(57)【要約】【課題】キャリアの再生を、小規模な回路で、かつ、消費電力を抑えて行う。【解決手段】逓倍器は、N位相偏移変調された変調信号をN逓倍する。発振器１４２は、変調信号のN逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として発振し、逓倍信号をN分周した信号を、変調信号のキャリアを再生した再生キャリアとして生成する。本技術は、例えば、N位相偏移変調された変調信号のキャリアの再生に適用できる。【選択図】図７
2013219717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
N位相偏移変調された変調信号をN逓倍する逓倍器と、
前記変調信号のN逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として発振し、前記逓倍信号をN分周した信号を、前記変調信号のキャリアを再生した再生キャリアとして生成する発振器と
を備える信号処理装置。
【請求項２】
前記逓倍器は、BPSK(Binary Phase Shift Keying)信号を2逓倍し、
前記発振器は、前記逓倍信号を、注入信号として発振し、前記逓倍信号を2分周した信号を、変調信号のキャリアを再生した再生キャリアとして生成する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記発振器は、共振回路と負性抵抗回路とが接続されて構成されており、
前記逓倍信号は、前記負性抵抗回路に流れる電流として注入される
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記負性抵抗回路は、クロスカップル接続された一対のトランジスタで構成され、
前記逓倍器は、一対のトランジスタを用いた差動増幅器で構成される
請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記負性抵抗回路は、一方のFET(Field-Effect Transistor)のゲートと他方のFETのドレインとが接続され、かつ、ソースどうしが接続された2個のFETを有し、
前記変調信号を、前記差動増幅器で増幅することにより得られる信号が、前記逓倍信号として、前記2個のFETのソースどうしが接続された接続点から入力される
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記再生キャリアの位相調整を行う位相調整器をさらに備える
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記変調信号は、ミリ波である
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項８】
N位相偏移変調された変調信号をN逓倍し、
前記変調信号のN逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として、発振器に入力し、前記発振器の発振によって、前記逓倍信号をN分周した信号を、前記変調信号のキャリアを再生した再生キャリアとして生成する
信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、信号処理装置、及び、信号処理方法に関し、特に、例えば、キャリアの再生を、小規模な回路で、かつ、消費電力を抑えて行うことができるようにする信号処理装置、及び、信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、無線通信では、送信装置において、キャリアが、送信対象の送信データに従って変調され、変調信号が、無線で送信される。そして、受信装置において、変調信号が検波されることで、変調信号がベースバンドの信号（ベースバンド信号）に変換され、ひいては、送信データに対応するデータ（受信データ）が復調される。
【０００３】
変調信号の検波の方式には、例えば、同期検波（プロダクト検波）や、自乗検波、包絡線検波等の種々の方式があるが、同期検波を行うには、受信装置において、送信装置で用いられたキャリアに同期したキャリアを再生する必要がある。
【０００４】
ここで、送信装置で用いられたキャリアに同期したキャリアの再生により得られるキャリアを、再生キャリアともいう。
【０００５】
キャリアの再生の方法としては、例えば、周波数逓倍法を用いた方法がある（例えば、特許文献１や２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平06-042684号公報
【特許文献２】特公平06-012902号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
周波数逓倍法では、変調信号が、逓倍器によって逓倍され、その結果得られる逓倍信号が、分周器によって分周されることで、キャリアが再生される。
【０００８】
