JPH0685863A - 変調回路 - Google Patents

変調回路

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JPH0685863A
JPH0685863A JP4237198A JP23719892A JPH0685863A JP H0685863 A JPH0685863 A JP H0685863A JP 4237198 A JP4237198 A JP 4237198A JP 23719892 A JP23719892 A JP 23719892A JP H0685863 A JPH0685863 A JP H0685863A
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signal
input
output
circuit
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JP4237198A
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Michiharu Nakamura
道春 中村
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は搬送波の振幅及び位相を入力ディジ
タル信号に応じて変化させる直交振幅変調回路に関し、
出力変調波信号の振幅が零にならないようにすることを
目的とする。 【構成】 ROM15は入力データがアドレス端子に印
加され、入力データに応じて同相信号と直交信号を出力
する。これら同相信号と直交信号は出力QAM信号の信
号点が相隣るシンボルにおいて、信号点配置図の対角す
る象限同士に位置しないように信号点設定が行なわれた
値とされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は変調回路に係り、特に搬
送波の位相及び振幅を入力ディジタル信号に応じて変化
させる直交振幅変調回路に関する。
【0002】近年、産業の発達、生活水準の向上は著し
く、それに伴い通信への需要は高まる一方である。その
なかでも可搬性、機器が小型であるという特徴をもつ移
動通信の需要の伸びは特に大きい。移動通信ではその性
質上、送信点と受信点の間の伝送には有線を用いること
ができず、もっぱら電波を使用した無線通信が用いられ
る。
【0003】しかし、電波の周波数資源には限りがあ
り、この限られた周波数を有効に使うために、ディジタ
ル無線方式ではディジタル信号によって無線搬送波の振
幅及び位相の両方を同時に変調する直交振幅変調(QA
M;Quadrature Amplitude Modulation )が用いられ
る。このQAMを行なう変調回路(QAM変調回路)の
出力QAM信号は電力増幅器で電力増幅された後無線送
信されるため、電力増幅器の直線性が悪いと、周波数帯
域が拡がり、周波数の利用効率がおちるので、周波数を
有効利用できるようなQAM変調を行なえることが必要
とされる。
【0004】
【従来の技術】図11は従来の変調回路の一例のブロッ
ク図を示す。同図中、2ビットのディジタル信号S1
2 は2値−4値変換器1aに入力されて4値信号に変
換され、一方もう一系統の2ビットのディジタル信号S
3 ,S4 は2値−4値変換器1bに入力されて4値信号
に変換される。これらの4値信号は夫々ロールオフ特性
を有する低域フィルタ(LPF)2a,2bを通して振
幅変調器3a,3bに入力される。
【0005】振幅変調器3aは入力4値信号で搬送波発
振器4よりの例えば百MHzオーダーの搬送波の振幅変
調を行ない、第1の4ASK信号を生成出力する。振幅
変調器3bは入力4値信号で、搬送波発振器4よりの搬
送波を90°移相器5で90°移相した搬送波の振幅変
調を行ない、第2の4ASK信号を生成出力する。これ
ら第1及び第2の4ASK信号は加算器6で加算合成さ
れて16QAM信号とされて出力される。
【0006】この16QAM信号は所定周波数(ディジ
タル無線送信装置の場合、例えば数GHz帯、移動機の
場合、例えば800MHz帯又は1500MHz帯)RF信
号に周波数変換された後、電力増幅器を通してアンテナ
より無線送信される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の変調回路
