WO2011077616A1 - 送信回路及び通信機器 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a transmission circuit used in a communication device such as a mobile phone or a wireless LAN, and more particularly to a transmission circuit that operates with a small size and high efficiency and compensates for a delay error with high accuracy.
- FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional transmission circuit 50.
- the conventional transmission circuit 50 includes a signal generation unit 501, a phase modulator 502, a regulator 503, a power amplifier (Power Amplifier) 504, and a power supply terminal 505.
- the power amplifier 504 includes an amplifying transistor.
- the signal generation unit 501 generates an amplitude signal and a phase signal.
- the amplitude signal is input to the regulator 503.
- the regulator 503 is supplied with a DC voltage from the power supply terminal 505.
- the regulator 503 supplies a voltage corresponding to the input amplitude signal to the power amplifier 504.
- the regulator 503 typically supplies a voltage proportional to the magnitude of the input amplitude signal to the power amplifier 504.
- the phase signal is input to the phase modulator 502.
- the phase modulator 502 performs phase modulation on the phase signal and outputs a phase modulation signal.
- the phase modulation signal is input to the power amplifier 504.
- the power amplifier 504 amplitude-modulates the phase-modulated signal with the voltage supplied from the regulator 503, and outputs the modulated signal as a phase-modulated and amplitude-modulated signal.
- This modulated signal is output from the output terminal as a transmission signal.
- a transmission circuit 50 is referred to as a polar modulation circuit.
- the amplitude signal and the phase signal generated by the signal generation unit 501 are separately signal-processed by two paths (phase modulation unit 502 and regulator 503) and collectively amplitude-modulated by the power amplifier 504. Is done. Therefore, in the power amplifier 504, there is a possibility that a delay time shift (that is, a delay error) occurs between the delay time generated in the amplitude signal path and the delay time generated in the phase signal path.
- a delay time shift that is, a delay error
- the delay time generated in the amplitude signal path is simply referred to as the amplitude signal delay time
- the delay time generated in the phase signal path is simply referred to as the phase signal delay time.
- Such a shift in delay time degrades the distortion of the transmission signal.
- Patent Document 1 discloses a transmission circuit that compensates for a shift in delay time between an amplitude signal and a phase signal in a polar modulation method.
- FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional transmission circuit 51 disclosed in Patent Document 1.
- a conventional transmission circuit 51 includes an input terminal 511, a signal input unit 512, a coupler 513, a limiter 514, a phase shifter 515, a high frequency amplifier 516, an envelope detection unit 517, and an amplitude modulation. 518, a coupler 519, an output terminal 520, a phase difference calculation unit 521, and a phase shift control unit 522.
- the input signal from the signal input unit 512 is input to the limiter 514 and the envelope detection unit 517 via the coupler 513.
- the limiter 514 extracts a phase signal from the input signal.
- the phase signal is input to the high frequency amplifier 516 via the phase shifter 515.
- the envelope detector 517 extracts an amplitude signal from the input signal.
- the amplitude signal is modulated to a predetermined magnitude by the amplitude modulator 518 and then input to the high frequency amplifier 516.
- the high-frequency amplifier 516 obtains an output signal by amplitude-modulating the phase signal according to the amplitude signal.
- the signal input unit 512 generates and outputs test signals Sin1 and Sin2 to compensate for delay errors.
- the phase difference calculation unit 521 receives the test signals Sin1 and Sin2 via the coupler 513 and the output signals Sout1 and Sout2 of the high frequency amplifier 516 via the coupler 519.
- the phase difference calculation unit 521 calculates the phase difference between the test signal Sin1 and the output signal Sout1, and obtains phase difference information between Sin1 and Sout1. Further, the phase difference calculation unit 521 calculates a phase difference between the test signal Sin2 and the output signal Sout2, and obtains phase difference information between Sin2 and Sout2.
- the phase difference calculation unit 521 calculates a delay time difference between the amplitude signal and the phase signal based on the phase difference information of Sin1 and Sout1 and the phase difference information of Sin2 and Sout2.
- the phase shift control unit 522 adjusts the amount of phase shift of the phase shifter 515 based on the delay time difference between the amplitude signal and the phase signal calculated by the phase difference calculation unit 521, so that the amplitude signal and the phase The delay time between signals was adjusted.
- the coupler 519 for feeding back the output signals Sout1 and Sout2 to the phase difference calculation unit 521 is required on the output side of the high-frequency amplifier 516, which increases the circuit scale. there were.
- the conventional transmission circuit 51 there is a limitation on the allowable radiated power from an antenna (not shown) at the time of outputting a test signal, so there is a possibility that a measure for reducing the radiated power from the antenna may be required. there were.
- an attenuator that can be switched ON / OFF is provided between the high-frequency amplifier 516 and the antenna, and when the test signal is output, the attenuator is turned ON, so that the high-frequency amplifier 516 is turned on. It is conceivable to attenuate the output signal from the antenna to below the allowable value of the radiated power from the antenna.
- an attenuator is provided, there is a problem that the circuit scale of the transmission circuit 51 increases.
- the delay error is estimated by detecting the phase difference of the high-frequency signal that is the output signal of the high-frequency amplifier 516.
- the phase difference detection accuracy of the high-frequency signal is generally low, The accuracy of delay error estimation may also be lowered.
- an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a transmission circuit that operates in a small size and with high efficiency and compensates for a delay error with high accuracy, and a communication device using the transmission circuit. It is.
- the present invention is directed to a transmission circuit that outputs a transmission signal based on an input signal.
- the transmission circuit of the present invention includes a signal generation unit that outputs the amplitude component of the input signal as an amplitude signal and the phase component of the input signal as a phase signal, and an amplitude signal.
- the amplitude signal delay time and the phase signal delay based on at least one of the amplitude delay time set to adjust the delay time and the phase delay time set to adjust the delay time of the phase signal.
- a delay adjustment unit that adjusts at least one of the time, a phase modulator that phase-modulates the phase signal input through the delay adjustment unit and outputs the phase signal as a phase modulation signal, and an amplitude that is input through the delay adjustment unit
- a regulator that outputs a signal corresponding to the magnitude of the signal, and a phase-modulated signal output from the phase modulator according to the signal output from the regulator.
- the phase modulation signal is amplitude-modulated, the amplitude modulator that outputs the modulated signal that is phase-modulated and amplitude-modulated, the phase signal output from the signal generation unit, and the signal output from the regulator are multiplied, A multiplier that outputs the multiplication signal; a power measurement unit that measures the power of the multiplication signal; and a control unit that calculates at least one of an amplitude delay time and a phase delay time according to a measurement value of the power measurement unit.
- the signal generation unit outputs a predetermined AM test signal as an amplitude signal and a predetermined PM test signal as a phase signal.
- the AM test signal and the PM test signal have a maximum value when the average power of the multiplication signal has no delay error between the AM test signal and the PM test signal, and the multiplication is performed with respect to the delay error within a predetermined time range.
- the average power of the signal is set so as to indicate a convex shape with the maximum value as a vertex.
- the control unit estimates a delay error between the AM test signal and the PM test signal from the measurement value of the power measurement unit, and calculates at least one of the amplitude delay time and the phase delay time so that the delay error is eliminated. Set in the delay adjustment unit.
- the transmission circuit of the present invention may be configured as follows. In the normal transmission mode, the transmission circuit is set to adjust the delay time of the amplitude signal and the signal generation unit that outputs the amplitude component of the input signal as the amplitude signal and the phase component of the input signal as the I signal and the Q signal. And at least one of the delay time of the amplitude signal and the delay time of the I signal and the Q signal based on at least one of the IQ signal delay time set to adjust the delay time of the I signal and the Q signal.
- a delay adjustment unit that adjusts one of them, a quadrature modulator that quadrature modulates the I and Q signals input via the delay adjustment unit and outputs the result as a phase modulation signal, and an amplitude that is input via the delay adjustment unit
- a regulator that outputs a signal according to the magnitude of the signal and a phase-modulated signal output from the quadrature modulator are amplified according to the signal output from the regulator.
- An amplitude modulator that modulates the modulation signal and outputs it as a modulated signal that has been subjected to phase modulation and amplitude modulation, and an I signal that is connected between the delay adjustment unit and the quadrature modulator and is input via the delay adjustment unit Depending on the measured value of the power measuring unit, a multiplier for multiplying one of the Q signal and the signal output from the regulator and outputting as a multiplied signal, a power measuring unit for measuring the power of the multiplied signal, And a control unit for calculating at least one of the amplitude delay time and the IQ signal delay time.
- the signal generation unit outputs a predetermined AM test signal as an amplitude signal and a predetermined PM test signal as one of an I signal and a Q signal.
- the AM test signal and the PM test signal have a maximum value when the average power of the multiplication signal has no delay error between the AM test signal and the PM test signal, and the multiplication is performed with respect to the delay error within a predetermined time range.
- the average power of the signal is set so as to indicate a convex shape with the maximum value as a vertex.
- the control unit estimates a delay error between the AM test signal and the PM test signal from the measurement value of the power measurement unit, and calculates at least one of the amplitude delay time and the IQ signal delay time so that the delay error is eliminated. And set in the delay adjustment unit.
- the multiplier is connected between the quadrature modulator and the amplitude modulator instead of being connected between the delay adjustment unit and the quadrature modulator, and output from the quadrature modulator. You may multiply a phase modulation signal and the signal output from the regulator, and you may output as a multiplication signal.
- the predetermined time range is larger than the maximum change range of the delay error that can change due to characteristic variations of the transmission circuit.
- the function of the amplitude modulator is stopped in the test mode.
- the normal transmission mode none of the amplitude delay time, phase delay time, and IQ signal delay time set in the delay time setting unit is changed.
- the AM test signal and the PM test signal are continuously output from the signal generation unit for a predetermined period. Further, the predetermined period is within 50 nsec.
- the AM test signal and the PM test signal are periodic functions.
- the AM test signal is one of a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, a sawtooth wave, or a half wave of a sine wave.
- the PM test signal is either a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, a sawtooth wave, or a half wave of a sine wave.
- the transmission circuit further includes a delay adjustment unit, a first switch that switches connection between the phase modulator and the multiplier, a regulator, and a second switch that switches connection between the amplitude modulator and the multiplier.
- the first switch connects the delay adjustment unit and the phase modulator in the normal transmission mode, and connects the delay adjustment circuit and the multiplier in the test mode.
- the second switch connects the regulator and the amplitude modulator in the normal transmission mode, and connects the regulator and the multiplier in the test mode.
- the transmission circuit further includes a first switch that switches connection between the delay adjustment unit, the quadrature modulator or the multiplier, a regulator, and a second switch that switches connection between the amplitude modulator or the multiplier. It may be a configuration.
