JP6977658B2 - 信号生成器および信号生成方法 - Google Patents
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Description
本発明は、広帯域の信号を生成する信号生成器および信号生成方法に関し、例えば、複数の帯域の信号から一つの広帯域の信号を生成する信号生成器および信号生成方法に関する。
近年、光ファイバを利用した光通信の大容量化に伴い、ベースバンド信号の広帯域化が求められている。例えば、光通信において利用される光送信器では、送信対象のデータ(デジタル信号)を、デジタル・アナログコンバータ(以下、「DAC」とも表記する。)によって広帯域のベースバンド信号(アナログ信号)に変換し、そのベースバンド信号に応じた光信号を生成して送信している。
しかしながら、ベースバンド信号の生成に利用されるDACの多くは、集積化が容易なCMOS(complementary metal oxide semiconductor)プロセスで製造されているため、広帯域化には限界がある(CMOSプロセスのアナログ帯域は現状25GHz程度で頭打ちになりつつある)。このため、光通信で求められる広帯域なベースバンド信号を生成することは容易ではなかった。
このような問題を解決するための一つの手法として、送信対象のデータを含む入力信号(デジタル信号)を複数の帯域に分割し、分割した帯域毎に設けられた複数のDACによって夫々変換された複数のアナログ信号を、ミキサを用いて段階的に周波数変換して合成することにより、一つの広帯域なベースバンド信号を所望信号(アナログ信号)として生成する周波数帯域合成技術が知られている(非特許文献1参照)。
図7は、従来の周波数帯域合成技術を適用した信号生成器の構成を例示する図である。図7には、最も単純な例として、2つのDACを備えている例を示している。
この信号生成器100(100A)は、デジタル信号処理部10(10A)と、DAC11_1,11_2と、ミキサ(周波数変換器)12_2と、合成器13と、フィルタ回路14_2とを備えており、送信対象のデータを含む入力信号Din(デジタル信号)から所望信号D(f)(アナログ信号)を生成する。
この信号生成器100Aにおいて、デジタル信号処理部10Aは、所望信号D(f)、すなわち最終的に出力したい所望の周波数帯域を有するアナログ信号D(f)を、2つの周波数帯域D1(f),D2(f)に分割した場合に、分割した夫々の周波数帯域D1(f),D2(f)に対応する2組のデジタル信号SD_1(f),SD_2(f)を、入力信号Dinの信号成分を分割して生成する。
DAC11_1,11_2は、デジタル信号処理部10Aから出力される2組のデジタル信号SD_1(f),SD_2(f)に対応して設けられ、対応するデジタル信号SD_1(f),SD_2(f)をアナログ信号S1(f),S2(f)に変換する。
ミキサ12_2は、DAC11_2からのアナログ信号S2(f)と所定の周波数f2のローカル信号LOとを乗算することによって、アナログ信号S2(f)をアップコンバートし、アナログ信号Smix_2(f)とする。
このミキサ12_2がアップコンバートするアナログ信号Smix_2(f)には、周波数f2を中心とする上側帯波と下側帯波とがあり、この上側帯波と下側帯波のうち片側の帯波の信号は伝送する必要がない。図7には、伝送する必要のない片側帯波(この例では、下側帯波)を「*」印で示している。
このため、ミキサ12_2の後段にフィルタ回路14_2を設け、このフィルタ回路14_2でミキサ12_2からのアナログ信号Smix_2(f)の片側帯波(*)をイメージ信号として除去し、このイメージ信号を除去したアナログ信号Sflr_2(f)を合成器13へ送るようにしている。合成器13は、DAC11_1からのアナログ信号S1(f)と、フィルタ回路14_2でイメージ信号が除去されたアナログ信号Sflr_2(f)とを合成し、所望信号D(f)として出力する。
Chen, Xi, et al. "All-electronic 100-GHz Bandwidth Digital-to-Analog Converter Generating PAM Signals up to 190-GBaud." OFC2016
しかしながら、図7に示した信号生成器100Aにおいて、フィルタ回路14_2は、カットオフ周波数において急峻に減衰する周波数特性を有していることが理想的であるが、実際には、カットオフ周波数において、ある程度の傾きをもって減衰する周波数特性となる。そのため、イメージ信号を適切に除去することができず、所望信号D(f)が劣化するという問題があった。