より出力される16QAM信号の信号点配置図は図12
に示す如くになり、振幅変調器3a,3bに入力される
搬送波の位相をx軸,y軸として表わしたとき、“0”
〜“15”に示す16個の信号点がその振幅及び位相に
基づいて配置され、そのうちの1個の信号点が出力され
る。
【0008】ただし、実際には伝送帯域の制限から16
QAM信号に帯域制限を施すため、実際に出力される1
6QAM信号の振幅位相ダイヤグラムは図13に示す如
く、図12の各信号点を滑らかに結んだものとなる。図
14は従来回路の出力QAM信号を図13よりも長時間
観測したときの振幅位相ダイヤグラムを示す。
【0009】図13及び図14からわかるように、従来
の変調回路の出力16QAM信号は原点付近を通る。こ
れは信号の振幅が殆ど“0”から最大振幅の間で変化す
ることを意味する。従って、この16QAM信号を増幅
する前記電力増幅器には、周波数帯域が広がらない様に
するため、直線性の高い特性が要求される。
【0010】しかし、直線性の高い増幅器は一般に電源
利用効率が悪いために、発熱の問題があり、また移動機
の場合には電池の消耗を早めるという欠点がある。逆に
電源利用効率の良い電力増幅器を使用すると、直線性が
低いために、増幅されたQAM信号の帯域が広がり、周
波数を有効に利用することができない。
【0011】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
出力変調波信号の振幅が零にならないようにすることに
より、上記の課題を解決した変調回路を提供することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の変調回路
は、入力ディジタル信号で搬送波の位相及び振幅を夫々
変調した変調波信号を出力する変調回路において、前記
変調波信号の相隣るシンボルの各信号点が、4象限の信
号点配置図において対角する象限同士に夫々位置しない
ように出力波形データを加工する手段を有して変調を行
なうようにしたものである。
【0013】請求項2記載の変調回路は4×n進の入力
ディジタル信号を3×n進に変換する変換回路と、その
変換回路の出力ディジタル信号を差動符号化して通常の
直交振幅変調波信号を出力する変調器へ入力する差動符
号化・マッピング回路を設けたものである。
【0014】請求項3記載の変調回路は、3×n進の入
力ディジタル信号の上位2ビットを差動符号化する差動
符号化回路を変調器の入力側に設けたものである。
【0015】
【作用】請求項1記載の発明では、相隣るシンボルの各
信号点が信号点配置図の対角する象限へ遷移しないよう
にできるため、変調波信号の振幅が零にならないように
できる。
【0016】請求項2記載の発明では、従来の変調器の
入力ディジタル信号に対して、信号点配置図の対角する
象限へ相隣るシンボルの各信号点が遷移しないようなデ
ータ加工を施すことができる。
【0017】請求項3記載の発明では、情報シンボルの
上位2ビットが信号点の存在する象限を表わす変調器で
情報シンボルの上位2ビットを差動符号化し、その遷移
が信号点配置図の対角する象限へ遷移しないような状態
遷移としたため、請求項1及び2記載の発明と同様に変
調器の出力変調波信号の振幅が零にならないようにでき
る。
【0018】
【実施例】図1は本発明の第1実施例のブロック図を示
す。同図中、16進の入力ディジタル信号は4ビット並
列にシフトレジスタ11,12及び13に順次転送され
ていく。これにより、シフトレジスタ12に一時記憶さ
れている4ビットの入力ディジタル信号を現在のデータ
とすると、シフトレジスタ13には1シンボル過去のデ
ータが一時記憶され、またシフトレジスタ11には1シ
ンボル未来のデータが一時記憶されていることになる。
これらシフトレジスタ11〜13は夫々帯域制限された
波形を得るために設けられている。
【0019】シフトレジスタ11〜13の各々に格納さ
れた各入力データは夫々並列にリード・オンリ・メモリ
(ROM)15のアドレス端子に供給される。また、こ
れと同時にカウンタ14より1シンボル当たり16分割
するデータ(すなわち、1つの入力データに対して時分
割された16個の出力データをROM15より出力させ
るデータ)がROM15のアドレス端子に供給される。
