(57)【要約】  ＲＦ信号生成装置は、所定の信号に、４値以上の離散的な出力レベルを有し最低レベルとその他のレベルとが交互に出現するようにパルス変調を施すＲＦ信号生成部１０２と、ＲＦ信号生成部１０２の出力信号を、そのレベルの数よりも少ないレベル数のＲＦ信号に変換するコードコンバータ９１と、コードコンバータ９１の出力信号を、信号レベルに応じたビットが有意である複数ビットの２値信号に変換するドライバ部２０３と、ドライバ部２０３の出力信号に基づいて、コードコンバータ９１の出力レベルに応じた電圧を出力するデジタル増幅器３０３とを備える。
2019026412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の信号に、４値以上の離散的な出力レベルを有し最低レベルとその他のレベルとが交互に出現するようにパルス変調を施すＲＦ（Radio Frequency ）信号生成部と、
前記ＲＦ信号生成部の出力信号を、当該出力信号のレベルの数よりも少ないレベル数のＲＦ信号に変換するコードコンバータと、
前記コードコンバータの出力信号を、当該出力信号の信号レベルに応じたビットが有意である複数ビットの２値信号に変換するドライバ部と、
前記ドライバ部の出力信号に基づいて、前記コードコンバータの出力レベルに応じた電圧を出力するデジタル増幅器と
を備えるＲＦ信号生成装置。
【請求項２】
前記ＲＦ信号生成部は、
ベースバンド信号の位相信号に基づいてパルス波形のパルス位相信号を生成するパルス位相信号生成器と、
前記ベースバンド信号の振幅信号を、前記パルス位相信号に同期してデルタシグマ変調によって４値以上に多値化するデルタシグマ変調器と、
前記デルタシグマ変調器の出力信号とパルス位相信号とを乗算する乗算器を含む
請求項１記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項３】
前記デルタシグマ変調器は、Vminを最小出力レベルとしたときに、（１）式を満たす出力レベルVk，Vk' ，Vk''の組を１組以上含む多値信号を出力する
Vk - Vmin = Vk'' - Vk'      （１）
請求項２記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項４】
前記デルタシグマ変調器は、Vminを最小出力レベルとし、Vmaxを最大出力レベルとしたときに、（２）式を満たす出力レベルVk，Vk' の組を１組以上含む多値信号を出力する
Vk - Vmin = Vmax - Vk'       （２）
請求項２または請求項３記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項５】
前記デジタル増幅器は、前記コードコンバータの出力レベルと線形関係にある出力レベルの電圧を出力する
請求項２から請求項４のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項６】
前記コードコンバータは、最低レベルとその他のレベルとの組を、レベル差を変えずに他のレベルの組に変換する
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項７】
入力信号の電圧出現頻度分布を計測する電圧分布計測部と、
前記電圧分布計測部の計測結果に基づいて、出力レベルの出現頻度が高い電圧になるように前記ＲＦ信号生成部を制御する量子化雑音制御部とをさらに備える
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項８】
前記ＲＦ信号生成部は、入力される信号に基づく信号としきい値電圧とを比較して出力レベルを決定する比較器を含み、
前記デジタル増幅器の出力信号における所望周波数帯域近傍の量子化雑音を測定する電圧分布測定部と、
前記電圧分布測定部の測定結果に基づいて、量子化雑音が小さくなるように前記しきい値電圧を調整する量子化雑音制御部とをさらに備える
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項９】
ＲＦ信号を生成する請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成装置と、
生成された前記ＲＦ信号を送信するアンテナと
を有する無線送信機。
【請求項１０】
所定の信号に、４値以上の離散的な出力レベルを有し最低レベルとその他のレベルとが交互に出現するようにパルス変調を施し、
前記パルス変調後の信号を、当該信号のレベルの数よりも少ないレベル数のＲＦ（Radio Frequency ）信号に変換し、
前記少ないレベル数のＲＦ信号を、当該ＲＦ信号の信号レベルに応じたビットが有意である複数ビットの２値信号に変換し、
前記複数ビットの２値信号を、前記ＲＦ信号のレベルに応じた電圧の信号に増幅し、
前記増幅された電圧の信号のうち所望周波数帯域を通過させ、アナログＲＦ信号を生成する
ＲＦ信号生成方法。
【請求項１１】
前記パルス変調を施すときに、
ベースバンド信号の位相信号に基づいてパルス波形のパルス位相信号を生成し、
前記ベースバンド信号の振幅信号を、前記パルス位相信号に同期してデルタシグマ変調によって４値以上に多値化し、
前記多値化された信号とパルス位相信号とを乗算する
請求項１０記載のＲＦ信号生成方法。
【請求項１２】
４値以上に多値化する際に、Vminを最小出力レベルとしたときに、下式を満たす出力レベルVk，Vk' ，Vk''の組を１組以上含む多値信号を出力する
Vk - Vmin = Vk'' - Vk' 
請求項１１記載のＲＦ信号生成方法。
【請求項１３】
４値以上に多値化する際に、Vminを最小出力レベルとし、Vmaxを最大出力レベルとしたときに、下式を満たす出力レベルVk，Vk' の組を１組以上含む多値信号を出力する
Vk - Vmin = Vmax - Vk' 
請求項１１または請求項１２記載のＲＦ信号生成方法。
【請求項１４】
４値以上に多値化する際に、前記ＲＦ信号の出力レベルと線形関係にある出力レベルの電圧を出力する
請求項１１から請求項１３のうちのいずれかに記載のＲＦ信号生成方法。
【請求項１５】
前記ＲＦ信号における最低レベルとその他のレベルとの組を、レベル差を変えずに他のレベルの組に変換する
請求項１１から請求項１４のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成方法。
【請求項１６】
入力信号の電圧出現頻度分布を計測し、
計測結果に基づいて、出力レベルの出現頻度が高い電圧になるように前記パルス変調を制御する
請求項１１から請求項１５のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成方法。
【請求項１７】
前記パルス変調を施すときに、入力される信号に基づく信号としきい値電圧とを比較して出力レベルを決定し、
前記ＲＦ信号のレベルに応じた電圧の信号における所望周波数帯域近傍の量子化雑音を測定し、
測定結果に基づいて、量子化雑音が小さくなるように前記しきい値電圧を調整する
請求項１１から請求項１５のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング増幅器を用いてデジタル信号に含まれる所望周波数信号を増幅するＲＦ信号生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線システムの基地局等の送信機は、低消費電力で動作することが好ましい。特に、送信機の最終段の信号増幅器は、送信機全体の５０％以上の電力を消費する。よって、最終段の信号増幅器の電力効率を上げることが求められる。Ｄ級増幅器は電力効率が高いことが知られている。デルタシグマ変調器でＤ級増幅器に入力されるデジタル信号を生成するように構成された増幅回路も知られている。無線通信で用いられるような高い周波数帯（〜数GHz ）でも、デルタシグマ変調器とＤ級増幅器を組み合わせたデジタル増幅方式に基づくデジタル送信機がある。【０００３】
デジタル送信機に用いられるデルタシグマ変調方式として、エンベロープデルタシグマ変調、ローパスデルタシグマ変調、バンドパスデルタシグマ変調がある。それぞれの構成は、特許文献１、非特許文献１、非特許文献２に開示されている。【０００４】
図２１は、特許文献１に記載されたエンベロープデルタシグマ変調器を用いた無線送信機の構成を示すブロック図である。図２１に示す無線送信機は、２値デルタシグマ変調器（２値ΔΣ変調器）２１を含むＲＦ（Radio Frequency ）信号生成部１０１、ドライバ部２０１、Ｄ級増幅器３０１、およびフィルタ回路８を備える。【０００５】
ＲＦ信号生成部１０１において、デジタルベースバンド部１は、送信すべき信号をベースバンド信号に変換する。デジタルベースバンド部１は、送信すべき無線信号の振幅成分と位相成分とを分離して出力する。パルス位相信号生成器３は、位相成分（位相信号）を、キャリア周波数帯域にアップコンバートされた２値のパルス位相信号に変換する。２値デルタシグマ変調器２１は、振幅成分（振幅信号）を、パルス位相信号をクロック信号としてデルタシグマ変調して、２値のパルス振幅信号に量子化する。乗算器４は、パルス位相信号とパルス振幅信号とを乗算してＲＦ信号を生成する。【０００６】
