(57)【要約】【課題】温度特性や周波数特性のばらつきを含む諸々の要因によって生じるベースバンド信号からみた変復調特性のばらつきを抑制することができかつ一層の省電力化に向く直交キャリア生成装置、およびこれを利用した無線送信機、無線受信機を提供すること。【解決手段】入力される発振波形から、互いに直交する２つのキャリア波形を発生し、該２つのキャリア信号の振幅値を制御信号により制御可能に構成された移相器と、２つのキャリア波形のうちの少なくとも一方のキャリア波形の振幅値に相当する検出電圧を出力する振幅検出器と、検出電圧と基準電圧との差を増幅し得られた出力信号を上記制御信号として移相器に供給する比較・増幅器とを具備する。【選択図】図１
2008199163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される発振波形から、互いに直交する２つのキャリア波形を発生し、該２つのキャリア信号の振幅値を制御信号により制御可能に構成された移相器と、
前記２つのキャリア波形のうちの少なくとも一方のキャリア波形の振幅値に相当する検出電圧を出力する振幅検出器と、
前記検出電圧と基準電圧との差を増幅し得られた出力信号を前記制御信号として前記移相器に供給する比較・増幅器と
を具備することを特徴とする直交キャリア生成装置。
【請求項２】
前記移相器は、バイアス電流源を有し該バイアス電流源が生成する電流に依存して前記２つのキャリア波形の前記振幅値が変動するものであり、
前記バイアス電流源に前記比較・増幅器の前記出力信号が前記制御信号として供給され、前記バイアス電流源の電流が、前記出力信号によって制御されること
を特徴とする請求項１記載の直交キャリア生成装置。
【請求項３】
前記移相器は、バイアス電圧が印加され前記発振波形が受け渡される入力ノードと前記バイアス電圧を発生するバイアス電圧源とを有し、前記バイアス電圧に依存して前記２つのキャリア信号の前記振幅値が変動するものであり、
前記バイアス電圧源に前記比較・増幅器の前記出力信号が前記制御信号として供給され、前記バイアス電圧が、前記出力信号によって制御されること
を特徴とする請求項１記載の直交キャリア生成装置。
【請求項４】
前記移相器は、前記２つのキャリア波形の一方を出力する第１のバッファ回路と他方を出力する第２のバッファ回路とを備え、前記第１および第２のバッファ回路それぞれの出力の振幅値が前記制御信号により制御されることを特徴とする請求項１記載の直交キャリア生成装置。
【請求項５】
前記移相器の前記第１および第２のバッファ回路は、それぞれが有するバイアス電流源が生成する電流に依存して出力の前記振幅値が変動するものであり、
前記バイアス電流源それぞれに前記比較・増幅器の前記出力信号が前記制御信号として供給され、前記バイアス電流源それぞれの電流が、前記出力信号によって制御されること
を特徴とする請求項４記載の直交キャリア生成装置。
【請求項６】
前記振幅検出器が、前記２つのキャリア波形の一方が入力され、該一方のキャリア波形の振幅値に相当の第１の検出電圧を出力する第１サブ検出器と、前記２つのキャリア波形の他方が入力され、該他方のキャリア波形の振幅値に相当の第２の検出電圧を出力する第２サブ検出器とを有し、
前記比較・増幅器が、前記第１の検出電圧を基準電圧と比較して増幅し得られた第１の出力電圧を前記制御信号のひとつとして前記移相器に供給する第１サブ増幅器と、前記第２の検出電圧を基準電圧と比較して増幅し得られた第２の出力電圧を前記制御信号のもうひとつとして前記移相器に供給する第２サブ増幅器とを有し、
前記第１の出力信号が、前記一方のキャリア波形の振幅値を制御し、
前記第２の出力信号が、前記他方のキャリア波形の振幅値を制御すること
を特徴とする請求項４記載の直交キャリア生成装置。
【請求項７】
前記移相器の前記第１のバッファ回路は第１のバイアス電流源を有し該第１のバイアス電流源が生成する電流に依存して出力の前記振幅値が変動するものであり、かつ、前記移相器の前記第２のバッファ回路は第２のバイアス電流源を有し該第２のバイアス電流源が生成する電流に依存して出力の前記振幅値が変動するものであり、
前記振幅検出器が、前記２つのキャリア波形の前記一方が入力され、該一方のキャリア波形の振幅値に相当する第１の検出電圧を出力する第１サブ検出器と、前記２つのキャリア波形の前記他方が入力され、該他方のキャリア波形の振幅値に相当する第２の検出電圧を出力する第２サブ検出器とを有し、
前記比較・増幅器が、前記第１の検出電圧と前記基準電圧との差を増幅し得られた第１の出力電圧を前記制御信号のひとつとして前記移相器に供給する第１サブ増幅器と、前記第２の検出電圧と前記基準電圧との差を増幅し得られた第２の出力電圧を前記制御信号のもうひとつとして前記移相器に供給する第２サブ増幅器とを有し、
前記第１のバッファ回路の前記第１のバイアス電流源に前記第１の出力電圧が供給され、該第１のバイアス電流源の電流が、該第１の出力信号によって制御され、
前記第２のバッファ回路の前記第２のバイアス電流源に前記第２の出力電圧が供給され、該第２のバイアス電流源の電流が、該第２の出力信号によって制御されること
を特徴とする請求項４記載の直交キャリア生成装置。
【請求項８】
２相のベースバンド信号を生成するベースバンド信号処理部と、
