JPH04372246A - ベクトル変調波信号発生装置 - 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】

【産業上の利用分野】本発明は、ベクトル変調された搬
送波信号（以下、ベクトル変調波信号と言う）を校正さ
れたレベルで出力するベクトル変調波信号発生器に関す
る。特に、本発明は、ベクトル変調の１つである１／４
　πシフト差動ＱＰＳＫ変調のように振幅変調を伴う信
号のレベルを校正して出力するのに適する。

【０００２】

【従来技術１】一般的に信号を安定にかつ確実に出力す
る信号発生器において、無変調の正弦波信号或はＦＭ変
調された信号のように振幅の大きさが一定に発生するの
ものについては、自動レベル制御回路（ＡＬＣ）　又は
自動利得制御回路（ＡＧＣ）　と呼ばれる回路（以下、
ＡＬＣ　回路と言う）が使用されていた。その構成例を
図３に示す。図３において、出力信号の大きさを検波器
５２で検出し、比較回路５３が出力信号の大きさと参照
電圧との差分に応じた電圧をレベル可変回路５１に送出
してフィードバックループを構成することによって、該
差分がなくなるように入力信号のレベルを可変せしめる
。したがって、出力信号のレベルは参照電圧によって決
定される（検波器５２の性能にも依存するが、通常、問
題にならない程度の一定な性能を有するものが使用され
る）。また、ＡＬＣ　回路は、例え入力信号のレベル変
動が生じても参照電圧が変わらない限り、出力信号のレ
ベルを一定に維持する。

【０００３】しかし、ＡＬＣ　回路に入力される信号が
、所望の振幅変動分を有するように振幅変調された入力
信号の場合には、ＡＬＣ　回路はその所望の振幅変動分
も圧縮してしまうので、使用が困難であった。

【０００４】

【従来技術２】ベクトル変調器そのものを校正するもの
として、特開昭６３ー１１９３３９　号に記載されてい
る技術があった。この技術の概略構成を図４に示す。図
４においてまずベクトル変調器１００　の概要を説明す
る。パワーデバイダ１０１は、入力される搬送波信号を
位相がほぼ９０度異なる２つの信号、つまりＩチャンネ
ル信号（同位相成分）とＱチャンネル信号（直交成分）
とに分岐して出力する。移相器１０２　及び移相器１０
３　は、互いのチャンネルの信号間の位相が正確に直交
するように位相を調整するためのものである。第１周波
数ミキサ１０４　及び第１周波数ミキサ１０５　は、そ
れぞれに入力されるＩチャンネル信号及びＱチャンネル
信号をＩ変調信号及びＱ変調信号によりミキシングして
出力する。ミキシングされたＩチャンネル信号及びＱチ
ャンネル信号は、パワーコンバイン１０６によって１つ
の信号として合成されて出力される。

【０００５】この特開昭６３ー１１９３３９　号記載の
技術は、パワーコンバイン１０６　の出力に接続された
スカラ検出器１０７　でえられるデータに基づいて、上
記ベクトル変調器１００　の直交性、変調信号のバラン
ス等をＩ及びＱの各チャンネル毎に、校正しようとする
ものである。

【０００６】例えば直交性は、スイッチ１１２　及び１
１３　を端子ｂ側に設定したとき、直交校正用ＤＣ電源
１１４　及び１１５　の各電源から出力される電圧の正
，負の組合せに対応するスカラ検出器１０７　の各測定
値が所定値になるように、移相器１０２　又は１０３　
を調整することによって達成される。変調信号のバラン
スは、バランス校正用信号源１１６からの信号又は直交
校正用ＤＣ電源１１４若くは１１５の各電源からの電圧
を交互に第１周波数ミキサ１０４　又は第２周波数ミキ
サ１０５に入力させ、それらの各場合においてスカラ検
出器１０７　が測定する値が同じになるように、可変減
衰器１１０又は１１１　を調整することによって達成さ
れるというものである。

【０００７】このようにして複数の調整項目を遂行した
後には、実際にベクトル変調器１００の直交性が良くな
り、それより出力される信号の振幅も校正されたものと
なることが言える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術１では、
振幅変調された信号を入力信号とした場合、所望の振幅
も圧縮されてしまう問題があった。

