JPH02308643A - ディジタル変調器 - Google Patents

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） 本発明はディジタル・アナログ変調回路を用いたディジ
タル変調器に関する。

（従来の技術） 従来、入力ディジタル信号で搬送波を変調し、ＩＦ帯域
の変調波信号を得る変調器では、アナログ信号処理手法
を用いて信号処理を行なうことが多い。

第８図はこのようなアナログ信号処理手法を用いたディ
ジタル変調器の一例を示すブロック図である。

この図に示すディジタル変調器はディジタル信号入力端
子１０１から人力されたディジタル信号をＤ／Ａ変換し
てアナログ信号を生成するＤ／Ａ変換器１０２と、この
Ｄ／Ａ変換器１０２から出力されるアナログ信号から低
周波成分を通過させるローパスフィルタ１０４と、この
ローパスフィルタ１０４の出力に基づいて基準搬送波発
生器１０６から出力される基準搬送波を変調する乗算器
１０７とを備えている。

そして、ディジタル信号入力端子１０１にディジタル信
号が供給されたとき、このディジタル信号からアナログ
信号を生成するとともに、このアナログ信号に基づいて
基準基準搬送波発生器１０６から出力される基準搬送波
を変調して変調波を生成しこれを次段の回路（図示は省
略する）に供給する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述した従来のディジタル変調器において
は次に述べるような問題があった。

まず、このようなディジタル信号をＤ／Ａ変換器１０２
によってアナログ信号に変換するときに直流オフセット
が生じる。

これによって、本来ならば、Ｄ／Ａ変換器１０２の出力
が“０”を中心とした波形になるものが、Ｄ／Ａ変換器
１０２の特性によりある値を中心とした波形になってし
まい、この直流分によって基準搬送波が余分に変調され
て正しい変調波が得られないという問題があった。

特に、厳しい出力電力制限や帯域制限を持つ伝送路を使
用する通信器では、ディジタル変調器で生じる直流オフ
セット分による変調誤差が大きな問題になっていた。

そこでこのような問題を解決する手段として、第９図に
示すディジタル変調器が開発されている。

この図に示すディジタル変調器はＤ／Ａ変換器１０２と
、ローパスフィルタ１０４との間に直流分カット回路１
０３を介挿したものであり、この直流分カット回路１０
３によってＤ／Ａ変換器１０２の直流オフセット分を除
去する。

しかしながらこのようなディジタル変調器では、直流分
カット回路１０３などの調整を行なわなければならず、
製造時の調整作業が非常に難しく、多くの労力と時間と
を要し、ディジタル変調器の低価格化という要請に適さ
ないという問題があった。

また、このような直流分カット回路１０３に用いられて
いるオペアンプは温度特性を持っているため、回路起動
時の特性と、回路を起動してからある程度時間が経過し
たときの特性とが異なったり、あるいは外気温の変化な
どによっても特性が異なったりする。

そして、これらの変化に応じて直流オフセット分が変化
し、更なる調整が必要となる。

このような、調整をなくすためには、温度特性の優れた
オペアンプが必要なるが、このような特性のオペアンプ
は非常に高価であるため、通常の温度特性を有するオペ
アンプを用いたときにも無調整で直流オフセット分を取
り除くことができるディジタル変調器の開発が強く望ま
れていた。

本発明は上記の事情に鑑み、通常の温度特性を有するオ
ペアンプを使用した場合においても、直流オフセット分
を自動的に除去することができ、これによって回路の低
価格化を達成することができるディジタル変調器を提供
することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明によるディジタル変
調器は、入力されたディジタル信号をＤ／Ａ変換器によ
ってアナログ信号に変換し、このアナログ信号で搬送波
を変調して変調波を得るディジタル変調器において、前
記Ｄ／Ａ変換器の出力を量子化する量子化回路と、この
量子化回路の出力から少びくとも残留直流オフセット成
分の有無ないし極性を検出する残留オフセット検出回路
と、この残留オフセット検出回路の検出結果に基づいて
直流オフセット除去に必要な補正値を算出する補正値算
出回路と、この補正値算出回路によって得られた補正値
を前記Ｄ／Ａ変換器に入力されるディジタル信号から減
算する減算器とを備えたことを特徴としている。

