JPH09214573A - 位相シフト回路 - Google Patents

位相シフト回路

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JPH09214573A
JPH09214573A JP8018584A JP1858496A JPH09214573A JP H09214573 A JPH09214573 A JP H09214573A JP 8018584 A JP8018584 A JP 8018584A JP 1858496 A JP1858496 A JP 1858496A JP H09214573 A JPH09214573 A JP H09214573A
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shift circuit
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JP8018584A
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Makoto Nishikawa
誠 西川
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NEC Engineering Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準位相差に対する2つの信号の位相差の誤
差を検出し、この検出結果に応じて2つの信号のうち一
方の信号の位相を制御する場合において、位相差の誤差
をより零に近付ける。 【解決手段】 分岐器1で分岐した一方の信号106の
繰返し周波数をF―V返還器35で電圧に変換した信号
と、温度保証回路34による自回路の周囲の温度に応じ
た信号とを用い、誤差検出結果である低域通過瀘波回路
の出力を補正する。 【効果】 経時変化、温度変化、繰返し周波数の変化に
対しても補正効果があり、2つの信号の位相差の誤差を
より零に近付けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は位相シフト回路に関
し、特に無線及び衛星通信における変調・復調回路等で
用いられ2つの信号の位相誤差を補正する位相シフト回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の位相シフト回路は、図8
に示されているように、入力信号100を分岐器1で2
つに分岐し、その分岐された一方をπ/2位相シフト回
路2で位相シフトする構成である。かかる構成により、
最終的には、位相差がπ/2となる2つの信号が得られ
る。
【0003】ところが、実際には、位相シフト回路2で
正しくπ/2だけ位相シフトすることは困難である。例
えば、入力信号100をsinωtとすると、分岐器1
で分岐された一方はそのまま出力信号101として送出
されてsinωtのままである。しかしながら、分岐器
1で分岐され位相シフト回路2でπ/2位相シフトされ
た後の出力信号102は、cosωtとならず、実際に
はcos(ωt+Δ)となる。つまり、最終的に得られ
る2つの出力信号101及び102は、誤差Δのため
に、位相差が正しくπ/2とならない。
【0004】これを解決するための技術が実開平3―9
4857号公報に記載されている。同公報に記載されて
いる公知技術では、2つの出力信号の位相差を検出し、
この検出して位相差を帰還し、この位相差に応じて位相
シフトを行っている。つまり、帰還制御を行うため、2
つの出力信号の位相差をπ/2に保つことができるので
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した公開公報に記
載されている公知技術によれば、帰還制御を行っている
ので、位相差をπ/2に保つことができると考えられ
る。しかしながら、実際には回路を構成する各素子の温
度特性等が原因となり、やはり上記の誤差Δが生じ、位
相差が正しくπ/2とならないという欠点がある。
【0006】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的は2つの信号の
位相差を所望の値に保つことのできる位相シフト回路を
提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による位相シフト
回路は、基準位相差に対する2つの信号の位相差の誤差
を検出する位相誤差検出手段と、この検出結果に応じて
前記2つの信号のうち一方の信号の位相を制御する位相
制御手段とを含む位相シフト回路であって、前記一方の
信号の繰返し周波数に応じた値の信号を出力する周波数
電圧変換手段と、自回路の周囲の温度に応じた信号を出
力する温度検出手段と、前記変換手段の出力信号及び前
記温度検出手段の出力信号を用いて前記検出結果を補正
する補正手段とを含むことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の作用は以下の通りであ
る。
【0009】基準位相差に対する2つの信号の位相差の
誤差を検出し、この検出結果に応じて2つの信号のうち
一方の信号の位相を制御する。さらに、一方の信号の繰
返し周波数を電圧に変換した信号と自回路の周囲の温度
に応じた信号とを用いて誤差検出結果を補正する。これ
