JPH088986A - 搬送波発生回路 - Google Patents

搬送波発生回路

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JPH088986A
JPH088986A JP14285594A JP14285594A JPH088986A JP H088986 A JPH088986 A JP H088986A JP 14285594 A JP14285594 A JP 14285594A JP 14285594 A JP14285594 A JP 14285594A JP H088986 A JPH088986 A JP H088986A
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JP
Japan
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circuit
signal
frequency
phase
resistor
Prior art date
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JP14285594A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Matsushita
博明 松下
Atsushi Yoshioka
厚 吉岡
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】セルラ電話機などの直交変調回路に与える、互
いに90度の位相差を持つ二つの搬送波を精度良く生成
でき、かつ実装が容易であり、送信周波数帯の違う他の
システムでも部品共用が可能となるものを提供するこ
と。 【構成】差動増幅器より出力される正逆両相の2信号
を、ミクサ回路を用いた2逓倍回路に与えて2逓倍信号
を生成し、HPFと増幅器を介してDタイプFF回路に
与え、目的とする周波数で互いに90度の位相差を持つ
二つの搬送波を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直交変調回路の搬送波発
生回路に係り、特に移動体通信に用いるような100M
Hz級から2GHz級といった周波数の高い、互いに直
交した搬送波を発生するに適した搬送波発生回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車電話、携帯電話の分野では、ディ
ジタル変調方式により伝送を行なうディジタルセルラ電
話が実用化された。日本では、送信する際の変調方式と
してπ/4シフトQPSK変調が用いられる。これはハ
ードウェア的には、2ビット毎の変調シンボルを一組み
として差動符号化した後のI,Qデータで、規格により
定められた周波数の搬送波を直交変調することで実現さ
れる。この搬送波の周波数は800MHz帯及び1.5
GHz帯の2箇所で規格化されている。これらの事項の
詳細は、(財)電波システム開発センター;ディジタル
方式自動車電話システム標準規格 RCR STD−2
7B;p.17〜19(平成4年12月)に書かれてい
る。
【0003】直交変調には、変調信号で規格の周波数の
搬送波を直接変調する直接変調方式と、規格の1/10
程度の周波数の搬送波を一度変調した後に、規格の周波
数にアップコンバートするIF変調方式によるものがあ
る。
【0004】直交変調する際には、互いに90度の位相
差を持つ二つの搬送波が必要であるが、低周波ではLC
フィルタ、オールパス位相回路等を用いて、与えられた
一つの搬送波から位相シフトした信号を生成することが
多い。また上記セルラ電話機のような高周波では、全波
整流回路を用いて位相シフトすることもあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ディジタルセルラ電話
機において、上記した二つの搬送波間における90度か
らの位相誤差は、厳しくおさえる必要がある。この位相
誤差を生じた場合、変調精度が劣化するなどの問題があ
り、バラツキの少ない実装の容易な位相シフト回路が望
まれていた。
【0006】この場合、一般には全波整流回路を用い
て、与えられた搬送波の2倍の周波数の2逓倍信号を得
て、さらにDタイプFF(Flip Flop)回路に
よりカウントダウンして、互いに90度の位相差を持つ
二つの搬送波を得る。このとき全波整流回路の出力波形
は原理的に二次歪成分を多く含んでいる。精度良く互い
に90度の位相差を持つ二つの搬送波を得るためには、
ここでの二次歪成分を低減しなければならない。そこで
一般には全波整流回路とFF回路との間にBPF(Ba
nd Pass Filter)を設け、2逓倍信号成
分のみを通過させるようにして二次歪成分の低減を行な