- the first switch connects the delay adjustment unit and the quadrature modulator in the normal transmission mode, and connects the delay adjustment unit and the multiplier in the test mode.
- the second switch connects the regulator and the amplitude modulator in the normal transmission mode, and connects the regulator and the multiplier in the test mode.
- the transmission circuit further includes a first switch that switches connection between the quadrature modulator, the amplitude modulator or the multiplier, a regulator, and a second switch that switches connection between the amplitude modulator or the multiplier. It may be a configuration.
- the first switch connects the quadrature modulator and the amplitude modulator in the normal transmission mode, and connects the quadrature modulator and the multiplier in the test mode.
- the second switch connects the regulator and the amplitude modulator in the normal transmission mode, and connects the regulator and the multiplier in the test mode.
- the present invention is also directed to a communication device including the transmission circuit described above.
- the communication device includes a transmission circuit that generates a transmission signal and an antenna that outputs the transmission signal generated by the transmission circuit.
- the communication device includes a reception circuit that processes a reception signal received from the antenna, an antenna duplexer that outputs the transmission signal generated by the transmission circuit to the antenna, and outputs the reception signal received from the antenna to the reception circuit. Further, it may be provided.
- the transmission circuit of the present invention it is possible to operate with higher efficiency than a conventional transmission circuit that generates a transmission signal using a modulation method such as orthogonal modulation.
- the transmission circuit can improve the distortion characteristics of the transmission signal by compensating for the difference in delay time between the amplitude signal and the phase signal.
- the circuit scale can be reduced.
- delay compensation can be performed with higher accuracy than delay compensation using phase difference detection of a high-frequency signal.
- FIG. 1A is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 1B is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1b according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2A is a block diagram illustrating a configuration of a regulator 14a configured with a switching regulator.
- FIG. 2B is a block diagram showing a configuration of a regulator 14b configured with a series regulator.
- FIG. 2C is a block diagram illustrating a configuration of a regulator 14c including a switching regulator and a series regulator.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of time waveforms of the AM test signal and the PM test signal.
- FIG. 1A is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 1B is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1b according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2A is
- FIG. 4 is a block diagram showing an example of the relationship between the average power of the signal obtained by multiplying the AM test signal and the PM test signal and the delay error.
- FIG. 5A is a diagram showing sin waves used for studying the effects of the present invention.
- FIG. 5B is a diagram showing a rectangular wave used for studying the effect of the present invention.
- FIG. 5C is a diagram showing a triangular wave used for studying the effect of the present invention.
- FIG. 5D is a diagram showing a sawtooth wave used for studying the effect of the present invention.
- FIG. 5E is a diagram illustrating a half wave used for studying the effect of the present invention.
- FIG. 6 is a diagram showing the presence or absence of the effect of the present invention by the combination of the AM test signal and the PM test signal.
- FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an average power characteristic of the multiplication signal of the AM test signal and the PM test signal with respect to the delay error.
- FIG. 8A is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 2 according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 8B is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 2b according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 9A is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 3 according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 9B is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 3b according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the communication device 30 according to the fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional transmission circuit 50.
- FIG. 12 is a block diagram showing an example of a configuration of a transmission circuit 51 that performs conventional delay error adjustment.
- FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1 according to the first embodiment of the present invention.
- the transmission circuit 1 includes a signal generation unit 11, a delay adjustment unit 12, a phase modulator 13, a regulator 14, an amplitude modulator 15, a multiplier 16, a power measurement unit 17, a control unit 18, and a power supply terminal 19.
- the signal generation unit 11 receives a baseband signal as an input signal.
- the signal generation unit 11 outputs amplitude information and phase information generated by performing predetermined signal processing on the baseband signal as an amplitude signal and a phase signal, respectively.
- the signal generation unit 11 outputs a predetermined AM test signal as an amplitude signal and outputs a predetermined PM test signal as a phase signal.
- the delay adjustment unit 12 adjusts the delay time of at least one of the amplitude signal and the phase signal.
- the phase modulator 13 performs phase modulation on the phase signal and outputs a phase modulation signal.
- the regulator 14 supplies a voltage corresponding to the amplitude signal to the amplitude modulator 15 and the multiplier 16.
- the regulator 14 supplies a voltage proportional to the magnitude of the amplitude signal to the amplitude modulator 15 and the multiplier 16.
- the regulator 14 can be configured using a switching regulator 141 like a regulator 14a shown in FIG. 2A.
- the regulator 14 can be configured using a series regulator 142 as in the regulator 14b shown in FIG. 2B.
- the regulator 14 can also be configured by combining the switching regulator 141 and the series regulator 142 as in the regulator 14c shown in FIG. 2C.
- the switching regulator 141 transforms the DC voltage supplied from the power supply terminal 19 to a desired voltage and supplies it to the series regulator 142.
- the series regulator 142 amplifies the amplitude signal input via the delay adjustment unit 12 with the voltage supplied from the switching regulator 141, thereby supplying a voltage corresponding to the amplitude signal to the amplitude modulator 15 and the multiplier 16. To do.
- the regulator 14 may be configured using a current-driven regulator.
- the amplitude modulator 15 amplitude-modulates the phase-modulated signal with the voltage supplied from the regulator 14 and outputs the modulated signal as a phase-modulated and amplitude-modulated signal.
- the modulation signal is output from the transmission circuit 1 as a transmission signal.
- the difference between the time from when the amplitude signal is output from the signal generator 11 to the multiplier 16 and the time from when the phase signal is output from the signal generator 11 to the multiplier 16 is obtained. Let it be a delay error.
- the multiplier 16 multiplies the phase signal input via the delay adjustment unit 12 and the output signal of the regulator 14 and outputs the multiplication signal to the power measurement unit 17.
- the power measuring unit 17 measures the power of the input multiplication signal and outputs the measured value to the control unit 18.
- the control unit 18 estimates the delay error based on the input measurement value, calculates at least one of the amplitude delay time and the phase delay time so as to cancel the estimated delay error, and sets the calculated delay error in the delay adjustment unit 12.
- the delay adjustment unit 12 adjusts the delay time of at least one of the amplitude signal and the phase signal based on the set amplitude delay time and phase delay time.
- the transmission circuit 1 has two modes, a normal transmission mode and a test mode.
- the normal transmission mode and the test mode are assumed to be switched by the control unit 18, but may be switched by a configuration other than the control unit 18.
- the timing for switching from the normal transmission mode to the test mode may be, for example, when the transmission circuit 1 is powered on or when the output of the transmission signal is interrupted.
- the normal transmission mode may be switched to the test mode at a predetermined time interval.
- the signal generation unit 11 In the normal transmission mode, the signal generation unit 11 generates amplitude information and phase information based on the input signal, and outputs them as an amplitude signal and a phase signal, respectively.
- the amplitude signal is delayed by an amplitude delay time set to adjust the amplitude signal in the delay adjustment unit 12 and then input to the regulator 14.
- the regulator 14 outputs a voltage corresponding to the input amplitude signal to the amplitude modulator 15 and the multiplier 16.
- the phase signal is delayed by a phase delay time set in order to adjust the phase signal in the delay adjustment unit 12 and then output to the phase modulator 13 and the multiplier 16.
- the phase modulator 13 supplies a phase modulation signal obtained by phase-modulating the input phase signal to the amplitude modulator 15.
- the amplitude modulator 15 amplifies the phase modulation signal output from the phase modulator 13 in accordance with the signal output from the regulator 14, thereby amplitude-modulating the phase modulation signal, and performing phase modulation and amplitude modulation. Output as a signal.
- the multiplier 16 multiplies the phase signal input via the delay adjustment unit 12 and the output signal of the regulator 14 and outputs the multiplication signal to the power measurement unit 17.
- the power measuring unit 17 measures the power of the input multiplication signal and inputs the measured value to the control unit 18.
- the control unit 18 detects a delay error between the amplitude signal and the phase signal based on the input measurement value, and calculates at least one of the amplitude delay time and the phase delay time so as to cancel the delay error. , Set in the delay adjustment unit 12.
- the multiplier 16 In the normal transmission mode, the amplitude delay time and the phase delay time set in the delay adjustment unit 12 are kept constant. Therefore, the multiplier 16, the power measurement unit 17, and the control unit 18 do not affect the operation in the normal transmission mode. For this reason, in the normal transmission mode, any or all of the operations of the multiplier 16, the power measurement unit 17, and the control unit 18 can be stopped.
- the signal generation unit 11 outputs a predetermined AM test signal as an amplitude signal and outputs a predetermined PM test signal as a phase signal.
- the amplitude signal (AM test signal) is delayed by an amplitude delay time set in order to adjust the amplitude signal in the delay adjustment unit 12 and then supplied to the regulator 14.
- the regulator 14 supplies a voltage corresponding to the amplitude signal to the amplitude modulator 15 and the multiplier 16.
- phase signal (PM test signal) is delayed by the phase delay time set in order to adjust the phase signal in the delay adjusting unit 12 and then supplied to the phase modulator 13 and the multiplier 16.
- the phase modulator 13 outputs a phase modulation signal obtained by phase-modulating the phase signal and supplies the phase modulation signal to the amplitude modulator 15.
- the multiplier 16 multiplies the phase signal input via the delay adjustment unit 12 and the output signal of the regulator 14 and outputs the multiplication signal to the power measurement unit 17.
- the power measuring unit 17 measures the power of the input multiplication signal and outputs the measured value to the control unit 18.
- the control unit 18 detects a delay error between the amplitude signal and the phase signal based on the input measurement value, and calculates at least one of the amplitude delay time and the phase delay time so as to cancel the delay error. , Set in the delay adjustment unit 12.
- the delay adjustment unit 12 updates at least one of the amplitude delay time and the phase delay time.
- the control unit 18 determines which of the AM test signal and the PM test signal is delayed (or advanced) by the following method, for example. Can be estimated). For example, the control unit 18 sets the estimated delay error in the delay adjustment unit 12 as an amplitude delay time for delaying the amplitude signal. Then, the control unit 18 can determine that the PM test signal is delayed compared to the AM test signal if the delay error is reduced by the estimation of the delay error again. Conversely, if the delay error increases, the control unit 18 can determine that the AM test signal has been delayed compared to the PM test signal. When the delay error increases, the control unit 18 sets the estimated delay error in the delay adjustment unit 12 as a phase delay time for delaying the phase signal, contrary to the previous case.
- the operation of the amplitude modulator 15 is stopped and nothing is output from the amplitude modulator 15.
- a method of stopping the operation of the amplitude modulator 15 for example, there is a method of setting the bias voltage of the amplitude modulator 15 to zero.