【０００９】上記従来技術２では、出力信号の振幅も校
正できるものと言える。しかし、図４において、パワー
コンバイン１０６　等（Ｉ及びＱの個別のチャンネル信
号が合成されて通過する回路）での温度変化によるレベ
ル変動及び周波数変化させた場合のレベル変動（以下、
周波数レベル特性と言う）などによる絶対的なレベル変
動（Ｉ及びＱの各チャンネルで個別に生じる変動ではな
く、各チャンネルの信号が共通として生ずる変動）に際
しても、その都度、Ｉ及びＱの各チャンネル毎に校正す
る必要があるが、その手順が複雑すぎて不便である。

【００１０】特に、広い周波数範囲にわたって汎用的な
信号発生器として使うために、図４の搬送波信号の周波
数を可変した場合、或はパワーコンバイン１０６　の後
に増幅器、周波数変換器等の回路を挿入した場合、それ
らの回路の周波数レベル特性、利得の温度による変化や
経年変化による絶対的なレベル変動が生じたとき、上記
のような校正方法でではその不便さは著しい。また、こ
のような絶対的なレベル変動を各チャンネル毎の校正に
含ませるとすれば、その分、各チャンネルの構成要素の
ダイナミックレンジが要求されるなどの問題もある。

【００１１】そこで、本発明では、ベクトル変調器自身
の直交性等を対象とした校正とベクトル変調された信号
の総合的な絶対的なレベル変動を対象とした校正とを分
離して考え、前者を他の手段に任せ、後者の手段を提供
するものである。つまり、本発明の目的は、振幅変調を
伴う信号を安定に、精度よく校正して出力できるベクト
ル変調波信号発生器を供給することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、主として、変
調部、レベル可変回路及びループ形成手段の各要部から
なる。これらの要部は、切替手段によって、校正を目的
とした校正状態とその校正に基づいて所定レベルの変調
波信号を出力して試験可能な試験状態に切り替えられる
。以下、これら２つの状態に分けて手段を説明する。

【００１３】イ）校正状態 変調部は、無変調の搬送波信号をレベル可変回路に出力
する。ループ形成手段は、フィードバックループを閉成
して、レベル可変回路に対して、レベル可変回路の出力
が一定になるように入力の搬送波信号のレベルを制御し
て出力せしめる。また、ループ形成手段は、レベル可変
回路の出力が一定になったときにレベル可変回路を制御
している値を記憶する。

【００１４】ロ）試験状態 変調部は、搬送波信号に所望のベクトル変調を行った変
調波信号を出力する。ループ形成手段は、フィードバッ
クループを開放にし、前記校正状態で記憶した制御信号
の値をレベル可変回路に印加してレベル可変回路の利得
（入力信号レベル対出力信号レベル）を校正状態と同一
になるようにする。したがって、試験状態ではレベルの
校正された変調波信号が出力される。

【００１５】なお、ループ形成手段の好ましい具体例と
しては、出力の搬送波信号のレベルを検波し検波信号を
出力する検波器、参照電圧を出力する参照電圧発生器、
検波信号と参照電圧とを比較増幅して出力する比較器、
比較器の出力の値を記憶する記憶部、及び切替手段によ
って切り替えられ校正状態のときは比較器の出力をレベ
ル可変回路に送出し試験状態では記憶部の値をレベル可
変回路に送出するループ開閉部とで構成される。

【００１６】

【作用】試験状態におけるレベル可変回路に加える制御
信号の値を、フィードバックループを閉成した校正状態
における制御信号の値と同一にすることによって、校正
状態において搬送波信号のレベルと同一レベルの変調波
信号出力が得られる。

【００１７】

【第１実施例】本発明の、一実施例の構成を図１に示す
。変調部１は、変調器１１、搬送波信号源１２、スイッ
チ１３、校正電圧発生器１４及び変調信号発生部１５か
らなる。また、変調部１は、試験状態と構成状態を有す
る。それらの状態は切替手段としての制御部５に駆動さ
れるスイッチ１３によって切り替えられる。スイッチ１
３が、端子ａ側に設定されているときが試験状態で、端
子ｂ側に設定されているときが校正状態である。

【００１８】変調器１１は、例えば従来技術の項で説明
した図４のベクトル変調器１００　の構成がそのまま使
用できる。この変調器１１は、試験状態の場合、搬送波
信号源１２からの無変調の搬送波信号を同相成分（Ｉ）
及び直交成分（Ｑ）に分岐し、それぞれの成分を変調信
号発生部１５からの変調信号Ｉ及び変調信号Ｑによって
ミキシングした後、再び合成して所望の変調波信号とし
て出力する。校正状態の場合は、変調器１１は、メモリ
１４ａからのデータに基づいてＤ／Ａ　変換器１４ｂ及
びＤ／Ａ　変換器１４ｃが出力する電圧Ｉ及び電圧Ｑに
対応したレベルの無変調の搬送波信号（以下、単に搬送
波信号と言う）を出力する。

