(57)【要約】【課題】ミキシング回路において発生するノイズを抑制するには、高調波成分を除去した正弦波に近い制御信号でスイッチ回路を動作させる必要があるが、スイッチ回路の動作特性に合わせて電圧レベルを調整しないと、波形の欠損等が生じ正常な出力が得られない。【解決手段】本発明の変調回路は、スイッチ回路の電気特性に合わせて第１，第２の切替制御信号の波形電圧を調整する構成を有するミキシング回路を備えている。このため、高調波成分を除去した正弦波に近い信号でスイッチ回路を動作させても、正常なミキシング波形を出力できるようになり、不要な周波数成分の出現を防ぐことができる。【選択図】図１
2007259227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信手段からの得られるタイムコードを含む入力信号と局発振回路から得られる所定の信号とを入力し、これらの信号を切替えるスイッチ回路と、該スイッチ回路の出力信号を信号処理して変調出力信号として出力する変調回路であり、
前記スイッチ回路は、第１のスイッチ回路と第２のスイッチ回路とからなり、
前記所定の信号を第１の切替信号と第２の切替信号とに分離する信号分離手段を有し、
前記第１のスイッチ回路に前記入力信号と前記第１の切替信号とを入力し、
前記第２のスイッチ回路に前記入力信号と前記第２の切替信号とを入力する変調回路において、
前記第１のスイッチ回路と第２のスイッチ回路との電気特性に応じて、前記所定の信号または前記第１の切替信号および前記第２の切替信号を調整し、前記信号分離手段または前記第１のスイッチ回路および前記第２のスイッチ回路に調整信号を出力する切替信号調整回路を有することを特徴とする変調回路。
【請求項２】
前記切替信号調整回路は、前記局発振信号の中心電圧値を前記第１のスイッチ回路および前記第２のスイッチ回路の動作開始電圧値と等しくするように調整することを特徴とする請求項１に記載の変調回路。
【請求項３】
前記中心電圧は、前記局発振信号の正側ピーク電圧値と負側ピーク電圧値との間の電位差の１／２の電圧値であることを特徴とする請求項２に記載の変調回路。
【請求項４】
前記切替信号調整回路は、前記局発振信号の最大振幅電圧値と前記第１のスイッチ回路および前記第２のスイッチ回路の最大動作電圧値とを等しくするように調整することを特徴とする請求項１に記載の変調回路。
【請求項５】
前記局発振回路から出力する前記局発振信号は、正弦波または方形波の高調波成分を所定量だけ除去した立ち上がり波形および立ち下がり波形が急峻でない波形であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の変調回路。
【請求項６】
制御回路と記憶回路とを有してなり、前記第１のスイッチ回路と前記第２のスイッチ回路との電気特性を計測する計測回路を有し、
前記制御回路は、計測した前記電気特性から前記動作開始電圧値または前記最大動作電圧値を決定すると共に前記記憶回路に記憶し、前記局発振信号と前記タイムコードを含む入力信号をミキシング前に供給することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の変調回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の信号と局発振回路からの信号とをミキシングする変調回路に関し、特に標準時刻情報信号を含む標準電波を受信し、時刻を表示する電波修正時計に用いる変調回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる複数の信号をミキシングして１つの信号を出力する回路をミキシング回路といい、このミキシング回路は、複数信号の掛け合わせを行う回路として広く利用されている。ミキシング回路は、さまざまな回路構成が提案されている。すなわち、トランスとダイオードを用いたリング変調器やアナログスイッチを用いた二重平衡変調器などである。
【０００３】
特にスイッチ回路を用いたミキシング回路は、大型で高価なトランスと固体差のあるダイオードとを用いたミキシング回路に比べ、回路の簡易化と小型化が可能なため、信号の変復調回路として広く用いられている。
【０００４】
従来知られているミキシング回路は、オペアンプと抵抗とで構成された加減算回路とアナログスイッチとを有し、入力信号を変調する回路であって、小型な回路構成で低周波数も制限を受けずに変調できるという特徴を有する。
【０００５】
このような従来知られているミキシング回路は、搬送波の位相のずれに起因する搬送波のリークが発生しており、二重平衡変調器の変調特性を低下させるという問題を生じていた。このような問題を解決するためには多くの提案を見るものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
特許文献１に示した従来技術は、アナログスイッチとインバータと増幅器とを有し、入力信号をインバータもしくはフリップフロップ回路で位相反転した搬送波で変調する回路であって、搬送波の位相ずれが生じにくいという特徴がある。