ドライバ部２０１において、反転回路５１ａを含むデコーダ５１は、ＲＦ信号を差動信号に変換する。ドライバアンプ６ａ，６ｂは、差動信号を、後段のＤ級増幅器３０１の駆動に適するように増幅する。【０００７】
Ｄ級増幅器３０１において、スイッチ素子７ａ，７ｂは、差動信号で駆動される。所望強度まで増幅されたＲＦ信号が、Ｄ級増幅器３０１から出力される。そして、フィルタ回路８によって、増幅された入力信号が復元される。【０００８】
図２２は、公知のデルタシグマ変調器の構成例を示すブロック図である。デルタシグマ変調器において、差分器２１１は、アナログ入力信号と、遅延回路２１４の出力信号との差分を出力する。積分器２１２は、差分器２１１の出力信号を積分する。比較器２１３は、積分器２１２から出力される信号を基準電圧と比較することによって、信号をデジタル化する。デジタル化された信号は、デルタシグマ変調器の出力信号になるとともに、遅延回路２１４に入力される。遅延回路２１４は、入力された信号を遅延して差分器２１１に供給する。デルタシグマ変調器の出力信号のレベル数と各レベルの値は、比較器２１３におけるしきい値電圧の設定の仕方で決まる。【０００９】
デルタシグマ変調方式を使用する場合、変調の際に量子化雑音が信号に付加される。量子化雑音は、信号対雑音電力比（ＳＮＲ）を劣化させる原因になる。理想的には、量子化雑音は周波数フィルタによってすべて除去される。しかし、実用上、周波数フィルタの入力時点での量子化雑音は少ないほうが望ましい。量子化雑音を小さくする方法が、例えば、特許文献１に記載されている（特許文献１の図１２等参照）。特許文献１に記載されている方法では、デルタシグマ変調器における比較器２１３から、２を越える多値の信号が出力される。【００１０】
特許文献１に記載された多値の信号を出力するデルタシグマ変調器を有するＲＦ信号生成部は、２値デルタシグマ変調器を有するＲＦ信号生成部に比べて、とり得る出力レベルの数が多く、分解能が高い。よって、量子化雑音（すなわち、入力信号と出力信号の差分）が小さくなる。したがって、生成される無線信号の信号対雑音電力比は、２値デルタシグマ変調器を用いたデジタル送信機によって生成される無線信号の信号対雑音電力比よりも向上する。一般に、より多値のデルタシグマ変調器を用いて出力信号レベルの種類を多くするほど、ＲＦ信号生成回路の出力信号に含まれる量子化雑音は少なくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第５３６０２３２号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Antoine Frappe, "All-Digital RF Signal Generator Using High-Speed ΔΣ Modulators", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 44, No. 10, pp. 2722-2732, October 2009
【非特許文献２】T. Maehata, et al., "High ACLR 1-bit Direct Radio Frequency Converter Using Symmetric Waveform", Proc. 42nd European Microwave Conf., pp. 1051-1054, November 2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
無線通信に用いられる信号には、高い周波数利用効率を達成するため、規格として信号雑音比に厳しい制限がかけられている。Ｄ級増幅器を用いたデジタル送信機において、量子化雑音が通信帯域外への雑音放射の主な原因になっている。量子化雑音は、デルタシグマ変調の原理に由来する。デジタル送信機における一つの課題は、周波数フィルタで除去しきれない信号帯域近傍のノイズレベルを低減することである。【００１４】
上述したように、デジタル送信機の量子化ノイズ低減の手法の一つとして、送信機の出力分解能の向上すなわち信号の多値化がある。分解能を上げるほど、よりアナログ信号に近い出力波形を再現できる。しかし、分解能を上げるほど、デジタル送信機の構成がより複雑になる。【００１５】
例えば、特許文献１には３値デルタシグマ変調器を含む無線送信機も記載されているが、そのような３値デルタシグマ変調器を、４値デルタシグマ変調器に置き換える場合を想定する。図２３は、４値デルタシグマ変調器を用いたＲＦ信号生成回路の構成例を示すブロック図である。【００１６】
図２３に示すＲＦ信号生成回路は、４値デルタシグマ変調器（４値ΔΣ変調器）２２を有するＲＦ信号生成部１０２、デコーダ５２を有するドライバ部２０２、Ｄ級増幅器３０２、およびフィルタ回路８を含む。ＲＦ信号生成部１０２の出力は、４値デルタシグマ変調器２２の出力とパルス位相信号生成器３の出力との乗算結果である。乗算結果は、例えば、４つ（１，２／３， １／３， ０）の値のうちのいずれかをとるＲＦ信号である。【００１７】
図２４は、デコーダ５２による信号変換を説明するための説明図である。デコーダ５２は、例えば、図２４に示すような信号変換を示す変換表（変換テーブル）を有する。デコーダ５２は、図２４に示すように、ＲＦ信号生成部１０２の出力信号を、いずれか１つがハイレベル（High）になり他がローレベル（Low ）になるような４系統（Ａ，Ｂ，Ｃ， Ｄ）の制御信号に変換する。ドライバ増幅器（ドライバアンプ）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、デコーダ５２の出力を、後段のＤ級増幅器３０２に含まれるスイッチ素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの駆動電圧まで増幅する。そして、Ｄ級増幅器３０２によって増幅されたＲＦ信号が出力される。なお、スイッチ素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、制御信号がHighであるときにオン状態になり、制御信号がLow であるときにオフ状態になる。【００１８】
図２３に例示されたように、多値のデルタシグマ変調器を使用する場合には、Ｄ級増幅器３０２で用いられるスイッチ素子の数が増加する。また、付随するドライバ回路や電源回路の追加が求められる。それらの求めに応ずるために、設計難度が上昇する。設計難度の上昇に伴って、設計開発に要する時間と労力が増大する。同時に、回路の複雑化と部品点数の増加によってコストが増大する。【００１９】
本発明は、多値のデジタル変調信号を簡便な構成のデジタル増幅器で増幅することができるＲＦ信号生成装置およびＲＦ信号生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明によるＲＦ信号生成装置は、所定の信号に、４値以上の離散的な出力レベルを有し最低レベルとその他のレベルとが交互に出現するようにパルス変調を施すＲＦ信号生成部と、ＲＦ信号生成部の出力信号を、当該出力信号のレベルの数よりも少ないレベル数のＲＦ信号に変換するコードコンバータと、コードコンバータの出力信号を、当該出力信号の信号レベルに応じたビットが有意である複数ビットの２値信号に変換するドライバ部と、ドライバ部の出力信号に基づいて、コードコンバータの出力レベルに応じた電圧を出力するデジタル増幅器とを備えることを特徴とする。【００２１】
本発明による無線送信機は、ＲＦ信号を生成する上記のＲＦ信号生成装置と、生成されたＲＦ信号を送信するアンテナとを含むことを特徴とする。【００２２】
本発明によるＲＦ信号生成方法は、所定の信号に、４値以上の離散的な出力レベルを有し最低レベルとその他のレベルとが交互に出現するようにパルス変調を施し、パルス変調後の信号を、当該出力信号のレベルの数よりも少ないレベル数のＲＦ信号に変換し、少ないレベル数のＲＦ信号を、当該ＲＦ信号の信号レベルに応じたビットが有意である複数ビットの２値信号に変換し、複数ビットの２値信号を、ＲＦ信号のレベルに応じた電圧の信号に増幅し、増幅された電圧の信号のうち所望周波数帯域を通過させ、アナログＲＦ信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、多値のデジタル変調信号を簡便な構成のデジタル増幅器で増幅することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＲＦ信号生成装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】スイッチ素子の構成例を示す回路図である。
【図３】第１の実施形態におけるコードコンバータによる信号変換を説明するための説明図である。
【図４】矩形信号の加算に着目した場合の信号変換を説明するための説明図である。
【図５】デコーダによる信号変換を説明するための説明図である。
