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Digital modulator, digital modulating method, digital transceiver system, and testing apparatus

申请号 JP2009138591 申请日 2009-06-09 公开(公告)号 JP2009303212A 公开(公告)日 2009-12-24
申请人 Advantest Corp; 株式会社アドバンテスト; 发明人 ICHIYAMA KIYOTAKA; ISHIDA MASAHIRO; YAMAGUCHI TAKAHIRO;
摘要 PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital modulator, digital modulating method, digital transceiver system, and testing apparatus achieving area integration and suppression of power consumption.
SOLUTION: A digital modulator includes: a carrier wave output section that outputs a carrier wave; a variable delay section that delays the carrier wave; and a delay amount setting section that sets a delay amount by which the variable delay section delays the carrier wave based on transmission data to be transmitted. The variable delay section may include a multi-stage delay buffer circuit in which delay buffers that delay an input signal by a unit shift amount are connected in a cascade connection, the multi-stage delay buffer circuit may receive the carrier wave at a first-stage delay buffer as input, and the delay amount setting section may include a multiplexer that selects either an output from the carrier wave output section or an output from each stage of the multi-stage delay buffer circuit in accordance with the transmission data.
COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT
权利要求
  • 搬送波を出力する搬送波出力部と、
    前記搬送波を遅延する可変遅延部と、
    前記可変遅延部により前記搬送波を遅延させる遅延量を、送出すべき送出データに応じて設定する遅延量設定部とを備えたデジタル変調器。
  • 前記可変遅延部は、入力信号を単位シフト量だけ遅延させる遅延バッファをカスケード接続した多段遅延バッファ回路であって、前記搬送波が初段の前記遅延バッファに入力される多段遅延バッファ回路を有し、
    前記遅延量設定部は、前記搬送波出力部の出力および前記多段遅延バッファ回路の各段の出力の何れかを前記送出データに応じて選択するマルチプレクサを有する請求項1に記載のデジタル変調器。
  • 前記多段遅延バッファ回路は、M−1段にカスケード接続された前記遅延バッファを含み、
    前記遅延バッファは、前記搬送波の周期をMで除した期間だけ前記入力信号を遅延させる請求項2に記載のデジタル変調器。
  • 前記遅延量設定部は、前記遅延量を設定するNビットの前記送出データの1ビット分の値を一方の入力とし、前記マルチプレクサの出力を他方の入力とする排他的論理和ゲートをさらに有し、
    前記マルチプレクサは、Nビットの前記送出データの前記1ビット分を除くN−1ビットの値に応じて前記出力を選択する請求項2に記載のデジタル変調器。
  • 前記多段遅延バッファ回路は、2 N−1 −1段にカスケード接続された前記遅延バッファを含み、
    前記遅延バッファは、前記搬送波の周期を2 で除した期間だけ前記入力信号を遅延させる請求項2又は4に記載のデジタル変調器。
  • 前記可変遅延部は、前記搬送波の周期以下の任意の期間だけ入力信号を遅延させる遅延バッファおよび前記遅延バッファをバイパスさせるバイパス回路を各々含む複数の遅延部をカスケードに接続した多段遅延バッファ回路であって、前記搬送波が初段の前記遅延部に入力される多段遅延バッファ回路を有し、
    前記遅延量設定部は、前記遅延部ごとに前記遅延バッファまたは前記バイパス回路の何れか一方を前記送出データに応じて選択して、前記搬送波の遅延量を設定する請求項1に記載のデジタル変調器。
  • 前記多段遅延バッファ回路は、L段にカスケード接続された前記遅延部を含み、
    前記L段の遅延部の各遅延バッファは、前記搬送波の周期を2 、2 、2 、・・・、2 のそれぞれの値で除したそれぞれの期間だけ前記入力信号を遅延させる請求項6に記載のデジタル変調器。
  • 前記多段遅延バッファ回路は、L−1段にカスケード接続された前記遅延部を含み、
    前記L−1段の遅延部の各遅延バッファは、前記搬送波の周期を2 、2 、・・・、2 のそれぞれの値で除したそれぞれの期間だけ前記入力信号を遅延させ、
    前記遅延量設定部は、前記遅延量を選択するNビットの前記送出データの1ビット分の値を一方の入力とし、前記多段遅延バッファ回路の出力を他方の入力とする排他的論理和ゲートをさらに有し、
    前記遅延量設定部は、前記遅延部ごとに前記遅延バッファまたは前記バイパス回路の何れか一方を、Nビットの前記送出データの前記1ビット分を除くN−1ビットの値に応じて選択して、前記搬送波の遅延量を設定する請求項6に記載のデジタル変調器。
  • 前記搬送波出力部が出力する前記搬送波と、前記可変遅延部を経由して前記搬送波と同位相の遅延波とが入力され、前記搬送波と前記遅延波との位相差に応じた電圧を出力する位相差出力部を有し、
    前記位相差出力部が出力する電圧を前記可変遅延部が含む遅延バッファに供給して、前記可変遅延部における前記搬送波の遅延量を初期化するディレイロックループ回路をさらに備えた請求項1から8の何れかに記載のデジタル変調器。
  • 前記可変遅延部が遅延した前記搬送波を、前記送出データに応じて振幅変調する振幅変調部をさらに備える請求項1から9の何れかに記載のデジタル変調器。
  • 前記送出データを、前記遅延量設定部が設定すべき遅延量を制御する遅延制御データおよび前記振幅変調部が変調すべき振幅を制御する振幅制御データにエンコードするエンコーダをさらに備え、
    前記遅延量設定部は、前記エンコーダによりエンコードされた遅延制御データに基づいて前記搬送波の遅延量を設定し、
    前記振幅変調部は、前記エンコーダによりエンコードされた振幅制御データに基づいて、前記搬送波の振幅を変調する請求項10に記載のデジタル変調器。
  • 搬送波を出力する搬送波出力段階と、
    前記搬送波を遅延する可変遅延段階と、
    前記可変遅延段階において前記搬送波を遅延させる遅延量を、送出すべき送出データに応じて設定する遅延量設定段階とを備えたデジタル変調方法。
  • 請求項1から11の何れかに記載のデジタル変調器と、
    前記搬送波と同一の参照波を出力する参照波出力部、遅延された前記搬送波と前記参照波との位相差に応じた電圧を出力する位相検出部、および、前記位相検出部が出力した電圧を前記送出データに変換するアナログデジタル変換部、を有する復調器とを備えたデジタル送受信システム。
  • 請求項1から11の何れかに記載のデジタル変調器を備え、
    前記デジタル変調器が出力する変調信号を被試験デバイスに与えて、前記被試験デバイスを試験する試験装置。
  • 前記被試験デバイスに与える試験信号のタイミングを調整する可変位相部をさらに備え、
    前記デジタル変調器の前記可変遅延部は、前記可変位相部を利用する 請求項14に記載の試験装置。
  • 说明书全文