分周器を用いる場合、変調信号が高い周波数帯域の信号であるときには、分周器の構成が難しくなり、消費電力が大になる。
【０００９】
したがって、変調信号が高い周波数帯域の信号であっても、キャリアの再生を、小規模な回路で、かつ、消費電力を抑えて行う技術の提案が要請されている。
【００１０】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、キャリアの再生を、小規模な回路で、かつ、消費電力を抑えて行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本技術の一側面の信号処理装置は、N位相偏移変調された変調信号をN逓倍する逓倍器と、前記変調信号のN逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として発振し、前記逓倍信号をN分周した信号を、前記変調信号のキャリアを再生した再生キャリアとして生成する発振器とを備える信号処理装置である。
【００１２】
本技術の一側面の信号処理方法は、N位相偏移変調された変調信号をN逓倍し、前記変調信号のN逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として、発振器に入力し、前記発振器の発振によって、前記逓倍信号をN分周した信号を、前記変調信号のキャリアを再生した再生キャリアとして生成する信号処理方法である。
【００１３】
以上のような本技術の一側面においては、N位相偏移変調された変調信号がN逓倍され、発振器が、前記変調信号のN逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として発振する。発振器の発振によって、前記逓倍信号をN分周した信号が、前記変調信号のキャリアを再生した再生キャリアとして生成される。
【００１４】
なお、信号処理装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本技術によれば、キャリアを再生することができる。特に、本技術の一側面によれば、キャリアの再生を、小規模な回路で、かつ、消費電力を抑えて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本技術を適用可能な電子機器の構成例を示す平面図である。
【図２】半導体チップ３１ないし３４上に構成されている通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】復調部５２の第１の構成例を示すブロック図である。
【図４】復調部５２の第２の構成例を示すブロック図である。
【図５】キャリア再生部１１２の第１の構成例を示すブロック図である。
【図６】キャリア再生部１１２の第２の構成例を示すブロック図である。
【図７】本技術を適用した信号処理装置としてのキャリア再生部１１２の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図８】キャリア再生部１１２の動作を説明するフローチャートである。
【図９】逓倍器１４１、及び、発振器１４２の構成例を示す回路図である。
【図１０】逓倍器１４１と発振器１４２とで構成されるキャリア再生部１１２の動作を説明する波形図である。
【図１１】復調部５２の第３の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［本技術を適用可能な電子機器の構成例］
【００１８】
図１は、本技術を適用可能な電子機器の構成例を示す平面図である。
【００１９】
図１の電子機器では、金属製等の筐体１０内に、基板２１及び２２が収容されている。
【００２０】
基板２１には、半導体チップ（パッケージ）３１及び３２が配置され、基板２２には、半導体チップ３３及び３４が配置されている。
【００２１】
半導体チップ３１ないし３４は、電子機器がその機能を発揮するための所定の信号処理を行う、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の半導体チップで、信号処理の対象となるデータや、信号処理の結果得られるデータ、その他のデータを、無線でやりとりする無線通信の機能を有している。
【００２２】
すなわち、半導体チップ３１ないし３４上には、所定の信号処理を行う回路の他、無線通信を行う通信装置が構成されている。
【００２３】
半導体チップ３１ないし３４の通信装置は、例えば、1cm程度以下等の、十分に近い距離のみ、無線通信を行うことが可能なように、電波の出力等が調整されている。そのため、半導体チップ３１ないし３４、並びに、基板２１及び２２は、半導体チップ３１ないし３４のうちの、無線通信を行う任意の２つの半導体チップの距離が、十分に近い距離以下になるように配置されている。
【００２４】
すなわち、図１では、例えば、半導体チップ３１ないし３４のうちの任意の２つの半導体チップが無線通信を行うようになっており、そのため、半導体チップ３１ないし３４のうちの任意の２つの半導体チップの距離が、十分に近い距離以下になるように、半導体チップ３１ないし３４、並びに、基板２１及び２２が配置されている。
