JPH01174004A - 変調器 - Google Patents

変調器

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JPH01174004A
JPH01174004A JP33206187A JP33206187A JPH01174004A JP H01174004 A JPH01174004 A JP H01174004A JP 33206187 A JP33206187 A JP 33206187A JP 33206187 A JP33206187 A JP 33206187A JP H01174004 A JPH01174004 A JP H01174004A
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phase
modulator
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Tadahiro Arakawa
忠寛 荒川
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、移動通信等の高能率データ伝送に利用する変
調器に関する。
従来の技術 一般に、移動通信等ではPSK(Phase Shif
tKeying )  変調器が用いられており、この
種PSK変調器は、PLL (Phase Locke
d Loop )  回路により構成されている。
第7図は、従来のPLL型PSK変調器を示し、10は
、入力端子12からの基準信号の位相により、入力端子
1からのディジタル信号に応じてステ。
プ状に位相変化する信号θitを出力する位相変調器、
11は、この信号θ1tと後述する電圧制御発振器(V
CO)7の出力信号θOTの位相誤差信号を出力する位
相比較器、5は、低域通過特性を有し、位相比較器11
からの位相誤差信号を平均化するとともに、後段の電圧
制御発振器7が出力する変調信号θOTの帯域をベース
バンドで制限するためのループフィルタ、7は、ループ
フィルタ5からの信号の電圧に応じて発振して変調信号
θOTを出力する電圧制御発振器である。
上記構成において、ループフィルタ5の位相特性なGT
(S) とし、位相比較器11、電圧制御発振器7の定
数をそれぞれ、KDT 、 KOT / Sとし、また
、 KT二KDT −KOT とする七、閉ループ伝達関数HT(S)は、HT(S)
=θit (S) /θ0T(S)KDT −GT (
S)・KOT/S 1 斗−KDT  ・GT(S)  ・KOT/SKT
・C)T (S) S+KT・GT(S) ・・・・・・(1) で表すことができる。尚、θit (S)、θ0T(S
)  はそれぞれ、各波形の位相特性である。
ここで、閉ループ伝達関数HT (S)  を例えば、
ナイキスト特性の平方特性を満たすようにし、この変調
信号を復調する場合にも同様にナイキスト特性の平方特
性を満たすようにし、また、変復調オーバλ−ルでナイ
キストの第1基準を満たすようにす7.と、波形効果の
ないデータ伝送が可能となる。
尚、閉ループ伝達関数I(T (S)は、ベッセル特性
を有する関数でもよい。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の変調器では、PLL回路で構
成されているために、次のような問題点がある。
(1)電圧制御発振器7は一般に、温度変動や電圧変動
等により特性が変動するために、安定した所望のループ
特性を得るためには調整が必要となり、生産性に問題が
ある。
(2)高精度の基準信号を位相変調器10に入力しなけ
ればならず、またPLLのロック検出回路等が必要とな
って回路構成が複雑となり、高価となる。
(3)電圧制御発振器7がループ内に構成されているた
めに、周波数偏移を変更する場合ループ特性が変化する
ために、位相変調器10を大幅に変更して位相のシフト
量を変更しなければならない。
(4)位相変調器10が比較する信号の周波数は、電圧
制御発振器7の感度等により比較的低い周波数でなけれ
ばならず、また、マルfチャネル方式で用いる場合には
、位相変調器10に入力する基準信号の周波数を容易に
変更することができないために、無線周波数を直接変調
することができず、したがって、変調信号の周波数を変
換すると、周波数変換に起因する高次の不要成分が帯域
外の輻射を招くという問題点がある。
本発明は、PLLを用いるこきなく: PSK変調を行
うこきができ、したがって、電圧制御発振器の調整を容
易にすることができる安価な変調器を提供するこきを目
的さする。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、位相変化を近似
微分パルスに変換して等測的な周波数変化として出力す
るデータ発生回路と、前記データ発生回路の信号をベー
スバンドで帯域制限する回路と、前記帯域正弦回路から
の信号の電圧に応じた発振周波数の信号を出力する電圧
制御発振器とを備えたものである。
作    用 本発明は上記構成により、周波数成分が電圧制御発振器
に入力するためにその調整を容易にすることができ、P
LLを用いることなく PSK変調な行うことができる
ために、安価な変調器を実現することができる。