発振波形が入力され、互いに直交する２つのキャリア波形を発生し、該２つのキャリア信号の振幅値の両者を制御信号により制御可能に構成された移相器と、前記２つのキャリア波形のうちの少なくとも一方が入力され、該少なくとも一方のキャリア波形の振幅値に相当の検出電圧を出力する振幅検出器と、前記検出電圧を基準電圧と比較して増幅し得られた出力信号を前記制御信号として前記移相器に供給する比較・増幅器とを備えた直交キャリア生成装置と、
前記２つのキャリア信号を前記２相のベースバンド信号で直交変調し被変調信号を生成する直交変調器と、
前記被変調信号を電力増幅して電力増幅信号を生成する電力増幅器と、
前記電力増幅信号を電波放射するアンテナと
を具備することを特徴とする無線送信機。
【請求項９】
電波を捉えてＲＦ信号を出力するアンテナと、
発振波形が入力され、互いに直交する２つのキャリア波形を発生し、該２つのキャリア信号の振幅値の両者を制御信号により制御可能に構成された移相器と、前記２つのキャリア波形のうちの少なくとも一方が入力され、該少なくとも一方のキャリア波形の振幅値に相当の検出電圧を出力する振幅検出器と、前記検出電圧を基準電圧と比較して増幅し得られた出力信号を前記制御信号として前記移相器に供給する比較・増幅器とを備えた直交キャリア生成装置と、
前記ＲＦ信号を前記２つのキャリア信号で復調し２相のベースバンド信号を生成する直交復調器と、
前記２相のベースバンド信号を信号処理するベースバンド信号処理部と
を具備することを特徴とする無線受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交変復調を行うのに必要な直交キャリアを生成する直交キャリア生成装置、およびこれを利用した無線送信機、無線受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯電話などの無線送受信機では、送信側で、ベースバンドの２相信号を直交する２相キャリア（Ｉ［in-phase］キャリア、Ｑ［quadrature］キャリア）で変調して、送信・放射用の被変調信号（Ｉ信号とＱ信号との合成信号）を得、受信側で、逆に、アンテナで捉えられた被変調信号を直交する２相キャリアで復調してベースバンドの２相信号を得る処理が行われている。
【０００３】
２相キャリアは、一般に、等振幅性および正確な９０度の位相差が必要である。これらが確保されないと、Ｉ信号とＱ信号との混合が生じイメージ信号が生じるなど通信品質が劣化する。さらに等振幅性が確保されていてもその絶対値がばらつくと、製品間での、ベースバンド信号からみた変復調特性のばらつきになる。下記特許文献１に開示の「直交変調器集積回路」では、移相器の出力側に振幅のリミッタを設け２相キャリアの等振幅性を確保するようにしている。下記特許文献２に開示の「９０度移相器」では、２相キャリアの９０度からの位相差を検出してＲＣ移相器に帰還するフィードバックパスを設け、移相器として広帯域化を図っている。
【０００４】
これらの例では、等振幅性および正確な９０度の位相差を得るため、十分な増幅を受けた波形をリミットする必要や、十分な振幅の波形で位相差の検出する必要がある。これらのため集積回路化で必要なさらなる省電力化が難しくなっている。また、これらの例では、温度特性や周波数特性のばらつきが原因で変復調特性がばらつく問題がある。
【特許文献１】特開平９−２１４５７７号公報
【特許文献２】特開平８−１８３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、温度特性や周波数特性のばらつきを含む諸々の要因によって生じるベースバンド信号からみた変復調特性のばらつきを抑制することができかつ一層の省電力化に向く直交キャリア生成装置、およびこれを利用した無線送信機、無線受信機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】
【０００６】
本発明の一態様である直交キャリア生成装置は、入力される発振波形から、互いに直交する２つのキャリア波形を発生し、該２つのキャリア信号の振幅値を制御信号により制御可能に構成された移相器と、前記２つのキャリア波形のうちの少なくとも一方のキャリア波形の振幅値に相当する検出電圧を出力する振幅検出器と、前記検出電圧と基準電圧との差を増幅し得られた出力信号を前記制御信号として前記移相器に供給する比較・増幅器とを具備する。
【０００７】
この直交キャリア生成装置では、移相器として、２つのキャリア信号の振幅値の両者を外部信号により制御可能に構成されたものを用いる。２つのキャリアの等振幅性および正確な９０度の位相差については、例えば、倍の周波数で発振させた発振波形を所定のフリップフロップ回路に入力する構成を利用するなどすれば、このような所望の２つのキャリアを生成することができる。これ自体として、十分な増幅を受けた波形をリミットすることや、十分な振幅の波形で位相差の検出することには及ばず省電力である。さらに、キャリア波形の振幅検出器と、検出された振幅値の基準電圧からの誤差相当の出力電圧を移相器に供給する比較・増幅器とを有することで、キャリア波形の振幅が一定レベルに制御される。よって、この直交キャリア生成装置を用いれば、直交変復調器において、ベースバンド信号からみた変復調特性のばらつきを抑制することができる。