【００２５】
なお、半導体チップ３１ないし３４のうちの任意の２つの半導体チップの間では、無線の他、有線で、データのやりとりを行うことができる。半導体チップ３１ないし３４のうちの任意の２つの半導体チップの間において、有線で、データのやりとりを行う場合には、その２つの半導体チップが電気的に接続されるように、配線が施される。
【００２６】
［通信装置の構成例］
【００２７】
図２は、図１の半導体チップ３１ないし３４上に構成されている通信装置の構成例を示すブロック図である。
【００２８】
図２において、通信装置は、送信装置４０、及び、受信装置５０を有し、例えば、ミリ波帯の無線通信を行う。
【００２９】
ここで、ミリ波とは、周波数が30ないし300GHz程度、つまり、波長が、1ないし10mm程度の信号である。ミリ波によれば、周波数が高いことから、高速のデータレートでのデータ伝送が可能であり、小さなアンテナで、無線通信を行うことができる。
【００３０】
なお、半導体チップ３１ないし３４の中で、無線によるデータの送信しか行わない半導体チップの通信装置は、送信装置４０だけで構成することができる。同様に、無線によるデータの受信しか行わない半導体チップの通信装置は、受信装置５０だけで構成することができる。
【００３１】
送信装置４０は、発振器４１、移相器４２、アンプ４３、及び、アンテナ４４を有する。
【００３２】
発振器４１は、発振によって、例えば、56GHz等のミリ波帯のキャリアを発生し、移相器４２に供給する。
【００３３】
移相器４２には、発振器４１からキャリアが供給される他、図示せぬ回路から、送信対象の送信データが供給される。
【００３４】
ここで、送信データとしては、例えば、10Gbps程度のデータレートのデータを用いることができる。
【００３５】
移相器４２は、発振器４１からのキャリアの位相を、送信データに従って調整することで、キャリアを位相（偏移）変調し、その結果得られる変調信号を、アンプ４３に供給する。
【００３６】
ここで、位相変調としては、例えば、BPSK(Binary Phase Shift Keying)やQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)等を採用することができる。
【００３７】
位相変調として、例えば、BPSK変調が行われる場合、移相器４２では、1ビット単位の送信データに従って、発振器４１からのキャリアの位相が、そのまま、又は、π[radian]だけ回転される。
【００３８】
アンプ４３は、移相器４２からの変調信号を増幅し、アンテナ４４に供給する。
【００３９】
アンテナ４４は、例えば、1mm程度のボンディングワイヤで構成され、アンプ４３からの変調信号を、電波として出力する。
【００４０】
受信装置５０は、アンテナ５１、及び、復調部５２を有する。
【００４１】
アンテナ５１は、例えば、アンテナ４４と同様に、1mm程度のボンディングワイヤで構成され、他の半導体チップの通信装置から送信されてくる電波としての変調信号を受信して、復調部５２に供給する。
【００４２】
復調部５２は、例えば、同期検波によって、アンテナ５１からの変調信号を、ベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号から、送信データ（に対応するデータ）を復調して、受信データとして出力する。
【００４３】
なお、図２において、アンテナ４４と５１とは、１つのアンテナで兼用することが可能である。
【００４４】
［復調部５２の構成例］
【００４５】
図３は、図２の復調部５２の第１の構成例を示すブロック図である。
【００４６】
図３では、復調部５２は、コスタスループによって構成されている。
【００４７】
すなわち、図３において、復調部５２は、アンプ１０１、ミキサ１０２及び１０３、アンプ１０４及び１０５、ミキサ１０６、LPF(Low Pass Filter)１０７、及び、VCO(Voltage Controlled Oscillator)部１０８を有する。
【００４８】
アンプ１０１には、アンテナ５１（図２）からの変調信号が供給される。
【００４９】
アンプ１０１は、変調信号を増幅し、ミキサ１０２及び１０３に供給する。
【００５０】
ミキサ１０２には、アンプ１０１から変調信号が供給される他、VCO部１０８から、変調信号の変調に用いられたキャリアを再生した再生キャリアが供給される。
【００５１】
すなわち、VCO部１０８は、VCO１０８Ａ及び１０８Ｂを有する。VCO１０８Ａ及び１０８Ｂは、発振によって得られる信号を、再生キャリアとして出力する。
【００５２】
なお、VCO１０８Ｂは、VCO１０８Ａが出力する再生キャリアとは、位相がπ/2だけ異なる再生キャリアを出力する。
【００５３】
VCO１０８Ａ及び１０８Ｂが出力する再生キャリアは、それぞれ、ミキサ１０２及び１０３に供給される。
【００５４】