【0020】ROM15には予め入力アドレスデータに
対して変調回路が発生すべき搬送波の同相成分と直交成
分毎の各波形データが格納されており、その波形データ
による信号点配置が図12に示す如くに番号を付したも
のであるとしたとき、次表に従って遷移する各シンボル
の信号点を出力するようになされている。
【0021】
【表1】
【0022】上記表1からわかるように、現在のシンボ
ルの送信信号点(出力16QAM信号の信号点)が
“0”,“1”,“4”及び“5”の図12の信号点配
置における第1象限の信号点のときは、入力ディジタル
データが“0”〜“11”で示す12進の値に対して次
に出力されるシンボルの信号点が“10”,“11”,
“14”及び“15”の対角する第3象限の信号点に遷
移しないように設定されている。
【0023】同様に、表1からわかるように、現在の送
信信号点が“8”,“9”,“12”及び“13”の第
2象限の信号点は“2”,“3”,“6”及び“7”の
対角する第4象限の信号点に遷移することはなく、現在
の送信信号点が第3象限の信号点のときに対角する第1
象限の信号点に、また現在の送信信号点が第4象限の信
号点のときは対角する第2象限の信号点に夫々遷移しな
いように設定されている。
【0024】なお、入力ディジタルデータは4ビットで
あり、“0”〜“15”の値をとるが、表1では入力デ
ィジタルデータは“0”〜“11”の12進の値しかと
らないから、“12”〜“15”の各値は失われるが、
これらは“11”を越えた分を次のシンボルとして送出
するか、“0”〜“11”のみを発生する情報の伝達に
用いれば良い。例えば、数字のみからなる情報を伝送す
る場合、“0”〜“9”及びこれらに“.(ピリオ
ド)”,“,(コンマ)”,“ (スペース)”を加え
ても“0”〜“11”のシンボルで伝送できる。
【0025】ROM15より取り出された各10ビット
の位相信号及び直交信号は夫々D/A変換器16a,1
6bでディジタル・アナログ変換された後、低域フィル
タ(LPF)17a,17bに夫々供給されて変調ベー
スバンド信号となる。LPF17aの出力信号はAM変
調器18aに供給され、ここで搬送波発振器19よりの
搬送波を振幅変調(AM)する。
【0026】他方、LPF17bの出力信号はAM変調
器18bに供給され、ここで搬送波発振器19よりの搬
送波を90°移相器20で90°移相して得た搬送波を
振幅変調(AM)する。AM変調器18a,18bの各
出力AM信号(4ASK信号)は加算器21で加算合成
されて16QAM信号とされた後、出力端子22より出
力される。
【0027】このように、本実施例によれば出力16Q
AM信号の相隣るシンボルの信号点同士が信号点配置の
対角する象限間には位置しないようにしているため、1
6QAM信号の振幅位相ダイヤグラムは図2に示す如
く、16QAM信号が振幅“0”付近を通らないように
できる。この場合、振幅最大値と最小値の比は23.4dBで
ある。これにより、16QAM信号は所定周波数帯のR
F信号に変換された後、電力増幅器で電力増幅されて送
信される際に、電力増幅器として直線性が低い電力増幅
器を使用しても帯域が広がらず、周波数を有効に利用す
ることができる。あるいは、直線性が低いが、電力効率
の良い電力増幅器を使用すれば従来に比し、電池の長寿
命化を図ることもできる。
【0028】図3は本発明の第2実施例のブロック図を
示す。同図中、4ビット並列に入力された16進数の入
力データは16進−12進変換回路30に供給され、こ
こで12進数に変換された後、差動符号化・マッピング
回路40により対角する象限の信号点への遷移がないよ
うにマッピングされて従来と同様構成のQAM変調器5
0に供給される。
【0029】図4は上記の16進−12進変換回路の一
実施例の構成図を示す。同図中、16進数の入力ディジ
タルデータは4ビット並列にFIFO31に入力され、
ここでマスク回路32を通して入力されるシンボルクロ
ックに同期して一時記憶された後、マグニチュードコン
パレータ33,引算器34及びセレクタ35の入力端子
Aに夫々供給される。
【0030】マグニチュードコンパレータ33は入力デ
ィジタルデータが10進数で“11”以上の値を示すか
否かレベル比較を行なっており、入力ディジタルデータ
が“11”以上の値のときはハイレベル、“10”以下
