WO2005099208A1 - 伝送信号生成装置 - Google Patents

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WO2005099208A1
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digital data
output
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French (fr)
Inventor
Masaaki Nishimura
Hirohisa Suzuki
Original Assignee
Sanyo Electric Co., Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/02—Amplitude-modulated carrier systems, e.g. using on-off keying; Single sideband or vestigial sideband modulation
    • H04L27/04—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H—ELECTRICITY
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Definitions

  • the present invention relates to a transmission signal generation device that generates a transmission signal transmitted on a network, and more particularly, to a device that generates an amplitude shift keyed signal.
  • a computer network has become common, for example, as a LAN (Local Area Network) in an office, and at present, networking for connecting devices other than the computer and its peripheral devices is progressing.
  • MOST Media Oriented Systems Transport
  • This MOST system forms one of the ring-shaped networks, to which various devices such as a car navigation system, CD (Compact Disc) player, DVD (Digital Versatile Disk) player, speakers, display, and telephone are connected.
  • CD Compact Disc
  • DVD Digital Versatile Disk
  • digital data can be transmitted between devices using signals of various standards.
  • digital signal transmission methods include a baseband method that transmits a digital signal as it is, and a broadband method that transmits an analog signal obtained by modulating a carrier wave with a digital signal.
  • FIG. 3 shows a conventional ASK modulation circuit for generating an ASK-modulated transmission signal, which is shown in Non-Patent Document 1 below.
  • the output y of the nonlinear element 4 is output through the filter 6.
  • the first term on the right side gives a signal component subjected to amplitude shift keying, and the second and subsequent terms give a modulation distortion component.
  • the filter 6 is a bandpass filter and reduces this modulation distortion.
  • Non-patent document 1 "Electronic Information and Communication Handbook", edited by The Institute of Electronics, Communication and Communication, Inc., published by OM Co., Ltd., 1st edition, 1st volume p. 253
  • the conventional circuit includes the filter 6 for the purpose of removing distortion caused by the conversion in the nonlinear element 4.
  • the force filter 6 has a problem that the distortion cannot be sufficiently removed, and the remaining distortion can be a noise component.
  • the present invention has been made to solve this problem, and the noise component is suppressed.
  • An object of the present invention is to provide a transmission signal generation device that generates an SK modulation signal.
  • the transmission signal generation device provides a first signal that periodically changes at a first amplitude corresponding to a bit value "0" of the digital data and at a frequency synchronized with a bit rate of the digital data.
  • a first signal generating circuit for outputting, and a second signal for outputting a second signal that periodically changes at a second amplitude corresponding to a bit value “1” of the digital data and at a frequency synchronized with a bit rate of the digital data
  • a signal generation circuit and an output circuit that generates the transmission signal based on the first signal and the second signal, wherein the output circuit outputs the first signal in accordance with a bit value of the digital data.
  • a selection circuit for selectively outputting a difference between the signal and the second signal.
  • the first signal generation circuit continuously outputs the first signal
  • the second signal generation circuit continuously outputs the second signal.
  • the selection circuit is a switch circuit that selectively turns on and off the output terminal of each of the first signal generation circuit and the second signal generation circuit.
  • the first signal generation circuit and the second signal generation circuit generate sine waveforms synchronized with each other, and the output circuit outputs an output signal of the selection circuit to the transmission signal. Is a transmission signal generating device that outputs the signal.
  • Another preferred embodiment of the present invention is a clock generation circuit that generates a rectangular waveform signal synchronized with the first signal generation circuit and the second signal generation circuit, wherein the output circuit includes the selection circuit.
  • a transmission signal generation device having a low-pass filter to which an output signal of a circuit is input, and outputting an output signal of the low-pass filter as the transmission signal.
  • two signal generation circuits for generating signals having mutually different amplitudes are provided, and one of the output signals is sequentially selected and connected in accordance with the bit value of the digital data, thereby obtaining the amplitude.
