(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに入力される搬送波を変調する変調用トランジスタと、スプリットフェーズ符号化された変調信号が一端から入力され、当該変調信号が取り出される他端が前記変調用トランジスタのベースに対して直結されると共に直流結合された変調信号回路と、前記変調信号回路に設けられ、一端が前記変調用トランジスタのベースに接続され、他端が直流的に接地されたＰＮ接合部品とを備え、
前記ＰＮ接合部品のＰＮ接合方向と前記変調用トランジスタのベースとエミッタとの間のＰＮ接合方向とを同一方向とし、前記変調信号回路の前記他端から取り出された変調信号によって前記変調用トランジスタのベースバイアス電圧を変化させて前記変調用トランジスタを二乗変調動作させたことを特徴とするＡＳＫ変調回路。
【請求項２】
前記ＰＮ接合部品をトランジスタによって構成し、前記トランジスタのコレクタとベースとを互いに接合すると共に前記変調用トランジスタのベースに接続し、エミッタを直流的に接地したことを特徴とする請求項１に記載のＡＳＫ変調回路。
【請求項３】
前記トランジスタのエミッタとグランドとの間に抵抗を介挿し、前記抵抗の抵抗値を変えられるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のＡＳＫ変調回路。
【請求項４】
前記変調用トランジスタを複数個設け、前記複数個の変調用トランジスタを互いに縦続接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＡＳＫ変調回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＴＳ（高度道路交通システム）の分野に位置づけられているＥＴＣ（自動料金収受）システムの送受信器等に使用されるＡＳＫ変調回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＡＳＫ変調回路を図４に示す。端子５１にはほぼ５．８３ＧＨｚの搬送波ＣＷが入力される。搬送波はバンドパスフィルタ５２を通過して一段目のトランジスタ５３で増幅される。トランジスタ５３はＡ級動作をするようにベースにバイアス電圧が与えられる。コレクタには送信時のみ端子５４から電圧が印加される。トランジスタ５３のコレクタには抵抗減衰器５５が結合される。抵抗減衰器５５の次段には可変減衰器５６が設けられる。
【０００３】
可変減衰器５６は直列接続された二つのピンダイオード５６ａ、５６ｂを有し、アノードが互いに接続され、一方のピンダイオードのカソードが抵抗減衰器に結合され、他方のカソードが次段のトランジスタ５７のベースに結合される。そして、各ピンダイオード５６ａ、５６ｂにはそれぞれインダクタンス素子５６ｃ、５６ｄは並列に接続される。また、各カソードはそれぞれ直流回路５８、５９によって直流的に接地される。各直流回路にはサーミスタ５８ａ、５９ａが設けられている。トランジスタ５７はＡ級動作をするようにベースにバイアス電圧が与えられる。コレクタには送信時のみ端子５４から電圧が印加される。
【０００４】
端子６０には変調信号が入力される。変調信号はスプリットフェーズ符号化されており、その波形は０ボルトのローレベルと正の電圧のハイレベルとの連続した二つのレベルの組み合わせでデジタル値を表し、最初にローレベルである場合にデジタル値（０）となり、最初にハイレベルである場合にデジタル値（１）となる。この変調信号の基本周波数成分は５００ＫＨｚから１ＭＨｚの間となる。変調信号はローパスフィルタ６１を通過し、二つのピンダイオード５６ａ、５６ｂのアノードに入力されるが、信号経路の途中でサーミスタ６２によってシャントされる。
【０００５】
以上の構成において、可変減衰器５６は変調信号のハイレベルとローレベルとで減衰量が大きく変わり、変調信号のハイレベル時にピンダイオード５６ａ、５６ｂがオンとなって搬送波は可変減衰器５６でほとんど減衰することなく通過する。また、変調信号のローレベル時にはピンダイオード５６ａ、５６ｂがオフとなる。このとき、ピンダイオード５６ａ、５６ｂは端子間容量を持つが、端子間容量とインダクタンス素子５６ｃ、５６ｄとで搬送波に並列共振させることにより搬送波の通過阻止を確実にしている。以上の動作によってトランジスタ５７からはＡＳＫ変調波が出力される。
【０００６】
また、ピンダイオード５６ａ、５６ｂの順方向特性は温度によって変化し、ここを通過する搬送波のレベルが変化してしまうので、サーミスタ５８、５９、６２によってレベル変化を抑えるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の変調回路ではピンダイオードの減衰量を変えてＡＳＫ変調しているが、ピンダイオードが有するフォワードリカバリタイムのために変調信号の基本周波数が高くなるほどオン／オフの動作が正確に追随出来無かった、このため、変調信号の基本周波数が高くなると変調指数が低下し、基本周波数の低い場合の変調指数との差が顕著になるという問題があった。