JPH0583306A - デイジタル直交形変調器 - Google Patents

デイジタル直交形変調器

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JPH0583306A
JPH0583306A JP24587091A JP24587091A JPH0583306A JP H0583306 A JPH0583306 A JP H0583306A JP 24587091 A JP24587091 A JP 24587091A JP 24587091 A JP24587091 A JP 24587091A JP H0583306 A JPH0583306 A JP H0583306A
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敬介 野田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アナログスイッチや可変抵抗器を用いること
なく簡単な構成で定振幅性及び狭帯域性等の面で優れた
変調出力を得られるようにする。 【構成】 被変調信号生成回路50により入力データ信
号からディジタル化された被変調信号を生成し、その被
変調信号と搬送波信号をディジタル化した信号とを加算
回路57で加算する。そして、この加算回路の出力信号
を位相・SIN波形変換回路58に入力し、位相データ
に対応したディジタル値のSIN波形データを得る。し
かして、このSIN波形データをディジタル・アナログ
変換回路59でアナログ信号に変換して、変調信号を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタル伝送
方式が導入された移動通信で利用されるディジタル直交
形変調器に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のディジタル直交形変調器の
基本構成を示すブロック図である。この直交形変調器
は、被変調波の複素包絡線の実部と虚部の波形をディジ
タル信号処理によって発生させる波形生成部1と、搬送
波をもとに被変調波の同相成分と直交成分を発生させそ
れらを合成する直交変調部2とで構成される。
【0003】前記波形生成部1は、標準化クロック信号
CKをカウントして分周するカウンタ11、NRZ(ノ
ン・リターン・ツー・ゼロ)符号の入力データ信号Tx
Dをデータ入力Dとし前記カウンタ11により分周され
たデータ送信クロック信号TxCをクロック入力Cとす
るシフトレジスタ12、このシフトレジスタ12の出力
データ信号Kを入力とするガウス形ディジタル低域通過
フィルタ(LPF:ローパスフィルタ)13、この低域
通過フィルタ13の出力データ信号Lを一方の入力とし
他方の入力信号と加算する加算回路14、この加算回路
14の出力データ信号pを当該加算回路14の他方の入
力に帰還させる利得制御回路15、前記加算回路14の
出力データ信号pを入力とし位相データをSIN波形デ
ータに変換する位相・SIN波形変換回路16A、この
変換回路16Aより出力されるディジタル化された波形
データ信号Wをアナログ信号に変換するディジタル・ア
ナログ変換回路17A、この変換回路17Aから出力さ
れるアナログ信号を入力とするアナログ低域通過フィル
タ18A、前記加算回路14の出力データ信号pを入力
とし位相データをCOS波形データに変換する位相・C
OS波形変換回路16B、この変換回路16Bより出力
されるディジタル化された波形データ信号W′をアナロ
グ信号に変換するディジタル・アナログ変換回路17
B、この変換回路17Bから出力されるアナログ信号を
入力とするアナログ低域通過フィルタ18Bで構成され
る。
【0004】因みに、前記ガウス形ディジタル低域通過
フィルタ13は、前後数ビットの符号間干渉を考慮した
フィルタ応答波形をROM(リード・オンリ・メモリ)
に記憶しておき、入力符号系列に応じて出力するもので
ある。
【0005】同様に、位相・SIN波形変換回路16A
及び位相・COS波形変換回路16BもSIN波形デー
タまたはCOS波形データをROMに記憶しておき、入
力された数ビットの位相データに応じて出力するもので
ある。
【0006】前記直交変調部2は、搬送波信号fcを発
振出力する搬送波発振器21、この発振器21から出力
される搬送波信号fcの位相をπ/2だけずらす移相器
22、この移相器22によって位相がπ/2だけずれた
搬送波信号fcと前記アナログ低域通過フィルタ18A
の出力信号A(=SINφ(t))とを合成する第1の
ミキサ23、前記発振器21から出力される搬送波信号
fcと前記アナログ低域通過フィルタ18Bの出力信号
B(=COSφ(t))とを合成する第2のミキサ2
4、これら第1,第2のミキサ23,24の各出力信号
を重畳する重畳回路25で構成される。(参考文献:
「電子通信学会論文誌」1982年9月号Vol.J65-B N
o.9、発行元「社団法人電子通信学会」の1148頁〜
1155頁参照)