【００１９】なお、メモリ１４ａ、Ｄ／Ａ　変換器１４
ｂ及びＤ／Ａ　変換器１４ｃは、校正電圧発生部１４を
構成している。変調信号発生部１５は、低周波の信号を
発生し、その周波数及びレベルを制御可能にされている
。

【００２０】レベル可変回路２は、制御信号によってそ
の利得、つまり入力信号レベル対出力信号レベルの比を
可変できるものである。この例では、高周波用ダイオー
ドを組み合わせてそのバイアス電圧を制御することによ
って、入力される上記変調波信号又は搬送波信号を減衰
して出力する。他に、高周波トランジスタからなる増幅
器のバイアス電圧を制御することによって利得を可変す
る構成にもできる。

【００２１】ループ形成手段３は、検波器３１、参照電
圧発生部３２、比較器３３及びループ開閉部３４からな
る。検波器３１は、例えば、高周波検波用のダイオード
と検波後の高周波成分を減衰させるフィルタで構成され
る。比較器３３は、差動増幅器などで構成され、検波器
３１からの検波電圧と参照電圧発生部３２からの参照電
圧との差分を増幅して出力する。

【００２２】ループ開閉部３４は、この例では、スイッ
チ３４ａ、Ａ／Ｄ変換器３４ｂ，ラッチ３４ｃ，メモリ
３４ｄ及びＤ／Ａ　変換器３４ｅからなる。スイッチ３
４ａは、制御部５によって制御され、試験状態のとき端
子ａ側に設定され校正状態のとき端子ｂ側に設定される
。そして、校正状態のときに比較器３３の出力をレベル
可変回路２の制御端子へ送出してフィードバックループ
を構成させる。試験状態のときはフィードバックループ
を開放にし、メモリ３４ｄが記憶する値に応じてＤ／Ａ
　変換器３４ｅが出力する電圧をレベル可変回路２へ送
出する。

【００２３】ラッチ３４ｃ及びメモリ３４ｄは、校正状
態のときにフィードバックループによって増幅器４の出
力が一定の出力になったとき、制御部５に制御されて比
較器３３の出力電圧の値をラッチして記憶する。

【００２４】制御部５は、上記のように変調部１及びル
ープ形成手段３を校正状態又は試験状態に切り替えると
ともに、そのほか、メモリ１４ａ及びメモリ３４ｄの読
み書き、変調信号発生部１５への出力周波数及びレベル
の設定等の制御をスケジュウリングして行う。校正は、
表面パネルからのＣＡＬ設定情報を基にスタートできる
。そのほか、電源ＯＮのタイミングや又はパネルにおい
て変調機能を選択設定するときの情報を基にスタートで
きるようにしてもよい。

【００２５】以下、一連の動作を説明する。 ■校正スタート 制御部５は、表面パネルからＣＡＬ設定情報を受けた後
、スイッチ１３を端子ｂ側に設定し、メモリ１４ａに所
定の値を指定することによって校正電圧発生部１４にそ
の所定の値の電圧Ｉ及び電圧Ｑを出力せしめる。変調器
１１は、電圧Ｉ及び電圧Ｑにしたがったレベルの搬送波
信号を出力する。

【００２６】また、制御部５は、スイッチ３４ａを端子
ｂ側に設定してループ形成手段３にフィードバックルー
プを構成せしめる。これで、変調部１及びループ形成部
３は校正状態となる。

【００２７】■レベル可変回路２の制御電圧の取得校正
状態では、レベル可変回路２、増幅器４、検波器３１、
参照電圧発生部３２、比較器３３及びスイッチ３４ａは
、従来技術で説明したところのＡＬＣ　回路を構成した
ことになる。したがって、ＡＬＣ　回路の動作が安定し
たときには、増幅器４の出力レベルは、参照電圧で決ま
る値になる。

【００２８】制御部３は、ラッチ３４ｃ及びメモリ３４
ｄにＡＬＣ　回路の動作が安定になったときに、比較器
３３が出力するレベル可変回路２への制御電圧を記憶さ
せ保持せしめる。

【００２９】なお、ＡＬＣ回路の動作が安定したときの
タイミングは、ＡＬＣ回路のループ応答時間は固定的で
あるから設計上既知である。そこで、制御部５は、校正
スタート時からそのループ応答時間までの時間を見計ら
って、その時間経過後にメモリ３４ｄに制御電圧を記憶
させるようできる。また、ＡＬＣ　回路にＡＬＣ　回路
の動作が安定した時を検出する回路を付加して、その回
路からのタイミングで上記動作を行わせるようにしても
よい。