  • a shift keyed transmission signal is generated.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission signal generation device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a timing chart of signals in each section of the apparatus.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing the principle of a conventional ASK modulation circuit.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission signal generation device according to the present invention.
  • This device includes a clock generation circuit 10, amplifiers 12 and 14, switch circuits 16 and 18, switching control circuit 20, and low-pass filter (Low Pass Filter: LPF) 22.
  • LPF Low Pass Filter
  • the amplifiers 12, 14 are each supplied with a clock CL having a rectangular waveform and convert the amplitude thereof. For example, the amplifiers 12 and 14 generate rectangular waves CLl and CL2 that swing up and down around the voltage 0, respectively.
  • the amplitude of CL1 output from the amplifier 12 and the amplitude of CL2 output from the amplifier 14 are set to be different from each other.
  • the switching control circuit 20 receives the transmission data D and generates a control signal for the switch circuits 16 and 18 based on the bit value of the data.
  • the switching control circuit 20 latches the voltage signal input as the data D in synchronization with the clock CL, and generates a control signal based on the latched voltage.
  • a control signal SW for controlling the ON / OFF state of the switch circuits 16 and 18 is generated in synchronization with CL1 and CL2.
  • the control signal SW is a logic signal represented by an HZL level voltage.
  • the switch circuits 16 and 18 switch the on / off state according to a control signal SW from the switching control circuit 20.
  • the switch circuit 16 is configured using a MOS type field effect transistor (MOSFET). Specifically, the channel (source-drain) of the MOSFET is connected between the amplifiers 12 and 14 and the LPF 22, and a voltage corresponding to the control signal SW is applied to the gate to turn on the channel (conduction state). ) Or off (disconnected). For example, when the control signal SW is at the H level, the switch circuit 16 is turned off and the switch circuit 18 is turned on. On the other hand, when the control signal SW is at the force level, the switch circuit 16 is turned on and the switch circuit 18 is turned off. It is configured to be.
  • MOSFET MOS type field effect transistor
  • the LPF 22 passes a component in a predetermined low frequency band according to the cutoff frequency.
  • the LPF 22 removes high-frequency components included in the clocks CLl and CL2, and makes the waveforms of the clocks into a smooth sinusoidal shape.
  • FIG. 2 is a timing chart of signals in each section of the present apparatus.
  • the clock generation circuit 10 generates a continuous clock CL, and accordingly, the amplifiers 12 and 14 also generate clocks CL1 and CL2, respectively, continuously.
  • the signal waveforms (a) and (b) in FIG. 2 show the waveforms of the clocks CLl and CL2, respectively.
  • the amplifier 12 outputs a clock CLl obtained by converting the H (High) level of the clock CL into Va and the L (Low) level into Va.
  • the amplifier 14 generates the clock CL2 by converting the H level of the clock CL to Vj8 and the L level to Vj8.
  • the amplifiers 12 and 14 are configured to be V a and V j8. in this way Then, CL1 and CL2 which are synchronized with each other and have different amplitudes are continuously output from the amplifiers 12 and 14.
  • the signal waveform (c) of FIG. 2 shows the control signal SW when, for example, a bit string “0100 11010” is input to the switching control circuit 20 as data D.
  • the switching control circuit 20 outputs an L level when the bit value of the data D is “0”, and outputs an H level when the bit value is “1” as the control signal SW.
  • This control signal SW is synchronized with CL1 and CL2.
  • the input signal to the LPF 22 is a signal in which CL1 and CL2 selected according to the bit pattern of the data D are sequentially connected.
  • the transmission signal S which is an ASK modulation signal having the signal waveform (e) of FIG. 2 is generated by the smoothing performed by the input signal power LPF22.
  • the transmission signal S is a signal in which sinusoidal waveforms having different amplitudes are smoothly connected.
  • the signal is smoothed by the LPF 22 to generate an ASK modulated signal.