ミキサ１０２は、アンプ１０１からの変調信号と、VCO１０８Ａからの再生キャリアとを乗算し、その結果得られるベースバンドのI信号を、アンプ１０４に供給する。
【００５５】
アンプ１０４は、ミキサ１０２からのI信号を増幅して出力する。アンプ１０４が出力するI信号は、図示せぬLPFでフィルタリングされて、復調信号として出力されるとともに、ミキサ１０６に供給される。
【００５６】
一方、ミキサ１０３は、アンプ１０１からの変調信号と、VCO１０８Ｂからの再生キャリア（VCO１０８Ａが出力する再生キャリアと位相がπ/2だけ異なる信号）とを乗算し、その結果得られるベースバンドのQ信号を、アンプ１０５に供給する。
【００５７】
アンプ１０５は、ミキサ１０３からのQ信号を増幅して、ミキサ１０６に供給する。
【００５８】
ミキサ１０６は、アンプ１０４からのI信号と、アンプ１０５からのQ信号との乗算により、再生キャリアの位相誤差（変調信号の変調に用いられたキャリアに対する位相誤差）を検出し、LPF１０７に供給する。
【００５９】
LPF１０７は、ミキサ１０６からの位相誤差をフィルタリングすることにより、その位相誤差から高周波成分を除去し、その結果得られる位相誤差を、VCO部１０８に、VCO部１０８を制御する制御信号として供給する（帰還させる）。
【００６０】
VCO部１０８のVCO１０８Ａ及び１０８Ｂは、LPF１０７からの制御信号に従った発振周波数の信号を発振し、その発振によって得られる信号を、再生キャリアとして出力する。
【００６１】
復調部５２を、以上のようなコスタスループで構成する場合、回路が複雑になり、回路面積が大きくなる。
【００６２】
そこで、図４は、図２の復調部５２の第２の構成例を示すブロック図である。
【００６３】
すなわち、図４において、復調部５２は、アンプ１１１、キャリア再生部１１２、ミキサ１１３、及び、アンプ１１４を有する。
【００６４】
アンプ１１１には、アンテナ５１（図２）からの変調信号が供給される。
【００６５】
アンプ１１１は、変調信号を増幅し、キャリア再生部１１２、及び、ミキサ１１３に供給する。
【００６６】
キャリア再生部１１２は、アンプ１１１からの変調信号を用いて、その変調信号の変調を行うのに用いられたキャリアを再生し、再生キャリアとして、ミキサ１１３に供給する。
【００６７】
ミキサ１１３は、アンプ１１１からの変調信号と、キャリア再生部１１２からの再生キャリアとを乗算し、その結果得られるベースバンド信号を、アンプ１１４に供給する。
【００６８】
アンプ１１４は、ミキサ１１３からのベースバンド信号を増幅して出力する。アンプ１１４が出力するベースバンド信号は、図示せぬLPFでフィルタリングされて、復調信号として出力される。
【００６９】
図５は、図４のキャリア再生部１１２の第１の構成例を示すブロック図である。
【００７０】
図５では、キャリア再生部１１２は、２逓倍器１２１及び２分周器１２２を有する。
【００７１】
２逓倍器１２１には、アンプ１１１（図４）からの変調信号が供給される。
【００７２】
なお、ここでは、２逓倍器１２１に供給される、アンプ１１１からの変調信号は、BPSK信号であることとする。
【００７３】
２逓倍器１２１は、アンプ１１１（図４）からのBPSK信号を２逓倍し、その結果得られる逓倍信号を、２分周器１２２に供給する。
【００７４】
ここで、BPSK信号は、位相が0とπの２つに変化する信号であるが、BPSK信号を２逓倍することにより得られる逓倍信号は、位相が変化しない単相の信号となる。
【００７５】
２分周器１２２は、２逓倍器１２１からの逓倍信号を２分周し、その結果得られる、アンプ１１１からのBPSK信号と同一の周波数の信号を、再生キャリアとして出力する。
【００７６】
図６は、図４のキャリア再生部１１２の第２の構成例を示すブロック図である。
【００７７】
図６では、キャリア再生部１１２は、乗算器１３１，BPF(Band Pass Filter)１３２、及び、Dフリップフロップ１３３を有する。
【００７８】
乗算器１３１には、アンプ１１１（図４）からの変調信号が供給される。
【００７９】
なお、ここでは、乗算器１３１に供給される、アンプ１１１からの変調信号は、BPSK信号であることとする。
【００８０】
乗算器１３１は、アンプ１１１からのBPSK信号どうしを乗算することで、BPSK信号を自乗した自乗信号を得て、BPF１３２に供給する。
【００８１】
ここで、BPSK信号の自乗信号には、そのBPSK信号の２倍の周波数の信号が含まれる。
【００８２】
BPF１３２は、乗算器１３１からの自乗信号をフィルタリングすることにより、その自乗信号から、アンプ１１１からのBPSK信号の２倍の周波数の信号を抽出し、Dフリップフロップ１３３のクロック端子CKに供給する。
【００８３】
Dフリップフロップ１３３の入力端子Dは、出力端子Qから出力される出力信号を反転した反転信号が出力される反転出力端子XQと接続されている。
【００８４】
したがって、Dフリップフロップ１３３では、入力端子Dに入力される、反転出力端子XQから出力される反転信号が、クロック端子CKに供給される、BPSK信号の２倍の周波数の信号に同期してラッチされ、出力端子Qから出力される。