【０００８】
また、本発明の別の態様である無線送信機は、２相のベースバンド信号を生成するベースバンド信号処理部と、発振波形が入力され、互いに直交する２つのキャリア波形を発生し、該２つのキャリア信号の振幅値の両者を制御信号により制御可能に構成された移相器と、前記２つのキャリア波形のうちの少なくとも一方が入力され、該少なくとも一方のキャリア波形の振幅値に相当の検出電圧を出力する振幅検出器と、前記検出電圧を基準電圧と比較して増幅し得られた出力信号を前記制御信号として前記移相器に供給する比較・増幅器とを備えた直交キャリア生成装置と、前記２つのキャリア信号を前記２相のベースバンド信号で直交変調し被変調信号を生成する直交変調器と、前記被変調信号を電力増幅して電力増幅信号を生成する電力増幅器と、前記電力増幅信号を電波放射するアンテナとを具備する。
【０００９】
また、本発明のさらに別の態様である無線受信機は、電波を捉えてＲＦ信号を出力するアンテナと、発振波形が入力され、互いに直交する２つのキャリア波形を発生し、該２つのキャリア信号の振幅値の両者を制御信号により制御可能に構成された移相器と、前記２つのキャリア波形のうちの少なくとも一方が入力され、該少なくとも一方のキャリア波形の振幅値に相当の検出電圧を出力する振幅検出器と、前記検出電圧を基準電圧と比較して増幅し得られた出力信号を前記制御信号として前記移相器に供給する比較・増幅器とを備えた直交キャリア生成装置と、前記ＲＦ信号を前記２つのキャリア信号で復調し２相のベースバンド信号を生成する直交復調器と、前記２相のベースバンド信号を信号処理するベースバンド信号処理部とを具備する。
【００１０】
これらの無線送信機および無線受信機は、それぞれ、上記の直交キャリア生成装置を利用した無線送信機、無線受信機である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、直交キャリア生成装置、およびこれを利用した無線送信機、無線受信機において、ベースバンド信号からみた変復調特性のばらつきを抑制することができかつ一層の省電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記一態様における実施態様として、前記移相器は、バイアス電流源を有し該バイアス電流源が生成する電流に依存して前記２つのキャリア波形の前記振幅値が変動するものであり、前記バイアス電流源に前記比較・増幅器の前記出力信号が前記制御信号として供給され、前記バイアス電流源の電流が、前記出力信号によって制御される、とすることができる。これは、移相器が有するバイアス電流源にフィードバックを行い、２つのキャリア波形の振幅値を所望に制御する構成である。
【００１３】
また、実施態様として、前記移相器は、バイアス電圧が印加され前記発振波形が受け渡される入力ノードと前記バイアス電圧を発生するバイアス電圧源とを有し、前記バイアス電圧に依存して前記２つのキャリア信号の前記振幅値が変動するものであり、前記バイアス電圧源に前記比較・増幅器の前記出力信号が前記制御信号として供給され、前記バイアス電圧が、前記出力信号によって制御される、とすることができる。これは、移相器が有する、入力信号にバイアス電圧を与えるためのバイアス電圧源にフィードバックを行い、２つのキャリア波形の振幅値を所望に制御する構成である。
【００１４】
また、実施態様として、前記基準電圧を発生する基準電圧源をさらに具備し、該基準電圧源が、前記基準電圧の値を外部からの信号で制御可能に構成されている、とすることができる。これによれば、制御すべきキャリア波形の振幅を外部から設定することが可能である。設定された振幅に応じてキャリア波形の振幅が制御される。
【００１５】
また、実施態様として、前記移相器は、前記２つのキャリア波形の一方を出力する第１のバッファ回路と他方を出力する第２のバッファ回路とを備え、前記第１および第２のバッファ回路それぞれの出力の振幅値が前記制御信号により制御される、とすることができる。このような構成によれば、２つのキャリア波形に対して個別的に（すなわちさらに高精度に）それらの振幅値を制御できる可能性が生じる。
【００１６】
ここで、前記移相器の前記第１および第２のバッファ回路は、それぞれが有するバイアス電流源が生成する電流に依存して出力の前記振幅値が変動するものであり、前記バイアス電流源それぞれに前記比較・増幅器の前記出力信号が前記制御信号として供給され、前記バイアス電流源それぞれの電流が、前記出力信号によって制御される、とすることができる。これは、２つのキャリア波形に対して個別的にその振幅値を制御する構成として、２つのキャリア波形を個別にそれぞれ出力する２つのバッファ回路のバイアス電流源を利用するものである。
【００１７】
または、ここで、前記振幅検出器が、前記２つのキャリア波形の一方が入力され、該一方のキャリア波形の振幅値に相当の第１の検出電圧を出力する第１サブ検出器と、前記２つのキャリア波形の他方が入力され、該他方のキャリア波形の振幅値に相当の第２の検出電圧を出力する第２サブ検出器とを有し、前記比較・増幅器が、前記第１の検出電圧を基準電圧と比較して増幅し得られた第１の出力電圧を前記制御信号のひとつとして前記移相器に供給する第１サブ増幅器と、前記第２の検出電圧を基準電圧と比較して増幅し得られた第２の出力電圧を前記制御信号のもうひとつとして前記移相器に供給する第２サブ増幅器とを有し、前記第１の出力信号が、前記一方のキャリア波形の振幅値を制御し、前記第２の出力信号が、前記他方のキャリア波形の振幅値を制御する、することができる。