【図６】ＲＦ信号生成装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図７】コードコンバータによる信号変換を説明するための説明図である。
【図８】デコーダによる信号変換を説明するための説明図である。
【図９】ＲＦ信号生成装置の第３の実施形態を示すブロック図である。
【図１０】コードコンバータによる信号変換を説明するための説明図である。
【図１１】デコーダによる信号変換を説明するための説明図である。
【図１２】ＲＦ信号生成装置の第４の実施形態を示すブロック図である。
【図１３】コードコンバータによる信号変換を説明するための説明図である。
【図１４】デコーダによる信号変換を説明するための説明図である。
【図１５】ＲＦ信号生成装置の第５の実施形態を示すブロック図である。
【図１６】ＲＦ信号生成装置の第６の実施形態を示すブロック図である。
【図１７】ＲＦ信号生成装置の第７の実施形態を示すブロック図である。
【図１８】ＲＦ信号生成装置の第８の実施形態を示すブロック図である。
【図１９】ＲＦ信号生成装置を用いた無線送信機の構成を示すブロック図である。
【図２０】ＲＦ信号生成装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２１】従来のエンベロープデルタシグマ変調器を用いた無線送信機の構成を示すブロック図である。
【図２２】デルタシグマ変調器の構成例を示すブロック図である。
【図２３】４値デルタシグマ変調器を用いたＲＦ信号生成回路の構成例を示すブロック図である。
【図２４】デコーダによる信号変換を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２６】
第１の実施形態．
図１は、ＲＦ信号生成装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図１に示すＲＦ信号生成装置は、ＲＦ信号生成部１０２、コードコンバータ９１、ドライバ部２０３、Ｄ級増幅器（デジタル増幅器の一例）３０３、およびフィルタ回路８を備える。
【００２７】
ＲＦ信号生成部１０２は、デジタルベースバンド部１、４値デルタシグマ変調器２２、パルス位相信号生成器３、および乗算器４を含む。ドライバ部２０３は、デコーダ５３およびドライバアンプ６ａ，６ｂ，６ｃを含む。Ｄ級増幅器３０３はスイッチ素子７ａ，７ｂ，７ｃを含む。なお、スイッチ素子７ａ，７ｂ，７ｃは、実質的に増幅素子である。
【００２８】
図２は、スイッチ素子７ａの構成例を示す回路図である。図２に例示するように、スイッチ素子７ａは、例えば、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor ）トランジスタ７１またはバイポーラトランジスタ７２などで実現される。なお、スイッチ素子７ｂ，７ｃも、ＭＯＳトランジスタ７１またはバイポーラトランジスタ７２などで実現される。
【００２９】
デジタルベースバンド部１から、無線信号の振幅信号と位相信号が出力される。パルス位相信号生成器３は、位相信号を、キャリア周波数帯域にアップコンバートされた２値のパルス位相信号に変換する。具体的には、パルス位相信号生成器３は、アップコンバートされた位相信号が０度から１８０度に対応する信号である場合には位相信号を「１」のパルス位相信号に変換し、位相信号が１８０度から３６０度に対応する信号である場合には「０」のパルス位相信号に変換する。パルス位相信号は、４値デルタシグマ変調器２２のクロック端子および乗算器４に供給される。
【００３０】
４値デルタシグマ変調器２２は、パルス位相信号をクロック信号として、振幅信号をデルタシグマ変換（デルタシグマ変調）して、４値（１，２／３，１／３，０）のデジタル振幅信号（多値信号）を生成する。
【００３１】
乗算器４は、パルス位相信号とデジタル振幅信号を乗算して、４値に量子化されたＲＦ信号（４値ＲＦ信号）を生成する。
【００３２】
４値ＲＦ信号に特徴的なことは、０と、０以外の１、２／３または１／３とが交互に現れることである。
【００３３】
４値ＲＦ信号は、コードコンバータ９１に入力される。図３は、コードコンバータ９１による信号変換（コード変換）を説明するための説明図である。コードコンバータ９１は、例えば、図３の（Ａ）または（Ｂ）に示す信号変換を示す変換表（変換テーブル）のデータを保持する。
【００３４】
コードコンバータ９１は、図３に示す変換表にしたがって、４値ＲＦ信号を３値信号に変換する。ＲＦ信号には、０とそれ以外の値（１，２／３，１／３）とが交互に出現することに応じて、コードコンバータ９１は、０を含む連続した２つの値を単位として信号変換を行う。
【００３５】
コードコンバータ９１は、最低レベル（本実施形態では、０）とその他のレベルとの組を、レベル差を変えずに他のレベルの組に変換する。
【００３６】
具体的には、図３における（Ａ）に示すように、コードコンバータ９１は、１と０が順に入力された場合には、１と０を順に出力する。コードコンバータ９１は、２／３と０が順に入力された場合には、１と１／３を順に出力する。コードコンバータ９１は、１／３と０が順に入力された場合には、１／３と０を順に出力する。
【００３７】
なお、信号の区切り方を変えてもよい。すなわち、コードコンバータ９１は、図３における（Ｂ）に示すように、０と１が順に入力された場合に、０と１を順に出力し、０と２／３が順に入力された場合に、１／３と１を順に出力し、０と１／３が順に入力された場合に、０と１／３を順に出力するようにしてもよい。
【００３８】
このような変換は、入力されたＲＦ信号に対して、そのビットレートfsの１／２のビットレートの矩形信号が加算されることに相当する。なお、このことは、他の実施形態でも同様である。図４は、矩形信号の加算に着目した場合の信号変換を説明するための説明図である。図４に示すように、コードコンバータ９１から出力される信号は、３値ＲＦ信号である。
【００３９】
あるビットレートのデジタル波形信号は、一般にそのビットレートの整数倍である周波数成分を持たないことが知られている。そのため、加算される信号は、所望周波数信号が存在する周波数fsにおいて成分を持たない。そのため、コードコンバータ９１による信号変換の前後で、信号内部に含まれる所望周波数成分は影響を受けない。 
【００４０】
コードコンバータ９１の出力信号は、ドライバ部２０３に入力される。ドライバ部２０３におけるデコーダ５３は、３値の入力信号から制御信号Ａ，Ｂ，Ｃを生成する。
【００４１】
図５は、デコーダ５３による信号変換を説明するための説明図である。デコーダ５３は、例えば、図５に示す信号変換を示す変換表（変換テーブル）のデータを保持する。デコーダ５３は、図５に示すように、ＲＦ信号生成部１０２の出力信号を、いずれか１つがHighになり他がLow になるような３系統（Ａ，Ｂ，Ｃ）の制御信号に変換する。すなわち、デコーダ５３は、コードコンバータ９１の出力信号を、信号レベル（本実施形態では、１、１／３、０）に応じたビットが有意（本実施形態では、Highすなわち「１」）である複数ビットの２値信号に変換する。
【００４２】
制御信号Ａ，Ｂ，Ｃは、ドライバアンプ６ａ，６ｂ，６ｃを介してＤ級増幅器３０３に入力される。コードコンバータ９１の出力値が１であるときに、Ｖｄｄ に接続されたスイッチ素子７ｃにHighが入力される。コードコンバータ９１の出力値が１／３であるときに、Ｖｄｄ／３に接続されたスイッチ素子７ｂにHighが入力される。コードコンバータ９１の出力値が０であるときに、GND に接続されたスイッチ素子７ａにHighが入力される。スイッチ素子７ａ，７ｂ，７ｃは、制御信号がHighであるときにオン状態になり、制御信号がLow であるときにオフ状態になる。以上の処理によって、ＲＦ信号は、Ｄ級増幅器３０３で、コードコンバータ９１の出力レベルと線形になるように増幅される。すなわち、増幅された３値のＲＦ信号が得られる。
【００４３】
Ｄ級増幅器３０３から出力される３値のＲＦ信号は、フィルタ回路８に入力される。フィルタ回路８は、Ｄ級増幅器３０３から出力されるＲＦ信号のうち所望周波数帯域の信号を通過させる。よって、所望周波数帯域が増幅された所望信号が、フィルタ回路８から出力される。
【００４４】
なお、４値デルタシグマ変調器２２から出力される各電圧の間隔は等間隔でなくてもよい。すなわち、４値デルタシグマ変調器２２の出力が０から１の範囲の場合、４値デルタシグマ変調器２２の出力が０， v1， １−v1， １の４値になるように、４値デルタシグマ変調器２２における比較器（図２２参照）のしきい値電圧を設定すればよい。v1は０より大きく１より小さい値である。この場合、Ｄ級増幅器３０３の出力電圧は、Ｖｄｄ，Ｖｄｄ＊v1， ０の３値である。また、上記の等間隔の出力電圧は、v1が１／３の場合の電圧に相当する。
【００４５】
より一般化すると、４値デルタシグマ変調器２２は、Vmin（本実施形態では、０）を最小出力レベルとしたときに、下式で表されるVk，Vk' ，Vk''を出力レベルとして含む多値信号を出力する。
【００４６】
Vk - Vmin = Vk'' - Vk' 
なお、本実施形態では、Vk＝１／３、Vk''＝１、Vk' ＝２／３である。
【００４７】