    本発明は、消費電を抑制でき集積化に適した、デジタル変調器、デジタル変調方法、デジタル送受信システム、及び試験装置に関する。

    従来、デジタル変調には、IQ変調器が主に使われている。 このIQ変調器は、搬送波を出力する発振器と2つの乗算器と、入力信号の位相を90°シフトして出力する位相シフター、及び加算器から構成されている。

    特開2004−274243号公報

    しかしながら、上述したように、デジタル変調はアナログ回路で実装させているので、集積面積、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。

    上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、デジタル変調器であって、搬送波を出力する搬送波出力部と、前記搬送波を遅延する可変遅延部と、前記可変遅延部により前記搬送波を遅延させる遅延量を、送出すべき送出データに応じて設定する遅延量設定部とを備える。

    前記可変遅延部は、入力信号を単位シフト量だけ遅延させる遅延バッファをカスケード接続した多段遅延バッファ回路であって、前記搬送波が初段の前記遅延バッファに入力される多段遅延バッファ回路を有してよく、前記遅延量設定部は、前記搬送波出力部の出力および前記多段遅延バッファ回路の各段の出力の何れかを前記送出データに応じて選択するマルチプレクサを有してよい。

    前記多段遅延バッファ回路は、M−1段にカスケード接続された前記遅延バッファを含んでよく、前記遅延バッファは、前記搬送波の周期をMで除した期間だけ前記入力信号を遅延させてよい。

    前記遅延量設定部は、前記遅延量を設定するNビットの前記送出データの1ビット分の値を一方の入力とし、前記マルチプレクサの出力を他方の入力とする排他的論理和ゲートをさらに有してよく、前記マルチプレクサは、Nビットの前記送出データの前記1ビット分を除くN−1ビットの値に応じて前記出力を選択してよい。

    前記多段遅延バッファ回路は、2 N−1 −1段にカスケード接続された前記遅延バッファを含んでよく、前記遅延バッファは、前記搬送波の周期を2 で除した期間だけ前記入力信号を遅延させてよい。

    前記可変遅延部は、前記搬送波の周期以下の任意の期間だけ入力信号を遅延させる遅延バッファおよび前記遅延バッファをバイパスさせるバイパス回路を各々含む複数の遅延部をカスケードに接続した多段遅延バッファ回路であって、前記搬送波が初段の前記遅延部に入力される多段遅延バッファ回路を有してよく、前記遅延量設定部は、前記遅延部ごとに前記遅延バッファまたは前記バイパス回路の何れか一方を前記送出データに応じて選択して、前記搬送波の遅延量を設定してよい。

    前記多段遅延バッファ回路は、L段にカスケード接続された前記遅延部を含んでよく、前記L段の遅延部の各遅延バッファは、前記搬送波の周期を2 、2 、2 、・・・、2 のそれぞれの値で除したそれぞれの期間だけ前記入力信号を遅延させてよい。

    前記多段遅延バッファ回路は、L−1段にカスケード接続された前記遅延部を含んでよく、前記L−1段の遅延部の各遅延バッファは、前記搬送波の周期を2 、2 、・・・、2 のそれぞれの値で除したそれぞれの期間だけ前記入力信号を遅延させてよく、前記遅延量設定部は、前記遅延量を選択するNビットの前記送出データの1ビット分の値を一方の入力とし、前記多段遅延バッファ回路の出力を他方の入力とする排他的論理和ゲートをさらに有してよく、前記遅延量設定部は、前記遅延部ごとに前記遅延バッファまたは前記バイパス回路の何れか一方を、Nビットの前記送出データの前記1ビット分を除くN−1ビットの値に応じて選択して、前記搬送波の遅延量を設定してよい。

    前記搬送波出力部が出力する前記搬送波と、前記可変遅延部を経由して前記搬送波と同位相の遅延波とが入力され、前記搬送波と前記遅延波との位相差に応じた電圧を出力する位相差出力部を有してよく、前記位相差出力部が出力する電圧を前記可変遅延部が含む遅延バッファに供給して、前記可変遅延部における前記搬送波の遅延量を初期化するディレイロックループ回路をさらに備えてよい。

    前記可変遅延部が遅延した前記搬送波を、前記送出データに応じて振幅変調する振幅変調部をさらに備えてよい。

    前記送出データを、前記遅延量設定部が設定すべき遅延量を制御する遅延制御データおよび前記振幅変調部が変調すべき振幅を制御する振幅制御データにエンコードするエンコーダをさらに備えてよく、前記遅延量設定部は、前記エンコーダによりエンコードされた遅延制御データに基づいて前記搬送波の遅延量を設定してよく、前記振幅変調部は、前記エンコーダによりエンコードされた振幅制御データに基づいて、前記搬送波の振幅を変調してよい。

    上記課題を解決するために、本発明の第2の態様においては、デジタル送受信システムであって、デジタル変調器と、前記搬送波と同一の参照波を出力する参照波出力部、遅延された前記搬送波と前記参照波との位相差に応じた電圧を出力する位相検出部、および、前記位相検出部が出力した電圧を前記送出データに変換するアナログデジタル変換部、を有する復調器とを備えてよい。

    上記課題を解決するために、本発明の第3の態様においては、試験装置であって、デジタル変調器を備え、前記デジタル変調器が出力する変調信号を被試験デバイスに与えて、前記被試験デバイスを試験する。