【０００７】
詳しく説明する。図８は特許文献１に示した従来技術を説明するための回路図である。図８において、３０１は信号入力端子、３０２は搬送波入力端子、３０３と３０４とはアナログスイッチを用いた第１，第２のスイッチ回路、３０５はインバータ、３０６は増幅器、３０６ａは非反転入力端子、３０６ｂは反転入力端子、３０７は変調出力端子、３０８，３０９，３１０，３１１は抵抗である。
【０００８】
信号入力端子３０１は第１，第２のスイッチ回路３０３、３０４に入力され、搬送波入力端子３０２は第１のスイッチ回路に入力されると共にインバータ３０５に入力される。インバータ３０５の出力は、第２のスイッチ回路３０４に入力され、第１のスイッチ回路３０３の出力は、抵抗３０８に入力される。抵抗３０８の出力は、抵抗３０９に入力されるとともに非反転入力端子３０６aに入力される。
また、第２のスイッチ回路３０４の出力は、抵抗３１０に入力され、抵抗３１０の出力は、反転入力端子３０６bと抵抗３１１とに入力され、抵抗３１１の出力は、増幅器３０６の出力端子に接続し、変調出力端子３０７に接続される。
【０００９】
第１，第２のスイッチ回路３０３，３０４に入力された搬送波により、信号入力端子３０１から入力された信号のスイッチング動作が行なわれ、搬送波と同じ周期で信号入力が断続される。信号入力は波形を櫛の歯状に変形され、第１，第２のスイッチ回路３０３，３０４から出力される。これらの出力を増幅器３０６によって合成し、変調出力端子３０
７に出力する。
【００１０】
特許文献１に示した従来技術は、第１，第２のスイッチ回路３０３，３０４に入力する搬送波をインバータもしくはフリップフロップで生成することにより、信号入力端子３０１から第１，第２のスイッチ回路３０３，３０４に至る間の搬送波の位相ずれを抑制し、搬送波リークの問題を解決するものである。
【００１１】
【特許文献１】特開平５−３０８２２５号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に示した従来技術は、搬送波リークが低減できるという利点があるものの、スイッチ回路を動作させる搬送波の波形は方形波であり、基本周波数以外の高調波成分を多く含んでいる。このため、信号入力端子３０１から入力される信号をミキシングすると、変調出力端子３０７から出力されるその出力波形には、多くの不要な副次周波数が含まれてしまう。
【００１３】
このため、この出力波形を変調波として利用するためには、その信号を高次の狭帯域のフィルタを通して不要な副次周波数をカットする必要がある。さらには、不要な高調波成分は電磁波として輻射し近傍の回路に影響を与えるばかりではなく、電源電圧やグランド信号に高調波ノイズが混入してしまい、これらは排除が困難である。
高調波ノイズが混入した電源電圧やグランド信号を用いて動作する回路は、これらの信号がノイズによって変動している状態で動作することになり、出力信号に高調波ノイズが混入してしまう可能性が高く、その結果、回路動作を不安定にし、信号対ノイズ比を悪化させてしまうという問題があった。
【００１４】
本発明の変調回路は、これらの問題を解決するためになされるものであって、不要な周波数成分の発生を抑制し、スイッチ回路の動作特性に合わせて電圧レベルが調整できる変調回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の変調回路は、以下の構成を採用する。
【００１６】
受信手段からの得られるタイムコードを含む入力信号と局発振回路から得られる所定の信号とを入力し、これらの信号を切替えるスイッチ回路と、スイッチ回路の出力信号を信号処理して変調出力信号として出力する変調回路であり、
スイッチ回路は、第１のスイッチ回路と第２のスイッチ回路とからなり、
所定の信号を第１の切替信号と第２の切替信号とに分離する信号分離手段を有し、
第１のスイッチ回路に入力信号と第１の切替信号とを入力し、
第２のスイッチ回路に入力信号と第２の切替信号とを入力する変調回路において、
第１のスイッチ回路と第２のスイッチ回路との電気特性に応じて、所定の信号または第１の切替信号および第２の切替信号を調整し、信号分離手段または第１のスイッチ回路および第２のスイッチ回路に調整信号を出力する切替信号調整回路を有することを特徴とする。
【００１７】
切替信号調整回路は、局発振信号の中心電圧値を第１のスイッチ回路および第２のスイッチ回路の動作開始電圧値と等しくするように調整することを特徴とする。
【００１８】
中心電圧は、局発振信号の正側ピーク電圧値と負側ピーク電圧値との間の電位差の１／２の電圧値であることを特徴とする。
【００１９】
切替信号調整回路は、局発振信号の最大振幅電圧値と第１のスイッチ回路および第２のスイッチ回路の最大動作電圧値とを等しくするように調整することを特徴とする。
【００２０】
局発振回路から出力する局発振信号は、正弦波または方形波の高調波成分を所定量だけ除去した立ち上がり波形および立ち下がり波形が急峻でない波形であることを特徴とする。