また、４値デルタシグマ変調器２２は、Vmin（本実施形態では、０）を最小出力レベルとし、Vmaxを最大出力レベル（本実施形態では、１）としたときに、下式で表されるVk，Vk' を出力レベルとして含む多値信号を出力する。
【００４８】
Vk - Vmin = Vmax - Vk' 
なお、本実施形態では、Vk＝１／３、Vk' ＝２／３である。
【００４９】
以上のように、コードコンバータ９１は、入力される４値ＲＦ信号に、所望周波数帯域に成分を持たない信号を加えることによって、３値ＲＦ信号を得る。よって、入力される４値ＲＦ信号と３値ＲＦ信号とを比較すると、所望周波数帯域周辺においての量子化雑音に変化はない。したがって、コードコンバータ９１からの３値ＲＦ信号に含まれる量子化雑音は、特許文献１に記載されたような３値デルタシグマ変調器で得られたＲＦ信号よりも小さくなる。その結果、特許文献１に記載された３値デルタシグマ変調器を含む無線送信機で生成される無線信号よりも、信号対雑音電力比が向上した無線信号が得られる。
【００５０】
また、ＲＦ信号生成装置は、コードコンバータ９１を用いることによって、多値のデルタシグマ変調された信号をより出力値数の少ないＤ級増幅器３０３で増幅することができる。すなわち、３値のＤ級増幅器３０３を用いて、４値のＤ級増幅器を用いた場合（図２３参照）と同等の雑音特性を得ることができる。
【００５１】
換言すれば、雑音特性を低下させずに、Ｄ級増幅器において用いられるスイッチ素子数、付随するドライバ回路および電源回路の増加によるコスト増加が抑えられる。また、回路規模の削減に伴って、ＲＦ信号生成装置およびそれを用いた無線送信機の設計時間が短縮される。
【００５２】
さらに、４値デルタシグマ変調器２２における比較器のしきい値電圧v1を入力変調波に応じた値に設定すれば、量子化雑音がより低減される。例えば、v1の値を入力信号のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ：Peak to Average Power Ratio ）に対応する電圧にすることによって、入力信号において出現頻度が高い電圧値近傍の分解能が、その周辺電圧に比べて向上する。その結果、入力信号全体で見ると量子化雑音が減少する。
【００５３】
実施形態２．
図６は、ＲＦ信号生成装置の第２の実施形態を示すブロック図である。図６に示すＲＦ信号生成装置は、ＲＦ信号生成部１０３、コードコンバータ９２、ドライバ部２０４、Ｄ級増幅器３０４、およびフィルタ回路８を備える。
【００５４】
第１の実施形態におけるＲＦ信号生成部１０２は４値デルタシグマ変調器２２を有していたが、ＲＦ信号生成部１０３は、５値デルタシグマ変調器（５値ΔΣ変調器）２３を有する。ＲＦ信号生成部１０３におけるその他の要素は、ＲＦ信号生成部１０２における要素と同じである。
【００５５】
第１の実施形態におけるドライバ部２０３は、デコーダ５３およびドライバアンプ６ａ，６ｂ，６ｃを有していたが、ドライバ部２０４は、デコーダ５４と、４つのドライバアンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを有する。デコーダ５４は、ＲＦ信号生成部１０３の出力信号を、いずれか１つがハイレベル（High）になり他がローレベル（Low ）になるような４系統（Ａ，Ｂ，Ｃ， Ｄ）の制御信号に変換する。
【００５６】
Ｄ級増幅器３０４は、４つのスイッチ素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを含む。
【００５７】
コードコンバータ９２は、第１の実施形態におけるコードコンバータ９１と同様の機能を有しているが、入出力信号の分解能が異なる。
【００５８】
図７は、コードコンバータ９２による信号変換を説明するための説明図である。コードコンバータ９２は、例えば、図７の（Ａ）または（Ｂ）に示す信号変換を示す変換表（変換テーブル）のデータを保持する。
【００５９】
第２の実施形態では、５値デルタシグマ変調器２３の出力レベルは、例えば、（０，１／５，１／２，４／５，１）である。ＲＦ信号には、０とそれ以外の値（１／５， １／２， ４／５， １）とが交互に出現する。
【００６０】
コードコンバータ９２は、図７に示す変換表にしたがって、５値ＲＦ信号を４値信号に変換する。ＲＦ信号には０とそれ以外の値とが交互に出現することに応じて、コードコンバータ９２は、第１の実施形態におけるコードコンバータ９１と同様に、０を含む連続した２つの値を単位として信号変換を行う。
【００６１】
具体的には、図７における（Ａ）に示すように、コードコンバータ９２は、１と０が順に入力された場合には、１と０を順に出力する。コードコンバータ９２は、４／５と０が順に入力された場合には、４／５と０を順に出力する。コードコンバータ９２は、１／２と０が順に入力された場合には、１／２と０を順に出力する。コードコンバータ９２は、１／５と０が順に入力された場合には、１と４／５を順に出力する。
【００６２】
なお、第１の実施形態の場合と同様に、信号の区切り方を変えてもよい。すなわち、コードコンバータ９２は、図７における（Ｂ）に示すように、０と１が順に入力された場合に、０と１を順に出力し、０と４／５が順に入力された場合に、０と４／５を順に出力し、０と１／２が順に入力された場合に、０と１／２を順に出力し、０と１／５が順に入力された場合に、４／５と１を順に出力するようにしてもよい。
【００６３】
図８は、デコーダ５４による信号変換を説明するための説明図である。デコーダ５４は、例えば、図８に示す信号変換を示す変換表（変換テーブル）のデータを保持する。デコーダ５４は、図８に示すように、コードコンバータ９２の出力信号を、いずれか１つがHighになり他がLow になるような４系統（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の制御信号に変換する。
【００６４】
制御信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、ドライバアンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを介してＤ級増幅器３０４に入力される。コードコンバータ９２の出力値が１であるときに、Ｖｄｄに接続されたスイッチ素子７ｄにHighが入力される。コードコンバータ９２の出力値が４／５であるときに、４Ｖｄｄ ／５に接続されたスイッチ素子７ｃにHighが入力される。コードコンバータ９２の出力値が１／２であるときに、Ｖｄｄ ／２に接続されたスイッチ素子７ｂにHighが入力される。コードコンバータ９２の出力値が０であるときに、GND に接続されたスイッチ素子７ａにHighが入力される。スイッチ素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、制御信号がHighであるときにオン状態になり、制御信号がLow であるときにオフ状態になる。以上の処理によって、ＲＦ信号は、Ｄ級増幅器３０４で、コードコンバータ９２の出力レベルと線形になるよう増幅される。すなわち、増幅された４値のＲＦ信号が得られる。
【００６５】
Ｄ級増幅器３０４から出力される４値のＲＦ信号は、フィルタ回路８に入力される。そして、所望周波数帯域が増幅された所望信号が、フィルタ回路８から出力ＲＦ信号として出力される。
【００６６】
なお、５値デルタシグマ変調器２３の出力電圧の組み合わせは、（０，１／５，１／２，４／５，１）に限られない。５値デルタシグマ変調器２３の出力が０，v1，v2，１−v1，１の５値になるように、５値デルタシグマ変調器２３における比較器（図２２参照）のしきい値電圧を設定すればよい。v1，v2は０より大きく１より小さい値である。その場合、コードコンバータ９２による信号変換後に１−v1の出力レベルが現れないようになる。また、Ｄ級増幅器３０４の出力電圧は、Ｖｄｄ， Ｖｄｄ＊v1， Ｖｄｄ＊v2， ０の４値である。なお、上記の５値デルタシグマ変調器２３の出力電圧（０，１／５，１／２，４／５，１）は、v1が４／５， v2が１／２の場合の電圧に相当する。
【００６７】
より一般化すると、５値デルタシグマ変調器２３は、Vmin（本実施形態では、０）を最小出力レベルとしたときに、下式で表されるVk，Vk' ，Vk''の組を１組以上出力レベルとして含む多値信号を出力する。
【００６８】
Vk - Vmin = Vk'' - Vk' 
なお、本実施形態では、Vk＝１／５、Vk''＝１、Vk' ＝４／５である。
【００６９】
また、５値デルタシグマ変調器２３は、Vmin（本実施形態では、０）を最小出力レベルとし、Vmaxを最大出力レベル（本実施形態では、１）としたときに、下式で表されるVk，Vk' を出力レベルとして含む多値信号を出力する。
【００７０】
Vk - Vmin = Vmax - Vk' 
なお、本実施形態では、Vk＝１／５、Vk' ＝４／５である。
【００７１】