なお、図8に示す信号生成器100(100B)のように、ミキサ12_2でアップコンバートされるアナログ信号Smix_2(f)の上側帯波と下側帯波との間にガードバンドを設けることも考えられている。なお、この信号生成器100Bでは、DAC11_1の後段にもフィルタ回路14_1を設けている。また、ミキサ12_2でアップコンバートされるアナログ信号Smix_2(f)の上側帯波をイメージ信号としている。しかし、このような信号生成器100Bにおいて、フィルタ回路14_1,14_2はシステム構成を複雑にし、ガードバンドはDAC11_2の帯域を無駄にしてしまうという問題がある。
そこで、本出願人は、デジタル信号処理部でイメージ信号をキャンセルする信号を生成することによって、フィルタ回路を不要とし、かつ劣化の少ない広帯域の信号を生成することを可能とするサイドバンドキャンセリング方式による周波数帯域合成技術を先に提案した(特許文献1参照)。
このサイドバンドキャンセリング方式による周波数帯域合成技術の概略を図9を用いて説明する。この信号生成器100(100C)において、デジタル信号処理部10(10C)は、アナログ信号Smix_2(f)に含まれるイメージ信号に対応するキャンセル信号成分を生成し、この生成したキャンセル信号成分を周波数帯域D1(f)に対応する入力信号Dinの信号成分から差し引いて、DAC11_1へのデジタル信号SD_1(f)とする。これにより、合成器13によって信号を合成したときに、ミキサ12_2からのアナログ信号Smix_2(f)に含まれるイメージ信号がDAC11_1からのアナログ信号S1(f)によって打ち消される。
しかしながら、この信号生成器100Cでは、回路部品として用いられるミキサ12_2において、図10に示されるように、IFポートからRFポートへの漏れ波が存在する。この漏れ波は両ポートの帯域が重なる部分でアイソレーションが大きく取れないことに起因する。すなわち、ミキサ12_2における低いアイソレーション特性のため、ミキサ12_2の入出力間で漏れ波が生じる。このミキサ12_2の入出力間で生じる漏れ波(以下、漏れ信号ともいう。)が合成器13での合成時の劣化要因となる。
なお、ミキサの入出力間で生じる漏れ信号を打ち消すために、フィルタを用いることが容易に考えられる。しかし、漏れ波(漏れ信号)の帯域と下側帯波(イメージ信号)の帯域とが重なる部分に対してフィルタを用いることはできない。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、イメージ信号だけではなく、ミキサで漏洩した信号(漏れ信号)もキャンセルするようにして、さらに劣化の少ない広帯域の信号を生成することが可能な信号生成器および信号生成方法を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明は、デジタル信号を入力信号(Din)とし、この入力信号を複数の周波数帯域に対応する信号成分に分割し、この分割した複数の信号成分から所望の周波数帯域のアナログ信号(D(f))を生成する信号生成器(200A)であって、前記入力信号を少なくとも第1の周波数帯域(D1(f))および第2の周波数帯域(D2(f))に対応する信号成分に分割し、この分割した信号成分を第1の周波数帯域および第2の周波数帯域に対応するデジタル信号(SD_1(f),SD_2(f))として出力するデジタル信号処理(20A)と、前記デジタル信号処理部からの前記第1の周波数帯域に対応するデジタル信号をアナログ信号(S1(f))に変換する第1のデジタル・アナログコンバータ(11_1)と、前記デジタル信号処理部からの前記第2の周波数帯域に対応するデジタル信号をアナログ信号(S2(f))に変換する第2のデジタル・アナログコンバータ(11_2)と、前記第2のデジタル・アナログコンバータによって変換されたアナログ信号と所定の周波数(f2)のローカル信号(LO)とを乗算して得られるアナログ信号(Smix_2(f))を出力するミキサ(12_2)と、前記第1のデジタル・アナログコンバータによって変換されたアナログ信号と前記ミキサから出力されたアナログ信号とを合成して前記所望の周波数帯域(D(f))のアナログ信号として出力する合成器(13)とを備え、前記デジタル信号処理部(20A)は、前記ミキサから出力されるアナログ信号に含まれるイメージ信号に対応するキャンセル信号成分を第1のキャンセル信号成分として生成する第1のキャンセル信号生成部(24)と、前記ミキサから出力されるアナログ信号に含まれる前記ミキサの入出力間で生じる漏れ信号に対応するキャンセル信号成分を第2のキャンセル信号成分として生成する第2のキャンセル信号生成部(25)と、前記入力信号から分割された前記第1の周波数帯域に対応する信号成分から、前記第1のキャンセル信号成分と前記第2のキャンセル信号成分とを差し引いて、前記第1のデジタル・アナログコンバータへの前記第1の周波数帯域に対応するデジタル信号とする減算器(23_1,23_2)とを備えることを特徴とする。