    前記被試験デバイスに与える試験信号のタイミングを調整する可変位相部をさらに備え、前記デジタル変調器の前記可変遅延部は、前記可変位相部を利用してよい。

    なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。 また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

    本実施形態に係るデジタル変調器1の概略的な構成の一例を示す。

    デジタル変調器1の構成を詳細に説明したデジタル回路の一例を示す。

    多段遅延バッファ回路を経てマルチプレクサ41に入力される各搬送波のタイミングを示す。

    デジタル変調器1の構成を詳細に説明したデジタル回路の他の例を示す。

    IQ波S(t)として出力される搬送波のタイミングを示す。

    デジタル変調器1の構成を詳細に説明したデジタル回路の他の例を示す。

    デジタル変調器1の構成を詳細に説明したデジタル回路の他の例を示す。

    本実施形態に係るデジタル変調器1の概略的な構成の他の例を示す。

    本実施の形態に係るデジタル変調器1の概略的な構成の他の例を示す。

    デジタル変調器1の構成を詳細に説明したデジタル回路の一例を示す。

    IQ波S(t)として出力される搬送波のタイミングを示す。

    デジタル変調によるデータ信号点をIQ平面上に表現したM値QAM変調の信号空間ダイアグラムである。

    本実施形態に係る送受信システムの概略的な構成の一例を示す。

    本実施形態に係る試験装置100の概略的な構成の一例を示す。

    以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。 また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

    図1は、本実施形態に係るデジタル変調器1の概略的な構成の一例を示す。 デジタル変調器1は、搬送波出力部2、可変遅延部3、及び遅延量設定部4を備える。

    搬送波出力部2は、搬送波を出力する。 例えば、搬送波出力部2は、クロック信号を出力する発振器である。 搬送波出力部2から出力された搬送波は可変遅延部3に入力される。

    可変遅延部3は、遅延量設定部4により設定された遅延量となるように、入力された搬送波の位相を遅延させる。 可変遅延部3は、遅延させた搬送波をIQ波S(t)として出力する。

    遅延量設定部4は、送出すべき送出データに対応する遅延量を設定する。 遅延量設定部4は、搬送波によって送出すべき送出データに対応する遅延量を設定してよい。 送出データとしては、例えば、デジタル信号等がある。

    図2は、デジタル変調器1の構成を詳細に説明したデジタル回路の一例を示す。 図2はM値PSK変調器のデジタル回路を表す。

    図2における可変遅延部3は、入力された搬送波を、単位シフト量だけ遅延させる複数の遅延バッファ31をカスケード接続した多段遅延バッファ回路を有する。 カスケード接続されるそれぞれの遅延バッファ31の遅延時間は、搬送波の周期T/Mとなる。 カスケード接続される遅延バッファの段数はM−1となる。

    Mは、送出すべきデジタル信号のビット数に応じて定まる。 例えば、送出すべきデジタル信号のビット数が2ビットの場合は、00,01,10,11、の4つのデジタル値をとるので、Mは4となる。 また、送出すべきデジタル信号のビット数が3ビットの場合は、000,001,010,011,100,101,110,111、の8つのデジタル値をとるのでMは8となる。 このように、Mは2のべき乗ということになる。

    なお、Mは2のべき乗ではなく、任意であってもよい。 要は、Mは送出すべきデジタル値の数によって定まればよい。 例えば、送出すべきデジタル値が、000,001,010,011,100の5つの場合は、M=5とするようにしてもよい。

    搬送波出力部2は、搬送波を多段遅延バッファ回路の初段の遅延バッファ31に出力する。 初段の遅延バッファ31は入力された搬送波を単位シフト量だけ遅延させる。 初段の遅延バッファ31は遅延させた搬送波を次段の遅延バッファ31に出力する。 このように、各段の遅延バッファは、搬送波を段階的に遅延させる。 また、多段遅延バッファ回路は、搬送波出力部2から出力された搬送波及び各段の遅延バッファ31によって遅延された搬送波を遅延量設定部4に出力する。

    図2は、M=4の場合を例にとって表している。 したがって、3つの遅延バッファ31がカスケード接続される。 それぞれの遅延バッファ31の遅延量は、T/4、つまり、π/2となる。 これにより、初段の遅延バッファ31は位相をπ/2遅延させる。 また、2段の遅延バッファ31は位相をπ遅延させる。 また、3段の遅延バッファ31は位相を3π/2遅延させる。

    図2における遅延量設定部4は、マルチプレクサ41を有する。 マルチプレクサ41は、マルチプレクサ41に入力された各位相の搬送波のうち、入力されたθ(t)に応じた搬送波をIQ波S(t)として出力する。 つまり、マルチプレクサ41は、多段遅延バッファ回路からIQ波S(t)として出力する搬送波を設定する。

    θ(t)は、マルチプレクサ41に入力される信号を示す。 図2におけるマルチプレクサに入力されるθ(t)は、送出すべきデジタル値を示す。 つまり、マルチプレクサ41は、送出すべきデジタル値に対応する位相の搬送波をIQ波S(t)として出力する。 このとき、送出すべき各デジタル値、例えば、00,01,10,11と多段遅延バッファ回路が遅延させる各位相とを対応付けておく。 つまり、デジタル値に位相に割り当てておく。

    図3は、図2の多段遅延バッファ回路を経てマルチプレクサ41に入力される各搬送波のタイミングを示す。 図3(1)は、多段遅延バッファ回路の遅延バッファ31で遅延されずにマルチプレクサ41に出力された搬送波を示す。 つまり、図3(1)の搬送波は、搬送波出力部2により出力された搬送波ということになる。 図3(2)は、初段の遅延バッファ31により遅延されてマルチプレクサ41に出力される搬送波を示す。

    また、図3(3)は、2段の遅延バッファ31により遅延されてマルチプレクサ41に出力される搬送波を示す。 また、図3(4)は、3段の遅延バッファ31により遅延されてマルチプレクサ41に出力される搬送波を示す。

