JPH08321724A - 振幅変調回路および振幅変調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディジタル振幅変調を用いた無線送信機の歪
み率を低減させる振幅変調回路および振幅変調方法を得
る。 【構成】 ディジタル信号に変換された音声信号をＬＳ
Ｂ側とＭＳＢ側とに２分割する。変調エンコーダ２で分
割されたＬＳＢ側のディジタル信号に所定ビット数のデ
ィジタル信号を加算し、アナログ信号に変換（３）およ
び振幅変調（４）後に電力増幅（５）する。ＭＳＢ側の
ディジタル信号をディジタル用電力増幅器６が増幅して
出力する。増幅されたディジタル信号とアナログ信号と
は合成（７）される。この手順において、アナログ信号
の最大出力電圧レベルがディジタル信号の出力電圧レベ
ルよりも所定ビット数分大きくなるように、変調エンコ
ーダ２での加算が行なわれる。これによりアナログ用電
力増幅器のターンオン／ターンオフ時のスパイクノイズ
が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振幅変調回路および振
幅変調方法に関し、特に、中波帯や短波帯等の無線送信
機に使用される振幅変調回路および振幅変調方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の振幅変調方式としては、
例えば「テレビジョン学会誌ＶＯＬ.４７、ＮＯ.４、ｐ
ｐ５２３〜５２７」に記載の技術が知られている。この
技術は音声信号をＡ／Ｄ変換して１２ビットのディジタ
ル信号に変換した後、ＭＳＢ側４ビットを用いて１６台
のスイッチング型電力増幅器をオン／オフ制御し、ＬＳ
Ｂ側８ビットを用いてディジタル音声信号中の細かい情
報部分をアナログ型電力増幅器で補正するものである。

【０００３】本発明と技術分野の類似する従来例とし
て、特開平５−６３４５８号がある。本従来例は、上記
の文献例と同様に、アナログ音声信号をディジタル音声
信号に変換し、ＭＳＢ側ビットをディジタル電力増幅し
ＬＳＢ側ビットをアナログ信号へ再変換後増幅して、そ
れぞれを合成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の振幅変調方式では、アナログ型電力増幅器の出力振
幅がディジタル型電力増幅器の出力振幅に等しい振幅ま
で変化する。つまり、ディジタル型電力増幅器の出力が
階段状にディジタル信号のビット数に応じて変化する、
１ビットに対応する１ステップのディジタル変化分のア
ナログ変化量をアナログ型電力増幅器の出力が補間す
る。この補間は、アナログ型電力増幅器の出力レベルが
ディジタル型電力増幅器の１ステップの出力レベルと一
致した時点で、アナログ型電力増幅器からディジタル型
電力増幅器へ継続される。そのため、ディジタル型電力
増幅器のステップ変化の瞬時において、アナログ型電力
増幅器の出力がゼロとなる。例えば、音声信号の振幅が
ゼロから徐々に増加してＮＯ.１のスイッチング型電力
増幅器がオンとなる瞬間に、アナログ型電力増幅器の出
力が１段のディジタル出力信号の振幅に相当する１００
％からゼロとなる。逆に、音声信号の振幅が徐々に低下
してＮＯ.１のディジタル型電力増幅器がオフとなる瞬
間に、アナログ型電力増幅器の出力がゼロから１００％
に変化する。

【０００５】アナログ音声信号の原波形と同一の歪みの
無い出力信号を得るためには、アナログ型電力増幅器の
出力信号に滑らかな立ち上りと瞬時の立ち下がりが要求
される。さらに、アナログ型電力増幅器の出力信号とス
イッチング型電力増幅器の出力信号の、ターンオンおよ
びターンオフの動作の時間軸上の一致が求められる。こ
れらの要件の何れかが満たされない場合に、上記継続の
つなぎ目にスパイク状の山または谷間が生じ、変調波形
に歪みが生じる。アナログ型電力増幅器に要求されるこ
れらの特性の内、特に、立ち上りおよび立ち下がり時の
リニアおよびオン／オフ特性は十分でなく、出力信号の
ディジタル信号およびアナログ信号の信号継続時点に歪
みノイズを有する問題を伴う。