う。
【0007】しかしこの方法ではある特定帯域のBPF
を使用するため、送信周波数帯が違うシステムとの間で
は部品を共用できないという問題があった。例えば80
0MHz帯のディジタルセルラ、1.5GHz帯のディ
ジタルセルラ、1.9GHz帯を用いたディジタルコー
ドレス電話では別の部品を使わねばならなかった。
【0008】本発明の目的は上記問題点を考慮し、送信
周波数帯の違う他のシステムでも部品共用が可能であ
り、ICに内蔵できて実装が容易であり、精度の高い位
相シフト回路を提供し、高周波帯においても特性の良好
な直交変調回路を実現することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の最も代表的な実施例では、目的とする周波数
で互いに90度の位相差を持つ二つの搬送波の発生回路
において、目的とした周波数の搬送波信号を正逆両相の
2つの信号として出力する差動増幅器と、差動増幅器よ
り出力された2つの信号を自乗演算して、周波数が二倍
となった2逓倍信号と直流成分とを出力するフルバラン
ス型のミクサ回路を使用した2逓倍回路と、2逓倍回路
出力のうち直流成分を除去するHPFと、直流成分が除
去された2逓倍信号を、次段のDタイプFF回路におい
てトリガできるよう最適なレベルに増幅して出力する増
幅器と、増幅器の出力をタイミングクロックとして、そ
の周波数を1/2にカウントダウンして出力する第1の
DタイプFF回路と、先の第1のDタイプFF回路のQ
出力をデータとして、そのQ出力よりも90度位相の遅
れた同一周波数の信号を出力する第2のDタイプFF回
路で構成される。また必要に応じて、上記フルバランス
型のミクサ回路を使用した2逓倍回路の入力直流電位を
変化できるよう、例えば50Ωインピーダンスの調整抵
抗を設ける。目的とする搬送波は各々、第1及び第2の
DタイプFF回路のQ出力端子に得られる。
【0010】
【作用】上記2逓倍回路にフルバランス型のミクサ回路
を使用したことにより、送信周波数帯の違う他のシステ
ムでも部品共用が可能となる。また上記調整抵抗を使用
したことにより、部品を増やすことなく入力信号のスル
ーリークを抑圧するための微妙な調整を行うことができ
る。さらに回路構成全体としては、ICに内蔵できて実
装が容易となり、また90度からの位相誤差の精度が良
く、バラツキの少ない二つの直交した搬送波を得られる
ために、直交変調回路における変調精度の劣化が低減で
きるなどの効果がある。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いながら詳
しく説明する。図1は本発明の第1の実施例を示す回路
ブロック図である。図1において、1は搬送波信号の入
力端子、2は差動増幅器、3は2逓倍回路、3A及び3
Bは2逓倍回路3の信号入力端子、3Cは2逓倍回路3
の信号出力端子、4はHPF(High PassFi
lter),5は増幅器、6及び7はDタイプFF(F
lip Flop)回路、8A及び8Bは出力端子であ
る。
【0012】入力端子1からは、目的とした周波数の搬
送波信号が入力される。これはセルラ電話機の場合、基
地局からの指令に基づき決められた単一周波数の信号を
PLL(Phase Locked Loop)回路で
発生することにより得られる。これは差動増幅器2に入
力され、もとの信号と同相の信号と、逆相の信号の二つ
が出力され、それぞれ信号入力端子3A及び3Bに与え
られる。そして2逓倍回路3に入力され、自乗演算がな
される。尚、本発明ではこの2逓倍回路3については以
下で詳しく説明するように、フルバランス型のミクサ回
路を使用することを特徴としている。さて2逓倍回路3
の出力は信号出力端子3Cに与えられ、周波数がもとの
信号の二倍となった2逓倍信号と直流成分とが現われ
る。そのうち直流成分は、次段のHPF4(単なるコン
デンサで良い)で除去され、増幅器5に入力される。こ
こで次段のDタイプFF回路6及び7においてトリガで
きるよう最適なレベルに増幅された信号は、DタイプF
F回路6及び7にそれぞれ入力される。FF回路6は1
/2カウントダウン回路として動作し、正エッジトリガ
とすれば、Q端子には目的とした周波数の信号が得られ
る。これは出力端子8AとFF回路7のデータ入力端子
に与えられる。一方、FF回路7では前記したFF回路
6と同様に動作し、Q端子には出力端子8Aに得られる
信号より位相が90度遅れた信号が得られ、出力端子8
Bに与えられる。以上により、目的とした周波数で互い
に90度位相のシフトした二つの搬送波信号を得ること
ができる。
【0013】次に前記した2逓倍回路3について、図2
を用いて説明する。図2は2逓倍回路3の構成を示す回
路図である。また図2において、先の図1と同じ構成要
素については同じ番号を付してある。