（作用） 上記の構成において、Ｄ／Ａ変換器からアナログ信号が
出力され、これが量子化回路によって量子化されれば、
残留オフセット検出回路によって前記量子化回路の出力
から少なくとも残留直流オフセット成分の有無ないし極
性が検出されるとともに、補正値算出回路によって前記
検出結果から直流オフセット除去に必要な補正値が算出
され、減算器によって前記Ｄ／Ａ変換器に人力されるデ
ィジタル信号から前記補正値か減算される。

（実施例） 第１図は本発明によるディジタル変調器の第１実施例を
示すブロック図である。

この図に示すディジタル変調器は、Ｄ／Ａ変換回路９と
、ローパスフィルタ５と周波数変換回路１８とを備えて
おり、信号入力端子８を介して予め決められたｎビット
のディジタル信号が入力されたとき、このディジタル信
号に対して生成されたアナログ信号を量子化回路によっ
て量子化した値と、入力信号から算出されるところの予
め決められている定数とを比較して直流オフセット補正
量を算出してこれを保持するとともに、以後次のオフセ
ット補正量算出動作までの間、この直流オフセット補正
量に基づいてアナログ信号の直流オフセット分を補正し
ながら信号入力端子８を介して入力されたディジタル信
号に基づいて得られるアナログ信号で基準搬送波を変調
して変調波を生成しこれを次段回路（図示は省略する）
に供給する。

Ｄ／Ａ変換回路９は減算器１と、Ｄ／Ａ変換器２と、オ
ペアンプ３と、オフセット量算出部４とを備えており、
信号入力端子８を介して予め決められたｎビットのディ
ジタル信号が入力されたとき、このディジタル信号に対
して生成されたアナログ信号を量子化回路１０によって
量子化した値と、人力信号によって予め決められている
定数とを比較して直流オフセット補正量を算出してこれ
を保持するとともに、以後次のオフセット補正量算出動
作までの間、この直流オフセット補正量に基づいてアナ
ログ信号の直流オフセット分を補正する。

減算器１は前記信号入力端子８を介して入力されたディ
ジタル信号とオフセット量算出部４から供給されるオフ
セット補正量との差を算出してこれをＤ／Ａ変換器２に
供給する。

Ｄ／Ａ変換器２は前記減算器１の出力をＤ／Ａ変換して
アナログ信号を生成しこれをオペアンプ３に供給する。

オペアンプ３は外付は抵抗などにより予め大まかな調整
をされており、前記Ｄ／Ａ変換器２からアナログ信号が
出力されたときこのアナログ信号の直流オフセット分を
小さくしてオフセット量算出部４と、ローパスフィルタ
５とに１共給する。

オフセット量算出部４は量子化回路１０と、定数回路１
１と、減算器１２と、スイッチ１３と、スイッチ制御回
路１４と、積分器１５とを備えており、オフセット補正
量算出指令が入力される毎に、前記オペアンプ３から出
力されるアナログ信号を量子化した値と定数回路１１に
設定されている定数とを比較してオフセット補正量を算
出しこれを保持するとともに、これを前記減算器１に供
給する。

量子化回路］０は前記オペアンプ３から出力されるアナ
ログ信号を取り込むとともに、これをＡ／Ｄ変換して減
算器１２に供給する。

また、定数回路１１は予め決められた定数が格納されて
おり、この定数を前記減算器コ−２に供給する。

減算器１２は前記定数回路１】から供給される定数と、
前記量子化回路１０から出力されるディジタル信号との
差（残留オフセット分）を求めるとともに、スイッチ１
３が閉じているときこの残留オフセット分を積分器１５
に供給する。

積分器１５は加算器１６と、遅延回路１７とを備えてお
り、前記スイッチ１３を介して供給された残留オフセッ
ト分と遅延回路１７の出力信号とに基づいて積分動作を
行ないながら前記出力信号をスイッチ制御回路１４と、
前記減算器１とに供給する。この後、前記スイッチ１３
が開かれたとき、最後に得られた値を保持するとともに
、これをオフセット補正量として前記減算器１に供給す
る。