【００２１】
制御回路と記憶回路とを有してなり、第１のスイッチ回路と第２のスイッチ回路との電気特性を計測する計測回路を有し、
制御回路は、計測した電気特性から動作開始電圧値または最大動作電圧値を決定すると共に記憶回路に記憶し、局発振信号とタイムコードを含む入力信号をミキシング前に供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の変調回路は、スイッチ回路の電気特性に合わせて第１，第２の切替制御信号の波形電圧を調整する構成を有するミキシング回路を備えている。
ミキシング回路は、高調波成分を除去した正弦波に近い信号でスイッチ回路を動作させても、正常な変調波形を出力できるようになり、不要な周波数成分の出現を防ぐことができる。
本発明の変調回路により、ミキシング回路出力に現れる不要周波数成分が抑制できるため、電源やグランドを通した他の回路へのノイズ回り込みを防ぐことができ、本発明の変調回路より後段に設けるフィルタ回路も次数を下げることができる。
このように、本発明の変調回路はミキシング回路として、搬送波に起因した出力波形の部分欠損による搬送波リークを低減できるばかりか、不要な高調波ノイズを発生しないため他の回路の性能を低下させず、より高精度で高密度な回路を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る変調回路の実施形態を図面参照しながら詳細に説明する。本発明の実施形態では、本発明の変調回路を標準電波を受信し時刻を修正する電波修正時計の変調回路として用いた場合を例にして説明する。
【実施例１】
【００２４】
［全体ブロックの説明：図１］
図１は、本発明に係る変調回路の第１の実施形態を説明するブロック図である。図１において、１は第１のスイッチ回路、２は第２のスイッチ回路、３は第１の切替制御信号、４は第２の切替制御信号、５は切替信号調整回路、６は信号保持回路、７は加減算回路である。２０１は入力信号、２０２は局発入力中心電圧信号、２０３は局発切替入力信号、２０４は切替回路最大動作電圧信号、２０５は切替回路動作開始電圧信号、２０６は出力信号である。
【００２５】
図示しない受信手段からの得られるタイムコードを含む入力信号２０１は、第１のスイッチ回路１と第２のスイッチ回路２とに入力している。また、図示しないが知られている回路により予め高調波成分を除去された所定の信号である局発切替入力信号２０３は、切替信号調整回路５に入力している。
局発切替入力信号２０３の中心電圧を示す局発入力中心電圧信号２０２、第１のスイッチ回路１と第２のスイッチ回路２との動作開始電圧を示す切替回路動作開始電圧信号２０５、さらに、第１のスイッチ回路１と第２のスイッチ回路２との最大動作電圧を示す切替回路最大動作電圧信号２０４が切替信号調整回路５に入力している。
【００２６】
切替信号調整回路５は、入力信号２０１の電圧レベルを調整した第１の切替制御信号３を生成し、第１のスイッチ回路１に出力する。また、同じく電圧レベルを調整するとともに第１の切替制御信号３と１８０度位相がずれた第２の切替制御信号４を第２のスイッチ回路２に出力する。
【００２７】
第１のスイッチ回路１と第２のスイッチ回路２との電気特性に応じて、所定の信号である局発切替入力信号２０３または第１の切替信号３および第２の切替信号４を調整し、信号分離手段または第１のスイッチ回路１および第２のスイッチ回路２に調整信号を出力する切替信号調整回路５を有する。
所定の信号を第１の切替信号と第２の切替信号とに分離する信号分離手段とは、第１の切替信号３および第２の切替信号４を生成する手段のことであり、切替信号調整回路５に内包している。
第１のスイッチ回路１と第２のスイッチ回路２との電気特性とは、入力信号と切替信号に対する出力信号の電圧特性のことであり、この電圧特性から切替回路動作開始電圧と切替回路最大動作電圧が決定される。
【００２８】
切替信号調整回路５で行う電圧レベルの調整とは、局発入力中心電圧信号２０２に含まれる局発入力中心電圧を切替回路動作開始電圧信号２０５に含まれる切替回路動作開始電圧に合わせるように局発切替入力信号２０３を電圧シフトする。つまり、局発振信号の中心電圧値とは、局発入力中心電圧信号２０２の電圧値のことである。
さらに、局発切替入力信号２０３の中心電圧から波形のピーク電圧が、第１のスイッチ回路１と第２のスイッチ回路２との動作可能な最大電圧に一致するように第１の切替制御信号３と第２の切替制御信号４との波高値を調整することである。なお、切替信号調整回路５の詳細については後述する。
【００２９】
図１において、局発入力中心電圧信号２０２と切替回路最大動作電圧信号２０４、および切替回路動作開始電圧信号２０５は、外部から所定の信号として入力する例を図示しているが、これに限定するものではない。切替信号調整回路５で生成してもよい。そのような構成についても後述する。
【００３０】