また、同様の理由によって、ＡＳＫ変調波の振幅やデューティも変調信号の基本周波数の違いによって異なってしまうという問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明のＡＳＫ変調回路では、これらの問題を解決し、変調信号の基本周波数の違いによらず常に変調指数や振幅などの特性が一定となるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、ベースに入力される搬送波を変調する変調用トランジスタと、スプリットフェーズ符号化された変調信号が一端から入力され、当該変調信号が取り出される他端が前記変調用トランジスタのベースに対して直結されると共に直流結合された変調信号回路と、前記変調信号回路に設けられ、一端が前記変調用トランジスタのベースに接続され、他端が直流的に接地されたＰＮ接合部品とを備え、前記ＰＮ接合部品のＰＮ接合方向と前記変調用トランジスタのベースとエミッタとの間のＰＮ接合方向とを同一方向とし、前記変調信号回路の前記他端から取り出された変調信号によって前記変調用トランジスタのベースバイアス電圧を変化させて前記変調用トランジスタを二乗変調動作させた。
【００１１】
また、前記ＰＮ接合部品をトランジスタによって構成し、前記トランジスタのコレクタとベースとを互いに接合すると共に前記変調用トランジスタのベースに接続し、エミッタを直流的に接地した。
【００１２】
また、前記トランジスタのエミッタとグランドとの間に抵抗を介挿し、前記抵抗の抵抗値を変えられるようにした。
【００１３】
また、前記変調用トランジスタを複数個設け、前記複数個の変調用トランジスタを互いに縦続接続した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に本発明のＡＳＫ変調回路を示す。およそ５．８３ＧＨｚの搬送波ＣＷが入力される搬送波端子１にはバンドパスフィルタ２が接続される。バンドパスフィルタ２の後段には三段の変調用トランジスタ３、４、５がＡＣ結合で縦続接続される。各変調用トランジスタ３、４、５のコレクタにはそれぞれチョークインダクタ６、７、８が接続され、これらチョークインダクタ６、７、８を介して各コレクタが電圧端子９に接続される。電圧端子９には送信時のみ電圧が印加される。また、各変調用トランジスタ３、４、５のベースは変調信号回路１０に接続される。
【００１５】
変調信号回路１０には変調信号端子１１から変調信号が入力される。変調信号は、デジタルのベースバンド信号がスプリットフェーズ符号化されたものであり、図２に示すように、０ボルトであるローレベルと正の電圧であるハイレベルとの二つのレベルの組み合わせでデジタル値（１）又は（０）表し、前半にローレベルとなり後半にハイレベルとなればデジタル値（０）を示し、前半にハイレベルとなり、後半にローレベルとなればデジタル値（１）を示す。ハイレベル、ローレベルともその継続時間は０．５μＳ（マイクロ秒）であるので、変調信号の基本周波数成分は、最低で５００ＫＨｚ、最高で１ＭＨｚとなる。
【００１６】
変調信号端子１１にはサーミスタ１２ａを有する含む抵抗回路１２と可変抵抗器１３ａを有するバイアス設定回路１３を介してアクティブローパスフィルタ１４が接続される。入力された変調信号に含まれる高調波成分はアクティブローパスフィルタ１４によって除去される。アクティブローパスフィルタ１４はその入力端から出力端までが直流結合されて構成され、内包するトランジスタ（図示せず）には電圧端子９から電圧が供給される。なお、内包するトランジスタには端電源端子（図示せず）から常時電圧を印加しておいてもよい。
【００１７】
アクティブローパスフィルタ１４の出力端にはエミッタフォロワ構成のレベルシフト用トランジスタ１５が接続される。レベルシフト用トランジスタはＮＰＮ型であるが、これは前段のアクティブローパスフィルタ１４に内包された前記トランジスタがＰＮＰ型でエミッタフォロワ構成となっているためであり、二つのトランジスタによってアクティブローパスフィルタ１４の温度による特性変化が相殺される。レベルシフト用トランジスタ１５のコレクタは電圧端子９に接続され、エミッタは抵抗１６によって接地される。また、レベルシフト用トランジスタ１５のエミッタにはＰＮ接合部品１７が接続される。
【００１８】
ＰＮ接合部品１７は、例えばトランジスタからなり、コレクタとベースとが互いに接続されて構成され、コレクタとベース（Ｐ側）とがレベルシフト用トランジスタ１５のエミッタに接続され、エミッタ（Ｎ側）が可変抵抗器１８ａを含む抵抗回路１８によって接地される。そして、レベルシフト用トランジスタ１５のエミッタが各変調用トランジスタ３、４、５のベースにそれぞれ抵抗１９、２０、２１を介して接続される。
【００１９】
この結果、各変調用トランジスタ３、４、５のベースには変調信号回路１０からバイアス電圧が供給される。バイアス電圧は変調信号のレベル変化に対応して変化するが、図３に示すように、変調信号がローレベルになったときのバイアス電圧が各変調用トランジスタ３、４、５のベース電圧ＶＢＥとコレクタ電流ＩＣとの特性曲線の変曲点Ｐ付近となるように設定される。従って、各変調用トランジスタ３、４、５はベース変調として動作すると共に、二乗変調として動作する。なお、変調用トランジスタ３、４、５のベースバイアス電圧は、主としてアクティブローパスフィルタ１４の前に設けられたバイアス設定回路１３の可変抵抗器１３ａの調整によって行われるが、ＰＮ接合部品１７とグランドとの間に接続されている抵抗回路１８の抵抗値によっても設定できる。