【００１８】
これは、２つのキャリア波形の振幅を個々のフィードバックで制御する構成である。これによれば、移相器において２つのキャリア波形にわずかな振幅差が発生し得る場合においてもこれを抑制することができる。
【００１９】
または、ここで、前記移相器の前記第１のバッファ回路は第１のバイアス電流源を有し該第１のバイアス電流源が生成する電流に依存して出力の前記振幅値が変動するものであり、かつ、前記移相器の前記第２のバッファ回路は第２のバイアス電流源を有し該第２のバイアス電流源が生成する電流に依存して出力の前記振幅値が変動するものであり、前記振幅検出器が、前記２つのキャリア波形の前記一方が入力され、該一方のキャリア波形の振幅値に相当する第１の検出電圧を出力する第１サブ検出器と、前記２つのキャリア波形の前記他方が入力され、該他方のキャリア波形の振幅値に相当する第２の検出電圧を出力する第２サブ検出器とを有し、前記比較・増幅器が、前記第１の検出電圧と前記基準電圧との差を増幅し得られた第１の出力電圧を前記制御信号のひとつとして前記移相器に供給する第１サブ増幅器と、前記第２の検出電圧と前記基準電圧との差を増幅し得られた第２の出力電圧を前記制御信号のもうひとつとして前記移相器に供給する第２サブ増幅器とを有し、前記第１のバッファ回路の前記第１のバイアス電流源に前記第１の出力電圧が供給され、該第１のバイアス電流源の電流が、該第１の出力信号によって制御され、前記第２のバッファ回路の前記第２のバイアス電流源に前記第２の出力電圧が供給され、該第２のバイアス電流源の電流が、該第２の出力信号によって制御される、とすることができる。
【００２０】
これは、２つのキャリア波形に対して個別的にその振幅値を制御する構成として、２つのキャリア波形を個別にそれぞれ出力する２つのバッファ回路のバイアス電流源を利用するものである。加えて、２つのキャリア波形の振幅を個々のフィードバックで制御している。これによれば、移相器において２つのキャリア波形にわずかな振幅差が発生し得る場合においてもこれを抑制することができる。
【００２１】
以上を踏まえ、以下では実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る直交キャリア生成装置の構成を示している。図１に示すように、この直交キャリア生成装置は、移相器１１、振幅検出器１２、フィルタ１３、基準電圧源１４、比較・増幅器１５を有する。この直交キャリア生成装置の出力である２相キャリア波形は、直交変調器２１に２相（Ｉ、Ｑ）のキャリア波形として供給される。
【００２２】
移相器１１には、所定の周波数の発振波形が入力され、この波形が内部で操作されて互いに直交しほぼ等振幅の２相キャリアが生成される。生成され出力される２相キャリア波形の振幅は、振幅制御入力端子１１ａに導かれている電圧で制御可能になっている。２相キャリア波形は、直交変調器２１および振幅検出器１２に供給される。すなわち、図１はこの直交キャリア生成装置を直交変調器に適用した例を示している。
【００２３】
振幅検出器１２は、供給された２相キャリア波形を例えば全波整流または半波整流し２相キャリア波形の振幅を検出する。なお、図では２相キャリア波形の両者が振幅検出器１２に入力されているが、いずれか一方のみが入力されるような構成もあり得る。フィルタ１３は、振幅検出器１２の出力に残留する変動成分を濾波し、変動成分の抑圧された振幅検出電圧を比較・増幅器１５の一方の入力として供給する。
【００２４】
基準電圧源１４は、フィルタ１３の出力での振幅検出電圧が設定されるべき電圧の電圧源である。この電圧源１４は、その出力する電圧が、集積化回路とする場合のプロセスのばらつきや、温度変動、電源電圧の変動などにより変動しないように構成されている。また、この電圧は、電圧制御入力端子１４ａに入力される制御入力で制御可能になっている。基準電圧源１４が出力する電圧は、比較・増幅器１５の他方の入力として供給される。比較・増幅器１５は、供給された振幅検出電圧を、基準電圧源１４が出力する電圧を基準に比較して大きな利得で増幅し得られた出力信号を移相器１１の振幅制御入力端子１１ａに導く。
【００２５】
直交変調器２１は、入力された２相キャリア波形を、それぞれ２相ベースバンド信号で変調して合成し被変調信号を出力する。
【００２６】
図１に示す直交キャリア生成装置では、移相器１１が出力する２相キャリア信号において、その振幅が、基準電圧源１４が出力している電圧に応じて制御される。ここで、２つのキャリア波形の等振幅性および正確な９０度の位相差については、移相器１１自体の性質として確保することができるようになっている（詳しくは後述）。したがって、これらの確保のため十分な増幅を受けた波形をリミットすることや、十分な振幅の波形で位相差の検出することには及ばず省電力である。また、２相キャリア波形の振幅が、プロセスのばらつきや、温度変動、電源電圧の変動などによらず、一定レベルに高精度に制御されることから、ベースバンド信号からみた変調特性のばらつきを効果的に抑制することができる。
