JP2014049929A - Transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送信器に関し、より詳細には、デジタル/アナログ変換のビット数を抑えて回路面積の減少を図るとともに低ノイズ化を実現した送信器に関する。 The present invention relates to a transmitter, and more particularly to a transmitter that reduces the circuit area by reducing the number of bits for digital / analog conversion and realizes low noise.
現在、複数の無線通信規格や複数の周波数のバンドに対応することができる携帯型の通信端末装置(以下、携帯端末という)がある。複数の規格に対応することをマルチモード対応といい、複数の周波数のバンドに対応することをマルチバンド対応という。
このようなマルチモード/マルチバンド対応端末の送信に係る構成として、デジタルベースバンド信号をアナログ信号に変換(デジタル/アナログ変換)する際に、そのままRF(Radio Frequency;無線周波数)送信キャリア周波数への周波数変換も行い、デジタルからRF周波数に直接に変調する送信器が近年知られている。このような送信器は、例えば、特許文献1に記載されている。
Currently, there are portable communication terminal devices (hereinafter referred to as portable terminals) that can support a plurality of wireless communication standards and a plurality of frequency bands. Supporting a plurality of standards is called multi-mode support, and supporting a plurality of frequency bands is called multi-band support.
As a configuration related to transmission of such a multimode / multiband-compatible terminal, when a digital baseband signal is converted into an analog signal (digital / analog conversion), it is directly converted to an RF (Radio Frequency) transmission carrier frequency. Recently, transmitters that also perform frequency conversion and directly modulate from digital to RF frequencies are known. Such a transmitter is described in
この特許文献1に記載された発明では、広く知られた電流制御型デジタル/アナログ変換回路におけるトランジスタの縦積み回路の一部に、ギルバートセルミキサに類似した構成のRF周波数変換回路を組み込んでいる。このような構成によれば、デジタル/アナログ変換器とRF周波数変換器、あるいはRF変調器とを独立した回路とし、デジタル/アナログ変換とRF周波数変換とを複合化して同時に行うことを可能としている。
In the invention described in
また、上述した特許文献1に記載された送信器は、デジタル/RF変換器(Digital/RF converter)、直接RF変換器(Direct RF converter;DRC)、あるいはそれによって構成される直接RF変調送信器(Direct RF Modulation Transmitter)などと呼ばれることがあり、従来型の分離動作する送信器においては通常必要とされる、デジタル/アナログ変換器とRF周波数変換器との間のアナログベースバンドフィルタ回路を省略できるなど、いくつかの利点を有している。
Further, the transmitter described in
図1は、特許文献1に記載されている直接RF変調送信器の構成図である。この直接RF変調送信器は、2つのデジタル/RF変換器1,2と、2分周器3と、出力整合回路4とから構成されている。
2分周器3には、周波数掛算用のRF信号(以下、送信ローカルRF信号という)Loin+、送信ローカルRF信号Loin+の位相が反転された送信ローカルRF信号Loin−が外部から供給されている。2分周器3は、送信ローカルRF信号Loin+、Loin−を入力し、90度位相の異なる二対の差動ローカル信号TxLoI+、TxLoI−、TxLoQ+、TxLoQ−を生成してDRC1,2に各々出力する。この例では、2分周器3によって0度と90度の差動ローカル信号を生成するため、送信ローカルRF信号Loin+、Loin−の周波数は目的とする送信キャリア波の周波数の2倍になる。差動ローカル信号TxLoI+、TxLoI−、TxLoQ+、TxLoQ−の周波数は送信キャリア波の周波数となる。差動ローカル信号TxLoI+、TxLoI−、TxLoQ+、TxLoQ−との間には、90度の位相差がある。
FIG. 1 is a configuration diagram of a direct RF modulation transmitter described in
The
DRC1とDRC2とは、同様の構成を有している。DRC1とDRC2とには、いわゆるIQ直交変調器と同じ形式の位相関係で差動ローカル信号TxLoI+、TxLoI−、TxLoQ+、TxLoQ−が供給されることによって直接RF変調送信器が構成される。すなわち、DRC1にはI(In−Phase:同相)デジタルベースバンド信号(IBBData)が入力される。また、DRC2には、Q(Quadrature:直交)デジタルベースバンド信号(QBBData)が入力される。 DRC1 and DRC2 have the same configuration. A direct RF modulation transmitter is configured by supplying differential local signals TxLoI + , TxLoI − , TxLoQ + , and TxLoQ − to DRC1 and DRC2 with the same phase relationship as a so-called IQ quadrature modulator. In other words, an I (In-Phase) digital baseband signal (IBBDData) is input to DRC1. In addition, a Q (Quadrature) digital baseband signal (QBBData) is input to DRC2.