【００８５】
出力端子Qから出力される出力信号が、再生キャリアとして、ミキサ１１３（図４）に供給される。
【００８６】
図５に示したキャリア再生部１１２では、変調信号がミリ波等の高い周波数の信号である場合には、２分周器１２２の構成が難しく、消費電力が大になる。
【００８７】
また、図６に示したキャリア再生部１１２では、変調信号がミリ波等の高い周波数の信号である場合には、Dフリップフロップ１３３の構成が困難となる。
【００８８】
そこで、図７は、本技術を適用した信号処理装置としてのキャリア再生部１１２の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【００８９】
図７において、キャリア再生部１１２は、逓倍器１４１、及び、発振器１４２を有する。
【００９０】
逓倍器１４１には、アンプ１１１（図４）からの変調信号が供給される。
【００９１】
逓倍器１４１は、アンプ１１１からの変調信号を逓倍し、その結果得られる逓倍信号を、発振器１４２に供給する。
【００９２】
ここで、逓倍器１４１において、変調信号を何逓倍するかは、変調信号に基づき、あらかじめ設定される。
【００９３】
すなわち、アンプ１１１から逓倍器１４１に供給される変調信号が、N位相偏移変調された変調信号である場合、逓倍器１４１は、その変調信号を、N逓倍する。
【００９４】
したがって、変調信号が、例えば、BPSK信号である場合には、逓倍器１４１は、その変調信号を２逓倍する。また、変調信号が、例えば、QPSK信号である場合には、逓倍器１４１は、その変調信号を４逓倍する。
【００９５】
発振器１４２は、逓倍器１４１からの逓倍信号を、注入信号として発振し、その逓倍信号をN分周した信号を、再生キャリアとして生成する。
【００９６】
図８は、図７のキャリア再生部１１２の動作を説明するフローチャートである。
【００９７】
ステップＳ１１において、逓倍器１４１は、アンプ１１１から供給される、N位相偏移変調された変調信号をN逓倍し、処理は、ステップＳ１２に進む。
【００９８】
ステップＳ１２では、逓倍器１４１は、変調信号のN逓倍によって得られた逓倍信号を、注入同期の、いわゆる種となる注入信号として、発振器１４２に入力（注入）し、処理は、ステップＳ１３に進む。
【００９９】
ステップＳ１３では、発振器１４２は、逓倍器１４１からの注入信号としての逓倍信号に従って発振し、その発振によって、注入信号としての逓倍信号をN分周した信号を、再生キャリアとして生成する。
【０１００】
［逓倍器１４１、及び、発振器１４２の構成例］
【０１０１】
図９は、図７の逓倍器１４１、及び、発振器１４２の構成例を示す回路図である。
【０１０２】
すなわち、図９は、変調信号が、例えば、BPSK信号である場合の、逓倍器１４１、及び、発振器１４２の構成例を示している。
【０１０３】
逓倍器１４１には、アンプ１１１（図４）からBPSK信号が供給される。逓倍器１４１は、アンプ１１１からのBPSK信号を２逓倍する。発振器１４２は、逓倍器１４１で得られた逓倍信号を、注入信号として発振し、その逓倍信号を２分周した信号を、再生キャリアとして生成する。
【０１０４】
図９において、逓倍器１４１は、一対のトランジスタを用いた差動増幅器で構成される。
【０１０５】
すなわち、逓倍器１４１は、コンデンサ６１及び６２、FET(Field-Effect Transistor)６３及び６４、並びに、抵抗６５及び６６を有する。
【０１０６】
コンデンサ６１及び６２の一端には、差動信号になっているBPSK信号（変調信号）が、アンプ１１１（図４）から供給される。
【０１０７】
ここで、図４のアンプ１１１は、BPSK信号の差動信号を出力するようになっており、逓倍器１４１のコンデンサ６１及び６２の一端には、アンプ１１１が出力する差動信号であるBPSK信号が供給される。
【０１０８】
なお、ここでは、アンプ１１１は、差動信号を出力するが、アンプ１１１がシングルエンドの信号を出力する場合には、そのシングルエンドの信号を差動信号に変換する差動変換部が設けられる。
【０１０９】
コンデンサ６１の他端は、FET６３のゲートに接続されており、コンデンサ６２の他端は、FET６４のゲートに接続されている。
【０１１０】
FET６３及び６４については、ドレインどうしが接続されるとともに、ソースどうしが接続され、ソースどうしの接続点は、接地されている。
【０１１１】
コンデンサ６１とFET６３のゲートとの接続点には、一端に、FET６３及び６４の動作点を決める直流電圧VBIASが印加されている抵抗６５の他端が接続されている。同様に、コンデンサ６２とFET６４のゲートとの接続点には、一端に、直流電圧VBIASが印加されている抵抗６６の他端が接続されている。
【０１１２】
したがって、図９の逓倍器１４１では、直流電圧VBIASによるバイアスがかけられている、FET６３及び６４のゲートに、BPSK信号の差動信号が供給され、差動増幅器としてのFET６３及び６４で増幅される。