  • the LPF 22 can be eliminated by providing two circuits for generating a sine wave signal and generating two types of synchronized sine waveforms having different amplitudes from each other.
  • a sine wave signal source is provided instead of the clock generation circuit 10, and the amplifiers 12 and 14 amplify the output with different gains. A wave signal can be obtained.
  • the above-described apparatus is configured to selectively output continuously generated waveforms having different amplitudes. For example, a waveform having a certain amplitude is output only when the bit value of data D is “1”. A circuit that outputs only the period and a circuit that outputs a waveform with a different amplitude only for one period only when the bit value of the data D is S “0” are provided, and these outputs are connected to form a transmission signal S. I'm sorry. Industrial applicability

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

　デジタルデータをネットワーク上にて伝送されるＡＳＫ変調信号に変換する際のノイズ成分を抑制する。 　クロック発生回路（１０）が生成するクロックＣＬに基づいて、アンプ（１２）は比較的小さい振幅のクロックＣＬ１を生成し、アンプ（１４）は比較的大きい振幅のクロックＣＬ２を生成する。切換制御回路（２０）は、デジタルデータＤに基づいてスイッチ回路（１６），（１８）に対する制御信号ＳＷを生成する。スイッチ回路（１６），（１８）は信号ＳＷに応じてＣＬ１，ＣＬ２のいずれかを選択的にＬＰＦ（２２）へ通過する。ＬＰＦ（２２）には、異なる振幅の矩形波がつなぎ合わされた信号が入力され、ＬＰＦ（２２）はこれを平滑化して正弦波的波形が連続するＡＳＫ変調信号を生成し出力する。

Description

伝送信号生成装置
技術分野
[0001] 本発明は、ネットワーク上にて伝送される伝送信号を生成する伝送信号生成装置 に関し、特に振幅偏移変調された信号を生成する装置に関する。
背景技術
[0002] コンピュータのネットワークは、例えば、オフィスにおける LAN (Local Area Network )のように一般的になり、現在は、さらにコンピュータ及びその周辺機器以外の機器を 接続するネットワーク化が進展している。例えば、自動車の車載ネットワークの 1つの 規格（仕様）として MOST (Media Oriented Systems Transport)システムがある。この MOSTシステムではリング形状のネットワークの 1つが構成され、これにカーナビゲ ーシヨンシステム、 CD (Compact Disc)プレイヤー、 DVD (Digital Versatile Disk)プ レイヤー、スピーカ、ディスプレイ、電話機等の各種機器が接続される。そして、例え ば、 CDプレイヤーが出力するデジタルデータをネットワークを介してスピーカに伝送 し、スピーカにてデジタルデータを音声に変換して出力するといつた形で利用される 。このような状況において、様々な規格の信号により機器間のデジタルデータの伝送 が行われ得る。例えば、デジタル信号の伝送方式には、デジタル信号をそのまま伝 送するベースバンド方式のほか、デジタル信号で搬送波を変調して得られるアナログ 信号を伝送するブロードバンド方式がある。