また、DRC1,2には、サンプリングクロック信号CLKBBが入力される。DRC1,2は、いずれもデジタル/アナログ変換機能とベースバンド信号をRF信号に周波数変換する周波数掛算機能とを統合した機能を有する信号変換回路である。このような機能により、DRC1は、クロック信号CLKBB、Iデジタルベースバンド信号、差動ローカル信号から出力差動信号を出力する。また、DRC2は、クロック信号CLKBB、Qデジタルベースバンド信号、差動ローカル信号から出力差動信号を出力する。DRC1,2から出力された出力差動信号は加算され、出力整合回路4、次段のパワーアンプ(PA)5を通して搬送波として出力される。
Further, the sampling clock signal CLK BB is input to the
出力整合回路4は、容量やインダクタ素子等の受動素子で構成され、送信キャリア波の周波数を中心周波数とするバンドパス型のゲイン特性を有する回路である。なお、図1に示した直接RF変調送信器では、DRC1,2が電流を出力することを想定していて、DRC1が出力した出力差動信号と、DRC2が出力した出力差動信号との加算は、信号経路を直接結合することによって実現される。
The output matching
図2は、上述した特許文献1に記載されているDRCの回路構成図である。DRC1及びDRC2は、LSB(Least Significant Bit)側の信号を処理するブロックと、MSB(Most Significant Bit)側の信号を処理するブロックとを備えている。LSB側のブロックは、ユニットセルがバイナリで重み付けされた電流源200,201,…20kと、ギルバートセル型に配置されたローカル信号用スイッチ220,221,…22kと、データ信号用スイッチ240,241,…24kとで構成されている。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the DRC described in
また、MSB(Most Significant Bit)側のブロックは、同じ値に重み付けされた電流源210と、ギルバートセル型に配置されたローカル信号用スイッチ230とデータ信号用スイッチ250とが必要なビット分だけ並列に接続された構成を有している。このような構成により、上述した特許文献1に記載された直接RF変調送信器では、デジタル/アナログ変換と周波数掛算とを同時に行うことができる。なお、図2に示した例では、DRCの外部に設けられた外部負荷によって全セルの電流出力が電圧変換されることとなっている。
In addition, the MSB (Most Significant Bit) side block includes a
図3(a)乃至(c)は、デジタル/RF変換器あるいは直接RF変換器の回路動作の説明図で、図3(a)は送信キャリア波、図3(b)はデジタルベースバンド信号、図3(c)は変調後の出力信号を示している。このような回路では、RF信号、デジタルベースバンド信号が入力され、RF信号がデジタルベースバンド信号によって変調されて出力される。変調された信号は、デジタルベースバンド信号が切り替わるタイミングで送信キャリア波の位相を反転した信号を出力する。 FIGS. 3A to 3C are diagrams for explaining the circuit operation of the digital / RF converter or the direct RF converter. FIG. 3A is a transmission carrier wave, FIG. 3B is a digital baseband signal, FIG. 3C shows the output signal after modulation. In such a circuit, an RF signal and a digital baseband signal are input, and the RF signal is modulated by the digital baseband signal and output. The modulated signal outputs a signal obtained by inverting the phase of the transmission carrier wave at the timing when the digital baseband signal is switched.
