JPH02124659A - 変調器および送信器 - Google Patents

変調器および送信器

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JPH02124659A
JPH02124659A JP1060162A JP6016289A JPH02124659A JP H02124659 A JPH02124659 A JP H02124659A JP 1060162 A JP1060162 A JP 1060162A JP 6016289 A JP6016289 A JP 6016289A JP H02124659 A JPH02124659 A JP H02124659A
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、デジタル通信等に用いられる変調器に関する
(従来の技術) 従来より、デジタル信号は無線または有線で伝送する方
法としてFSK即ち周波数シフトφキーイングによる変
調方式が知られている。
これは、デジタル変調信号が“o″の時には周波数f1
の信号を伝送し、“1″の時には周波数f1の信号を伝
送する一種の周波数変調方式である。この変調方式は、
復調した際の信号と雑音の比が比較的大きくとれること
や、簡単な回路構成で実現できる等の理由から、種々の
分野で利用されている。
このようなFSK信号を得るためのFSK変調器として
は、従来から電圧制御発振器が用いられていた。即ち、
デジタル変調信号を直接、あるいは電圧変換して電圧制
御発振器の制御端子に入力し、デジタル変調信号が“o
″の時には電圧制御発振器が周波数fOで発振し、“1
”の時には周波数f1で発振するように設定しておけば
、電圧制御発振器の出力信号をそのまま伝送信号とじて
用いることができるわけである。
上記電圧制御発振器には、foで発振している時にはf
lの周波数に、flで発振している時にはfOの周波数
に夫々雑音が発生しないように、位相雑音の少ない発振
回路を用いる必要がある。
このため、通常、弾性表面波共振子等の圧電共振子を発
振源とした発振回路が用いられている。
ところが、上述したような構成の従来のFSX変調器の
場合、fOとflとの周波数差即ち電圧制御発振器の周
波数可変幅を十分広くするためには、負荷Qの小さな共
振子が必要であり、逆に位相雑音を小さくするためには
負荷Qの大きな共振子が必要であるという、矛盾した問
題が生じていた。また、foとflの周波数差をある程
度得ようとすると、温度特性は良いが負荷Qの大きな、
例えば水晶基板の弾性表面波共振子が使えないという問
題もあった。さらに、デジタル変調信号が“0″から“
1”または“1”から“0″に変化すると、電圧制御発
振器はその発振ループ内の時定数により、発振周波数が
夫々fOからfl、flからfOにゆるやかに変化する
。このため、デジタル入力信号のビット・レートが高く
なると、電圧制御発振器の周波数変化がそれに追付けな
くなるという問題もあった。
また、FSK信号を得るための他のFSK変調器として
は、周波数foで発振する第1の発振器の出力と、周波
数f1で発振する第2の発振器の出力とを、切替回路に
よりデジタル変調信号に応じて切替る方式も考えられて
いるが、電圧制御発振器を用いたFSX変調器に比べて
回路が複雑になり形状が大きくなることや、第1と第2
の発振器の発振周波数の相対精度を大量生産時に無調整
で一定に保つことが困難であること、また複数の高周波
発振器を同一のプリント配線基板や、半導体集積回路基
板上に形成した場合、発振器間の相互干渉がさけられず
、混変調や引き込み発振発生すること等の問題があった
(発明が解決しようとする課題) 上述したように、電圧制御発振器を用いた従来のFSX
変調器は、その性能が発振回路に用いられる圧電共振子
の特性に依存するため、デジタル変調信号が“0”の時
の出力周波数と“1”の時の出力周波数の差や、共振子
の温度特性を任意に選択することができなかった。さら
に、デジタル変調信号のビット・レートが高くなると使
用できないという問題もあった。
また、複数の発振器とその出力の切替回路を用いた従来
のFSK変調器は、形状が大きくなるという問題と、大
量生産時に出力周波数の差を無調整で一定に保つことが
困難であるという問題、さらに発振器間の混変調や、引
き込み発振がおきてしまうという問題があった。
本発明は上述した従来の問題点を解決するためになされ
たもので、その目的は、デジタル変調信号が“0”の時
の出力周波数と“1”の時の出力周波数の差が任意に選
定でき、大量生産時にもその差が無調整で一定に保持で
き、デジタル変調信号のビット・レートが高くても使用
でき、がっ小形のFSX変調器を提供することを目的と
するものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の変調器は、同一の半導体集積回路基板上に複数
の発振回路とこの複数の発振回路からの各出力信号をデ
ジタル変調信号に応じて選択出力する切替回路を形成す
るとともに、同一部材の圧電基板上に互いに共振周波数
の異なる圧電共振子を前記発振回路と同数形成しこの複
数の圧電共振子と上記複数の発振回路とを一対一に夫々
電気的に接続して構成したことを特徴とするものである
また、本発明の送信器は、上記変調器を具備し、切替回
路の出力側に、この切替回路と同一の半導体集積回路基
板上に形成される電力増幅回路を接続したことを特徴と
するものである。
尚、上記圧電共振子としては、弾性表面波共振子等が好
適である。
(作 用) 本発明は、上述した手段により、複数の発振回路が接続
された共振子の共振周波数に応じて夫々異なる周波数で
発振する。そして、その複数の発振出力のひとつが切替
回路においてデジタル変調信号の値に応じて選択されて
出力される。即ち、デジタル変調信号によってFSK変
調された信号が出力される。尚、切替回路は単なるスイ
ッチング動作のためデジタル入力信号の変化に対してき
わめて早く追従する。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について図を参照して説明する
第1図は実施例に係る回路構成図である。
同図において、圧電基板1の上には多数の電極指からな
る第1の弾性表面波共振子2および第2の弾性表面波共
振子3が形成されており、これら各弾性表面波共振子2
.3は夫々、半導体集積回路基板4に形成された第1の
発振回路5と第2の発振回路6とに接続されている。
また、発振回路5.6の出力は、該発振回路5.6と同
