JP2746781B2

JP2746781B2 - 移相器

Info

Publication number: JP2746781B2
Application number: JP3246563A
Authority: JP
Inventors: エイチ．ヘイヴェンズジョセフ
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JPH05110369A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信システムの変調装
置などに使用される９０゜の位相差を有する２つの信号
を生成する移相器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、単側波帯変調（ＳＳＢ）、位相
変調（ＰＳＫ）、直交振幅変調（ＱＡＭ）、振幅位相変
調（ＡＭＰＭ）、及びある種の周波数変調（ＦＳＫ）の
ような変調による狭波帯通信システムの変調装置は、９
０゜の位相差を有する２つの搬送波信号を必要とする。

【０００３】すなわち、局部発振器からの信号を９０゜
移相器を介して９０゜の位相差を有する２つの直交位相
の搬送波信号とし、ミキサによりこの直交位相信号で、
Ｉチャンネル信号及びＱチャンネル信号を変調して９０
゜の位相差を有する２つの信号を生成し、電力結合器で
この２つの信号を結合しバンドパスフィルタを介して送
出する構成となっている。また受信機側では、９０゜移
相器によりこの受信信号を９０゜移相し、ミキサにより
０゜受信信号と９０゜受信信号とを乗算して受信データ
を得る構成となっている。

【０００４】このような９０゜の位相差を有する２つの
搬送波信号すなわち直交する信号波を集積回路により得
る技術として、次の２つの方法がある。一つの方法はＲ
Ｃ移相法であり、直列接続したコンデンサ及び抵抗器に
電流を流すと、コンデンサ端子間電圧はその電流に対し
て９０゜の位相差を有し、抵抗器端子間電圧はその電流
と同相となることを利用したものである。

【０００５】他の一つの方法はデジタル移相法であり、
入力された搬送波信号の周波数の２倍の周波数の信号を
つくり、これを２つのＴフリップフロップのクロック信
号とし、一方のＴフリップフロップをこのクロック信号
の立ち上がりエッジでセットし、他方のＴフリップフロ
ップをこのクロック信号の立ち下がりエッジでセットす
ると、各フリップフロップの出力信号として９０゜の位
相差を有する搬送波信号と同じ周波数の２つの信号が得
られることを利用したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の方法に
は、それぞれ次のような特長及び欠点がある。ＲＣ移相
法は、回路構成が簡単であるという点で優れているが、
抵抗器及びコンデンサ以外の回路部分にも必然的な寄生
抵抗、寄生静電容量があるために、得られる位相差が回
路全体の抵抗値Ｒ及び静電容量値Ｃの相対的な大きさに
大きく依存するという欠点がある。また得られる位相差
は動作周波数によっても変化する。このため、回路全体
の抵抗値Ｒ及び静電容量Ｃの相対的な大きさを調節しな
ければならず、動作周波数によって抵抗器及びコンデン
サの抵抗値Ｒ及び静電容量を変化させる必要がある。

【０００７】一方デジタル移相法は、本来的に正確な位
相差が得られる点で優れているが、２倍の周波数におけ
る動作を必要とするために、一般にＲＣ移相法よりも大
きな電流を必要とするという欠点がある。このため、通
信システムの変調装置にはＲＣ移相法の原理による移相
器が使用される。

【０００８】直交位相信号の振幅不均衡及び位相誤差
は、送信信号の誤差の直接の原因となるため、直交位相
信号の誤差を除去するいくつかの技術が提案されてい
る。例えば、特開昭６３ー１１９３３９号公報に記載さ
れた発明のように、スカラ検出器により直交位相変調装
置を校正するものがあるが、その校正には出力信号の検
出を必要とし、また複雑な回路構成を必要とする。