ここで、直接RF変調送信器から出力される出力信号のノイズについて説明する。直接RF変調送信器において、出力信号の搬送波近傍のノイズフロアを決定する主要要因は、内部素子から発生する熱雑音やフリッカ雑音と、デジタル/アナログ変換過程で発生する量子化雑音である。デジタル/アナログ変換と周波数掛算を別個の回路ブロックで行う送信器では、デジタル/アナログ変換直後にアナログフィルタを設置することが可能である。このため、周波数変換後の信号に量子化ノイズはほとんど含まれない。 Here, the noise of the output signal output directly from the RF modulation transmitter will be described. In a direct RF modulation transmitter, the main factors that determine the noise floor near the carrier wave of the output signal are thermal noise and flicker noise generated from internal elements, and quantization noise generated in the digital / analog conversion process. In a transmitter that performs digital / analog conversion and frequency multiplication in separate circuit blocks, an analog filter can be installed immediately after digital / analog conversion. For this reason, the quantization noise is hardly included in the signal after frequency conversion.
ところが、図2に示した従来のDRCは、上述したように、デジタル/アナログ変換機能と周波数掛算機能とを統合した機能を有している。このため、デジタル/アナログ変換で生じた量子化雑音が、そのまま搬送波近傍の雑音として出力される。このため、図2に示した従来のDRCでは、デジタル/アナログ変換における量子化雑音の発生を低く抑えることが必要である。 However, the conventional DRC shown in FIG. 2 has a function in which the digital / analog conversion function and the frequency multiplication function are integrated as described above. For this reason, the quantization noise generated by the digital / analog conversion is directly output as noise near the carrier wave. For this reason, in the conventional DRC shown in FIG. 2, it is necessary to suppress the generation of quantization noise in digital / analog conversion.
以下に示す式(1)は通常のデジタル/アナログ変換器がフルスケールの希望波信号を出力したとき、デジタル/アナログ変換で発生する量子化雑音量を示している。式(1)は、希望波信号レベルを基準としたときのノイズ量であり、Bはビット数、fsはサンプリング周波数を示している。 Equation (1) below shows the amount of quantization noise generated by digital / analog conversion when a normal digital / analog converter outputs a full-scale desired wave signal. Expression (1) is the amount of noise when the desired wave signal level is used as a reference, B is the number of bits, and fs is the sampling frequency.
式(2)は、図2に示したDRCがフルスケールの希望波信号を出力したとき、デジタル/アナログ変換された信号が周波数掛算されて、高周波に周波数変換された場合の量子化雑音量を示している。式(1),式(2)により、ノイズを低減するためには、ビット数Bの増加もしくはサンプリング周波数fsの増加が必要であることが分かる。CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)回路において低い量子化雑音の実現を考えた場合、サンプリング周波数を実現可能な最大周波数とし、ノイズの低減に不足する分はビット数の増加で補うことが必要になる。 Equation (2) shows the amount of quantization noise when the digital / analog converted signal is frequency-multiplied when the DRC shown in FIG. Show. From equations (1) and (2), it can be seen that in order to reduce noise, it is necessary to increase the number of bits B or increase the sampling frequency fs. When realizing low quantization noise in a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) circuit, it is necessary to make the sampling frequency the maximum frequency that can be realized, and to compensate for the shortage in noise reduction by increasing the number of bits.
図2に示したDRC1,2をMOSトランジスタで実現すると、DRC1,2の面積の大部分を電流源200〜20k,210が占めることになる。電流源200〜20k,210の面積は、入力されるデジタル信号のビット数と必要な線形性(歪特性)から計算される電流ばらつきの精度で決定される。ここで、入力されるデジタル信号のビット数と、必要な線形性は、直接RF変調送信器が目標とする量子化雑音レベルに依存する。
When the
MOSトランジスタから出力される電流の相対的なばらつきを、式(3)に示す。式(3)中のσI/Iは電流の相対的ばらつきの標準偏差である。Aβ,AVTは半導体プロセスに依存するばらつきのパラメータ、VGSはMOSトランジスタのゲート、ソース間の電圧、VtはMOSトランジスタの閾値電圧、WはMOSトランジスタのチャネル幅、LはMOSトランジスタのチャネル長を示している。 The relative variation of the current output from the MOS transistor is shown in Equation (3). In the formula (3), σI / I is a standard deviation of relative variation in current. A β and A VT are parameters of variation depending on the semiconductor process, V GS is the voltage between the gate and source of the MOS transistor, V t is the threshold voltage of the MOS transistor, W is the channel width of the MOS transistor, and L is the channel width of the MOS transistor Indicates the channel length.