【０１１３】
差動増幅器としてのFET６３及び６４では、BPSK信号の増幅によって、２次高調波が生じるが、このBPSK信号の２次高調波が、BPSK信号を２逓倍した逓倍信号である。
【０１１４】
逓倍器１４１で得られた逓倍信号は、FET６３及び６４のドレインどうしの接続点から、発振器１４２に供給（注入）される。
【０１１５】
図９において、発振器１４２は、負性抵抗回路７１とLC共振回路７２とが接続されて構成されている。
【０１１６】
負性抵抗回路７１は、クロスカップル接続された一対のFET８１及び８２で構成されている。
【０１１７】
すなわち、FET８１のゲートとFET８２のドレインとが接続され、FET８１のドレインとFET８２のゲートとが接続されている（FET８１及び８２において、一方のFETのゲートと他方のFETのドレインとが接続されている）。
【０１１８】
また、FET８１及び８２のソースどうしは接続され、そのFET８１及び８２のソースどうしの接続点は、逓倍器１４１のFET６３及び６４のドレインどうしの接続点に接続されている。
【０１１９】
ここで、逓倍器１４１のFET６３及び６４のゲートには、それぞれ、抵抗６５及び６６を介して、直流電圧VDDによるバイアスがかけられているので、FET６３及び６４のゲートに、変調信号が供給されていなくても、直流電圧VDDによるバイアスにより、FET６３及び６４には、所定のドレイン電流が流れる。したがって、差動増幅器を構成するFET６３及び６４は、電流源として機能する。
【０１２０】
FET６３及び６４のドレイン電流は、FET６３及び６４のドレインどうしの接続点に接続されている負性抵抗回路７１に（から）流れ、このように、負性抵抗回路７１に電流が流れることにより、負性抵抗回路７１は、負性抵抗として機能する。
【０１２１】
LC共振回路７２は、コイル９１及び９２、並びに、コンデンサ９３を有する。
【０１２２】
コイル９１及び９２の一端どうしは接続され、そのコイル９１と９２との接続点は、電源VCCに接続されている。
【０１２３】
コイル９１の他端は、コンデンサ９３の一端に接続され、コイル９２の他端は、コンデンサ９３の他端に接続されている。
【０１２４】
負性抵抗回路７１とLC共振回路７２とでは、負性抵抗回路７１のFET８１のドレインと、LC共振回路７２のコイル９１の他端（コイル９１とコンデンサ９３との接続点）とが接続されるとともに、負性抵抗回路７１のFET８２のドレインと、LC共振回路７２のコイル９２の他端（コイル９２とコンデンサ９３との接続点）とが接続されており、これにより、負性抵抗回路７１とLC共振回路７２との間には、電流が流れる。
【０１２５】
以上のような負性抵抗回路７１とLC共振回路７２とで構成される発振器１４２では、逓倍器１４１のFET６３及び６４のドレインどうしの接続点から、負性抵抗回路７１のFET８１及び８２のソースどうしの接続点に、逓倍器１４１で得られた逓倍信号が、注入信号として注入（入力）される。
【０１２６】
発振器１４２は、逓倍器１４１からFET８１及び８２のソースどうしの接続点に注入される注入信号としての逓倍信号を、発振の種として発振し、その発振によって、逓倍信号を２分周した信号を、再生キャリアとして生成する。
【０１２７】
すなわち、発振器１４２が、逓倍器１４１から、FET８１及び８２のソースどうしの接続点に注入される注入信号としての逓倍信号を、発振の種として発振することにより、負性抵抗回路７１とLC共振回路７２との接続点の電流、すなわち、FET８１及び８２それぞれのドレイン電流としては、逓倍信号を２分周した信号の差動信号が流れる。
【０１２８】
この、逓倍信号を２分周した信号の差動信号が、再生キャリア（の差動信号）として、ミキサ１１３（図４）に供給される。
【０１２９】
図１０は、図９の逓倍器１４１と発振器１４２とで構成されるキャリア再生部１１２の動作を説明する波形図である。
【０１３０】
すなわち、図１０Ａは、逓倍器１４１に入力される変調信号としてのBPSK信号を示している。
【０１３１】
ここで、BPSK信号y(t)は、キャリアの角周波数をωと表すこととすると、式y(t)＝cos(ωt)と、cos(ωt)の位相をπだけ回転した式y(t)＝cos(ωt+π)で表すことができる。
【０１３２】
図１０Ｂは、BPSK信号y(t)を２逓倍した逓倍信号を示している。
【０１３３】
ここで、図９の逓倍器１４１では、上述したように、差動増幅器としてのFET６３及び６４でのBPSK信号y(t)の増幅によって生じる２次高調波{y(t)}2が、BPSK信号y(t)を２逓倍した逓倍信号となる。
【０１３４】
BPSK信号y(t)の２次高調波{y(t)}2は、BPSK信号y(t)＝cos(ωt)については、{cos(ωt)}2＝{1＋cos(2ωt)}／2となり、BPSK信号y(t)＝cos(ωt+π)については、{cos(ωt+π)}2＝{1＋cos(2ωt+2π)}／2＝{1＋cos(2ωt)}／2となる。
【０１３５】