じ集積回路基板4に形成された切替回路7に入力され、
この切替回路7の出力信号は出力端子8から出力され、
さらに切替回路7の変調入力信号は入力端子9から入力
される。尚、半導体集積回路基板4に形成された上記各
回路5.6.7には、図示を省略した電源端子から電源
が供給されている。
このような回路において、第1の弾性表面波共振子2の
共振周波数と第2の弾性表面波共振子の共振周波数とは
、入力端子9から入力されるデジタル変調信号が“0”
の時に必要とされる出力信号周波数fOと、“1”の時
に必要とされる出力信号周波数f1とに夫々一致するよ
うに予め設計されている。尚、発振回路5.6の特性に
より弾性表面波共振子2.3の共振周波数と実際の発振
周波数とはごくわずかであるがずれることもあるので、
場合によっては、弾性表面波共振子2.3の共振周波数
はこのずれを考慮して設計する。
また、切替回路7は入力端子9から入力されるデジタル
変調信号が“0”の時には発振回路5の発振出力を選択
して出力し、“1”の時には発振回路6の発振出力を選
択して出力するように設計されている。
以上のような構成により第1図の回路は、第1の発振回
路5が第1の弾性表面波共振子2の共振周波数に応じた
周波数fOで発振し、第2の発振回路6が第2の弾性表
面波共振子3の共振周波数に応じた周波数f1で発振す
る。そして、切替回路7により、入力端子9から人力さ
れるデジタル変調信号が“0”の時には第1の発振回路
5の発振周波数foの信号が出力端子8から出力され、
“1”の時には第2の発振回路6の発振周波数f1の信
号が出力端子8から出力される。即ち、入力端子9から
入力されるデジタル変調信号によってFSX変調された
信号が出力端子8から出力される。
尚、上述した第1の発振回路5と、第2の発振回路6と
は、出力レベルや温度特性を同一とするため、通常同じ
回路で構成される。
第2図は、第1の発振回路5及び第2の発振回路6の一
構成例を示す具体的な回路構成図である。
第1の発振回路5と第2の発振回路6とは同一の半導体
集積回路基板内に形成される。よって、発振回路間の干
渉をできるだけ小さくするため、第2図の発振回路は差
動増幅器構成となっている。
第2図において、トランジスタ 100と 101は差
動増幅用のトランジスタ対であり、その各コレクタは夫
々同じ抵抗値の抵抗102と 103を介して電源端子
104に接続されている。また、トランジスタ100と
 1吋の各エミッタは共通の直流電流源105を介して
接地端子10[iに接続され、さらにその各ベースは夫
々同じ抵抗値の抵抗107と108を介してバイアス回
路109の出力端子に接続されている。
尚、バイアス回路109は、電源端子104と接地端子
10Bに接続され、電源を得ている。
このような回路により、差動増幅回路が構成され、その
入力即ちトランジスタ 100と 1吋の各ベースは、
弾性表面波共振子との接続端子110と111に夫々接
続され、差動増幅回路の出力即ちトランジスタ 100
と 101の各コレクタは、弾性表面波共振子との接続
端子112と 113および発振回路としての出力端子
114と 115に夫々接続されている。
以上のように構成された回路は、接続端子110.11
1.112.118に弾性表面波共振子2.3を接続す
ることによって発振回路として動作する。
第1図に示したような1ポ一ト形弾性表面波共振子2.
3を接続する場合には、接続端子110またはlllの
一方と、接続端子112または113の一方との間に接
続する。
上記差動増幅器が位相遅れのほとんどない理想増幅器と
して動作するような低い周波数で発振させる場合には、
接続端子110と 113との間または、接続端子11
1と 112との間に弾性表面波共振子を接続する。ま
た、高い周波数で発振させる場合には、抵抗102.1
03とトランジスタ 100.1吋のコレフタルベース
間寄生容量や弾性表面波共振子の寄生容量等との時定数
により、トランジスタ100と 101の各コレクタに
発生する出力電圧の位相が遅れるので、1ポ一ト形弾性
表面波共振子は接続端子110と112との間または、
接続端子111と 113との間に接続した方が回路が
発振し易くな1す る。
以降の説明においては、説明を簡単にするために、1ポ
一ト形弾性表面波共振子が接続端子110と 112と
の間に接続されているものとして説明する。
このような発振回路の発振出力は、トランジスタ 10
0とトランジスタ 101のコレクタに夫々接続された
出力端子114と 115から差動出力として取出され
る。
尚、1ポ一ト形弾性表面波共振子から接続端子110に
入力される電力と接続端子112から得られる電力との
比、即ち差動増幅回路の電力増幅度は、1ポ一ト形弾性
表面波共振子の損失を十分補えるように設定する。これ
は、トランジスタ 100.1吋の特性、直流電流源1
05の電流値、抵抗102.103の抵抗値等によって
決定される。
以上のような構成により第2図の回路は、接続端子52
即ち差動増幅回路の出力から、1ポ一ト形弾性表面波共
振子を介して、接続端子110即ち差動増幅回路の入力
に正帰還が施され、回路が発振し、出力端子114と 
115の間から発振出力が得られる。
この時の発振周波数は、1ポ一ト形弾性表面波共振子の
インピーダンスが低くなる周波数即ち共振周波数となる
が、厳密には1ボ一ト形弾性表面波共振子の一端から他
端へ伝達される電圧の位相変化量と、接続端子110か
ら接続端子112へ伝達・増幅される電圧の位相変化量
との和が06または360 ’の整数倍となる周波数と
なる。
1ボ一ト形弾性表面波共振子はその共振周波数を中心と
するごく狭い周波数範囲において、一端から他端への電
圧の位相変化量が急激に約180 ″変化する。よって
、回路はこの共振周波数を中心とするごく狭い周波数範
囲の、上記位相変化量の和の条件を満足する周波数で発
振する。ただし、共振周波数から離れるにしたがって、
1ポ一ト形弾性表面波共振子のインピーダンスが大きく
なり損失が増加するので、その分、差動増幅回路の増幅
度が必要となる。
ところで、上述説明では、第2図の発振回路に1ボ一ト
形弾性表面波共振子を接続した場合について説明したが
、この発振回路には、2ポ一ト形弾性表面波共振子を接
続することも可能である。
1ボ一ト形弾性表面波共振子を接続した場合には、差動
増幅回路の入力と出力の夫々一端しか用いないため、回
路が完全な差動動作とはならないが、2ポ一ト形弾性表
面波共振子を接続した場合には完全な差動動作を行わせ
ることができる。