    図3を見ると、(2)の搬送波は、(1)の搬送波に比べ位相がt −t 、つまり、T/4分だけ遅延している。 また、(3)の搬送波は、(1)の搬送波に比べ位相がt −t 、つまり、2T/4分だけ遅延している。 また、(4)の搬送波は、(1)の搬送波に比べ位相がt −t 、つまり、3T/4分だけ遅延している。

    マルチプレクサ41は、送出すべきデジタル値に対応する位相の搬送波をIQ波S(t)として設定して出力する。 例えば、デジタル値01に対応する位相をT/4とした場合に、θ(t)が01の場合は、マルチプレクサ41は、図3(2)に示すように位相がT/4、つまり、π/2遅延した搬送波をIQ波S(t)として出力する。 また、デジタル値10に対応する位相を2T/4とした場合に、θ(t)が10の場合は、マルチプレクサ41は、図3(3)に示すように位相が2T/4、つまり、π遅延した搬送波をIQ波S(t)として出力する。 これによって、搬送波出力部2により出力された搬送波の位相を、送出すべきデジタル値に応じた位相に変調することができる。

    図4は、デジタル変調器1の構成を詳細に説明したデジタル回路の他の例を示す。 図4はM(=8)値PSK変調器のデジタル回路を表す。 図4のうち、図2に示した構成と同様の構成については同じ符号を付す。 また、図2と異なる部分を説明する。

    図4における多段遅延バッファ回路のカスケード接続されるそれぞれの遅延バッファ31の遅延量(遅延時間)は、搬送波の周期T/Mとなる。 また、カスケード接続される遅延バッファ31の段数は、M/2−1となる。

    図4では、M=8の場合を例にとって表している。 したがって、3つの遅延バッファ31がカスケード接続される。 それぞれの遅延バッファ31の遅延量は、T/8となる。 これにより、初段の遅延バッファは位相をπ/4遅延させる。 また、2段の遅延バッファ31は位相を2π/4遅延させる。 さらに、3段の遅延バッファ31は位相を3π/4遅延させる。

    後述する排他的論理和ゲート42を設ける場合に、Mを2のべき乗にしないと余分に位相が余ってしまうので、つまり、デジタル値が割り当てられてない位相の搬送波が出てくる。 したがって、排他的論理和ゲート42を設ける場合、Mは2のべき乗であることが好ましい。 したがって、送出すべき送出データがNビットの場合は、多段遅延バッファ回路は、2 N−1 −1段にカスケード接続された遅延バッファ31を有してよい。 また、それぞれの遅延バッファ31の遅延量は、T/2 であってよい。

    図4における遅延量設定部4は、マルチプレクサ41の他に排他的論理和ゲート42を有する。 マルチプレクサ41は、上述したように入力されたθ(t)の値に応じた位相の搬送波を出力する。 マルチプレクサ41に出力された搬送波は、排他的論理和ゲート42に入力される。 ここで、θ(t)の各値と多段遅延バッファ回路によって遅延される各位相とを対応付けておく。

    排他的論理和ゲート42は、入力されたP(t)に応じて、入力された搬送波をIQ波S(t)としてそのまま出力したり、入力された搬送波を反転させて、つまり、位相をπ分だけ遅延させて、IQ波S(t)として出力する。 ここでは、排他的論理和ゲート42は、入力されたP(t)が0の場合は入力された搬送波をIQ波S(t)として出力する。 また、入力されたP(t)が1の場合は入力された搬送波を反転させて、IQ波S(t)として出力する。

    図4におけるマルチプレクサに入力されるθ(t)は、送出すべきデジタル値から1ビット分を除いた値となる。 排他的論理和ゲートに入力されるP(t)は、送出すべきデジタル値の1ビット分の値となる。 例えば、送出すべきデジタル値が、011の場合は、11がθ(t)となり、0がP(t)となる。 また、送出すべきデジタル値が、100の場合は、00がθ(t)となり、1がP(t)となる。 つまり、送出すべきデジタル値のうち最上位の桁の値がP(t)となり、最上位の桁を除いた値がθ(t)となる。

    図5は、IQ波S(t)として出力される搬送波のタイミングを示す。 図5(2)の搬送波は、(1)の搬送波に比べ位相がt −t 、つまり、T/8分だけ遅延している。 また、(3)の搬送波は、(1)の搬送波に比べ位相がt −t 、つまり、2T/8分だけ遅延している。 また、(4)の搬送波は、(1)の搬送波に比べ位相がt −t 、つまり、3T/8分だけ遅延している。

    図5(5)の搬送波は、(1)の搬送波を反転させた搬送波となる。 (6)の搬送波は、(2)の搬送波を反転させた搬送波となる。 (7)の搬送波は、(3)の搬送波を反転させた搬送波となる。 (8)の搬送波は、(4)の搬送波を反転させた搬送波となる。

    ここで、図5(1)〜(4)の搬送波は、多段遅延バッファ回路を介してマルチプレクサ41に入力される搬送波も示す。 デジタル値00に対応する位相を0とした場合に、送出すべきデジタル値が000,100の場合は、θ(t)が00となるので、マルチプレクサ41は位相が遅延されていない図5(1)の搬送波を出力する。 送出すべきデジタル値が000の場合はP(t)が0なので、排他的論理和ゲート42は図5(1)に示す搬送波をIQ波S(t)としてそのまま出力する。 一方、送出すべきデジタル値が100の場合は、P(t)が1なので、排他的論理和ゲートは図5(1)に示す位相を反転させて、図5(5)に示す搬送波をIQ波S(t)として出力する。

    また、デジタル値01に対応する位相をT/8とした場合に、送出すべきデジタル値が001,101の場合は、θ(t)が01となるので、マルチプレクサ41はT/8だけ位相が遅延された図5(2)の搬送波を出力する。 そして、送出すべきデジタル値が001の場合はP(t)が0なので、排他的論理和ゲート42は図5(2)に示す搬送波をIQ波S(t)としてそのまま出力する。 一方、送出すべきデジタル値が101の場合は、P(t)が1なので、排他的論理和ゲートは図5(2)に示す位相を反転させて、図5(6)に示す搬送波をIQ波S(t)として出力する。

