(57)【要約】【課題】アンプ回路から出力される信号を正確に補正し、アンプ回路を含む受信装置の性能を向上させることができる補正データ取得方法及び補正データ取得回路並びに受信装置の提供。【解決手段】補正データ取得回路に、基準信号を出力する基準信号発生器９と、前記基準信号を増幅して出力するアンプ回路３と、増幅された信号をＡ／Ｄ変換し、２つの系統に分岐して出力するＡ／Ｄ変換部６と、一方の系統の信号を帯域制限して出力する帯域制限フィルタ１０と、帯域制限された信号と帯域制限されていない信号とに基づいて、前記アンプ回路３の出力を補正するための補正データを取得する補正処理部７と、前記補正データを参照可能に記憶する補正データ記憶部８と、を少なくとも設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準信号をアンプ回路で増幅する処理と、
増幅された信号をＡ／Ｄ変換する処理と、
Ａ／Ｄ変換された信号を２つの系統に分岐し、一方の系統の信号を帯域制限フィルタで帯域制限する処理と、
帯域制限された信号と帯域制限されていない信号とに基づいて、前記アンプ回路の出力を補正するための補正データを取得する処理と、
前記補正データを参照可能に記憶する処理と、を少なくとも実行する、ことを特徴とする補正データ取得方法。
【請求項２】
前記帯域制限フィルタは、前記アンプ回路の特性による波形のひずみに起因する高調波成分を低減し、前記一方の系統の信号を、前記アンプ回路の入力波形として近似可能な波形に変換する、ことを特徴とする請求項１記載の補正データ取得方法。
【請求項３】
基準信号を出力する基準信号発生器と、
前記基準信号を増幅して出力するアンプ回路と、
増幅された信号をＡ／Ｄ変換し、２つの系統に分岐して出力するＡ／Ｄ変換部と、
一方の系統の信号を帯域制限して出力する帯域制限フィルタと、
帯域制限された信号と帯域制限されていない信号とに基づいて、前記アンプ回路の出力を補正するための補正データを取得する補正処理部と、
前記補正データを参照可能に記憶する補正データ記憶部と、を少なくとも備える、ことを特徴とする補正データ取得回路。
【請求項４】
前記帯域制限フィルタは、前記アンプ回路の特性による波形のひずみに起因する高調波成分を低減し、前記一方の系統の信号を、前記アンプ回路の入力波形として近似可能な波形に変換する機能を備える、ことを特徴とする請求項３記載の補正データ取得回路。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のアンプ回路と補正処理部と補正データ記憶部とを少なくとも備える受信装置であって、
前記補正データ記憶部には、前記補正データが参照可能に記憶され、
前記補正処理部は、前記補正データ記憶部に記憶された補正データを参照して、前記アンプ回路から出力される信号の補正を行う、ことを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補正データ取得方法及び補正データ取得回路並びに受信装置に関し、特に、アンプ回路の利得の非直線性に起因する出力波形のひずみを補正するための補正データを取得する補正データ取得方法及び補正データ取得回路並びに該補正データを利用して補正を行う受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微弱な電波等を受信する受信装置では、受信信号を増幅するためにアンプ回路が用いられている（例えば、下記特許文献１、２など）。
【０００３】
図３は、アンプ回路の入出力特性の一例を示す図である。アンプ回路は、入力信号を一定量増幅する機能を持つが、図の破線で示したように、入力が一定の割合で増加するときに出力も同じ割合で増加するのが理想である。しかしながら、アンプ回路は、入力信号の大きさが一定値以上となると出力特性が劣化し、図の実線で示すように、入力信号の増加に対して出力信号が比例しない領域が生じる。
【０００４】
図４は、出力信号が比例しない入力レベルの正弦波を入力した場合の、アンプ回路の出力信号の一例を示す図である。アンプ回路の出力信号は、理想的には、図の破線で示す波形となるはずであるが、上述したように、入力信号の大きさが一定値以上となると出力特性が劣化するため、実際には、図の実線で示したように波形がひずんでしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５１０９０号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなアンプ回路の利得の非直線性を改善する方法として、ゲインイコライザを用いる方法がある。しかしながら、広帯域受信装置では、出力信号に高調波成分が重畳されるため、ゲインイコライザを用いても波形ひずみを改善することができず、アンプ回路から出力される信号を正確に補正することができないという問題があった。