第１のスイッチ回路１では、第１の切替制御信号３の波形電圧レベルに合わせて入力信号２０１を通過させ、第１の切替制御信号３とのミキシングを行う。また、第２のスイッチ回路２も同様にミキシングを行う。第１，第２のスイッチ回路１，２が入力信号２０１を遮断している間の電圧は、信号保持回路６で保持する。これら出力を加減算回路７に入力し、波形の合成を行う。
このようにすることで、タイムコードを含む入力信号２０１に対して局発切替入力信号２０３のミキシングを行い、出力信号２０６として出力することができる。
【００３１】
［切替信号調整回路の説明１：図２］
図２は、図１に示す切替信号調整回路５を説明する回路図である。図２において、２０，２２，２３、２５，２７，２８，２９，３１，３２は入力抵抗、２１，２６，３０は帰還抵抗、３３は第１の演算増幅器、３８は第２の演算増幅器、３９は第３の演算増幅器、３５〜３７はバッファ、３４はインバータなどの反転素子である。４００は第１の差分回路、４０１は第２の差分回路、４０２は第３の差分回路である。すでに説明した同一の構成には同一の番号を付与している。
【００３２】
第１の差分回路４００は、第１の演算増幅器３３と入力抵抗２０，２２，２３と帰還抵抗２１とにより形成している。第１の演算増幅器３３における負の入力端子には入力抵抗２０を介して切替回路動作開始電圧信号２０５が入力するとともに、帰還抵抗２１を介して出力端子に接続している。正の入力端子には入力抵抗２２を介して局発入力中心電圧信
号２０２が入力するとともに、入力抵抗２３を介してグランドレベルに接続している。第１の演算増幅器３３の出力端子の信号は、差分信号４０となる。
【００３３】
第２の差分回路４０１は、第２の演算増幅器３８と入力抵抗２５，２７，２８と帰還抵抗２６とにより形成している。第２の演算増幅器３８の負の入力端子には入力抵抗２５とバッファ３５とを介して差分信号４０が入力するとともに、帰還抵抗２６を介して出力端子に接続している。正の入力端子には入力抵抗２７とバッファ３６とを介して局発切替入力信号２０３が入力するとともに、入力抵抗２８を介してグランドレベルに接続している。第２の演算増幅器３８の出力端子の信号が、第１の切替制御信号３となる。
【００３４】
第３の差分回路４０２は、第３の演算増幅器３９と入力抵抗２９，３１，３２と帰還抵抗３０とにより形成している。第３の演算増幅器３９の負の入力端子には入力抵抗２９とバッファ３５とを介して差分信号４０が入力するとともに、帰還抵抗３０を介して出力端子に接続している。正の入力端子には入力抵抗３１とバッファ３７と反転素子３４とを介して局発切替入力信号２０３が入力するとともに、入力抵抗３２を介してグランドレベルに接続している。第３の演算増幅器３９の出力端子の信号が、第２の切替制御信号４となる。
【００３５】
［動作の説明］
次に動作を説明する。第１の差分回路４００は、入力抵抗２０を介して入力された切替回路動作開始電圧信号２０５の電圧と、入力抵抗２２を介して入力された局発入力中心電圧信号２０２の電圧との差分の電圧を生成する。そして、この電圧差分を差分信号４０として出力する。このような演算増幅器を用いた差分信号の生成はすでに知られている回路構成であるのでその説明は省略する。
【００３６】
第２の差分回路４０１は、入力抵抗２５とバッファ３５とを介して入力された差分信号４０と、入力抵抗２７とバッファ３６とを介して入力された局発切替入力信号２０３とを入力し、差分信号４０の分だけ電圧がシフトした信号を生成し第１の切替制御信号３として出力する。
これにより、第１のスイッチ回路１の動作開始電圧と中心電圧とが等しい第１の切替制御信号３は、局発信号の中心電圧より大きな電圧が入力したときに、その電圧の大きさに応じて第１のスイッチ回路１を動作させ、入力信号２０１を変調させることができる。
【００３７】
第３の差分回路４０２は、入力抵抗２９とバッファ３５とを介して入力された差分信号４０と、入力抵抗３１とバッファ３７と反転素子３４とを介して入力された局発切替入力信号２０３（反転素子３４により位相が１８０度ずれている）とを入力し、差分信号４０の分だけ電圧がシフトした信号を生成する。この信号は、第２の切替制御信号４として出力する。
これにより、第２のスイッチ回路２の動作開始電圧と中心電圧とが等しい第２の切替制御信号４は、局発信号の中心電圧より大きな電圧が入力したときに、その電圧の大きさに応じて第２のスイッチ回路２を動作させ、入力信号２０１を変調させることができる。
【００３８】
したがって、図２に示す切替信号調整回路５によって、局発切替入力信号２０３に対して、第１，第２のスイッチ回路１，２が動作しない電圧範囲を生じずに済む。
【００３９】
［切替信号調整回路の説明２：図３］
図３は、図１に示す切替信号調整回路５を説明する回路図であって、図２に示す例とは異なる回路である。
図２に示す回路では、局発切替入力信号２０３を２つの信号に分離し、片方を反転素子３４により位相を１８０度ずらせた信号としてこれらを用いて第１の切替制御信号３と第
２の切替制御信号４とを調整して出力しているのに対し、図３に示す例では、切替制御信号の電圧レベルを調整した後に、反転素子３４を設けて切替制御信号を第１の切替制御信号３と第２の切替制御信号４とに分離して出力するのである。