【００２０】
また、各変調用トランジスタ３、４、５は温度によってベース電圧とコレクタ電流との特性曲線が変化するが、ＰＮ接合部品１７によってその変化を抑えている。この際、ＰＮ接合部品１７に直列に接続されている抵抗回路１８によってその効果が変わるので、抵抗回路１８の抵抗値を変えて変調用トランジスタ３、４、５の温度補正を行ってもよい。ＰＮ接合部品１７としてダイオードを用いてもこの温度補正は可能であるが、ダイオードのフォワードリカバリタイムのためにダイオードが高い周波数成分（１ＭＨｚ）の変調信号に追随出来なくなり変調指数が低下する。しかし、ベースとコレクタとを接続したトランジスタの場合ではフォワードリカバリタイムが無くなり、高い周波数成分の変調信号に追随できるので、５００ＫＨｚ〜１ＭＨｚの間でほぼ同じ程度の変調指数が得られる。
【００２１】
以上の構成において、初段の変調用トランジスタ３に入力された搬送波は、変調信号回路１０から入力された変調信号のハイレベル時に変調用トランジスタのベースバイアス電圧が高くなるので、変調用トランジスタで増幅されて出力される。また、ローレベル時にはほとんど出力されない。よってＡＳＫ変調される。ＡＳＫ変調波は次段の変調用トランジスタ４、更に次段の変調用トランジスタ５に順次入力されて、同様にＡＳＫ変調動作が行われる。
【００２２】
なお、本発明では変調用トランジスタ３、４、５を三段に縦続接続しているのは十分な変調指数を得るためである。また、サーミスタ１２ａは変調用トランジスタ３、４、５の温度による利得変化で出力レベルが変化するのを補償している。また、ＰＮ接合部品１７に接続されている抵抗回路１８によっても変調用トランジスタ３、４、５のベースバイアス電圧を微調整できる。このバイアス電圧の調整によって動作点の温度による変動の補正も可能となる。
【００２３】
また、変調信号回路１０が直結型で構成されているので、変調信号の周波数成分の変化に対しても一様な変調指数が得られ、変調信号回路と変調用トランジスタとを直流結合しているので変調信号によって変調用トランジスタにバイアス電圧を与えることが出来る。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、ベースに搬送波と変調信号とが入力される変調用トランジスタと、変調信号を変調用トランジスタのベースに入力する変調信号回路とを備え、変調信号回路にスプリットフェーズ符号化された変調信号を入力し、変調信号回路を直結型に構成すると共に変調用トランジスタのベースに直流結合し、変調信号によって変調用トランジスタのベースバイアス電圧を変化させて変調用トランジスタを二乗変調動作させたので、変調信号の基本周波数が変化してもほぼ一定の変調指数と振幅を有するＡＳＫ変調波が得られる。
【００２５】
また、変調信号回路には一端が変調用トランジスタのベースに接続され、他端が直流的に接地されたＰＮ接合部品を設け、ＰＮ接合部品のＰＮ接合方向を変調用トランジスタのベースとエミッタと間のＰＮ接合方向と同一としたので、変調用トランジスタの動作点が温度変化によっても変化しないようにできる。
【００２６】
また、ＰＮ接合部品をトランジスタによって構成し、トランジスタのコレクタとベースとを互いに接合すると共に変調用トランジスタのベースに接続し、エミッタを直流的に接地したので、変調信号の基本周波数が変化し、さらに温度が変化しても変調指数や振幅の変化がなく、しかも変調用トランジスタの動作点が変化しない。
【００２７】
また、トランジスタのエミッタとグランドとの間に抵抗を介挿し、抵抗の抵抗値を変えられるようにしたので、抵抗値の調整によって変調用トランジスタのバイアス電圧の微調整または温度による動作点の変動の補正がきめ細かく出来る。
【００２８】
また、変調用トランジスタを複数個設け、複数個の変調用トランジスタを互いに縦続接続したので、必要とする変調指数を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の変調回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の変調回路の変調信号の波形図である。
【図３】本発明の変調回路における変調用トランジスタのベースバイアス電圧の説明図である。
【図４】従来の変調回路の構成を示す回路図である
【符号の説明】
１  搬送波入力端子
２  バンドパスフィルタ
３、４、５  変調用トランジスタ
６、７、８  チョークインダクタ
９  電圧端子
１０  変調信号回路
１１  変調信号端子
１２  抵抗回路
１２ａ  サーミスタ
１３  バイアス設定回路
１３ａ  可変抵抗器
１４  アクティブローパスフィルタ
１５  レベルシフト用トランジスタ
１６  抵抗
１７  ＰＮ接合部品
１８  抵抗回路
１８ａ  可変抵抗器
１９、２０、２１  抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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