[0003] ここで、搬送波の変調方式の 1つとして振幅偏移変調 (Amplitude Shift Keying : AS K)方式が知られている。図 3は、 ASK変調された伝送信号を生成する従来の ASK 変調回路であり、下記非特許文献 1に示されたものである。この回路は、搬送波 Xと 入力信号 Xを加算器 2で加算し、その加算器 2の出力 Xを変換特性 y=f(x)を有する
2
非線形素子 4で変換する。非線形素子 4の出力 yは、フィルタ 6を通して出力される。
[0004] 非線形素子 4の特性 yをべき級数に展開すると次式で表される。
y=a +a #x + a ·χ +a ·χ Η
0 1 2 3
a = (η ! ) _1 ( 3 f/ 3 x) | である。ここで X = X +Xであり、また X =v ' cos c t, X =v(t)と表すと、
1 2 1 1 2
y= [a + 2a v(t)] cos ω t
0 2
+ [a +0.5a v 2 + a v(t) + a v2(t)十…]
0 2 1 1 2
+ 0.5a v cos2 o> tH—
2 1
となる。ここで、右辺第 1項が振幅偏移変調された信号成分、第 2項以降は変調歪み 成分を与える。フィルタ 6は帯域フィルタであり、この変調歪みを軽減する。
非特許文献 1 :「電子情報通信ハンドブック」、社団法人電子通信学会編、（株)ォー ム社発行、第 1版、第 1分冊 p. 253
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 上述のように従来の回路は非線形素子 4での変換によって生じる歪みを除去する 目的でフィルタ 6を備える。し力しフィルタ 6では、歪みを十分に除去できず、残存す る歪みがノイズ成分となり得るという問題があった。
[0006] 本発明はこの問題を解決するためになされたものであり、ノイズ成分が抑制された A
SK変調信号を生成する伝送信号生成装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明に係る伝送信号生成装置は、前記デジタルデータのビット値「0」に応じた第 1の振幅かつ前記デジタルデータのビットレートに同期した周波数で周期的に変化 する第 1信号を出力する第 1信号生成回路と、前記デジタルデータのビット値「1」に 応じた第 2の振幅かつ前記デジタルデータのビットレートに同期した周波数で周期的 に変化する第 2信号を出力する第 2信号生成回路と、前記第 1信号及び前記第 2信 号に基づいて前記伝送信号を生成する出力回路と、を有し、前記出力回路が、前記 デジタルデータのビット値に応じて、前記第 1信号及び前記第 2信号の 、ずれかを選 択的に出力する選択回路を含むものである。
[0008] 他の本発明に係る伝送信号生成装置においては、前記第 1信号生成回路が、前 記第 1信号を連続的に出力し、前記第 2信号生成回路が、前記第 2信号を連続的に 出力し、前記選択回路が、前記第 1信号生成回路及び前記第 2信号生成回路それ ぞれの出力端を選択的に断続するスィッチ回路である。 [0009] 本発明の好適な態様は、前記第 1信号発生回路及び前記第 2信号発生回路が、 互いに同期した正弦波形を生成し、前記出力回路が前記選択回路の出力信号を前 記伝送信号として出力する伝送信号生成装置である。
[0010] 本発明の他の好適な態様は、前記第 1信号発生回路及び前記第 2信号発生回路 力 互いに同期した矩形波形信号を生成するクロック発生回路であり、前記出力回 路が、前記選択回路の出力信号を入力される低域通過フィルタを有し、当該低域通 過フィルタの出力信号を前記伝送信号として出力する伝送信号生成装置である。 発明の効果
[0011] 本発明によれば、互いに異なる振幅の信号を生成する 2つの信号生成回路を備え 、デジタルデータのビット値に応じてそれらの出力信号の一方を順次選択してつなげ ることで、振幅偏移変調された伝送信号が生成される。これにより、伝送信号におけ る振幅の差異を生じさせる処理に起因したノイズ成分を抑制することができる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本発明に係る伝送信号生成装置の概略の構成を示すブロック図である。
[図 2]本装置の各部での信号のタイミング図である。
