JPH07162338A - ノンコヒーレント遅延ロックループ - Google Patents

ノンコヒーレント遅延ロックループ

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JPH07162338A
JPH07162338A JP5307630A JP30763093A JPH07162338A JP H07162338 A JPH07162338 A JP H07162338A JP 5307630 A JP5307630 A JP 5307630A JP 30763093 A JP30763093 A JP 30763093A JP H07162338 A JPH07162338 A JP H07162338A
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JP
Japan
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signal
differential pair
transistor differential
input
output
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JP5307630A
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English (en)
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Soichi Takahashi
聡一 高橋
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2つの相関器のバイアス回路を共通にするこ
とにより、素子の値による相関器の特性のばらつきを抑
え、回路構成を簡易にする。 【構成】 PN信号発生器7からはアーリー信号とレイ
ト信号が発生する。アーリー信号と局部発振信号との積
の信号は、ギルバートセル2aの上側トランジスタ差動
対に入力され、レイト信号と局部発振信号の積の信号
も、ギルバートセル2bの上側トランジスタ差動対に入
力される。ギルバートセル2a,2bからの出力信号
は、バンドパスフィルタ3a,3bに入力される。バン
ドパスフィルタ3aによって得られた相関信号は、検波
回路4aによって包絡線検波が行われる。アーリー信号
側相関信号とレイト信号側相関信号は、減算器6を介し
て位相誤差信号が作られ、PN信号発生器7を駆動する
電圧制御クロック8に制御信号として入力され、PN信
号を同期させることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ノンコヒーレント遅延
ロックループに関し、より詳細には、スペクトル拡散通
信における疑似雑音信号の同期回路に用いられるノンコ
ヒーレント遅延ロックループに関する。
【0002】
【従来の技術】スペクトル拡散通信においては、送信系
において、送信信号を疑似雑音信号(PN信号)によっ
て情報信号を拡散して送信する。受信系においては、こ
の信号を受信し、送信系で使用しているPN信号と同じ
PN信号によって逆拡散して情報を復調する通信方式で
ある。また、このスペクトル拡散通信方式では、受信系
において、受信信号中に含まれるPN信号と同期の取れ
たPN信号を発生させることが必要となる。そのため、
通常はノンコヒーレント遅延ロックループと呼ばれる同
期回路が使用される。
【0003】図3は、従来のノンコヒーレント遅延ロッ
クループの構成図で、図中、10はPN(疑似雑音)信
号発生器、11,12,13,14はミキサ、15,1
6はバンドパスフィルタ(BPF)、17,18は包絡
線検波回路、19は減算器、20は電圧制御クロック
(VCC)、21は局部発振器(OSC)である。
【0004】PN信号発生器10は、基準となるPN信
号(以下、これをオンタイム(on time)信号と呼ぶ)
と1/2チップだけ位相の進んだPN信号(以下、これ
をアーリー(early)信号と呼ぶ),及びオンタイム信
号と1/2チップだけ位相の遅れたPN信号(以下、こ
れをレイト(late)信号と呼ぶ)を発生する。ミキサ1
1〜14は、2つの信号の積を取る働きをする。局部発
振器21は、中間周波数に落とすための発振信号を発生
する。
【0005】次に、動作を説明する。電圧制御クロック
20からのクロック信号によって、PN信号発生器10
