Digital amplitude modulation device

申请号 JP14647989 申请日 1989-06-08 公开(公告)号 JPH0648767B2 公开(公告)日 1994-06-22
申请人 株式会社ケンウッド; 发明人 孝彦 岸;
摘要
权利要求 【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】サンプリング周波数 S1のディジタル変調波を、周波数 のディジタル搬送波によりサンプリング周波数 S2で振幅変調するディジタル振幅変調装置において、 2・ S1S2 =(n/4)・ S2とし、nは1,3,5,……の中の任意の1つの条件を満足すること、 を特徴とするディジタル振幅変調装置。
  • 【請求項2】2・ S1S2の代わりに、 m・ S1S2とし、mは4,6,8,……の中の任意の1つの条件を満足すること、 を特徴とする請求項1記載のディジタル振幅変調装置。
  • 【請求項3】ディジタル振幅変調装置は、 サンプリング周波数 S1のディジタル変調波をサンプリング周波数 S1で位相が互いに90°ずれた2つの第1,第2ディジタル変調波に変換するヒルベルト変換手段と、 サンプリング周波数 S2 、搬送周波数 で位相が互いに90°ずれた2つの第1,第2ディジタル搬送波を発生する搬送波発生手段と、 第1ディジタル変調波と第1ディジタル搬送波の乗算を行いサンプリング周波数 S2の第1ディジタル乗算信号を出力する第1乗算手段と、 第2ディジタル変調波と第2ディジタル搬送波の乗算を行いサンプリング周波数 S2の第2ディジタル乗算信号を出力する第2乗算手段と、 第1ディジタル乗算信号と第2ディジタル乗算信号の加算(減算)を行い、サンプリング周波数 S2のディジタルSSB波を出力する加算(減算)手段と、 から構成すること、を特徴とする請求項1または2記載のディジタル振幅変調装置。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はディジタル振幅変調装置に係り、とくにディジタル変調波のサンプリング周波数と、振幅変調後のディジタル振幅変調波のサンプリング周波数が異なるディジタル振幅変調装置に関する。

    〔従来の技術〕

    従来よりAM,DSB,SSBなどの振幅変調をディジタル領域で処理するディジタル振幅変調装置が提案されている。

    第5図は、従来のディジタル振幅変調装置を示すブロック図である。

    アナログ変調波S は、A/Dコンバータ10により、
    タイミング発生器12から入した周波数S1のクロックCK に従いサンプリング周波数S1のディジタル変調波S に変換される。

    このディジタル変調波S は折り返し除去フィルタ14
    で、タイミング発生器16から入力したクロックCK
    に従いディジタル変調波S の折り返し成分が除去される。

    このとき折り返し除去フィルタ14から出力されるディジタル変調波S ′のサンプリング周波数はS2
    S1S2 )となる。

    ディジタル変調波S ′は、クロックCK に従って動作する振幅変調器18に入力され、サンプリング周波数
    S2 ,搬送周波数のディジタル搬送波と乗算されてサンプリング周波数S2のディジタルDSB変調波H が得られる。

    このディジタルDSB変調波H はクロックCK に従って動作するD/Aコンバータ20でD/A変換されてアナログDSB変調波H として出力される。

    ここで、A/Dコンバータ10のサンプリング周波数
    S1がディジタルDSB変調波H のサンプリング周波数S2より低い周波数とされているのは次の理由による。

    ディジタル変調波H におけるサンプリング周波数
    S2は、D/A変換後のアナログ信号からの折り返し成分の除去を簡単にできるようにしたり、後段で周波数変換する際のイメージ信号の発生を抑止するために、できるだけ周波数が高いことが望ましい。

    一方、ディジタル変調波S のサンプリング周波数
    S1が高いとA/Dコンバータに高速なものが必要となり、コストが極めて高くなってしまう。

    このため、サンプリング周波数S2は高くする一方で
    S1は低くする。

    けれどもサンプリング周波数S1のディジタル変調波S のスペクトラムには第6図の(1)に示す如く、0
    〜(1/2)・S1のナイキスト帯域内の原信号成分A
    のほかに、例えば(1/2)・S1 〜(3/2) S1の範囲に折り返し成分Bが生じており、この折り返し成分を除去することなくディジタル領域でDSB変調を行うと、サンプリング周波数S2のディジタルDBS変調波H のスペクトラムは、第6図の(2)のようにAの振幅変調による両側帯波A ,A と、Bの振幅変調による両側帯波B ,B の折り返し成分B ′,B
    が重なって折り返し歪みが生じる。