により、上述した誤差Δをより零に近付けることができ
る。
【0010】次に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
【0011】図1は本発明による位相シフト回路の一実
施例の構成を示すブロック図であり、図8と同等部分は
同一符号により示されている。図において、本発明の一
実施例による位相シフト回路は、入力信号100を2つ
の信号に分岐する分岐器1と、その一方の信号を入力と
し制御信号105に応じて位相シフトを行う電圧制御π
/2位相シフト回路9とを含んで構成されている。
【0012】また、本実施例による位相シフト回路は、
分岐器1の出力信号101と位相シフト回路9の出力信
号106とを乗算する乗算回路5と、この乗算出力信号
103の高周波成分を除去する低域通過瀘波回路4と、
この低域通過瀘波回路(Low Pass Filte
r)4の出力信号104を入力の1つとし、制御信号1
05を出力する差動増幅器3とを含んで構成されてい
る。
【0013】さらにまた、本実施例の位相シフト回路
は、位相シフト回路9の出力信号106を入力とし、そ
の繰返し周波数に応じた値の電圧信号133を出力する
周波数―電圧(F―V)変換器35と、回路の周囲の温
度を検出して温度に対応する値の電圧信号132を出力
する温度保証回路34と、F―V変換器35から出力さ
れる信号133の電圧値と温度保証回路34から出力さ
れる信号132の電圧値とを加算する加算器36とを含
んで構成され、加算器36の加算結果が基準電圧131
として差動増幅器3のもう一方の入力に印加されてい
る。なお、温度保証回路34は、上記誤差Δの変化に影
響を与える温度特性を有する回路(例えば、乗算回路)
の近傍に設ければ良い。
【0014】かかる構成において、入力信号100を分
岐器1によって2分岐した一方の信は、信号101とπ
/2の位相差を持つ出力信号106にするために、電圧
制御π/2位相シフト回路9に入力される。π/2位相
シフト回路9の出力信号106は、信号101と共に乗
算回路5に入力されて乗算される。
【0015】ここで、信号101をsinωtとし、出
力信号106をcos(ωt+Δ)とすると、乗算回路
5の出力信号103は、1/2{sin(2ωt+Δ)
+sin(−Δ)}となる。この出力信号103は、瀘
波回路4に入力されて高周波成分が除去され、1/2s
in(−Δ)となる。この瀘波回路4の出力信号104
は、差動増幅器3の入力の一方に印加される。差動増幅
器3は、他方の入力に印加される基準電圧131と出力
信号104との差を増幅し、位相シフト回路9の制御信
号105として出力する。
【0016】基準電圧131は、F―V変換器35の出
力である信号133と、温度保証回路34の出力である
信号132とを加算器36において電圧加算することに
よって作られる。この基準信号131を差動増幅器3に
入力せしめることによって、乗算回路5における周波
数、温度等による誤差を吸収することができる。すなわ
ち、信号104と基準電圧131とが等しくなるように
(誤差Δが零に近くなるように)、制御電圧105によ
ってシフト回路9における位相シフト量が制御されるの
である。これにより、位相差がπ/2に保たれ、出力信
号101がsinωt、出力信号106がcosωtと
なる。つまり、温度保証回路34及びF―V変換器35
を用いて制御信号105を補正しているので位相差が正
しくπ/2に保たれた出力信号101及び106が得ら
れるのである。
【0017】ここで、位相シフト回路9の内部構成につ
いて図3を参照して説明する。同図に示されている位相
シフト回路9は、固定位相シフト回路7と、電圧制御キ
ャパシタ6と、直流成分をカットして制御信号105に
よる影響を防止するコンデンサ81及び82と、制御信
号105の高調波成分をカットするコイル83とを含ん
で構成されている。
【0018】かかる構成において、sinωtの信号1
01は固定シフト回路7を通過することによってcos
(ωt−φ)となる。このcos(ωt−φ)の信号
は、電圧制御キャパシタ6によって位相シフトされco
sωtの信号102となる。つまり、信号102がco
sωtとなるように、制御信号105でキャパシタ6の
蓄積電荷量を変化させるのである。これにより、sin
ωtの信号は、sinωtの信号とcosωtの信号と
に正しく変換することができるのである。
【0019】なお、固定シフト回路7は、例えば図3に
示されているように、コイルLが直列に挿入され、コン
デンサC1及びC2が並列に接続された構成にすれば良
い。これらコイルL並びにコンデンサC1及びC2につ
いては、誤差φを電圧制御キャパシタ6で零にすること
ができるように適切な値を選定する。なお、この固定シ
フト回路7の位相シフト量を変更すれば、π/2以外の
所望の位相差を得ることができる。
【0020】ここで、図1におけるF―V変換器及び温
度保証回路による効果について説明する。上述したよう
に、低域通過瀘波回路の出力信号は、本来1/2{si
n(−Δ)}である。いま、温度変化によって誤差Δ
1、周波数の変化によって誤差Δ2が発生し(Δ1及び
Δ2は、正の値とは限らない)、1/2{sin(−Δ
+Δ1+Δ2)}になったとする。この場合、電圧制御
キャパシタは、1/2{sin(Δ1+Δ2)}の分だ
け余分な制御を受けるので、位相差を正しくπ/2にす