【０００６】本発明は、ディジタル振幅変調を用いた無
線送信機の歪み率を低減させる振幅変調回路および振幅
変調方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の振幅変調回路は、アナログ音声信号をディ
ジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、このディ
ジタル音声信号をＬＳＢ側とＭＳＢ側とに２分割し、分
割されたＬＳＢ側のディジタル信号に所定ビット数のデ
ィジタル信号を加算するエンコーダ手段と、加算された
ＬＳＢ側のディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ
／Ａ変換手段と、変換されたアナログ信号を振幅変調す
る変調手段と、振幅変調されたアナログ信号を電力増幅
するアナログ用電力増幅手段と、ＭＳＢ側のディジタル
信号の階調に基づき階段状の電圧を増幅して出力するデ
ィジタル用電力増幅手段と、ディジタル用電力増幅手段
の出力とアナログ用電力増幅手段の出力とを合成し１の
出力信号とする合成手段とを具備し、アナログ用電力増
幅手段の最大出力電圧レベルがディジタル用電力増幅手
段の出力電圧レベルよりも所定ビット数分大きくなるよ
うに変調エンコーダ手段での加算が行なわれることを特
徴としている。

【０００８】また、上記の振幅変調回路は、さらに振幅
変調のための搬送波信号を生成して出力する搬送波発生
手段を具備し、搬送波信号が変調手段とディジタル用電
力増幅手段とへ供給され、それぞれにおいて振幅変調信
号が出力されるとよい。

【０００９】本発明の振幅変調方法は、アナログ音声信
号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換工程と、
このディジタル音声信号をＬＳＢ側とＭＳＢ側とに２分
割する分割工程と、分割されたＬＳＢ側のディジタル信
号に所定ビット数のディジタル信号を加算する加算工程
と、加算されたＬＳＢ側のディジタル信号をアナログ信
号に変換するＤ／Ａ変換工程と、変換されたアナログ信
号を振幅変調する変調工程と、振幅変調されたアナログ
信号を電力増幅するアナログ用電力増幅工程と、ＭＳＢ
側のディジタル信号の階調に基づき階段状の電圧を出力
するディジタル用電力増幅工程と、ディジタル用電力増
幅工程の出力とアナログ用電力増幅工程の出力とを合成
し１の出力信号とする合成工程とを具備し、アナログ用
電力増幅工程の最大出力電圧レベルがディジタル用電力
増幅工程の出力電圧レベルよりも所定ビット数分大きく
なるように加算工程での加算が行なわれることを特徴と
している。

【００１０】

【作用】したがって、本発明の振幅変調回路および振幅
変調方法によれば、アナログ音声信号をディジタル音声
信号に変換し、ディジタル音声信号をＬＳＢ側とＭＳＢ
側とに２分割する。この分割されたＬＳＢ側のディジタ
ル信号に所定ビット数のディジタル信号を加算し、加算
されたＬＳＢ側のディジタル信号をアナログ信号に変換
する。変換されたアナログ信号を振幅変調し、振幅変調
されたアナログ信号を電力増幅する。また、ＭＳＢ側の
ディジタル信号の階調に基づき階段状の電圧を増幅して
出力する。増幅して出力されたディジタル信号とアナロ
グ信号とを合成し１の出力信号とする。これらの手順に
おいて、増幅して出力されるアナログ信号の最大出力電
圧レベルが、ディジタル信号の出力電圧レベルよりも所
定ビット数分大きくなるように上記の加算が行なわれ
る。よって、ディジタル信号の階調の変化時点におい
て、アナログ信号の出力電圧レベルがゼロとならない。

【００１１】

【実施例】次に添付図面を参照して本発明による振幅変
調回路および振幅変調方法の実施例を詳細に説明する。
図１および図２を参照すると本発明の振幅変調回路およ
び振幅変調方法の実施例が示されている。図１は本実施
例が適用される電力増幅器の回路構成図であり、図２は
図１に示した電力増幅器の動作を説明するための概念図
である。

【００１２】図１の電力増幅器は、Ａ／Ｄ変換回路１、
変調エンコーダ２、Ｄ／Ａ変換回路３、変調回路４、ア
ナログ用電力増幅器５、ディジタル用電力増幅器６、合
成回路７、搬送波発生器８、電源回路９を有して構成さ
れる。

【００１３】Ａ／Ｄ変換回路１は、入力端子から入力さ
れるアナログ音声信号をディジタル音声信号へ変換す
る、１２ビット構成のアナログ信号／ディジタル信号の
信号変換回路である。