以下、第2の発振回路に2ボ一ト形弾性表面波共振子を
接続した場合について説明する。
2ポ一ト形弾性表面波共振子を接続する場合には、接続
端子110と111との間に、2ポ一ト形弾性表面波共
振子の一方のポートを接続し、接続端子112と 11
3との間に他方のポートを接続する。
差動増幅回路によって接続端子110と 111の間に
入力された交流電圧は、増幅されて接続端子112と 
113の間から出力されるが、その位相は反転するため
、2ボ一ト形弾性表面波共振子の一方のポートと他方の
ポートとは共振時の夫々のポートに発生する電圧が逆相
となるような極性に接続される。ただし高周波において
は、抵抗102.103とトランジスタ 10(1,1
01のコレフタルベース間寄生容量や2ポ一ト形弾性表
面波共振子の電極間容量などの時定数により、トランジ
スタ 100と 101との各フレタフ間に発生する出
力電圧の位相が大きく遅れることがある。このような場
合には、共振時に一方のポートと他方のポートに発生す
る電圧が同相となるような極性に接続した方が発振し易
くなる。尚、一方のポートと他方のポートに発生する電
圧を逆相から同相、または同相から逆相にするためには
、どちらか一方のポートの接続の極性を反転するだけで
良いが、場合によっては2ボ一ト形弾性表面波共振子の
設計を変更し、一方のポートと他方のポートとの音響的
な距離を172波長ずらすことによっても可能である。
この回路の発振出力は、トランジスタ 10Gとトラン
ジスタ [01のコレクタに夫々接続された出力端子1
14と 115からの差動出力として取出される。
尚、2ポ一ト形弾性表面波共振子を除く他の素子によっ
て構成される差動増幅回路の入出力間の電力増幅度即ち
接続端子110と 111の間に入力された電力と接続
端子112と 113の間から得られる電力との比は、
2ポ一ト形弾性表面波共振子の損失を十分補えるように
設定する。これは、トランジスタ100.101の特性
、直流電流源105の電流値、抵抗102.103の抵
抗値等によって決定される。
以上のような構成により第2図の回路は、接続端子11
2とillの間即ち差動増幅回路の出力から、2ボ一ト
形弾性表面波共振子を介して、接続端子110と 11
1の間即ち差動増幅回路の入力に正帰還が施され、回路
が発振し、出力端子114と 115の間から発振出力
が得られる。
この時の発振周波数は、2ボ一ト形弾性表面波共振子の
ポート間のインピーダンスが低くなる周波数即ち共振周
波数となるが、厳密には2ボ一ト形弾性表面波共振子の
一方のポートから他方のポートへ伝達される電圧の位相
変化量と、接続端子110と illの間から接続端子
112と illの間へ伝達・増幅される電圧の位相変
化量との和が0°または360°の整数倍となる周波数
となる。
2ボ一ト形弾性表面波共振子はその共振周波数を中心と
するごく狭い周波数範囲において、急激にボート間の電
圧の位相変化量が約180°変化する。よって、回路は
この共振周波数を中心とするごく狭い周波数範囲の、上
記位相変化量の和の条件を満足する周波数で発振する。
ただし、共振周波数から離れるにしたがって、ボート間
のインピーダンスが大きくなり損失が増加するので、そ
の分、差動増幅回路の増幅度が必要となる。
第2図の発振回路を第1図の変調器に用いた場合の効果
であるが、まず、第2図の回路において電源端子104
から流れ込む電源電流は、バイアス回路109へ流れる
電流と、抵抗102、抵抗103とトランジスタ 10
0、トランジスタ 101を介して直流電流源105に
流れる電流だけである。よって、電源端子lθ4から流
れる込む電流は直流のみであり、発振周波数の高周波電
流は流れない。なぜならば、バイアス回路109はトラ
ンジスタ 100.101に直流バイアス電圧を供給す
るだけなので、直流しか流れず、直流電流源105には
一定の直流電源しか流れないため、トランジスタ 10
0と 101は一方の電流が増加すると他方の電流が減
少する差動動作となり、抵抗102と抵抗103とに流
れる電流の和は常に一定となるからである。このことか
ら、電源端子104と接地端子10Bとの間に接続され
る直流電源にもうひとつの発振回路を接続したとしても
、互いに相手の発振回路に対して雑音源となることはな
い。
第3図は、第1図に示した切替回路7の一構成例を示す
具体的な回路構成図である。
集積回路であることを考慮して、回路は差動入力、差動
出力構成となっている。まず、第1の発振回路5からの
出力が入力される第1の差動入力端子201の一端はト
ランジスタ202のベースに、他端は、トランジスタ 
203のベースに夫々接続され、第2の発振回路6から
の出力信号が入力される第2の発振回路6からの出力信
号が入力される第2の差動入力端子204の一端はトラ
ンジスタ205のベースに接続され、他端はトランジス
タ206のベースに接続されている。
そして、トランジスタ 202とトランジスタ 203
のエミッタはトランジスタ 207のコレクタに、トラ
ンジスタ 205とトランジスタ 206のエミッタは
トランジスタ 208のコレクタに夫々接続されている
また、トランジスタ 202とトランジスタ 205の
コレクタは抵抗209を介して電源端子211に、トラ
ンジスタ 203とトランジスタ 206とのコレクタ
は抵抗210を介して電源端子211に、トランジスタ
 207とトランジスタ 20Bのエミッタは直流電流
源212を介して接地端子213に夫々接続されている
。さらに、トランジスタ 207のベースにはバイアス
回路214が接続され、トランジスタ208のベースは
抵抗215を介して変調入力端子216に接続されてい
る。尚、接地端子213と電源端子211との間には直
流電源が接続される。
このような構成により、第3図の切替回路は、変調入力
端子21Bから入力されるデジタル変調信号が“0”の
時、即ち変調入力端子21Bの電位がバイアス回路21
4からトランジスタ 207のベースに印加される電圧
より十分低い時には、トランジスタ 208がカット・
オフして電流が流れなくなり、直流電流源212の電流
がトランジスタ207を介して流れる。さらに、直流電
流源212の電流は抵抗209、抵抗210、トランジ
スタ 202およびトランジスタ 203を介して流れ
る。このため、差動入力端子201から入力された信号
はトランジスタ202とトランジスタ 203とにより
差動増幅されて出力端子217から出力される。ところ
が、トランジスタ 208に電流が流れないため、トラ
ンジスタ 205とトランジスタ 206にも電流が流