【００４０】
図２に示す回路と図３に示す回路との違いは、上述のごとく信号分離の仕方だけである。  第２の差分回路４０１は、入力抵抗２５とバッファ３５とを介して入力された差分信号４０と、入力抵抗２７とバッファ３６とを介して入力された局発切替入力信号２０３とを入力し、差分信号４０の分だけ電圧がシフトした第１の切替制御信号３を出力する。この信号を反転素子３４を用いて位相を１８０度ずらせた信号として第２の切替制御信号４を出力する。
【００４１】
これにより第１，第２のスイッチ回路１，２の動作開始電圧と中心電圧とが等しい第１の切替制御信号３は、局発信号の中心電圧より大きな電圧が入力したときに、その電圧の大きさに応じて第１のスイッチ回路を制御し、入力信号２０１を変調させることができる。
また、第１の切替制御信号３に対して中心電圧はそのままに位相を反転した第２の切替制御信号４で、第２のスイッチ回路２を制御し、入力信号２０１を変調させることができる。
【００４２】
したがって、図３に示す切替信号調整回路５によって、局発切替入力信号２０３に対して、第１、第２のスイッチ回路が動作しない電圧範囲を生じずに済む。これにより局発切替入力信号２０３は、正弦波または方形波の高調波成分を所定量だけ除去した立ち上がり波形および立ち下がり波形が急峻でない波形を用いることができるようになり、高調波ノイズを抑制しつつ変調を正常に行うことができる。
【００４３】
図３に示す切替信号調整回路５は、図２に示す切替信号調整回路５に比べて、バッファ３７，第３の差分回路４０２が省略されており、反転素子３４は、第２の差分回路４０１の出力端子に接続されているだけであるので、その詳細な説明は省略する。
このように、図３に示す切替信号調整回路５は、回路構成をコンパクトにすることができるという利点がある。
【００４４】
なお、図２，３に示すバッファ３５〜３７は、省略してもかまわない。バッファ３５〜３７は、その前後の回路の電流的な影響が考慮されるときに用いるものであるから、そのような電流的な影響がない場合は、これらを省略することができる。
【００４５】
［切替信号調整回路の説明３：図４］
次に、切替信号調整回路５に外部から局発入力中心電圧信号２０２を入力せずに、局発切替入力信号２０３から局発入力中心電圧を求める回路を内蔵する例を説明するための回路図を図４に示す。
【００４６】
図４において、５５〜５８は抵抗、６２，６３はダイオード、６４，６５はコンデンサ、５０，５１，５４，６８は演算増幅器、５２，５３はバッファである。５９，６１，６６は入力抵抗、６０，６７は帰還抵抗、４０３は加算回路、４０４は反転増幅回路である。
加算回路４０３は、演算増幅器５４と入力抵抗５９，６１と帰還抵抗６０とにより形成している。反転増幅回路４０４は、演算増幅器６８と入力抵抗６６と帰還抵抗６７とにより形成している。
【００４７】
局発切替入力信号２０３は、演算増幅器５０の正の入力端子に入力する。演算増幅器５０の出力端子は、抵抗５５を介してダイオード６２のアノードに接続している。ダイオー
ド６２のカソードは、演算増幅器５０の負の入力端子に接続するとともに、バッファ５２の入力端子と、コンデンサ６４と抵抗５７との並列回路の一方の端子とに接続している。この並列回路の他方の端子は、グランドに接続している。
【００４８】
同様に、局発切替入力信号２０３は、演算増幅器５１の正の入力端子にも入力している。演算増幅器５１の出力端子は、抵抗５６を介してダイオード６３のカソードに接続している。ダイオード６３のアノードは、演算増幅器５１の負の入力端子に接続するとともに、バッファ５３の入力端子と、コンデンサ６５と抵抗５８との並列回路の一方の端子とに接続している。この並列回路の他方の端子は、グランドに接続している。
【００４９】
加算回路４０３は、演算増幅器５４の負の入力端子に入力抵抗５９を介してバッファ５２の出力端子に接続するとともに、入力抵抗６１を介してバッファ５３の出力端子に接続している。これら負の入力端子は、帰還抵抗６０を介して出力端子に接続している。正の入力端子は、グランドレベルに接続している。演算増幅器５４の出力端子の信号は、反転増幅回路４０１に入力している。
【００５０】
反転増幅回路４０４は、加算回路４０３の演算増幅回路５４の出力信号の反転出力信号を生成するものであって、演算増幅器５４の出力端子と演算増幅器６８の負の入力端子とを入力抵抗６６を介して接続するとともに帰還抵抗６７を介して出力端子に接続している。正の入力端子は、グランドレベルに接続している。この演算増幅器６８の出力端子の信号は、局発入力中心電圧信号２０２となる。
【００５１】
［動作の説明］
次に動作を説明する。局発切替入力信号２０３の電圧とコンデンサ６４の蓄電電圧とを比較する。コンデンサ６４の蓄電電圧より局発切替入力信号２０３の電圧が高い場合には、ダイオード６２は順バイアスになり、局発切替入力信号２０３の電圧波形の最も高い電圧がコンデンサ６４に保持される。このとき、ダイオード６３は逆バイアスとなるので、コンデンサ６５には局発切替入力信号２０３の電圧が蓄電されない。よって、コンデンサ６４のみに局発電圧波形の上ピーク電圧が保持される。