    よって、ディジタル変調波S の折り返し成分Bを予め除去する必要があり、A/Dコンバータ10の出力側に折り返し除去フィルタ14を設けて折り返し成分Bを除去するようにしている。

    このとき折り返し除去フィルタ14から出力されるディジタル変調波S ′のスペクトラムは第7図の(1)の如くなり、ディジタルDBS変調波のスペクトラムは、
    第7図の(2)のようになって、ナイキスト帯域内にはDSB変調波の原信号成分である両側帯波A ,A だけとなり、折り返し歪みがなくなる。

    〔発明が解決しようとする課題〕

    しかしながら、上記した従来の技術では、A/Dコンバータ10と振幅変調器18の間に、複雑な構成を要する折り返し除去フィルタ14を設けなければならず、構成上の負担が大きかった。

    この発明は上記した従来の問題に鑑みなされたもので、
    構成を簡単化できるディジタル振幅変調装置を提供すること、をその目的とする。

    また、構成の簡単なディジタルSSB変調装置を得ることを目的とする。

    〔課題を解決するための手段〕

    この発明のディジタル振幅変調装置は、サンプリング周波数S1のディジタル変調波を、周波数のディジタル搬送波によりサンプリング周波数S2で振幅変調するディジタル振幅変調装置において、2・S1
    S2 =(n/4)・S2とし、nは1,3,
    5,……の中の任意の1つとする条件を満足すること、
    を特徴としている。

    また、この発明の更に他のディジタル振幅変調装置は、
    2・S1S2とする代わりに、m・S1
    S2とし、mは4,6,8,……の中の任意の1つとすること、を特徴としている。

    また、この発明の更に他のディジタル振幅変調装置は、
    サンプリング周波数がS1のディジタル変調波をサンプリング周波数S1で位相が互いに90°ずれた2つの第1,第2ディジタル変調波に変換するヒルベルト変換手段と、サンプリング周波数S2 、搬送周波数
    で位相が互いに90°ずれた2つの第1,第2ディジタル搬送波を発生する搬送波発生手段と、第1ディジタル変調波と第1ディジタル搬送波の乗算を行いサンプリング周波数S2の第1ディジタル乗算信号を出力する第1乗算手段と、第2ディジタル変調波と第2ディジタル搬送波の乗算を行いサンプリング周波数S2の第2ディジタル乗算信号を出力する第2乗算手段と、第1ディジタル乗算信号と第2ディジタル乗算信号の加算(減算)を行い、サンプリング周波数S2のディジタルS
    SB波を出力する加算(減算)手段と、から構成することを特徴としている。

    〔実施例〕

    次にこの発明の第1の実施例を第1図を参照して説明する。

    第1図は、この発明に係るディジタルDSB変調装置を示すブロック図である。

    アナログ変調波S が入力される入力端子INにA/D
    コンバータ30が接続されており、タイミング発生器3
    2から入力する周波数S1のクロックCK に従ってA/D変換がなされ、サンプリング周波数S1のディジタル変調波S が形成される。

    A/Dコンバータ30の出力側には振幅変調器34が接続されており、ディジタル変調波S がディジタル領域でDSB変調されてサンプリング周波数S2のディジタルDSB変調波H が形成される。

    振幅変調器34は、タイミング発生器36から入力する周波数S2のクロックCK に従い、サンプリング周波数S2で搬送周波数のディジタル搬送波W を発生する搬送発生器38と、ディジタル変調波S とディジタル搬送波W をクロックCK に従いディジタル領域で乗算する乗算器40から成り、乗算器40からサンプリング周波数S2のディジタルDSB変調波H
    が出力される。

    ここで、2・S1S2 =(1/4)・S2
    とされており、ディジタル搬送波W は、T=1/
    S2の時間間隔で0,+p,0,−pの順にサンプル値を繰り返す。

    従って、クロックCK とCK の同期が取れているとき、乗算器40は、t=t で、t におけるディジタル変調波S のサンプル値を入力して+pを乗算した値を出力し、t =t +Tで0を出力し、t =t
    2・Tで、t におけるディジタル変調波S のサンプル値を入力して−pを乗算した値を出力し、t =t
    +3・Tで0を出力し、t =t +4・Tでt のときと同様の処理を行うという動作を繰り返すことで、ディジタル変調波S のサンプリング周波数が等価的に
    S2であるかのようにして乗算されることになり、乗算器40の前段でディジタル変調波S のサンプリング周波数をS1からS2に変換するための特別なディジタル処理を行う必要がない。

