JP6271101B1 - 移相精度校正回路、ベクトル合成型移相器及び無線通信機 - Google Patents
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Abstract
Description
高周波信号の位相をシフトすることが可能な移相器として、ベクトル合成型移相器が知られている。
また、ベクトル合成型移相器は、移相量と第1及び第2の可変利得増幅器の利得との関係を記憶しているテーブル部と、そのテーブルを参照して、外部から与えられた移相量に対応する利得を取得し、第1及び第2の可変利得増幅器の利得を取得した利得に設定する利得制御部とを備えている。
直交信号生成部は、一般的に、抵抗と容量からなるRC型ポリフェーズフィルタで実現されることが多いが、例えば、RC型ポリフェーズフィルタの製造ばらつきの影響で、I信号とQ信号の直交誤差や振幅誤差が生じている場合、移相精度が低下するため、その製造ばらつきの影響を除く必要がある。
式(1)において、C1はバラクタの容量成分、R1はRC型ポリフェーズフィルタにおける抵抗の抵抗値、sはラプラス演算子である。ΔVIoutは、差動のI信号である+I信号と−I信号との差分、ΔVQoutは、差動のQ信号である+Q信号と−Q信号との差分である。
I信号とQ信号の直交誤差を解消することが可能な容量成分C1を有するバラクタを選択した場合、式(1)の分子と分母が一致することがなく、I信号とQ信号の振幅誤差が生じる。
したがって、複数のバラクタの中から、RC型ポリフェーズフィルタに用いるバラクタを選択する校正方式では、I信号とQ信号の振幅誤差と直交誤差を同時に解消することができず、移相精度を十分に改善することができないという課題があった。
また、この発明は、その移相精度校正回路を実装しているベクトル合成型移相器と、そのベクトル合成型移相器を実装している無線通信機とを得ることを目的とする。
図1はこの発明の実施の形態1による移相精度校正回路を実装しているベクトル合成型移相器を示す構成図である。
図1のベクトル合成型移相器は、例えば、無線送信機や無線受信機などの無線通信機に実装されるものであり、ベクトル合成型移相器により位相がシフトされたRF(radio frequency)信号が、無線通信機によって送信される場合や、無線通信機によって受信されたRF信号が、ベクトル合成型移相器によって位相がシフトされる場合などが想定される。
図1において、ベクトル合成型移相器は、ベクトル合成移相部1と移相精度校正回路2からなる。
移相精度校正回路2はテーブル部21、利得制御部22、周波数変換器23、アナログデジタル変換器(以下、「A/D変換器」と称する)24、振幅位相検出器25、振幅位相記録部26及びテーブル校正部27からなり、外部から与えられる制御コードWcにしたがってベクトル信号合成器12の可変利得増幅器13,14の利得GI(Wc),GQ(Wc)を制御するとともに、制御コードWcと可変利得増幅器13,14の利得GI(Wc),GQ(Wc)との関係を校正する。制御コードWcは0以上の整数値である。
例えば、Wc=0であれば移相量は0°、Wc=2N−2であれば移相量は90°、Wc=2N−1であれば移相量は180°,Wc=2N−1+2N−2であれば移相量は270°である。
可変利得増幅器13,14の利得GI(Wc),GQ(Wc)は、制御コードWcにしたがって0〜1の値に設定される。
この実施の形態1では、ベクトル合成型移相器の入力信号がRF信号である例を説明するが、入力信号がRF信号に限るものではなく、無線周波数以外の周波数の信号が入力されるものであってもよい。
ベクトル信号合成器12は可変利得増幅器13,14及び信号合成部15からなる。
可変利得増幅器13は利得制御部22によって設定された利得GI(Wc)で、直交信号生成部11から出力された差動のI信号を増幅し、増幅後のI信号を信号合成部15に出力する第1の可変利得増幅器である。
可変利得増幅器14は利得制御部22によって設定された利得GQ(Wc)で、直交信号生成部11から出力された差動のQ信号を増幅し、増幅後のQ信号を信号合成部15に出力する第2の可変利得増幅器である。