ることができない。
【0021】そこで、本シフト回路では、上述した温度
保証回路から1/2{sin(−Δ1)}なる信号を出
力し、かつF―V変換器から1/2{sin(−Δ
2)}なる信号を出力し、これら両信号を電圧制御キャ
パシタへの制御信号に加算することによって、低域通過
瀘波回路の出力信号を、1/2{sin(−Δ)}にし
ているのである。これにより、位相差が正しくπ/2で
ある2つの信号が得られるのである。
【0022】なお、温度保証回路のみを設ければ、上記
の誤差Δ1のみの影響を防ぐことができ、F―V変換器
のみを設ければ、上記の誤差Δ2のみの影響を防ぐこと
ができことは明らかである。
【0023】以上のように構成された位相シフト回路を
用いた4相変調回路について図4を参照して説明する。
図4において、図1と同等部分は同一符号により示され
ている。
【0024】図において、搬送波Loの信号110を分
岐器1で2つの信号に分岐し、位相シフト回路9、乗算
回路5、瀘波回路4、差動増幅器3、温度保証回路3
4、F―V変換器35及び加算器36を用い、sinω
tの信号101と、この信号に対してπ/2の位相差を
有するcosωtの信号106とを得る過程は上述した
通りである。sinωtの信号101は、変調回路11
においてベースバンド信号Iの信号107により変調さ
れ、I・sinωtの変調波信号111となる。また、
cosωtの信号106は、変調回路18においてベー
スバンド信号Qの信号108により変調され、Q・co
sωtの変調波信号112となる。
【0025】変調波信号111と変調波信号112とは
合成回路10で合成され、cos(ωt+ki・π/
2)(ki=0、1、2、3)の4相変調波信号109
となる。このように、温度保証回路34及びF―V変換
器35を用いて補正した制御信号105で位相シフト回
路9を制御しているので正しい4相変調波信号が得られ
るのである。
【0026】なお合成回路10は、図5に示されている
ように、抵抗Rをデルタ型に接続した構成とする。
【0027】同様に、位相シフト回路を用いた4相復調
回路について図6を参照して説明する。同図において、
図1と同等部分は同一符号により示されている。
【0028】分岐器1、位相シフト回路9、乗算回路
5、低域通過瀘波回路4、差動増幅器3、温度保証回路
34、F―V変換器35及び加算器36を用い、sin
ωtの信号101と、この信号に対してπ/2の位相差
を有するcosωtの信号106とを得る過程は上述し
た通りである。cos(ωt+ki・π/2)(ki=
0、1、2、3)の受信信号113は、分岐器12によ
って信号114と信号115と分岐される。これら信号
114、信号115は、互いに位相差がπ/2の信号1
01、信号106によって夫々復調回路31、復調回路
32において復調される。
【0029】復調回路31による復調信号116は、受
信フィルタ&識別回路23を通りベースバンド信号Iの
信号118となる。また、復調回路32による復調信号
117は、受信フィルタ&識別回路24を通りベースバ
ンド信号Qの信号119となる。
【0030】搬送波成分抽出回路20は、ベースバンド
信号Iの信号118と、ベースバンド信号Qの信号11
9とから搬送波成分120を抽出する。この抽出された
搬送波成分120は、低域通過瀘波回路21を通り、高
周波成分が除去された信号121となる。この信号12
1は所定の電圧V3と共に差動増幅器19に入力され電
圧制御発振器(VCXO)22の制御電圧122とな
る。
【0031】以上の構成により、受信信号113と電圧
制御発振器22の出力123との位相差が零になるよう
に制御され、結局正しいベースバンド信号I及びQが得
られるのである。
【0032】また、図1の位相シフト回路を用いた8相
変調回路について図7を参照して説明する。同図におい
て、図1と同等部分は同一符号により示されている。
【0033】図において、搬送波Loの信号110を分
岐器1で2つの信号に分岐し、位相シフト回路9、乗算
回路5、瀘波回路4、差動増幅器3、温度保証回路3
4、F―V変換器35及び加算器36を用い、sinω
tの信号101と、この信号に対してπ/2の位相差を
有するcosωtの信号106とを得る過程は上述した
通りである。また、sinωtの信号101を変調回路
11においてベースバンド信号Iの信号107により変
調し、cosωtの信号106を変調回路18において
ベースバンド信号Qの信号108により変調する過程も
上述した通りである。さらに、I・sinωtの変調波
信号111とQ・cosωtの変調波信号112とが合
成回路10で合成され、cos(ωt+ki・π/2)
(ki=0、1、2、3)の4相変調波信号109とな
る過程も上述した通りである。
【0034】この4相変調波信号109は、さらに分岐
器27で2つの信号に分岐され、一方の信号124は変
調回路25においてベースバンド信号Rの信号123で
変調される。変調回路25からは、R・cos(ωt+
ki・π/2)(ki=0、1、2、3)の変調信号1
26が出力される。
【0035】分岐器27で分岐されたもう一方の信号
は、電圧制御π/2位相シフト回路33に入力される。
この位相シフト回路33の出力である信号125は、乗
算回路26で信号124と乗算され、乗算回路26から
は信号127が出力される。この信号127は低域通過
