダイオードへパルス信号が出力されて第2の変調信号が生成された場合とでは、極性が反転する。さらに、フィルタ部によって、差分信号から高周波の信号成分が抽出され、当該高周波の信号成分が送信データを表す無線信号用のパルスとして出力される。そうすると、無線信号用のパルスの位相は、差分信号の極性に応じて反転する。従って、無線信号用のパルスの位相は、送信データにおける各ビットの論理値に応じて反転されることとなり、送信データの論理値は無線信号用のパルスの位相による位相変調によって表されるので、送信データの論理値に関わらず無線信号用のパルスが送信され、受信機側で当該無線信号との間で同期を維持することが容易になる結果、通信の信頼性を向上させることができる。 In the wireless transmission circuit and the wireless transmission device having such a configuration, the modulation unit outputs a pulse signal to one of the first and second step recovery diodes according to the logical value of each bit in the transmission data, One of the first and second step recovery diodes generates either one of the first and second modulation signals in which a high-frequency signal component is generated based on the pulse signal. . Then, the differential output unit generates a difference between the first and second modulation signals as a difference signal. Then, the difference signal is generated when the first modulation signal is generated by outputting the pulse signal to the first step recovery diode by the modulation unit, and when the first modulation signal is generated by the modulation unit to the second step recovery diode. The polarity is reversed when the second modulation signal is generated. Further, the filter unit extracts a high-frequency signal component from the differential signal, and the high-frequency signal component is output as a pulse for a radio signal representing transmission data. Then, the phase of the radio signal pulse is inverted according to the polarity of the difference signal. Therefore, the phase of the pulse for the radio signal is inverted according to the logical value of each bit in the transmission data, and the logical value of the transmission data is represented by phase modulation by the phase of the pulse for the radio signal. Regardless of the logical value of the transmission data, a pulse for a radio signal is transmitted, and it becomes easy to maintain synchronization with the radio signal on the receiver side. As a result, communication reliability can be improved.
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る無線送信装置及び無線送信回路の構成の一例を示すブロック図である。図1に示す無線送信装置1は、水晶発振子OSC1と、発振回路2と、データ生成部3と、無線送信回路4と、アンテナ5とを備えている。無線送信回路4は、データ生成部3から出力された送信データSD1を変調し、パルスを用いて無線通信を行う通信方式、例えばウルトラワイドバンド通信方式におけるパルスを用いた無線信号として送信する回路部で、変調回路6(変調部)と、プリドライバ回路71,72と、ドライバ部81,82と、ステップリカバリダイオード回路91,92と、差動出力部10と、バンドパスフィルタ(各図においてBPFと略記する)11(フィルタ部)とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a wireless transmission device and a wireless transmission circuit according to the first embodiment of the present invention. A