局発振信号の正側ピーク電圧値と負側ピーク電圧値とは、局発切替入力信号２０３の上ピーク電圧と下ピーク電圧とのことである。
【００５２】
また、コンデンサ６５の蓄電電圧より局発切替入力信号２０３の電圧が低い場合には、ダイオード６３は順バイアスになり、局発切替入力信号２０３の最も低い電圧がコンデンサ６５に保持される。このとき、ダイオード６２は逆バイアスとなるので、コンデンサ６４には局発切替入力信号２０３の電圧が蓄電されない。よって、コンデンサ６５のみに局発電圧波形の下ピーク電圧が保持される。
【００５３】
コンデンサ６４，６５の保持電圧は、バッファ５２，５３を介して、加算回路４０３に入力し加算される。その出力を、反転増幅回路４０４に入力して反転させることにより、局発入力中心電圧信号２０２が得られる。
ここで、加算回路４０３の入力抵抗５９，６１とは同じ抵抗値、帰還抵抗６０はその１／２の抵抗値としている。つまり、加算回路４０３では、コンデンサ６４に蓄電された局発切替入力信号２０３の上ピーク電圧と、コンデンサ６５に蓄電された局発切替入力信号２０３の下ピーク電圧とを加算し、その１／２の電圧を出力する。
これにより、局発切替入力信号２０３の上ピーク電圧と下ピーク電圧とがそれぞれ正と負との電圧でも、また、両方が正電圧もしくは負電圧であっても、その中心電圧を求めることができる。
【００５４】
［切替制御信号振幅調整回路の説明：図５］
図１に示す第１，第２のスイッチ回路１，２では、第１，第２の切替制御信号３，４が切替回路最大動作電圧信号２０４の電圧に近づくほど、入力信号２０１を減衰せずに出力できる。局発切替入力信号２０３が他の回路によって作られ、振幅が変わるような場合には、切替回路最大動作電圧信号２０４の電圧に合わせて、第１，第２の切替制御信号３，４の大きさを調整すると、入力信号２０１を減衰せずに変調を行うことができる。
【００５５】
そこで、次に、その第１，第２の切替制御信号３，４の大きさを調整する回路を切替信号調整回路５に内蔵する例を説明する。
図５は、局発切替入力信号の振幅が第１，第２のスイッチ回路１，２の動作範囲に比べて同等ではなく大きいか小さい場合に、変調回路出力を減衰させたり飽和させたりすることのないよう、局発切替入力信号２０３の波高値を調整する切替制御信号振幅調整回路の一例を説明する回路図である。
【００５６】
図５において、１１０は上ピーク検出回路、１１１は差分回路、１１２はゲイン調整回路、１１３は増幅回路、１１４は反転素子、２０７はゲイン調整回路１１２の出力である。なお、すでに説明しているが、２０４は切替回路最大動作電圧信号、２０３は局発切替入力信号、２０５は切替動作開始電圧信号である。
【００５７】
局発切替入力信号２０３は、上ピーク検出器１１０に入力され、局発切替入力信号２０３の上ピーク電圧を検出し、差分回路１１１に出力する。
差分回路１１１は、この局発切替入力信号２０３の上ピーク電圧と切替回路最大動作電圧信号２０４との差分を求め、この出力と切替動作開始電圧信号２０５とをゲイン調整回路１１２に入力する。
増幅回路１１３は、局発切替入力信号２０３と切替動作開始電圧信号２０５とゲイン調整回路１１２の出力２０７とを入力し、振幅調整された局発切替入力信号を第１の切替制御信号３として出力すると共に、反転素子１１４に入力しその出力を第２の切替制御信号４として出力する。
【００５８】
［動作の説明］
次に動作を説明する。局発切替入力信号２０３の上ピーク電圧を図４に示す回路等で検出し、その電圧を差分回路１１１に入力する。差分回路１１１では、切替回路最大動作信号２０４と局発切替入力信号２０３の上ピーク電圧との差を算出する。これにより切替回路が動作しうる最大電圧に対し、局発切替入力信号２０３の上ピーク電圧がどれほど差を生じているか求める。
【００５９】
ゲイン調整回路１１２は、差分回路１１１からの差分電圧と増幅回路１１３の増幅率との関係から、局発切替入力信号２０３の上ピーク電圧レベルと切替回路最大動作電圧２０４の信号レベルとが同じになるようにゲイン調整信号１１２の出力２０７を増幅回路１１３に出力し、増幅回路１１３の増幅度を制御する。局発振信号の最大振幅電圧値とは、局発切替入力信号２０３の上ピーク電圧レベルのことであり、第１のスイッチ回路１および第２のスイッチ回路２の最大動作電圧値とは、切替回路最大動作電圧２０４の信号レベルのことである。
【００６０】
ここで、増幅回路１１３での増幅出力を差分回路１１１に帰還し、差分回路１１１からの差分電圧が最小になるように帰還制御をかけて、増幅度を調整する構成にしてもよい。
増幅回路１１３は、切替回路動作開始電圧信号２０５と中心電圧とが等しく、上ピーク電圧が切替回路最大動作電圧２０４と等しい第１の切替制御信号３を生成し出力する。この第１の切替制御信号３の位相を反転素子１１４により反転した（１８０度ずらした）第２の切替制御信号４を出力する。
【００６１】