- the transmission circuit 1 has a switch 21 at a signal branch point on the path from the delay adjustment unit 12 to the phase modulator 13, and a path from the regulator 14 to the amplitude modulator 15.
- the switch may further include a switch 22 at the upper signal branch point. Referring to FIG. 1B, switch 21 is switched to connect delay adjustment unit 12 and phase modulator 13 in the normal transmission mode, and to connect delay adjustment unit 12 and multiplier 16 in the test mode. .
- the switch 22 is switched so that the regulator 14 and the amplitude modulator 15 are connected in the normal transmission mode, and the regulator 14 and the multiplier 16 are connected in the test mode.
- the transmission circuit 1b controls the amplitude adjustment time and the phase delay time of the delay adjustment unit 12 in the normal transmission mode, and controls the amplitude modulator 15 in the test mode. It is not necessary to perform control for stopping.
- the switches 21 and 22 are assumed to be switched by the control unit 18, but may be switched by a configuration other than the control unit 18.
- the predetermined AM test signal is a rectangular wave having a duty ratio of 50%, a maximum voltage A [V], a minimum voltage 0 [V], and a period T.
- the predetermined PM test signal is a rectangular wave having a duty ratio of 50%, a maximum voltage B [V], a minimum voltage 0 [V], and a period T.
- the AM test signal and PM test signal are transmitted continuously for a predetermined period.
- the AM test signal at the input of the multiplier 16 is f A (t)
- the PM test signal at the input of the multiplier 16 is f P (t)
- the multiplication signal output from the multiplier 16 is g (t).
- f A (t), f P (t), and g (t) are respectively calculated as follows.
- the AM test signal f A (t), the PM test signal f P (t), and the multiplication signal g (t) can be expressed as periodic functions, respectively.
- n is an arbitrary natural number including 0.
- the average power P of the multiplication signal g (t) is calculated as follows.
- FIG. 4 shows the relationship between the delay error x between the AM test signal and the PM test signal and the average power P of the multiplication signal g (t). From FIG. 4, the average power P becomes the maximum value when there is no delay error between the AM test signal and the PM test signal, and the maximum value is the apex with respect to the delay error within the ⁇ T / 2 time range. It turns out that a convex shape is shown.
- the control unit 18 measures the measurement measured by the power measurement unit 17 if the delay error is within a range of ⁇ T / 2 time. Based on the value, the delay error can be estimated. Furthermore, the control unit 18 can compensate for the delay error by setting at least one of the amplitude delay time and the phase delay time based on the estimated delay error in the delay adjustment unit 12.
- the AM test signal and the PM test signal may be output continuously from the signal generation unit 11 for a predetermined period, or may be output for only one cycle.
- the AM test signal and the PM test signal have a maximum value when the average power P of the multiplication signal has no delay error between the AM test signal and the PM test signal.
- any kind of signal may be used.
- the average power P of the multiplication signal becomes a maximum value when there is no delay error between the AM test signal and the PM test signal, and the convexity having the maximum value as a vertex with respect to the delay error within a predetermined time range.
- the table in FIG. 6 shows whether or not the definition of “show shape” is satisfied.
- FIG. 6 “ ⁇ ” means that the above definition is satisfied, and “ ⁇ ” means that the above definition is not satisfied.
- the combination of the types of the AM test signal and the PM test signal and the combination of the periods are changed.
- FIG. 6 shows the characteristics of both the case where the AM test signal and the PM test signal are continuously transmitted and the case where they are transmitted for only one period.
- the effect of the present invention can be obtained by selecting a combination of an AM test signal and a PM test signal that are “ ⁇ ”.
- the average power of the multiplication signal becomes a maximum value when there is no delay error between the AM test signal and the PM test signal, and the delay error within a predetermined time range is reduced.
- an AM test signal and a PM test signal satisfying the definition of “showing a convex shape having the maximum value as a vertex” are selected, the effect of the present invention can be obtained.
- FIG. 7 shows an example of the average power characteristic of the multiplication signal obtained by multiplying the AM test signal and the PM test signal with respect to the delay error.
- the combination of the waveform of the AM test signal and the PM test signal is expressed as (AM test signal, PM test signal), (rectangular wave, rectangular wave), (triangular wave, triangular wave), ( In the case of (triangular wave, sin wave), the average power characteristic of the multiplication signal with respect to the delay error in the case of (rectangular wave, sin wave) is shown.
- both the AM test signal and the PM test signal have a period T of 100 nsec and are continuously transmitted.
- the adjustable range of the delay error in the case of (rectangular wave, rectangular wave), in the case of (triangular wave, triangular wave), it has an adjustable range of ⁇ 50 nsec corresponding to ⁇ T / 2. In the case of (triangular wave, sin wave), it has only an adjustable range of ⁇ 25 nsec corresponding to ⁇ T / 4.
- the adjustable range of the delay error is equal to a range indicating a convex shape having the maximum value of the average power of the multiplication signal as a vertex.
- the adjustable range of the delay error includes individual variations of analog devices and analog elements of the transmission circuit 1, temperature variations, supply voltage variations, and the like (that is, the transmission circuit). It is required to be larger than the maximum change range of the delay error that can be changed by (characteristic variation of 1).
- the transmission circuit 1 operates with higher efficiency than a conventional transmission circuit that generates a transmission signal using a modulation scheme such as quadrature modulation. be able to. Further, the distortion characteristic of the transmission signal can be improved by compensating for the shift in delay time between the amplitude signal and the phase signal. In addition, since an element such as a coupler that is necessary in the conventional method is not necessary, the circuit scale can be reduced. Furthermore, delay compensation can be performed with higher accuracy than conventional delay compensation using phase difference detection of high-frequency signals.
- FIG. 8A is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 2 according to the second embodiment of the present invention.
- the transmission circuit 2 includes a signal generation unit 11, a delay adjustment unit 12, a regulator 14, an amplitude modulator 15, a multiplier 16, a power measurement unit 17, a control unit 18, a power supply terminal 19, and a quadrature modulator 20.
- the transmission circuit 2 according to the second embodiment is different from the transmission circuit 1 according to the first embodiment in that a quadrature modulator 20 is provided instead of the phase modulator 13. Specifically, in the transmission circuit 1 shown in the first embodiment, the phase modulation signal is generated by the phase modulator 13. On the other hand, in the transmission circuit 2, the quadrature modulator 20 generates a phase modulation signal.
- the signal generation unit 11 receives a baseband signal as an input signal.
- the signal generator 11 generates amplitude information, an in-phase component of phase information, and a quadrature component of phase information generated by performing predetermined signal processing on the baseband signal, respectively, as an amplitude signal, an I (In-phase) signal, and a Q Output as a (quadrature-phase) signal.
- the signal generator 11 outputs a predetermined AM test signal as an amplitude signal, outputs a predetermined PM test signal as an I signal, and outputs nothing as a Q signal.
- the signal generation unit 11 converts the amplitude information, the in-phase component of the phase information, and the quadrature component of the phase information generated by performing predetermined signal processing on the baseband signal, respectively, to the amplitude signal. , I signal and Q signal are output.
- the signal generator 11 outputs a predetermined AM test signal as an amplitude signal, outputs a predetermined PM test signal as an I signal, and outputs nothing as a Q signal.
- the I signal is delayed by an I signal delay time set to adjust the I signal in the delay adjusting unit 12 and then supplied to the quadrature modulator 20 and the multiplier 16.
- the Q signal is delayed by a Q signal delay time set to adjust the Q signal in the delay adjusting unit 12 and then supplied to the quadrature modulator 20.
- the quadrature modulator 20 generates a phase modulation signal by quadrature modulating the I signal and the Q signal, and outputs the phase modulation signal to the amplitude modulator 15. Similar to the transmission circuit 1, the amplitude signal is output to the amplitude modulator 15 and the multiplier 16 via the delay adjustment unit 12 and the regulator 14.
- the amplitude modulator 15 performs amplitude modulation on the phase modulation signal by amplifying the phase modulation signal output from the quadrature modulator 20 in accordance with the output signal of the regulator 14, and performs phase modulation and amplitude modulation. Output as a modulated signal. Since the transmission circuit 2 stops the amplitude modulator 15 in the test mode as in the first embodiment, nothing is output from the amplitude modulator 15.
- the operations of the multiplier 16, the power measurement unit 17, and the control unit 18 are the same as those in the first embodiment, and the delay error adjustment is performed in the same manner.
- the control unit 18 calculates at least one of the amplitude delay time and the I signal delay time (or the Q signal delay time), and sets it in the delay adjustment unit 12.
- the amplitude delay time and the I signal delay time (or Q signal delay time) set in the delay adjustment unit 12 are kept constant as in the first embodiment. The same value is basically set for the I signal delay time and the Q signal delay time. Therefore, the I signal delay time and the Q signal delay time can be collectively referred to as IQ signal delay time.
- the I signal is supplied to the quadrature modulator 20 and the multiplier 16 through the delay adjustment unit 12, and the Q signal is supplied to the quadrature modulator 20 through the delay adjustment unit 12.
- the Q signal is supplied to the quadrature modulator 20 and the multiplier 16 through the delay adjustment unit 12, and the I signal is supplied to the quadrature modulator 20 through the delay adjustment unit 12.
- the signal generation unit 11 in the normal transmission mode, the signal generation unit 11 generates the amplitude information, the quadrature component of the phase information, and the in-phase component of the phase information generated by performing predetermined signal processing on the baseband signal, respectively. , I signal and Q signal are output.
- the signal generator 11 outputs a predetermined AM test signal as an amplitude signal, outputs a predetermined PM test signal as a Q signal, and outputs nothing as an I signal.
- the transmission circuit 2 has a switch 21 at a signal branch point on the path from the delay adjustment unit 12 to the quadrature modulator 20 and a path on the path from the regulator 14 to the amplitude modulator 15.
- a configuration may further include a switch 22 at the signal branch point. Referring to FIG. 8B, switch 21 is switched to connect delay adjustment unit 12 and quadrature modulator 20 in the normal transmission mode, and to connect delay adjustment unit 12 and multiplier 16 in the test mode. .
- the switch 22 is switched so that the regulator 14 and the amplitude modulator 15 are connected in the normal transmission mode, and the regulator 14 and the multiplier 16 are connected in the test mode.
- the average power of the multiplication signal obtained by multiplying the AM test signal and the PM test signal is between the AM test signal and the PM test signal. If the AM test signal and the PM test signal are selected so as to show a convex shape having the maximum value as a vertex with respect to the delay error within a predetermined time range, the first value is obtained. As in the first embodiment, the delay error can be compensated.
- FIG. 9A is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 3 according to the third embodiment of the present invention.