    振幅変調器34の出力側にはD/Aコンバータ42が接続されており、クロックCK に従いディジタルDSB
    変調波H がアナログDSB変調波H に変換される。

    次にこの実施例の動作を第2図を参照して説明する。

    アナログ変調波S はA/Dコンバータ30によりサンプリング周波数S1のディジタル変調波S に変換され、振幅変調器34に入力される。

    ディジタル変調波S のスペクトラムを第2図の(1)
    に示す。

    ディジタル変調波S は振幅変調器34の乗算器40で等価的にサンプリング周波数S2であるかのように扱われるが、このときの折り返しスペクトラムは原信号成分に対し、同一スペクトラム,同一振幅,同一位相で重なるので、折り返し歪みを生じない(第2図の(2)参照)。

    そして、ディジタル変調波S に乗算されるディジタル搬送波W の搬送周波数が(1/4)・S2であることから、乗算器40から出力されるサンプリング周波数S2のディジタルDSB変調波H のスペクトラムは第2図の(3)のようになり、折り返しスペクトラムが原信号成分に対して同一スペクトラム,同一振幅,同一位相で重なるので、折り返し歪みを生じない。

    このため、A/Dコンバータ30と振幅変調器34の間に折り返し除去フィルタを介装する必要がなくなる。

    振幅変調器34から出力されたディジタルDSB変調波H はD/Aコンバータ42でアナログDSB変調波H
    に変換されて後段側へ出力される。

    この実施例によれば、ディジタル変調波S のサンプリング周波数S1とディジタルDSB変調波H のサンプリング周波数S2の間に2・S1S1の関係を持たせ、かつ、ディジタル搬送波W の搬送周波数
    とサンプリングS2の間に =(1/4)・S2
    の関係を持たせたので、ディジタルDSB変調波H のスペクトラムの原信号成分に折り返し成分が同一スペクトラム,同一振幅,同一位相で重なるため折り返し歪みが生じず、A/Dコンバータ30と振幅変調器34の間に折り返し除去フィルタを設けなくても済み、構成が簡単となる。

    なお、搬送周波数S2の間に、 (n/4)・S2 、n=3,5,7,…… の関係があるときも、同様にして、ディジタルDSB変調波H のスペクトラムの原信号成分に折り返し成分が同一スペクトラム,同一振幅,同一位相で重なるため折り返し歪みが生じない。

    また、サンプリング周波数S1S2の間に、 m・S1S2 、m=4,6,8,…… の関係にあるときにも、ディジタルDSB変調波H のスペクトラムは、ナイキスト帯域内の原信号成分とは異なる位置にも折り返しが生じるが、原信号成分に対しては折り返し成分が同一スペクトラム,同一振幅,同一位相で重なるため折り返し歪みが生じず、D/A変換後のアナログDSB変調波H に対しアナログIFフィルタ等で簡単に原信号成分を取り出すことができ、A/Dコンバータ30と振幅変調器34の間に折り返し除去フィルタを設けなくても済む。

    次にこの発明の第2の実施例を第3図に基づいて説明する。

    第2の実施例はディジタルSSB変調装置を示すブロック図である。

    アナログ変調波S が入力される入力端子INにA/D
    コンバータ30が接続されており、タイミング発生器3
    2から入力した周波数S1のクロックCK に従いA
    /D変換してサンプリング周波数S1のディジタル変調波S を形成する。

    A/Dコンバータ30の出力側には振幅変調器50が接続されており、ディジタル変調波S がディジタル領域でSSB変調されてサンプリング周波数S2のディジタルSSB変調波G が形成される。

    振幅変調器50ではA/Dコンバータ30の出力側にヒルベルト変換器52が接続されており、クロックCK
    に従いディジタル変調波S をヒルベルト変換して位相が互いに90°異なるサンプリング周波数S1の第1,第2ディジタル変調波S D1 ,S D2が形成される。

    ヒルベルト変換器52の第1ディジタル変調波S D1の出力側には第1乗算器54、第2ディジタル変調波S
    D2の出力側には第2乗算器56が接続されている。

    振幅変調器50には搬送波発生器58が設けられており、タイミング発生器60から入力する周波数S2のクロックCK に従い、搬送周波数が 、サンプリング周波数がS2で、互いに位相が90°異なる第1,
    第2ディジタル搬送波W D1 ,W D2が形成され、各々、第1乗算器54と第2乗算器56へ出力される。