信号合成部15は可変利得増幅器13により増幅された差動のI信号と、可変利得増幅器14により増幅された差動のQ信号とを合成して、そのI信号とQ信号の合成信号を出力する。
利得制御部22はテーブル部21に記憶されているテーブルを校正する際には、可変利得増幅器13,14の利得GI(Wc),GQ(Wc)として、複数の利得を順番に設定する。
例えば、可変利得増幅器13,14の利得GI(Wc),GQ(Wc)として、0度の移相量に対応する利得GI(Wc=0),GQ(Wc=0)、90度の移相量に対応する利得GI(Wc=2N−2),GQ(Wc=2N−2)、180度の移相量に対応する利得GI(Wc=2N−1),GQ(Wc=2N−1)、270度の移相量に対応する利得GI(Wc=2N−1+2N−2),GQ(Wc=2N−1+2N−2)を順番に設定する。
利得制御部22はI信号とQ信号の合成信号を出力する実際の使用時には、テーブル部21に記憶されているテーブルから、制御コードWcに対応する符号信号PI,PQと利得GI(Wc),GQ(Wc)を取得して、その符号信号PI及び利得GI(Wc)を可変利得増幅器13に設定し、その符号信号PQ及び利得GQ(Wc)を可変利得増幅器14に設定する。
A/D変換器24は周波数変換器23により周波数が変換された合成信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を振幅位相検出器25に出力する。
振幅位相検出器25はA/D変換器24から出力されたデジタル信号の振幅及び位相を検出する検出器である。
振幅位相記録部26は例えばRAMあるいはハードディスクなどの記憶装置で実現されるものであり、利得制御部22により利得が制御される毎に、当該利得に対応する制御コードWcと、振幅位相検出器25により検出された振幅及び位相との組を記録する記録部である。
テーブル校正部27は振幅位相記録部26の記録内容からベクトル合成移相部1の移相特性argOUTを特定し、その移相特性argOUTを用いて、テーブル部21に記録されている制御コードWcと、利得GI(Wc),GQ(Wc)との関係を校正する校正部である。
図3はベクトル合成型移相器の移相誤差を示すIQ平面図である。
図3のIQ平面図は、符号信号PI,PQの値で区別される各象限での移相誤差を示している。
図3では、I信号を基準としており、第1象限となるPI=1,PQ=1の場合、I信号とQ信号の移相誤差がβである。
また、第2象限となるPI=−1,PQ=1の場合、I信号と−I信号の移相誤差がαである。−I信号はI信号の反転である。
また、第3象限となるPI=−1,PQ=−1の場合、I信号と−Q信号の移相誤差がγである。−Q信号はQ信号の反転である。
最初に、移相精度校正回路2が、テーブル部21のテーブルに記録されている制御コードWcと、利得GI(Wc),GQ(Wc)との関係を校正する際の処理内容を説明する。
この校正処理は、例えば、ベクトル合成型移相器の出荷時や電源投入時などで実施されることが想定されるが、この校正処理の実施時期は任意である。
図4はテーブル部21のテーブルに記録されている内容を示す説明図である。
このテーブルには、移相量に対応する制御コードWcと、可変利得増幅器13,14から出力されるI信号,Q信号の符号を示す符号信号PI,PQ及び可変利得増幅器13,14の利得GI,GQとが記録されている。
即ち、利得制御部22は、0°の移相量に対応する制御コードWcは0であるため、Wc=0に対応している(PI,PQ)=(1,1)と、(GI(0),GQ(0))=(1,0)とを取得する。
利得制御部22は、符号信号(PI,PQ)=(1,1)と、利得(GI(0),GQ(0))=(1,0)とを取得すると、符号信号PI=1と利得GI(0)=1を可変利得増幅器13に設定し、符号信号PQ=1と利得GQ(0)=0を可変利得増幅器14に設定する(図2のステップST1)。また、利得制御部22は、制御コードWc=0を振幅位相記録部26に出力する。