[図 3]従来の ASK変調回路の原理を示す構成図である。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明の実施の形態 (以下実施形態という）について、図面に基づいて説明 する。
[0014] 図 1は、本発明に係る伝送信号生成装置の概略の構成を示すブロック図である。本 装置は、クロック発生回路 10、アンプ 12, 14、スィッチ回路 16, 18、切換制御回路 2 0、低域通過フィルタ（Low Pass Filter :LPF) 22を含んで構成される。本装置は、シリ アルのデジタルデータである送信データ Dを入力され、当該データ Dのビット値の時 間的な変化に応じて振幅が変化する振幅偏移変調信号を生成し、これを伝送信号 S としてネットワークへ出力する。
[0015] クロック発生回路 10は送信データ Dのビットレートに同期する周波数のクロック CL を生成する。すなわち、送信データ Dのビットレートを r (単位 bps)とすると、クロック C Lの周波数は nr[Hz] (nは自然数)である。ここでは n= lとする。 [0016] アンプ 12, 14は矩形波形のクロック CLをそれぞれ入力され、その振幅を変換する 。例えば、アンプ 12, 14はそれぞれ電圧 0を中心として上下に振れる矩形波 CLl, C L2を生成する。アンプ 12が出力する CL1の振幅とアンプ 14が出力する CL2の振幅 とは互 、に異なるように設定される。
[0017] 切換制御回路 20は、送信データ Dを入力され、当該データのビット値に基づいて、 スィッチ回路 16, 18に対する制御信号を生成する。切換制御回路 20は、データ Dと して入力される電圧信号をクロック CLに同期してラッチし、そのラッチした電圧に基 づいて制御信号を生成する。これにより、 CLl, CL2に同期してスィッチ回路 16, 18 のオン Zオフ状態を制御する制御信号 SWが生成される。例えば、制御信号 SWは、 HZLレベルの電圧で表される論理信号である。
[0018] スィッチ回路 16, 18は、切換制御回路 20からの制御信号 SWに応じてオン Zオフ 状態を切り換える。例えば、スィッチ回路 16は MOS型電界効果トランジスタ (MOSF ET)を用いて構成される。具体的には、その MOSFETのチャネル（ソース—ドレイン 間）をアンプ 12, 14と LPF22との間に接続し、制御信号 SWに応じた電圧をゲートに 印加して当該チャネルをオン状態 (導通状態)とするかオフ状態 (切断状態)とするか を切り換える。例えば、制御信号 SWが Hレベルのとき、スィッチ回路 16はオフ状態、 スィッチ回路 18はオン状態となり、一方、制御信号 SW力 レベルのとき、スィッチ回 路 16はオン状態、スィッチ回路 18はオフ状態となるように構成される。
[0019] LPF22は、そのカットオフ周波数に応じた所定の低周波数帯域の成分を通過する 。この LPF22は、クロック CLl, CL2に含まれる高周波成分を除去して、それらクロッ クの波形を滑らかな正弦波的形状とする。
[0020] 図 2は、本装置の各部での信号のタイミング図である。この図を用いて、本装置の動 作を説明する。クロック発生回路 10は連続的〖こクロック CLを生成し、それに応じてァ ンプ 12, 14もそれぞれ連続的にクロック CLl, CL2を生成する。図 2の信号波形 (a) , (b)がそれぞれクロック CLl, CL2の波形を示す。アンプ 12は、クロック CLの H (Hi gh)レベルを V a、 L (Low)レベルを V aに変換したクロック CLlを出力する。一方 、アンプ 14は、クロック CLの Hレベルを V j8、 Lレベルを V j8〖こ変換したクロック CL 2を生成する。ここでアンプ 12, 14は、 V aく V j8となるように構成される。このように して、互いに同期し、振幅が異なる CL1, CL2がアンプ 12, 14から連続的に出力さ れる。
[0021] 図 2の信号波形 (c)は、切換制御回路 20にデータ Dとして、例えば、ビット列「0100 11010」が入力されたときの制御信号 SWを示している。切換制御回路 20は、データ Dのビット値が「0」のとき Lレベル、「1」のとき Hレベルを制御信号 SWとして出力する 。この制御信号 SWは CL1, CL2に同期している。