第２の実施形態では、コードコンバータ９２は、入力される５値ＲＦ信号に、所望周波数帯に成分を持たない信号を加えることによって、４値ＲＦ信号を得る。よって、入力される５値ＲＦ信号と４値ＲＦ信号とを比較すると、所望周波数帯域周辺においての量子化雑音に変化はない。したがって、コードコンバータ９２からの４値ＲＦ信号に含まれる量子化雑音は、特許文献１に記載されたような方式に基づく４値デルタシグマ変調器で得られたＲＦ信号よりも小さくなる。その結果、特許文献１に記載された方式を基にした４値デジタルシグマ変調器を有する無線送信機で生成される無線信号よりも、信号対雑音電力比が向上した無線信号が得られる。
【００７２】
また、ＲＦ信号生成装置は、コードコンバータ９２を用いることによって、多値のデルタシグマ変調された信号をより出力値数の少ないＤ級増幅器３０４で増幅することができる。すなわち、４値のＤ級増幅器３０３を用いて、５値のＤ級増幅器を用いた場合（図２３に示されたＤ級増幅器３０２の構成を５値に拡張した構成）と同等の雑音特性を得ることができる。
【００７３】
さらに、５値デルタシグマ変調器２３における比較器のしきい値電圧を入力変調波に応じた値に設定すれば、量子化雑音がより低減される。例えば、しきい値電圧を入力信号のピーク対平均電力比に対応する電圧にすることによって、入力信号において出現頻度が高い電圧値近傍の分解能が、その周辺電圧に比べて向上する。その結果、入力信号全体で見ると量子化雑音が減少する。
【００７４】
実施形態３．
図９は、ＲＦ信号生成装置の第３の実施形態を示すブロック図である。図９に示すＲＦ信号生成装置は、ＲＦ信号生成部１０４、コードコンバータ９３、ドライバ部２０５、Ｄ級増幅器３０５、およびフィルタ回路８を備える。
【００７５】
第３の実施形態における５値デルタシグマ変調器（５値ΔΣ変調器）２４は、第２の実施形態における５値デルタシグマ変調器２３と同様に、振幅信号をデルタシグマ変調して５値のデジタル振幅信号を生成する。ただし、ＲＦ信号生成部１０４の出力電圧レベルは（０， １／６， ３／６， ４／６， １）の５値である。また、コードコンバータ９３による信号変換は、第２の実施形態におけるコードコンバータ９２による信号変換とは異なる。また、Ｄ級増幅器３０５の電源電圧は、第２の実施形態におけるＤ級増幅器３０４の電源電圧とは異なる。ＲＦ信号生成装置におけるその他の要素は、第２の実施形態のＲＦ信号生成装置における要素と同じである。
【００７６】
図１０は、コードコンバータ９３による信号変換を説明するための説明図である。コードコンバータ９３は、例えば、図１０に示す信号変換を示す変換表（変換テーブル）のデータを保持する。
【００７７】
第３の実施形態では、５値デルタシグマ変調器２４の出力レベルは、例えば、（０，１／６， ３／６， ４／６， １）である。ＲＦ信号には、０とそれ以外の値（１／６， ３／６， ４／６， １）とが交互に出現する。
【００７８】
コードコンバータ９３は、図１０に示す変換表にしたがって、５値ＲＦ信号を４値信号に変換する。ＲＦ信号には０とそれ以外の値とが交互に出現することに応じて、コードコンバータ９３は、第１の実施形態におけるコードコンバータ９１および第２の実施形態におけるコードコンバータ９２と同様に、０を含む連続した２つの値を単位として信号変換を行う。
【００７９】
具体的には、コードコンバータ９３は、１と０が順に入力された場合には、１と０を順に出力する。コードコンバータ９３は、４／６と０が順に入力された場合には、４／６と０を順に出力する。コードコンバータ９３は、３／６と０が順に入力された場合には、３／６と０を順に出力する。コードコンバータ９３は、１／６と０が順に入力された場合には、４／６と３／６を順に出力する。
【００８０】
なお、第１の実施形態および第２の実施形態の場合と同様に、信号の区切り方を変えてもよい。すなわち、コードコンバータ９３は、０と１が順に入力された場合に、０と１を順に出力し、０と４／６が順に入力された場合に、０と４／６を順に出力し、０と３／６が順に入力された場合に、０と３／６を順に出力し、０と１／６が順に入力された場合に、３／６と４／６を順に出力するようにしてもよい。
【００８１】
図１１は、デコーダ５５による信号変換を説明するための説明図である。デコーダ５５は、例えば、図１１に示す信号変換を示す変換表（変換テーブル）を有する。デコーダ５５は、図１１に示すように、コードコンバータ９３の出力信号を、いずれか１つがHighになり他がLow になるような４系統（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の制御信号に変換する。
【００８２】
制御信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、ドライバアンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを介してＤ級増幅器３０５に入力される。コードコンバータ９３の出力値が１であるときに、Ｖｄｄに接続されたスイッチ素子７ｄにHighが入力される。コードコンバータ９３の出力値が４／６であるときに、４Ｖｄｄ ／６に接続されたスイッチ素子７ｃにHighが入力される。コードコンバータ９３の出力値が３／６であるときに、３Ｖｄｄ／６に接続されたスイッチ素子７ｂにHighが入力される。コードコンバータ９３の出力値が０であるときに、GND に接続されたスイッチ素子７ａにHighが入力される。ＲＦ信号は、Ｄ級増幅器３０５によって、コードコンバータ９３の出力レベルと線形になるよう増幅される。すなわち、増幅された４値のＲＦ信号が得られる。
【００８３】
Ｄ級増幅器３０５から出力される４値のＲＦ信号は、フィルタ回路８に入力される。そして、所望周波数帯域が増幅された所望信号が、フィルタ回路８から出力される。
【００８４】
なお、５値デルタシグマ変調器２４の出力電圧の組み合わせは、（０，１／６， ３／６， ４／６， １）に限られない。５値デルタシグマ変調器２４の出力が０，v1，v2，v1＋v2，１の５値になるように、５値デルタシグマ変調器２４における比較器（図２２参照）のしきい値電圧を設定すればよい。v1，v2は０より大きく１より小さい値である。また、v1＋v2は、１を越えない。その場合、コードコンバータ９３による信号変換後にv1の出力レベルが現れないようになる。また、Ｄ級増幅器３０５の出力電圧は、Ｖｄｄ， Ｖｄｄ＊v2， Ｖｄｄ＊（v1＋v2）， ０の４値である。なお、上記の５値デルタシグマ変調器２４の出力電圧（０，１／６， ３／６， ４／６， １）は、v1が１／６， v2が３／６の場合の電圧に相当する。
【００８５】
より一般化すると、５値デルタシグマ変調器２４は、Vmin（本実施形態では、０）を最小出力レベルとしたときに、下式で表されるVk，Vk' ，Vk''の組を１組以上出力レベルとして含む多値信号を出力する。
【００８６】
Vk - Vmin = Vk'' - Vk' 
なお、本実施形態では、Vk＝１／６、Vk''＝４／６、Vk' ＝３／６である。
【００８７】
第３の実施形態でも、第２の実施形態の効果と同様の効果が得られる。
【００８８】
実施形態４．
図１２は、ＲＦ信号生成装置の第４の実施形態を示すブロック図である。図１２に示すＲＦ信号生成装置は、ＲＦ信号生成部１０５、コードコンバータ９４、ドライバ部２０６、Ｄ級増幅器３０６、およびフィルタ回路８を備える。
【００８９】
第４の実施形態では、ＲＦ信号生成部１０５は、６値デルタシグマ変調器（６値ΔΣ変調器）２５を有する。ＲＦ信号生成部１０５におけるその他の要素は、上記の各実施形態におけるＲＦ信号生成部における要素と同じである。
【００９０】
６値デルタシグマ変調器２５は、振幅信号をデルタシグマ変調して６値（０， １／５，２／５， ３／５， ４／５， １）のデジタル振幅信号を生成する。
【００９１】
図１３は、コードコンバータ９４による信号変換を説明するための説明図である。コードコンバータ９４は、例えば、図１３に示す信号変換を示す変換表（変換テーブル）のデータを保持する。
【００９２】
第４の実施形態では、６値デルタシグマ変調器２５の出力レベルは、例えば、（０， １／５，２／５， ３／５， ４／５， １）である。ＲＦ信号には、０とそれ以外の値（ １／５，２／５， ３／５， ４／５， １）とが交互に出現する。
【００９３】
コードコンバータ９４は、図１３に示す変換表にしたがって、６値ＲＦ信号を４値信号に変換する。ＲＦ信号には０とそれ以外の値とが交互に出現することに応じて、コードコンバータ９４は、上記の各実施形態におけるコードコンバータ９１，９２，９３と同様に、０を含む連続した２つの値を単位として信号変換を行う。
【００９４】
具体的には、コードコンバータ９４は、１と０が順に入力された場合には、１と０を順に出力する。コードコンバータ９４は、４／５と０が順に入力された場合には、１と１／５を順に出力する。コードコンバータ９４は、３／５と０が順に入力された場合には、１と２／５を順に出力する。コードコンバータ９４は、２／５と０が順に入力された場合には、２／５と０を順に出力する。コードコンバータ９４は、１／５と０が順に入力された場合には、１／５と０を順に出力する。
【００９５】