なお、利得G=1は、可変利得増幅器の最大利得である。利得G=0は、可変利得増幅器の利得が0で、信号出力が無いことを意味する。
可変利得増幅器13は、直交信号生成部11から差動のI信号を受けると、利得制御部22によって設定された符号信号がPI=1で、利得GI(Wc)がGI(0)=1であるため、そのI信号の符号を反転せずに、そのI信号を最大利得で増幅し、増幅後のI信号を信号合成部15に出力する。
可変利得増幅器14は、利得制御部22によって設定された利得GQ(Wc)がGQ(0)=0であるため、直交信号生成部11から差動のQ信号を受けても、Q信号を信号合成部15に出力しない。
信号合成部15は、可変利得増幅器14から差動のQ信号が出力されないため、可変利得増幅器13から増幅された差動のI信号を受けると、差動のI信号を合成信号として出力する。
A/D変換器24は、周波数変換器23により周波数が変換された合成信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を振幅位相検出器25に出力する。
振幅位相検出器25は、A/D変換器24からデジタル信号を受けると、そのデジタル信号の振幅AIを検出するとともに、そのデジタル信号の位相θIを検出する。
振幅位相記録部26は、振幅位相検出器25がデジタル信号の振幅AI及び位相θIを検出すると、利得制御部22から出力された制御コードWc=0と、その振幅AI及び位相θIとの組を記録する(ステップST2)。
以下、制御コードWc=0のときの振幅AI及び位相θIを、必要に応じて、振幅AI(0)及び位相θI(0)のように表記することがある。
即ち、利得制御部22は、90°の移相量に対応する制御コードWcは2N−2であるため、Wc=2N−2に対応している(PI,PQ)=(−1,1)と、(GI(2N−2),GQ(2N−2))=(0,1)とを取得する。
利得制御部22は、符号信号(PI,PQ)=(−1,1)と、利得(GI(2N−2),GQ(2N−2))=(0,1)とを取得すると、符号信号PI=−1と利得GI(2N−2)=0を可変利得増幅器13に設定し、符号信号PQ=1と利得GQ(2N−2)=1を可変利得増幅器14に設定する(図2のステップST3)。また、利得制御部22は、制御コードWc=2N−2を振幅位相記録部26に出力する。
可変利得増幅器13は、利得制御部22によって設定された利得GI(Wc)がGI(2N−2)=0であるため、直交信号生成部11から差動のI信号を受けても、I信号を信号合成部15に出力しない。
可変利得増幅器14は、直交信号生成部11から差動のQ信号を受けると、利得制御部22によって設定された符号信号がPQ=1で、利得GQ(Wc)がGQ(2N−2)=1であるため、そのQ信号の符号を反転せずに、そのQ信号を最大利得で増幅し、増幅後のQ信号を信号合成部15に出力する。
信号合成部15は、可変利得増幅器13から差動のI信号が出力されないため、可変利得増幅器14から増幅された差動のQ信号を受けると、差動のQ信号を合成信号として出力する。
A/D変換器24は、周波数変換器23により周波数が変換された合成信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を振幅位相検出器25に出力する。
振幅位相検出器25は、A/D変換器24からデジタル信号を受けると、そのデジタル信号の振幅AQを検出するとともに、そのデジタル信号の位相θQを検出する。
振幅位相記録部26は、振幅位相検出器25がデジタル信号の振幅AQ及び位相θQを検出すると、利得制御部22から出力された制御コードWc=2N−2と、その振幅AQ及び位相θQとの組を記録する(ステップST4)。
以下、制御コードWc=2N−2のときの振幅AQ及び位相θQを、必要に応じて、振幅AQ(2N−2)及び位相θQ(2N−2)のように表記することがある。
また、テーブル校正部27は、振幅位相記録部26に記録されている移相量が0°のときの位相θI(0)と、移相量が90°のときの位相θQ(2N−2)とから、下記の式(3)に示すように、その位相θI(0)と位相θQ(2N−2)の位相差Δθ1を算出する。