【００３０】■試験状態の設定 制御部５は、比較器３３の出力する制御電圧をメモリ３
４に記憶せした後、スイッチ１３を端子ａ側に設定する
とともに、変調信号発生部１５に対して所定レベルの所
望の周波数の変調信号Ｉ及び変調信号Ｑを出力せしめる
。変調器１は、変調信号Ｉ及び変調信号Ｑで変調を受け
た変調波信号を出力する。

【００３１】このとき、変調信号発生部１５に対して出
力せしめる所定レベルとは、変調器１が校正時に出力す
る搬送波信号のレベルと、試験時の変調波信号レベルが
同一になるような変調信号発生部１５の出力レベルであ
る。このようなレベルは、予め変調器１の特性は完成し
ている時点で分かっているので、その特性に基づいて設
定できる。

【００３２】さらに、制御部５は、スイッチ３４を端子
ａ側に設定し、メモリ３４に記憶させた制御電圧を読み
だし、レベル可変回路２の制御端子へ送出する。

【００３３】■試験状態の変調波信号の出力レベル試験
状態においても校正状態においても、レベル可変回路２
の入力レベル及びレベル可変回路２の制御電圧が同一で
あるから、　　試験状態における変調波信号の出力レベ
ルは、校正状態の搬送波信号の出力レベルと同一になる
。

【００３４】本発明によれば、外部温度の変化等により
変調波信号のレベルが変化したとき、上記■から■まで
の動作を行わせることにより、校正されたレベルの変調
波信号が得られる。

【００３５】

【第２実施例】第２実施例は、第１実施例における搬送
波信号源の出力周波数を可変して、変調波信号を広帯域
な周波数にわたって出力しようとするものである。第２
実施例の構成では、搬送波信号源１２の出力する搬送波
信号の周波数が可変制御される構成、例えば、周波数シ
ンセサイザや電圧制御発振器等が用いられる。また、メ
モリ３４ｄが周波数に対応してレベル可変回路２を制御
する制御電圧を記憶できる構成となっている。さらに、
制御部５は、所望の周波数情報を搬送波信号源１２及び
メモリ３４ｄに送出して制御可能にされている。

【００３６】このような構成においては、搬送波信号の
周波数を広帯域にわたって可変すれば、その周波数の変
化に対応して搬送波信号源１２、変調器１１、レベル可
変回路２及び増幅器４のレベル変化（以下、周波数レベ
ル特性という）が現れる。

【００３７】本発明によってこのような周波数レベル特
性を校正する手順を次に説明する。 イ）校正状態 制御部５は、変調部１及びループ形成部３を試験状態に
設定する。そして、第１実施例における■から■の動作
を行わせる。その際、搬送波信号源１２の周波数を周波
数Ｆ１　に設定しそのときの制御電圧Ｌ１　をメモリ３
４ｄに記憶せしめる。この動作を所望の周波数Ｆ２　か
らＦｎ　まで繰り返し行わせ、それらの周波数に対応し
て制御電圧Ｌ２　からＬｎ　をメモリ３４ｄに記憶せし
める。

【００３８】ロ）試験状態 制御部５は、変調部１及びループ形成部３を試験状態に
設定する。そして、第１実施例における■から■の動作
を行わせる。この際、変調波信号の搬送周波数が対象と
する試験周波数になるように搬送波信号源１２に周波数
Ｆｋ　（１≦ｋ　≦ｎ　）を設定し、メモリ３４ｄから
該当する制御電圧Ｌｋを読みだしてレベル可変回路２の
制御端子に設定する。

【００３９】第１及び第２実施例において、無変調の搬
送波信号と変調された変調波信号とでは波形が異なるな
ることから、それらのレベルを同じに校正すると言って
も、ピーク値を同じにするか実効値を同じにするか等の
評価基準のとりかたによって値が変わる。そのため、上
記各実施例においては１装置においては１つの評価基準
を採用する。

【００４０】また、上記各実施例において、参照電圧発
生部３３が出力する参照電圧を可変すれば、いろいろな
レベルで校正できる。

【第３実施例】図１におけるループ形成手段３に含まれ
るループ開閉手段３４の別な実施例である。その構成を
図２に示す。第１実施例との違いは、第１実施例が校正
状態においてアナログ的にフィードバックループを形成
するのに対して、第３実施例ではこれをデジタル的な制
御で達成しようとするものである。