れなくなるため、トランジスタ 205とトランジスタ
 206は増幅素子として動作せず、差動入力端子20
4から入力された信号は増幅されない。従って、差動入
力端子2吋から入力された信号即・ち、第1の発振回路
5の出力信号のみが増幅されて差動出力端子217から
出力される。
また、デジタル変調信号が“1”の時、即ち変調入力端
子21Bの電位がバイアス回路214からトランジスタ
 207のベースに印加される電圧より十分高い場合に
は、トランジスタ 207がカット・オフして電流が流
れなくなり、直流電流源212の電流がトランジスタ 
208を介して流れる。さらに、直流電流源212の電
流は抵抗209、抵抗210、トランジスタ 205オ
よびトランジスタ 206を介して流れる。このため、
差動入力端子204から入力された信号は、トランジス
タ 205とトランジスタ206とにより差動増幅され
て差動出力端子217から出力される。ところが、トラ
ンジスタ 207に電流が流れないため、トランジスタ
 202とトランジスタ203にも電流が流れなくなる
ため、トランジスタ 202とトランジスタ 203は
増幅素子として動作せず、差動入力端子201から入力
された信号は増幅されない。よって、差動入力端子20
4から入力された信号、即ち第2の発振回路6の出力信
号のみが増幅されて差動出力端子217から出力される
以上のように、第3図に示した切替回路はデジタル変調
信号が“0“の時には、差動入力端子201から入力さ
れた信号を増幅して出力し、“1”の時には差動入力端
子204から入力された信号を増幅して出力するという
切替動作を行うが、回路中に特に大きな時定数をもつよ
うなコンデンサや高抵抗が存在しないため、きわめて早
く切替動作を行う。
また、第3図のトランジスタ 202とトランジスタ 
203、およびトランジスタ 205とトランジスタ2
0Bは夫々差動増幅器として動作するため、接地端子2
13と電源端子211との間、または入力端子2吋、2
04との間に雑音が印加された゛としても、その雑音は
除去され、差動出力端子217からは出力されない。さ
らに、接地端子213と電源端子211との間に接続さ
れた電源から回路に流れ込む電流は、バイアス回路21
4に流れる電流と直流電流源212を介して流れる電流
のみである。よって直流電流しか流れない。このため、
第3図の切替回路は、電源に接続された発振回路等の他
の回路に対する雑音源にはならない。
以上のような理由から、第3図の切替回路はきわめて集
積回路化に適している。
次に、前述第1図で示した実施例の効果であるが、まず
、第1図の切替回路7は、発振回路5と発振回路6の出
力を選択して出力するという単なるスイッチング動作を
行うだけである。このため、その動作速度は十分速く、
入力端子9から入力されるデジタル変調信号の変化にき
わめて速く追従する。よってデジタル変調信号のビット
・レートが高くても問題はない。
また、デジタル変調信号が0″の時の出力信号の周波数
fOと、“1”の時の出力信号の周波数f1は、夫々弾
性表面波共振子2と3によって独立に決定される。この
ため弾性表面波共振子2.3の負荷Qとは無関係にfo
とflを設定することができる。そして、弾性表面波共
振子2と3には負荷Qが高く温度特性の良好な共振子が
用いることができるため、位相雑音が小さく、安定度の
良いF S X信号源が実現できる。
さらに、弾性表面波共振子2と3は同じ圧電基板1上に
形成されているため、大量生産時に共振周波数がばらつ
いたとしても両方が同様にばらつくため、一方の共振周
波数がさがるともう一方もさがり、また一方の共振周波
数があがるともう一方もあがる。同様に、発振回路5と
6も同じ半導体基板4上に形成されているため、その特
性の相対的なばらつきはきわめて小さい。よって、f。
とflとの周波数間隔は大量生産時でも無調整で一定に
保つことができる。
また、第1図に示した実施例は、圧電基板1のチップと
半導体集積回路基板4のチップの2チツプのみで構成す
ることができるため、そのパッケージング形状をきわめ
て小さくすることができる。
ところで、本発明は上述した実施例に限定されるもので
はなく、種々に変形して実施することができる。
第4図は本発明の他の実施例を示す回路構成図である。
尚、第1図と同一部分には同一符号を付して重複する部
分の説明を省略する。
圧電基板1上には第1の弾性表面波共振子2、第2の弾
性表面波共振子3、第3の弾性表面波共振子10、第4
の弾性表面波共振子11が形成されており、半導体集積
回路基板4に形成された第1の発振回路5、第2の発振
回路6、第3の発振回路12、第4の発振回路13に夫
々接続されている。また発振回路5.6.12.13か
らの出力信号は同じ集積回路基板4に形成された切替回
路14に入力され、切替回路14からの出力信号は出力
端子8から出力され、さらに切替回路14への2ビツト
の変調入力信号は夫々入力端子15と16から入力され
るように構成されている。尚、半導体集積回路4に形成
された上記各回路には、図示を省略した電源端子から電
源が供給されている。
このように構成した第4図の回路は、入力端子15.1
6から入力される2ビツトのデジタル変調信号が“00
”の時には第1の発振回路5からの発振周波数foの信
号が出力端子8から出力され、同様に“012の時には
第2の発振回路6からの発振周波数f1の信号が、“1
0″の時には第3の発振回路12からの発振周波数f2
の信号が、′11”の時には第4の発振回路13からの
発振周波数f3の信号が夫々出力端子8から出力される
。即ち、入力端子15.16から入力される2ビツトの
デジタル変調、信号によって4値のFSK変調が実現で
きるわけである。その他の回路動作については、第1図
の実施例と同じであり、はぼ同様の効果が得られる。
同様の考え方で、3値や5値さらにはそれ以上のFSK
変調を実現することも可能である。
このように、本発明によれば、上述したような高性能な
FSK変調器を構成することができるが、さらに本発明
の他の実施例としてFSK変調を用いた送信器を構成す
ることもできる。
第5図はこのようなFSK変調器を送信器として用いた
一実施例に係る回路構成図である。
同図において、圧電基板1上には第1の2ポ一ト形弾性
表面波共振子21および第2の2ポ一ト形弾性表面波共
振子22が形成されており、これら各弾性表面波共振子
21.22は、夫々半導体集積回路基板4に形成された
第1の発振回路23と第2の発振回路24とに接続され
ている。
また、発振回路23.24の出力は、該発振回路23.