Δθ1=|θI(0)−θQ(2N−2)| (3)
テーブル校正部27は、位相差Δθ1を算出すると、下記の式(4)に示すように、その位相差Δθ1の理想値90°からの誤差、即ち、図3に示している移相誤差βを算出して、その移相誤差βを振幅位相記録部26に記録する(図2のステップST5)。
β=Δθ1−90 (4)
即ち、利得制御部22は、180°の移相量に対応する制御コードWcは2N−1であるため、Wc=2N−1に対応している(PI,PQ)=(1,−1)と、(GI(2N−1),GQ(2N−1))=(1,0)とを取得する。
利得制御部22は、符号信号(PI,PQ)=(1,−1)と、利得(GI(2N−1),GQ(2N−1))=(1,0)とを取得すると、符号信号PI=1と利得GI(2N−1)=1を可変利得増幅器13に設定し、符号信号PQ=−1と利得GQ(2N−1)=0を可変利得増幅器14に設定する(図2のステップST6)。また、利得制御部22は、制御コードWc=2N−1を振幅位相記録部26に出力する。
可変利得増幅器13は、直交信号生成部11から差動のI信号を受けると、利得制御部22によって設定された符号信号がPI=1で、利得GI(Wc)がGI(2N−1)=1であるため、そのI信号の符号を反転せずに、そのI信号を最大利得で増幅し、増幅後のI信号を信号合成部15に出力する。
可変利得増幅器14は、利得制御部22によって設定された利得GQ(Wc)がGQ(2N−1)=0であるため、直交信号生成部11から差動のQ信号を受けても、Q信号を信号合成部15に出力しない。
信号合成部15は、可変利得増幅器14から差動のQ信号が出力されないため、可変利得増幅器13から増幅された差動のI信号を受けると、差動のI信号を合成信号として出力する。
A/D変換器24は、周波数変換器23により周波数が変換された合成信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を振幅位相検出器25に出力する。
振幅位相検出器25は、A/D変換器24からデジタル信号を受けると、そのデジタル信号の振幅AIを検出するとともに、そのデジタル信号の位相θIを検出する。
振幅位相記録部26は、振幅位相検出器25がデジタル信号の振幅AI及び位相θIを検出すると、利得制御部22から出力された制御コードWc=2N−1と、その振幅AI及び位相θIとの組を記録する(ステップST7)。
以下、制御コードWc=2N−1のときの振幅AI及び位相θIを、必要に応じて、振幅AI(2N−1)及び位相θI(2N−1)のように表記することがある。
Δθ2=|θI(0)−θI(2N−1)| (5)
テーブル校正部27は、位相差Δθ2を算出すると、下記の式(6)に示すように、その位相差Δθ2の理想値180°からの誤差、即ち、図3に示している移相誤差αを算出して、その移相誤差αを振幅位相記録部26に記録する(図2のステップST8)。
α=Δθ2−180 (6)
即ち、利得制御部22は、270°の移相量に対応する制御コードWcは2N−1+2N−2であるため、Wc=2N−1+2N−2に対応している(PI,PQ)=(−1,−1)と、(GI(2N−1+2N−2),GQ(2N−1+2N−2))=(0,1)とを取得する。
利得制御部22は、符号信号(PI,PQ)=(−1,−1)と、利得(GI(2N−1+2N−2),GQ(2N−1+2N−2))=(0,1)とを取得すると、符号信号PI=−1と利得GI(2N−1+2N−2)=0を可変利得増幅器13に設定し、符号信号PQ=−1と利得GQ(2N−1+2N−2)=1を可変利得増幅器14に設定する(図2のステップST9)。また、利得制御部22は、制御コードWc=2N−1+2N−2を振幅位相記録部26に出力する。
可変利得増幅器13は、利得制御部22によって設定された利得GI(Wc)がGI(2N−1+2N−2)=0であるため、直交信号生成部11から差動のI信号を受けても、I信号を信号合成部15に出力しない。