発振回路2は、水晶発振子OSC1を発振させて、無線送信装置1の動作の基本となる周期信号、例えば送信信号における短パルスの出力周期にされたクロック信号CLK1をデータ生成部3と変調回路6とへ出力する。
The
データ生成部3は、送信しようとするデータを生成する回路部で、例えば人の在不在を検出する人感センサや温度センサ等の検出装置及び、例えば照明器具や空調装置等を制御するためのリモコン装置等の、情報や指示命令等を表すデータを生成するものであり、生成したデータに送信先の受信装置の通信アドレスを付加し、送信データSD1として発振回路2から出力されたクロック信号CLK1と同期して変調回路6へ出力する。なお、データ生成部3は、自ら送信しようとするデータを生成するものに限られず、例えば外部に接続された機器から送信しようとするデータを受信して、送信データSD1として変調回路6へ出力するものであってもよい。
The
変調回路6は、ウルトラワイドバンド方式による変調を行う回路であり、例えばクロック信号CLK1と送信データSD1との論理積をとって得られたパルス信号を信号S11としてプリドライバ回路71へ出力し、クロック信号CLK1と送信データSD1を反転させた信号との論理積をとって得られたパルス信号を信号S12としてプリドライバ回路72へ出力する。
The
図2は、プリドライバ回路71,72及びドライバ部81,82の構成の一例を示す回路図である。プリドライバ回路71とプリドライバ回路72、及びドライバ部81とドライバ部82は、それぞれ同じ構成であるので、図2においては共通の回路図で示している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the
プリドライバ回路71,72は、ドライバ部81,82のゲート電圧を制御するべく変調回路6から出力された信号S11,S12を一次増幅する増幅回路で、例えば、PMOSトランジスタQP1のソースが電源に接続され、PMOSトランジスタQP1のドレインがNMOSトランジスタQN1のドレインに接続され、NMOSトランジスタQN1のソースがグラウンドに接続されている。そして、変調回路6から信号S11,S12がPMOSトランジスタQP1のゲートとNMOSトランジスタQN1のゲートとへ出力され、PMOSトランジスタQP1のドレイン電圧がプリドライバ回路71,72の出力電圧としてドライバ部81,82へ出力される。
The
ドライバ部81,82は、ステップリカバリダイオード回路91,92へ出力するパルス信号S21,S22の駆動電流を増大させる増幅回路で、例えば、PMOSトランジスタQP2のソースに動作用電源電圧VDDが供給され、PMOSトランジスタQP2のドレインがNMOSトランジスタQN2のドレインに接続され、NMOSトランジスタQN2のソースがグラウンドに接続されている。そして、プリドライバ回路71,72の出力電圧がPMOSトランジスタQP2のゲートとNMOSトランジスタQN2のゲートとに印加され、PMOSトランジスタQP2のドレイン電圧が信号S21,S22としてステップリカバリダイオード回路91,92へ出力される。
The
ステップリカバリダイオード回路91,92は、ドライバ部81,82から出力された信号S21,S22それぞれに基づいて、高周波の信号成分を生じさせた変調信号S31,S32をそれぞれ生成し、差動出力部10へ出力する。図3は、ステップリカバリダイオード回路91,92の構成の一例を示す回路図である。ステップリカバリダイオード回路91とステップリカバリダイオード回路92とは、同じ構成であるので、図3においては共通の回路図で示している。
The step
図3に示すステップリカバリダイオード回路91,92は、ドライバ部81,82から出力された信号S21,S22がハイパスフィルタ93に入力され、ハイパスフィルタ93の出力がステップリカバリダイオードSRDのアノードに接続され、ステップリカバリダイオードSRDのカソードがグラウンドに接続されている。また、所定のバイアス電圧Vbiasが、電圧−電流変換素子94を介してステップリカバリダイオードSRDのアノードに供給されている。
In the step
ハイパスフィルタ93は、例えばコンデンサを用いて構成されたハイパスフィルタで、ドライバ部81,82から出力された信号S21,S22の高周波成分を通過させる。電圧−電流変換素子94は、バイアス電圧Vbiasを電流に変換する素子で、例えば抵抗やインダクタ等が用いられる。そして、ハイパスフィルタ93を通過した信号によりステップリカバリダイオードSRDのアノードに生じた電圧が、変調信号S31,S32として差動出力部10へ出力される。
The high-
差動出力部10は、ステップリカバリダイオード回路91,92により生成された変調信号S31,S32の差分をとって差分信号S4を生成し、バンドパスフィルタ11へ出力する。図4は、差動出力部10の構成の一例を示す回路図である。図4に示す差動出力部10は、トランスを用いて構成されており、一次巻線の一端に変調信号S31が入力され、他端に変調信号S32が入力されている。そして、二次巻線の一端がバンドパスフィルタ11に接続され、他端がグラウンドに接続されている。
The
バンドパスフィルタ11は、差動出力部10から出力された差分信号S4から高周波の信号成分を抽出する帯域フィルタであり、抽出した高周波の信号成分をウルトラワイドバンド通信用のパルス信号Soutとしてアンテナ5へ出力する。アンテナ5は、パルス信号Soutを無線信号として放射する。
The