24と同じ半導体集積回路基板4上に形成された切替回
路25に入力され、この切替回路25の出力信号は電力
増幅回路26で増幅されて出力端子8から出力され、さ
らに切替回路25の変調入力信号は入力端子9から入力
される。この発振回路23.24、切替回路25、電力
増幅回路26は、夫々消費電流および出力信号レベルを
同時に可変できる機能を有しており、その制御端子即ち
電力制御端子には、該各回路と同じ半導体集積回路基板
4上に形成された電力制御回路27の出力信号が夫々入
力される。電力制御回路27は二つの人力を有しており
、一方は半導体集積回路基板4に形成された全ての回路
の消費電流および出力レベルを設定するための入力であ
り、入力端子28に接続されている。もう一方は半導体
集積回路基板4に形成された全ての回路を動作または停
止させるための入力であり、入力端子29に接続されて
いる。尚、半導体集積回路基板4に形成された上記各回
路23.24.25.26.27には、図示を省略した
電源端子から電源が供給されている。
以降の説明においては、説明を簡単にするために、入力
端子29には、全、ての回路を動作させる信号例えばデ
ジタル信号の“1”が入力さ・れ、入力端子28と図示
を省略した電源との間には電力設定用抵抗が接続され、
全ての回路は所定の消費電流で動作しているものとする
。また、出力端子8には図示を省略した整合回路を介し
てアンテナが接続されているものとする。そして、第5
図の圧電基板1と半導体集積回路基板4とは、同じパッ
ケージ内に実装されているものとする。
また、第1の2ポ一ト形弾性表面波共振子21の共振周
波数と第2の2ポ一ト形弾性表面波共振子22の共振周
波数とは、入力端子9から入力されるデジタル変調信号
が“0”の時に必要とされる出力信号周波数fOと、“
1”の時に必要とされる出力信号周波数f1とに夫々一
致するように予め設計されている。尚、発振回路23.
24の特性により弾性表面波共振子21.22の共振周
波数と実際の発振周波数とはごくわずかであるがずれる
こともあるので、場合によっては、弾性表面波共振子2
1.22の共振周波数はこのずれを考慮して設計する。
また、切替回路25は、入力端子9から入力されるデジ
タル変調信号が′0”の時には発振回路23の発振出力
を選択して出力し、“1”の時には発振回路24の発振
出力を選択して出力するように設計されている。
以上のような構成により第5図の回路は、第1の発振回
路23が第1の2ポ一ト形弾性表面波共振子21の共振
周波数に応じた周波数foで発振し、第2の発振回路2
4が第2の2ポ一ト形弾性表面波共振子22の共振周波
数に応じた周波数f1で発振する。そして、切替回路2
5により、入力端子9から入力されるデジタル変調信号
が0”の時には第1の発振回路23の発振周波数foの
信号が出力され、デジタル変調信号が“1”の時には第
2の発振回路24の発振周波数f1の信号が出力される
。即ち、入力端子9から入力されるデジタル変調信号に
よってF S K変調された信号が切替回路25から出
力される。
そしてこのFSK変調された信号は、電力増幅回路26
によって、増幅され、出力端子8に整合回路を介して接
続されたアンテナから電波として放射される。
尚、上述した第1の発振回路23と、第2の発振回路2
4とは、第1図の実施例と同様に、通常同じ回路で構成
される。
第6図は、上述箱1の発振回路23および第2の発振回
路24の一構成例を示す具体的な回路構成図である。
第6図の発振回路は第2図の発振回路を変形したもので
、第2図の発振回路と同様に差動増幅器構成となってい
る。
第6図において、トランジスタ 100と 101は差
動増幅を行うトランジスタ対であり、その各コレタフは
夫々トランジスタ tteと 117の各コレクタ〜エ
ミッタ間と、同じ抵抗値の抵抗102と 103とを介
して電源端子104に接続されている。また、トランジ
スタ 100と lotの各エミッタは共通の直流電流
源118を介して接地端子10Bに接続され、各ベース
は夫々同じ抵抗値の抵抗107と108を介してバイア
ス回路119の一方の出力に接続されている。
このバイアス回路119のもう一方の出力には、トラン
ジスタ 11B、117の各ベースが直接接続されてい
る。さらに、コレクタが電源端子104に接続されたト
ランジスタ 120と 121の各ベースがトランジス
タ lHfと 117の各コレクタに夫々接続されてい
る。
トランジスタ 120と 121の各エミッタは夫々、
ベースとコレクタが接続され、ダイオードとして動作す
るトランジスタ 122と 123の各コクレターエミ
ッタ間と直流電流源124と 125とを介して接地端
子106に接続されている。尚、直流電流源118.1
24.125は電流値を可変できる機能を有しており、
その制御端子は、電力制御端子12[iに接続されてい
る。また、バイアス回路119は電源端子104と接地
端子106に接続され電源を得ているが、消費電流を可
変できる機能を有しており、その制御端子もまた電力制
御端子126に接続されている。
以上の回路により差動増幅回路が構成され、その入力即
ちトランジスタ 100と 101の各ベースは、弾性
表面波共振子との接続端子110とillに夫々接続さ
れ、差動増幅回路の出力即ちトランジスタ122と12
8の各エミッタは、弾性表面波共振子との接続端子11
2と 113に夫々接続されている。尚、発振回路とし
ての出力は、トランジスタ 100と101の各ベース
に夫々接続された出力端子114と115から得ている
以降の説明では、説明を簡単にするために、電力制御端
子12Bには第5図の電力制御回路27がら制御信号が
印加されているものとし、直流電流源118.124.