可変利得増幅器14は、直交信号生成部11から差動のQ信号を受けると、利得制御部22によって設定された符号信号がPQ=−1で、利得GQ(Wc)がGQ(2N−1+2N−2)=1であるため、そのQ信号を最大利得で増幅して符号を反転し、符号が反転している増幅後のQ信号を信号合成部15に出力する。
信号合成部15は、可変利得増幅器13から差動のI信号が出力されないため、可変利得増幅器14から増幅された差動のQ信号を受けると、差動のQ信号を合成信号として出力する。
A/D変換器24は、周波数変換器23により周波数が変換された合成信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を振幅位相検出器25に出力する。
振幅位相検出器25は、A/D変換器24からデジタル信号を受けると、そのデジタル信号の振幅AQを検出するとともに、そのデジタル信号の位相θQを検出する。
振幅位相記録部26は、振幅位相検出器25がデジタル信号の振幅AQ及び位相θQを検出すると、利得制御部22から出力された制御コードWc=2N−1+2N−2と、その振幅AQ及び位相θQとの組を記録する(ステップST10)。
以下、制御コードWc=2N−1+2N−2のときの振幅AQ及び位相θQを、必要に応じて、振幅AQ(2N−1+2N−2)及び位相θQ(2N−1+2N−2)のように表記することがある。
また、テーブル校正部27は、振幅位相記録部26に記録されている移相量が0°のときの位相θI(0)と、移相量が270°のときの位相θQ(2N−1+2N−2)とから、下記の式(8)に示すように、その位相θI(0)と位相θQ(2N−1+2N−2)の位相差Δθ3を算出する。
Δθ3=|θI(0)−θQ(2N−1+2N−2)| (8)
テーブル校正部27は、位相差Δθ3を算出すると、下記の式(9)に示すように、その位相差Δθ3の理想値270°からの誤差、即ち、図3に示している移相誤差γを算出して、その移相誤差γを振幅位相記録部26に記録する(図2のステップST11)。
γ=Δθ3−270 (9)
(1)Wc=0〜2N−2−1の場合
(2)Wc=2N−2〜2N−1−1の場合
(3)Wc=2N−1〜2N−1+2N−2−1の場合
(4)Wc=2N−1+2N−2〜2N−1の場合
(1)Wc=0〜2N−2−1の場合
(2)Wc=2N−2〜2N−1−1の場合
(3)Wc=2N−1〜2N−1+2N−2−1の場合
(4)Wc=2N−1+2N−2〜2N−1の場合
評価関数E(Wc)が最小になる利得GI(Wc),GQ(Wc)を求める処理は、いわゆる最適化問題を解く処理に相当し、最適化問題を解く手法としては、どのような手法を用いてもよいが、例えば、遺伝的アルゴリズムなどを用いることができる。
利得が校正される前の移相量の特性は、移相誤差を有しているため、移相量の特性が波打っているが、利得が校正された後の移相量の特性は、移相誤差が解消されているため、移相量の特性が直線的になっている。
利得制御部22は、外部から所望の移相量に対応する制御コードWcを受けると、テーブル部21に記憶されているテーブルを参照して、その制御コードWcに対応している符号信号PI,PQ及び利得GI,GQを取得する。
例えば、所望の移相量が90°であれば、Wc=2N−2に対応している符号信号(PI,PQ)=(−1,1)と、利得(GI(2N−2),GQ(2N−2))とを取得する。この利得(GI(2N−2),GQ(2N−2))は、先に書き換えられている利得である。
利得制御部22は、その制御コードWcに対応している符号信号PI,PQ及び利得GI,GQを取得すると、その符号信号PIと利得GIを可変利得増幅器13に設定し、符号信号PQと利得GQを可変利得増幅器14に設定する。
可変利得増幅器13は、直交信号生成部11から差動のI信号を受けると、利得制御部22によって設定された利得GI及び符号信号PIが示す極性で、そのI信号を増幅し、増幅後のI信号を信号合成部15に出力する。
可変利得増幅器14は、直交信号生成部11から差動のQ信号を受けると、利得制御部22によって設定された利得GQ及び符号信号PQが示す極性で、そのQ信号を増幅し、増幅後のQ信号を信号合成部15に出力する。