次に、上述のように構成された無線送信装置1の動作について説明する。図5は、無線送信装置1の動作を説明するための信号波形図である。まず、発振回路2によって、水晶発振子OSC1の発振周波数に基づきクロック信号CLK1が生成されると共にデータ生成部3と変調回路6とへ出力される。次に、データ生成部3から、クロック信号CLK1と同期して送信データSD1が変調回路6へ出力される。そして、変調回路6によって、例えばクロック信号CLK1と送信データSD1との論理積をとって得られたパルス信号が信号S11としてプリドライバ回路71へ出力され、クロック信号CLK1と送信データSD1を反転させた信号との論理積をとって得られたパルス信号が信号S12としてプリドライバ回路72へ出力される。
Next, the operation of the
そして、信号S11,S12は、プリドライバ回路71,72によってそれぞれ増幅され、さらにドライバ部81,82によって駆動電流が増大されて信号S21,S22としてステップリカバリダイオード回路91,92へ出力され、ステップリカバリダイオード回路91,92におけるステップリカバリダイオードSRDによって、信号S21,S22の信号立ち下がり部に高周波の信号成分を生じさせることにより立ち下がりが急峻にされると共にアンダーシュートが生じた変調信号S31,S32が生成される。
Then, the signals S11 and S12 are amplified by the
そして、差動出力部10によって変調信号S31,S32の差分が差分信号S4としてバンドパスフィルタ11へ出力される。この場合、差分信号S4は、変調信号S31にパルスがあるとき、すなわち送信データSD1の論理値が「1」のときは正方向のパルスとなる一方、変調信号S32にパルスがあるとき、すなわち送信データSD1の論理値が「0」のときは逆方向のパルスとなる。
Then, the
さらに、バンドパスフィルタ11によって、差動出力部10から出力された差分信号S4から高周波の信号成分が抽出され、ウルトラワイドバンド通信用のパルス信号Soutとしてアンテナ5へ出力され、アンテナ5によって、パルス信号Soutが無線信号として放射される。この場合、図5に拡大して示すように、送信データSD1の論理値「1」を表すパルスP1と、送信データSD1の論理値「0」を表すパルスP2とは位相が反転した信号波形となる。
Furthermore, a high-frequency signal component is extracted from the differential signal S4 output from the
すなわち、送信データSD1の論理値を出力パルスの位相によって表すことができ、PSK(Phase Shift Keying)による変調を行うことができる。 That is, the logical value of the transmission data SD1 can be represented by the phase of the output pulse, and modulation by PSK (Phase Shift Keying) can be performed.
これにより、背景技術による無線送信回路100のように、OOKにより送信データDATA1を変調する場合と異なり、PSKにより変調された無線信号には、送信データSD1の論理値(1/0)に関わらず一定周期でパルス信号が含まれるため、受信機側で無線送信回路100から送信された無線信号との間で同期を維持することが容易となり、通信の信頼性を向上させることができる。
Thus, unlike the case where the transmission data DATA1 is modulated by OOK as in the
また、背景技術による無線送信回路100のように、OOKにより送信データを変調する場合には、無線信号におけるパルスの有無によってデータを表すため、パルスが無い状態においてノイズが生じると、受信機側で誤ったデータを受信してしまうおそれがある。しかし、図1に示す無線送信装置1のように、PSKにより変調された無線信号には、送信データSD1の論理値(1/0)に関わらずパルス信号が含まれ、パルス信号の位相によって無線信号の論理値を判別するためノイズの影響を低減することができ、SN比(信号対ノイズ比)を向上させて通信の信頼性を向上させることができる。
In addition, when transmitting data is modulated by OOK as in the case of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る無線送信装置及び無線送信回路について説明する。図6は、本発明の第2の実施形態に係る無線送信装置1aの構成の一例を示すブロック図である。図6に示す無線送信装置1a及び無線送信回路4aは、図3に示すステップリカバリダイオード回路91,92において、バイアス電圧Vbiasを変化させると変調信号S31,S32の波高値が変化し、パルス信号Soutの振幅が変化することを利用して、複数ビットの情報をパルス信号Soutの波高値と位相とで表すことにより多値変調を行うものである。これにより、例えば8つの短パルス信号を用いて1ビットを送信するようにした無線送信機を、同じ8つの短パルス信号を用いて複数ビットのデータを送信可能とし、送信速度を高速化しようとするものである。
(Second Embodiment)
Next, a wireless transmission device and a wireless transmission circuit according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the
図6に示す無線送信回路4aと図1に示す無線送信回路4とでは、下記の点で異なる。すなわち、図6に示す無線送信回路4aは、ステップリカバリダイオード回路91,92のバイアス電圧Vbiasをそれぞれ変化させるバイアス制御回路61,62をさらに備えている。また、変調回路6aは、データ生成部3から出力された送信データSD1を複数ビットずつ、例えば2ビットずつ一時的に記憶するレジスタ63を備えている。