この発明において、デジタル信号処理部は、ミキサから出力されるアナログ信号に含まれるイメージ信号に対応するキャンセル信号成分を第1のキャンセル信号成分として生成し、ミキサから出力されるアナログ信号に含まれるミキサの入出力間で生じる漏れ信号に対応するキャンセル信号成分を第2のキャンセル信号成分として生成し、入力信号から分割された第1の周波数帯域に対応する信号成分から、第1のキャンセル信号成分と第2のキャンセル信号成分とを差し引いて、第1のデジタル・アナログコンバータへの第1の周波数帯域に対応するデジタル信号とする。これにより、合成器によって信号を合成したときに、ミキサからのアナログ信号に含まれるイメージ信号だけではなく、ミキサの入出力間で生じる漏れ信号が打ち消される。
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。
以上説明したように、本発明によれば、デジタル信号処理部において、ミキサから出力されるアナログ信号に含まれるイメージ信号に対応するキャンセル信号成分を第1のキャンセル信号成分として生成し、ミキサから出力されるアナログ信号に含まれるミキサの入出力間で生じる漏れ信号に対応するキャンセル信号成分を第2のキャンセル信号成分として生成し、入力信号から分割された第1の周波数帯域に対応する信号成分から第1のキャンセル信号成分と第2のキャンセル信号成分とを差し引いて、第1のデジタル・アナログコンバータへの第1の周波数帯域に対応するデジタル信号とするようにしたので、イメージ信号だけではなく、ミキサで漏洩した信号(漏れ信号)もキャンセルするようにして、さらに劣化の少ない広帯域の信号を生成することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
図1は、本発明の実施の形態1に係る信号生成器の構成を示す図である。図1には、図9に示した信号生成器100Cと同様、最も単純な例を示している。
図1は、本発明の実施の形態1に係る信号生成器の構成を示す図である。図1には、図9に示した信号生成器100Cと同様、最も単純な例を示している。
本実施の形態の信号生成器200(200A)は、デジタル信号処理部20(20A)と、DAC11_1,11_2,11_LOと、ミキサ(周波数変換器)12_2と、合成器13と、アンプ15_1,15_2とを備えており、送信対象のデータを含む入力信号Din(デジタル信号)から所望信号D(f)(アナログ信号)を生成する。
この信号生成器200Aは、例えば、光通信システムの光送信器において、送信対象のデータから広帯域のベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成器として適用することができる。以下、本実施の形態に係る信号生成器200Aの構成について説明する。
この信号生成器200Aにおいて、デジタル信号処理部20Aは、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、フィルタ21_1〜21_3と、レイズドコサインフィルタ22_1,22_2と、減算器23_1,23_2と、第1のキャンセル信号生成部24と、第2のキャンセル信号生成部25と、ダウンコンバータミキサ26と、LO信号位相調整部27とを備えている。また、ミキサ12_2と合成器13とアンプ15_1,15_2は、回路部品として設けられている。
この信号生成器200Aにおいて、デジタル信号処理部20Aは、所望信号D(f)、すなわち最終的に出力したい所望の周波数帯域を有するアナログ信号D(f)を、2つの周波数帯域D1(f),D2(f)に分割した場合に、分割した夫々の周波数帯域D1(f),D2(f)に対応する2組のデジタル信号SD_1(f),SD_2(f)を、入力信号Dinの信号成分を分割して生成する。