【0014】図2における各トランジスタQ1〜Q6に
おいて、充分なリニア動作を行なえるように入力レベル
が設定された同相信号及び逆相信号をそれぞれ、信号入
力端子3A及び3Bに入力することにより、信号出力端
子3Cには周波数がもとの二倍であり、出力波形として
は1/2デューティである、言い替えるならば出力波形
において二次歪成分の少ない2逓倍信号が得られる。こ
れは前記した従来例に示した全波整流回路のような、原
理的に二次歪を伴う回路にはない特徴である。ゆえに二
次歪成分の低減を行なうためのBPFは原理的に不要と
なる。
【0015】以上のことからフルバランス型のミクサ回
路を使用した2逓倍回路を用いることにより、原理的に
BPFを不要とすることで、送信周波数帯の違う他のシ
ステムでも部品共用が可能となる効果がある。
【0016】さて第1の実施例において、フルバランス
型のミクサ回路を使用した2逓倍回路を用いることによ
り、各トランジスタのVBEのバラツキが生じた場合、も
との入力信号のスルーリークがでてしまう。よってVBE
のバラツキに対する調整を考えておく必要がある。さら
に信号系回路はICに集積される方向にあり、同時にI
Cピンへの信号入力するその経路は50Ω系でなければ
ならない。しかしVBEのバラツキに対する調整のための
部品を増やすことは出来る限り避けたい。そこでこの問
題を解決するための第2の実施例を図面を用いて詳しく
説明する。
【0017】図3は第2の実施例を示す回路ブロック図
である。また図3において、先の図2と同じ構成要素に
ついては同じ符号を付してある。9は信号入力端子であ
る。図中の太線はICの境界を示しており、これより右
側はIC内に集積されるものである。10A、10B、
10CはICピン、11A及び12Aは可変抵抗、11
B及び12Bは抵抗である。
【0018】動作については第1の実施例と同様に、図
3における各トランジスタQ1〜Q6において、充分な
リニア動作を行なえるように入力レベルが設定された信
号を信号入力端子9に入力することにより、信号出力端
子3Cには周波数がもとの2倍であり、二次歪成分の少
ない2逓倍信号が得られる。ここでトランジスタQ1〜
Q4、及びQ5とQ6におけるVBEのバラツキが生じた
場合、出力には2逓倍信号と、もとの入力信号のスルー
リークがでてしまう。そこで可変抵抗11A及び12A
と抵抗11B及び12Bを用いて、トランジスタのVBE
のバラツキを補償するよう直流バイアスにオフセットを
持たせ、スルーリークが出力しないように調整を行な
う。ここで例えば、可変抵抗11Aにおける最適調整点
において、図中左側でインピーダンスが150Ω、図中
右側でインピーダンスが30Ωであり、また抵抗11B
のインピーダンスが75Ωであるならば、可変抵抗11
Aと抵抗11Bからなる1組の調整抵抗全体としてのイ
ンピーダンスは100Ωとなる。また同様に例えば、可
変抵抗12Aにおける最適調整点において、図中左側で
インピーダンスが50Ω、図中右側でインピーダンスが
50Ωであり、また抵抗12Bのインピーダンスが75
Ωであるならば、可変抵抗12Aと抵抗12Bからなる
1組の調整抵抗全体としてのインピーダンスは100Ω
となる。従って信号入力端子9より見たインピーダンス
は50Ωに見える。このことから分かるように、可変抵
抗11Aと抵抗11Bからなる1組の調整抵抗と、可変
抵抗12Aと抵抗12Bからなる1組の調整抵抗は共に
50Ω終端抵抗を兼ねている。以上述べた抵抗値はあく
まで一例である。このように設計中心値で50Ωとなる
ように定数設計しておけば、調整の結果、抵抗値が変わ
ったとしても問題ない。その理由はVBEのバラツキは5
mV以内であり、調整に伴う抵抗値の変化は僅かである
から、50Ωからのずれは殆ど問題にならない。さらに
調整抵抗の値がこのように小さいために、調整中のベー
ス電流の変化による、ベース電位の変化は殆どなく、精
度の高い調整ができるという効果もある。
【0019】以上のことから、もとの入力信号のスルー
リークを抑圧するための調整抵抗と、ICピンへの信号
入力経路に対する50Ω終端抵抗を共用することによ
り、部品を増やすことなく、もとの入力信号のスルーリ
ークを抑圧するための微妙な調整を行うことができると
いう効果がある。
【0020】次に図3の実施例と本質的には同じながら
も若干変更を施したものとして1つの変形例を図4に示
す。また図4において、先の図3と同じ構成要素につい
ては同じ符号を付してある。
【0021】図4では、調整抵抗と50Ω終端抵抗を兼
ねるのは、可変抵抗11Aと抵抗11Bからなる1組し
かない。動作については第1の実施例と同様に、図4に
おける各トランジスタQ1〜Q6において、充分なリニ
ア動作を行なえるように入力レベルが設定された信号を
信号入力端子9に入力することにより、信号出力端子3