なお、上記の各実施形態の場合と同様に、信号の区切り方を変えてもよい。すなわち、コードコンバータ９４は、０と１が順に入力された場合に、０と１を順に出力し、０と４／５が順に入力された場合に、１／５と１を順に出力し、０と３／５が順に入力された場合に、２／５と１を順に出力し、０と２／５が順に入力された場合に、０と２／５を順に出力し、０と１／５が順に入力された場合に、０と１／５を順に出力するようにしてもよい。
【００９６】
図１４は、デコーダ５６による信号変換を説明するための説明図である。デコーダ５６は、例えば、図１４に示す信号変換を示す変換表（変換テーブル）のデータを保持する。デコーダ５６は、図１４に示すように、コードコンバータ９３の出力信号を、いずれか１つがHighになり他がLow になるような４系統（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の制御信号に変換する。
【００９７】
制御信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、ドライバアンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを介してＤ級増幅器３０６に入力される。コードコンバータ９４の出力値が１であるときに、Ｖｄｄに接続されたスイッチ素子７ｄにHighが入力される。コードコンバータ９４の出力値が２／５であるときに、２Ｖｄｄ／５に接続されたスイッチ素子７ｃにHighが入力される。コードコンバータ９４の出力値が１／５であるときに、Ｖｄｄ／５に接続されたスイッチ素子７ｂにHighが入力される。コードコンバータ９４の出力値が０であるときに、GND に接続されたスイッチ素子７ａにHighが入力される。以上の処理によって、ＲＦ信号は、Ｄ級増幅器３０６で、コードコンバータ９４の出力レベルと線形になるよう増幅される。すなわち、増幅された４値のＲＦ信号が得られる。
【００９８】
Ｄ級増幅器３０６から出力される４値のＲＦ信号は、フィルタ回路８に入力される。そして、所望周波数帯域が増幅された所望信号が、フィルタ回路８から出力される。
【００９９】
なお、６値デルタシグマ変調器２５の出力電圧の組み合わせは、（０， １／５，２／５， ３／５， ４／５， １）に限られない。６値デルタシグマ変調器２５の出力が０，１−v1，１−v2，v2，v1，１の６値になるように、６値デルタシグマ変調器２５における比較器（図２２参照）のしきい値電圧を設定すればよい。v1，v2は０より大きく１より小さい値である。その場合、コードコンバータ９４による信号変換後にv1，v2の出力レベルが現れないようになる。また、Ｄ級増幅器３０５の出力電圧は、Ｖｄｄ， Ｖｄｄ＊（１−v2），Ｖｄｄ＊（１−v1）， ０の４値である。また、上記の６値デルタシグマ変調器２５の出力電圧（０， １／５，２／５， ３／５， ４／５， １）は、v1が４／５， v2が３／５の場合の電圧に相当する。
【０１００】
より一般化すると、６値デルタシグマ変調器２５は、Vmin（本実施形態では、０）を最小出力レベルとしたときに、下式で表されるVk，Vk' ，Vk''の組を１組以上出力レベルとして含む多値信号を出力する。
【０１０１】
Vk - Vmin = Vk'' - Vk' 
なお、本実施形態では、（Vk， Vk''， Vk'）＝（４／５， １， １／５）、（３／５， １， ２／５）である。
【０１０２】
また、６値デルタシグマ変調器２５は、Vmin（本実施形態では、０）を最小出力レベルとし、Vmaxを最大出力レベル（本実施形態では、１）としたときに、下式で表されるVk，Vk' の組を１組以上出力レベルとして含む多値信号を出力する。
【０１０３】
Vk - Vmin = Vmax - Vk' 
なお、本実施形態では、（Vk， Vk'）＝（４／５， １／５）、（３／５， ２／５）である。
【０１０４】
本実施形態でも、上記の各実施形態の効果と同様の効果が得られる。
【０１０５】
実施形態５．
図１５は、ＲＦ信号生成装置の第５の実施形態を示すブロック図である。図１５に示すＲＦ信号生成装置は、ＲＦ信号生成部１０６、コードコンバータ９５、ドライバ部２０７、Ｄ級増幅器３０７、およびフィルタ回路８を備える。
【０１０６】
第５の実施形態では、ＲＦ信号生成部１０６は、Ｎ値デルタシグマ変調器（Ｎ値ΔΣ変調器）２６を有する。Ｎは、４以上の整数である。ＲＦ信号生成部１０６におけるその他の要素は、上記の各実施形態におけるＲＦ信号生成部における要素と同じである。
【０１０７】
ドライバ部２０７には、Ｍ個のドライバアンプ６ａ，・・・，６ｋ，・・・，６ｍが設けられている。また、Ｄ級増幅器３０７には、Ｍ個のスイッチ素子７ａ，・・・，７ｋ，・・・，７ｍが設けられている。Ｍは整数であるが、［（Ｎ＋２）／２］≦Ｍ＜Ｎである。
【０１０８】
なお、第５の実施形態は、第１〜第４の実施形態が一般化された実施形態に相当する。
【０１０９】
Ｎ値デルタシグマ変調器２６の出力には、０とそれ以外の値（V1， V2，・・・，VN-M， １−VN-M，・・・，１−V2， １−V1，１、及びそれらに含まれない（２Ｍ−Ｎ−２）個の出力レベル）とが交互に出現する。コードコンバータ９５は、０を含む連続した２つの値を単位として信号変換を行う。
【０１１０】
コードコンバータ９５は、１と０が順に入力された場合には、１と０を順に出力する。コードコンバータ９５は、（１−VK）と０が順に入力された場合には、１とVKを順に出力する。ただし、K は、１以上（N-M） 以下の整数である。なお、上記の各実施形態の場合と同様に、信号の区切り方を変えてもよい。すなわち、コードコンバータ９５は、０と１が順に入力された場合に、０と１を順に出力し、０と（１−VK）が順に入力された場合に、VKと１を順に出力するようにしてもよい。
【０１１１】
デコーダ５７は、コードコンバータ９５の出力信号を、いずれか１つがHighになり他がLow になるようなＭ系統の制御信号に変換する。
【０１１２】
Ｍ系統の制御信号は、ドライバアンプ６ａ，・・・，６ｋ，・・・，６ｍを介してＤ級増幅器３０７に入力される。Ｄ級増幅器３０７において、スイッチ素子７ａ，・・・，７ｋ，・・・，７ｍは、制御信号がHighであるときにオン状態になり、制御信号がLow であるときにオフ状態になる。以上の処理によって、ＲＦ信号は、Ｄ級増幅器３０７で、コードコンバータ９５の出力レベルと線形になるよう増幅される。すなわち、増幅されたＭ値のＲＦ信号が得られる。
【０１１３】
Ｄ級増幅器３０７から出力されるＭ値のＲＦ信号は、フィルタ回路８に入力される。そして、所望周波数帯域が増幅された所望信号が、フィルタ回路８から出力される。
【０１１４】
実施形態６．
図１６は、ＲＦ信号生成装置の第６の実施形態を示すブロック図である。図１６に示すＲＦ信号生成装置は、ＲＦ信号生成部１０７、コードコンバータ９１、ドライバ部２０３、Ｄ級増幅器３０３、およびフィルタ回路８を備える。
【０１１５】
ＲＦ信号生成部１０７には、第１の実施形態のＲＦ信号生成装置におけるデジタルベースバンド部１に代えて振幅位相検出器９が設けられている。振幅位相検出器９は、ＲＦ信号生成装置に入力される信号の振幅成分と位相成分とを分離して出力する。ＲＦ信号生成装置におけるその他の要素は、第１の実施形態における要素と同様である。
【０１１６】
なお、第６の実施形態のＲＦ信号生成装置は、第１の実施形態のＲＦ信号生成装置におけるデジタルベースバンド部１に代えて振幅位相検出器９が設けられた構成であるが、第２〜第５のＲＦ信号生成装置におけるデジタルベースバンド部１に代えて振幅位相検出器９が設けられた構成にしてもよい。
【０１１７】
第６の実施形態では、第１〜第５の実施形態のＲＦ信号生成装置による効果に加えて、増幅対象の信号を外部から入手できるので、ＲＦ信号生成装置の構成の自由度が上がる。
【０１１８】
実施の形態７．
図１７は、ＲＦ信号生成装置の第７の実施形態を示すブロック図である。図１７に示すＲＦ信号生成装置には、図１６に示された第６の実施形態のＲＦ信号生成装置に対して、電圧分布計算部１０および量子化雑音制御部１１が追加されている。
【０１１９】
電圧分布計算部１０は、入力信号の電圧分布を計算する。量子化雑音制御部１１は、電圧分布計算部１０によって算出された電圧分布に基づいて、出力信号に含まれる量子化雑音が小さくなるようにＲＦ信号生成部１０８の４値デルタシグマ変調器２２における比較器（図２２参照）のしきい値電圧を制御する。
【０１２０】
具体的には、電圧分布計算部１０は、入力信号に含まれる電圧の頻度分布を計算する。量子化雑音制御部１１は、電圧分布計算部１０から電圧頻度分布を入力する。そして、量子化雑音制御部１１は、出現頻度が高い電圧と４値デルタシグマ変調器２２における比較器の出力電圧とが一致するように、比較器のしきい値電圧を制御する。
【０１２１】
なお、第７の実施形態のＲＦ信号生成装置は、第１の実施形態のＲＦ信号生成装置におけるデジタルベースバンド部１に代えて振幅位相検出器９が設けられた構成のＲＦ信号生成装置に対して、電圧分布計算部１０および量子化雑音制御部１１が追加されたが、第２〜第５の実施形態のＲＦ信号生成装置におけるデジタルベースバンド部１に代えて振幅位相検出器９が設けられた構成のＲＦ信号生成装置に対して、電圧分布計算部１０および量子化雑音制御部１１が追加されてもよい。
【０１２２】
