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技術 無線送信回路

出願人 ラピスセミコンダクタ株式会社
発明者 梅谷正人
出願日 2005年10月19日 (15年2ヶ月経過) 出願番号 2005-304028
公開日 2007年5月10日 (13年7ヶ月経過) 公開番号 2007-116314
状態 特許登録済
技術分野 送信機 交流方式デジタル伝送 増幅器の制御の細部、利得制御
主要キーワード ガウス型フィルタ ボトム電圧 抵抗分圧器 振幅調整回路 高周波発振回路 データ発生装置 無線送信回路 オフセット調整回路
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この項目の情報は公開日時点(2007年5月10日)のものです。
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図面 (5)

課題

変調回路に与える送信データ信号を、適正な振幅とレベルに調整する。

解決手段

フィルタ1と変調回路2の間に、このフィルタ1の出力信号直流電位を調整するオフセット調整回路20と、振幅を調整する振幅調整回路30を設ける。更に、変調回路2に与えられる信号S30のピークレベルPLボトムレベルBLを検出するピーク検出回路13とボトム検出回路14を設け、これらのピークレベルPLとボトムレベルBLを、変調回路2のリニア入力電圧範囲の上限電圧ULと下限電圧LLと比較するための比較器15,17を設ける。比較器15,17の比較結果を監視しながら、オフセット調整回路20と振幅調整回路30を調整することにより、特別な測定器を必要とせずに変調回路2の入力信号を適正な振幅とレベルに調整することができる。

概要

背景

図2(a)〜(d)は、従来の無線送信回路の説明図である。
この無線送信回路は、図2(a)に示すように、フィルタ1、変調回路2及び高周波発振回路3で構成されている。フィルタ1は、例えば、図2(b)に示すようなデジタルベースバンド信号BSから高調波成分を除去し、図2(c)に示すような帯域制限された送信データ信号SDSを生成するものである。高周波発振回路3は、搬送波となる高周波信号RFを発生するものである。また、変調回路2は、高周波発振回路3から与えられる高周波信号RFの振幅を、送信データ信号SDSに従って変調し、振幅変調された送信信号TXSを出力するものである。図2(d)は、変調回路2から出力される送信信号TXSの電力時間変化を示している。

これらの図2(b)〜(d)に示すように、デジタルのベースバンド信号DBSが“H”レベルのときは、送信信号TXSの電力は大きくなり、このベースバンド信号DBSが“L”レベルのときは、送信信号TXSの電力は小さくなる。従って、受信側では、受信した信号を検波しそのレベルを所定の閾値によって判別することにより、送られてきた信号が“H”であるのか、“L”であるのかを判定することができる。

特開平10−311741号公報

概要

変調回路に与える送信データ信号を、適正な振幅とレベルに調整する。フィルタ1と変調回路2の間に、このフィルタ1の出力信号直流電位を調整するオフセット調整回路20と、振幅を調整する振幅調整回路30を設ける。更に、変調回路2に与えられる信号S30のピークレベルPLボトムレベルBLを検出するピーク検出回路13とボトム検出回路14を設け、これらのピークレベルPLとボトムレベルBLを、変調回路2のリニア入力電圧範囲の上限電圧ULと下限電圧LLと比較するための比較器15,17を設ける。比較器15,17の比較結果を監視しながら、オフセット調整回路20と振幅調整回路30を調整することにより、特別な測定器を必要とせずに変調回路2の入力信号を適正な振幅とレベルに調整することができる。

目的

本発明は、変調回路に与える送信データ信号を適正な振幅とレベルに調整する調整回路を有する無線送信回路を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

ベースバンド信号から高調波成分を除去して送信データ信号を生成するフィルタと、前記送信データ信号に従って高周波信号振幅変調して送信信号を出力する変調回路を備えた無線送信回路において、前記フィルタから出力される送信データ信号の直流電位を調整するオフセット調整回路と、前記オフセット調整回路で直流電位が調整された送信データ信号の振幅を調整して前記変調回路に与える振幅調整回路と、前記変調回路に与えられる信号のピーク電圧及びボトム電圧をそれぞれ検出するピーク検出回路及びボトム検出回路と、前記変調回路のリニア入力電圧範囲の上限及び下限に対応する上限電圧及び下限電圧をそれぞれ発生させる上限電圧発生回路及び下限電圧発生回路と、前記ピーク電圧と前記上限電圧を比較する第1の比較器と、前記ボトム電圧と前記下限電圧を比較する第2の比較器とを、設けたことを特徴とする無線送信回路。