の値のときはローレベルの信号を出力して、セレクタ3
5のセレクト端子、マスク回路32の制御端子及びフリ
ップフロップ(FF)36の入力端子に夫々供給する。
【0031】また、引算器34は入力ディジタルデータ
の値から所定の一定値(ここでは10進数で“11”)
を差し引く動作を行ない、得られた差の値をセレクタ3
7の入力端子Bに入力する。セレクタ37の入力端子A
にはセレクタ35の出力信号が入力され、セレクタ37
のセレクト端子にはFF36の出力信号が入力される。
【0032】マスク回路32はマグニチュードコンパレ
ータ33の出力信号がハイレベルのとき、入力シンボル
クロックの立上がり入力時にはその入力シンボルクロッ
クの次段への転送を禁止する回路で、後述する如く、値
“11”以上のディジタルデータ入力時に、“11”を
越えた値を“11”を出力した後引続き出力するため、
その時に次のシンボルの入力ディジタルデータがFIF
O31から取り出されてしまわないようにするために設
けられている。
【0033】セレクタ35及び37は夫々セレクト端子
の入力信号がハイレベルのとき入力端子Bの信号を出力
し、ローレベルのとき入力端子Aの信号を出力する。従
って、入力シンボルクロックが図5(A)に示す如きパ
ルスaであり、その2番目の立上がりに同期して入力さ
れた入力ディジタルデータの値が10進数で“11”以
上であるときは、コンパレータ33の出力信号は図5
(B)にbで示す如く、入力シンボルクロックaの2番
目の立上がりの直後から3番目の立上がりの直後までハ
イレベルとなる。
【0034】これにより、マスク回路32は信号bがハ
イレベルのときに入力される3番目のシンボルクロック
aをマスクして図5(C)に示す如き信号cをFIFO
31のクロック端子に印加する。セレクタ35はコンパ
レータ33の出力信号bがローレベルの期間はFIFO
31よりの入力ディジタルデータをそのままスルーして
セレクタ37の入力端子Aに印加し、出力信号bがハイ
レベルの期間、すなわち入力ディジタルデータの値が
“11”以上のときは入力端子“B”に固定的に入力さ
れている値“11”の4ビット「1011」を選択して
セレクタ37の入力端子Aに印加する。
【0035】FF36は入力信号bを入力シンボルクロ
ックaの立上がりでラッチして得た信号を出力するた
め、FF36からは図6(D)にdで示す如く、入力シ
ンボルクロックaの3番目の立上がりでハイレベルとな
り、4番目の立上がりでローレベルとなる信号dが取り
出される。この信号dは図4のセレクタ37のセレクト
端子に印加され、そのローレベル期間はセレクタ35よ
りの入力ディジタルデータをそのままスルーして出力さ
せ、信号dがハイレベルの期間は引算器34の出力信号
をスルーして出力させる。
【0036】セレクタ37の出力信号はFF38に印加
され、ここでシンボルクロックaの立上がりに同期して
ラッチされる。FF38はこの信号を出力データとして
次段(図3の差動符号化・マッピング回路40)に供給
する。
【0037】従って、本実施例によれば、“0”〜“1
5”の16進の値をもつ入力ディジタルデータが“0”
〜“10”の範囲内の値のときは、入力ディジタルデー
タがFIFO31,セレクタ35,37及びFF38を
夫々経由してそのままの値で出力されるが、“11”〜
“15”の範囲内の値のとき、例えば“11+x”は、
セレクタ35,37及びFF38を経由してまず“1
1”の値のデータが出力された後、続くシンボルでは引
算器34より取り出された値“x”のデータがセレクタ
37,FF38を経由して出力される。
【0038】このように、16進−12進変換回路30
は入力シンボルの値が“11”を越えるときは最初の出
力シンボルで“11”を出力した後、次の出力シンボル
で越えた分の値を挿入出力することにより、常に“0”
〜“11”の範囲内の12進の値のデータを出力する。
【0039】この16進−12進変換回路30の出力デ
ータは例えば図6に示す如く差動符号化・マッピング回
路40を構成するROM41のアドレス端子に印加され
る。このROM41は前回の出力データに関係したデー
タが別のアドレス端子にフィードバック入力される構成
とされている。このROM41の出力データは従来の構
成のQAM変調器50に入力データとして供給される。
【0040】このため、ROM41はアドレス端子に入