【０００７】
また、他の方法として、計算予測も加えた補正方法が考えられる。しかしながら、この補正方法では、次に示す理由により限界があった。
【０００８】
図５は、基準信号発生器で発生した正弦波を入力したときの、理論値と受信装置におけるアンプ回路の入出力波形の一例を示す図である。基準信号発生器では、設定した周波数に対してわずかに出力信号に周波数誤差が生じるため、図の細い実線で示した理論特性により求められる正弦波から、破線で示したアンプ回路の入力波形を推定することが困難であった。なぜなら、基準信号に含まれる周波数誤差の補正と、入力データの位相情報と取得するアンプ回路の出力波形との同期が必要となるためである。
【０００９】
このように、破線で示したアンプ回路への入力信号と、太い実線で示したアンプ回路の特性によりひずんだ出力信号とを同期して得ることが困難であるため、アンプ回路の入出力特性を取得することができず、計算予測も加えた補正方法を用いてもアンプ回路から出力される信号を正確に補正することができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、アンプ回路から出力される信号を正確に補正し、アンプ回路を含む受信装置の性能を向上させることができる補正データ取得方法及び補正データ取得回路並びに受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の補正データ取得方法は、基準信号をアンプ回路で増幅する処理と、増幅された信号をＡ／Ｄ変換する処理と、Ａ／Ｄ変換された信号を２つの系統に分岐し、一方の系統の信号を帯域制限フィルタで帯域制限する処理と、帯域制限された信号と帯域制限されていない信号とに基づいて、前記アンプ回路の出力を補正するための補正データを取得する処理と、前記補正データを参照可能に記憶する処理と、を少なくとも実行するものである。
【００１２】
本発明においては、前記帯域制限フィルタは、前記アンプ回路の特性による波形のひずみに起因する高調波成分を低減し、前記一方の系統の信号を、前記アンプ回路の入力波形として近似可能な波形に変換する構成とすることができる。
【００１３】
また、本発明の補正データ取得回路は、基準信号を出力する基準信号発生器と、前記基準信号を増幅して出力するアンプ回路と、増幅された信号をＡ／Ｄ変換し、２つの系統に分岐して出力するＡ／Ｄ変換部と、一方の系統の信号を帯域制限して出力する帯域制限フィルタと、帯域制限された信号と帯域制限されていない信号とに基づいて、前記アンプ回路の出力を補正するための補正データを取得する補正処理部と、前記補正データを参照可能に記憶する補正データ記憶部と、を少なくとも備えるものである。
【００１４】
また、本発明は、上記アンプ回路と補正処理部と補正データ記憶部とを少なくとも備える受信装置であって、前記補正データ記憶部には、前記補正データが参照可能に記憶され、前記補正処理部は、前記補正データ記憶部に記憶された補正データを参照して、前記アンプ回路から出力される信号の補正を行うものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のアンプ回路の補正データ取得方法及び補正データ取得回路並びに受信装置によれば、アンプ回路から出力される信号を正確に補正し、アンプ回路を含む受信装置の性能を向上させることができる。
【００１６】
その理由は、狭帯域の帯域制限フィルタを用いて高調波成分を排除し、アンプ回路への入力信号と同等の信号を得ることで、アンプ回路の入出力特性を正確に測定することができるからである。そして、その測定結果を反映することで、アンプ回路の出力信号のひずみによる劣化を適切に補正することができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
背景技術で示したように、受信装置には通常、受信信号を増幅するためのアンプ回路が用いられるが、このアンプ回路の入出力特性により、入力信号が一定以上となった場合に、アンプ回路の出力信号がひずんでしまう。従って、アンプ回路の出力信号を正確に補正するためには、アンプ回路の入出力特性を取得する必要があるが、従来の測定方法では、アンプ回路の入力信号の条件を正確に知ることができないため、補正データを取得することが困難であった。