The wireless transmission circuit 4a shown in FIG. 6 differs from the
変調回路6aは、レジスタ63によって一時記憶された複数ビットのデータに基づいてバイアス電圧Vbiasを変化させるべくバイアス制御回路61,62へ制御信号を出力する。バイアス制御回路61,62は、変調回路6aからの制御信号に応じてステップリカバリダイオード回路91,92へ供給するバイアス電圧Vbiasを変化させる電源回路である。
The modulation circuit 6 a outputs a control signal to the
その他の構成及び動作は、以下の動作を除き図1に示す無線送信装置1と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な動作について説明する。以下の説明においては、2ビットを多値化する例を説明する。図7は、無線送信回路4aの動作を説明するための信号波形図である。まず、発振回路2によって、水晶発振子OSC1の発振周波数に基づき生成されたクロック信号CLK1が変調回路6a及びデータ生成部3へ出力される。
Since other configurations and operations are the same as those of the
そして、データ生成部3から、クロック信号CLK1と同期して送信データSD1がレジスタ63へ出力され、レジスタ63により2ビット毎にデータが保持される。図7において、送信データSD1はクロック信号CLK1の4クロックで1ビットを表すようにされており、ローレベルで「0」、ハイレベルで「1」を表すようにされている。
Then, the transmission data SD1 is output from the
そして、変調回路6aにより、レジスタ63により保持された2ビット毎に、当該ビット数のビットパターンに応じて、プリドライバ回路71及びプリドライバ回路72のいずれか一方へパルス信号が出力されてパルス信号Soutの位相が制御されると共に、バイアス制御回路61,62へ制御信号が出力されてパルス信号Sout波高値が変化される。
Then, for every two bits held by the
具体的には、変調回路6aによって、例えば、レジスタ63の値が「00」であった場合には、プリドライバ回路72へ信号S12としてパルスが出力されると共に、バイアス制御回路62へバイアス電圧Vbiasを予め設定された所定の低電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Soutは逆位相であって信号振幅が小さいパルス信号にされる。また、レジスタ63の値が「01」であった場合には、プリドライバ回路71へ信号S11としてパルスが出力されると共に、バイアス制御回路61へバイアス電圧Vbiasを低電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Soutは正位相であって信号振幅が小さいパルス信号にされる。
Specifically, for example, when the value of the
また、変調回路6aによって、レジスタ63の値が「10」であった場合には、プリドライバ回路72へ信号S12としてパルスが出力されると共に、バイアス制御回路62へバイアス電圧Vbiasを予め設定された所定の高電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Soutは逆位相であって信号振幅が大きいパルス信号にされる。また、レジスタ63の値が「11」であった場合には、プリドライバ回路71へ信号S11としてパルスが出力されると共に、バイアス制御回路61へバイアス電圧Vbiasを高電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Soutは正位相であって信号振幅が大きいパルス信号にされる。
When the value of the
これにより、パルス信号Soutを多値化して、一つのパルスで複数ビット分の情報を送信することができるので、通信速度を高速化することができる。 As a result, the pulse signal Sout can be multi-valued and information for a plurality of bits can be transmitted with one pulse, so that the communication speed can be increased.
なお、変調回路6aは、バイアス制御回路61,62によりバイアス電圧Vbiasを低電圧と高電圧との2段階に切り替えて、パルス信号Soutの位相との組合せにより2ビットのデータについてパルス信号Soutにおける一つのパルスを多値化する例を示したが、バイアス電圧Vbiasを3段階、あるいは4段階以上にすることにより、一つのパルスに多値化するビット数を増加させるようにしてもよい。
Note that the modulation circuit 6a switches the bias voltage Vbias into two stages of a low voltage and a high voltage by the
また、変調回路6aは、パルスを出力しないタイミングにおいては、バイアス制御回路61,62へ制御信号を出力してバイアス電圧Vbiasをゼロにさせるようにしてもよい。これにより、パルスを出力せずバイアス電圧Vbiasを必要としないタイミングにおいてステップリカバリダイオード回路91,92におけるステップリカバリダイオードSRDを流れるバイアス電流をゼロにすることができるので、無線送信回路4aの消費電流を低減することができる。