- the transmission circuit 3 includes a signal generation unit 11, a delay adjustment unit 12, a regulator 14, an amplitude modulator 15, a multiplier 16, a power measurement unit 17, a control unit 18, a power supply terminal 19, and a quadrature modulator 20.
- the transmission circuit 3 according to the third embodiment differs from the transmission circuit 2 according to the second embodiment in the signal input to the multiplier 16. Specifically, in the transmission circuit 2 shown in the second embodiment, the I signal is supplied to the multiplier 16 via the delay adjustment unit 12. On the other hand, in the transmission circuit 3, the phase modulation signal output from the quadrature modulator 20 is supplied to the multiplier 16.
- the signal generation unit 11 In the test mode, the signal generation unit 11 outputs a predetermined AM test signal as an amplitude signal and outputs a predetermined PM test signal as an I signal. At this time, nothing is output as the Q signal. It should be noted that the same effect can be obtained even if the signal generator 11 outputs a predetermined PM test signal as the Q signal and outputs nothing as the I signal.
- the transmission circuit 3 is different from the transmission circuit 2 in that the phase modulation signal is supplied to the multiplier 16, but the operations of the multiplier 16, the power measurement unit 17, and the control unit 18 are the same as those of the transmission circuit 2. Similarly, the delay error is adjusted. As in the transmission circuit 1 and the transmission circuit 2, the transmission circuit 3 keeps the amplitude delay time and the I signal delay time (or Q signal delay time) of the delay adjustment unit 12 constant in the normal transmission mode. .
- the transmission circuit 3 has a switch 21 at a signal branch point on the path from the quadrature modulator 20 to the amplitude modulator 15 and a path on the path from the regulator 14 to the amplitude modulator 15.
- a configuration may further include a switch 22 at the signal branch point.
- the switch 21 connects the quadrature modulator 20 and the amplitude modulator 15 in the normal transmission mode, and connects the quadrature modulator 20 and the multiplier 16 in the test mode. Switched. The switch 21 is switched so that the regulator 14 and the amplitude modulator 15 are connected in the normal transmission mode, and the regulator 14 and the multiplier 16 are connected in the test mode.
- the average power of the multiplication signal obtained by multiplying the AM test signal and the PM test signal is between the AM test signal and the PM test signal. If the AM test signal and the PM test signal are selected so as to show a convex shape having the maximum value as a vertex with respect to the delay error within a predetermined time range, the first value is obtained. Similarly to the second and second embodiments, the delay error can be compensated.
- FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the communication device 30 according to the fourth embodiment of the present invention.
- a communication device 30 according to the fourth embodiment includes a transmission circuit 31, a reception circuit 32, an antenna duplexer 33, and an antenna 34.
- the transmission circuit 31 amplifies the input signal and obtains a transmission signal.
- the antenna duplexer 33 transmits the transmission signal from the transmission circuit 31 to the antenna 240 and prevents the transmission signal from leaking to the reception circuit 32.
- the antenna duplexer 33 transmits the reception signal input from the antenna 34 to the reception circuit 220 and prevents the reception signal from leaking to the transmission circuit 31.
- the transmission signal from the transmission circuit 31 is emitted from the antenna 34 to the space via the antenna duplexer 33.
- the received signal is received by the antenna 34 and received by the receiving circuit 32 via the antenna duplexer 33.
- the communication device 30 according to the fourth embodiment uses the transmission circuit according to the first to third embodiments, thereby ensuring low linearity of the transmission signal and reducing low distortion as a radio apparatus. Can be realized.
- the communication device 30 may be configured to include only the transmission circuit 31 and the antenna 34.
- the transmission circuit according to the present invention is useful as a transmission circuit for communication devices such as mobile phones and wireless LANs.
Landscapes
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Abstract
小型かつ高効率に動作し、高精度に遅延誤差を補償する送信回路を提供する。信号生成部11は、AMテスト信号及びPMテスト信号を出力する。AMテスト信号は、遅延調整部12とレギュレータ14を介して、乗算器16に入力される。PMテスト信号は、遅延調整部12を介して乗算器16に入力される。電力測定部17は、乗算器16から出力された乗算信号の平均電力を測定し、制御部18に出力する。制御部18は、入力された測定値に基づいて、振幅遅延時間及び位相遅延時間を決定し、遅延調整部12に設定する。
Description
本発明は、携帯電話や無線LAN等の通信機器に用いられる送信回路に関し、より特定的には、小型かつ高効率に動作し、高精度に遅延誤差を補償する送信回路に関する。
近年の高度情報化社会の中で、携帯電話や無線LAN等の通信機器は、広いパワー増幅の範囲で送信信号の線形性を確保し、かつ低消費電力で動作することが求められている。そして、このような通信機器には、帯域幅に関係なく高精度な送信信号を出力し、かつ高効率で動作する送信回路が用いられる。以下に、従来の送信回路について説明する。
従来の送信回路としては、例えば、直交変調等の変調方式を利用して、送信信号を生成する送信回路(以下、直交変調回路と記す)があった。なお、直交変調回路については、広く知られているため説明を省略する。また、直交変調回路よりも高精度かつ高効率に動作する従来の送信回路としては、例えば、図11に示す送信回路50があった。図11は、従来の送信回路50の構成の一例を示すブロック図である。図10において、従来の送信回路50は、信号生成部501、位相変調器502、レギュレータ503、電力増幅器(Power Amplifier)504、及び電源端子505を備える。電力増幅器504は、増幅用トランジスタを含む。