実施例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第1図
は、本発明に係る変調器の一実施例を示す概略ブロック
図、第2図は、第1図の変調器を簡略した変調器を示す
ブロック図、第3図は、第1図、第2図の変調器と従来
の変調器を比較説明するための概略ブロック図、第4図
は、インパルスと近似インパルスの周波数特性を比較説
明するためのグラフ、第5図は、第1図、第2図の変調
器が4相PSK変調する場合の位相割り当ての説明図、
第6図は、4相PSK変調する場合の位相と周波数変化
を示すタイミングチャートであり、第7図に示す構成部
材と同一の構成部材には同一の参照符号を付す。
第1図において、1は、ディジタルデータの入力端子、
2は、PSK、 PSK切り替え端子3からの切り替え
信号に応じて入力端子1からのディジタルデータをPS
K用テータ又ハFSKテータvO■Tヲ生成するデータ
発生器であり、データ発生器2は、内部でステップ状に
変化する位相の微分信号を後述するようにパルス幅τの
信号として近似的に発生させる。
4は、データ発生器2からのPSK用データ又はFSK
データVOITから、後述する積分器6の出力信号VO
UT を減算する減算器、5は、減算器4の出力信号を
位相特性GT (S)で低域通過するループフィルタ(
LPF)、6は、ループフィルタ5の出力信号を特性K
T/Sで積分する積分器であり、これらの減算器4、ル
ープフィルタ5及び積分器6は、データ発生器2からの
PSK用データ又はFSKデータVorr をベースバ
ンドで帯域制限する。
7は、積分器6からの信号の電圧に応じた発振周波数の
信号を出力端子8に出力する電圧制御発振器(VCO)
である。
第2図において、9は、前述した減算器4、ループフィ
ルタ5及び積分器6と同様に、データ発生器2からのP
SK用データ又はFSKデータVOITをベースバンド
で帯域制限[7て電圧制御発振器7に出力するループフ
ィルタ(LPF)であり、このループフィルタ9は、位
相特性)(T (S)が次式%式%() を満たす場合、減算器4、ループフィルタ5及び積分器
6を置換することができる。
次に、上記構成に係る実施例の動作を説明する。
先ず、上記構成に係る変調器がPSK変調することがで
きることを証明する。
先ず第3図において、図示破線内が従来の変調器を示し
、この変調器のループフィルタ5の後段に、電圧制御発
振器7と同様な定数KOT / Sの電圧制御発振器(
VCO)7aが付加されて電圧制御発振器7と並列に接
続されている。尚、この場合、1)SK変調では相対位
相のみが関係するので、電圧制御発振器7.7a  の
初期値は必ずしも同一でなくてもよい。
この図示破線内の変調器を第7図において説明したよう
に位相変調系としているが、/1.−ブフィルタ5の出
力波形が同一であれば、周波数変調系として扱い、全て
電圧情報で構成することができる。
ここで−、周波数変調された信号の瞬時位相変化dθ(
t)/dt  と角周波数ωの関係は、dθ(t)/d
t=ω         (3)但し、ω=2π「、 
となる。したがって、PSK変調の場合は、θ(りがス
テップ状に位相変化するので、角周波数ωは式(3)に
よりインパルス状に変化する。逆に、インパルス状の周
波数変化をI”SK変調系で与えると、位相変調と同一
の効果を得ることができる。
第1図において、データ発生器2は、内部でステップ状
に変化する位相の微分信号をパルス幅τの信号として近
似的に発生させており、数学的に表現されるインパルス
とは異なり、誤差が発生する。
すなわち、このインパルスをフーリエ変換すると、 F(j2πf)=1       ・・・・・・(4)
であり、次に、パルス幅τをインパルスとエネルギーを
等しくするために、撮幅1/τのパルスのフーリエ変換
を考えると、 F (j2yrf )= sin x ft /yr 
H−=(5)であり、式(4) 、 (5)をスペクト
ルで比較すると、第4図に示すように、式(5)特性は
、式(4)特性と比較して高い周波数成分が欠けている
が、限られた低い周波数成分では誤差を無視することか
できる。
ここで、例えば信号の伝送周期をTとし、HT(S)が
ナイキストの平方特性を有し、更に次の場合 HT (i 2rr f ) −1yrηフsingf
t下(0≦r≦1/4T) ・・・・・(6) (1/4T≦f≦:3/4T) ・・・・(7) =0、 (3/4T≦f)         ・・(8
)(但し、5−12πf) となるときは、3/4T≦fの場合に HT (j 2πf)=Q となるので、入力信号の周波数成分も3/4T以上のデ
ータ伝送は関係がない。
そこで、f≦3/4Tの場合の周波数成分の面積につい
て、式(4)の面積Sl、式(5)の面積S2 を比較
すると、 81 = I X (3/4T )      ・・・
・・(9)となる。
ここで、例えばT/π=10の場合には、式(10)を
積分して 827 S1= 0.997        ・・・・
・・ODとなり、誤差は殆ど生じない。
尚、T/τが大きくなるにつれて、すなわちパルス幅τ
が小さくなるにつれて理想状態に近づくが、実際にはパ
ルス幅τの信号を発生するデータ発生回路2の実現性や