力されるデータの値に応じて、従来のQAM変調器50
のQAM信号の信号点配置図において、対角する象限へ
信号点が遷移しないように差動符号化とマッピングを行
なったデータが出力されるように構成されている。これ
により、本実施例の場合は従来のQAM変調器50の入
力データに対して加工を施してQAM変調器50の出力
16QAM信号の振幅が零にならないようにすることが
できる。なお、図4中、QAM変調器50の構成によっ
ては、差動符号化・マッピング回路40を省略すること
も可能である。
【0041】図7は本発明の第3実施例のブロック図を
示す。同図中、差動符号化回路60にはもともと12進
の値であるか、又は前記16進〜12進変換回路30に
よって12進の値に変換されたディジタルデータが4ビ
ット並列に入力される。従って、この入力ディジタルデ
ータの上位2ビットは「00」,「01」,「10」の
3通りであり、この上位2ビットだけが差動符号化回路
60によって差動符号化された後、QAM変調器70へ
下位2ビットと共に入力される。
【0042】図8は上記の差動符号化回路60の一実施
例の構成図を示す。同図中、入力ディジタルデータの上
位2ビットはゲート回路61及びOR回路62に夫々入
力されて各々所定論理演算された後、加算器63に供給
される。加算器63は出力2ビットが1シンボル遅延回
路64を介してフィードバック入力される構成とされて
おり、ゲート回路61及びOR回路62の2ビットの第
1の値と、遅延回路64の1シンボル前の2ビットの第
2の値とを加算して2ビットの信号を信号点配置の象限
を示す信号として出力する。
【0043】ここで、信号点配置図の第1,第2,第3
及び第4の各象限は加算器63の出力2ビットが「0
0」,「01」,「10」及び「11」で表わされるも
のとすると、直前のシンボルが第1象限内の信号点であ
り、次に上位2ビットが「00」のディジタルデータが
入力されたときは、加算器63の4ビット入力はオール
“0”であるから出力の2ビットが「00」となり、よ
って今回の入力ディジタルデータは第1の象限内であ
る。
【0044】また、直前のシンボルが第1象限内の信号
点であり、よって遅延回路64の出力2ビットが「0
0」であるときにおいて、今回の入力ディジタルデータ
の上位2ビットが「10」のときには、ゲート回路61
及びOR回路62の各出力が“1”となるため、加算器
63は遅延回路64の出力「00」の10進数の変換値
“0”と、ゲート回路61及びOR回路62の出力「1
1」の10進数の変換値“3”との和“3”を示す「1
1」を出力する。従って、上記の今回の入力ディジタル
データの信号点は第4象限へ遷移する。
【0045】この状態において、今度は上位2ビットが
「01」であるディジタルデータが入力されたものとす
ると、ゲート回路61及びOR回路62の出力は「0
1」であるから10進数の変換値“1”であり、これと
遅延回路64の出力「11」の10進数の変換値“3”
との加算値は10進数で“4”であり、これは「10
0」と表わされるが、加算器63はそのうちの下位2ビ
ット「00」を出力する。従って、今度の入力ディジタ
ルデータの信号点は第1象限へ遷移する。
【0046】以下、上記と同様にして入力ディジタルデ
ータの上位2ビットの差動符号化を行なうことにより、
図9に矢印で示す如く信号点配置図において、入力ディ
ジタルデータの上位2ビットの値に応じて信号点が状態
遷移する。すなわち、図9の矢印の向きからわかるよう
に、信号点は対角する象限へは遷移せず、矢印につけら
れた数字、すなわち入力ディジタルデータの上位2ビッ
トに応じて同じ象限か隣接する象限へのみ遷移する。
【0047】なお、入力ディジタルデータの下位2ビッ
トは、上位2ビットで表わされる象限内における4つの
信号点を区別するために用いられる。これにより、図7
のQAM変調器は信号点配置が図10に示す如きものが
用いられる。このQAM変調器70としては図11に示
す如き従来回路を用いることができ、また図1の第1実
施例の変調回路も使用できる。ただし、ROM51の記
憶データは表1ではなく、図10に示す如き信号点配置
であるようにする必要がある。このようにして、本実施
例もQAM変調器70の出力QAM信号の相隣るシンボ
ルの信号点同士が信号点配置の対角する象限間には位置