請求項2

請求項1記載の無線送信回路に、前記ベースバンド信号と同じデータ速度とレベルを有する試験データを発生するデジタルデータ発生回路と、前記ベースバンド信号に代えて前記試験データを前記フィルタに与えることができるスイッチとを、設けたことを特徴とする無線送信回路。

請求項3

請求項1または2記載の無線送信回路において、前記上限電圧発生回路及び下限電圧発生回路は、前記変調回路を構成するトランジスタと同じ特性を有する順方向にダイオード接続されたトランジスタと抵抗分圧器直列に接続して構成したことを特徴とする無線送信回路。

技術分野

0001

本発明は、無線デジタルデータ通信において、デジタルベースバンド信号によって高周波信号変調して送信する無線送信回路、特にその調整回路に関するものである。

背景技術

0002

図2(a)〜(d)は、従来の無線送信回路の説明図である。
この無線送信回路は、図2(a)に示すように、フィルタ1、変調回路2及び高周波発振回路3で構成されている。フィルタ1は、例えば、図2(b)に示すようなデジタルのベースバンド信号DBSから高調波成分を除去し、図2(c)に示すような帯域制限された送信データ信号SDSを生成するものである。高周波発振回路3は、搬送波となる高周波信号RFを発生するものである。また、変調回路2は、高周波発振回路3から与えられる高周波信号RFの振幅を、送信データ信号SDSに従って変調し、振幅変調された送信信号TXSを出力するものである。図2(d)は、変調回路2から出力される送信信号TXSの電力時間変化を示している。

0003

これらの図2(b)〜(d)に示すように、デジタルのベースバンド信号DBSが“H”レベルのときは、送信信号TXSの電力は大きくなり、このベースバンド信号DBSが“L”レベルのときは、送信信号TXSの電力は小さくなる。従って、受信側では、受信した信号を検波しそのレベルを所定の閾値によって判別することにより、送られてきた信号が“H”であるのか、“L”であるのかを判定することができる。

0004

特開平10−311741号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、前記無線送信回路では、次のような課題があった。
図3は、変調回路の入出力特性図であり、横軸入力レベル縦軸出力電力を示している。図3に示すように、変調回路には入力レベルの増加に伴って出力電力が直線的に増加するリニア入力電圧範囲があり、入力レベルが下限電圧LL以下のときには出力電力は低レベルで一定の値となり、入力レベルが上限電圧UL以上のときには出力電力が高レベル飽和する特性がある。従って、図2のフィルタ1から出力される送信データ信号SDSの最小レベル最大レベルが、それぞれ変調回路2の下限電圧LLと上限電圧ULであれば、歪みのない最適な変調度を有する送信信号TXSが得られる。

0006

しかしながら、フィルタ1を構成する素子のばらつき等により、例えば、図2(c)中に破線で示すように、このフィルタ1から出力される送信データ信号SDSのレベルや振幅が変化すると、変調回路2から出力される送信信号TXSは、図2(d)中に破線で示すように、出力電力が小さくなったり、変調度が小さすぎたり、歪んだ高調波成分を多く含んだりして、所定の基準を満たすことができなくなるという問題があった。

0007

本発明は、変調回路に与える送信データ信号を適正な振幅とレベルに調整する調整回路を有する無線送信回路を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、ベースバンド信号から高調波成分を除去して送信データ信号を生成するフィルタと、前記送信データ信号に従って高周波信号を振幅変調して送信信号を出力する変調回路を備えた無線送信回路において、前記フィルタから出力される送信データ信号の直流電位を調整するオフセット調整回路と、前記オフセット調整回路で直流電位が調整された送信データ信号の振幅を調整して前記変調回路に与える振幅調整回路と、前記変調回路に与えられる信号のピーク電圧及びボトム電圧をそれぞれ検出するピーク検出回路及びボトム検出回路と、前記変調回路のリニア入力電圧範囲の上限及び下限に対応する上限電圧及び下限電圧をそれぞれ発生させる上限電圧発生回路及び下限電圧発生回路と、前記ピーク電圧と前記上限電圧を比較する第1の比較器と、前記ボトム電圧と前記下限電圧を比較する第2の比較器とを設けたことを特徴としている。