    また、デジタル値10に対応する位相を2T/8とした場合に、送出すべきデジタル値が010,110の場合は、θ(t)が10となるので、マルチプレクサ41は2T/8だけ位相が遅延された図5(3)の搬送波を出力する。 そして、送出すべきデジタル値が010の場合はP(t)が0なので、排他的論理和ゲート42は図5(3)に示す搬送波をIQ波S(t)としてそのまま出力する。 一方、送出すべきデジタル値が110の場合は、P(t)が1なので、排他的論理和ゲートは図5(3)に示す位相を反転させて、図5(7)に示す搬送波をIQ波S(t)として出力する。

    また、デジタル値11に対応する位相を3T/8とした場合に、送出すべきデジタル値が011,111の場合は、θ(t)が11となるので、マルチプレクサ41は、3T/8だけ位相が遅延された図5(4)の搬送波を出力する。 そして、送出すべきデジタル値が011の場合はP(t)が0なので、排他的論理和ゲート42は図5(4)に示す搬送波をIQ波S(t)としてそのまま出力する。 一方、送出すべきデジタル値が111の場合は、P(t)が1なので、排他的論理和ゲートは図5(4)に示す位相を反転させて、図5(8)に示す搬送波をIQ波S(t)として出力する。 これによって、搬送波出力部2により出力された搬送波の位相を、送出すべきデジタル値に応じた位相に変調することができる。

    図6は、デジタル変調器1の構成を詳細に説明したデジタル回路の他の例を示す。 図6はM(=8)値PSK変調器のデジタル回路を表す。 図6のうち、図2に示した構成と同様の構成については同じ符号付す。 また、図2と異なる部分を説明する。 図6における可変遅延部3は、遅延バッファ31と、この遅延バッファ31をバイパスさせるバイパス回路とを含む複数の遅延部32をカスケード接続した多段遅延バッファ回路を有する。 この遅延バッファ31は、搬送波の周期以下の任意の期間だけ入力信号を遅延させる。

    それぞれの遅延部32の遅延バッファ31の遅延量は、遅延部32毎に異なる。 カスケード接続された遅延部32の段数をLとすると、1段目の遅延部の遅延バッファ31の遅延量は周期T/2 、2段目の遅延部32の遅延バッファ31の遅延量は周期T/2 、・・・、L段目の遅延部の遅延バッファ31の遅延量は周期T/2 というようになる。

    図6は遅延部32が3段にカスケード接続されているので、1段目の遅延部32の遅延バッファ31の遅延量はT/2 、つまりT/2となる。 2段目の遅延部32の遅延バッファ31の遅延量はT/2 、つまり、T/4となる。 3段目の遅延部32の遅延バッファ31の遅延量はT/2 、つまりT/8となる。

    ここで、カスケード接続される遅延部32の段数Lは、送出すべきデジタル信号のビット数に応じて定まり、送出すべきデジタル信号のビット数がLとなる。 例えば、3ビットのデジタル信号を送出する場合はカスケード接続する段数は3となり、5ビットのデジタル信号を送出する場合はカスケード接続する段数は5となる。

    また、遅延部32には、遅延バッファ31の出力側にSW1が設けられている。 また、遅延バッファ31のバイパス回路側にSW2が設けられている。 SW1、SW2は、どちらか一方のスイッチがオンの場合は、他方のスイッチはオフになる。 これにより、遅延部32は、遅延バッファ31によって遅延された搬送波と入力された搬送波を択一的に出力することができる。

    図6における遅延量設定部4は、選択部43を有する。 選択部43は、送出すべきデジタル信号に応じて、それぞれの遅延部32のSW1、SW2を切り替えることにより、多段遅延バッファ回路から出力される搬送波の位相の遅延量を設定する。 ここで、遅延部32のSW1をオフにした場合には、遅延部32のSW2をオンにする。 逆に、遅延部32のSW1をオンにした場合は、SW2をオフにする。 ここでも、予め各デジタル値と多段遅延バッファ回路が遅延させる各位相とを対応付けておく。

    そして、デジタル値011に対応する位相を3T/8とした場合に、送出すべきデジタル値が011の場合は、搬送波の位相を3T/8遅延させなければならない。 したがって、選択部43は、1段目の遅延部32のSW1をオフ、SW2をオンにする。 一方、2段目及び3段目の遅延部32のSW1をオン、SW2をオフにする。 これにより、多段遅延バッファ回路は、2段目及び3段目の遅延部32の遅延バッファ31によって遅延された搬送波をIQ波S(t)として出力する。

    また、デジタル値110に対応する位相を6T/8とした場合に、デジタル値110を送出すべき場合は、搬送波の位相を6T/8遅延させなければならない。 したがって、選択部43は、1段目及び2段目の遅延部32のSW1をオン、SW2をオフにする。 一方、3段目の遅延部32のSW1をオフ、SW2をオンにする。 これにより、多段遅延バッファ回路は、1段目及び2段目の遅延部32の遅延バッファ31によって遅延された搬送波をIQ波S(t)として出力する。 これによって、搬送波出力部2により出力された搬送波の位相を、送出すべきデジタル値に応じた位相に変調することができる。

    図7は、デジタル変調器1の構成を詳細に説明したデジタル回路の他の例を示す。 図7はM(=8)値PSK変調器のデジタル回路を表す。
    図7のうち、図4、図6に示した構成と同様の構成については同じ符号を付す。 また、図4、図6と異なる部分を説明する。

    図7におけるそれぞれの遅延部32の遅延バッファ31の遅延量は、遅延部32毎に異なる。 カスケード接続されたる遅延部32の段数は、L−1となる。 そして、1段目の遅延部32の遅延バッファ31の遅延量は周期T/2 、2段目の遅延部32の遅延バッファ31の遅延量は周期T/2 、・・・、L−1段目の遅延部32の遅延バッファ31の遅延量は周期T/2 というようになる。

    図7は、遅延部32が2段にカスケード接続されているので、1段目の遅延部32の遅延バッファ31の遅延量はT/2 、つまり、T/4となる。 2段目の遅延部32の遅延バッファ31の遅延量はT/2 、つまり、T/8となる。