信号合成部15は、可変利得増幅器13から増幅された差動のI信号を受け、可変利得増幅器14から増幅された差動のQ信号を受けると、そのI信号とQ信号を合成し、そのI信号とQ信号の合成信号を出力する。
即ち、この実施の形態1によれば、ベクトル合成移相部1における信号線路上に、新たな回路を付加することなく、制御コードWcと、利得GI(Wc),GQ(Wc)との関係を校正することができる。このため、新たな回路の付加に伴う特性劣化の影響を受けることなく、製造ばらつき等に伴う移相誤差を解消することができる。したがって、ベクトル合成型移相器の歩留まりを高めることができる。
しかし、移相精度校正回路2が取得する符号信号PI,PQ及び利得GI,GQは、0°,90°,180°,270°の移相量に対応する制御コードWcと組になっている符号信号PI,PQ及び利得GI,GQに限るものではない。
即ち、0°≦移相量<90°の移相量と、90°≦移相量<180°の移相量と、180°≦移相量<270°の移相量と、270°≦移相量<360°の移相量とに対応する制御コードWcと組になっている符号信号PI,PQ及び利得GI,GQをそれぞれ取得すれば、上記実施の形態1と同様に、ベクトル合成移相部1の移相特性argOUTを特定して、テーブル部21のテーブルに記録されている制御コードWcと、利得GI(Wc),GQ(Wc)との関係を校正することができる。
上記実施の形態1では、テーブル校正部27が、移相量が0°のときの振幅AI(0)と、移相量が90°のときの振幅AQ(2N−2)とから、振幅AI(0)に対する振幅AQ(2N−2)の振幅比AQ/I1を算出するとともに、移相量が180°のときの振幅AI(2N−1)と、移相量が270°のときの振幅AQ(2N−1+2N−2)とから、振幅AI(2N−1)に対する振幅AQ(2N−1+2N−2)の振幅比AQ/I2を算出するものを示している。
しかし、振幅比AQ/I1は、移相量が0°のときの振幅AI(0)と、移相量が90°のときの振幅AQ(2N−2)とから算出するものに限るものではなく、例えば、移相量が0°のときの振幅AI(0)と、0°<移相量<180°の移相量のときの振幅AQから算出するものであってもよい。
また、振幅比AQ/I2は、移相量が180°のときの振幅AI(2N−1)と、移相量が270°のときの振幅AQ(2N−1+2N−2)とから算出するものに限るものではなく、例えば、移相量が180°のときの振幅AI(2N−1)と、180°<移相量<360°の移相量のときの振幅AQから算出するものであってもよい。
移相精度校正回路2の利得制御部22は、テーブル部21に記憶されているテーブルを参照して、45°の移相量に対応する制御コードWcと組になっている符号信号PI,PQ及び利得GI,GQを取得する。
即ち、利得制御部22は、45°の移相量に対応する制御コードWcは2N−3であるため、Wc=2N−3に対応している(PI,PQ)=(1,1)と、(GI(2N−3),GQ(2N−3))=(1/√2,1/√2)とを取得する。
利得制御部22は、符号信号(PI,PQ)=(1,1)と、利得((GI(2N−3),GQ(2N−3))=(1/√2,1/√2)とを取得すると、符号信号PI=1と利得GI(2N−3)=1/√2を可変利得増幅器13に設定し、符号信号PQ=1と利得GQ(2N−3)=1/√2を可変利得増幅器14に設定する。また、利得制御部22は、制御コードWc=2N−3を振幅位相記録部26に出力する。
可変利得増幅器13は、直交信号生成部11から差動のI信号を受けると、利得制御部22によって設定された符号信号がPI=1で、利得GI(Wc)がGI(2N−3)=1/√2であるため、そのI信号の符号を反転せずに、そのI信号を1/√2の利得で増幅し、増幅後のI信号を信号合成部15に出力する。
可変利得増幅器14は、直交信号生成部11から差動のQ信号を受けると、利得制御部22によって設定された符号信号がPQ=1で、利得GQ(Wc)がGQ(2N−3)=1/√2であるため、そのQ信号の符号を反転せずに、そのQ信号を1/√2の利得で増幅し、増幅後のQ信号を信号合成部15に出力する。