瀘波回路28に入力され、高周波成分が除去された信号
128となる。
【0036】信号125はF―V変換器39に入力さ
れ、その繰返し周波数に応じた電圧に変換され、信号1
36として出力される。この信号136と、温度保証回
路38から出力される信号135とは、加算器37で加
算され、基準電圧134となる。この基準電圧134
は、信号128と共に差動増幅器29に入力され、その
出力である制御信号129によってシフト回路33にお
ける位相シフト量が制御される。
【0037】位相シフト回路33の出力であるcos
(ωt+ki・π/2)(ki=0、1、2、3)の4
相変調波信号125は、変調回路25から出力される変
調信号126と共に合成回路30に入力され、合成回路
30からはcos(ωt+ki・π/4)(ki=0、
1、…、7)の8相変調信号130が出力される。温度
保証回路34及びF―V変換器35を用いて補正した制
御信号105で位相シフト回路9を制御しているので正
しい4相変調波信号が得られ、さらに温度保証回路38
及びF―V変換器39を用いて補正した制御信号129
で位相シフト回路33を制御しているので正しい8相変
調波信号が得られるのである。
【0038】要するに、本位相シフト回路では、2つの
信号を乗算し低域通過瀘波器を通過した制御信号を温度
保証回路の出力やF―V変換器の出力で補正しているの
で、経時変化、温度変化、繰返し周波数の変化に対して
も補正効果があり、2つの信号の位相差の誤差をより零
に近付けることができるのである。そして、上述したよ
うに、本回路を変調回路に利用した場合は、送信信号の
位相の誤差を防ぐことができる。また、本回路を復調回
路に利用した場合は、位相の誤差によるC/N(Car
rier/Noise)の比の劣化による通信品質の低
下を防ぐことができるのである。
【0039】なお、本位相シフト回路は、変調回路や復
調回路以外の回路に用いることができることはいうまで
もない。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、基準位相
差に対する2つの信号の位相差の誤差を検出し、この検
出結果に応じて2つの信号のうち一方の信号の位相を制
御する場合において、一方の信号の繰返し周波数を電圧
に変換した信号と自回路の周囲の温度に応じた信号とを
用いて誤差検出結果を補正することにより、位相差の誤
差をより零に近付けることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による位相シフト回路の構成を
示すブロック図である。
【図2】電圧制御π/2位相シフト回路の内部構成例を
示す図である。
【図3】図2中の固定位相シフト回路の内部構成例を示
す図である。
【図4】図1の位相シフト回路を用いた4相変調回路の
構成例を示すブロック図である。
【図5】図4中の合成回路の内部構成例を示す図であ
る。
【図6】図1の位相シフト回路を用いた4相復調回路の
構成例を示すブロック図である。
【図7】図1の位相シフト回路を用いた8相変調回路の
構成例を示すブロック図である。
【図8】従来の位相シフト回路の構成を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1 分岐器 3 差動増幅器 4 低域通過瀘波回路 5 乗算回路 9 電圧制御π/2位相シフト回路 34 温度保証回路 35 F―V変換器 36 加算器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準位相差に対する2つの信号の位相差
    の誤差を検出する位相誤差検出手段と、この検出結果に
    応じて前記2つの信号のうち一方の信号の位相を制御す
    る位相制御手段とを含む位相シフト回路であって、前記
    一方の信号の繰返し周波数に応じた値の信号を出力する
    周波数電圧変換手段と、この出力信号を用いて前記検出
    結果を補正する補正手段とを含むことを特徴とする位相
    シフト回路。
  2. 【請求項2】 基準位相差に対する2つの信号の位相差
    の誤差を検出する位相誤差検出手段と、この検出結果に
    応じて前記2つの信号のうち一方の信号の位相を制御す
    る位相制御手段とを含む位相シフト回路であって、自回
    路の周囲の温度に応じた信号を出力する温度検出手段
    と、この出力信号を用いて前記検出結果を補正する補正
    手段とを含むことを特徴とする位相シフト回路。
  3. 【請求項3】 基準位相差に対する2つの信号の位相差
    の誤差を検出する位相誤差検出手段と、この検出結果に
    応じて前記2つの信号のうち一方の信号の位相を制御す
    る位相制御手段とを含む位相シフト回路であって、前記
    一方の信号の繰返し周波数に応じた値の信号を出力する
    周波数電圧変換手段と、自回路の周囲の温度に応じた信
    号を出力する温度検出手段と、前記変換手段の出力信号
    及び前記温度検出手段の出力信号を用いて前記検出結果
    を補正する補正手段とを含むことを特徴とする位相シフ
    ト回路。
JP8018584A 1996-02-05 1996-02-05 位相シフト回路 Pending JPH09214573A (ja)

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