【００２７】
図２は、図１に示した直交キャリア生成装置の構成をより詳細に示している。図２において図１中に示した構成要素と同一のものには同一符号を付しその説明を省略する。
【００２８】
図２に示すように、振幅制御入力端子１１ａに供給される信号は、具体的には例えば移相器１１中に設けられたバイアス電流源１１ｂの電流値を制御するようになっている。移相器１１では、バイアス電流源１１ｂの電流に依存して、出力たる２相キャリア波形の振幅値が変動する。
【００２９】
図３は、図１、図２中に示した移相器１１の具体的な例を示している。図３において、すでに説明の図中に示した構成要素と同一のものには同一符号を付してある。
【００３０】
この移相器１１は、ＭＯＳトランジスタを組み合わせて構成されたフリップフロップからなっている。その動作の概要は以下である。ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２は、差動で入力された発振波形（電圧）を電流に変換してそれらのドレイン電流とする。ＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４も同様である。ＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８はフリップフロップのうちラッチを構成し、ＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６はフリップフロップのうちスレーブを構成する。これらのラッチおよびスレーブによりＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２のドレイン電流は周波数として１／２分周され、負荷抵抗Ｒ１、Ｒ２の図示下端に変動する電圧信号が発生する。この信号が、一方のキャリア波形になる（ここでは差動形式の出力として得る）。
【００３１】
ＭＯＳトランジスタＭ１１、Ｍ１２もラッチを構成し、ＭＯＳトランジスタＭ９、Ｍ１０はスレーブを構成する。これらのラッチおよびスレーブによりＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４のドレイン電流が周波数として１／２分周され、負荷抵抗Ｒ３、Ｒ４の図示下端に変動する電圧信号が発生する。この信号が、他方のキャリア波形になる（これも差動形式の出力として得る）。
【００３２】
ここで、一方のキャリア波形出力は、他方のキャリア波形を発生する側のスレーブであるトランジスタＭ９、Ｍ１０のゲートを制御し、他方のキャリア波形出力は、一方のキャリアを発生する側のスレーブであるトランジスタＭ５、Ｍ６のゲートを制御する。このような相互の接続により、出力である２相のキャリア波形の相互の位相差は正確性の高い９０度になるように動作する。また、フリップフロップとしての動作はラッチまたはスレーブのトランジスタがスイッチングすることによりなされており、キャリア波形それぞれの振幅はフリップフロップのバイアス電流に応じて決まることになる。
【００３３】
すなわち、出力されるキャリア波形の振幅は、上記フリップフロップのバイアス電流を決定している抵抗Ｒ５（または抵抗に代えてこれに相当する電流源でもよい）およびＭＯＳトランジスタＭ１３と、抵抗Ｒ６（または抵抗に代えてこれに相当する電流源でもよい）およびＭＯＳトランジスタＭ１４とにより制御される。これらを流れる電流が負荷抵抗Ｒ１〜Ｒ４にも流れるからである。ＭＯＳトランジスタＭ１３、Ｍ１４は、図２中に示したバイアス電流源１１ｂに相当しており、それらのゲートには振幅制御入力端子１１ａからの接続がされている。
【００３４】
なお、バイアス電圧源１１ｃは、その出力が、発振波形が受け渡される入力ノードへ接続されており、これにより、この入力ノードに対して所定のバイアス電圧を与える機能を有する。
【００３５】
以上説明の移相器１１は、ＭＯＳトランジスタを組み合わせたフリップフロップで構成されるので、原理的に、２つのキャリア波形の位相関係の正確性およびそれらの等振幅性が非常に高く、さらに、移相がアナログ要素によらないので、これらの特長が入力される発振波形の周波数にも影響を受けないなど、利点が多い。また回路集積した場合には、微細加工のＭＯＳトランジスタを用いて、低動作電圧（例えばＶｄｄ＝１．５Ｖ）、低動作電流（ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４のひとつ当たり典型時の電流値例えば２００μＡ）を実現でき、省電力化が可能である。
【００３６】
図４は、図３に示した移相器１１における、振幅制御入力電圧に対する２相キャリア波形の出力振幅を示している。このように２相キャリア波形の出力振幅は、振幅制御入力電圧に対して単調増加の特性を示す。振幅制御入力電圧は例えば０〜１．５Ｖ、２相キャリア波形の出力振幅は、例えば２００ｍＶ（ゼロピーク）〜８００ｍＶ（ゼロピーク）である（典型時で例えば４００ｍＶ（ゼロピーク））。
【００３７】
図５は、図１、図２中に示した振幅検出器１２およびフィルタ１３の具体的な例を示している。図５（ａ）、同（ｂ）、同（ｃ）がそれぞれひとつの例である。