第７の実施形態では、第６の実施形態のＲＦ信号生成装置による効果に加えて、任意の未知の電圧頻度分布を有する信号を入力するときでも、量子化雑音を効率的に低減することができる。
【０１２３】
実施形態８．
図１８は、ＲＦ信号生成装置の第８の実施形態を示すブロック図である。図１８に示すＲＦ信号生成装置には、図１６に示された第６の実施形態のＲＦ信号生成装置に対して、電圧分布測定部１２および量子化雑音制御部１１が追加されている。
【０１２４】
電圧分布測定部１２は、出力信号の所望周波数帯域近傍の量子化雑音を測定する。量子化雑音制御部１１は、電圧分布測定部１２によって測定された量子化雑音に基づいて、出力信号に含まれる量子化雑音が小さくなるようにデルタシグマ変調器における比較器のしきい値電圧を調整する。すなわち、量子化雑音制御部１１は、ＲＦ信号生成装置が出力する信号（電圧）に含まれる量子化雑音が小さくなるようフィードバック制御を行う。
【０１２５】
なお、第８の実施形態のＲＦ信号生成装置は、第１の実施形態のＲＦ信号生成装置におけるデジタルベースバンド部１に代えて振幅位相検出器９が設けられた構成のＲＦ信号生成装置に対して、電圧分布測定部１２および量子化雑音制御部１１が追加されたが、第２〜第５の実施形態のＲＦ信号生成装置におけるデジタルベースバンド部１に代えて振幅位相検出器９が設けられた構成のＲＦ信号生成装置に対して、電圧分布測定部１２および量子化雑音制御部１１が追加されてもよい。
【０１２６】
第８の実施形態では、第６の実施形態のＲＦ信号生成装置による効果に加えて、任意の未知の電圧頻度分布を有する信号を入力するときでも、量子化雑音を効率的に低減することができる。
【０１２７】
実施形態９．
図１９は、ＲＦ信号生成装置を用いた無線送信機の構成を示すブロック図である。図１９に示す無線送信機は、ＲＦ信号生成装置１００とアンテナ１１０とを含む。
【０１２８】
ＲＦ信号生成装置１００として、第１〜第８の実施形態のＲＦ信号生成装置のいずれかが用いられる。従って、ＲＦ信号生成装置１００の構成は、図１、図６、図９、図１２、図１５、図１６、図１７、または図１８に示されたＲＦ信号生成装置の構成と同様である。アンテナ１１０には、ＲＦ信号生成装置１００におけるフィルタ回路（図１、図６、図９、図１２、図１５、図１６、図１７、または図１８におけるフィルタ回路８に相当）から、増幅されたＲＦ信号（出力ＲＦ信号）が供給される。ＲＦ信号生成装置１００の出力ＲＦ信号は、アンテナ１１０から電波として放射される。
【０１２９】
なお、ＲＦ信号生成装置１００およびアンテナ１１０とともに、受信装置およびアンテナ共用器を含む無線機を構成してもよい。
【０１３０】
以上に説明したように、上記の各実施形態では、雑音特性を低下させずに、Ｄ級増幅器において用いられるスイッチ素子数、付随するドライバ回路および電源回路の増加によるコスト増加が抑えられる。また、回路規模の削減に伴って、ＲＦ信号生成装置およびそれを用いた無線送信機や無線機の設計時間が短縮される。
【０１３１】
また、本発明によるＲＦ信号生成装置は、無線基地局等における無線送信機や無線機に適用可能のみならず、レーダのような出力を可変にすることが求められる高周波信号送信システムなどにも適用可能である。
【０１３２】
なお、上記の各実施形態では、ＲＦ信号生成部においてデルタシグマ変調器が用いられたが、デルタシグマ変調に代えて、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）やパルス密度変調（ＰＤＭ：Pulse Density Modulation）などの他のパルス変調方式が用いられてもよい。
【０１３３】
図２０は、上記の各実施形態のＲＦ信号生成装置の処理の流れを示すフローチャートである。ＲＦ信号生成装置は、所定の信号（例えば、ＲＦ信号生成装置が生成するベースバンド信号や入力信号に基づくベースバンド信号）に、４値以上の離散的な出力レベルを有し最低レベル（例えば、０）とその他のレベルとが交互に出現するようにパルス変調（例えば、デルタシグマ変調）を施す（ステップＳ１０１）。また、ＲＦ信号生成装置は、パルス変調が施された信号を、そのレベルの数に対してそれより少ないレベル数のＲＦ信号に変換する（ステップＳ１０２）。さらに、ＲＦ信号生成装置は、得られた多値のＲＦ信号を、レベルに応じた１ビット信号（信号レベルに応じたビットが有意である複数ビットの２値信号：図５等参照）に変換（デコード）する（ステップＳ１０３）。また、ＲＦ信号生成装置は、Ｄ級増幅器等のデジタル増幅器で、１ビット信号を変換前のレベルに応じた電圧の信号に増幅する（ステップＳ１０４）。そして、ＲＦ信号生成装置は、増幅されたデジタル信号をフィルタリングして、アナログＲＦ信号（出力ＲＦ信号）に戻す（ステップＳ１０５）。
【０１３４】
上記の実施形態の一部または全部は以下の付記のようにも記載されうるが、本発明の構成は以下の構成に限定されない。
【０１３５】
（付記１）所定の信号に、４値以上の離散的な出力レベルを有し最低レベルとその他のレベルとが交互に出現するようにパルス変調を施すＲＦ（Radio Frequency ）信号生成部と、
前記ＲＦ信号生成部の出力信号を、当該出力信号のレベルの数よりも少ないレベル数のＲＦ信号に変換するコードコンバータと、
前記コードコンバータの出力信号を、当該出力信号の信号レベルに応じたビットが有意である複数ビットの２値信号に変換するドライバ部と、
前記ドライバ部の出力信号に基づいて、前記コードコンバータの出力レベルに応じた電圧を出力するデジタル増幅器と
を備えるＲＦ信号生成装置。
【０１３６】
（付記２）前記ＲＦ信号生成部は、
ベースバンド信号の位相信号に基づいてパルス波形のパルス位相信号を生成するパルス位相信号生成器と、
前記ベースバンド信号の振幅信号を、前記パルス位相信号に同期してデルタシグマ変調によって４値以上に多値化するデルタシグマ変調器と、
前記デルタシグマ変調器の出力信号とパルス位相信号とを乗算する乗算器を含む
付記１記載のＲＦ信号生成装置。
【０１３７】
（付記３）前記デルタシグマ変調器は、Vminを最小出力レベルとしたときに、（１）式を満たす出力レベルVk，Vk' ，Vk''の組を１組以上含む多値信号を出力する
Vk - Vmin = Vk'' - Vk'      （１）
付記２記載のＲＦ信号生成装置。
【０１３８】
（付記４）前記デルタシグマ変調器は、Vminを最小出力レベルとし、Vmaxを最大出力レベルとしたときに、（２）式を満たす出力レベルVk，Vk' の組を１組以上含む多値信号を出力する
Vk - Vmin = Vmax - Vk'       （２）
付記２または付記３記載のＲＦ信号生成装置。
【０１３９】
（付記５）前記デジタル増幅器は、前記コードコンバータの出力レベルと線形関係にある出力レベルの電圧を出力する
付記２から付記４のうちのいずれかに記載のＲＦ信号生成装置。
【０１４０】
（付記６）前記コードコンバータは、最低レベルとその他のレベルとの組を、レベル差を変えずに他のレベルの組に変換する
付記１から付記５のうちのいずれかに記載のＲＦ信号生成装置。
【０１４１】
（付記７）入力信号の電圧出現頻度分布を計測する電圧分布計測部と、
前記電圧分布計測部の計測結果に基づいて、出力レベルの出現頻度が高い電圧になるように前記ＲＦ信号生成部を制御する量子化雑音制御部とをさらに備える
付記１から付記６のうちのいずれかに記載のＲＦ信号生成装置。
【０１４２】
（付記８）前記ＲＦ信号生成部は、入力される信号に基づく信号としきい値電圧とを比較して出力レベルを決定する比較器を含み、
前記デジタル増幅器の出力信号における所望周波数帯域近傍の量子化雑音を測定する電圧分布測定部と、
前記電圧分布測定部の測定結果に基づいて、量子化雑音が小さくなるように前記しきい値電圧を調整する量子化雑音制御部とをさらに備える
付記１から付記６のうちのいずれかに記載のＲＦ信号生成装置。
【０１４３】
（付記９）ＲＦ信号を生成する付記１から付記８のうちのいずれかに記載のＲＦ信号生成装置と、
生成された前記ＲＦ信号を送信するアンテナと
を有する無線送信機。
【０１４４】
（付記１０）所定の信号に、４値以上の離散的な出力レベルを有し最低レベルとその他のレベルとが交互に出現するようにパルス変調を施し、
前記パルス変調後の信号を、そのレベルの数よりも少ないレベル数のＲＦ信号に変換し、
前記少ないレベル数のＲＦ信号を、信号レベルに応じたビットが有意である複数ビットの２値信号に変換し、
前記複数ビットの２値信号に基づいて、前記ＲＦ信号のレベルに応じた電圧を出力する
ＲＦ信号生成方法。
【０１４５】
（付記１１）前記パルス変調を施すときに、
ベースバンド信号の位相信号に基づいてパルス波形のパルス位相信号を生成し、
前記ベースバンド信号の振幅信号を、前記パルス位相信号に同期してデルタシグマ変調によって４値以上に多値化し、
前記多値化された信号とパルス位相信号とを乗算する
付記１０記載のＲＦ信号生成方法。
【０１４６】
（付記１２）４値以上に多値化する際に、Vminを最小出力レベルとしたときに、下式を満たす出力レベルVk，Vk' ，Vk''の組を１組以上含む多値信号を出力する
Vk - Vmin = Vk'' - Vk' 