従来の送信回路50において、信号生成部501は、振幅信号と位相信号とを生成する。振幅信号は、レギュレータ503に入力される。また、レギュレータ503には、電源端子505から直流電圧が供給されている。レギュレータ503は、入力された振幅信号に応じた電圧を電力増幅器504に供給する。なお、レギュレータ503は、典型的には入力された振幅信号の大きさに比例した電圧を電力増幅器504に供給する。
一方、位相信号は、位相変調器502に入力される。位相変調器502は、位相信号を位相変調して、位相変調信号を出力する。位相変調信号は、電力増幅器504に入力される。電力増幅器504は、位相変調信号をレギュレータ503から供給された電圧で振幅変調して、位相変調及び振幅変調された変調信号として出力する。この変調信号が、送信信号として出力端子から出力される。なお、このような送信回路50をポーラ変調回路という。
従来の送信回路50において、信号生成部501で生成された振幅信号と位相信号とは、2つの経路(位相変調部502及びレギュレータ503)で別々に信号処理され、まとめて電力増幅器504で振幅変調される。そのため、電力増幅器504において、振幅信号の経路で発生する遅延時間と、位相信号の経路で発生する遅延時間との間に遅延時間のずれ(すなわち、遅延誤差)が発生する可能性がある。以下、振幅信号の経路で発生する遅延時間を、単に振幅信号の遅延時間と記し、位相信号の経路で発生する遅延時間を、単に位相信号の遅延時間と記す。このような遅延時間のずれは、送信信号の歪みを劣化させる。
特許文献1には、ポーラ変調方式において、振幅信号と位相信号との間の遅延時間のずれを補償する送信回路が開示されている。図12は、特許文献1に開示された従来の送信回路51の構成を示すブロック図である。図12において、従来の送信回路51は、入力端子511と、信号入力部512と、カプラ513と、リミッタ514と、移相器515と、高周波増幅器516と、包絡線検波部517と、振幅変調器518と、カプラ519と、出力端子520と、位相差算出部521と、移相制御部522とを備える。
信号入力部512からの入力信号は、カプラ513を介して、リミッタ514及び包絡線検波部517に入力される。リミッタ514は、入力信号から位相信号を抽出する。位相信号は、移相器515を介して、高周波増幅器516に入力される。包絡線検波部517は、入力信号から振幅信号を抽出する。振幅信号は、振幅変調器518で所定の大きさに変調された後、高周波増幅器516に入力される。高周波増幅器516は、位相信号を振幅信号に応じて振幅変調することで、出力信号を得る。
また、信号入力部512は、遅延誤差の補用にテスト信号Sin1、Sin2を生成し出力する。位相差算出部521は、カプラ513を介して、テスト信号Sin1,Sin2が入力されると共に、カプラ519を介して、高周波増幅器516の出力信号Sout1,Sout2が入力される。位相差算出部521は、テスト信号Sin1と、出力信号Sout1との位相差を算出し、Sin1とSout1との位相差情報を得る。また、位相差算出部521は、テスト信号Sin2と、出力信号Sout2との位相差を算出し、Sin2とSout2との位相差情報を得る。
位相差算出部521は、Sin1とSout1の位相差情報と、Sin2とSout2の位相差情報に基づいて、振幅信号と位相信号との間の遅延時間のずれを算出する。移相制御部522は、位相差算出部521が算出した振幅信号と位相信号との間の遅延時間のずれに基づいて、移相器515の移相量を調整することで、振幅信号と位相信号との間の遅延時間を調整していた。
しかしながら、従来の送信回路51においては、高周波増幅器516の出力側に、出力信号Sout1,Sout2を位相差算出部521にフィードバックするためのカプラ519が必要であり、回路規模が増大するという問題点があった。
また、従来の送信回路51では、テスト信号出力時のアンテナ(図示せず)からの許容放射電力には制約があるため、アンテナからの放射電力を低くするための対策が必要となる可能性があった。具体的には、従来の送信回路51において、高周波増幅器516とアンテナとの間にON/OFFの切替えができる減衰器を設け、テスト信号出力時は減衰器をONにすることにより、高周波増幅器516の出力信号をアンテナからの放射電力の許容値以下に減衰させる対策が考えられる。しかしながら、そのような減衰器を設ければ、送信回路51の回路規模が増大するという問題があった。
さらに、従来の送信回路51においては、高周波増幅器516の出力信号である高周波信号の位相差を検出することにより遅延誤差の推定を行っているが、一般に高周波信号の位相差検出精度は低いため、遅延誤差推定の精度も低くなる可能性があった。
それ故に、本発明の目的は、前記従来の課題を解決するものであり、小型かつ高効率に動作し、高精度に遅延誤差を補償する送信回路、及びそれを用いた通信機器を提供することである。
本発明は、入力信号に基づいて、送信信号を出力する送信回路に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の送信回路は、通常送信モードにおいて、入力信号の振幅成分を振幅信号として、入力信号の位相成分を位相信号として出力する信号生成部と、振幅信号の遅延時間を調整するために設定された振幅遅延時間、及び位相信号の遅延時間を調整するために設定された位相遅延時間の少なくとも一方に基づいて、振幅信号の遅延時間、及び位相信号の遅延時間の少なくとも一方を調整する遅延調整部と、遅延調整部を介して入力された位相信号を位相変調して、位相変調信号として出力する位相変調器と、遅延調整部を介して入力された振幅信号の大きさに応じた信号を出力するレギュレータと、位相変調器から出力された位相変調信号をレギュレータから出力された信号に応じて増幅することによって、位相変調信号を振幅変調して、位相変調及び振幅変調された変調信号として出力する振幅変調器と、信号生成部から出力された位相信号と、レギュレータから出力された信号とを乗算し、乗算信号として出力する乗算器と、乗算信号の電力を測定する電力測定部と、電力測定部の測定値に応じて、振幅遅延時間及び位相遅延時間の少なくとも一方を算出する制御部とを備える。テストモードにおいて、信号生成部は、所定のAMテスト信号を振幅信号として、所定のPMテスト信号を位相信号として出力する。AMテスト信号及びPMテスト信号は、乗算信号の平均電力が、AMテスト信号とPMテスト信号との間に遅延誤差がないときに最大値となり、所定の時間範囲内の遅延誤差に対して、乗算信号の平均電力が最大値を頂点とする凸形状を示すように設定される。制御部は、電力測定部の測定値から、AMテスト信号とPMテスト信号との間の遅延誤差を推定し、当該遅延誤差がなくなるように、振幅遅延時間及び位相遅延時間の少なくとも一方を算出し、遅延調整部に設定する。
また、本発明の送信回路は、以下のように構成してもよい。送信回路は、通常送信モードにおいて、入力信号の振幅成分を振幅信号として、入力信号の位相成分をI信号及びQ信号として出力する信号生成部と、振幅信号の遅延時間を調整するために設定された振幅遅延時間、及びI信号及びQ信号の遅延時間を調整するために設定されたIQ信号遅延時間の少なくとも一方に基づいて、振幅信号の遅延時間、及びI信号及びQ信号の遅延時間の少なくとも一方を調整する遅延調整部と、遅延調整部を介して入力されたI信号及びQ信号を直交変調して、位相変調信号として出力する直交変調器と、遅延調整部を介して入力された振幅信号の大きさに応じた信号を出力するレギュレータと、直交変調器から出力された位相変調信号をレギュレータから出力された信号に応じて増幅することによって、位相変調信号を振幅変調して、位相変調及び振幅変調された変調信号として出力する振幅変調器と、遅延調整部と直交変調器との間に接続され、遅延調整部を介して入力されたI信号及びQ信号のどちらか一方と、レギュレータから出力された信号とを乗算し、乗算信号として出力する乗算器と、乗算信号の電力を測定する電力測定部と、電力測定部の測定値に応じて、振幅遅延時間及びIQ信号遅延時間の少なくとも一方を算出する制御部とを備える。テストモードにおいて、信号生成部は、所定のAMテスト信号を振幅信号として、所定のPMテスト信号をI信号及びQ信号のどちらか一方として出力する。AMテスト信号及びPMテスト信号は、乗算信号の平均電力が、AMテスト信号とPMテスト信号との間に遅延誤差がないときに最大値となり、所定の時間範囲内の遅延誤差に対して、乗算信号の平均電力が最大値を頂点とする凸形状を示すように設定される。制御部は、電力測定部の測定値から、AMテスト信号とPMテスト信号との間の遅延誤差を推定し、当該遅延誤差がなくなるように、振幅遅延時間及びIQ信号遅延時間の少なくとも一方を算出し、遅延調整部に設定する。
また、上述した送信回路において、乗算器は、遅延調整部と直交変調器との間に接続される代わりに、直交変調器と振幅変調器との間に接続され、直交変調器から出力された位相変調信号と、レギュレータから出力された信号とを乗算し、乗算信号として出力してもよい。
好ましくは。所定の時間範囲は、送信回路の特性ばらつきによって変化し得る遅延誤差の最大変化範囲よりも大きい。
好ましくは、テストモードでは、振幅変調器の機能が停止される。また、通常送信モードでは、遅延時間設定部に設定された振幅遅延時間、位相遅延時間、及びIQ信号遅延時間のいずれもが変更されない。
好ましくは、AMテスト信号及びPMテスト信号は、信号生成部から所定の期間連続して出力される。また、所定の期間は、50nsec以内である。AMテスト信号及びPMテスト信号は、周期関数である。
好ましくは、AMテスト信号は、正弦波、矩形波、三角波、のこぎり波、又は正弦波の半波のいずれかである。PMテスト信号は、正弦波、矩形波、三角波、のこぎり波、又は正弦波の半波のいずれかである。
好ましくは、送信回路は、遅延調整部と、位相変調器又は乗算器との接続を切替える第1のスイッチと、レギュレータと、振幅変調器又は乗算器との接続を切替える第2のスイッチとをさらに備える。第1のスイッチは、通常送信モードにおいて、遅延調整部と位相変調器とを接続し、テストモードにおいて、遅延調整回路と乗算器とを接続する。第2のスイッチは、通常送信モードにおいて、レギュレータと振幅変調器とを接続し、テストモードにおいて、レギュレータと乗算器とを接続する。
また、送信回路は、遅延調整部と、直交変調器又は乗算器との接続を切替える第1のスイッチと、レギュレータと、振幅変調器又は乗算器との接続を切替える第2のスイッチとをさらに備える構成であってもよい。第1のスイッチは、通常送信モードにおいて、遅延調整部と直交変調器とを接続し、テストモードにおいて、遅延調整部と乗算器とを接続する。第2のスイッチは、通常送信モードにおいて、レギュレータと振幅変調器とを接続し、テストモードにおいて、レギュレータと乗算器とを接続する。
また、送信回路は、直交変調器と、振幅変調器又は乗算器との接続を切替える第1のスイッチと、レギュレータと、振幅変調器又は乗算器との接続を切替える第2のスイッチとをさらに備える構成であってもよい。第1のスイッチは、通常送信モードにおいて、直交変調器と振幅変調器とを接続し、テストモードにおいて、直交変調器と乗算器とを接続する。第2のスイッチは、通常送信モードにおいて、レギュレータと振幅変調器とを接続し、テストモードにおいて、レギュレータと乗算器とを接続する。
また、本発明は、上述した送信回路を備える通信機器にも向けられている。通信機器は、送信信号を生成する送信回路と、送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備える。また、通信機器は、アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、送信回路で生成された送信信号をアンテナに出力し、アンテナから受信した受信信号を受信回路に出力するアンテナ共用器とをさらに備えてもよい。