したがって、位相が0とπの２つに変化するBPSK信号y(t)を２逓倍することにより得られる逓倍信号{y(t)}2は、式{y(t)}2＝{1＋cos(2ωt)}／2で表される、位相が変化しない単相の信号で、かつ、周波数がBPSK信号y(t)の２倍の信号となる。
【０１３６】
逓倍器１４１から発振器１４２には、以上のような逓倍信号{y(t)}2が、注入信号として注入される。
【０１３７】
ここで、発振器１４２の自走発振信号x(t)は、角周波数をω0と表すこととすると、式x(t)＝cos(ω0t)で表すことができる。
【０１３８】
発振器１４２において、負性抵抗回路７１のFET８１及び８２のソースどうしの接続点に、注入信号が注入される場合、その注入信号を発振の種とする発振により生成される発振信号z(t)は、注入信号と自走発振信号x(t)との乗算になる。
【０１３９】
いま、説明を簡単にするため、{1＋cos(2ωt)}／2で表される逓倍信号{y(t)}2を、式{y(t)}2＝cos(2ωt)で表すこととすると、発振信号z(t)は、注入信号としての逓倍信号{y(t)}2と、自走発振信号x(t)との乗算になるから、式z(t)＝{y(t)}2x(t)＝cos(2ωt)cos(ω0t)＝{cos(2ωt＋ω0t)＋cos(2ωt−ω0t)}／2で表される。
【０１４０】
発振器１４２での発振は、自走発振信号x(t)の（角）周波数ω0が、発振信号z(t)の低い周波数成分の周波数に引き込まれることで安定する。
【０１４１】
発振信号z(t)＝{cos(2ωt＋ω0t)＋cos(2ωt−ω0t)}／2の低い周波数成分は、cos(2ωt−ω0t)であるから、自走発振信号x(t)の周波数ω0が、発振信号z(t)の低い周波数成分cos(2ωt−ω0t)の周波数2ω−ω0に引き込まれた場合、ω0＝2ω−ω0、つまり、ω0＝ωとなるから、発振信号z(t)は、式z(t)＝{cos(2ωt＋ω0t)＋cos(2ωt−ω0t)}／2＝{cos(3ωt)＋cos(ωt)}／2で表される。
【０１４２】
発振器１４２では、コイル９１及び９２並びにコンデンサ９３が、BPFとして機能し、発振信号z(t)＝{cos(3ωt)＋cos(ωt)}／2のうちの低い周波数成分cos(ωt)／2が顕著に現れる。
【０１４３】
すなわち、発振器１４２では、発振信号z(t)＝{cos(3ωt)＋cos(ωt)}／2のうちの、BPSK信号y(t)のキャリアと周波数が同一の周波数成分cos(ωt)が顕著に現れる。
【０１４４】
そして、発振器１４２では、この周波数成分cos(ωt)が、再生キャリアとして出力される。
【０１４５】
図１０Ｃは、以上のようにして得られる再生キャリアを示している。
【０１４６】
なお、LC共振回路７２の共振周波数は、変調信号のキャリアの周波数に近い周波数（同期の引き込み範囲）に調整される。
【０１４７】
以上のように、図７のキャリア再生部１１２では、BPSK信号を２逓倍し、BPSK信号の２逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として、発振器１４２に入力し、発振器１４２の発振によって、逓倍信号を２分周した信号を、再生キャリアとして生成するので、コスタスループや、分周器、Dフリップフロップを用いずに、再生キャリアを得ることができる。したがって、キャリアの再生を、小規模な回路で、かつ、消費電力を抑えて行うことができる。
【０１４８】
なお、変調信号が、例えば、ASK(Amplitude Shift Keying)変調されている場合には、図９において、変調信号を、図示せぬ電圧電流変換回路を介して、FET６３及び６４のゲートではなく、FET８１及び８２のドレインに注入することにより、FET８１及び８２のドレイン電流として、再生キャリアを得ることができる。
【０１４９】
図１１は、図２の復調部５２の第３の構成例を示すブロック図である。
【０１５０】
なお、図中、図４の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０１５１】
図１１の復調部５２は、アンプ１１１、キャリア再生部１１２、ミキサ１１３、及び、アンプ１１４を有する点で、図４の場合と共通する。
【０１５２】
但し、図１１の復調部５２は、位相調整器１１５が新たに設けられている点で、図４の場合と相違する。
【０１５３】
図１１において、キャリア再生部１１２は、図７に示したように構成される。
【０１５４】
位相調整器１１５には、キャリア再生部１１２から再生キャリアが供給される。
【０１５５】
位相調整器１１５は、キャリア再生部１１２からの再生キャリアの位相を調整し、ミキサ１１３に供給する。
【０１５６】
すなわち、位相調整器１１５は、ミキサ１１３の出力、又は、アンプ１１４の出力のレベルが最大になるように、キャリア再生部１１２からの再生キャリアの位相を調整し、ミキサ１１３に供給する。
【０１５７】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１５８】