【００１４】変調エンコーダ２は、信号分配器である。
本変調エンコーダ２は、Ａ／Ｄ変換回路１から出力され
るディジタル化された１２ビットの音声信号を入力し、
最大でＬＳＭ側の８ビットをＤ／Ａ変換回路へ、および
ＭＳＢ側の４ビットをディジタル電力増幅器６へ分配す
る。この１２ビット構成の音声信号の出力において、ア
ナログ用電力増幅器５の最大出力振幅がディジタル用電
力増幅器６の出力振幅の２倍になるように変調エンコー
ダ２の内でディジタル信号が加算あるいは減算処理され
る。

【００１５】Ｄ／Ａ変換回路３は、ディジタル信号から
アナログ信号への信号変換回路である。変調回路４は、
搬送波信号発生器８から供給される搬送波を、Ｄ／Ａ変
換回路３から出力されるアナログ信号で振幅変調し、振
幅変調信号をアナログ用電力増幅器５へ出力する。アナ
ログ用電力増幅器５は、振幅変調されたアナログ音声信
号を電力増幅する増幅器である。

【００１６】ディジタル用電力増幅器６は、本実施例で
は、８ビット１５台の増幅器により構成される。合成回
路７は、アナログ用電力増幅器５の出力信号とディジタ
ル用電力増幅器６の出力信号とを合成する信号合成回路
である。搬送波発生器８は、基本波で構成される信号を
送信するための高調波信号である。電源回路９は、アナ
ログ用電力増幅器５とディジタル用電力増幅器６とへ供
給される電力増幅用の電源を供給する回路である。

【００１７】上記の各部で構成される本実施例の振幅変
調回路において、プログラム音声信号はＡ／Ｄ変換回路
１により１２ビットのディジタル音声信号に変換され、
変調エンコーダ２へ供給される。ＬＳＢ側の数ビットは
変調エンコーダ２よりＤ／Ａ変換回路３に伝えられアナ
ログ信号に再変換され変調回路４に供給される。変調回
路４は搬送波発生器８から供給される搬送波をアナログ
信号で振幅変調し変調信号をアナログ用電力増幅器５に
供給する。

【００１８】一方ＭＳＢ側の数ビットは変調エンコーダ
２にてディジタル用電力増幅器６をオンオフ制御するの
に適した形に変換され、ディジタル用電力増幅器６に供
給される。各ディジタル用電力増幅器６は搬送波発生器
８から供給される搬送波と電源回路９から供給される電
源を用いて振幅一定の大振幅搬送波を出力する。

【００１９】上述のようにして生成されたディジタル用
電力増幅器６の出力とアナログ用電力増幅器５の出力
は、合成回路７により合成されて送信機の出力となる。

【００２０】図２は、本発明による振幅変調回路および
振幅変調方法の一実施例を用いた場合の出力波形に対す
る各電力増幅器の分担を示す概念図である。図２による
とディジタル用電力増幅器は、１５台で構成され、アナ
ログ用電力増幅器の出力がディジタル用電力増幅器の出
力である段階の隙間を補正する形で分担しており、アナ
ログ用電力増幅器の最大出力振幅はディジタル用電力増
幅器の出力振幅の２倍になるように変調エンコーダ２の
内でディジタル信号が加算あるいは減算処理される。従
ってアナログ用電力増幅器は、変調波の途中で出力振幅
がゼロになる、電力増幅器が停止する時間が無くなり、
常に動作を継続する。

【００２１】以上説明したように、本発明はアナログ用
電力増幅器の最大出力振幅をディジタル用電力増幅器の
出力振幅よりも大きくすることにより、アナログ用電力
増幅器の出力がゼロになる瞬間時間を無くしている。よ
って、出力がゼロになる瞬間時間が無く、常にアナログ
用電力増幅器が動作するように構成したため、アナログ
用電力増幅器のターンオンあるいはターンオフ時のタイ
ミング差により生じるスパイク状の山または谷間の振幅
を軽減し、歪み率を低減できる。