信号合成部15は、可変利得増幅器13から増幅された差動のI信号を受け、可変利得増幅器14から増幅された差動のQ信号を受けると、そのI信号とQ信号を合成し、そのI信号とQ信号の合成信号を出力する。
A/D変換器24は、周波数変換器23により周波数が変換された合成信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を振幅位相検出器25に出力する。
振幅位相検出器25は、A/D変換器24からデジタル信号を受けると、そのデジタル信号の位相θ45を検出する。
振幅位相記録部26は、振幅位相検出器25がデジタル信号の位相θ45を検出すると、利得制御部22から出力された制御コードWc=2N−3と、その位相θ45との組を記録する。
以下、制御コードWc=2N−3のときの位相θ45を、位相θ45(2N−3)のように表記する。
Δθ4=|θI(0)−θ45(2N−3)| (18)
テーブル校正部27は、位相差Δθ4を算出すると、下記の式(19)に示すように、その位相差Δθ4の理想値45°からの誤差、即ち、移相誤差δ1を算出して、その移相誤差δ1を振幅位相記録部26に記録する。
δ1=Δθ4−45 (19)
即ち、利得制御部22は、225°の移相量に対応する制御コードWcは2N−1+2N−3であるため、Wc=2N−1+2N−3に対応している(PI,PQ)=(−1,−1)と、(GI(2N−1+2N−3),GQ(2N−1+2N−3))=(1/√2,1/√2)とを取得する。
利得制御部22は、符号信号(PI,PQ)=(−1,−1)と、利得((GI(2N−1+2N−3),GQ(2N−1+2N−3))=(1/√2,1/√2)とを取得すると、符号信号PI=−1と利得GI(2N−1+2N−3)=1/√2を可変利得増幅器13に設定し、符号信号PQ=−1と利得GQ(2N−1+2N−3)=1/√2を可変利得増幅器14に設定する。また、利得制御部22は、制御コードWc=2N−1+2N−3を振幅位相記録部26に出力する。
可変利得増幅器13は、直交信号生成部11から差動のI信号を受けると、利得制御部22によって設定された符号信号がPI=−1で、利得GI(Wc)がGI(2N−1+2N−3)=1/√2であるため、そのI信号を1/√2の利得で増幅して符号を反転し、符号が反転している増幅後のI信号を信号合成部15に出力する。
可変利得増幅器14は、直交信号生成部11から差動のQ信号を受けると、利得制御部22によって設定された符号信号がPQ=−1で、利得GQ(Wc)がGQ(2N−1+2N−3)=1/√2であるため、そのQ信号を1/√2の利得で増幅して符号を反転し、符号が反転している増幅後のQ信号を信号合成部15に出力する。
信号合成部15は、可変利得増幅器13から増幅された差動のI信号を受け、可変利得増幅器14から増幅された差動のQ信号を受けると、そのI信号とQ信号を合成し、そのI信号とQ信号の合成信号を出力する。
A/D変換器24は、周波数変換器23により周波数が変換された合成信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を振幅位相検出器25に出力する。
振幅位相検出器25は、A/D変換器24からデジタル信号を受けると、そのデジタル信号の位相θ225を検出する。
振幅位相記録部26は、振幅位相検出器25がデジタル信号の位相θ225を検出すると、利得制御部22から出力された制御コードWc=2N−1+2N−3と、その位相θ225との組を記録する。
以下、制御コードWc=2N−1+2N−3のときの位相θ225を、位相θ225(2N−1+2N−3)のように表記する。
Δθ5
=|θI(2N−1)−θ225(2N−1+2N−3)| (21)
テーブル校正部27は、位相差Δθ5を算出すると、下記の式(22)に示すように、その位相差Δθ5の理想値45°(=225−180°)からの誤差、即ち、移相誤差δ2を算出して、その移相誤差δ2を振幅位相記録部26に記録する。
δ2=Δθ5−45 (22)