しないようにしているため、各実施例と同様にQAM信
号が振幅“0”付近を通らないようにできる。
【0048】
【発明の効果】上述の如く、請求項1乃至3記載の発明
によれば出力変調波信号の振幅が零にならないようにし
たため、変調回路の後段に設けられる電力増幅器として
従来に比し直線性の低い電力増幅器を使用しても従来と
同程度の周波数利用効率を確保することができ、また、
従来に比し電源利用効率の良い電力増幅器を使用するこ
とができるため、電池の長寿命化を図ることができる等
の特長を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のブロック図である。
【図2】本発明の一実施例の出力変調波信号の振幅、位
相ダイヤグラムである。
【図3】本発明の第2実施例のブロック図である。
【図4】16進−12進変換回路の一実施例の構成図で
ある。
【図5】図4の動作説明用タイムチャートである。
【図6】差動符号化・マッピング回路の一実施例の構成
図である。
【図7】本発明の第3実施例のブロック図である。
【図8】差動符号化回路の一実施例の構成図である。
【図9】本発明の第3実施例の信号点の状態遷移図であ
る。
【図10】本発明の第3実施例で用いるQAM変調器の
信号点配置を示す図である。
【図11】従来の一例のブロック図である。
【図12】従来回路の一例の信号点配置を示す図であ
る。
【図13】実際の送信信号の振幅、位相ダイヤグラムを
示す図である。
【図14】従来回路の出力16QAM信号の振幅、位相
ダイヤグラムを示す図である。
【符号の説明】
11〜13 シフトレジスタ 15,41 リード・オンリ・メモリ(ROM) 16a,16b D/A変換器 18a,18b AM変調器 19 搬送波発振器 20 90°移相器 21,63 加算器 30 16進−12進変換回路 33 マグニチュードコンパレータ 34 引算器 35,37 セレクタ 36,38 フリップフロップ(FF) 40 差動符号化・マッピング回路 50,70 QAM変調器 60 差動符号化回路 64 遅延回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ディジタル信号で搬送波の位相及び
    振幅を夫々変調した変調波信号を出力する変調回路にお
    いて、 前記変調波信号の相隣るシンボルの各信号点が、4象限
    の信号点配置図において対角する象限同士に夫々位置し
    ないように出力波形データを加工する手段(15〜2
    1)を有して変調を行なうことを特徴とする変調回路。
  2. 【請求項2】 各象限n個ずつの信号点からなる信号点
    配置図で表わされる直交振幅変調波信号を出力する変調
    器(50)の入力側に、4×n進の入力ディジタル信号
    を3×n進に変換する変換回路(30)と、該変換回路
    (30)の出力ディジタル信号を差動符号化して該変換
    回路(50)に入力することにより、前記信号点配置図
    において出力直交振幅変調波信号の相隣るシンボルの各
    信号点の対角する象限への遷移を禁止する差動符号化・
    マッピング回路(40)とを有することを特徴とする変
    調回路。
  3. 【請求項3】 各象限n個ずつの信号点からなる信号点
    配置図で表わされる直交振幅変調波信号を出力する変調
    器(70)の入力側に、3×n進の入力ディジタル信号
    の上位2ビットを差動符号化する差動符号化回路(6
    0)を設け、前記信号点配置図において相隣るシンボル
    の各信号点の対角する象限への遷移が禁止された直交振
    幅変調波信号を前記変調器(70)より取り出すことを
    特徴とする変調回路。
JP4237198A 1992-09-04 1992-09-04 変調回路 Withdrawn JPH0685863A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9451931B2 (en) 2012-03-29 2016-09-27 Hitachi Aloka Medical, Ltd. Carriage for ultrasonic diagnosis device

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