125の電流値とバイアス回路119の消費電流とは所
定の値に調整され、動作しているものとする。
上記のように構成された第6図の回路は、接続端子11
0、ill、112.113に1ポート形または2ポー
ト形の弾性表面波共振子を接続することにより、発振回
路として動作する。弾性表面波共振子の接続方法および
発振動作については、第2図の回路と同様であるので、
ここでは詳細な説明を省略し、第6図の回路の動作が、
第2図の回路の動作と異なる点についてのみ以下に説明
する。
まず、差動増幅素子として動作するトランジスタ 10
0〜101のコレクタの電位が、バイアス回路119に
よってトランジスタ 11B、117のベースに印加さ
れる電圧からトランジスタ 116.117のベース−
エミッタ間電圧約0.7vを減じた値に固定され、発振
状態にあってもほぼ一定となる。このため、特に高周波
で問題となるトランジスタ 100と 1吋のコレフタ
ルベース間寄生容量によってコレタフ交流電圧がベース
に負帰還され、トランジスタ 100と101の増幅度
が等偏向に低下することを低減できる。
次に、トランジスタ 100と 101のコレクタ電流
は、夫々抵抗102と 103およびトランジスタ 1
16と 117のコレフタルエミッタ間を介して流れる
よってトランジスタ 120と 121の各ベースに、
接続端子112と 113から入力された交流信号が増
幅されて印加される。
トランジスタ 120と 122および直流電流源12
4からなる回路と、トランジスタ 121と 123お
よび直流電流源125からなる回路とは、夫々いわゆる
エミッタ・フォロワ形のバッファ増幅器として動作し、
トランジスタ 120と 121のベースに印加された
交流電圧はこの回路を介して、接続端子110と111
から出力される。バッファ増幅器を介して信号が出力さ
れるため、弾性表面波共振子のインピーダンス値によっ
て第6図の回路が大きな影響を受けることがなく、安定
な信号が得られる。尚、発振回路としての出力は、トラ
ンジスタ looと101の各ベースから得ているが、
これは、トランジスタ 11Bと 117の各コレクタ
や、トランジスタ122.128の各エミッタ等から得
ることも可能である。
さらに第6図の発振回路においては、電源端子104と
接地端子10Bとの間に接続された電源から回路に流れ
る電流は、全て直流電流源118.124.125およ
びバイアス回路119を介して流れる。そして、これら
の直流電流源118.124.125の電流値と、バイ
アス回路119の消費電流は、電力制御端子12Bに印
加される信号によって調整できる。
即ち、電力制御端子12iに印加される信号によって、
回路全体の消費電流を調整できる。場合によっては回路
全体の消費電流を0とし、回路動作を停止させ、いわゆ
るスタンバイ状態にすることも可能である。また、直流
電流源118.124.125の電流値が変化すると、
各トランジスタに流れる電流値も変化するため、差動増
幅回路としての増幅度が変化する。よって、電力制御端
子126に印加される信号により、回路全体の消費電流
とともに、出力端子114と 115から出力される発
振出力のレベルも調整できる。
このような第6図の発振回路を第5図の送信器に用いた
場合の効果は、まず第6図において、電源端子104と
接地端子10Bとの間に接続された電源からこの回路に
流れ込む電流は、全て直流電流源118.124.12
5およびバイアス回路119を介して流れる。よって、
電源から流れ込む電流は直流のみであり、高周波電流は
流れない。このため、電源にもうひとつの発振回路を接
続したとしても、互いに相手の発振回路に対して雑音源
となることはない。
さらに他の効果として、発振回路全体の消費電流と発振
出力レベルが調整できるという効果もある。
以上の説明では、第5図における第1および第2の発振
回路の一構成例として第6図の発振回路を用いた場合に
ついて説明した。
第7図は、第5図における切替回路25の一構成例を示
す具体的な回路構成図である。
集積回路であることを考慮して、回路は差動入力、差動
出力構成となっている。
まず、第1の発振回路23からの出力信号が入力される
第1の差動入力端子101の一端はトランジスタ 21
8のベースに、他端はトランジスタ 219のベースに
夫々接続され、第2の発振回路24からの出力信号が人
力される第2の差動入力端子204の一端はトランジス
タ220のベースに、他端はトランジスタ 221のベ
ースに夫々接続されている。
そして、トランジスタ 218と 219の各エミッタ
は共通の第1の直流電流源222を介して、トランジス
タ 220と 221の各エミッタは共通の第2の直流
電流源223を介して、夫々接地端子213に接続され
ている。
また、トランジスタ 218のコレクタにはトランジス
タ 224と 225の各エミッタが、トランジスタ2
19のコレクタにはトランジスタ 226と 227の
各エミッタが、トランジスタ 220のコレクタにはト
ランジスタ 228と 229の各エミッタが、トラン
ジスタ 221のコレクタにはトランジスタ 230と
 231の各エミッタが夫々接続されている。さらに、
トランジスタ 224.227.228.230の各ベ
ースは第1の変調入力端子232に、トランジスタ22
5.22B、228.231の各ベースは第2の変調入
力端子233に夫々接続され、トランジスタ 224.