【０００９】本発明は、ＲＣ移相法による移相器におい
て生じる比較的小さな振幅誤差及び直交位相誤差を簡単
な回路構成により除去し、抵抗及び静電容量の調節をす
ることなく広い周波数範囲で使用可能な移相器を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の移相器は、所定
の信号を直列接続したコンデンサ及び抵抗器に与え、そ
の各端子電圧に相当する２つの信号を検出することによ
り、振幅がほぼ等しくかつ位相差がほぼ９０゜である２
つの信号を生成する近似的移相手段と、この近似的移相
手段の出力信号をそれぞれ入力して振幅を等しくする第
１及び第２の振幅等化手段と、第１の振幅等化手段の出
力信号と第２の振幅等化手段の出力信号との差に相当す
る信号を出力する第１の減算手段と、第１の振幅等化手
段の出力信号と第２の振幅等化手段の出力信号との和に
相当する信号を出力する第１の加算手段と、前記減算手
段及び加算手段の出力信号をそれぞれ入力して振幅を等
しくする第３及び第４の振幅等化手段と、第３の振幅等
化手段の出力信号と第４の振幅等化手段の出力信号との
差に相当する信号を出力する第２の減算手段と、第３の
振幅等化手段の出力信号と第４の振幅等化手段の出力信
号との和に相当する信号を出力する第２の加算手段とか
らなることを特徴とする。

【００１１】このように構成したことにより、簡単な回
路構成の近似的移相手段により生成された振幅が異なり
かつその位相差が正確には９０゜でない２つの信号は、
まず第１及び第２の振幅等化手段によりその振幅が正確
に等しくされる。次に第１の減算手段及び第１の加算手
段によりその２つの信号の差及び和をとった結果、差の
信号及び和の信号はその位相差が正確に９０゜の信号と
なる。

【００１２】この差及び和をとることは、位相差におけ
る誤差を振幅における誤差に変換することになるため、
第１の減算手段及び第１の加算手段に入力される２つの
信号の位相差が正確に９０゜でない場合、差の信号及び
和の信号はその振幅に誤差を生じることになる。そこで
再度、第３及び第４の振幅等化手段と第２の減算手段及
び第２の加算手段とにより同様の信号処理を繰り返し
て、その振幅が正確に等しくかつその位相差が正確に９
０゜である２つの信号を得る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１において、１は前述のＲＣ移相法による近
似的移相器であり、局部発振器の出力信号２を入力して
コンデンサの端子電圧に相当する信号３及び抵抗器の端
子電圧に相当する信号４を出力することにより、２つの
位相の信号に分配する。振幅等化回路５はコンデンサの
端子電圧に相当する信号３を入力し、振幅等化回路６は
抵抗器の端子電圧に相当する信号４を入力し、信号３及
び信号４の振幅を等しくする。この振幅等化回路５、６
は、例えば同一特性の２つの非線形増幅器を使用し、各
入力信号３、４を単にクリッピングすることにより実現
できる。

【００１４】減算器９は、振幅等化回路５の出力信号７
と振幅等化回路６の出力信号８とを入力し、その差の信
号１０を出力する。加算器１１は、振幅等化回路５の出
力信号７と振幅等化回路６の出力信号８とを入力し、そ
の和の信号１２を出力する。

【００１５】さらに、信号１０、１２をそれぞれ振幅等
化回路１３、１４に入力してクリッピングにより振幅を
等しくし、その出力信号１５、１６の差及び和を減算器
１７、加算器１８により得る。なお、振幅等化回路１
３、１４としては振幅等化回路５、６と同じものを使用
し、減算器１７、加算器１８としては減算器９、加算器
１１と同じものを使用すれば良い。

【００１６】次に、本実施例による移相器の動作を図２
を参照して説明する。図２（ａ）に示すようなｓｉｎ波
の電流信号２が近似的な移相器１に入力され、その出力
として２つの信号３、４が得られる。信号３、４は、図
２（ｂ）に示すように、その振幅がほぼ等しく位相差が
９０゜に近いが、正確には振幅が異なり位相差が９０゜
ではないものである。この信号３、４は、振幅等化回路
５、６により図２（ｃ）に示すような振幅の等しい信号
７、８となる。減算器９、加算器１１によりこの信号
７、８の差及び和をとることにより、図２（ｄ）に示す
ような位相差が正確に９０゜となる信号１０、１２が得
られる。

【００１７】この原理を説明するために、２つの信号
７、８を振幅が等しく位相差が２φの２つのｃｏｓ波信
号すなわち２ｃｏｓ（ωｔ＋φ）及び２ｃｏｓ（ωｔ―
φ）と仮定する。この２つの信号の和は、次式で表され
る。