    図7における遅延量設定部4は、選択部43の他に、排他的論理和ゲート42を有する。 選択部43は、送出すべきデジタル値の1ビット分を除いた値に応じてそれぞれの遅延部32のSW1、SW2を切り替えることにより、多段遅延バッファ回路から出力される搬送波の位相の遅延量を設定する。 ここでも、予め1ビット分を除いた値と多段遅延バッファ回路が遅延させる各位相とを対応付けておく。 多段遅延バッファ回路から出力された搬送波は、排他的論理和ゲート42に出力される。

    P(t)は、上述したように送出すべきデジタル値の1ビット分の値とする。 排他的論理和ゲート42は、入力されたP(t)に応じて、入力された搬送波をIQ波S(t)としてそのまま出力したり、入力された搬送波を反転させてつまり、位相をπ分だけ遅延させて、IQ波S(t)として出力する。 ここでは、排他的論理和ゲート42は、入力されたP(t)が0の場合は入力された搬送波をIQ波S(t)として出力する。 また、入力されたP(t)が1の場合は入力された搬送波を反転させて、IQ波S(t)として出力する。

    デジタル値00に対応する位相を0とした場合に、送出すべきデジタル値が000、100の場合は、最上位の桁を除いたデジタル値は00となる。 したがって、遅延させる位相は0となるので、選択部43は、1段目及び2段目の遅延部32のSW1をオフ、SW2をオンにする。 これにより、図5(1)に示すように、多段遅延バッファ回路は、位相が遅延していない搬送波を出力する。 そして、送出すべきデジタル値が000の場合はP(t)が0なので、排他的論理和ゲート42は図5(1)に示すような搬送波をIQ波S(t)としてそのまま出力する。 また、送出すべきデジタル値が100の場合はP(t)が1なので、排他的論理和ゲート42は図5(1)に示す搬送波を反転させて、図5(5)に示すような搬送波をIQ波S(t)として出力する。

    また、デジタル値01に対応する位相をT/8とした場合に、送出すべきデジタル値が001、101の場合は、最上位の桁を除いたデジタル値は01となる。 したがって、遅延させる位相はT/8となるので、選択部43は、1段目の遅延部32のSW1をオフ、SW2をオンにする。 一方、2段目の遅延部32のSW1をオン、SW2をオフにする。 これにより、図5(2)に示すように、多段遅延バッファ回路は位相がT/8遅延した搬送波を出力する。

    送出すべきデジタル値が001の場合はP(t)が0なので、排他的論理和ゲート42は図5(2)に示すような搬送波をIQ波S(t)としてそのまま出力する。 また、送出すべきデジタル値が101の場合はP(t)が1なので、排他的論理和ゲート42は図5(2)に示す搬送波を反転させて、図5(6)に示すような搬送波をIQ波として出力する。

    また、デジタル値10に対応する位相を2T/8とした場合に、送出すべきデジタル値が010、110の場合は、最上位の桁を除いたデジタル値は10となる。 したがって、遅延させる位相は2T/8となるので、選択部43は、1段目の遅延部32のSW1をオン、SW2をオフにする。 一方、2段目の遅延部32のSW1をオフ、SW2をオンにする。 これにより、図5(3)に示されるように、多段遅延バッファ回路は、位相が2T/8遅延した搬送波を出力する。

    送出すべきデジタル値が010の場合はP(t)が0なので、排他的論理和ゲート42は図5(3)に示すような搬送波をIQ波S(t)としてそのまま出力する。 また、送出すべきデジタル値が110の場合はP(t)が1なので、排他的論理和ゲート42は図5(3)に示す搬送波を反転させて、図5(7)に示すような搬送波をIQ波として出力する。

    また、デジタル値11に対応する位相を3T/8とした場合に、送出すべきデジタル値が011、111の場合は、最上位の桁を除いたデジタル値は11となる。 したがって、遅延させる位相は3T/8となるので、選択部43は、1段目及び2段目の遅延部32のSW1をオン、SW2をオフにする。 これにより、図5(4)に示されるように、多段遅延バッファ回路は、位相が3T/8遅延した搬送波を出力する。

    そして、送出すべきデジタル値が011の場合はP(t)が0なので、排他的論理和ゲート42は図5(4)に示すような搬送波をIQ波S(t)としてそのまま出力する。 また、送出すべきデジタル値が111の場合はP(t)が1なので、排他的論理和ゲート42は図5(4)に示す搬送波を反転させて、図5(8)に示すような搬送波をIQ波として出力する。 これによって、搬送波出力部2により出力された搬送波の位相を、送出すべきデジタル値に応じた位相に変調することができる。

    図8は、本実施形態に係るデジタル変調器1の概略的な構成の他の例を示す。 図8のうち、図1に示した構成と同様の構成については同じ符号を付す。 また、図1と異なる部分を説明する。 図8のデジタル変調器1は、図1に示したデジタル変調器1にディレイロックループ回路を付加した例である。 図8のデジタル変調器1は、搬送出力部2、可変遅延部3、遅延量設定部4の他に、同位相遅延部5、位相差出力部6を備える。

    同位相遅延部5は、可変遅延部3により位相が遅延された搬送波を、搬送波出力部2から出力される搬送波の位相と同じ位相となるように遅延させる。 同位相遅延部5により遅延された遅延波は、位相差出力部6に出力される。 同位相遅延部5も遅延バッファ31を含むようにしてもよい。

    位相差出力部6には、搬送波出力部2から出力された搬送波と、同位相遅延部5から出力された遅延波とが入力される。 位相差出力部6は、搬送波と遅延波との位相差に応じた電圧を検出して出力する。 位相差出力部6は、出力した電圧を可変遅延部3と同位相遅延部5とに供給して初期化する。 つまり、搬送波出力部2から出力された搬送波と、同位相遅延部5から出力された遅延波との位相にずれがないように、可変遅延部3と同位相遅延部5とを初期化する。