Cには周波数がもとの二倍であり、二次歪成分の少ない
2逓倍信号が得られる。ここでトランジスタQ1〜Q6
におけるVBEのバラツキが生じた場合、出力には2逓倍
信号と、もとの入力信号のスルーリークがでてしまう。
そこで可変抵抗11A及び抵抗11Bを用いて、トラン
ジスタのVBEのバラツキを補償するよう直流バイアスに
オフセットを持たせ、スルーリークが出力しないように
調整を行なう。ここで例えば、可変抵抗11Aにおける
最適調整点において、図中左側でインピーダンスが15
0Ω、図中右側でインピーダンスが30Ωであり、また
抵抗11Bのインピーダンスが25Ωであるならば、可
変抵抗11Aと抵抗11Bからなる1組の調整抵抗全体
としてのインピーダンスは50Ωとなる。従って信号入
力端子9より見たインピーダンスは50Ωに見える。
【0022】以上のことから図3の実施例と同様に、も
との入力信号のスルーリークを抑圧するための調整抵抗
と、ICピンへの信号入力経路に対する50Ω終端抵抗
を共用することにより、部品を増やすことなく、もとの
入力信号のスルーリークを抑圧するための微妙な調整を
行うことが可能である。またこの場合においては図3の
例とは異なり、トランジスタQ1〜Q4におけるVBE
バラツキのみを調整することになる。実際にはトランジ
スタQ5、Q6における調整は行わず、エミッタ間に抵
抗のないトランジスタQ1〜Q4のみを調整すれば充分
なことが多い。この時、調整のためのICピンは1つで
良く、回路構成が簡単となる効果がある。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、セルラ電話機等に用い
る直交変調回路の搬送波発生回路において、送信周波数
帯の違う他のシステムでも部品共用が可能であり、さら
に部品を増やすことなく、入力信号のスルーリークを抑
圧するための微妙な調整を行うことができる。さらに
は、ICに内蔵できて実装が容易となり、また90度か
らの位相誤差の精度が良く、バラツキの少ない二つの直
交した搬送波を得られるために、直交変調回路における
変調精度の劣化が低減できるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路ブロック図で
ある。
【図2】本発明の第1の実施例で用いる2逓倍回路の回
路図である。
【図3】本発明の第2の実施例を示す回路図である。
【図4】図3の実施例の変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
1,3A,3B,9…入力端子、 2…差動増幅器、 3…2逓倍回路、 3C,8A,8B…出力端子、 4…HPF(High Pass Filter)、 5…増幅器、 6,7…DタイプFF(Flip Flop)回路、 10A,10B,10C…ICピン、 11A,12A…可変抵抗、 11B,12B…抵抗。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二つのデータで変調された直交変調信号を
    生成するための、目的とする周波数で互いに90度の位
    相差を持つ二つの搬送波を発生する回路において、 目的とした周波数の搬送波信号を自乗演算して、周波数
    が二倍となった2逓倍信号と直流成分とを出力するフル
    バランス型のミクサ回路を使用した2逓倍回路と、 上記2逓倍回路出力のうち直流成分を除去するHPF
    と、 上記HPFより得られる2逓倍信号を次段のDタイプF
    F回路においてトリガできるよう最適なレベルに増幅し
    て出力する増幅器と、 上記増幅器の出力をタイミングクロックとして、その周
    波数を1/2にカウントダウンして出力する第1のDタ
    イプFF回路と、 上記第1のDタイプFF回路のQ出力をデータとして、
    そのQ出力よりも90度位相の遅れた同一周波数の信号
    を出力する第2のDタイプFF回路から構成されたこと
    を特徴とする搬送波発生回路。
  2. 【請求項2】上記2逓倍回路における二つの信号入力端
    子の各々に対して、入力直流電位を調整するための50
    Ω終端抵抗を兼ねた調整抵抗を備えたことを特徴とする
    請求項1記載の搬送波発生回路。
  3. 【請求項3】上記2逓倍回路における二つの信号入力端
    子のうちの一方に対して、入力直流電位を調整するため
    の50Ω終端抵抗を兼ねた調整抵抗を備えたことを特徴
    とする請求項1記載の搬送波発生回路。
JP14285594A 1994-06-24 1994-06-24 搬送波発生回路 Pending JPH088986A (ja)

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