DAC11_1,11_2は、デジタル信号処理部20Aから出力される2組のデジタル信号SD_1(f),SD_2(f)に対応して設けられ、対応するデジタル信号SD_1(f),SD_2(f)をアナログ信号S1(f),S2(f)に変換する。また、DAC11_LOは、デジタル信号処理部20Aからのローカル信号LO(デジタル信号)をアナログ信号に変換する。このアナログ信号に変換されたローカル信号LOはミキサ12_2へ送られる。
デジタル信号処理部20Aにおいて、フィルタ21_1〜21_3は、合成器13から出力される所望信号D(f)の周波数特性を補償するために設けられており、レイズドコサインフィルタ22_1側の信号経路をチャネルCh1、レイズドコサインフィルタ22_2側の信号経路をチャネルCh2とした場合、チャネルCh1側の信号経路にフィルタ21_2が設けられ、チャネルCh2側の信号経路にフィルタ21_3が設けられている。フィルタ21_1は、チャネルCh1側の信号経路とチャネルCh2側の信号経路とに分かれる前の信号経路に設けられている。
デジタル信号処理部20Aにおいて、チャネルCh1側の信号経路には、レイズドコサインフィルタ22_1とフィルタ21_2との間に減算器23_1,23_2が設けられており、チャネルCh2側の信号経路には、レイズドコサインフィルタ22_2とフィルタ21_3との間にダウンコンバータミキサ26が設けられている。
デジタル信号処理部20Aにおいて、第1のキャンセル信号生成部24は、チャネルCh2側のレイズドコサインフィルタ22_2のダウンコンバータミキサ26への出力ラインとチャネルCh1側の減算器23_1との間に設けられ、第2のキャンセル信号生成部25は、チャネルCh2側のフィルタ21_3のDAC11_2への出力ラインとチャネルCh1側の減算器23_2との間に設けられている。
デジタル信号処理部20Aにおいて、LO信号位相調整部27は、チャネルCh1とチャネルCh2の位相オフセットを合わせるために、DAC11_LOへのローカル信号LO(デジタル信号)の位相を調整する。デジタル信号処理部20A内のローカル信号LO(デジタル信号)はダウンコンバータミキサ26へも送られる。以下、デジタル信号処理部20Aにおける処理について、各部の機能を交えながら説明する。
デジタル信号処理部20Aにおいて、送信対象のデータを含む入力信号Din(デジタル信号)は、フィルタ21_1を通過した後、チャネルCh1側のレイズドコサインフィルタ22_1と、チャネルCh2側のレイズドコサインフィルタ22_2に入力される。なお、フィルタ21_1は、合成器13から出力される所望信号D(f)の周波数特性を補償するために、定められた特性に従って入力信号Dinに対して周波数特性の補正を行う。
チャネルCh1側のレイズドコサインフィルタ22_1は、所望信号D(f)の周波数帯域D1(f)に対応する信号成分を入力信号Dinから分離する。この分離された入力信号Dinの周波数帯域D1(f)に対応する信号成分は減算器23_1へ送られる。
チャネルCh2側のレイズドコサインフィルタ22_2は、所望信号D(f)の周波数帯域D2(f)に対応する信号成分を入力信号Dinから分離する。この分離された入力信号Dinの周波数帯域D2(f)に対応する信号成分はダウンコンバータミキサ26および第1のキャンセル信号生成部24へ送られる。
ダウンコンバータミキサ26に送られた周波数帯域D2(f)に対応する信号成分は、ローカル信号LO(デジタル信号)によってダウンコンバートされる。例えば、周波数帯域D2(f)を25GHz〜40GHzとした場合、ダウンコンバートされて0〜15GHzに対応する信号成分とされる。このダウンコンバートされた信号成分は、フィルタ21_3を通過した後、デジタル信号SD_2(f)としてDAC11_2および第2のキャンセル信号生成部25へ送られる。なお、フィルタ21_3は、合成器13から出力される所望信号D(f)の周波数特性を補償するために、定められた特性に従ってダウンコンバータミキサ26からの信号に対して周波数特性の補正を行う。
第1のキャンセル信号生成部24は、チャネルCh2側のレイズドコサインフィルタ22_2から出力される周波数帯域D2(f)に対応する信号成分を入力とし、この周波数帯域D2(f)に対応する信号成分を反転(Flip)し、この反転した信号成分を回路部品であるミキサ12_2から出力されるアナログ信号Smix_2(f)に含まれるイメージ信号(下側帯波)に対応するキャンセル信号成分(第1のキャンセル信号成分)として、チャネルCh1側の減算器23_1へ送る。例えば、周波数帯域D2(f)を25GHz〜40GHzとした場合、25GHzを中心とする複素共役信号を生成し、10〜25GHzに対応する信号成分を第1のキャンセル信号成分としてチャネルCh1側の減算器23_1へ送る。