は駆動され、アーリー信号とレイト信号を発生する。P
N信号発生器10から発生したアーリー信号は、ミキサ
11によって局部発振信号21の発生する発振信号とか
けあわされる。そしてさらに、ミキサ13によって受信
信号とかけあわされ、バンドパスフィルタ15を通すこ
とにより、受信信号とアーリー信号との相関が取られ
る。受信信号とアーリー信号とに相関がある場合には、
ある振幅の信号が得られ、相関がない場合には信号が得
られなくなる。
【0006】同様に、レイト信号もミキサ12で局部発
振信号21の発生する発振信号とかけあわされる。そし
てさらに、ミキサ14で受信信号とかけあわされ、バン
ドパスフィルタ16を通すことにより、受信信号とレイ
ト信号との相関が取られる。受信信号とレイト信号との
相関がある場合には、ある振幅の信号が得られ、相関が
ない場合には、信号が得られなくなる。
【0007】このように、同期ループで発生されるPN
信号の位相が受信信号のPN信号より進んでいる場合に
は、バンドパスフィルタ15から相関信号が出力され、
遅れている場合には、バンドパスフィルタ16から出力
される。これら2つの信号を包絡線検波器17,18に
よって、相関出力の振幅成分を取りだし、減算器19で
その差を取って、電圧制御クロックの制御信号として入
力することにより、同期ループを構成している。なお、
ノンコヒーレント遅延ロックループ(noncoherent dela
y-lock loop)については、「スペクトル拡散通信シス
テム」(横山光雄著,科学技術出版社,昭和63年5月20
日,p.300〜311)に記載されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
遅延ロックループ(DLL)では、素子の値のばらつき
等によって相関器に不平衡性がある場合、その追従特性
が劣化することが問題になっていた。また、DLLは構
成が複雑であり、回路素子数が多くなってしまうという
問題点があった。
【0009】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、2つの相関器のバイアス回路を共通にするこ
とにより、素子の値による相関器の特性のばらつきを抑
え、さらに回路構成を簡易にするノンコヒーレント遅延
ロックループを提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、(1)バイアス電圧の加えられた局部発
振信号が、第1のギルバートセル型ダブルバランスドミ
キサの第1のトランジスタ差動対(Q1,Q2)と第2
のトランジスタ差動対(Q3,Q4),さらに第2のギ
ルバートセル型ダブルバランスドミキサの第3のトラン
ジスタ差動対(Q13,Q14)と第4のトランジスタ
差動対(Q15,Q16)のベースのそれぞれに入力さ
れ、該第1のトランジスタ差動対と該第2のトランジス
タ差動対のエミッタがコレクタに接続されている該第1
のギルバートセル型ダブルバランスドミキサの第5のト
ランジスタ差動対(Q5,Q6)のベースにアーリー
(Early)信号が入力され、該第3のトランジスタ差動
対と該第4のトランジスタ差動対のエミッタがコレクタ
に接続されている該第2のギルバートセル型ダブルバラ
ンスドミキサの第6のトランジスタ差動対(Q17,Q
18)のベースにレイト(Late)信号が入力され、該第
1のトランジスタ差動対のコレクタ出力と該第2のトラ
ンジスタ差動対のコレクタ出力の合成によってできるア
ーリー信号と、局部発振信号の積信号の同相出力と逆相
出力が、第3のギルバートセル型ダブルバランスドミキ
サの第7のトランジスタ差動対(Q7,Q8)と第8の
トランジスタ差動対(Q9,Q10)にそれぞれ入力さ
れ、該第3のトランジスタ差動対のコレクタ出力と該第
4のトランジスタ差動対のコレクタ出力の合成によって
できるレイト信号と、局部発振信号の積信号の同相出力
と逆相出力が、第4のギルバートセル型ダブルバランス
ドミキサの第9のトランジスタ差動対(Q19,Q2
0)と第10のトランジスタ差動対(Q21,Q22)
にそれぞれ入力され、該第7のトランジスタ差動対と該
8のトランジスタ差動対のエミッタがコレクタに接続さ
れている該第3のギルバートセル型ダブルバランスドミ
キサの第11のトランジスタ差動対(Q11,Q12)
のベース,及び該第9のトランジスタ差動対と該第10
のトランジスタ差動対のエミッタがコレクタに接続され
ている該第4のギルバートセル型ダブルバランスドミキ
サの第12のトランジスタ差動対(Q23,Q24)の