発明の効果

0009

本発明では、フィルタから出力される信号の直流電位を調整するオフセット調整回路と、このフィルタの出力信号の振幅を調整する振幅調整回路を有しているので、変調回路に与える信号を最適なレベルに調整することが可能になり、適正な無線周波数信号を出力することができるという効果がある。

0010

更に、調整後の信号のピーク電圧及びボトム電圧を検出するピーク検出回路及びボトム検出回路と、変調回路のリニア入力電圧範囲の上限及び下限に対応する上限電圧及び下限電圧を発生させる上限電圧発生回路及び下限電圧発生回路を有し、このピーク電圧と上限電圧を第1の比較器で比較し、ボトム電圧と下限電圧を第2の比較器で比較するように構成しているので、特別の測定器を必要とせず簡単に調整ができるという効果がある。

発明を実施するための最良の形態

0011

ベースバンド信号と同じデータ速度とレベルを有する試験データを発生するデジタルデータ発生回路と、ベースバンド信号に代えてこの試験データをフィルタに与えることができるスイッチを設けると、外部のデータ発生装置を必要とせずに、無線送信回路単体で、簡単に調整を行うことができる。また、上限電圧発生回路及び下限電圧発生回路を、変調回路を構成するトランジスタと同じ特性を有する順方向にダイオード接続されたトランジスタと抵抗分圧器直列に接続して構成すれば、製造プロセスのばらつきによる変調回路のリニア入力電圧範囲の変動の影響を減少させることができる。

0012

この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。

0013

図1は、本発明の実施例1を示す無線送信回路の構成図であり、図2中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

0014

この無線送信回路は、図示しないベースバンドLSI等から与えられる、例えば2Mbps送信データTXDと、デジタルデータ発生回路11で生成された調整用の試験データTSDを切り替えるスイッチ12を有している。試験データTSDは、送信データTXDと同じデータ速度と振幅を有するパルス波である。スイッチ12は、外部から切り替え操作ができるもので、このスイッチ12で選択されたデータが、デジタルのベースバンド信号DBSとしてフィルタ1に与えられるようになっている。

0015

フィルタ1は、スイッチ12を介して与えられたベースバンド信号DBSから高調波成分を除去し、帯域制限された送信データ信号SDSを生成するものである。フィルタ1としては、例えば、インダクタキャパシタ受動素子で構成され、遮断周波数以上の高周波成分の通過を抑制するガウス型フィルタ等が用いられる。フィルタ1の出力側には、このフィルタ1から出力される信号の直流電位を調整するオフセット調整回路20と、フィルタ1の出力信号の振幅を調整する振幅調整回路30が接続されている。

0016

オフセット調整回路20は、例えば、フィルタ1の出力側のノードN1と電源電位DDの間に接続された抵抗21、このノードN1と接地電位GNDの間に接続された抵抗22、及びこのノードN1と接地電位GNDの間にスイッチ23i(但し、i=1〜m)を介して接続された抵抗24iで構成されている。なお、各スイッチ23iは、個別にオンオフ設定できるもので、オン・オフの組み合わせによってノードN1と接地電位GNDの間の抵抗値を変化させて、このノードN1の電位を調整することができるようになっている。

0017

振幅調整回路30は、例えば、フィルタ1の出力信号を増幅する演算増幅器AMP)31とフィードバック用の抵抗で構成され、抵抗値を変化させてフィードバック量を変えることにより増幅率を制御し、適正な振幅の送信データ信号S30を出力するものである。即ち、演算増幅器31の入力端子+はノードN1に接続され、入力端子−は抵抗32を介して接地電位GNDに接続されると共に、直列接続された抵抗33,34を介してこの演算増幅器31の出力端子に接続されている。更に、抵抗33に並列に、スイッチ34j(但し、j=1〜n)を介して抵抗35jが接続されている。振幅調整回路30の出力側には、変調回路2の他、ピーク検出回路13とボトム検出回路14が接続されている。