減算器23_1は、レイズドコサインフィルタ22_1からの周波数帯域D1(f)に対応する信号成分から、第1のキャンセル信号生成部24からの第1のキャンセル信号成分を差し引く。これにより、減算器23_1から減算器23_2へ、第1のキャンセル信号成分が差し引かれた周波数帯域D1(f)に対応する信号成分が送られる。
第2のキャンセル信号生成部25は、DAC11_2へのデジタル信号SD_2(f)を入力とし、このデジタル信号SD_2(f)から回路部品であるミキサ12_2の入出力間で生じる漏れ信号に対応する信号成分を生成し、第2のキャンセル信号成分としてチャネルCh1側の減算器23_2へ送る。
なお、この例では、ミキサ12_2の入出力間で生じる漏れ信号を事前に観測しておき、その観測した漏れ信号に対応する信号成分が第2のキャンセル信号生成部25で生成されるようにするが、ミキサ12_2の出力を第2のキャンセル信号生成部25にフィードバックするようにして、より精度の高い補正を実現するようにしてもよい。
減算器23_2は、減算器23_1からの第1のキャンセル信号成分(イメージ信号に対応する信号成分)が差し引かれた周波数帯域D1(f)に対応する信号成分から、第2のキャンセル信号生成部25からの第2のキャンセル信号成分(漏れ信号に対応する信号成分)を差し引く。これにより、第1のキャンセル信号成分と第2のキャンセル信号成分とが差し引かれた周波数帯域D1(f)に対応する信号成分が減算器23_2から出力され、フィルタ21_2を通過した後、デジタル信号SD_1(f)としてDAC11_1へ送られる。なお、フィルタ21_2は、合成器13から出力される所望信号D(f)の周波数特性を補償するために、定められた特性に従って減算器23_2からの信号に対して周波数特性の補正を行う。
DAC11_1は、デジタル信号処理部20Aからのデジタル信号SD_1(f)をアナログ信号S1(f)に変換する。このDAC11_1から出力されるアナログ信号S1(f)は、アンプ15_1を通して合成器13へ送られる。DAC11_2は、デジタル信号処理部20Aからのデジタル信号SD_2(f)をアナログ信号S2(f)に変換する。このDAC11_2から出力されるアナログ信号S2(f)は、ミキサ12_2へ送られる。
ミキサ12_2は、DAC11_2からのアナログ信号S2(f)とデジタル信号処理部20AからのDAC11_LOによってアナログ信号に変換されたローカル信号LOとを乗算することによって、アナログ信号S2(f)をアップコンバートし、アナログ信号Smix_2(f)とする。
これにより、例えば、ローカル信号LOの周波数f2を25GHzとした場合、アナログ信号Smix_2(f)にローカル信号LOの周波数f2=25GHzを中心とする上側帯波と下側帯波(*)とが生じる。この場合、下側帯波(*)はイメージ信号としてアナログ信号Smix_2(f)に含まれる。また、このアナログ信号Smix_2(f)には、ミキサ12_2の入出力間で生じる漏れ波が漏れ信号として含まれている。このイメージ信号と漏れ信号とを含むアナログ信号Smix_2(f)はアンプ15_2を通して合成器13へ送られる。
合成器13は、DAC11_1からアンプ15_1を通して送られてくるアナログ信号S1(f)と、ミキサ12_2からアンプ15_2を通して送られてくるアナログ信号Smix_2(f)とを合成し、所望信号D(f)として出力する。この場合、合成器13へ送られてくるアナログ信号Smix_2(f)には、ミキサ12_2で生じる下側帯波(*)がイメージ信号として、またミキサ12_2の入出力間で生じる漏れ波が漏れ信号として含まれている。しかし、合成器13へ送られてくるアナログ信号S1(f)からは、イメージ信号と漏れ信号に対応する信号成分がデジタル信号処理部20Aにおいて差し引かれているので、合成器13によって信号を合成したときに打ち消されるものとなる。
このようにして、本実施の形態の信号生成器200Aによれば、ミキサ12_2で生じるイメージ信号だけではなく、ミキサ12_2で漏洩した信号(漏れ信号)もキャンセルされものとなり、さらに劣化の少ない広帯域の信号(所望信号D(f))を生成することができるようになる。なお、アンプ15_1,15_2は、信号を増幅するだけではなく、各チャネルCh1,Ch2のアイソレーションを取る役割も兼ねている。