付記１１記載のＲＦ信号生成方法。
【０１４７】
（付記１３）４値以上に多値化する際に、Vminを最小出力レベルとし、Vmaxを最大出力レベルとしたときに、下式を満たす出力レベルVk，Vk' の組を１組以上含む多値信号を出力する
Vk - Vmin = Vmax - Vk' 
付記１１または付記１２記載のＲＦ信号生成方法。
【０１４８】
（付記１４）４値以上に多値化する際に、前記ＲＦ信号の出力レベルと線形関係にある出力レベルの電圧を出力する
付記１０から付記１３のうちのいずれかに記載のＲＦ信号生成方法。
【０１４９】
（付記１５）前記ＲＦ信号における最低レベルとその他のレベルとの組を、レベル差を変えずに他のレベルの組に変換する
付記１０から付記１４のうちのいずれかに記載のＲＦ信号生成方法。
【０１５０】
（付記１６）入力信号の電圧出現頻度分布を計測し、
計測結果に基づいて、出力レベルの出現頻度が高い電圧になるように前記パルス変調を制御する
付記１０から付記１５のうちのいずれかに記載のＲＦ信号生成方法。
【０１５１】
（付記１７）前記パルス変調を施すときに、入力される信号に基づく信号としきい値電圧とを比較して出力レベルを決定し、
前記ＲＦ信号のレベルに応じた電圧の信号における所望周波数帯域近傍の量子化雑音を測定し、
測定結果に基づいて、量子化雑音が小さくなるように前記しきい値電圧を調整する
付記１０から付記１５のうちのいずれかに記載のＲＦ信号生成方法。
【０１５２】
なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本発明は、それぞれの実施形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。
【符号の説明】
【０１５３】
１      デジタルベースバンド部
３      パルス位相信号生成器
４      乗算器
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ  ドライバアンプ
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ  スイッチ素子（増幅素子）
８      フィルタ回路
９      振幅位相検出器
１０    電圧分布計算部
１１    量子化雑音制御部
１２    電圧分布測定部
２２    ４値デルタシグマ変調器
２３    ５値デルタシグマ変調器
２４    ５値デルタシグマ変調器
２５    ６値デルタシグマ変調器
２６    Ｎ値デルタシグマ変調器
５３，５４，５５，５６，５７  デコーダ
９１，９２，９３，９４，９５  コードコンバータ
１００  ＲＦ信号生成装置
１１０  アンテナ
１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８  ＲＦ信号生成部
２０３，２０４，２０５，２０６，２０７  ドライバ部
３０３，３０４，３０５，３０６，３０７  Ｄ級増幅器（デジタル増幅器）
【図１】
2019026412.tif 000003
【図２】
2019026412.tif 000004
【図３】
2019026412.tif 000005
【図４】
2019026412.tif 000006
【図５】
2019026412.tif 000007
【図６】
2019026412.tif 000008
【図７】
2019026412.tif 000009
【図８】
2019026412.tif 000010
【図９】
2019026412.tif 000011
【図１０】
2019026412.tif 000012
【図１１】
2019026412.tif 000013
【図１２】
2019026412.tif 000014
【図１３】
2019026412.tif 000015
【図１４】
2019026412.tif 000016
【図１５】
2019026412.tif 000017
【図１６】
2019026412.tif 000018
【図１７】
2019026412.tif 000019
【図１８】
2019026412.tif 000020
【図１９】
2019026412.tif 000021
【図２０】
2019026412.tif 000022
【図２１】
2019026412.tif 000023
【図２２】
2019026412.tif 000024
【図２３】
2019026412.tif 000025
【図２４】
2019026412.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月23日(2020.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の信号に、４値以上の離散的な出力レベルを有し最低レベルとその他のレベルとが交互に出現するようにパルス変調を施すＲＦ（Radio Frequency ）信号生成部と、
前記ＲＦ信号生成部の出力信号を、当該出力信号のレベルの数よりも少ないレベル数のＲＦ信号に変換するコードコンバータと、
前記コードコンバータの出力信号を、当該出力信号の信号レベルに応じたビットが有意である複数ビットの２値信号に変換するドライバ部と、
前記ドライバ部の出力信号に基づいて、前記コードコンバータの出力レベルに応じた電圧を出力するデジタル増幅器と
を備えるＲＦ信号生成装置。
【請求項２】
前記ＲＦ信号生成部は、
ベースバンド信号の位相信号に基づいてパルス波形のパルス位相信号を生成するパルス位相信号生成器と、
前記ベースバンド信号の振幅信号を、前記パルス位相信号に同期してデルタシグマ変調によって４値以上に多値化するデルタシグマ変調器と、
前記デルタシグマ変調器の出力信号とパルス位相信号とを乗算する乗算器を含む
請求項１記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項３】
前記デルタシグマ変調器は、Vminを最小出力レベルとしたときに、（１）式を満たす出力レベルVk，Vk' ，Vk''の組を１組以上含む多値信号を出力する
Vk - Vmin = Vk'' - Vk'      （１）
請求項２記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項４】
前記デルタシグマ変調器は、Vminを最小出力レベルとし、Vmaxを最大出力レベルとしたときに、（２）式を満たす出力レベルVk，Vk' の組を１組以上含む多値信号を出力する
Vk - Vmin = Vmax - Vk'       （２）
請求項２または請求項３記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項５】
前記デジタル増幅器は、前記コードコンバータの出力レベルと線形関係にある出力レベルの電圧を出力する
請求項２から請求項４のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項６】
前記コードコンバータは、最低レベルとその他のレベルとの組を、レベル差を変えずに他のレベルの組に変換する
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項７】
入力信号の電圧出現頻度分布を計測する電圧分布計測部と、
前記電圧分布計測部の計測結果に基づいて、出力レベルの出現頻度が高い電圧になるように前記ＲＦ信号生成部を制御する量子化雑音制御部とをさらに備える
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項８】
前記ＲＦ信号生成部は、入力される信号に基づく信号としきい値電圧とを比較して出力レベルを決定する比較器を含み、
前記デジタル増幅器の出力信号における所望周波数帯域近傍の量子化雑音を測定する電圧分布測定部と、
前記電圧分布測定部の測定結果に基づいて、量子化雑音が小さくなるように前記しきい値電圧を調整する量子化雑音制御部とをさらに備える
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成装置。
【請求項９】
ＲＦ信号を生成する請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載のＲＦ信号生成装置と、
生成された前記ＲＦ信号を送信するアンテナと
を有する無線送信機。
【請求項１０】
所定の信号に、４値以上の離散的な出力レベルを有し最低レベルとその他のレベルとが交互に出現するようにパルス変調を施し、
前記パルス変調後の信号を、当該信号のレベルの数よりも少ないレベル数のＲＦ（Radio Frequency ）信号に変換し、
前記少ないレベル数のＲＦ信号を、当該ＲＦ信号の信号レベルに応じたビットが有意である複数ビットの２値信号に変換し、
前記複数ビットの２値信号を、前記ＲＦ信号のレベルに応じた電圧の信号に増幅し、
前記増幅された電圧の信号のうち所望周波数帯域を通過させ、アナログＲＦ信号を生成する
ＲＦ信号生成方法。
【国際調査報告】
2019026412.tif 000027
2019026412.tif 000028