    位相差出力部6は、カソード接続されたチャージポンプ、ループフィルタを備え、検出した電圧を、チャージポンプに出力する。 そして、ループフィルタから出力された電圧を、可変遅延部3、同位相遅延部5に供給するようにしてもよい。

    図8のデジタル変調器1の搬送波出力2、可変遅延部3、遅延量設定部4が図2、図3に示すような構成である場合は、可変遅延部3の全ての遅延バッファ31によって遅延された搬送波が同位相遅延部5に入力されるようにしてもよい。 また、IQ波S(t)が同位相遅延部5に入力されるようにしてもよい。

    位相差出力部6は、出力した電圧を、可変遅延部3のそれぞれの遅延バッファ31と同位相遅延部5の遅延バッファ31に供給して初期化する。 これにより、遅延バッファ31の遅延量を精度よく調整することができる。

    また、図8のデジタル変調器1の搬送波出力2、可変遅延部3、遅延量設定部4が図6、図7に示すような構成である場合は、可変遅延部3のそれぞれの遅延部32のSW1をオン、SW2をオフにしたときに可変遅延部3によって遅延された搬送波が同位相遅延部5に出力されるようにしてもよい。 また、IQ波S(t)が同位相遅延部5に入力されるようにしてもよい。

    位相差出力部6は、出力した電圧を、可変遅延部3のそれぞれの遅延部32の遅延バッファ31と同位相遅延部5の遅延バッファ31とに供給して初期化する。 これにより、遅延バッファ31の遅延量を精度よく調整することができる。

    図9は、本実施形態に係るデジタル変調器1の概略的な構成の他の例を示す。 図9のうち、図1に示した構成と同様の構成については同じ符号を付す。 また、図1と異なる部分を説明する。 図9のデジタル変調器1は、搬送出力部2、可変遅延部3、遅延量設定部4の他に、振幅変調部7、エンコーダ8を備える。

    エンコーダ8は、送出すべきデジタル値に対応する位相及び振幅となるように、送出すべきデジタル値を、遅延制御データ、振幅制御データにエンコードする。 遅延制御データは、遅延量設定部4が設定すべき遅延量を制御するためのデータとなる。 振幅制御データは、振幅変調部7が変調すべき振幅を制御するためのデータとなる。

    振幅変調部7は、可変遅延部3から出力される搬送波の振幅を変える。 振幅変調部7はアンプであってもよい。 振幅変調部7は、エンコーダ8によりエンコードされた遅延制御データに基づいて、入力された搬送波の振幅を変調する。
    遅延量設定部4は、エンコーダ8によりエンコードされた遅延制御データに基づいて、可変遅延部3の遅延量を設定する。

    図10は、図9のデジタル変調器1の構成を詳細に説明したデジタル回路の他の例を示す。 図10はM(=8)値APSK変調器のデジタル回路を表す。 図10のうち、図2に示した構成と同様の構成については同じ符号付す。 また、図2と異なる部分を説明する。

    振幅変調部(AMP)7は、マルチプレクサ41から出力された搬送波の振幅を変調してIQ波S(t)として出力する。 ここでは、AMP7は、振幅を1倍、または2倍にして出力するものとする。

    エンコーダ8は、送出すべきデジタル値に対応する遅延量、振幅となるように、送出すべきデジタル値を遅延制御データ(θ(t))と、振幅制御データにエンコードする。 そして、遅延制御データをマルチプレクサ41に、振幅変調データを振幅変調部7に出力する。

    図11は図10のデジタル回路において、IQ波S(t)として出力される搬送波の様子を示す。 図11(2)の搬送波は、(1)の搬送波に比べ位相がt −t 、つまり、T/4分だけ遅延している。 また、(3)の搬送波は、(1)の搬送波に比べ位相がt −t (2T/4)分だけ遅延している。 また、(4)の搬送波は、(1)の搬送波に比べ位相がt −t (3T/4)分だけ遅延している。

    また、図5(5)の搬送波は、(1)の搬送波と位相が同じであるが、搬送波の振幅が異なるのがわかる。 つまり、図5(5)の搬送波の振幅は、(1)の搬送波の振幅の2倍となる。 図5(6)の搬送波は、(2)の搬送波と位相が同じであるが、搬送波の振幅が異なるのがわかる。 つまり、図5(6)の搬送波の振幅は、(2)の搬送波の振幅の2倍となる。

    図5(7)の搬送波は、(3)の搬送波と位相が同じであるが、搬送波の振幅が異なるのがわかる。 つまり、図5(7)の搬送波の振幅は、(3)の搬送波の振幅の2倍となる。 図5(8)の搬送波は、(4)の搬送波と位相が同じであるが、搬送波の振幅が異なるのがわかる。 つまり、図5(8)の搬送波の振幅は、(4)の搬送波の振幅の2倍となる。

    このように、図10のデジタル回路では、8つの搬送波を生成することができる。 したがって、3ビットのデジタル信号を変調することができる。 つまり、000,001,010,011,100,101,110,111のデジタル値を、位相及び振幅が異なる8つの搬送波に対応付けることができる。 これによって、搬送波出力部2により出力された搬送波の位相、振幅を、送出すべきデジタル値に応じた位相、振幅に変調することができる。

    なお、デジタル変調器1の可変遅延部3、遅延量設定部4は、図10に示したデジタル回路に限定されるものではなく、図4、6、7に示したデジタル回路であってもよい。

    なお、PSK変調の一種であるQAM変調器を用いて、送出すべきデジタル値に応じた位相と振幅に変調するようにしてもよい。 図12は、デジタル変調によるデータ信号点をIQ平面上に表現したM(=16)値QAM変調の信号空間ダイアグラムを示す。 図12のプロットされた点は信号点であり、図12に見ると、各信号点にはデジタル値が対応付けられている。 そして、送出すべきデジタル値に対応する信号点の位相、振幅に変調させてあげればよい。

    例えば、デジタル値0000,0001,0010,0011の信号点を通る円の振幅を、搬送波出力部2から出力される搬送波の振幅と同じにした場合に、送出すべきデジタル値を0001とすると、搬送波出力部2から出力される搬送波の位相を3π/4遅延させ、振幅を1倍にすればよいことになる。 また、デジタル値1100,1101,1110,1111の信号点を通る円の振幅を、搬送波出力部2から出力される搬送波の振幅の2倍とした場合に、送出すべきデジタル値を1111とすると、搬送波の位相を7π/4遅延させ、振幅を2倍にすればよいことになる。