なお、この実施の形態では、合成器13から出力される所望信号D(f)の周波数特性を補償するためにフィルタ21_1〜21_3を設けるようにしたが、各回路部品の周波数特性が十分フラットな場合は、フィルタ21_1〜21_3を設けなくてもよい。また、本実施の形態では、回路部品としてミキサ12_2と合成器13とアンプ15_1,15_2とを設けているが、アンプ15_1,15_2がなく、ミキサ12_2と合成器13のみから構成されていてもよい。
また、後述する図4に示す信号生成器200(200C)のように、12.5GHzのLOシグナルを2逓倍器28で2逓倍し、ローカル信号LO(デジタル信号)としてダウンコンバータミキサ26へ送るようにし、DAC11_LOでアナログ信号に変換した12.5GHzのLOシグナルを2逓倍器29で2逓倍し、ローカル信号LOとしてミキサ12_2へ送るようにしてもよい。
〔実験結果〕
次に、具体例を挙げて、0−40GHzの周波数帯域を持つ強度が一定な信号を所望信号D(f)として出力する際の実験結果について説明する。
次に、具体例を挙げて、0−40GHzの周波数帯域を持つ強度が一定な信号を所望信号D(f)として出力する際の実験結果について説明する。
先ず、具体例として、図2に、漏れ波をキャンセルする仕組みを設けない信号生成器200(200B)を示す。この信号生成器200Bでは、DAC11_1,11_2,11_LOとして25GHzの帯域幅のものを用いている。
また、この信号生成器200Bでは、所望信号D(f)の周波数帯域を0〜40GHzとし、デジタル信号処理部20(20B)は、0〜25GHzの周波数帯域をD1(f)とし、25GHz〜40GHzの周波数帯域をD2(f)とし、この周波数帯域D1(f),D2(f)に対応するデジタル信号SD_1(f),SD_2(f)を生成するものとしている。
また、この信号生成器200Bでは、ダウンコンバータミキサ26およびミキサ12_2へのローカル信号LOとして12.5GHzのLOシグナルを2逓倍したものを用いている。このために、12.5GHzのLOシグナルを2逓倍器28で2逓倍し、ローカル信号LO(デジタル信号)としてダウンコンバータミキサ26へ送るようにしている。また、DAC11_LOでアナログ信号に変換した12.5GHzのLOシグナルを2逓倍器29で2逓倍し、ローカル信号LOとしてミキサ12_2へ送るようにしている。
図3に、実験結果として、この信号生成器200Bの合成器13から出力される所望信号D(f)の周波数スペクトルを示す。10GHz〜15GHzにおいて漏れ波が影響して綺麗な所望信号D(f)が得られないことがわかる。なお、図4において、漏れ波(漏れ信号)は、その存在が分かり易いように、実際に生じる帯域とはずらした位置に示している。
次に、具体例として、図4に、漏れ波をキャンセルする仕組みを設けた信号生成器200(200C)を示す。この信号生成器200Cにおいても、DAC11_1,11_2,11_LOとして25GHzの帯域幅のものを用いており、他の条件も図2に示した信号生成器200Bと同じとしている。但し、デジタル信号処理部20(20C)に、漏れ波を打ち消すための第2のキャンセル信号生成部25と減算器23_2とを設けている。
図5に、実験結果として、この信号生成器200Cの合成器13から出力される所望信号D(f)の周波数スペクトルを示す。10GHz〜15GHzで強く現れる漏れ波が打ち消さ、綺麗な所望信号D(f)が得られていることがわかる。図5においても、漏れ波(漏れ信号)は、その存在が分かり易いように、実際に生じる帯域とはずらした位置に示している。
〔実施の形態2〕
図1には、最も単純な例として、所望信号D(f)の周波数帯域を2分割する例(2チャネルの構成)を示したが、3チャネル以上の構成とし、所望信号D(f)の周波数帯域をさらに広げるようにしてもよい。
図1には、最も単純な例として、所望信号D(f)の周波数帯域を2分割する例(2チャネルの構成)を示したが、3チャネル以上の構成とし、所望信号D(f)の周波数帯域をさらに広げるようにしてもよい。
図6に3チャネル以上の構成とした例を示す。この例では、分割する周波数帯域に対応して、n(n≧3)個のDAC11_1〜11_nを設け、またDAC11_2〜11_nに対応してn−1個のミキサ12_2〜12_nを設け、DAC11_1によって変換されたアナログ信号S1(f)とミキサ12_2〜12_nから出力されたアナログ信号S2(f)〜Sn(f)とを合成器13で合成して、所望の周波数帯域のアナログ信号(所望信号D(f))として出力するようにしている。