    第1乗算器54はタイミング発生器60から入力するクロックCK に従い、第1ディジタル変調波S D1と第1ディジタル搬送波W D1の乗算を行い、第1ディジタル乗算信号K D1として出力する。

    また第2乗算器54はクロックCK に従い、第2ディジタル変調波S D2と第2ディジタル搬送波W D2の乗算を行い、第2ディジタル乗算信号K D2として出力する。

    ここで、2・S1S2 =(1/4)・S2
    とされており、第1ディジタル搬送波W D1は、T=1
    S2の時間間隔で0,+p,0,−pの順にサンプル値を繰り返し、W D2は+p,0,−p,0の順にサンプル値を繰り返す。

    従って、クロックCK とCK の同期が取れているとき、ヒルベルト変換器52から出力される第1ディジタル変調波S D1と第2ディジタル変調波S D2のサンプリングタイミングが(1/2)・Tだけずれるようにしておけば、第1乗算器54は、t=t で、t における第1ディジタル変調波S D1のサンプル値を入力して+
    pを乗算した値を出力し、t =t +Tで0を出力し、t =t +2・Tで、t における第1ディジタル変調波S D1のサンプル値を入力して−pを乗算した値を出力し、t =t +3・Tで0を出力し、t
    +4・Tでt と同様に処理を行う動作を繰り返すことで、第1ディジタル変調波S D1のサンプリング周波数が等価的にS2に変換されながら乗算されることになり、第1乗算器54の前段で第1ディジタル変調波S D1のサンプリング周波数をS1からS2に変換するための特別なディジタル処理を行う必要がない。

    また、第2乗算器56は、t で0を出力し、t で、
    における第2ディジタル変調波S D2のサンプル値を入力して−pを乗算した値を出力し、t で0を出力し、t =で、t における第2ディジタル変調波S
    D2のサンプル値を入力して+pを乗算した値を出力し、t でt と同様の処理を行うという動作を繰り返すことで、第2ディジタル変調波S D2のサンプリング周波数が等価的にS2に変換されながら乗算されることになり、第2乗算器56の前段で第2ディジタル変調波S D2のサンプリング周波数をS1からS2に変換するための特別なディジタル処理を行う必要がない。

    第1乗算器54,第2乗算器56の出力側にはクロックCK に従い動作する加算器62が接続されており、2
    つの第1,第2ディジタル乗算信号K D1 ,K D2が加算されてサンプリング周波数S2のディジタルSSB
    変調波G が形成される。

    このように構成された振幅変調器50の出力側にはD/
    Aコンバータ42が接続されており、ディジタルSSB
    変調波G がD/A変換されてアナログSSB変調波G
    として出力される。

    次にこの実施例の動作を第4図を参照して説明する。

    アナログ変調波S はA/Dコンバータ30によりサンプリング周波数S1のディジタル変調波S に変換され、振幅変調器50に入力される。

    ディジタル変調波S は振幅変調器50のヒルベルト変換器52において、位相が互いに90°異なり、サンプリング周波数S1で、サンプリングタイミングが(1/
    2)・Tだけずれた第1,第2ディジタル変調波S D1 ,S D2に変換される。

    第1,第2ディジタル変調波S D1 ,S D2は第1,第2乗算器54,56で等価的にサンプリング周波数
    S2であるかのように扱われるが、このときの折り返しスペクトラムは原信号成分に対し、同一スペクトラム,
    同一振幅,同一位相で重なるので、折り返し歪みを生じない(第2図の(1),(2)参照)。

    そして、第1,第2ディジタル変調波S D1 ,S D2に乗算される第1,第2ディジタル搬送波W D1 ,W D2
    の搬送周波数が(1/4)・S2であることから、
    加算器62から出力されるサンプリング周波数S2のディジタルSSB変調波G のスペクトラムは第4図ののようになり、折り返しスペクトラムが原信号成分に対し、同一スペクトラム,同一振幅,同一位相で重なるので、折り返し歪みを生じない。