    図13は、本実施形態に係るデジタル送受信システムの概略的な構成の一例を示す。 図13のうち、図1に示した同様の構成については同じ符号を付す。 また、図1と異なる部分を説明する。

    図13の送受信システムは、デジタル変調器1と復調器10を備えている。 デジタル変調器1は図1に示した構成と同様の構成を有しており、且つ、同じ符号を付している。 なお、図13のデジタル変調器1は、図8で示したものであってもよい。 また、図9で示したものであってもよい。 復調器10は、参照波出力部11、位相検出部12、A/D変換部(アナログデジタル変換部)13を備えている。

    参照波出力部11は、参照波を出力する。 例えば、参照波出力部11はクロック信号を出力する発振器である。 参照波出力部11から出力された参照波は位相検出部12に入力される。 ここで、参照波出力部11は、デジタル変調器1の搬送波出力部2から出力される搬送波と同一の波形を出力する。 同一の波形とは、位相、振幅が同一の波形のことをいう。

    位相検出部12は、デジタル変調器1から送られてきたIQ波S(t)と参照波との位相差、振幅の差を検出する。 そして、検出した位相差、振幅の差に応じた電圧をA/D変換部13に出力する。

    A/D変換部13は、送られてきた電圧をデジタル信号に変換する。 ここで、A/D変換部13は、デジタル変調器1で各デジタル値に割り当てられた位相、振幅に基づいてデジタル変換する。

    例えば、位相2π/2がデジタル値10と対応付けられている場合に、位相検出部12により検出された位相差が2π/2の場合は、A/D変換部13は、検出された位相差に応じた電圧に基づいて、デジタル値10に変換する。 これにより、デジタル変調された搬送波をデジタル値に復調することができる。

    上述したデジタル変調器1では、1パルス毎に搬送波の位相を変えるのではなく、10パルス毎、20パルス毎等の複数パルス毎に位相を変えるのが好ましい。 これにより、復調器側で、デジタル変調された搬送波の位相が読み取りやすくなる。 また、上述したデジタル変調器1の出力側にバンドパスフィルタを設けるようにしてもよい。 バンドパスフィルタによりIQ波S(t)の高調波成分がカットされる。 特に、多チャンネルで異なる周波数の搬送波を出力する場合は、互いのチャンネルで周波数が重なりあう領域ができてしまうが、バンドパスフィルタを設けることにより重なりあう領域を軽減することができる。

    図14は、本実施形態に係る試験装置100の概略的な構成の一例を示す。 試験装置100は、制御部101、タイミング発生部102、パターン発生部103、フォーマットコントローラ104、ピンエレクトロニクス105、パターン比較部106、結果格納部107を備えている。 また、DUT110は、被試験デバイスを示す。

    タイミング発生部102は、制御部101の制御により、試験信号の立ち上がり、立ち下がりのエッジのタイミングを決定するクロックパルスを発生させる。 タイミング発生部102は、発生させたクロックパルスをフォーマットコントローラ104に出力する。 また、タイミング発生部102は、パターン比較部106にストローブ信号を出力する。

    パターン発生部103は、制御部101の制御により、DUT110への所定の試験信号の元となるパターン信号を発生して、フォーマットコントローラに出力する。 また、パターン発生部103は、DUT110を測定するための試験信号に対する期待値をパターン比較部106に出力する。

    フォーマットコントローラ104は、パターン発生部103から出力されるパターン信号を、タイミング発生部102から出力されるクロックパルスのエッジによって、所定の波形の試験信号に整形する。 また、フォーマットコントローラ104は、可変位相部1041を備える。 可変位相部1041は、タイミング発生部によって発生されたタイミング信号に基づいて、整形された試験信号を遅延させる。 この遅延された試験信号をピンエレクトロニクス105に出力する。

    ピンエレクトロニクス105は、フォーマットコントローラ104によって整形された波形をDUT110に入力する。 また、入力された波形に対応してDUT110から出力される信号波形を検出する。

    パターン比較部106は、ピンエレクトロニクス105によって検出された信号波形と期待値とを比較する。 パターン比較部106は、ストローブ信号のタイミングに基づいて比較する。
    結果格納部107は、パターン比較部106の比較結果を格納する。

    試験装置100を、デジタル変調器1として機能させるようにしてもよい。 例えば、タイミング発生部102、パターン発生部103、フォーマットコントローラ104による試験信号の整形をデジタル変調器1の搬送波出力部2として機能させる。 また、可変位相部1041をデジタル変調器1の可変遅延部3として利用する。 フォーマットコントローラ104をさらに、遅延量設定部として機能させる。 このデジタル変調器1により遅延された試験信号がDUT110に出力されることになる。

    また、フォーマットコントローラ104の出力先に、可変遅延部3、遅延量設定部4を設け、タイミング発生部102、パターン発生部103、フォーマットコントローラを搬送波出力部2として機能させるようにしてもよい。 このデジタル変調器1により遅延された試験信号がDUT110に出力されることになる。

    上記説明から明らかなように、本発明の実施形態によれば、デジタル変調器をデジタル回路で構成したので、集積面積、消費電力を抑えてデジタル変調するデジタル変調器を実現することができる。

    以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。 上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。 その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

    特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。 特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

    1 デジタル変調器、2 搬送波出力部、3 可変遅延部、4 遅延量設定部、5 同位相遅延部、6 位相差出力部、7 振幅変調部、8 エンコーダ、10 復調器、11 参照波出力部、12 位相検出部、13 A/D変換部、31 遅延バッファ、32 遅延部、41 マルチプレクサ、42 排他的論理和ゲート、43 選択部、100 試験装置、101 制御部、102 タイミング発生部、103 パターン発生部、104 フォーマットコントローラ、105 ピンエレクトロニクス、106 パターン比較部、107 結果格納部、110 DUT、1041 可変位相部

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