ベースにスペクトル拡散された受信信号が入力され、該
第7のトランジスタ差動対のコレクタ出力と該第8のト
ランジスタ差動対のコレクタ出力の合成によってできる
積信号を、第1のバンドパスフィルタを通すことによっ
て、アーリー信号と受信信号の相関が取られ、該第9の
トランジスタ差動対のコレクタの信号と該第10のトラ
ンジスタ差動対のコレクタの信号の合成によってできる
積信号を、第2のバンドパスフィルタを通すことによっ
てレイト信号と受信信号の相関が取られること、或い
は、(2)平衝出力の乗算回路に参照疑似雑音信号と受
信信号が入力され、該乗算回路の正相出力,逆相出力の
それぞれがバンドパスフィルタに通され、差動入力の増
幅器または差動入力の検波器に入力され、相関出力とし
て取りだされる相関器を有することを特徴としたもので
ある。
【0011】
【作用】局部発振器によって発生した正相,逆相の発振
信号は、直流電圧によってバイアス電圧が付加される。
このバイアスの付加された局部発振信号は、第1及び第
2のギルバートセルの上側トランジスタ差動対のそれぞ
れに入力される。一方、PN信号発振器からはアーリー
信号とレイト信号が発生する。アーリー信号と局部発振
信号との積の信号は、正相の信号として、また逆相の信
号としてそれぞれ得られる。同様に、レイト信号と局部
発振信号の積の信号も、その正相,逆相の信号が第4の
ギルバートセルの上側トランジスタ差動対に入力され
る。第3及び第4のギルバートセルからの出力信号は上
側トランジスタ差動対のコレクタ側から得られ、それぞ
れトランジスタのエミッタフォロア回路によって出力強
化されてバンドパスフィルタに入力される。
【0012】一方のバンドパスフィルタによって得られ
た相関信号は、差動増幅器によって増幅されるとともに
正相,逆相の信号が作られ、差動回路による一方の検波
回路によって包絡線検波が行われる。レイト信号側で
も、同様の動作により他方の平滑回路から包絡線検波さ
れた相関信号が得られる。これらアーリー信号相関信号
とレイト信号側相関信号は、減算器によって減算が行わ
れ、位相誤差信号が作られる。この位相誤差信号は、P
N信号発生器を駆動する電圧制御クロックに制御信号と
して入力される。これにより、PN信号を同期させるこ
とが可能となる。
【0013】また、第3のギルバートセルによって、キ
ャリアバンドに乗せられたPN信号(参照PN信号)と
受信信号とが掛け合わされる。このとき、このギルバー
トセルのコレクタ側からは、正相の乗算信号と逆相の乗
算信号を得ることができる。これら2つの乗算信号は、
それぞれトランジスタで出力強化され、バンドパスフィ
ルタに入力される。さらに、これら2つの信号は差動増
幅器の差動入力として入力される。
【0014】このような構成により、(1)2つの相関
器のバイアス回路を共通にすることにより、素子の値に
よる相関器の特性のばらつきを抑え、さらに回路構成を
簡易にすることができる。また、(2)差動出力の乗算
器から信号を取りだし、正相,逆相それぞれバンドパス
フィルタに通して相関出力を得るようにすることによ
り、電圧利得が2倍になる。さらに、(3)差動回路型
の検波回路を使用する場合、そのまま差動信号を入力で
きるため、回路の簡潔化につながる。また、(4)バン
ドパスフィルタにセラミックフィルタやコンデンサ,イ
ンダクタンス等を使用する場合、IC内部に組込むこと
ができず、外付けにしなくてはならない。このとき、差
動出力や差動入力とすることができるため、ノイズに対
して強くすることができる。
【0015】
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図1は、本発明によるノンコヒーレント遅延ロッ
クループの一実施例を説明するための構成図で、図中、
1a,1b,2a,2bはギルバートセル型ダブルバラ
ンスドミキサ、3a,3bはバンドパスフィルタ(BP
F)、4a,4bは包絡線検波部、5a,5bは平滑回
路、6は減算回路、7はPN(疑似雑音)信号発生器、
8は電圧制御クロック(VCC:Voltage-controlled c
lock)、9は局部発振器(OSC)である。
【0016】図1において、R1〜R28は抵抗を、C
1〜C4はコンデンサを、Q1〜Q34はトランジス
タ、I1〜I11は定電流源を表わす。aはスペクトル拡
散された受信信号の入力端、bは局部発振信号のための
バイアス電圧の入力端、c,dは正の電源電圧入力端、
e,f,gは負の電源電圧入力端である。