【００１８】

【数１】

【００１９】また、その差は、次式で表される。

【数２】

【００２０】数１と数２の結果を比較すると、ｃｏｓ
（ωｔ）とｓｉｎ（ωｔ）とではその位相差が正確に９
０゜となっており、信号１０、１２として位相差が正確
に９０゜の２つの信号が得られることがわかる。一方、
信号１０、１２の振幅はそれぞれ４ｓｉｎ（φ）、４ｃ
ｏｓ（φ）であり、振幅の異なる信号となることがわか
る。従って、入力信号７、８の和及び差をとることによ
り、その位相についての誤差が出力信号１０、１２の振
幅の誤差に置き換えられたことになる。

【００２１】このように、入力信号７、８が振幅におい
て正確に等しいが位相差が正確には９０゜でない場合、
その和及び差をとることにより修正された出力信号１
０、１２は、その位相差は正確に９０゜となるが、その
振幅に誤差を生じることになる。そこで再度、振幅等化
回路１３、１４及び減算器１７、加算器１８により同様
の処理を繰り返すことにより、位相及び振幅の誤差を取
り除いて、最終的に振幅が正確に等しくかつ位相差が正
確に９０゜である２つの信号１９、２０を得る。

【００２２】次に、上述した実施例による移相器を使用
した通信システムの変調装置の一構成例について説明す
る。図３において、３０は変換器であり、入力された音
声を電気信号に変換し、Ｉチャンネル変調信号３１及び
Ｑチャンネル変調信号３２を出力する。３３は図１に示
した移相器であり、局部発振器の信号を入力して２つの
搬送波信号１９、２０を出力する。この搬送波信号１
９、２０は振幅が正確に等しく、かつ位相差が正確に９
０゜の直交位相信号である。

【００２３】Ｉチャンネル変調信号３１、Ｑチャンネル
変調信号３２はミキサ３４、３５で０゜搬送波信号１９
及び９０゜搬送波信号１９，２０によりそれぞれ変調さ
れ、電力結合器３６により結合される。この電力結合器
３６の出力信号が、バンドパスフィルタ３７を介してア
ンテナ３８から送出される。従って、本発明による移相
器を使用した通信システムの変調装置では、移相器の調
節をすることなく所望の周波数における正確な変調が行
われる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｒ
Ｃ移相法による移相器において生じる振幅誤差及び直交
位相誤差を簡単な回路構成で除去することにより、抵抗
及び静電容量の調節をすることなく広い周波数範囲で使
用可能な移相器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による移相器の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】図１に示す位相器各部における信号の振幅及び
位相を示す図である。

【図３】図１に示す位相器が使用される通信システムの
変調装置の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１近似的移相器５振幅等化回路６振幅等化回路９減算器１１加算器１３振幅等化回路１４振幅等化回路１７減算器１８加算器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コンデンサと抵抗から構成され、所定の
信号を入力して位相差を有する２つの信号を生成する移
相手段（１）と、前記移相手段（１）の出力信号（３，４）をそれぞれ入
力して振幅を等しくする第１及び第２のクリッピングに
よる振幅等化手段（５，６）と、第１の振幅等化手段（５）の出力信号（７）と第２の振
幅等化手段（６）の出力信号（８）との差に相当する信
号を出力する減算手段（９）と、第１の振幅等化手段（５）の出力信号（７）と第２の振
幅等化手段（６）の出力信号（８）との和に相当する信
号を出力する加算手段（１１）と、前記減算手段（９）及び加算手段（１１）の出力信号を
それぞれ入力して振幅を等しくする第３及び第４のクリ
ッピングによる振幅等化手段（１３，１４）とを有する
ことを特徴とする移相器。
【請求項２】前記第３の振幅等化手段（１３）の出力
信号（１５）と第４の振幅等化手段（１４）の出力信号
（１６）との差に相当する信号を出力する減算手段（１
７）と、前記第３の振幅等化手段（１３）の出力信号（１５）と
第４の振幅等化手段（１４）の出力信号（１６）との和
に相当する信号を出力する加算手段（１８）とを更に有
することを特徴とする請求項１記載の移相器。