[0022] 制御信号 SW力 レベルのときは 2つのスィッチ回路のうちスィッチ回路 18だけがォ ン状態となり、 CL2を LPF22へ通過させる。一方、制御信号 SWが Hレベルのときは スィッチ回路 16だけがオン状態となり、 CL1を LPF22へ通過させる。その結果、 LP F22への入力信号は、図 2の信号波形 (d)に示すように、データ Dのビットパターンに 応じて選択された CL1, CL2が順次つなぎ合わされたものとなる。
[0023] この入力信号力LPF22により平滑ィ匕されることにより、図 2の信号波形 (e)を有する ASK変調信号である伝送信号 Sが生成される。この伝送信号 Sは、異なる振幅を有 する正弦波形状の波形が滑らかに接続されたものとなる。
[0024] なお、上述の装置では、振幅の異なる矩形波 CL1, CL2を接続した信号を生成し た後、これを LPF22で平滑ィ匕して ASK変調信号を生成した。一方、正弦波信号を 生成する回路を 2つ設け、それらで互いに異なる振幅で、かつ同期した 2種類の正弦 波形を生成する構成とし、 LPF22を廃することもできる。その場合、クロック発生回路 10に代えて、正弦波信号源を設け、その出力をアンプ 12, 14が互いに異なるゲイン で増幅する構成とすることにより、互いに異なる振幅で、かつ同期した 2種類の正弦 波信号を得ることができる。
[0025] このように連続的に出力される信号をスィッチ回路により切り換えることにより、波形 のつなぎ目が滑ら力となりノイズ発生が抑制される。
[0026] また、上述の装置は、連続的に生成される振幅の異なる波形を選択的に出力する 構成である力 例えば、データ Dのビット値が「1」のときだけある振幅の波形を 1周期 だけ出力する回路と、データ Dのビット値力 S「0」のときだけ異なる振幅の波形を 1周期 だけ出力する回路とを設け、それらの出力をつないで伝送信号 Sとする構成とするこ とちでさる。 産業上の利用可能性
互いに異なる振幅の信号を生成する 2つの信号生成回路を備え、デジタルデータ のビット値に応じてそれらの出力信号の一方を順次選択してつなげることで、ノイズ 成分が抑制された ASK変調信号を生成する伝送信号生成装置を得ることができる。

Claims

請求の範囲
[1] ネットワークに接続されたノード装置間でのデジタルデータの伝送に用いられる伝 送信号として前記デジタルデータに応じて振幅偏移変調された信号を生成する伝送 信号生成装置において、
前記デジタルデータのビット値「0」に応じた第 1の振幅かつ前記デジタルデータの ビットレートに同期した周波数で周期的に変化する第 1信号を出力する第 1信号生成 回路と、
前記デジタルデータのビット値「1」に応じた第 2の振幅かつ前記デジタルデータの ビットレートに同期した周波数で周期的に変化する第 2信号を出力する第 2信号生成 回路と、
前記第 1信号及び前記第 2信号に基づいて前記伝送信号を生成する出力回路と、 を有し、
前記出力回路は、前記デジタルデータのビット値に応じて、前記第 1信号及び前記 第 2信号のいずれかを選択的に出力する選択回路を含むこと、
を特徴とする伝送信号生成装置。
[2] 請求の範囲第 1項記載の伝送信号生成装置において、
前記第 1信号生成回路は、前記第 1信号を連続的に出力し、
前記第 2信号生成回路は、前記第 2信号を連続的に出力し、
前記選択回路は、前記第 1信号生成回路及び前記第 2信号生成回路それぞれの 出力端を選択的に断続するスィッチ回路であること、
を特徴とする伝送信号生成装置。
[3] 請求の範囲第 1項に記載の伝送信号生成装置において、
前記第 1信号発生回路及び前記第 2信号発生回路は、互いに同期した正弦波形 を生成し、
前記出力回路は前記選択回路の出力信号を前記伝送信号として出力すること、 を特徴とする伝送信号生成装置。
[4] 請求の範囲第 1項に記載の伝送信号生成装置において、
前記第 1信号発生回路及び前記第 2信号発生回路は、互いに同期した矩形波形 信号を生成するクロック発生回路であり、
前記出力回路は、前記選択回路の出力信号を入力される低域通過フィルタを有し 、当該低域通過フィルタの出力信号を前記伝送信号として出力すること、
を特徴とする伝送信号生成装置。
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