【００１８】
そこで、本発明では、アンプ回路に正弦波を入力し、Ａ／Ｄ変換後のデータに狭帯域の帯域制限フィルタ処理を施すことで、アンプ回路３の入力波形として近似可能な波形を取得する。そして、帯域制限フィルタ処理を施した信号と帯域制限フィルタ処理を施さない信号とを比較することで、アンプ回路の入出力特性を取得し、アンプ回路から出力される信号を正確に補正できるようにする。
【実施例】
【００１９】
上記した本発明の一実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る補正データ取得方法及び補正データ取得回路並びに受信装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施例の補正データ取得回路の構成例を示すブロック図であり、図２は、受信装置の構成例を示すブロック図である。また、図６は、本実施例の効果を説明するための図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施例の補正データ取得回路は、補正データを得るための基準信号（例えば、正弦波）を出力する基準信号発生器９と、基準信号を増幅するアンプ回路３と、増幅された信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部６と、高調波成分を低減する狭帯域の帯域制限フィルタ（ＢＰＦ：Band-pass filter）１０と、アンプ回路３から出力される信号を補正するための補正データを取得し、該補正データを利用して補正処理を行う補正処理部７と、補正データを参照可能に記憶する補正データ記憶部８と、を少なくとも備える。
【００２１】
基準信号発生器９の出力信号はアンプ回路３に入力される。アンプ回路３の出力信号はＡ／Ｄ変換部６に入力される。Ａ／Ｄ変換部６の出力信号は２系統に分岐され、一方は直接補正処理部７に入力され、他方は狭帯域の帯域制限フィルタ１０を通して補正処理部７に入力される。そして、補正処理部７で上記２系統の信号に基づいて補正データが取得され、その補正データは補正データ記憶部８に出力される。
【００２２】
なお、上記補正データとは、後述する受信装置でアンプ回路３から出力される信号を補正するためのデータであり、補正データは、上記２系統の信号そのものとしてもよいし、それらの信号から取得されるアンプ回路３の入出力特性としてもよいし、更に、アンプ回路３の入出力特性から算出される補正係数（受信装置でアンプ回路３から出力される信号に掛け合わされる値）としてもよい。また、狭帯域の帯域制限フィルタ１０の制限する帯域は、アンプ回路３の入出力特性に応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではない。
【００２３】
以下、図１に基づいて、本実施例の補正データ取得回路を用いた補正データの取得方法について詳細に説明する。
【００２４】
基準信号発生器９から出力される正弦波は、アンプ回路３で増幅され、Ａ／Ｄ変換部６でデジタル信号に変換されて補正処理部７に入力される。ここで、Ａ／Ｄ変換部６の出力信号は、アンプ回路３の入出力特性の影響を受け、入力レベルが一定値以上の正弦波は図５に示した太実線の波形のようにひずんでしまう。この正弦波のひずんだ部分は、周波数領域での高調波成分として観測される。
【００２５】
そこで、本実施例では、Ａ／Ｄ変換部６の一方の経路と補正処理部７との間に狭帯域の帯域制限フィルタ１０を配置し、補正処理部７に、基準信号発生器９の出力レベル毎に、Ａ／Ｄ変換部６から直接出力される信号と、Ａ／Ｄ変換部６から狭帯域の帯域制限フィルタ１０を通して出力される信号とが入力されるようにする。
【００２６】
この狭帯域の帯域制限フィルタ１０は、図６に示すように、アンプ回路３でひずんだ信号の高調波成分を低減することができるため、アンプ回路３の入力波形として近似可能な波形を得ることができる。また、狭帯域の帯域制限フィルタ１０の処理遅延時間はフィルタ設計から決定できるため、狭帯域の帯域制限フィルタ１０の入出力信号を、時間領域で同期した信号として取り出すことができる。
【００２７】
したがって、補正処理部７は、基準信号発生器９に含まれる誤差の影響を受けることなく、Ａ／Ｄ変換部６から直接出力される信号と、Ａ／Ｄ変換部６から狭帯域の帯域制限フィルタ１０を通して出力される信号とに基づいて、アンプ回路３の入出力特性を正確に測定することができ、正確な補正データを取得することができる。
【００２８】