以上説明した例では、電源電圧が正電圧、または、正負両電圧にて回路を動作させたときの構成であり、電源電圧を負電圧のみにて動作させたときは、局発切替入力信号２０３の上ピークではなく下ピークを検出し、切替回路最大動作電圧として得られる第１，第２のスイッチ回路１，２の負側最大動作電圧との差分から、増幅回路１１３にて波形の大きさを調整し、第１，第２の切替制御信号３，４として出力する。
【実施例２】
【００６２】
［スイッチ回路特性測定回路の説明：図６］
図６は、本発明に係る変調回路の第２の実施形態を説明するブロック図である。
図1に示す第１，第２のスイッチ回路１，２は、製造ばらつきや環境等によって切替回路動作開始電圧に若干の差が生じる場合がある。したがって、タイムコードを含む入力信号２０１と局発切替入力信号２０３とのミキシングを行う前に、第１，第２のスイッチ回路１，２の動作特性を計測して切替回路最大動作電圧２０４と切替動作開始電圧信号２０５とを補正すれば、製造ばらつきや環境に影響を受けることなく正常な出力波形を生成できる。
【００６３】
図６は、切替回路動作開始電圧信号２０５を既定値ではなく、第１のスイッチ回路１の電気特性を計測して得るための測定回路を変調回路に付加した例を説明する。
【００６４】
図６において、７０は測定回路、７３〜７５は系切替スイッチ、８５は測定交流信号、８４は測定切替信号、８７は測定信号出力、８６は系切替信号、２０８は判定電圧、２０９は測定開始信号である。
【００６５】
図１に示す例に対し、第１のスイッチ回路１の入力と入力信号２０１との間に系切替スイッチ７４を設け、その第１系入力には入力信号２０１を接続し、第２系入力には測定回路７０からの測定交流信号８５を接続し、系切替スイッチ７４の出力は第１のスイッチ回路１に入力する。
また、第１のスイッチ回路１の入力と第１の切替制御信号３との間に系切替スイッチ７３を設け、その第１系入力には第１の切替制御信号３を接続し、第２系入力には測定回路７０からの測定切替信号８４を接続し、系切替スイッチ７３の出力は第１のスイッチ回路１に入力する。
さらにまた、第１のスイッチ回路１の出力に系切替スイッチ７５を設け、第１のスイッチ回路１の出力を系切替スイッチ７５に入力し、第１系出力は信号保持回路６と加減算回路７とに入力され、第２系出力は測定信号出力８７として測定回路７０に入力される。
【００６６】
測定回路７０には、判定電圧２０８、測定開始信号２０９が入力される。また、系切替スイッチ７３、７４、７５の制御入力には、測定回路７０から系切替信号８６が入力され、入力系の選択をする。
測定によって求められた切替回路動作開始電圧は、測定回路７０から切替回路動作開始電圧信号２０５として切替信号調整回路５に入力される。
そのほかの接続構造は、すでに説明した本発明に係る変調回路の第１の実施形態と変わらないので説明は省略する。
制御回路と記憶回路とを有してなり、第１のスイッチ回路１と第２のスイッチ回路２との電気特性を計測する計測回路とは、測定回路７０のことである。
【００６７】
［動作の説明］
次に動作を説明する。図示していない制御回路からの測定開始信号２０９により、第１のスイッチ回路１の動作電圧を測定するよう指定を受けた測定回路７０は、系切替信号８６により系切替スイッチ７３〜７５を第１系から第２系に切替える。
測定回路７０は、測定交流信号８５として振幅が一定の交流信号を、系切替スイッチ７
４を通して第１のスイッチ回路１に入力する。さらに測定回路７０は、測定切替信号８４として測定交流信号８５より低周波な鋸歯状波もしくは三角波を、系切替スイッチ７３を通して第１のスイッチ回路１に入力する。
【００６８】
第１のスイッチ回路１では、測定切替信号８４の電圧が動作開始電圧を超えると、測定切替信号８４に応じた振幅で測定交流信号８５と同一周波数の波形を出力する。この出力波形は、系切替スイッチ７５を通して測定信号出力８７として測定回路７０に入力される。
測定回路７０では、この測定信号出力８７の交流波形が出現したときの測定切替信号８４、または、交流波形の振幅が大きくなり始めたことを検出したときの測定切替信号８４を、切替回路動作開始電圧信号２０５として保持し、切替信号調整回路５に供給する。
【００６９】
切替信号調整回路５では、この信号を基に第１，第２のスイッチ回路１，２に入力する第１，第２の切替制御信号３，４の調整を行う。測定交流信号８５を測定切替信号８４より低周波な鋸歯状波もしくは三角波とし、測定切替信号８４を振幅が一定の交流信号としても、同等の効果が得られる。
【００７０】
また、以上の説明は、切替回路動作開始電圧信号２０５を得るための動作であるが、同様に切替回路最大動作電圧信号２０４を求めることができる。
測定回路７０において、測定信号出力８７の交流波形が徐々に大きくなる状態から、第１，第２の切替制御信号３，４が第１，第２のスイッチ回路１，２の切替回路最大動作電圧を超えたために測定信号出力８７の交流波形の振幅が一定になったことを検出したときの測定切替信号８４を、切替回路最大動作電圧信号２０４として保持し切替信号調整回路５に供給する。
【００７１】
［測定回路７０の説明：図７］