【0017】次に、動作について説明する。局部発振器
9によって発生した正相,逆相の発振信号はbから入力
される直流電圧によってバイアス電圧が付加される。こ
のバイアスの付加された局部発振信号は、ギルバートセ
ル1a,1bの上側トランジスタ差動対Q1とQ2.Q
3とQ4,Q13とQ14,Q15とQ16のそれぞれ
に入力される。一方、PN信号発生器7からはアーリー
信号とレイト信号が発生し、アーリー信号はギルバート
セル1aのトランジスタ差動対Q5とQ6に入力され、
レイト信号はギルバートセル1bのトランジスタ差動対
Q17とQ18に入力される。
【0018】アーリー信号と局部発振信号との積の信号
は、トランジスタQ1とQ3のコレクタ電流の和から正
相の信号として、トランジスタQ2とQ4のコレクタ電
流の和から逆相の信号としてそれぞれ得られる。これら
が抵抗R3,R5によって電圧変化に変換され、次段の
ギルバートセル2aの上側トランジスタ差動対Q7とQ
8,及びQ9とQ10に入力される。このとき、それぞ
れ正相,逆相の信号はオフセット電圧があるので、バイ
アス電圧を供給する回路を必要としない。また、このと
き、オフセット電圧が高すぎる場合には、抵抗R7,R
8の代りにダイオードやトランジスタ等を挿入し、電圧
降下させればよい。同様に、レイト信号と局部発振信号
の積の信号も、その正相,逆相の信号がギルバートセル
2bの上側トランジスタ差動対Q19とQ20,Q21
とQ22に入力される。
【0019】受信信号は端子aを通して入力される。そ
して、コンデンサC5と抵抗R27によってグランドレ
ベルにバイアス電位が設定され、ギルバートセル2a,
2bの下側トランジスタ差動対Q11とQ12,Q23
とQ24に分配されて入力される。ギルバートセル2
a,2bからの出力信号は、上側トランジスタ差動対の
コレクタ側から得られ、それぞれトランジスタQ35,
トランジスタQ36のエミッタフォロア回路によって出
力強化されてバンドパスフィルタ3a,3bに入力され
る。
【0020】バンドパスフィルタ3aによって得られた
相関信号は、トランジスタ差動対Q25とQ26によっ
て構成される差動増幅器によって増幅されるとともに、
正相,逆相の信号が作られ、差動回路による検波回路4
aによって、包絡線検波が行われる。レイト信号側でも
同様の動作により、平滑回路5bから包絡線検波された
相関信号が得られる。これらアーリー信号側相関信号と
レイト信号側相関信号は、減算器6によって減算が行わ
れ、位相誤差信号が作られる。この位相誤差信号は、P
N信号発生器7を駆動する電圧制御クロック8に制御信
号として入力される。これにより、PN信号を同期させ
ることが可能となる。
【0021】図2は、本発明によるノンコヒーレント遅
延ロックループの他の実施例を示す図で、図中、10
a,10bはバンドパスフィルタ(BPF)で、その
他、図1と同じ作用をする部分は同一の符号を付してあ
る。なお、図中、破線で囲まれたAとBは、同じ構成の
相関器であるので、Aの相関器についてのみ説明する。
請求項1で説明したように、トランジスタQ7,Q8,
Q9,Q10,Q11,Q12で構成されるギルバート
セルによって、キャリアバンドに乗せられたPN信号
(参照PN信号)と受信信号とが掛け合わされる。この
とき、このギルバートセルのコレクタ側からは、正相の
乗算信号と逆相の乗算信号を得ることができる。これら
2つの乗算信号は、それぞれトランジスタQ37,Q3
5で出力強化され、バンドパスフィルタ3a,10aに
入力される。さらに、これら2つの信号は、トランジス
タQ25,Q26で構成される差動増幅器の差動入力と
して入力される。このとき、この差動増幅器は必ずしも
必要とせず、バンドパスフィルタ3a,10aからの出
力が大きければ直接バンドパスフィルタからの出力を入
力することができる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。 (1)請求項1に対応する効果:2つの相関器のバイア
ス回路を共通にすることにより、使用する素子数を減少
させることにより、素子の値による相関器の特性のばら
つきを抑え、さらに回路構成を簡易にすることができ
る。 (2)請求項2に対応する効果:差動出力の乗算器から
信号を取りだし、正相,逆相それぞれをバンドパスフィ
ルタに通して相関出力を得るようにしたため、電圧利得
を2倍することができるようになった。さらに、差動回
路型の検波回路にそのまま差動信号を入力できるため、
回路の簡潔化ができるようになった。また、バンドパス