【0007】前記波形生成部1における入力信号Tx
D,TxCと出力信号A(=SINφ(t)),B(=
COSφ(t))の1例を図6に示す。図示するよう
に、NRZ符号の入力データ信号TxDがデータ“0”
または“1”で連続するときは出力信号A,Bの周波数
がデータ送信クロック信号TxCの周波数の1/4とな
っている。この例ではデータ“1”の時に角度が正の方
向に進み、データ“0”の時に角度が負の方向に進んで
いる。また、データ変化時(0→1、1→0)には出力
A,Bが滑らかに変化する。ところで従来、前記直交変
調部2は具体的には図7に示す回路で設計されていた。
なお、この具体的回路において、各点での信号波形を図
8及び図9に示す。
【0008】すなわち、この回路は搬送波信号fcの4
倍の信号をトリガとする第1及び第2のD型フリップフ
ロップ31,32を設け、その第1のフリップフロップ
31のD入力に第2のフリップフロップ32の反転出力
〈Q〉を接続し、第2のフリップフロップ32のD入力
に第1のフリップフロップ32の正転出力Qを接続して
いる。また、第1のフリップフロップ31の正転出力Q
をアナログスイッチ33の切替端子に接続し、反転出力
〈Q〉をアナログスイッチ34の切替端子に接続してい
る。さらに、第2のフリップフロップ32の正転出力Q
をアナログスイッチ35の切替端子に接続し、反転出力
〈Q〉をアナログスイッチ36の切替端子に接続してい
る。
【0009】また、前記アナログスイッチ33と34の
出力端子間に可変抵抗器37を接続し、前記アナログス
イッチ35と36との出力端子間に可変抵抗器38を接
続している。さらに、前記可変抵抗器37と可変抵抗器
38の各可変接点間を別の可変抵抗器39で接続し、こ
の可変抵抗器39の可変接点にアナログ低域通過フィル
タ40を接続している。
【0010】ここに、アナログスイッチ33,34と可
変抵抗器37とで前記第2のミキサ24を構成し、アナ
ログスイッチ35,36と可変抵抗器38とで前記第1
のミキサ23を構成している。また、可変抵抗器39及
びアナログ低域通過フィルタ40とで重畳回路25を構
成している。
【0011】このような回路であれば、図8に示すよう
に第1,第2のフリップフロップ31,32により搬送
波信号fcの4倍の周波数をもつ信号からSIN2πf
cの正相及び逆相とCOS2πfcの正相及び逆相の4
種類の2値化された信号fc1,〈fc1〉,fc2,〈fc
2〉が生成されて、それぞれアナログスイッチ33,3
4,35,36に供給されることになる。
【0012】一方、前記アナログスイッチ33には前記
出力信号COSφ(t)が入力されており、前記アナロ
グスイッチ34には前記出力信号COSφ(t)の逆相
信号〈COSφ(t)〉が入力されている。また、前記
アナログスイッチ35には前記出力信号SINφ(t)
が入力されており、前記アナログスイッチ36には前記
出力信号SINφ(t)の逆相信号〈SINφ(t)〉
が入力されている。
【0013】従って、可変抵抗器37の可変接点には図
9(a)に示す波形の信号S1が生成され、可変抵抗器
38の可変接点には図9(b)に示す波形の信号S2が
生成される。さらに、可変抵抗器39の可変接点には前
記信号S1と前記信号S2とを重畳した信号が生成さ
れ、この信号がアナログ低域通過フィルタ40を通過し
て図9(c)に示す変調出力信号S3となる。ここで、
前記各信号S1〜S3をそれぞれ数式で表わすと次の
(1)〜(3)の各式で表わされる。なお、θ=2πf
cとする。 S1=COSφ(t)×COSθ …(1) S2=SINφ(t)×SINθ …(2) S3=COSφ(t)×COSθ+SINφ(t)×SINθ =COS(θ−φ(t)) …(3) すなわち、上記(3)式から明らかなように変調出力信
号S3は定振幅性を有している。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のデ
ィジタル直交形変調器においては、定振幅性、狭帯域性
等の面で優れた変調出力が得られる反面、直交変調部2
を具体的に設計する場合に多くのアナログスイッチや可
変抵抗器等が必要となり構成が複雑になる上、小型化が
困難であった。また、可変抵抗器の煩雑な調整作業が要
求され面倒であった。
【0015】そこで本発明は、アナログスイッチや可変
抵抗器を用いることなく簡単な構成で定振幅性及び狭帯
域性等の面で優れた変調出力を得ることができ、小型化
が可能でかつ面倒な調整作業も不要となるディジタル直
交形変調器を提供しようとするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力データ信
号からディジタル化された被変調信号を生成する被変調
信号生成手段と、この生成手段により生成された被変調
信号と搬送波信号をディジタル化した信号とを加算する
信号加算手段と、この信号加算手段の出力信号を入力と
し位相データを波形データに変換する位相・波形変換手
段と、この変換手段の出力信号を入力としディジタルデ
ータをアナログ信号に変換するディジタル・アナログ変