228の各コレクタは抵抗284介して、トランジスタ
227.231の各コレクタは抵抗235を介して夫々
電源端子211に接続され、トランジスタ 225.2
28、 229.230の各コレクタは夫々直接電源端
子211に接続されている。
また、トランジスタ 224.22Bの各コレクタは差
動出力端子217の一端に接続され、トランジスタ 2
27.231の各コレクタは差動出力端子217のもう
一端に接続されている。
尚、第1の直流電流源222と第2の直流電流源223
とは、電流値を可変できる機能を有しており、その制御
端子は電力制御端子23Gに接続されている。以降の説
明においては、説明を簡単にするために、電力制御端子
236には第5図の電力制御回路27から制御信号が印
加されているものとし、直流電流源222と223の電
流値は所定の値に調整され、動作しているものとする。
また、第1の変調入力端子232と第2の変調入力端子
233とは、差動入力として動作するが、以下では、デ
ジタル変調信号が差動信号に変換されて、変調入力端子
232と 233に印加されているものとし、デジタル
変調信号が“0”の時には、第1の変調入力端子232
の電位が第2の変調入力端子233の電位より十分高く
なり、“1″の時には、第2の変調入力端子233の電
位が第1の変調入力端子232の電位より十分高くなる
ものとする。
このような構成により、第7図の切替回路は、デジタル
変調信号が“0”の時、即ち第1の変調入力端子232
の電位が第2の変調入力端子233の電位より十分高い
時には、トランジスタ 225.226.278.23
1のベース電位がトランジスタ224、227、229
、230のベース電位より低くなり、トランジスタ 2
25.22B、228.230はカットオフして電流が
流れなくなる。このため、トランジスタ 218.21
9の各コレクタ電流は、夫々抵抗234と 235およ
びトランジスタ 224と 227の各コレクタ〜エミ
ッタ間を介して流れ、トランジスタ 220と 221
の各コレクタ電流はトランジスタ229と 230の各
コレクタ〜エミッタ間を介して流れる。よって、差動入
力端子201から入力された信号はトランジスタ 21
8と 219とにより差動増幅されて出力端子217か
ら出力される。ところが、トランジスタ 220と 2
21の各コレクタ電流が抵抗234と235を介して流
れないため、差動入力端子204から入力された信号は
出力端子217へ出力されない。即ち、差動入力端子2
01から入力される発振回路23の出力信号のみが増幅
されて出力端子217から出力される。
次に、デジタル変調信号が“1”の時、即ち第2の変調
入力端子233の電位が第1の変調入力端子232の電
位より十分高い時には、トランジスタ224.227.
229.230のベース電位がトランジスタ 225.
226.228.229のベース電位より低くなり、ト
ランジスタ 224.227、229、230はカット
オフして電流が流れなくなる。このためトランジスタ 
220.221の各コレクタ電流は夫々、抵抗234と
 235およびトランジスタ 228と 231の各コ
レクタ〜エミッタ間を介入して流れ、トランジスタ 2
18と 219の各コレクタ電流はトランジスタ 22
5と 226の各コレクタ〜エミッタ間を介して流れる
。よって、差動入力端子204から入力された信号はト
ランジスタ 220と 221とにより差動増幅されて
出力端子217から出力される。ところが、トランジス
タ 218と 219の各コレクタ電流が抵抗234と
235を介して流れないため、差動入力端子201から
人力された信号は出力端子217へ出力されない。即ち
、差動入力端子204から入力される発振回路23の出
力信号のみが増幅されて出力端子217から出力される
以上のように、第7図に示した切替回路では、デジタル
変調信号が“0”の時には、差動入力端子210から人
、力された信号を増幅して出力し、“1″の時には差動
入力端子204から入力された信号を増幅して出力する
という切替動作を行うが、回路中に特に大きな時定数を
もつようなコンデンサや高抵抗が存在しないため、きわ
めて早く切替動作を行う。
また、第7図のトランジスタ 218とトランジスタ 
219、およびトランジスタ 220とトランジスタ2
21は夫々差動増幅器として動作するため、接地端子2
13と電源端子211との間、または入力端子201、
 204との間に雑音が印加されたとしても、その雑音
は除去され、差動出力端子217からは出力されない。
さらに、接地端子213と電源端子211との間に接続
された電源から回路に流れ込む電流は、第1の直流電流
源222を介して流れる電流と第2の直流電流源223
を介して流れる電流のみであり、よって直流電流しか流
れない。このため、第7図の切替回路は、電源に接続さ
れた発振回路等の他の回路に対する雑音源にはならない
上述したように、第7図の切替回路においては、電源端
子211ζ接地端子213との間に接続された電源から
回路に流れる電流は全て、直流電流源222.223を
介して流れる。そして、これらの直流電流源222.2
23の電流値は、電力制御端子23Bに印加される信号
によって調整できる。即ち、電力制御端子236に印加
される信号によって、回路全体の消費電流を調整できる
。場合によっては回路全体の消費電流をゼロとし、回路
動作を停止させ、いわゆるスタンバイ状態にすることも
可能である。また、直流電流源222.223の電流値
が変化すると、各トランジスタに流れる電流値も変化す
るため、差動増幅回路としての増幅度が変化する。よっ
て、電力制御端子23Bに印加される信号により、回路
全体の消費電流とともに、出力端子217から出力され
る出力信号のレベルも調整できる。
さらに、第7図の切替回路は、切替性能が極めて高いと
いう特徴がある。例えば、第3図に示したような切替回
路の場合、トランジスタ 202.2H1205,20
Bのコレフタルベース間寄生容量によって、出力されな
い側の入力信号が、出力端子や反対側の入力端子にもれ
る場合がある。ところが、第7図の切替回路においては
、トランジスタ 218.219.220.221の各
コレクタと出力端子217との間および、トランジスタ
 218と 219の各コレクタとトランジスタ 22
0と 221の各コレクタとの間に、トランジスタ 2
24.227.228.231が接続されているため、
トランジスタ 218、219.220.221のコレ
フタルエミッタ間寄生容量が存在したとしても、上記の
もれ信号はきわめて小さくなり、切替性能がきわめて高
くなる。
以上、第7図では、第5図の切替回路25の一例につい