【００３８】
図５（ａ）に示す例は、２相のキャリア波形Ｉ、Ｑそれぞれについて差動の両相を入力する構成（すなわち全波整流）になっている。それぞれの入力がＭＯＳトランジスタＭ２１〜Ｍ２４と電流源Ｉ２１、Ｉ２２とによるソースフォロアに供給され、それらの出力が抵抗Ｒ２１、Ｒ２２で合成される。そして、さらに、抵抗Ｒ２３およびキャパシタＣ２１によるフィルタ１３に導かれて低域濾波され検出電圧となる。
【００３９】
図５（ｂ）に示す例は、２相のキャリア波形Ｉ、Ｑの一方のみについて差動の両相を入力する構成（すなわち全波整流）になっている（振幅検出器１２Ａ）。差動の両相の入力がＭＯＳトランジスタＭ２１、Ｍ２２と電流源Ｉ２１とによるソースフォロアに供給され、その出力がキャパシタＣ２１によるフィルタ１３Ａで低域濾波され検出電圧となる。図５（ｃ）に示す例は、図５（ｂ）におけるフィルタ１３Ａに代えて、抵抗２３およびキャパシタ２３によるフィルタ１３を用いたものである。
【００４０】
なお、２相のキャリア波形Ｉ、Ｑは全波整流とせず、半波整流とする構成（すなわち、トランジスタＭ２１、Ｍ２２のいずれか一方のみ、トランジスタＭ２３、Ｍ２４のいずれか一方のみを設ける構成）でもよい。ただし半波整流より全波整流とする方が、検出電圧の実効値が大きく、その結果として検出精度が高くなる。この事情は、２相のキャリア波形の入力とする場合（図５（ａ））についても、一方のみのキャリア波形の入力とする場合（図５（ｂ）、同（ｃ））との比較において同様である。
【００４１】
図６は、図５に示した振幅検出器１２およびフィルタ１３（または１３Ａ）における、２相キャリア波形の入力振幅に対する検出電圧を示している。このように検出電圧は、２相キャリア波形の入力振幅に対して単調増加の特性を示す。２相キャリア波形の振幅は例えば典型時４００ｍＶ（ゼロピーク）、検出電圧は、例えば典型時４００ｍＶである。傾きとして０．５［−］程度にすることができる。
【００４２】
次に、図７は、別の実施形態に係る直交キャリア生成装置の構成を示している。図７において、すでに説明の図中に示した構成要素と同一のものには同一符号を付しその説明を省略する。同図に示すように、この実施形態では、振幅制御入力端子１１ａに供給される信号は、具体的に移相器１１Ａ中に設けられたバイアス電圧源１１ｃａの電圧を制御するようになっている。移相器１１Ａでは、バイアス電圧源１１ｃａの電圧に依存して、出力たる２相キャリア波形の振幅値が変動する。
【００４３】
図８は、図７中に示した移相器１１Ａの具体的な例を示している。図８において、すでに説明の図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は省略する。
【００４４】
この移相器１１Ａでは、図７中に示したバイアス電圧源１１ｃａが、発振波形が受け渡される入力ノードへ接続されたバイアス電圧源となっている。振幅制御入力端子１１ａに入力される電圧値によってバイアス電圧源１１ｃａが出力する電圧が変動し、これにより、トランジスタＭ１〜Ｍ４のゲートソース間電圧が変動する。すなわち、バイアス電圧源１１ｃａが出力する電圧が上昇（下降）すれば、トランジスタＭ１〜Ｍ４のゲートソース間電圧が増加（減少）し、これによりトランジスタＭ１〜Ｍ４の平均ドレイン電流が増加（減少）して負荷抵抗Ｒ１〜Ｒ４の図示下端に発生する電圧変動（振幅）が増加（減少）する。
【００４５】
この移相器１１Ａも、図３に示した移相器１１と同様に、ＭＯＳトランジスタを組み合わせたフリップフロップで構成されるので、原理的に、２つのキャリア波形の位相関係の正確性およびそれらの等振幅性が非常に高く、さらに、移相がアナログ要素によらないので、これらの特長が入力される発振波形の周波数にも影響を受けないなど、利点が多い。また回路集積した場合には、微細加工のＭＯＳトランジスタを用いて、低動作電圧（例えばＶｄｄ＝１．５Ｖ）、低動作電流（ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４のひとつ当たり典型時の電流値例えば２００μＡ）を実現でき、省電力化が可能である。
【００４６】
次に、図９は、さらに別の実施形態に係る直交キャリア生成装置の構成を示している。図９において、すでに説明の図中に示した構成要素と同一のものには同一符号を付しその説明を省略する。同図に示すように、この実施形態では、振幅制御入力端子１１ａに供給される信号は、具体的に移相器１１Ｂ中に設けられた２相キャリア出力用のバッファ１１ｄ、１１ｅを制御するようになっている。移相器１１Ｂでは、この制御により出力たる２相キャリア波形の振幅値が変動する。
【００４７】
図１０は、図９中に示した移相器１１Ｂの具体的な例を示している。図１０において、すでに説明の図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は省略する。
【００４８】
この移相器１１Ｂでは、図９中に示したバッファ１１ｄ、１１ｅがそれぞれ、ＭＯＳトランジスタＭ８１〜Ｍ８４と電流源Ｉ１〜Ｉ４とによるソースフォロアで構成されており、それらの電流源Ｉ１〜Ｉ４は各ソーフフォロアの電流を設定している。ここで、電流源Ｉ１〜Ｉ４の電流値が振幅制御入力端子１１ａに供給されている電圧によって制御される。バッファ１１ｄ、１１ｅはそれぞれ、差動のキャリア波形を出力するため内部に２つのソースフォロワを有する。