、次段の帯域制限用のループフィルタ9の特性HT (
S)等を考慮した適当なパルス幅τが選択され、本発明
者は、T/τ=4を選択して S2/81無0.981 の略理想的なPSK変調を得ることができた。
次に、第5図及び第6図を参照して、4相PSK変調の
場合の動作を説明するものとし、4相PSKの信号は、
2値の入力信号を2ピツト毎に区切られ、データ(1,
1)に第1象限の位相(+φ)、データ(1,0)に第
2象限の位相(+3φ)、データ(010)に第3象限
の位相(−3φ)、データ(0,1)に第4象限の位相
(−φ)が割り当てられているものとする。
第1図において、入力端子1に第6図(a)に示すよう
なディジタルデータが入力すると、このデータは第6図
(b)に示すような位相変化が生じる。
この場合、角周波数変化又は周波数変化は、前述したよ
うに近似的に第6図(C”)の実線で示すようなパルス
幅τで表すことができる。
第1図において、PSK変調時にはデータ発生器2は、
位相変化を近似微分パルスに変化し、等価的な周波数変
化を減算器4に出力し、他方、FSK変調時には第6図
(C)の破線で示すような信号に変換すればよい。尚、
これらのPSK変調、FSK変調の切り替えは、データ
発生器2内で容易に切り替えることができる。
したがって、上記実施例によれば、F’SK変調系を用
いてデータの発生方法を切り替えるこ七により、PSK
変調信号を得ることができるために、周波数偏移すなわ
ち電圧制御発振器7の入力レベルを変更するのみで、位
相のシフト量を容易に変更することができる。
また、従来例の位相変調器10が不要となるので、位相
変調器10に入力するための基準信号の高精度の発生回
路が不要となり、また、PLL回路のロック検出回路が
不要となるために、安価な変調器を実現することができ
る。
尚、上記実施例では、4相PSK、: 4相FSKの場
合を例にして説明したが、2値、2相のFSK、PSK
や、他の多値、多相のFSK、  PSKに適用するこ
とができる。
発明の詳細 な説明したように、本発明は、位相変化を近似微分パル
スに変換して等価的な周波数変化として出力するデータ
発生回路と、前記データ発生回路の信号をベースバンド
で帯域制限する回路と、前記帯域正弦回路からの信号の
電圧に応じた発振周波数の信号を出力する電圧制御発振
器とを備えたので、周波数成分が電圧制御発振器に入力
するためにその調整を容易にすることができ、また、P
LLを用いることなく、 PSK変調を行うことができ
るために、安価な変調器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る変調器の一実施例を示す概略ブ
ロック図、第2図は、第1図の変調器を簡略した変調器
を示すブロック図、第3図は、第1図、第2図の変調器
と従来の変調器を比較説明するための概略ブロック図、
第4図は、インパルスと近似インパルスの周波数特性を
比較説明するためのグラフ、第5図は、第1図、第2図
の変調器が4相PSK変調する場合の位相割り当ての説
明図、第6図は、4相PSK変調する場合の位相と周波
数変化を示すタイミングチャート、第7図は、従来の変
調器を示す概略ブロック図である。 ■・・ディジタルデータ入力端子、2・データ発生回路
、3・・・PSK/FSK切り換え端子、4.9・・・
ループフィルタ(LPF)、6 積分器、7・・・電圧
制御発振器(VCO)。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はか1名第3
図 第4図 侶 LOQ     ″− −−ト ご              旙

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)位相変化を近似微分パルスに変換して等価的な周
    波数変化として出力するデータ発生回路と、前記データ
    発生回路の信号をベースバンドで帯域制限する回路と、
    前記帯域正弦回路からの信号の電圧に応じた発振周波数
    の信号を出力する電圧制御発振器とを有する変調器。
  2. (2)前記発生回路は、PSK変調又はFSK変調に応
    じたパルス幅の信号を発生することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の変調器。
JP62332061A 1987-12-28 1987-12-28 変調器 Expired - Lifetime JP2537934B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003516647A (ja) * 1998-12-14 2003-05-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 送信器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003516647A (ja) * 1998-12-14 2003-05-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 送信器

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