この信号生成器200(200D)において、デジタル信号処理部20(20D)は、ミキサ12_2〜12_nから出力されるアナログ信号S2(f)〜Sn(f)に含まれるイメージ信号に対応するキャンセル信号成分およびミキサ12_2〜12_nの入出力間で生じる漏れ信号に対応するキャンセル信号成分を生成し、この生成したキャンセル信号成分を入力信号Dinから分割された周波数帯域D1(f)〜Dn-1(f)に対応する信号成分から差し引いて、DAC11_1〜11_n-1への周波数帯域D1(f)〜Dn-1(f)に対応するデジタル信号SD_1(f)〜SD_n-1(f)とする信号処理部30を備えている。
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
11_1〜11_n…DAC、12_2〜12_n…ミキサ、13…合成器、15_1,15_2…アンプ、20(20A,20D)…デジタル信号処理部、21_1〜21_3…フィルタ、22_1,22_2…レイズドコサインフィルタ、23_1,23_2…減算器、24…第1のキャンセル信号生成部、25…第2のキャンセル信号生成部、26…ダウンコンバータミキサ、27…LO信号位相調整部、28,29…2逓倍器、30…信号処理部、200(200A,200D)…信号生成器。
Claims (8)
- デジタル信号を入力信号とし、この入力信号を複数の周波数帯域に対応する信号成分に分割し、この分割した複数の信号成分から所望の周波数帯域のアナログ信号を生成する信号生成器であって、
前記入力信号を少なくとも第1の周波数帯域および第2の周波数帯域に対応する信号成分に分割し、この分割した信号成分を第1の周波数帯域および第2の周波数帯域に対応するデジタル信号として出力するデジタル信号処理部と、
前記デジタル信号処理部からの前記第1の周波数帯域に対応するデジタル信号をアナログ信号に変換する第1のデジタル・アナログコンバータと、
前記デジタル信号処理部からの前記第2の周波数帯域に対応するデジタル信号をアナログ信号に変換する第2のデジタル・アナログコンバータと、
前記第2のデジタル・アナログコンバータによって変換されたアナログ信号と所定の周波数のローカル信号とを乗算して得られるアナログ信号を出力するミキサと、
前記第1のデジタル・アナログコンバータによって変換されたアナログ信号と前記ミキサから出力されたアナログ信号とを合成して前記所望の周波数帯域のアナログ信号として出力する合成器とを備え、
前記デジタル信号処理部は、
前記ミキサから出力されるアナログ信号に含まれるイメージ信号に対応するキャンセル信号成分を第1のキャンセル信号成分として生成する第1のキャンセル信号生成部と、
前記ミキサから出力されるアナログ信号に含まれる前記ミキサの入出力間で生じる漏れ信号に対応するキャンセル信号成分を第2のキャンセル信号成分として生成する第2のキャンセル信号生成部と、
前記入力信号から分割された前記第1の周波数帯域に対応する信号成分から、前記第1のキャンセル信号成分と前記第2のキャンセル信号成分とを差し引いて、前記第1のデジタル・アナログコンバータへの前記第1の周波数帯域に対応するデジタル信号とする減算器と
を備えることを特徴とする信号生成器。 - 請求項1に記載された信号生成器において、
前記デジタル信号処理部は、
前記入力信号から前記第1の周波数帯域に対応する信号成分を分離する第1のレイズドコサインフィルタと、
前記入力信号から前記第2の周波数帯域に対応する信号成分を分離する第2のレイズドコサインフィルタと、
前記第2のレイズドコサインフィルタによって分離された前記第2の周波数帯域に対応する信号成分をダウンコンバートとするダウンコンバータミキサとを備え、
前記減算器は、
前記第1のレイズドコサインフィルタによって分離された前記第1の周波数帯域に対応する信号成分から前記第1のキャンセル信号成分を差し引く第1の減算器と、
前記第1の減算器によって前記第1のキャンセル信号成分が差し引かれた前記第1の周波数帯域に対応する信号成分から前記第2のキャンセル信号成分を差し引く第2の減算器と
を備えることを特徴とする信号生成器。 - 請求項2に記載された信号生成器において、
前記第1のレイズドコサインフィルタ側の信号経路と前記第2のレイズドコサインフィルタ側の信号経路とに分かれる前の信号経路に設けられた第1のフィルタと、
前記第1のレイズドコサインフィルタ側の信号経路に設けられた第2のフィルタと、
前記第2のレイズドコサインフィルタ側の信号経路に設けられた第3のフィルタとを備え、
前記第1のフィルタ、前記第2のフィルタおよび前記第3のフィルタは、
前記合成器から出力される前記所望の周波数帯域のアナログ信号の周波数特性を補償する