【００４９】
各ソースフォロアにおいてそれらの電流が制御で加減されると、それらを構成するトランジスタＭ８１〜Ｍ８４の電圧利得が変化するので（電流を増加するとソースフォロワの電圧利得が１に近づく）、結果としてその出力信号の電圧変化幅の変化（すなわち振幅の変化）になる。これにより、２相のキャリア波形の振幅を制御できる。
【００５０】
この移相器１１Ｂも、図３、図８に示した移相器１１、１１Ａと同様に、原理的に、２つのキャリア波形の位相関係の正確性およびそれらの等振幅性が非常に高く、さらに、移相がアナログ要素によらないので、これらの特長が入力される発振波形の周波数にも影響を受けないなど、利点が多い。また回路集積した場合には、微細加工のＭＯＳトランジスタを用いて、低動作電圧（例えばＶｄｄ＝１．５Ｖ）、低動作電流（ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４のひとつ当たり典型時の電流値例えば２００μＡ）を実現でき、電流源Ｉ１〜Ｉ４で要する電流の増加はあるもののそれでもなお省電力化が実現する。
【００５１】
さらに、バッファ１１ｄ、１１ｅは、２相キャリアのそれぞれに個別に対応して設けられているので、一歩進んだ応用として、２相キャリアの振幅を個別的に制御する構成に途を開くことができる。
【００５２】
図１１は、そのような、２相キャリアの振幅を個別的に制御する構成の一例であり、さらに別の（第４の）実施形態に係る直交キャリア生成装置の構成を示している。図１１において、すでに説明の図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は省略する。
【００５３】
この実施形態では、２相キャリアの一方および他方について、振幅を制御するためのフィードバックがそれぞれ設けられる。すなわち、一方の側（Ｉ）のキャリア波形は、図示上側の振幅検出器１２Ａ、フィルタ１３、比較・増幅器１５を経て一方の側のバッファ１１ｄへのフィードバックに用いられる。また、他方の側（Ｑ）のキャリア波形は、図示下側の振幅検出器１２Ａ、フィルタ１３、比較・増幅器１５を経て他方の側のバッファ１１ｅへのフィードバックに用いられる。
【００５４】
このような構成によれば、移相器１１Ｂにおいて２相キャリアの出力振幅に偏差が生じるような場合であっても、この偏差を除去して２相のキャリア波形間で一層等振幅性が高い直交キャリア生成装置を得ることができる。
【００５５】
図１２は、図１１中に示した移相器１１Ｂの具体的な例を示している。図１２において、すでに説明の図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は省略する。
【００５６】
この移相器１１Ｂは、図１０に示したものとほぼ同じ構成である。違いは、振幅制御入力端子１１ａを２つ設け、それらに供給される電圧を個別にバッファ１１ｄ、１１ｅに導けるようにしたことである。バッファ１１ｄ、１１ｅの機能、動作についてはすでに説明した通りである。
【００５７】
以上では、各実施形態の直交キャリア生成装置を直交変調器２１に適用した場合を説明した。各実施形態の直交キャリア生成装置は、同様にして、直交復調器に適用することも当然ながら可能である。図１３は、一実施形態に係る直交キャリア生成装置を復調器に使用する場合の構成を示している。図１３においてすでに説明した図中に登場の構成要素には同一符号を付してある。その説明は省略する。
【００５８】
図１３において、直交キャリア生成装置を構成する、移相器１１、振幅検出器１２、フィルタ１３、基準電圧源１４、比較・増幅器１５の各機能、動作については図１での説明と同じである。これらにより生成された２相キャリア波形は直交復調器２２に入力され、図１で説明の被変調信号に相当のＲＦ信号を直交する２つの軸で復調する。復調された結果は復調２相ベースバンド信号として得られる。直交復調器２２に入力する２相キャリア波形は、図１に示した実施形態のものに代えて上記各実施形態によって生成されたものを用いることができる。
【００５９】
次に、以上説明の直交キャリア生成装置を携帯電話機などの無線送信機、無線受信機に応用する場合について図１４を参照して説明する。図１４は、一実施形態に係る無線送信機および無線受信機（兼用機）の構成を示している。すでに説明の図中に登場の構成要素と同一のものには同一符号を付してある。この例では、送受の切り替えを時分割で行うＴＴＤ（time division duplex）方式を示すが、実施形態としてこれに限られるものではない。
【００６０】
図１４に示すように、この兼用機は、直交キャリア生成装置５１、ベースバンド信号処理部（送信用）５２、直交変調器２１、可変利得増幅器５３、電力増幅器５４、送受信スイッチ５５、アンテナ５６、バンドパスフィルタ６１、低雑音増幅器６２、バンドパスフィルタ６３、直交復調器２２、直交キャリア生成装置６４、ベースバンド信号処理部（受信用）６５を有する。直交キャリア生成装置５１、６４については、上記説明の各実施形態に係る直交キャリア生成装置を用いることができる。
【００６１】