以上のように、本発明の送信回路によれば、直交変調等の変調方式を利用して、送信信号を生成する従来の送信回路よりも、高効率で動作することができる。また、送信回路は、振幅信号と位相信号の遅延時間のずれを補償することによって、送信信号の歪み特性を向上させることができる。また、従来の送信回路で遅延補償のために必要であったカプラ等の素子が不要となるため、回路規模が小さくできる。さらに、高周波信号の位相差検出を用いた遅延補償よりも高精度な遅延補償が可能となる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1の構成の一例を示すブロック図である。図1において、送信回路1は、信号生成部11、遅延調整部12、位相変調器13、レギュレータ14、振幅変調器15、乗算器16、電力測定部17、制御部18、及び電源端子19を備える。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1の構成の一例を示すブロック図である。図1において、送信回路1は、信号生成部11、遅延調整部12、位相変調器13、レギュレータ14、振幅変調器15、乗算器16、電力測定部17、制御部18、及び電源端子19を備える。
送信回路1において、信号生成部11には、入力信号としてベースバンド信号が入力される。信号生成部11は、ベースバンド信号に所定の信号処理を施して生成した振幅情報及び位相情報を、ぞれぞれ振幅信号及び位相信号として出力する。あるいは、信号生成部11は、所定のAMテスト信号を振幅信号として出力し、所定のPMテスト信号を位相信号として出力する。遅延調整部12は、振幅信号及び位相信号の少なくとも一方の遅延時間を調整する。位相変調器13は、位相信号を位相変調して位相変調信号を出力する。
レギュレータ14は、振幅信号に応じた電圧を振幅変調器15及び乗算器16に供給する。典型的には、レギュレータ14は、振幅信号の大きさに比例した電圧を振幅変調器15及び乗算器16に供給する。例えば、レギュレータ14は、図2Aに示すレギュレータ14aのように、スイッチングレギュレータ141を用いて構成することが可能である。また、レギュレータ14は、図2Bに示すレギュレータ14bのように、シリーズレギュレータ142を用いて構成することが可能である。また、レギュレータ14は、図2Cに示すレギュレータ14cのように、スイッチングレギュレータ141と、シリーズレギュレータ142とを組み合わせて構成することも可能である。レギュレータ14cにおいて、スイッチングレギュレータ141は、電源端子19から供給される直流電圧を所望の電圧に変圧し、シリーズレギュレータ142に供給する。シリーズレギュレータ142は、遅延調整部12を介して入力された振幅信号を、スイッチングレギュレータ141から供給された電圧で増幅することで、振幅信号に応じた電圧を振幅変調器15及び乗算器16に供給する。また、レギュレータ14は、電流駆動型のレギュレータを用いて構成するものであってもよい。
振幅変調器15は、位相変調信号をレギュレータ14から供給された電圧で振幅変調して、位相変調及び振幅変調された変調信号として出力する。変調信号は、送信信号として送信回路1から出力される。ここで、振幅信号が信号生成部11から出力されてから乗算器16に到達するまでの時間と、位相信号が信号生成部11から出力されてから乗算器16に到達するまでの時間の差を遅延誤差とする。乗算器16は、遅延調整部12を介して入力された位相信号と、レギュレータ14の出力信号とを乗算して、乗算信号として電力測定部17に出力する。電力測定部17は、入力された乗算信号の電力を測定し、測定値を制御部18に出力する。制御部18は、入力された測定値に基づいて遅延誤差を推定し、推定した遅延誤差を打ち消すように、振幅遅延時間及び位相遅延時間の少なくとも一方を算出し、遅延調整部12に設定する。遅延調整部12は、設定された振幅遅延時間及び位相遅延時間に基づいて、振幅信号及び位相信号の少なくとも一方の遅延時間を調整する。
以下に、第1の実施形態に係る送信回路1の動作について説明する。送信回路1には、通常送信モードとテストモードとの2つのモードが存在する。通常送信モードとテストモードとは、制御部18によって切替えられることを前提とするが、制御部18以外の構成によって切替えられるものであってもよい。通常送信モードからテストモードに切替えられるタイミングは、例えば、送信回路1の電源投入時であってもよいし、送信信号の出力が途切れた時であってもよい。また、所定の時間間隔で通常送信モードからテストモードに切替えられるものであってもよい。
まず、通常送信モードでの動作について説明する。通常送信モードでは、信号生成部11は、入力信号に基づいて、振幅情報と位相情報とを生成し、それぞれ振幅信号、位相信号として出力する。振幅信号は、遅延調整部12において振幅信号を調整するために設定された振幅遅延時間だけ遅延させられた上で、レギュレータ14に入力される。レギュレータ14は、入力された振幅信号に応じた電圧を、振幅変調器15及び乗算器16に出力する。
一方、位相信号は、遅延調整部12において位相信号を調整するために設定された位相遅延時間だけ遅延させられた上で、位相変調器13と乗算器16に出力される。位相変調器13は、入力された位相信号を位相変調した位相変調信号を、振幅変調器15に供給する。振幅変調器15は、位相変調器13から出力された位相変調信号をレギュレータ14から出力された信号に応じて増幅することによって、位相変調信号を振幅変調して、位相変調及び振幅変調された変調信号として出力する。
乗算器16は、遅延調整部12を介して入力された位相信号と、レギュレータ14の出力信号とを乗算し、乗算信号として電力測定部17に出力する。電力測定部17は、入力された乗算信号の電力を測定し、測定値を制御部18に入力する。制御部18は、入力された測定値に基づいて、振幅信号と位相信号との間の遅延誤差を検出し、その遅延誤差を打ち消すように、振幅遅延時間及び位相遅延時間の少なくとも一方を算出し、遅延調整部12に設定する。
通常送信モードでは、遅延調整部12に設定される振幅遅延時間及び位相遅延時間は一定に保たれる。従って、乗算器16、電力測定部17、及び制御部18は、通常送信モードの動作には影響を与えない。このため、通常送信モードにおいては、乗算器16、電力測定部17、及び制御部18のいずれか、もしくは全ての動作を停止することも可能である。
次に、テストモードでの動作について説明する。
テストモードでは、信号生成部11は、所定のAMテスト信号を振幅信号として出力し、所定のPMテスト信号を位相信号として出力する。振幅信号(AMテスト信号)は、遅延調整部12において振幅信号を調整するために設定された振幅遅延時間だけ遅延させられた上で、レギュレータ14に供給される。レギュレータ14は、振幅信号に応じた電圧を、振幅変調器15及び乗算器16に供給する。
テストモードでは、信号生成部11は、所定のAMテスト信号を振幅信号として出力し、所定のPMテスト信号を位相信号として出力する。振幅信号(AMテスト信号)は、遅延調整部12において振幅信号を調整するために設定された振幅遅延時間だけ遅延させられた上で、レギュレータ14に供給される。レギュレータ14は、振幅信号に応じた電圧を、振幅変調器15及び乗算器16に供給する。
一方、位相信号(PMテスト信号)は、遅延調整部12において位相信号を調整するために設定された位相遅延時間だけ遅延させられた上で、位相変調器13及び乗算器16に供給される。位相変調器13は、位相信号を位相変調した位相変調信号を出力し、振幅変調器15に供給する。乗算器16は、遅延調整部12を介して入力された位相信号と、レギュレータ14の出力信号とを乗算し、乗算信号として電力測定部17に出力する。電力測定部17は、入力された乗算信号の電力を測定し、測定値を制御部18に出力する。制御部18は、入力された測定値に基づいて、振幅信号と位相信号との間の遅延誤差を検出し、その遅延誤差を打ち消すように、振幅遅延時間及び位相遅延時間の少なくとも一方を算出し、遅延調整部12に設定する。遅延調整部12は、振幅遅延時間及び位相遅延時間の少なくとも一方を更新する。
制御部18は、AMテスト信号及びPMテスト信号とを用いて推定した遅延誤差から、例えば、以下の方法によって、AMテスト信号と、PMテスト信号のどちらが遅延しているのか(あるいは、進んでいるのか)を推定することができる。例えば、制御部18は、推定した遅延誤差を、振幅信号を遅延させるための振幅遅延時間として、遅延調整部12に設定する。そして、制御部18は、再度の遅延誤差の推定により、遅延誤差が縮小すれば、PMテスト信号がAMテスト信号に比べて遅延していたと判断することができる。逆に、制御部18は、遅延誤差が拡大すれば、AMテスト信号がPMテスト信号に比べて遅延していたと判断することができる。遅延誤差が拡大した場合、制御部18は、先程とは逆に、推定した遅延誤差を、位相信号を遅延させる位相遅延時間として、遅延調整部12に設定する。
なお、テストモードにおいて、振幅変調器15の動作は停止し、振幅変調器15からは何も出力しない。振幅変調器15の動作を停止させる方法には、例えば振幅変調器15のバイアス電圧をゼロにする方法がある。
また、送信回路1は、図1Bに示す送信回路1bのように、遅延調整部12から位相変調器13までの経路上の信号分岐点にスイッチ21と、レギュレータ14から振幅変調器15までの経路上の信号分岐点にスイッチ22とをさらに備える構成であってもよい。図1Bを参照して、スイッチ21は、通常送信モード時に、遅延調整部12と位相変調器13とを接続し、テストモード時に、遅延調整部12と乗算器16とを接続するように切替えられる。また、スイッチ22は、通常送信モード時に、レギュレータ14と振幅変調器15とを接続し、テストモード時に、レギュレータ14と乗算器16とを接続するように切替えられる。
送信回路1bは、このようにスイッチ21,22を追加した場合、通常送信モード時に遅延調整部12の振幅遅延時間及び位相遅延時間を一定に保つための制御と、テストモード時に振幅変調器15を停止するための制御をしなくてもよい。なお、スイッチ21,22は、制御部18によって切替えられることを前提とするが、制御部18以外の構成によって切替えられるものであってもよい。
ここで、一例として、所定のAMテスト信号は、デューティー比50%、最大電圧A[V]、最小電圧0[V]、周期Tの矩形波とする。また、所定のPMテスト信号は、デューティー比50%、最大電圧B[V]、最小電圧0[V]、周期Tの矩形波とする。また、AMテスト信号及びPMテスト信号は、所定の期間連続して送信される。
以下に、上記AMテスト信号及びPMテスト信号を用いた場合の遅延誤差の推定方法について説明する。乗算器16において、振幅信号の遅延時間に対して、位相信号の遅延時間がxだけ遅れている場合、乗算器16の入力でのAMテスト信号とPMテスト信号との波形は、AMテスト信号が乗算器16に到達した時刻をt0とすると図3のようになる。
乗算器16の入力でのAMテスト信号をfA(t)、乗算器16の入力でのPMテスト信号をfP(t)、乗算器16から出力される乗算信号をg(t)としたとき、fA(t)、fP(t)、g(t)は、それぞれ下記のように計算される。このように、AMテスト信号fA(t)、PMテスト信号fP(t)、及び乗算信号g(t)は、それぞれ周期関数として表すことができる。ただし、nは0を含む任意の自然数である。
AMテスト信号とPMテスト信号との間の遅延誤差xと、乗算信号g(t)の平均電力Pとの関係を図4に示す。図4より、平均電力Pは、AMテスト信号とPMテスト信号との間に遅延誤差がないときに最大値となり、±T/2時間範囲内の遅延誤差に対して、最大値を頂点とする凸形状を示すことが分かる。
このため、制御部18は、乗算信号g(t)の平均電力Pの形状が上記特性を示す場合、遅延誤差が±T/2時間範囲内であれば、電力測定部17で測定される測定値に基づいて、遅延誤差を推定することができる。さらに、制御部18は、推定した遅延誤差に基づく振幅遅延時間及び位相遅延時間の少なくとも一方を遅延調整部12に設定することにより、遅延誤差を補償することができる。
なお、AMテスト信号及びPMテスト信号は、信号生成部11から所定の期間連続して出力されるものであってもよいし、1周期のみの出力されるものであってもよい。
また、AMテスト信号及びPMテスト信号は、乗算信号の平均電力Pが、AMテスト信号とPMテスト信号との間に遅延誤差がないときに最大値となり、所定の時間範囲内の遅延誤差に対して、最大値を頂点とする凸形状を示すならば、それぞれどのような種類の信号であっても構わない。