0018

変調回路2は、高周波発振回路3から与えられる高周波信号RFの振幅を、送信データ信号S30に従って変調し、振幅変調された送信信号TXSを出力するものである。また、ピーク検出回路13とボトム検出回路14は、それぞれ送信データ信号S30のピークレベルPLボトムレベルBLを検出して出力するものである。

0019

ピーク検出回路13から出力されるピークレベルPLは比較器(CMP)15に与えられ、この比較器15によって、上限電圧発生回路16で発生された上限電圧ULと比較されるようになっている。上限電圧発生回路16は、抵抗16a,16bで電源電圧VDDを分圧することにより、図3に示す変調回路2の上限電圧ULを出力するものである。

0020

一方、ボトム検出回路14から出力されるボトムレベルBLは比較器17に与えられ、この比較器17によって、下限電圧発生回路18で発生された下限電圧LLと比較されるようになっている。下限電圧発生回路18は、抵抗18a,18bで電源電圧VDDを分圧することにより、変調回路2の下限電圧LLを出力するものである。

0021

次に、この無線送信回路の調整方法を説明する。
まず、スイッチ12により、デジタルデータ発生回路11で生成された試験データTSDを選択する。これにより、試験データTSDが、ベースバンド信号DBSとしてフィルタ1に与えられる。

0022

次に、比較器15,17の比較結果の信号を監視しながら、オフセット調整部20のスイッチ23iと、振幅調整回路30のスイッチ34jをオン・オフ操作し、振幅調整回路30から出力される送信データ信号S30の平均レベルと振幅を調整する。

0023

即ち、比較器15,17の比較結果を監視し、ピーク検出部13から出力されるピークレベルPLが上限電圧ULを上回らない最大のレベルとなり、ボトム検出部14から出力されるボトムレベルBLが下限電圧LLを下回らない最小のレベルとなるように、スイッチ23i,34jを操作する。

0024

これにより調整は終了し、スイッチ23i,34jをそのままの状態に固定する。一方、スイッチ12は、送信データTXD側に切り替える。

0025

以上のように、この実施例1の無線送信回路は、フィルタ1から出力される信号の直流電位を調整するオフセット調整回路20と、このフィルタ1の出力信号の振幅を調整する振幅調整回路30を有しているので、変調回路2に与える信号を最適なレベルに調整することが可能になり、適正な送信信号TXSを出力することができるという利点がある。

0026

なお、本発明は、上記実施例1に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
(1)送信データTXDを生成するベースバンドLSI等から、調整用の試験データTSDを出力することが可能であれば、デジタルデータ発生回路11及びスイッチ12は不要である。
(2)オフセット調整回路20は、例示した回路に限定されない。例えば、スイッチではなく可変抵抗器を使用してオフセット電圧を調整するようにしても良い。
(3)振幅調整回路30は、例示した回路に限定されない。例えば、可変抵抗器を使用して、増幅器の増幅率を調整するようにしても良い。
(4) オフセット調整回路20と振幅調整回路30の組み合わせに代えて、演算増幅器を使用して出力信号のオフセットと振幅を調整できる増幅回路を構成しても良い。
(5) 上限電圧発生回路16及び下限電圧発生回路18は、例示した回路に限定されない。例えば、図4に示す上限/下限電圧発生回路のように、分圧抵抗R1,R2と、順方向にダイオード接続したトランジスタTRを直列に接続して構成しても良い。トランジスタTRを、変調回路2を構成するトランジスタと同じ特性となるように形成すれば、製造プロセスの変動等でこの変調回路2のリニア入力電圧範囲が変動しても、それに伴い、上限電圧ULと下限電圧LLも追従して変動する。従って、変調回路2の入力信号を常にリニア入力電圧範囲に収まるように調整することができる。

図面の簡単な説明

0027

本発明の実施例1を示す無線送信回路の構成図である。
従来の無線送信回路の説明図である。
変調回路の入出力特性図である。
上限/下限電圧発生回路の構成図である。

符号の説明

0028

1フィルタ
2変調回路
3高周波発振回路
11デジタルデータ発生回路
12 スイッチ
13ピーク検出回路
14ボトム検出回路
15,17比較器
16 上限電圧発生回路
18 下限電圧発生回路

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