この兼用機の動作を各構成要素の機能とともに説明する。まず、送信時であるが、ベースバンド信号処理部５２ではベースバンドにおける送信信号の生成のため各処理がなされる。その処理の最後で所定の帯域制限がされる。これで得られたベースバンド信号は２相からなっており、これらが直交変調器２１に導かれて、直交キャリア生成装置５１からの２相キャリア信号をそれぞれ変調する。変調と同時にそれらは合成され、被変調信号となって可変利得増幅器５３に供給される。
【００６２】
可変利得増幅器５３では、不図示の制御系からの制御信号により適当な利得になるように制御がされ、この制御された利得で被変調信号が増幅される。増幅された被変調信号は電力増幅器５４に供給される。電力増幅器５４では、被変調信号をアンテナ５６から電波放射するための電力増幅がなされる。電力増幅された被変調信号は、送受信スイッチ５５が送受のうちの送側に切り替えられた状態においてアンテナ５６に供給される。アンテナ５６に供給された被変調信号は電波として放射される。
【００６３】
次に、受信時であるが、電波として空中に放射された信号はアンテナ５６により捉えられ、ＲＦ信号として送受信スイッチ５５が受側に切り替えられた状態においてバンドパスフィルタ６１に導かれる。バンドパスフィルタ６１では不要周波数成分の除去がされ、その出力が低雑音増幅器６２で低雑音特性の下、増幅される。低雑音増幅されたＦＲ信号はバンドパスフィルタ６３に導かれて不要周波数成分の除去がされ、その出力たるＲＦ信号が直交復調器２２に入力される。
【００６４】
直交復調器２２では、入力されたＲＦ信号を、直交キャリア生成装置６４からの２相キャリア波形を用い直交する２つの軸で復調する。復調で得られた復調２相ベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部（受信用）６５に導かれ、ベースバンド信号処理部６５では、送られてきた情報を再生するための所定のベースバンド処理がなされる。
【００６５】
この実施形態の無線送信機および無線受信機では、直交キャリア生成装置５１、６４としてすでに説明した実施形態のものが用いられるので、ベースバンド信号からみた変復調特性のばらつきを抑制することができかつ一層の省電力化が達成される。
【００６６】
本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】一実施形態に係る直交キャリア生成装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した直交キャリア生成装置の構成をより詳細に示すブロック図。
【図３】図１、図２中に示した移相器の具体的な例を示す回路図。
【図４】図３に示した移相器における、振幅制御入力電圧に対する２相キャリア波形の出力振幅を示す特性図。
【図５】図１、図２中に示した振幅検出器およびフィルタの具体的な例を示す回路図。
【図６】図５に示した振幅検出器およびフィルタにおける、２相キャリア波形の入力振幅に対する検出電圧を示す特性図。
【図７】別の実施形態に係る直交キャリア生成装置の構成を示すブロック図。
【図８】図７中に示した移相器の具体的な例を示す回路図。
【図９】さらに別の実施形態に係る直交キャリア生成装置の構成を示すブロック図。
【図１０】図９中に示した移相器の具体的な例を示す回路図。
【図１１】さらに別の（第４の）実施形態に係る直交キャリア生成装置の構成を示すブロック図。
【図１２】図１１中に示した移相器の具体的な例を示す回路図。
【図１３】一実施形態に係る直交キャリア生成装置を復調器に使用する場合の構成を示すブロック図。
【図１４】一実施形態に係る無線送信機および無線受信機の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００６８】
１１、１１Ａ、１１Ｂ…移相器、１１ａ…振幅制御入力端子、１１ｂ…バイアス電流源、１１ｃ…バイアス電圧源、１１ｃａ…バイアス電圧源、１１ｄ、１１ｅ…バッファ、１２、１２Ａ…振幅検出器、１３、１３Ａ…フィルタ、１４…基準電圧源、１４ａ…電圧制御入力端子、１５…比較・増幅器、２１…直交変調器、２２…直交復調器、５０…発振器、５１…直交キャリア生成装置、５２…ベースバンド信号処理部（送信）、５３…可変利得増幅器、５４…電力増幅器、５５…送受信スイッチ、５６…アンテナ、６１…バンドパスフィルタ、６２…低雑音増幅器、６３…バンドパスフィルタ、６４…直交キャリア生成装置、６５…ベースバンド信号処理部（受信）。
【図１】
2008199163.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008199163.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008199163.tif 000011
【図１０】
2008199163.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2008199163.tif 000014
【図１３】
2008199163.tif 000015
【図１４】
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