またスイッチ制御回路１４はオフセット補正量算出指令
が人力されたとき前記スイッチ１３を閉じ、この後前記
積分器１５から出力されるディジタル信号の値が変化し
なくなったときオフセット補正量算出動作が完了したと
判断して前記スイッチ１３を開状態にするとともに、デ
ータ送信可能となったことを示すレディ信号を発生して
これを回路各部に供給する。

ローパスフィルタ５は前記オペアンプ３から出力される
アナログ信号の低周波成分を除去してこれを乗算器７に
供給する。

また、周波数変換回路１８は基準搬送波発生器６と、乗
算器７とを備えており、前記Ｄ／Ａ変換回路９からアナ
ログ信号が供給されたときこのアナログ信号に対応した
変調波を生成しこれを前記次段回路に供給する。

基準搬送波発生器６は予め設定された周波数の基準搬送
波を発生するように構成されており、発生した基準搬送
波を乗算器７に供給する。

乗算器７は前記ローパスフィルタ５から出力されるアナ
ログ信号に基づいて前記基準搬送波発生器６から出力さ
れる基準搬送波を変調して変調波を生成しこれを前記次
段回路に供給する。

このようにこの実施例においては、予め決められたｎビ
ットのディジタル信号が入力されたとき、このディジタ
ル信号に対して生成されたアナログ信号を量子化した値
と、人力信号によって決定する予め決められている定数
とを比較して直流オフセット補正量を算出してこの直流
オフセット補正量に基づいてアナログ信号生成時の直流
オフセット分を取り除くようにしているので、信号入力
端子８を介して入力されたディジタル信号に対応する直
流オフセットのないアナログ信号を生成することができ
るとともに、このアナログ信号で基準搬送波を変調して
誤差を含まない正確な変調波を得ることができる。

第２図は本発明によるディジタル変調器の第２実施例を
示すブロック図である。

この図に示すディジタル変調器が第１図に示すものと異
なる点は、量子化回路１０と、定数回路１１と、減算器
１２とから構成される残留オフセット分算出回路に代え
て１ビット量子化回路２０を用いたことである。

この場合、前記１ビット量子化回路２０は量子化時のし
きい値が“０“に設定されており、オペアンプ３から出
力されるアナログ信号の値が“０”よりも大きいとき“
＋１“の信号を発生し、また前記アナログ信号の値が“
０”よりも小さいとき“−１”の信号を発生する。

そして、このディジタル変調器においては、次に述べる
ようにしてオフセット補正量を算出する。

まず、オフセット補正量算出指令が出力されれば、これ
に対応してスイッチ制御回路１４はスイッチ１３を閉状
態にする。

この後、信号入力端子８に対して予め決められたｎビッ
トの全てのビットが“０”となったディジタル信号が人
力される。

このとき、Ｄ／Ａ変換器からの出力が直流オフセットを
含み、ことによりオペアンプ３から出力されるアナログ
信号の値が“０”よりも大きければ、１ビット量子化回
路２０は“＋１“の信号を発生し、また前記アナログ信
号の値が“０”よりも小さいければ、量子化回路２０は
“−１”の信号を発生し、これをスイッチ１３を介して
積分器１５に供給して積分させる。

そして、このオフセット量算出部４ａから出力されてい
るオフセット補正量が減算器１２によって入力信号から
減じられる。以上の操作がオペアンプ３から出力される
アナログ信号の値が“０“になるまで繰り返えされ積分
器１５の出力が安定すれば、スイッチ制御回路１４がこ
れを検知してスイッチ１３を開状態にして積分器１５か
ら出力されるオフセット補正量の値を固定させるととも
に、データ送信可能となったことを示すレディ信号を発
生してこれを回路各部に供給する。

これによって、オフセット量算出が終了し、デ−夕の送
信が開始される。

このようにこの実施例においては、１ビット量子化回路
２０を用いて残留オフセット分の有無および極性を判定
し、この判定結果に基づいて積分器１５から出力される
オフセット補正量を修正するようにしているので、部品
点数を少なくしながらオフセット補正量の修正を行なう
ことができる。

第３図は本発明によるディジタル変調器の第３実施例を
示すブロック図である。

この図に示すディジタル変調器が第１図に示すものと異
なる点は、積分器１５から出力されるオフセット補正量
を記憶するメモリ２１と、複数のスイッチ２２ａ〜２２
ｄとを設けるとともに、スイッチ１３を省略したことで
ある。