その他は、上記実施の形態1と同様であるため詳細な説明を省略する。
即ち、この実施の形態2によれば、ベクトル合成移相部1における信号線路上に、新たな回路を付加することなく、制御コードWcと、利得GI(Wc),GQ(Wc)との関係を校正することができるため、新たな回路の付加に伴う特性劣化の影響を受けることなく、製造ばらつき等に伴う移相誤差を解消することができる。このため、ベクトル合成型移相器の歩留まりを高めることができる。
Claims (4)
- 移相量に対応する制御コードとベクトル合成型移相器に実装されている可変利得増幅器の利得との関係を記憶しているテーブル部と、
前記制御コードに対応する利得を前記可変利得増幅器に設定する利得制御部と、
前記ベクトル合成型移相器の出力信号の振幅及び位相を検出する検出器と、
前記利得制御部により利得が設定される毎に、当該利得に対応する制御コードと、前記検出器により検出された振幅及び位相との組を記録する記録部と、
前記記録部の記録内容から前記ベクトル合成型移相器の移相特性を特定し、前記移相特性を用いて、前記テーブル部に記録されている制御コードと利得の関係を校正する校正部と
を備えた移相精度校正回路。 - 入力信号から互いに直交している第1の信号と第2の信号を生成する直交信号生成部と、
前記直交信号生成部により生成された第1の信号を増幅する第1の可変利得増幅器と、
前記直交信号生成部により生成された第2の信号を増幅する第2の可変利得増幅器と、
前記第1の可変利得増幅器により増幅された第1の信号と前記第2の可変利得増幅器により増幅された第2の信号とを合成して、前記第1の信号と前記第2の信号の合成信号を出力する信号合成部とからなるベクトル合成移相部と、
移相量に対応する制御コードと前記第1及び第2の可変利得増幅器の利得との関係を記憶しているテーブル部と、
前記制御コードに対応する利得を前記第1及び第2の可変利得増幅器に設定する利得制御部と、
前記信号合成部から出力された合成信号の振幅及び位相を検出する検出器と、
前記利得制御部により利得が設定される毎に、当該利得に対応する制御コードと、前記検出器により検出された振幅及び位相との組を記録する記録部と、
前記記録部の記録内容から前記ベクトル合成移相部の移相特性を特定し、前記移相特性を用いて、前記テーブル部に記録されている制御コードと利得の関係を校正する校正部と
を備えたベクトル合成型移相器。 - 前記利得制御部は、前記第1及び第2の可変利得増幅器の利得として、複数の利得を順番に設定し、
前記校正部は、前記記録部の記録内容から前記第1の信号と前記第2の信号との移相誤差を算出し、前記移相誤差と前記記録部の記録内容から前記ベクトル合成移相部の移相特性を特定することを特徴とする請求項2記載のベクトル合成型移相器。 - 入力信号から互いに直交している第1の信号と第2の信号を生成する直交信号生成部と、
前記直交信号生成部により生成された第1の信号を増幅する第1の可変利得増幅器と、
前記直交信号生成部により生成された第2の信号を増幅する第2の可変利得増幅器と、
前記第1の可変利得増幅器により増幅された第1の信号と前記第2の可変利得増幅器により増幅された第2の信号とを合成して、前記第1の信号と前記第2の信号の合成信号を出力する信号合成部とからなるベクトル合成移相部と、
移相量に対応する制御コードと前記第1及び第2の可変利得増幅器の利得との関係を記憶しているテーブル部と、
前記制御コードに対応する利得を前記第1及び第2の可変利得増幅器に設定する利得制御部と、
前記信号合成部から出力された合成信号の振幅及び位相を検出する検出器と、
前記利得制御部により利得が設定される毎に、当該利得に対応する制御コードと、前記検出器により検出された振幅及び位相との組を記録する記録部と、
前記記録部の記録内容から前記ベクトル合成移相部の移相特性を特定し、前記移相特性を用いて、前記テーブル部に記録されている制御コードと利得の関係を校正する校正部と
を備えたベクトル合成型移相器を実装している無線通信機。
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