換手段とを設け、ディジタル・アナログ変換手段の出力
から変調信号を得るようにしたものである。
【0017】
【作用】このような構成の本発明であれば、入力データ
信号からディジタル化された被変調信号が生成され、こ
のディジタル化された被変調信号と搬送波信号をディジ
タル化した信号とが加算される。そして、この加算結果
に基づく位相データがディジタルな波形データに変換さ
れ、さらにアナログ信号に変換されて、変調信号として
出力される。
【0018】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
【0019】図1は全体構成を示すブロック図で、50
は入力データ信号からディジタル化された被変調信号を
生成する被変調信号生成回路である。この生成回路50
は、標準化クロック信号CKをカウントして分周するカ
ウンタ51、NRZ符号の入力データ信号TxDをデー
タ入力Dとし前記カウンタ51により分周されたデータ
送信クロック信号TxCをクロック入力Cとするシフト
レジスタ52、このシフトレジスタ12の出力データ信
号Kを入力とするガウス形ディジタル低域通過フィルタ
53、この低域通過フィルタ53の出力データ信号Lを
一方の入力とし他方の入力信号と加算する加算回路5
4、この加算回路54の出力データ信号pを当該加算回
路54の他方の入力に帰還させる利得制御回路55で構
成される。
【0020】また、56は搬送波信号fcの2のx乗べ
きの信号をカウントして分周するカウンタ、57は上記
カウンタ56から出力されるxビットの信号cを前記被
変調信号生成回路50における加算回路54から出力さ
れる信号pの上位xビットに加算する加算回路、58は
上記加算回路57の出力信号p′を入力とし位相データ
をSIN波形データに変換する位相・SIN波形変換回
路、59は上記変換回路58の出力信号Wを入力とし、
ディジタルデータをアナログ信号に変換するディジタル
・アナログ変換回路、60は上記変換回路59から出力
されるアナログ信号を入力とするアナログ帯域フィルタ
(BPF:バンドパスフィルタ)である。
【0021】因みに、前記ガウス形ディジタル低域通過
フィルタ53は、前後数ビットの符号間干渉を考慮した
フィルタ応答波形をROMに記憶しておき、入力符号系
列に応じて出力するものである。同様に、位相・SIN
波形変換回路58もSIN波形データをROMに記憶し
ておき、入力された数ビットの位相データに応じて出力
するものである。
【0022】図2は前記位相・SIN波形変換回路58
の周辺回路を具体的に示した図である。ただし説明の便
宜上x=2としており、かつ前記被変調信号生成回路5
0における加算回路54から出力される信号pを9ビッ
ト(p0〜p8)、位相・SIN波形変換回路58の出
力信号Wを8ビット(D0〜D7)としている。
【0023】この場合、搬送波信号fcの4倍の信号が
カウンタ56に入力され、該カウンタ56の出力(C
1,C0)は(0,0)、(0,1)、(1,0)、
(1,1)、(0,0)の順で繰り返される。また加算
回路57では上記カウンタ56の出力(C1,C0)と
加算回路54からの9ビットの出力信号p0〜p8の上
位2ビットp7,p8とが加算される。そして、上記加
算回路57の出力である2ビットが位相・SIN波形変
換回路58の入力端子A7,A8に入力され、他の入力
端子A0〜A6には加算回路54から出力される信号の
上位2ビット以下の下位ビットの信号が入力される。
【0024】上記位相・SIN波形変換回路58には、
図4(a)に示すSIN波形データがROMに記憶され
ている。従って、前記カウンタ56の出力(C1,C
0)が(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,
1)、(0,0)の順で変化すると、位相データA0〜
A8は図4(a)、同図(b)、同図(c)、同図
(d)、同図(a)の順でSIN波形データに変換され
てディジタル出力D0〜D7が得られる。
【0025】こうして、上記位相・SIN波形変換回路
58より出力されるディジタル出力D0〜D7はディジ
タル・アナログ変換回路59に入力されてアナログ信号
に変換される。
【0026】この結果、加算回路54からの9ビットの
出力信号p0〜p8が“0H ”の場合、搬送波信号fc
の1周期の時間内にディジタル・アナログ変換回路59
からは図3(a)に示すアナログ信号が発生する。そし
て、このアナログ信号が帯域フィルタ60を通過するこ
とにより、図3(b)に示すように中心周波数がfcの
FM変調された正弦波信号が得られる。
【0027】ところで、図4(a)、(b)、(c)及
び(d)に示す各SIN波形データY1,Y2,Y3,
Y4を数式で表わすと、次の(4)〜(7)の式で表わ
される。 Y1=SINφ(t) …(4) Y2=SIN(φ(t)+π/2) …(5) Y3=SIN(φ(t)+π) …(6) Y4=SIN(φ(t)+3π/2) …(7)
【0028】一方、図7に示す従来例では搬送波信号f