て説明した。
ところで、第5図の送信器には、上述説明の発振回路2
3.24、切替回路25の他に、電力増幅回路26と電
力制御回路27を用いている。
電力増幅回路27については、十分な出力電力が得られ
る回路構成とすればよい。ただし、回路の消費電流およ
び出力信号レベルを調整できる機能を有することが望ま
しい。尚、電力変換効率を考慮した場合、差動増幅回路
構成よりは、いわゆるシングル・エンド形の回路とした
方が良い場合がある。この場合、発振回路、切替回路が
差動増幅回路構成となっており、他の回路からの影響を
受けにくくなっているため、電力増幅回路については差
動増幅回路構成としなくてもよい。この時、切替回路の
出力が第7図に示したような差動出力ならば、どちらか
一方の端子を用いればよい。
電力制御回路については、入力端子28に接続された電
力設定用抵抗を介して電源から流れこむ電流を制御信号
に変換して各回路へ出力するような回路構成とすればよ
い。この回路についても、上記電力設定抵抗の抵抗値に
応じて消費電流が変化するような回路とすることが望ま
しい。また、入力端子29から入力される信号に応じて
、出力に接続された各回路と、電力制御回路自体とを動
作または停止させる機能を有するようにする。
以下に、前述第5図に示した実施例の効果について説明
する。
まず、FSX変調機能に関しては、第1図の実施例と同
様の効果がある。また、送信器としては、はぼ必要な全
ての機能がひとつのパッケージ内に内臓されているため
、外部に、電源、アンテナ及びその整合回路、電力設定
用抵抗を接続するだけで、小形の送信システムが構成で
きる。そして、外部に接続する電力設定用抵抗により、
消費電流および出力信号レベルを最適な値に調整できる
さらに、回路全体の動作または停止を外部信号により制
御でき、必要に応じて、回路全体の消費電流をほぼゼロ
として、いわゆるスタンバイ状態にすることができるな
どの効果がある。
以上、第5図に示した実施例について説明した。
尚、本発明に用いる発振回路や切替回路は、第2図、第
3図、第6図、第7図に示した回路に限定されるもので
はない。
例えば、第2図の発振回路の直流電流源105およびバ
イアス回路109と、第3図の切替回路の直流電流源2
12およびバイアス回路214とに、電流可変機能およ
び消費電流可変機能をもたせることにより、夫々第5図
の実施例の発振回路と切替回路に用いることができる。
逆に、第6図の発振回路の直流電流源11B、124.
125およびバイアス回路119と、第7図の切替回路
の直流電流源222.223との、電流可変機能および
消費電流可変機能を省略することにより、夫々第1図の
発振回路と切替回路に用いることができる。
また、発振回路としては、特願昭63−45886号の
特許出願に示されたような各種の発振回路も用いること
ができる。
以上を要するに、発振回路、切替回路等の各回路は、本
発明に必要な機能が得られる回路であれば、どのような
回路でも良い。
さらに、第5図の実施例については、電力制御機能即ち
電力制御回路27を省略することもできる。この場合、
その他の各回路も消費電流調整機能、出力信号調整機能
を省略する。また、切替回路25の出力で必要な電力が
得られる場合には、電力増幅回路26を省略できる。
以上、説明した実施例およびその変形例では、弾性表面
波共振子は同一の圧電基板上に形成するものとして説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同一
の材質であれば、個別の複数の圧電基板上に形成しても
かまわない。
また、上述実施例および変形例では発振回路は弾性表面
波共振子を用いて発振させたが、これに限定されるもの
では無く、例えば弾性表面波フィルタ、弾性表面波デイ
レイ・ライン、水晶共振子、セラミック共振子等を用い
て発振させても良い。
この場合、圧電基板上に形成される電極の形状は夫々に
設計される。この場合でも、複数の上記素子を同一の圧
電基板上に形成してもよいし、同一材質であれば個別の
圧電基板上に形成してもよい。
また、半導体集積回路基板には発振回路と切替回路以外
の回路、例えば入出力信号を増幅するための増幅回路や
出力信号をデジタル信号に変換する回路などを形成して
も勿論良い。
以上、本発明の実施例およびその変形例について説明し
たが、要するに本発明は、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々に変形して実施することができる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明の変調器によれば、出力され
る信号の複数の周波数を任意に設定でき、その周波数の
間隔を大量生産時にも無調整で一定に保てる。そして、
デジタル変調信号のビット・レートが高くても使用でき
、出力信号の位相雑音が少なく、温度特性、安定度が良
く、かつ小形なFSK変調器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第2図は
第1図の発振回路の一構成例を示す回路図、第3図は第
1図の切替回路の一構成例を示す回路図、第4図は本発
明の他の実施例を示す回路構成図、第5図は本発明を送
信器に適用した実施例を示す回路構成図、第6図は第2
図の発振回路の変形例を示す回路図、第7図は第5図の
切換回路の一構成例を示す回路図である。 1・・・・・・・・・圧電基板 2、3、10、11、21、22 ・・・・・・弾性表面波共振子 4・・・・・・・・・半導体集積回路基板5.6.12
.13.23.24 ・・・・・・発振回路 7.14.25 ・・・・・・切替回路 8・・・・・・・・・出力端子 9. 15、 ・・・・・・入力端子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)同一の半導体集積回路基板上に複数の発振回路と
    この複数の発振回路からの各出力信号をデジタル変調信
    号に応じて選択出力する切替回路を形成するとともに、
    同一部材の圧電基板上に互いに共振周波数の異なる圧電
    共振子を前記発振回路と同数形成しこの複数の圧電共振
    子と上記複数の発振回路とを一対一に夫々電気的に接続
    して構成したことを特徴とする変調器。
  2. (2)上記請求項1記載の変調器を具備し、切替回路の
    出力側に、この切替回路と同一の半導体集積回路基板上
    に形成される電力増幅回路を接続したことを特徴とする
    送信器。
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