Further, the modulation circuit 6a may output a control signal to the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係る無線送信装置及び無線送信回路について説明する。図8は、本発明の第3の実施形態に係る無線送信装置1bの構成の一例を示すブロック図である。図8に示す無線送信装置1b及び無線送信回路4bは、図2に示すドライバ部81,82において、動作用電源電圧VDDを変化させると信号S21,S22の波高値が変化し、パルス信号Soutの振幅が変化することを利用して、複数ビットの情報をパルス信号Soutの波高値と位相とで表すことにより多値変調を行うものである。これにより、例えば8つの短パルス信号を用いて1ビットを送信するようにした無線送信機を、同じ8つの短パルス信号を用いて複数ビットのデータを送信可能とし、送信速度を高速化しようとするものである。
(Third embodiment)
Next, a radio transmission apparatus and radio transmission circuit according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the
図8に示す無線送信回路4bと図6に示す無線送信回路4aとでは、下記の点で異なる。すなわち、図8に示す無線送信回路4bは、バイアス制御回路61,62の代わりにVDD制御回路64,65を備える点で異なる。変調回路6bは、レジスタ63によって一時記憶された複数ビットのデータに基づいて動作用電源電圧VDDを変化させるべくVDD制御回路64,65へ制御信号を出力する。VDD制御回路64,65は、変調回路6bからの制御信号に応じてドライバ部81,82へ供給する動作用電源電圧VDDを変化させる電源回路である。
The
その他の構成及び動作は、以下の動作を除き図6に示す無線送信装置1aと同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な動作について説明する。以下の説明においては、2ビットを多値化する例を説明する。図9は、無線送信回路4aの動作を説明するための信号波形図である。まず、発振回路2によって、水晶発振子OSC1の発振周波数に基づき生成されたクロック信号CLK1が変調回路6b及びデータ生成部3へ出力される。
Since other configurations and operations are the same as those of the
そして、データ生成部3から、クロック信号CLK1と同期して送信データSD1がレジスタ63へ出力され、レジスタ63により2ビット毎にデータが保持される。図9において、送信データSD1はクロック信号CLK1の4クロックで1ビットを表すようにされており、ローレベルで「0」、ハイレベルで「1」を表すようにされている。
Then, the transmission data SD1 is output from the
そして、変調回路6bにより、レジスタ63により保持された2ビット毎に、当該ビット数のビットパターンに応じて、プリドライバ回路71及びプリドライバ回路72のいずれか一方へパルス信号が出力されてパルス信号Soutの位相が制御されると共に、VDD制御回路64,65へ制御信号が出力されてパルス信号Soutの波高値が変化される。
Then, for every 2 bits held by the
具体的には、変調回路6bによって、例えば、レジスタ63の値が「00」であった場合には、プリドライバ回路72へ信号S12としてパルスが出力されると共に、VDD制御回路65へ動作用電源電圧VDDを予め設定された所定の低電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Soutは逆位相であって信号振幅が小さいパルス信号にされる。また、レジスタ63の値が「01」であった場合には、プリドライバ回路71へ信号S11としてパルスが出力されると共に、VDD制御回路64へ動作用電源電圧VDDを低電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Soutは正位相であって信号振幅が小さいパルス信号にされる。
Specifically, for example, when the value of the
また、変調回路6bによって、レジスタ63の値が「10」であった場合には、プリドライバ回路72へ信号S12としてパルスが出力されると共に、VDD制御回路65へ動作用電源電圧VDDを予め設定された所定の高電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Soutは逆位相であって信号振幅が大きいパルス信号にされる。また、レジスタ63の値が「11」であった場合には、プリドライバ回路71へ信号S11としてパルスが出力されると共に、VDD制御回路64へ動作用電源電圧VDDを高電圧にする旨の制御信号が出力され、パルス信号Soutは正位相であって信号振幅が大きいパルス信号にされる。
When the value of the
これにより、パルス信号Soutを多値化して、一つのパルスで複数ビット分の情報を送信することができるので、通信速度を高速化することができる。 As a result, the pulse signal Sout can be multi-valued and information for a plurality of bits can be transmitted with one pulse, so that the communication speed can be increased.