すなわち、本技術は、ミリ波の変調信号よりも高い、又は、低い周波数の変調信号のキャリアの再生にも適用することができる。
【０１５９】
また、本技術は、例えば、QPSK信号等の、BPSK信号以外の位相偏移変調された変調信号のキャリアの再生に適用することができる。
【０１６０】
N位相偏移変調された変調信号のキャリアを再生する場合には、図７のキャリア再生部１１２では、逓倍器１４１は、変調信号をN逓倍し、発振器１４２は、変調信号のN逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として発振し、逓倍信号をN分周した信号を、再生キャリアとして生成する。
【０１６１】
例えば、QPSK信号のキャリアを再生する場合には、逓倍器１４１は、QPSK信号を４逓倍し、発振器１４２は、QPSK信号の４逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として発振し、逓倍信号を４分周した信号を、再生キャリアとして生成する。
【０１６２】
ここで、例えば、QPSK信号については、その他、２逓倍する逓倍器１４１と、発振によって、逓倍信号を２分周した信号を、再生キャリアとして生成する発振器１４２とで構成されるキャリア再生部１１２を、２段縦続に接続することにより、QPSK信号のキャリアを再生することが可能である。
【０１６３】
なお、本技術は、以下のような構成をとることができる。
【０１６４】
［１］
N位相偏移変調された変調信号をN逓倍する逓倍器と、
前記変調信号のN逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として発振し、前記逓倍信号をN分周した信号を、前記変調信号のキャリアを再生した再生キャリアとして生成する発振器と
を備える信号処理装置。
［２］
前記逓倍器は、BPSK(Binary Phase Shift Keying)信号を2逓倍し、
前記発振器は、前記逓倍信号を、注入信号として発振し、前記逓倍信号を2分周した信号を、変調信号のキャリアを再生した再生キャリアとして生成する
［１]に記載の信号処理装置。
［３］
前記発振器は、共振回路と負性抵抗回路とが接続されて構成されており、
前記逓倍信号は、前記負性抵抗回路に流れる電流として注入される
［１］又は［２］に記載の信号処理装置。
［４］
前記負性抵抗回路は、クロスカップル接続された一対のトランジスタで構成され、
前記逓倍器は、一対のトランジスタを用いた差動増幅器で構成される
［３］に記載の信号処理装置。
［５］
前記負性抵抗回路は、一方のFET(Field-Effect Transistor)のゲートと他方のFETのドレインとが接続され、かつ、ソースどうしが接続された2個のFETを有し、
前記変調信号を、前記差動増幅器で増幅することにより得られる信号が、前記逓倍信号として、前記2個のFETのソースどうしが接続された接続点から入力される
［４］に記載の信号処理装置。
［６］
前記再生キャリアの位相調整を行う位相調整器をさらに備える
［１］ないし［５］のいずれかに記載の信号処理装置。
［７］
前記変調信号は、ミリ波である
［１］ないし［６］のいずれかに記載の信号処理装置。
［８］
N位相偏移変調された変調信号をN逓倍し、
前記変調信号のN逓倍によって得られる逓倍信号を、注入信号として、発振器に入力し、前記発振器の発振によって、前記逓倍信号をN分周した信号を、前記変調信号のキャリアを再生した再生キャリアとして生成する
信号処理方法。
【符号の説明】
【０１６５】
１０  筐体，  ２１，２２  基板，  ３１ないし３４  半導体チップ，  ４０  送信装置，  ４１  発振器，  ４２  移相器サ，  ４３  アンプ，  ４４  アンテナ，  ５０  受信装置，  ５１  アンテナ，  ５２  復調部，  ６１，６２  コンデンサ，  ６３，６４  FET，  ６５，６６  抵抗，  ７１  負性抵抗回路，  ８２  LC共振回路，  ８１，８２  FET，  ９１，９２  コイル，  ９３  コンデンサ，  １１１  アンプ，  １０２，１０３  ミキサ，  １０４，１０５  アンプ，  １０６  ミキサ，  １０７  LPF，  １０８  VCO部，  １０８Ａ，１０８Ｂ  VCO，  １１１  アンプ，  １１２  キャリア再生部，  １１３  ミキサ，  １１４  アンプ，  １１５  位相調整器，  １２１  ２逓倍器，  １２２  ２分周器，  １３１  乗算器，  １３２  BPF，  １３３  Dフリップフロップ，  １４１  逓倍器，  １４２  発振器，
【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】
2013219717.tif 000010
【図９】
2013219717.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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