そして、補正処理部７は、取得した補正データを補正データ記憶部８に出力し、補正データ記憶部８は、補正データを参照可能に記憶する。
【００２９】
なお、図１は、本実施例の補正データ取得回路の一例であり、帯域制限フィルタ処理を施した信号と帯域制限フィルタ処理を施さない信号とが比較可能に構成されている限りにおいて、回路構成は適宜変更可能である。
【００３０】
次に、上記手順で取得した補正データを利用する受信装置について説明する。
【００３１】
図２は、広帯域受信装置の一例を示す図である。広帯域受信装置は、電波を受信する空中線装置１と、ローカル信号を発生する局部発信機４と、局部発信機４を制御する制御処理部５と、空中線装置１で受信した信号をローカル信号で同期検波する直交検波器２と、直交検波器２の出力を増幅するアンプ回路３と、アンプ回路３の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部６と、Ａ／Ｄ変換部６の出力信号を補正する補正処理部７と、上記手順で取得した補正データを記憶する補正データ記憶部８と、を備える。
【００３２】
すなわち、図２に示した測定系では、図１の基準信号発生器９の代わりに、観測する到来電波を出力する空中線装置１が接続されている。また、広帯域の信号を測定するために、狭帯域の帯域制限フィルタ１０は取り外している。
【００３３】
そして、広帯域信号の受信時は、制御処理部５で設定された受信周波数と、実際にＡ／Ｄ変換部６の出力で観測される電力値から、補正データ記憶部８より補正処理部７が補正データを参照し、補正計算後に受信信号の処理結果を出力する。これにより、アンプ回路３の出力信号のひずみによる劣化を適切に補正することができ、受信装置の性能を向上させることができる。
【００３４】
図２の受信装置では、補正データの取得時にのみ、基準信号発生器９と狭帯域の帯域制限フィルタ１０を配置し、補正データを取得する構成としているが、補正データ取得回路を受信装置に組み込むこともできる。
【００３５】
その場合は、例えば、アンプ回路３の前段及びＡ／Ｄ変換部６と狭帯域の帯域制限フィルタ１０との間に切替スイッチ等を配置し、制御信号によって切り替えることにより、空中線装置１で受信した広帯域信号を処理する場合は、図２と同様に、直交検波器２の出力がアンプ回路３、Ａ／Ｄ変換部６、補正処理部７に伝送されるようにし、補正データを取得する場合は、基準信号発生器９からの出力がアンプ回路３に入力されるようにすると共に、Ａ／Ｄ変換部６の出力の一部が狭帯域の帯域制限フィルタ１０を通して補正処理部７に入力されるようにすればよい。
【００３６】
なお、上記実施例では、本発明の補正データ取得回路を、電波を受信する受信装置に適用する場合を示したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、アンプ回路を含む任意の装置に対して同様に適用することができる。
【００３７】
また、上記実施例では、アンプ回路３の補正データを取得する場合について記載したが、補正データを取得する対象はアンプ回路３に限らず、入力レベルに応じて出力特性が変動する任意の回路に対して適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、信号を補正するための補正データ取得方法及び補正データ取得回路、並びに、補正データを利用して信号を補正する装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例に係る補正データ取得回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】アンプ回路の入出力特性を示す図である。
【図４】アンプ特性の入出力特性による、受信信号のひずみを説明するための図である。
【図５】基準信号とアンプ回路の入出力波形の関係を示す図である。
【図６】狭帯域の帯域制限フィルタの効果を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  空中線装置
２  直交検波器
３  アンプ回路
４  局部発信機
５  制御処理部
６  Ａ／Ｄ変換部
７  補正処理部
８  補正データ
９  基準信号発生器
１０  狭帯域の帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）
【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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