ことを特徴とする信号生成器。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載された信号生成器において、
前記デジタル信号処理部から送られてくるローカル信号をアナログ信号に変換し、このアナログ信号に変換されたローカル信号を前記ミキサへ送るローカル信号用デジタル・アナログコンバータ
を備えることを特徴とする信号生成器。 - 請求項4に記載された信号生成器において、
前記ローカル信号用デジタル・アナログコンバータへの前記ローカル信号の位相を調整するLO信号位相調整部
を備えることを特徴とする信号生成器。 - 請求項1〜5の何れか1項に記載された信号生成器において、
前記第1のデジタル・アナログコンバータからの前記合成器へのアナログ信号を増幅する第1のアンプと、
前記ミキサからの前記合成器へのアナログ信号を増幅する第2のアンプと
を備えることを特徴とする信号生成器。 - デジタル信号を入力信号とし、この入力信号を複数の周波数帯域に対応する信号成分に分割し、この分割した複数の信号成分から所望の周波数帯域のアナログ信号を生成する信号生成器であって、
前記入力信号を第1乃至第n(n≧3)の周波数帯域に対応する信号成分に分割し、この分割した信号成分を第1乃至第nの周波数帯域に対応するデジタル信号として出力するデジタル信号処理部と、
前記デジタル信号処理部からの前記第1乃至第nの周波数帯域に対応するデジタル信号をアナログ信号に変換する第1乃至第nのデジタル・アナログコンバータと、
前記第2乃至第nのデジタル・アナログコンバータによって変換されたアナログ信号と所定の周波数のローカル信号とを乗算して得られるアナログ信号を出力する第2乃至第nのミキサと、
前記第1のデジタル・アナログコンバータによって変換されたアナログ信号と前記第2乃至第nのミキサから出力されたアナログ信号とを合成して前記所望の周波数帯域のアナログ信号として出力する合成器とを備え、
前記デジタル信号処理部は、
前記第2乃至第nのミキサから出力されるアナログ信号に含まれるイメージ信号に対応するキャンセル信号成分および前記第2乃至第nのミキサの入出力間で生じる漏れ信号に対応するキャンセル信号成分を生成し、この生成したキャンセル信号成分を前記入力信号から分割された前記第1乃至第n−1の周波数帯域に対応する信号成分から差し引いて、前記第1〜第n−1へのデジタル・アナログコンバータへの前記第1乃至第n−1の周波数帯域に対応するデジタル信号とする信号処理部
を備えることを特徴とする信号生成器。 - デジタル信号を入力信号とし、この入力信号を複数の周波数帯域に対応する信号成分に分割し、この分割した複数の信号成分から所望の周波数帯域のアナログ信号を生成する信号生成方法であって、
前記入力信号を少なくとも第1の周波数帯域および第2の周波数帯域に対応する信号成分に分割し、この分割した信号成分を第1の周波数帯域および第2の周波数帯域に対応するデジタル信号として出力する第1ステップと、
前記第1の周波数帯域に対応するデジタル信号を第1のデジタル・アナログコンバータによってアナログ信号に変換する第2ステップと、
前記第2の周波数帯域に対応する信号成分を第2のデジタル・アナログコンバータによってアナログ信号に変換する第3ステップと、
前記第2のデジタル・アナログコンバータによって変換されたアナログ信号と所定の周波数のローカル信号とをミキサで乗算し、この乗算して得られるアナログ信号を前記ミキサから出力する第4ステップと、
前記第1のデジタル・アナログコンバータによって変換されたアナログ信号と前記ミキサから出力されたアナログ信号とを合成して前記所望の周波数帯域のアナログ信号として出力する第5ステップとを備え、
前記第1ステップは、
前記ミキサから出力されるアナログ信号に含まれるイメージ信号に対応するキャンセル信号成分を第1のキャンセル信号成分として生成する第1のキャンセル信号生成ステップと、
前記ミキサから出力されるアナログ信号に含まれる前記ミキサの入出力間で生じる漏れ信号に対応するキャンセル信号成分を第2のキャンセル信号成分として生成する第2のキャンセル信号生成ステップと、
前記入力信号から分割された前記第1の周波数帯域に対応する信号成分から、前記第1のキャンセル信号成分と前記第2のキャンセル信号成分とを差し引いて、前記第1のデジタル・アナログコンバータへの前記第1の周波数帯域に対応するデジタル信号とする減算ステップと
を備えることを特徴とする信号生成方法。
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