【００２２】なお、上述の実施例は本発明の好適な実施
の一例ではあるが本発明はこれに限定されるものではな
く本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施
可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
振幅変調回路および振幅変調方法は、アナログ音声信号
をディジタル音声信号に変換し、このディジタル音声信
号をＬＳＢ側とＭＳＢ側とに２分割する。分割されたＬ
ＳＢ側のディジタル信号に所定ビット数のディジタル信
号を加算し、加算されたＬＳＢ側のディジタル信号をア
ナログ信号に変換する。変換されたアナログ信号を振幅
変調し、振幅変調されたアナログ信号を電力増幅する。
また、ＭＳＢ側のディジタル信号の階調に基づき階段状
の電圧を増幅して出力する。増幅して出力されたディジ
タル信号とアナログ信号とを合成し１の出力信号とす
る。

【００２４】これらの手順において、増幅して出力され
るアナログ信号の最大出力電圧レベルが、ディジタル信
号の出力電圧レベルよりも所定ビット数分大きくなるよ
うに上記の加算が行なわれる。よって、ディジタル信号
の階調の変化時点において、アナログ信号の出力電圧レ
ベルがゼロとならない。ディジタル信号の階調変化時点
のアナログ信号に、オン／オフの動作状態の切替え時点
が無く、切替え動作に伴うノイズの発生が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振幅変調回路および振幅変調方法の一
実施例を示す回路構成ブロック図である。

【図２】出力波形に対する電力増幅器の分担例を示す概
念図である。

【符号の説明】

１ Ａ／Ｄ変換回路 ２ 変調エンコーダ ３ Ｄ／Ａ変換回路 ４ 変調回路 ５ アナログ用電力増幅器 ６ ディジタル用電力増幅器 ７ 合成回路 ８ 搬送波発生器 ９ 電源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログ音声信号をディジタル音声信号
   に変換するＡ／Ｄ変換手段と、 前記ディジタル音声信号をＬＳＢ側とＭＳＢ側とに２分
   割し、該分割されたＬＳＢ側のディジタル信号に所定ビ
   ット数のディジタル信号を加算するエンコーダ手段と、 該加算されたＬＳＢ側のディジタル信号をアナログに変
   換するＤ／Ａ変換手段と、 該変換されたアナログ信号を振幅変調する変調手段と、 該振幅変調されたアナログ信号を電力増幅するアナログ
   用電力増幅手段と、 前記ＭＳＢ側のディジタル信号の階調に基づき階段状の
   電圧を増幅して出力するディジタル用電力増幅手段と、 該ディジタル用電力増幅手段の出力と前記アナログ用電
   力増幅手段の出力とを合成し１の出力信号とする合成手
   段とを具備し、 前記アナログ用電力増幅手段の最大出力電圧レベルが前
   記ディジタル用電力増幅手段の出力電圧レベルよりも所
   定ビット数分大きくなるように前記変調エンコーダ手段
   での前記加算が行なわれることを特徴とする振幅変調回
   路。
2. 【請求項２】 前記振幅変調回路は、さらに振幅変調の
   ための搬送波信号を生成して出力する搬送波発生手段を
   具備し、前記搬送波信号が前記変調手段と前記ディジタ
   ル用電力増幅手段とへ供給され、それぞれにおいて振幅
   変調信号が出力されることを特徴とする請求項１記載の
   振幅変調回路。
3. 【請求項３】 アナログ音声信号をディジタル音声信号
   に変換するＡ／Ｄ変換工程と、 前記ディジタル音声信号をＬＳＢ側とＭＳＢ側とに２分
   割する分割工程と、 該分割されたＬＳＢ側のディジタル信号に所定ビット数
   のディジタル信号を加算する加算工程と、 該加算されたＬＳＢ側のディジタル信号をアナログ信号
   に変換するＤ／Ａ変換工程と、 該変換されたアナログ信号を振幅変調する変調工程と、 該振幅変調されたアナログ信号を電力増幅するアナログ
   用電力増幅工程と、 前記ＭＳＢ側のディジタル信号の階調に基づき階段状の
   電圧を出力するディジタル用電力増幅工程と、 該ディジタル用電力増幅工程の出力と前記アナログ用電
   力増幅工程の出力とを合成し１の出力信号とする合成工
   程とを具備し、 前記アナログ用電力増幅工程の最大出力電圧レベルが前
   記ディジタル用電力増幅工程の出力電圧レベルよりも所
   定ビット数分大きくなるように前記加算工程での加算が
   行なわれることを特徴とする振幅変調方法。