cを2値化して信号fc1,〈fc1〉,fc2,〈fc2〉を
生成し、それぞれをアナログスイッチ33,34,3
5,36に供給しているため、各タイミングでの加算出
力S3をZ1,Z2,Z3,Z4とすると次の(8)〜
(11)式が成立する。 Z1=COSφ(t)+SINφ(t) =(ルート2)SIN(φ(t)+π/4) (0<θ<π/2) …(8) Z2=−COSφ(t)+SINφ(t) =(ルート2)SIN(φ(t)+3π/4) (π/2<θ<π) …(9) Z3=−COSφ(t)−SINφ(t) =(ルート2)SIN(φ(t)+5π/4) (π<θ<3π/2) …(10) Z4=COSφ(t)−SINφ(t) =(ルート2)SIN(φ(t)+7π/4) (3π/2<θ<2π) …(11) ここで、上記(8)〜(11)式をそれぞれ1/(ルー
ト2)倍し、かつ角度π/4を差引くと、次の(12)
〜(15)式に変換される。 Z1=SINφ(t) (0<θ<π/2) …(12) Z2=SIN(φ(t)+π/2) (π/2<θ<π) …(13) Z3=SIN(φ(t)+π) (π<θ<3π/2) …(14) Z4=SIN(φ(t)+3π/2) (3π/2<θ<2π)…(15) すなわち、この(12)〜(15)式は本実施例の出力
である前記(4)〜(7)式と一致する。
【0029】従って、出力Z1→Z2→Z3→Z4→Z
1の移り変わりによる従来の出力信号と、出力Y1→Y
2→Y3→Y4→Y1の移り変わりによる本実施例の出
力信号とは、振幅及び位相は異なるが、出力される信号
の周波数は同じである。従って、出力信号のFM変調度
は従来と変わりない結果が得られることになる。
【0030】このように本実施例においては、従来の最
終出力信号の前段である図9(a)及び同図(b)まで
の信号をディジタル信号化し、そのディジタル信号をア
ナログ変換して最終出力信号を得るようにしている。従
って、位相・波形データ変換からディジタル・アナログ
変換までを従来は2系統で行う必要があったが、本実施
例では1系統のみによって実現できる。その結果、アナ
ログスイッチや可変抵抗器等の部品を使用することなく
簡単な構成で、定振幅性及び狭帯域性等の面で優れた変
調出力を得ることができ、装置の小型化及び低価格化を
はかり得る。また、可変抵抗器を調整する作業も不要に
なるので、誰もが容易に使用できる利点もある。
【0031】なお、本発明は搬送波信号が標準クロック
信号の2のべき乗である場合には図2に示す構成要素で
対応できるが、搬送波信号と標準クロック信号が非同期
の場合には同期化回路等を追加する必要がある。また、
GMSK直交変調の場合、所望の周波数偏位になるよう
にガウス形ディジタル低域通過フィルタのデータを変え
ることにより本発明を利用できる。この他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論
である。
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ア
ナログスイッチや可変抵抗器を用いることなく簡単な構
成で定振幅性及び狭帯域性等の面で優れた変調出力を得
ることができ、小型化が可能でかつ面倒な調整作業も不
要となるディジタル直交形変調器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の構成を示すブロック図。
【図2】 同実施例における要部回路図。
【図3】 同実施例における帯域フィルタの入出力信号
波形図。
【図4】 同実施例における位相・波形データ変換回路
の作用を示す図。
【図5】 従来例の構成を示すブロック図。
【図6】 従来例における波形生成部の入出力信号波形
図。
【図7】 従来例における要部回路図。
【図8】 図7に示す回路前段の要部信号波形図。
【図9】 図7に示す回路後段の要部信号波形図。
【符号の説明】
50…被変調信号生成回路(被変調信号生成手段)、5
6…カウンタ、57…加算回路(信号加算手段)、58
…位相・SIN波形変換回路(位相・波形変換手段)、
59…ディジタル・アナログ変換回路(ディジタル・ア
ナログ変換手段)、60…帯域フィルタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力データ信号からディジタル化された
    被変調信号を生成する被変調信号生成手段と、この生成
    手段により生成された被変調信号と搬送波信号をディジ
    タル化した信号とを加算する信号加算手段と、この信号
    加算手段の出力信号を入力とし位相データを波形データ
    に変換する位相・波形変換手段と、この変換手段の出力
    信号を入力としディジタルデータをアナログ信号に変換
    するディジタル・アナログ変換手段とを具備し、前記デ
    ィジタル・アナログ変換手段の出力から変調信号を得る
    ことを特徴とするディジタル直交形変調器。
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