そして、このディジタル変調器においては、次に述べる
ようにしてオフセット補正量を算出する。

まず、オフセット補正量算出指令が出力されれば、スイ
ッチ制御回路１４ｃはスイッチ２２ｂ１２２ｄを閉状態
にするとともに、スイッチ２２ａ１２２ｃを開状態にす
る。

この後、信号入力端子８に予め決められているｎビット
のディジタル信号が入力される。

これによって、上述した第１実施例と同様な動作が行わ
れて、オペアンプ３から出力されるアナログ信号の残留
オフセット分が“０”になるまで積分器１５から出力さ
れるオフセット補正量の修正が行われる。

そして、積分器１５から出力されるオフセット補正量の
値が変化しなくなれば、スイッチ制御回路１４ｃがこれ
を検知してスイッチ２２ｂ、２２ｄを開状態にするとと
もに、スイッチ２２ｃを閉状態にし、更にこのときデー
タ送信可能となったことを示すレディ信号を発生してこ
れを回路各部に供給する。

これによって、積分器１５から出力されていたオフセッ
ト補正量の最終値がメモリ２１に記憶されるとともに、
この最終値がオフセット補正量として減算器１に供給さ
れ、次のオフセット補正量算出動作まで、このオフセッ
ト補正量で信号入力端子８に入力されるディジタル信号
に対応して生成されるアナログ信号のオフセット分が補
正される。

、この後、次のオフセット補正量算出指令が入力された
ときには、スイッチ制御回路１４ｃはまず、スイッチ２
２ａを閉状、聾にして前回のオフセット補正量を積分器
１５にセットする。

次いで、上述した動作と同じ動作が繰り返されてメモリ
２１に今回得られたオフセット補正量が記憶されるとと
もに、次のオフセット補正量算出時までこのオフセット
補正量に基づいてオペアンプ３から出力されるアナログ
信号のオフセット分が補正される。

このようにこの実施例においては、オフセット補正量算
出動作によって得られたオフセット補正量をメモリ２１
に記憶させて、次のオフセット補正量算出動作までの間
、メモリ２１に記憶されているオフセット補正量を使用
してオペアンプ３から出力されるアナログ信号のオフセ
ット分を補償するようにしたので、データ送信中、量子
化回路１０やｌｔ４算器１２、積分器１５の動作を停止
させることかできる。

第４図は本発明によるディジタル変調器の第４実施例を
示すブロック図である。

この図に示すディジタル変調器が第１図に示すものと異
なる点は、ＲＯＭ２３と、このＲＯＭ２３と積分器１５
とを接続するスイッチ２４とを設けたことである。

そして、このディジタル変調器においては、製造時など
において、信号入力端子８を介して予め決められたｎビ
ットのディジタル信号を入力し、このディジタル信号に
対して生成されたアナログ信号と、予め決められている
定数とを比較して直流オフセット補正量が得られたとき
、スイッチ制御回路１４ｄによってこれを検知させてス
イッチ２４を閉じさせ、ＲＯＭ２３に前記直流オフセッ
ト補正量を書き込ませる。

そして、ディジタル変調器の使用時において、オフセッ
ト補正量の修正が必要なときには、オフセット補正量算
出指令によってスイッチ制御回路１４ｄを動作させてス
イッチ２４を閉状態にし、ＲＯＭ２３に格納されている
オフセット補正量を初期値として積分器１５に供給して
この後スイッチ制御回路１４ｄによってスイッチ１３を
閉状態にさせるとともに、信号入力端子８に予め決めら
れているｎビットのディジタル信号を入力させる。

これによって、オペアンプ３から出力されるアナログ信
号の残留オフセット分に基づいて積分器１５から出力さ
れるオフセット補正量が修正され、この修正動作が完了
したとき、スイッチ制御回路１４によってこれが検知さ
れてスイッチ１３が開かれるとともに、データ送信可能
となったことを示すレディ信号が出力されてこれが回路
各部に供給される。