図７は、図６に示す測定回路７０の一例を説明するブロック図である。図７において、９０は回路系切替信号生成回路、９１は既定交流発生回路、９４は波形生成回路、２０９は測定開始信号、８６は系切替信号、２１０は測定制御信号、８４は測定切替信号、８５は測定交流信号、９３は包絡線検出回路、９５は包絡線電圧変化検出回路、９６は動作開始電圧保持回路、２０５は切替回路動作開始電圧信号、２１２は包絡線電圧、２１３は判定信号である。
【００７２】
測定開始信号２０９は、回路系切替信号生成回路９０に入力し、系切替信号８６を出力すると共に、既定交流発生回路９１と波形生成回路９４とに測定制御信号２１０を出力する。
波形生成回路９４は、三角波または鋸歯状波信号を測定切替信号８４として出力するとともに、動作開始電圧保持回路９６に入力する。既定交流発生回路９１は、測定交流信号８５を出力する。
【００７３】
第１のスイッチ回路１からの測定回路出力８７は、包絡線検出回路９３によって包絡線が検出され、包絡線電圧変化検出回路９５に包絡線電圧２１２を出力する。包絡線電圧変化検出回路９５では、包絡線の変化で第１のスイッチ回路１の動作開始状態を捕らえて判定信号２１３として動作開始電圧保持回路９６に出力する。
動作開始電圧保持回路９６では、判定信号２１３が出力されたときの波形生成回路８４の電圧を記憶し、切替回路動作開始電圧信号２０５を出力する。
【００７４】
［動作の説明］
次に動作を説明する。図示していない制御回路からの測定開始信号２０９を受けた回路系切替信号生成回路９０は、系切替信号８６を出力して第１のスイッチ回路１の入出力を
２系側に切替えると共に、測定制御信号２１０により既定交流発生回路９１を動作させる。
既定交流発生回路９１は、既定周波数の交流信号を測定交流信号８５として出力する。また、測定制御信号２１０により波形生成回路９４も動作を始め、三角波または鋸歯状波を生成し測定切替信号８４として出力する。
【００７５】
第１のスイッチ回路１から出力された測定回路出力８７は、測定交流信号８５と測定切替信号８４とがミキシングされた波形となる。この測定回路出力８７の包絡線を包絡線検出回路９３で検出し、包絡線電圧変化検出回路９５に包絡線電圧２１２を出力する。
【００７６】
包絡線電圧変化検出回路９５では、測定切替信号８４の電圧が第１のスイッチ回路１の動作開始電圧を下回るため第１のスイッチ回路１が反応せず、測定回路出力８７に交流波形が出現しない。この交流波形がない状態から、測定切替信号８４の電圧が第１のスイッチ回路１の動作開始電圧を上回り、測定回路出力８７に波形が現れだす状態に移行したことを、包絡線の変化として電圧微分で捕らえて判定信号２１３として動作開始電圧保持回路９６に出力する。
【００７７】
動作開始電圧保持回路９６では、判定信号２１３が出力されたときの波形生成回路９４の電圧を記憶し、切替回路動作開始電圧信号２０５として出力する。
周波数依存性を考慮せず簡易な測定を行うのであれば、測定交流信号８５は、既定の直流電圧を用いても、同様に切替回路動作開始電圧を求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
面積の大きな平衡トランスの代わりにスイッチ回路を使った変調回路において、２次以上の高調波成分を除去した信号を用いてミキシングを行うことができるため、不要な周波数成分を持つ信号の発生を防ぐことが可能であり、自己回路のノイズ混入を極力防ぐ必要のある高ゲインアンプを用いた変復調回路に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の変調回路の第１の実施形態を説明するブロック図である。
【図２】本発明の変調回路の切替信号調整回路を説明する回路図である。
【図３】本発明の変調回路の切替信号調整回路の別の構成を説明する回路図である。
【図４】本発明の変調回路の切替信号調整回路のさらに別の構成を説明する回路図である。
【図５】本発明の変調回路の切替制御信号振幅調整回路を説明する回路図である。
【図６】本発明の変調回路の第２の実施形態を説明するブロック図である。
【図７】本発明の変調回路の第２の実施形態における測定回路を説明するブロック図である。
【図８】特許文献１に示した従来技術を説明する回路図である。
【符号の説明】
【００８０】
１：第１のスイッチ回路
２：第２のスイッチ回路
３：第１の切替制御信号
４：第２の切替制御信号
５：切替信号調整回路
６：信号保持回路
７：加減算回路
２０１：入力信号
２０２：局発入力中心電圧信号
２０３：局発切替入力信号
２０４：切替回路最大動作電圧信号
２０５：切替回路動作開始電圧信号
【図１】
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【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】
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【図８】
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