AMテスト信号及びPMテスト信号が、それぞれ図5Aに示すsin波、図5Bに示す矩形波、図5Cに示す三角波、図5Dに示すのこぎり波、図5Eに示す半波のいずれかである場合に、「乗算信号の平均電力Pが、AMテスト信号とPMテスト信号との間に遅延誤差がないときに最大値となり、所定の時間範囲内の遅延誤差に対して、最大値を頂点とする凸形状を示す」という定義を満たすかどうかを図6の表に示す。
図6において、「○」は上述した定義を満たすことを意味し、「×」は上述した定義を満たさないことを意味する。図6では、AMテスト信号とPMテスト信号との種類の組み合わせと、周期の組み合わせとをそれぞれ変えている。例えば、「2*AM周期=PM周期」という記述は、PMテスト信号の周期はAMテスト信号の周期の2倍であることを意味する。また、図6には、AMテスト信号及びPMテスト信号を連続送信した場合と、1周期のみの送信した場合の両方の特性を示している。図6において、「○」となっているAMテスト信号とPMテスト信号との組み合わせを選択すれば、本発明の効果が得られる。
ただし、図6に例示していない信号でも、「乗算信号の平均電力が、AMテスト信号とPMテスト信号との間に遅延誤差がないときに最大値となり、所定の時間範囲内の遅延誤差に対して、最大値を頂点とする凸形状を示す」という定義を満たすAMテスト信号及びPMテスト信号を選べば、本発明の効果は得られる。
なお、図6において、「○」となっている組み合わせの中でも、どの組み合わせを選ぶかにより、本発明における遅延時間の調整精度に違いがある。図7に、遅延誤差に対する、AMテスト信号とPMテスト信号とを乗算した乗算信号の平均電力特性の一例を示す。図7では、AMテスト信号と、PMテスト信号との波形の組み合わせを(AMテスト信号、PMテスト信号)と表すと、(矩形波、矩形波)の場合、(三角波、三角波)の場合、(三角波、sin波)の場合、(矩形波、sin波)の場合の遅延誤差に対する、乗算信号の平均電力特性を示す。なお、図7では、AMテスト信号とPMテスト信号の周期Tは、どちらも100nsecとし、連続送信している場合を想定している。
まず、(矩形波、sin波)の組み合わせは、図6において「×」となっているように、遅延誤差に対して、乗算信号の平均電力が変化せず、本発明の効果が得られない。
次に、(矩形波、矩形波)の場合、(三角波、三角波)の場合、(三角波、sin波)の場合を比較すると、(矩形波、矩形波)の場合が遅延誤差に対して最も急峻に電力が変化し、(三角波、sin波)の場合が遅延誤差に対して最も緩やかに電力が変化している。電力測定部17における測定誤差を考慮したとき、遅延時間に対して電力が急峻に変化している方が、測定誤差が遅延誤差の推定精度に与える影響が小さくて済む。そのため、図7の例においては、(矩形波、矩形波)の組み合わせが、本発明において最も高い遅延誤差の調整精度を実現する。
また、遅延誤差の調整可能範囲について考えると、(矩形波、矩形波)の場合、(三角波、三角波)の場合は、±T/2に相当する±50nsecの調整可能範囲を有することに対し、(三角波、sin波)の場合は、±T/4に相当する±25nsecの調整可能範囲しか有していない。ここで、遅延誤差の調整可能範囲は、乗算信号の平均電力の最大値を頂点とする凸形状を示す範囲に等しい。本発明において、精度の高い遅延誤差の調整を行うためには、遅延誤差の調整可能範囲は、送信回路1のアナログデバイスやアナログ素子の個体ばらつき、温度ばらつき、供給電圧ばらつきなど(すなわち、送信回路1の特性ばらつき)によって変化し得る遅延誤差の最大変化範囲よりも大きいことが要求される。
以上のように、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1によれば、直交変調等の変調方式を利用して、送信信号を生成する従来の送信回路よりも、高効率で動作することができる。また、振幅信号と位相信号との間の遅延時間のずれを補償することによって、送信信号の歪み特性を向上させることができる。また、従来方式で必要であったカプラ等の素子が不要となるため、回路規模を小さくできる。さらに、従来の高周波信号の位相差検出を用いた遅延補償よりも高精度な遅延補償が可能となる。
(第2の実施形態)
図8Aは、本発明の第2の実施形態に係る送信回路2の構成の一例を示すブロック図である。図8Aにおいて、送信回路2は、信号生成部11、遅延調整部12、レギュレータ14、振幅変調器15、乗算器16、電力測定部17、制御部18、電源端子19、及び直交変調器20を備える。
図8Aは、本発明の第2の実施形態に係る送信回路2の構成の一例を示すブロック図である。図8Aにおいて、送信回路2は、信号生成部11、遅延調整部12、レギュレータ14、振幅変調器15、乗算器16、電力測定部17、制御部18、電源端子19、及び直交変調器20を備える。
第2の実施形態に係る送信回路2は、第1の実施形態に係る送信回路1と比較して、位相変調器13の代わりに、直交変調器20を備える点が異なる。具体的には、実施形態1で示した送信回路1では、位相変調器13で位相変調信号を生成していた。これに対して、送信回路2は、直交変調器20で位相変調信号を生成する。
送信回路2において、信号生成部11には、入力信号としてベースバンド信号が入力される。信号生成部11は、ベースバンド信号に所定の信号処理を施して生成した、振幅情報、位相情報の同相成分、及び位相情報の直交成分を、それぞれ振幅信号、I(In-phase)信号、Q(quadrature-phase)信号として出力する。あるいは、信号生成部11は、所定のAMテスト信号を振幅信号として出力し、所定のPMテスト信号をI信号として出力し、Q信号としては何も出力しない。
具体的には、通常送信モードでは、信号生成部11は、ベースバンド信号に所定の信号処理を施して生成した、振幅情報、位相情報の同相成分、及び位相情報の直交成分を、それぞれ振幅信号、I信号、Q信号として出力する。一方、テストモードでは、信号生成部11は、所定のAMテスト信号を振幅信号として出力し、所定のPMテスト信号をI信号として出力し、Q信号としては何も出力しない。
I信号は、遅延調整部12においてI信号を調整するために設定されたI信号遅延時間だけ遅延させられた上で、直交変調器20と乗算器16とに供給される。Q信号は、遅延調整部12においてQ信号を調整するために設定されたQ信号遅延時間だけ遅延させられた上で、直交変調器20に供給される。直交変調器20は、I信号、Q信号を直交変調することで位相変調信号を生成し、振幅変調器15に出力する。振幅信号は、送信回路1と同様に、遅延調整部12、レギュレータ14を介して、振幅変調器15と乗算器16に出力される。
通常送信モードにおいて、振幅変調器15は、直交変調器20から出力された位相変調信号をレギュレータ14の出力信号に応じて増幅することによって、位相変調信号を振幅変調して、位相変調及び振幅変調された変調信号として出力する。送信回路2は、第1の実施形態と同様に、テストモードにおいては振幅変調器15を停止させるため、振幅変調器15からは何も出力されない。
テストモードにおいて、乗算器16、電力測定部17、制御部18の動作は、第1の実施形態と同様であり、同様に遅延誤差調整が行われる。ただし、制御部18は、振幅遅延時間及びI信号遅延時間(又はQ信号遅延時間)の少なくとも一方を算出し、遅延調整部12に設定する。また、通常送信モードにおいては、第1の実施形態と同様に、遅延調整部12に設定される振幅遅延時間及びI信号遅延時間(又はQ信号遅延時間)は、一定に保たれる。なお、I信号遅延時間及びQ信号遅延時間には、基本的には同じ値が設定される。そのため、I信号遅延時間及びQ信号遅延時間を、まとめてIQ信号遅延時間と呼ぶこともできる。
また、上記では、I信号が遅延調整部12を介して、直交変調器20と乗算器16とに供給され、Q信号が遅延調整部12を介して直交変調器20に供給される場合の説明を行ったが、Q信号が遅延調整部12を介して、直交変調器20と乗算器16とに供給され、I信号が遅延調整部12を介して、直交変調器20に供給される構成であっても、本発明の効果は得られる。ただし、この場合、通常送信モードでは、信号生成部11は、ベースバンド信号に所定の信号処理を施して生成した、振幅情報、位相情報の直交成分、及び位相情報の同相成分を、それぞれ振幅信号、I信号、Q信号として出力する。また、テストモードでは、信号生成部11は、所定のAMテスト信号を振幅信号として出力し、所定のPMテスト信号をQ信号として出力し、I信号としては何も出力しない。
また、送信回路2は、第1の実施形態と同様に、遅延調整部12から直交変調器20までの経路上の信号分岐点にスイッチ21と、レギュレータ14から振幅変調器15までの経路上の信号分岐点にスイッチ22とをさらに備える構成であってもよい。図8Bを参照して、スイッチ21は、通常送信モード時に、遅延調整部12と直交変調器20とを接続し、テストモード時に、遅延調整部12と乗算器16とを接続するように切替えられる。また、スイッチ22は、通常送信モード時に、レギュレータ14と振幅変調器15とを接続し、テストモード時に、レギュレータ14と乗算器16とを接続するように切替えられる。
以上のように、本発明の第2の実施形態に係る送信回路2によれば、AMテスト信号とPMテスト信号とを乗算した乗算信号の平均電力が、AMテスト信号とPMテスト信号との間に遅延誤差がないときに最大値となり、所定の時間範囲内の遅延誤差に対して、最大値を頂点とする凸形状を示すようにAMテスト信号とPMテスト信号とを選択すれば、第1の実施形態と同様に、遅延誤差を補償することができる。
(第3の実施形態)
図9Aは、本発明の第3の実施形態に係る送信回路3の構成の一例を示すブロック図である。図9Aにおいて、送信回路3は、信号生成部11、遅延調整部12、レギュレータ14、振幅変調器15、乗算器16、電力測定部17、制御部18、電源端子19、及び直交変調器20を備える。
図9Aは、本発明の第3の実施形態に係る送信回路3の構成の一例を示すブロック図である。図9Aにおいて、送信回路3は、信号生成部11、遅延調整部12、レギュレータ14、振幅変調器15、乗算器16、電力測定部17、制御部18、電源端子19、及び直交変調器20を備える。
第3の実施形態に係る送信回路3は、第2の実施形態に係る送信回路2と比較して、乗算器16に入力される信号が異なる。具体的には、実施形態2で示した送信回路2では、I信号が遅延調整部12を介して乗算器16に供給されていた。これに対して、送信回路3では、直交変調器20から出力される位相変調信号が乗算器16に供給される。
送信回路3において、通常送信モード時の動作は、送信回路2と同じなので説明を省略する。
テストモードでは、信号生成部11は、所定のAMテスト信号を振幅信号として出力し、所定のPMテスト信号をI信号として出力する。このとき、Q信号としては何も出力しない。なお、信号生成部11が、所定のPMテスト信号をQ信号として出力し、I信号としては何も出力しなくても同様の効果が得られる。
テストモードにおいて、送信回路3は、乗算器16に位相変調信号を供給する点で送信回路2と異なるが、乗算器16、電力測定部17、及び制御部18の動作は、送信回路2と同様であり、同様に遅延誤差の調整が行われる。なお、送信回路3は、送信回路1及び送信回路2と同様に、通常送信モードにおいては、遅延調整部12の振幅遅延時間及びI信号遅延時間(又はQ信号遅延時間)は一定に保たれる。
また、送信回路3は、第1の実施形態と同様に、直交変調器20から振幅変調器15までの経路上の信号分岐点にスイッチ21と、レギュレータ14から振幅変調器15までの経路上の信号分岐点にスイッチ22とをさらに備える構成であってもよい。図9Bに示す送信回路3bにおいて、スイッチ21は、通常送信モード時に、直交変調器20と振幅変調器15とを接続し、テストモード時に、直交変調器20と乗算器16とを接続するように切替えられる。また、スイッチ21は、通常送信モード時に、レギュレータ14と振幅変調器15とを接続し、テストモード時に、レギュレータ14と乗算器16とを接続するように切替えられる。
以上のように、本発明の第3の実施形態に係る送信回路3によれば、AMテスト信号とPMテスト信号とを乗算した乗算信号の平均電力が、AMテスト信号とPMテスト信号との間に遅延誤差がないときに最大値となり、所定の時間範囲内の遅延誤差に対して、最大値を頂点とする凸形状を示すようにAMテスト信号とPMテスト信号とを選択すれば、第1及び2の実施形態と同様に、遅延誤差を補償することができる。