フィルタを外付けにする場合に、差動出力や差動入力と
することができるため、ノイズに対して強くすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるノンコヒーレント遅延ロックル
ープの一実施例を説明するための構成図である。
【図2】 本発明によるノンコヒーレント遅延ロックル
ープの他の実施例を説明するための構成図である。
【図3】 従来のノンコヒーレント遅延ロックループの
構成図である。
【符号の説明】
1a,1b,2a,2b…ギルバートセル型ダブルバラ
ンスドミキサ、3a,3b…バンドパスフィルタ(BP
F)、4a,4b…包絡線検波部、5a,5b…平滑回
路、6…減算回路、7…PN(疑似雑雑音)信号発生
器、8…電圧制御クロック(VCC:Voltage-controll
ed clock)、9…局部発振器(OSC)。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バイアス電圧の加えられた局部発振信号
    が、第1のギルバートセル型ダブルバランスドミキサの
    第1のトランジスタ差動対と第2のトランジスタ差動
    対,さらに第2のギルバートセル型ダブルバランスドミ
    キサの第3のトランジスタ差動対と第4のトランジスタ
    差動対のベースのそれぞれに入力され、該第1のトラン
    ジスタ差動対と該第2のトランジスタ差動対のエミッタ
    がコレクタに接続されている該第1のギルバートセル型
    ダブルバランスドミキサの第5のトランジスタ差動対の
    ベースにアーリー信号が入力され、該第3のトランジス
    タ差動対と該第4のトランジスタ差動対のエミッタがコ
    レクタに接続されている該第2のギルバートセル型ダブ
    ルバランスドミキサの第6のトランジスタ差動対のベー
    スにレイト信号が入力され、該第1のトランジスタ差動
    対のコレクタ出力と該第2のトランジスタ差動対のコレ
    クタ出力の合成によってできるアーリー信号と、局部発
    振信号の積信号の同相出力と逆相出力が、第3のギルバ
    ートセル型ダブルバランスドミキサの第7のトランジス
    タ差動対と第8のトランジスタ差動対にそれぞれ入力さ
    れ、該第3のトランジスタ差動対のコレクタ出力と該第
    4のトランジスタ差動対のコレクタ出力の合成によって
    できるレイト信号と、局部発振信号の積信号の同相出力
    と逆相出力が、第4のギルバートセル型ダブルバランス
    ドミキサの第9のトランジスタ差動対と第10のトラン
    ジスタ差動対にそれぞれ入力され、該第7のトランジス
    タ差動対と該8のトランジスタ差動対のエミッタがコレ
    クタに接続されている該第3のギルバートセル型ダブル
    バランスドミキサの第11のトランジスタ差動対のベー
    ス,及び該第9のトランジスタ差動対と該第10のトラ
    ンジスタ差動対のエミッタがコレクタに接続されている
    該第4のギルバートセル型ダブルバランスドミキサの第
    12のトランジスタ差動対のベースにスペクトル拡散さ
    れた受信信号が入力され、該第7のトランジスタ差動対
    のコレクタ出力と該第8のトランジスタ差動対のコレク
    タ出力の合成によってできる積信号を、第1のバンドパ
    スフィルタを通すことによってアーリー信号と受信信号
    の相関が取られ、該第9のトランジスタ差動対のコレク
    タの信号と該第10のトランジスタ差動対のコレクタの
    信号の合成によってできる積信号を、第2のバンドパス
    フィルタを通すことによってレイト信号と受信信号の相
    関が取られることを特徴としたノンコヒーレント遅延ロ
    ックループ。
  2. 【請求項2】 平衝出力の乗算回路に参照疑似雑音信号
    と受信信号が入力され、該乗算回路の正相出力,逆相出
    力のそれぞれがバンドパスフィルタに通され、差動入力
    の増幅器または差動入力の検波器に入力され、相関出力
    として取りだされる相関器を有することを特徴とするノ
    ンコヒーレント遅延ロックループ。
JP5307630A 1993-12-08 1993-12-08 ノンコヒーレント遅延ロックループ Pending JPH07162338A (ja)

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