この後、次のオフセット補正量算出時までこのオフセッ
ト補正量に基づいてオペアンプ３から出力されるアナロ
グ信号のオフセット分が補正される。

このようにこの実施例においては、ディジタル変調器の
製造時に回路のオフセット補正量算出動作を行ない、こ
れによって得られたオフセット補正量をＲＯＭ２３に書
き込んで、使用時においてオフセット補正量の修正が必
要なときＲＯＭ２Ｂに格納されているオフセット補正量
を積分器１５に初期値として与えるようにしたので、積
分器１５から出力されるオフセット補正量を早く収束さ
せることができる。

第５図は本発明によるディジタル変調器の第５実施例を
示すブロック図である。

この図に示すディジタル変調器が第１図に示すものと異
なる点は、書込み可能なＥＥＰＲＯＭ２５と、このＥＥ
ＰＲＯＭ２５と積分器１５とを接続するスイッチ２６と
を設けたことである。

使用中はオフセットが無い状態（オフセット補正値が一
定の状態）であるから、スイッチＯＦＦのときにそのオ
フセット補正値をＥＥＰＲＯＭに注意するだけで良い。

そして、このディジタル変調器においては、スイッチ制
御回路１４ｅを動作させてスイッチ１３を閉状態にさせ
るとともに、信号入力端子８を介して予め決められたｎ
ビットのディジタル信号を入力し、このディジタル信号
に対して生成されたアナログ信号と、予め決められてい
る定数とを比較して直流オフセット補正量を算出させる
。

この後、メインスイッチなどをオフさせる時にスイッチ
制御回路１４ｅによってスイッチ２６を閉じさせ、ＥＥ
ＰＲＯＭ２５に前記直流オフセット補正量を書き込ませ
る。

そして、前記メインスイッチが再度、オンされたとき、
スイッチ制御回路１４ｅを動作させてスイッチ２６を閉
状態にしてＥＥＰＲＯＭ２５に書き込まれている前回の
オフセット補正量を初期値として積分器１５に供給し、
この後スイッチ制御回路１４ｅによってスイッチ１３を
閉状態にさせるとともに、信号入力端子８に予め決めら
れているｎビットのディジタル信号を入力させる。。

これによって、オペアンプ３から出力されるアナログ信
号の残留オフセット分に基づいて積分器１５から出力さ
れるオフセット補正量が修正され、この修正動作が完了
したとき、スイッチ制御回路１４ｅによってこれが検知
されてスイッチ１３が開かれるとともに、データ送信可
能となったことを示すレディ信号が出力されてこれが回
路各部に供給される。

この後、前記メインスイッチがオフされるまでこのオフ
セット補正量に基づいてオペアンプ３から出力されるア
ナログ信号のオフセット分が補正される。

このようにこの実施例においては、メインスイッチなど
をオフするとき、回路のオフセット補正量算出動作を行
ない、これによって得られたオフセット補正量をＥＥＰ
ＲＯＭ２５に書き込んで、前記メインスイッチがオンさ
れるときＥＥＰＲＯＭ２５に格納されているオフセット
補正量を積分器１５に初期値として与えるようにしたの
で、積分器１５から出力されるオフセット補正量を早く
収束させることができる。

これによって、ディジタル変調器の製造時に回路のオフ
セット補正量算出作業を行なうことなく上述した第４実
施例と同様な効果を得ることができるとともに、素子の
温度特性の変化などの理由て季節毎に残留オフセット量
が変化した場合にも、積分器１５を早く収束させてその
ときの残留オフセット量に対応したオフセット補正量を
即座に算出させることができる。

第６図は本発明によるディジタル変調器の第６実施例を
示すブロック図である。

この図に示すディジタル変調器が第１図に示すものと異
なる点は、オペアンプ３を省略してＤ／Ａ変換器２の出
力を直接、オフセ・ソト量算出部４ｆの量子化回路１０
と、ローパスフィルタ５とに供給するようにしたことで
ある。

このようにしても、Ｄ／Ａ変換器２から出力されるアナ
ログ信号のオフセット量が小さい場合、例えば量子化回
路１０の量子化範囲を越えない場合には、第１一実施例
と同様な処理手順でＤ／Ａ変換器２から出力されるアナ
ログ信号のオフセ・ソト分を補正するオフセット補正量
を算出することができる。