ここで、変換の対象となるデジタル信号のビット数が増加した場合、増加の前後で線形性の性能を同等に保つことを考える。電流の相対ばらつきの要求値が1/21/2になる点を考慮すると、上述した式(3)により、デジタル信号の1ビットの増加で電流源が占める面積を2倍にする必要がある。さらに、1ビットの増加でDRC1,2の構成に必要な素子数は2倍になることから、電流源面積は全体で4倍となる。このことより量子化ノイズの低減のためにビット数を増やす方法は、DRC1,2の面積の増大という不利益を生じる。
Here, when the number of bits of the digital signal to be converted increases, it is considered to maintain the same linearity performance before and after the increase. Considering that the required value of the relative variation in current becomes 1/2 1/2 , it is necessary to double the area occupied by the current source by increasing 1 bit of the digital signal according to the above-described equation (3). . Furthermore, since the number of elements required for the configuration of
また、無線通信器用のRF送信器は出力されるRF信号のノイズには、一般的に全周波数帯域で一様の値が要求されるわけではなく、ノイズに関する要求の厳しい周波数帯とそうでない周波数帯とが混在している。例えば、携帯電話規格であるW−CDMAでは、受信と送信が同時に行われるFDD(Frequency Division Duplex)システムに適用され、受信周波数付近のノイズに関する要求が最も厳しくなっている。 In addition, the RF transmitter for wireless communication devices generally does not require a uniform value for the noise of the output RF signal. The belt is mixed. For example, W-CDMA, which is a cellular phone standard, is applied to an FDD (Frequency Division Duplex) system in which reception and transmission are performed at the same time, and the requirements regarding noise near the reception frequency are the strictest.
しかしながら、従来の直接RF変調送信器をCMOS半導体で実現した場合、量子化雑音の低減を図るためには、デジタル/アナログ変換のビット数を増加させることが必要であり、ビット数増加のためには、電流源となる素子間の電流の相対的なばらつきを抑えることが必要となる。電流の相対的なばらつきを抑えるためには、特性のばらつきが生じやすい微細な素子を直接RF変調送信器に使用し難くなる。このため、直接RF変調送信器では、ビット数の増加に伴って回路面積が増大する。回路面積の増大は、製造コストの増加に直結するため大きな問題である。 However, when a conventional direct RF modulation transmitter is realized with a CMOS semiconductor, it is necessary to increase the number of bits for digital / analog conversion in order to reduce quantization noise. Therefore, it is necessary to suppress a relative variation in current between elements serving as current sources. In order to suppress the relative variation in current, it is difficult to directly use a fine element that easily causes variation in characteristics in an RF modulation transmitter. For this reason, in the direct RF modulation transmitter, the circuit area increases as the number of bits increases. An increase in circuit area is a big problem because it directly leads to an increase in manufacturing cost.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、デジタル/アナログ変換のビット数を抑えて回路面積の減少を図るとともに低ノイズ化を実現した送信器を提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a transmitter that reduces the circuit area by reducing the number of bits for digital / analog conversion and realizes low noise. There is to do.