    このため、A/Dコンバータ30と振幅変調器50の間に折り返し除去フィルタを介装する必要がなくなる。

    振幅変調器50から出力されたディジタルSSB変調波G はD/Aコンバータ42でアナログSSB変調波G
    に変換されて後段側へ出力される。

    この実施例によれば、ディジタル変調波S のサンプリング周波数S1とディジタルSSB変調波G のサンプリング周波数S2の間に2・S1S1の関係を持たせ、かつ、第1,第2ディジタル搬送波W D1
    D2の搬送周波数とサンプリングS2の間に
    =(1/4)・S2の関係を持たせたので、ディジタルSSB変調波G のスペクトラムの原信号成分に折り返し成分が同一スペクトラム,同一振幅,同一位相で重なるため折り返し歪みが生じず、A/Dコンバータ30
    と振幅変調器50の間に折り返し除去フィルタを設けなくても済み、しかも、ヒルベルト変換器52の動作速度もS1の低い速度で良いため係数の量子化誤差を容易に小さくできる。

    なお、搬送周波数S2の間に、 (n/4)・S2 、n=3,5,7,…… の関係にあるときも、同様に、ディジタルSSB変調波G のスペクトラムの原信号成分に折り返し成分が同一スペクトラム,同一振幅,同一位相で重なるため折り返し歪みが生じない。

    また、サンプリング周波数S1S2の間に、 m・S1S2 、m=4,6,8,…… の関係にあるときにも、ディジタルSSB変調波G のスペクトラムの原信号成分に折り返し成分が同一スペクトラム,同一振幅,同一位相で重なるため折り返し歪みが生じず、A/Dコンバータ30と振幅変調器50の間に折り返し除去フィルタを設けなくても済む。

    なお、第3図中の加算器を減算器としたディジタルSS
    B変調装置であってもよい。

    また、上記した各実施例ではディジタルDSB変調とディジタルSSB変調を例に挙げたが、他のディジタル振幅変調に適用することもできる。

    〔発明の効果〕

    この発明のディジタル振幅変調装置によれば、ディジタル変調波のサンプリング周波数S1と、振幅変調後のディジタル振幅変調波のサンプリング周波数S2を、
    2・S1S2の関係とし、搬送周波数
    S2の関係を、 =(n/4)・S2 、nは1,
    3,5,……の中の任意の1つとすることにより、折り返し除去フィルタを設けなくてもディジタル振幅変調波のスペクトラムの原信号成分に対し折り返し歪みが生じないようにでき、構成を簡単化できる。

    また、ディジタル変調波のサンプリング周波数
    S1と、振幅変調後のディジタル振幅変調波のサンプリング周波数S2を、2・S1S2とする代わりに、m・S1S2とし、mは4,6,8,……の中の任意の1つとすることによっても、原信号成分に折り返し歪みが生じるのを回避できる。

    更に、ディジタル振幅変調装置は、サンプリング周波数
    S1のディジタル変調波をサンプリング周波数S1
    で位相が互いに90°ずれた2つの第1,第2ディジタル変調波に変換するヒルベルト変換手段と、サンプリング周波数S2 、搬送周波数で位相が互いに90°
    ずれた2つの第1,第2ディジタル搬送波を発生する搬送波発生手段と、第1ディジタル変調波と第1ディジタル搬送波の乗算を行いサンプリング周波数S2の第1
    ディジタル乗算信号を出力する第1乗算手段と、第2ディジタル変調波と第2ディジタル搬送波の乗算を行いサンプリング周波数S2の第2ディジタル乗算信号を出力する第2乗算手段と、第1ディジタル乗算信号と第2
    ディジタル乗算信号の加算(減算)を行い、サンプリング周波数S2のディジタルSSB波を出力する加算(減算)手段と、から構成したことにより、折り返し除去フィルタが不要で、かつ、ヒルベルト変換手段の動作周波数を低くして係数の量子化誤差を容易に小さくできるディジタルSSB変調装置が得られる。

    【図面の簡単な説明】

    第1図はこの発明の第1の実施例に係るディジタルDS
    B変調装置のブロック図、第2図は第1図の動作を説明する周波数スペクトラム、第3図はこの発明の第2の実施例に係るディジタルSSB変調装置のブロック図、第4図は第3図の動作を説明する周波数スペクトラムである。 第5図は従来のディジタルDSB変調装置を示すブロック図、第6図と第7図は第5図の動作を説明する周波数スペクトラムである。 主な符号の説明 34,50:振幅変調器、 52:ヒルベルト変換器、54:第1乗算器、 56:第2乗算器、58:搬送波発生器、 62:加算器。

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