(第4の実施形態)
図10は、本発明の第4の実施形態に係る通信機器30の構成の一例を示すブロック図である。図10を参照して、第4の実施形態に係る通信機器30は、送信回路31、受信回路32、アンテナ共用器33、及びアンテナ34を備える。送信回路31には、上述した第1~3の実施形態のいずれかに記載の送信回路が用いられる。送信回路31は、入力信号を増幅し送信信号を得る。アンテナ共用器33は、送信回路31からの送信信号をアンテナ240に伝達し、送信信号が受信回路32に漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用器33は、アンテナ34から入力された受信信号を受信回路220に伝達し、受信信号が送信回路31に漏れるのを防ぐ。
図10は、本発明の第4の実施形態に係る通信機器30の構成の一例を示すブロック図である。図10を参照して、第4の実施形態に係る通信機器30は、送信回路31、受信回路32、アンテナ共用器33、及びアンテナ34を備える。送信回路31には、上述した第1~3の実施形態のいずれかに記載の送信回路が用いられる。送信回路31は、入力信号を増幅し送信信号を得る。アンテナ共用器33は、送信回路31からの送信信号をアンテナ240に伝達し、送信信号が受信回路32に漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用器33は、アンテナ34から入力された受信信号を受信回路220に伝達し、受信信号が送信回路31に漏れるのを防ぐ。
従って、送信回路31からの送信信号は、アンテナ共用器33を介してアンテナ34から空間に放出される。受信信号は、アンテナ34で受信され、アンテナ共用器33を介して受信回路32で受信される。このように、第4の実施形態に係る通信機器30は、第1~3の実施形態に係る送信回路を用いることで、送信信号の線形性を確保しつつ、かつ無線装置としての低歪みを実現することができる。なお、通信機器30は、送信回路31とアンテナ34とのみを備えた構成であってもよい。
本発明に係る送信回路は、携帯電話や無線LANなど通信機器等の送信回路として有用である。
1,2,3 送信回路
11 信号生成部
12 遅延調整部
13 位相変調器
14 レギュレータ
141 スイッチングレギュレータ
142 シリーズレギュレータ
15 振幅変調器
16 乗算器
17 電力測定部
18 制御部
19 電源端子
20 直交変調器
21,22 スイッチ
30 通信機器
31 送信回路
32 受信回路
33 アンテナ共振器
34 アンテナ
50,51 送信回路
501 信号生成部
502 位相変調器
503 レギュレータ
504 電力増幅器
505 電源端子
511 入力端子
512 信号入力部
513 カプラ
514 リミッタ
515 移相器
516 高周波増幅器
517 包絡線検波部
518 振幅変調器
519 カプラ
520 出力端子
521 位相差算出部
522 移相制御部
11 信号生成部
12 遅延調整部
13 位相変調器
14 レギュレータ
141 スイッチングレギュレータ
142 シリーズレギュレータ
15 振幅変調器
16 乗算器
17 電力測定部
18 制御部
19 電源端子
20 直交変調器
21,22 スイッチ
30 通信機器
31 送信回路
32 受信回路
33 アンテナ共振器
34 アンテナ
50,51 送信回路
501 信号生成部
502 位相変調器
503 レギュレータ
504 電力増幅器
505 電源端子
511 入力端子
512 信号入力部
513 カプラ
514 リミッタ
515 移相器
516 高周波増幅器
517 包絡線検波部
518 振幅変調器
519 カプラ
520 出力端子
521 位相差算出部
522 移相制御部
Claims (17)
- 入力信号に基づいて、送信信号を生成する送信回路であって、
通常送信モードにおいて、前記入力信号の振幅成分を振幅信号として、前記入力信号の位相成分を位相信号として出力する信号生成部と、
前記振幅信号の遅延時間を調整するために設定された振幅遅延時間、及び前記位相信号の遅延時間を調整するために設定された位相遅延時間の少なくとも一方に基づいて、前記振幅信号の遅延時間、及び前記位相信号の遅延時間の少なくとも一方を調整する遅延調整部と、
前記遅延調整部を介して入力された前記位相信号を位相変調して、位相変調信号として出力する位相変調器と、
前記遅延調整部を介して入力された前記振幅信号の大きさに応じた信号を出力するレギュレータと、
前記位相変調器から出力された前記位相変調信号を前記レギュレータから出力された信号に応じて増幅することによって、前記位相変調信号を振幅変調して、位相変調及び振幅変調された変調信号として出力する振幅変調器と、
前記信号生成部から出力された前記位相信号と、前記レギュレータから出力された信号とを乗算し、乗算信号として出力する乗算器と、
前記乗算信号の電力を測定する電力測定部と、
前記電力測定部の測定値に応じて、前記振幅遅延時間及び前記位相遅延時間の少なくとも一方を算出する制御部とを備え、
テストモードにおいて、前記信号生成部は、所定のAMテスト信号を前記振幅信号として、所定のPMテスト信号を前記位相信号として出力し、
前記AMテスト信号及び前記PMテスト信号は、前記乗算信号の平均電力が、前記AMテスト信号と前記PMテスト信号との間に遅延誤差がないときに最大値となり、所定の時間範囲内の遅延誤差に対して、前記乗算信号の平均電力が前記最大値を頂点とする凸形状を示すように設定され、
前記制御部は、前記電力測定部の測定値から、前記AMテスト信号と前記PMテスト信号との間の遅延誤差を推定し、当該遅延誤差がなくなるように、前記振幅遅延時間及び前記位相遅延時間の少なくとも一方を算出し、前記遅延調整部に設定する、送信回路。 - 入力信号に基づいて、送信信号を生成する送信回路であって、
通常送信モードにおいて、前記入力信号の振幅成分を振幅信号として、前記入力信号の位相成分をI信号及びQ信号として出力する信号生成部と、
前記振幅信号の遅延時間を調整するために設定された振幅遅延時間、及び前記I信号及びQ信号の遅延時間を調整するために設定されたIQ信号遅延時間の少なくとも一方に基づいて、前記振幅信号の遅延時間、及び前記I信号及びQ信号の遅延時間の少なくとも一方を調整する遅延調整部と、
前記遅延調整部を介して入力された前記I信号及びQ信号を直交変調して、位相変調信号として出力する直交変調器と、
前記遅延調整部を介して入力された前記振幅信号の大きさに応じた信号を出力するレギュレータと、
前記直交変調器から出力された前記位相変調信号を前記レギュレータから出力された信号に応じて増幅することによって、前記位相変調信号を振幅変調して、位相変調及び振幅変調された変調信号として出力する振幅変調器と、
前記遅延調整部と前記直交変調器との間に接続され、前記遅延調整部を介して入力された前記I信号及び前記Q信号のどちらか一方と、前記レギュレータから出力された信号とを乗算し、乗算信号として出力する乗算器と、
前記乗算信号の電力を測定する電力測定部と、
前記電力測定部の測定値に応じて、前記振幅遅延時間及び前記IQ信号遅延時間の少なくとも一方を算出する制御部とを備え、
テストモードにおいて、前記信号生成部は、所定のAMテスト信号を前記振幅信号として、所定のPMテスト信号を前記I信号及びQ信号のどちらか一方として出力し、
前記AMテスト信号及び前記PMテスト信号は、前記乗算信号の平均電力が、前記AMテスト信号と前記PMテスト信号との間に遅延誤差がないときに最大値となり、所定の時間範囲内の遅延誤差に対して、前記乗算信号の平均電力が前記最大値を頂点とする凸形状を示すように設定され、
前記制御部は、前記電力測定部の測定値から、前記AMテスト信号と前記PMテスト信号との間の遅延誤差を推定し、当該遅延誤差がなくなるように、前記振幅遅延時間及び前記IQ信号遅延時間の少なくとも一方を算出し、前記遅延調整部に設定する、送信回路。 - 前記乗算器は、前記直交変調器と前記振幅変調器との間に接続され、前記直交変調器から出力された前記位相変調信号と、前記レギュレータから出力された信号とを乗算し、前記乗算信号として出力することを特徴とする、請求項2に記載の送信回路。
- 前記所定の時間範囲は、前記送信回路の特性ばらつきによって変化し得る前記遅延誤差の最大変化範囲よりも大きいことを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の送信回路。
- 前記テストモードでは、前記振幅変調器の機能が停止される、請求項1~3のいずれかに記載の送信回路。
- 前記通常送信モードでは、前記遅延時間設定部に設定された前記振幅遅延時間及び前記位相遅延時間が変更されないことを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
- 前記通常送信モードでは、前記遅延時間設定部に設定された前記振幅遅延時間及び前記IQ信号遅延時間が変更されないことを特徴とする、請求項2又は3のいずれかに記載の送信回路。
- 前記AMテスト信号及び前記PMテスト信号は、前記信号生成部から所定の期間連続して出力される、請求項1~3のいずれかに記載の送信回路。
- 前記所定の期間は、50nsec以内である、請求項8に記載の送信回路。
- 前記AMテスト信号及び前記PMテスト信号は、周期関数である、請求項1~3のいずれかに記載の送信回路。
- 前記AMテスト信号は、正弦波、矩形波、三角波、のこぎり波、又は正弦波の半波のいずれかである、請求項1~3のいずれかに記載の送信回路。
- 前記PMテスト信号は、正弦波、矩形波、三角波、のこぎり波、又は正弦波の半波のいずれかである、請求項1~3のいずれかに記載の送信回路。
- 前記遅延調整部と、前記位相変調器又は前記乗算器との接続を切替える第1のスイッチと、
前記レギュレータと、前記振幅変調器又は前記乗算器との接続を切替える第2のスイッチとをさらに備え、
前記第1のスイッチは、前記通常送信モードにおいて、前記遅延調整部と前記位相変調器とを接続し、前記テストモードにおいて、前記遅延調整回路と前記乗算器とを接続し、
前記第2のスイッチは、前記通常送信モードにおいて、前記レギュレータと前記振幅変調器とを接続し、前記テストモードにおいて、前記レギュレータと前記乗算器とを接続する、請求項1に記載の送信回路。 - 前記遅延調整部と、前記直交変調器又は前記乗算器との接続を切替える第1のスイッチと、
前記レギュレータと、前記振幅変調器又は前記乗算器との接続を切替える第2のスイッチとをさらに備え、
前記第1のスイッチは、前記通常送信モードにおいて、前記遅延調整部と前記直交変調器とを接続し、前記テストモードにおいて、前記遅延調整部と前記乗算器とを接続し、
前記第2のスイッチは、前記通常送信モードにおいて、前記レギュレータと前記振幅変調器とを接続し、前記テストモードにおいて、前記レギュレータと前記乗算器とを接続する、請求項2に記載の送信回路。 - 前記直交変調器と、前記振幅変調器又は前記乗算器との接続を切替える第1のスイッチと、
前記レギュレータと、前記振幅変調器又は前記乗算器との接続を切替える第2のスイッチとをさらに備え、
前記第1のスイッチは、前記通常送信モードにおいて、前記直交変調器と前記振幅変調器とを接続し、前記テストモードにおいて、前記直交変調器と前記乗算器とを接続し、
前記第2のスイッチは、前記通常送信モードにおいて、前記レギュレータと前記振幅変調器とを接続し、前記テストモードにおいて、前記レギュレータと前記乗算器とを接続する、請求項3に記載の送信回路。 - 通信機器であって、
入力信号を増幅して送信信号を得る送信回路と、
前記送信信号を出力するアンテナとを備え、
前記送信回路は、請求項1に記載の送信回路である、通信機器。 - 前記アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、
前記電力増幅回路で増幅された送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナから受信した受信信号を前記受信回路に出力するアンテナ共用器とをさらに備える、請求項16に記載の通信機器。
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