【００４１】図２において、デジタル的にフィードバッ
クループ制御する場合、ループ開閉手段３４は、比較器
３３から出力される制御電圧が一定になるまで複数回レ
ベル可変手段２を制御することになる。この制御の一例
を説明する。

【００４２】例えば、ｎ回目の制御の結果として比較器
３３が出力した制御電圧をメモリ３４ｇに記憶し、次の
ｎ＋１回目の制御の結果として比較器３３が出力した制
御電圧をメモリ３４ｆに記憶する。そして、演算制御部
３４ｈは、メモリ３４ｇの記憶した値とメモリ３４ｆが
記憶した値とを比較して差があれば、その差がなくなる
ようにｎ＋２回目の制御を行うとともに、メモリ３４ｇ
の記憶する値をメモリ３４ｆが記憶した値に更新する。 このようにして、２つのメモリの記憶した値の差がなく
なるまで制御が行われる。演算制御部３４ｈは、メモリ
３４ｇの記憶した値とメモリ３４ｆが記憶した値とに差
がないことを検知したとき、最後にレベル可変手段２を
制御した制御電圧を保持したままの状態を維持する。こ
のとき、ループは開かれたままとなる。この状態で、実
施例１及び２における試験状態に入れる。

【００４３】この第３の実施例では、校正状態において
出力レベルが一定になったことを検知できることから、
校正状態から試験状態への切り替えをこの検知信号を機
に行える。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、変調器を校正状態には搬送波
信号を試験状態では変調波信号を出力するようにし、試
験状態におけるレベル可変回路の制御端子に、ループ形
成手段によってフィードバックループ形成したときと同
一の制御電圧をフィードバックループを開放して与える
構成としたことにより、振幅変調を含む変調波信号を校
正したレベルで出力できる効果がある。したがって、変
調波信号の温度によるレベル変動を校正によって防ぐこ
とができる。

【００４５】また、変調波信号の周波数を広帯域にわた
って可変して出力する場合に生じる周波数特性によるレ
ベル変動も、校正することができる効果がある。

【００４６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す図

【図２】本
発明の第３実施例の構成を示す図

【図３】従来技術１の
構成を示す図

【図４】従来技術２の構成を示す図

【符号の説明】

１　　　　　　　　変調部 ２　　　　　　　　レベル可変回路 ３　　　　　　　　ループ形成手段 ４　　　　　　　　増幅器 ５　　　　　　　　制御部（切替手段）１１　　　　　
　変調器 １２　　　　　　搬送波信号源 １３　　　　　　スイッチ １４　　　　　　校正電圧発生部 １４ａ　　　　メモリ １４ｂ　　　　Ｄ／Ａ　変換器 １４ｃ　　　　Ｄ／Ａ　変換器 １５　　　　　　変調信号発生部 ３１　　　　　　検波器 ３２　　　　　　参照電圧発生部 ３３　　　　　　比較器 ３４　　　　　　ループ開閉部 ３４ａ　　　　スイッチ ３４ｂ　　　　Ａ／Ｄ　変換器 ３４ｃ　　　　ラッチ ３４ｄ　　　　メモリ ３４ｅ　　　　Ｄ／Ａ　変換器 ３４ｆ　　　　メモリ ３４ｇ　　　　メモリ １００　　　　ベクトル変調器 １０１　　　　パワーデバイダ １０２　　　　移相器 １０３　　　　移相器 １０４　　　　第１周波数ミキサ １０５　　　　第２周波数ミキサ １０６　　　　パワーコンバイン １０７　　　　スカラ検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】校正状態と試験状態とを切り替える切替手
   段（５）と、この切替手段で信号出力モードが切り替え
   られ、校正のための無変調の搬送波信号と試験のための
   変調された変調波信号とを選択的に出力する変調部（１
   ）と、この変調部が出力する信号を受け、該信号を制御
   信号により増減して出力するレベル可変回路（２）と、
   前記切替手段によって前記変調部が搬送波信号を出力し
   ているとき、前記レベル可変回路の出力が所定レベルと
   なるようにフィードバックループを閉成するとともに前
   記レベル可変回路の出力が所定レベルとなったときの該
   レベル可変回路を制御する制御信号の値を記憶し、且つ
   、前記切替手段によって前記変調部が変調波信号を出力
   しているときに前記フィードバックループを開放すると
   ともに前記記憶された制御信号の値で前記レベル可変回
   路を制御するループ形成手段（３）とを備えたベクトル
   変調波信号発生装置。 【０００１】