また上述した各実施例においては、ロー、＜スフィルタ
５と、基準搬送波発生器６と、乗算器７によってＤ／Ａ
変換回路９の出力に対応した変調波を生成するようにし
ているが、第７図に示す如く上述した各実施例で使用し
たＤ／Ａ変換回路９を２つ用いてこれらの各出力を変調
回路３０によって直交変調するようにしても良い。

この場合、変調回路３０は基準搬送波を発生する１つの
基準搬送波発生器３１と、ローパスフィルタ２８から出
力されるアナログ信号に基づいて前記基準搬送波発生器
３１から出力される基準搬送波を変調して■チャネル側
の変調波を生成する乗算器３２と、前記基準搬送波発生
器３１から出力される基準搬送波の位相を９０度ずらす
９０度移相器３３と、ローパスフィルタ２９から出力さ
れるアナログ信号に基づいて前記９０度移相器３３から
出力される基準搬送波を変調してＱチャネル側の変調波
を生成する乗算器３４と、これら各乗算器３２．３４か
ら出力される各変調波を合成する乗算器３５とを備えて
いる。

そして、各Ｄ／Ａ変換回路９に送信対象となるデータが
入力されたとき、変調回路３０によってこれらに対応し
たＩチャネル側の変調波と、Ｑチャネル側の変調波とを
生成するとともに、これらを合成して直交変調波を生成
しこれを次段回路に供給する。

このように上述した各実施例においては、ディジタル信
号からアナログ信号を生成するときに発生する残留オフ
セット量を測定し、この残留オフセットを取り除くのに
必要なオフセット補正量を算出して、このオフセット補
正量を用いてアナログ信号から残留オフセットを取り除
くようにしたので、通常の温度特性を有するオペアンプ
３を使用した場合においても、残留オフセ・ソトを自動
的に除去することができ、これによって回路の低価格化
を達成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、通常の温度特性を
有するオペアンプを使用した場合においても、直流オフ
セット分を自動的に除去することができ、これによって
回路の低価格化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディジタル変調器の第１実施例を
示すブロック図、第２図は本発明によるディジタル変調
器の第２実施例を示すブロック図、第３図は本発明によ
るディジタル変調器の第３実施例を示すブロック図、第
４図は本発明によるディジタル変調器の第４実施例を示
すブロック図、第５図は本発明によるディジタル変調器
の第５実施例を示すブロック図、第６図は本発明による
ディジタル変調器の第６実施例を示すブロック図、第７
図は本発明によるディジタル変調器の第７実施例を示す
ブロック図、第８図は従来から知られているディジタル
変調器の一例を示すブロック図、第９図は従来から知ら
れているディジタル変調器の他の一例を示すブロック図
である。 １・・・減算器 ２・・・Ｄ／Ａ変換器 １０・・・量子化回路 １２・・・残留オフセット検出回路（減算器）１５・・
・補正値算出回路、累積加算器（積分器）１８・・・周
波数変換回路 ２０・・・１ビット量子化回路 ２１・・・記憶回路（メモリ） ２３・・・記憶回路（ＲＯＭ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力されたディジタル信号をＤ／Ａ変換器によっ
   てアナログ信号に変換し、このアナログ信号で搬送波を
   変調して変調波を得るディジタル変調器において、 前記Ｄ／Ａ変換器の出力を量子化する量子化回路と、 この量子化回路の出力から少なくとも残留直流オフセッ
   ト成分の有無ないし極性を検出する残留オフセット検出
   回路と、 この残留オフセット検出回路の検出結果に基づいて直流
   オフセット除去に必要な補正値を算出する補正値算出回
   路と、 この補正値算出回路によって得られた補正値を前記Ｄ／
   Ａ変換器に入力されるディジタル信号から減算する減算
   器と、 を備えたことを特徴とするディジタル変調器。
2. （２）前記残留オフセット検出回路として１ビット量子
   化回路を用い、前記補正値算出回路として前記１ビット
   量子化回路の出力を累積加算して補正値を算出する累積
   加算器を用いた請求項１記載のディジタル変調器。
3. （３）予め入力されている補正値を初期値として前記補
   正値算出回路に与える記憶回路を持つ請求項１または２
   記載のディジタル変調器。