なお、変調回路6bは、VDD制御回路64,65により動作用電源電圧VDDを低電圧と高電圧との2段階に切り替えて、パルス信号Soutの位相との組合せにより2ビットのデータについてパルス信号Soutにおける一つのパルスを多値化する例を示したが、動作用電源電圧VDDを3段階、あるいは4段階以上にすることにより、一つのパルスに多値化するビット数を増加させるようにしてもよい。
Note that the
また、バイアス制御回路61,62をさらに備え、動作用電源電圧VDDとバイアス電圧Vbiasとの電圧変化の組合せにより、パルス信号Soutの波高値を変化させ、多値化する構成としてもよい。
Further, the
1,1a,1b 無線送信装置
2 発振回路
3 データ生成部
4,4a,4b 無線送信回路
5 アンテナ
6,6a,6b 変調回路
10 差動出力部
11 バンドパスフィルタ
61,62 バイアス制御回路
64,65 VDD制御回路
71,72 プリドライバ回路
81,82 ドライバ部
91,92 ステップリカバリダイオード回路
93 ハイパスフィルタ
94 電圧−電流変換素子
QN1,QP1,QN2,QP2 トランジスタ
SRD ステップリカバリダイオード
DESCRIPTION OF
Claims (5)
入力されたパルス信号に基づいて高周波の信号成分を生じさせた第1及び第2の変調信号をそれぞれ生成する第1及び第2のステップリカバリダイオードと、
前記送信データにおける各ビットの論理値に応じて前記第1及び第2のステップリカバリダイオードのうちいずれか一方へ前記パルス信号を出力することにより、第1及び第2のステップリカバリダイオードに前記第1及び第2の変調信号をそれぞれ生成させる変調部と、
前記第1及び第2のステップリカバリダイオードにより生成された第1及び第2の変調信号の差分をとって差分信号を生成する差動出力部と、
前記差動出力部により生成された差分信号から前記高周波の信号成分を抽出し、当該高周波の信号成分を前記送信データを表す前記無線信号用のパルスとして出力するフィルタ部と
を備えることを特徴とする無線送信回路。 In a wireless transmission circuit that transmits transmission data by a wireless signal using a pulse,
First and second step recovery diodes for generating first and second modulated signals, respectively, which generate high-frequency signal components based on the input pulse signal;
By outputting the pulse signal to one of the first and second step recovery diodes according to the logical value of each bit in the transmission data, the first and second step recovery diodes are supplied with the first signal. And a modulation unit for generating the second modulation signal, and
A differential output unit that generates a difference signal by taking a difference between the first and second modulation signals generated by the first and second step recovery diodes;
A filter unit that extracts the high-frequency signal component from the differential signal generated by the differential output unit, and outputs the high-frequency signal component as a pulse for the radio signal representing the transmission data. Wireless transmission circuit.
を特徴とする請求項1記載の無線送信回路。 The modulation unit outputs the pulse signal to one of the first and second step recovery diodes according to a bit pattern of the number of bits for each preset number of bits in the transmission data, and The wireless transmission circuit according to claim 1, wherein a peak value of a pulse for a wireless signal is changed.
を特徴とする請求項2記載の無線送信回路。 The wireless transmission circuit according to claim 2, wherein the modulation unit changes a peak value of the pulse for the wireless signal by changing a bias voltage supplied to the step recovery diode.
前記変調部は、少なくとも前記第1及び第2のステップリカバリダイオードのうち前記パルス信号を出力する方のステップリカバリダイオードに接続されている前記ドライバ部の動作用電源電圧を変化させることにより、前記無線信号用のパルスの波高値を変化させること
を特徴とする請求項2記載の無線送信回路。 A first step is provided between the modulation unit and the first and second step recovery diodes to increase the drive currents in the pulse signals output from the modulation unit to the first and second step recovery diodes, respectively. A first driver portion and a second driver portion;
The modulation unit changes the power supply voltage for operation of the driver unit connected to the step recovery diode that outputs the pulse signal among at least the first and second step recovery diodes, thereby changing the wireless The wireless transmission circuit according to claim 2, wherein the peak value of the signal pulse is changed.
前記送信データを生成するデータ生成部と、
前記データ生成部により生成された送信データに基づいて、前記送信データを表す無線信号用のパルスを出力する無線送信回路と、
前記無線送信回路により出力されたパルスを放射するアンテナと
を備え、
前記無線送信回路は、請求項1〜4のいずれかに記載の無線送信回路であることを特徴とする無線送信装置。 In a wireless transmission device that transmits transmission data by a wireless signal using a pulse,
A data generation unit for generating the transmission data;
Based on the transmission data generated by the data generation unit, a wireless transmission circuit that outputs a pulse for a wireless signal representing the transmission data;
An antenna that radiates pulses output by the wireless transmission circuit;
The wireless transmission circuit according to claim 1, wherein the wireless transmission circuit is the wireless transmission circuit according to claim 1.
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