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、並列に接続された複数の直接RF変換器(302a乃至302c,306a乃至306c)と、該複数の直接RF変換器に入力されるデジタルベースバンド入力信号(IBBData,QBBData)を遅延させる複数の遅延回路(304a乃至304c,307a乃至307c)と、前記複数の直接RF変換器から出力される各出力信号を加算する加算回路(305)と、前記複数の直接RF変換器を個々に出力電力を制御する電力制御回路(902)と、前記複数の直接RF変換器を個々に動作/非動作状態を制御する動作/非動作制御回路(904)とを備え、前記直接RF変換器は、前記デジタルベースバンド入力信号と共にRF信号を入力し、前記デジタルベースバンド入力信号によって前記RF信号を変調し、前記出力信号として出力することを特徴とする。(図9;実施例2)
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記複数の遅延回路は、前記複数の直接RF変換器と一対一に接続されることを特徴とする。
The present invention has been made to achieve such an object, and the invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of delay circuits are connected to the plurality of direct RF converters on a one-to-one basis.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記複数の直接RF変換器は、N個の前記直接RF変換器を含む第1のブロックと、M個の前記直接RF変換器を含む第2ブロックとを備え、前記第1のブロックに含まれる前記直接RF変換器は、同相デジタルベースバンド入力信号と共に第1のRF信号を入力し、前記同相デジタルベースバンド入力信号によって前記第1のRF信号を変調して第1の出力信号として出力し、前記第2ブロックに含まれる前記直接RF変換器は、直交デジタルベースバンド入力信号と共に前記第1のRF信号と位相が90度相違する第2のRF信号を入力し、前記直交デジタルベースバンド入力信号によって前記第2のRF信号を変調して第2出力信号として出力し、前記加算回路は、前記第1のブロックに含まれるN個(Nは自然数)の前記直接RF変換器のそれぞれから出力される前記第1の出力信号と、前記第2のブロックに含まれるM個(Mは自然数)の前記直接RF変換器のそれぞれから出力される前記第2の出力信号とを加算することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of direct RF converters include a first block including N direct RF converters, and M number of the direct RF converters. A second block including an RF converter, wherein the direct RF converter included in the first block inputs a first RF signal together with an in-phase digital baseband input signal, and the in-phase digital baseband input signal To modulate the first RF signal and output the first RF signal as a first output signal. The direct RF converter included in the second block has a phase with the first RF signal together with an orthogonal digital baseband input signal. A second RF signal that is 90 degrees different is input, the second RF signal is modulated by the quadrature digital baseband input signal, and is output as a second output signal. The first output signal output from each of the N (N is a natural number) direct RF converters included in the first block, and M (M is a natural number) included in the second block. The second output signal output from each of the direct RF converters is added.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記複数の遅延回路の各々に対し、前記デジタルベースバンド入力信号の遅延量を設定する遅延制御回路(309)をさらに備えていることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記遅延制御回路は、前記第1のブロックに含まれる前記N個の直接RF変換器と接続された前記遅延回路の各々が前記同相デジタルベースバンド信号を遅延させる遅延量を設定し、前記第2のブロックに含まれる前記M個の直接RF変換器と接続された前記遅延回路の各々が前記直交デジタルベースバンド信号を遅延させる遅延量を設定することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the delay control circuit (309) further sets a delay amount of the digital baseband input signal for each of the plurality of delay circuits. It is characterized by having.
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the delay control circuit includes a delay circuit connected to the N direct RF converters included in the first block. Each sets a delay amount for delaying the in-phase digital baseband signal, and each of the delay circuits connected to the M direct RF converters included in the second block receives the quadrature digital baseband signal. A delay amount to be delayed is set.
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記第1のブロックと前記第2のブロックとがいずれも前記N個の直接RF変換器を備え(M=N)、前記遅延制御回路は、前記第1のブロックに含まれる前記直接RF変換器のi番目(iは1以上、N以下の自然数)の前記直接RF変換器と、前記第2のブロックに含まれる前記直接RF変換器のi番目の前記直接RF変換器とに、同じ遅延量を設定することを特徴とする。
The invention described in claim 6 is the invention described in
また、請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれかに記載の発明において、前記遅延回路は、前記デジタルベースバンド入力信号を、該デジタルベースバンド入力信号の信号レートの周期を遅延量に応じた整数倍遅延させた遅延デジタル信号を生成することを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記遅延回路は、前記整数に等しい数のフリップフロップ回路を含むことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the delay circuit determines the period of the signal rate of the digital baseband input signal from the digital baseband input signal. A delayed digital signal delayed by an integral multiple according to the delay amount is generated.
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the delay circuit includes a number of flip-flop circuits equal to the integer.
本発明によれば、複数の入力信号遅延機能付直接RF変換器を並列に用いることで、後述するノッチ周波数を任意の周波数に設定することが可能になり、よって、量子化ノイズのフィルタリングを適宜必要な周波数帯域に対して行うことが可能になる。
そのため、このような送信器を半導体集積回路で実現した場合、量子化ノイズに対する上述ビット数の増加要求が緩和され、デジタル/アナログ変換のビット数を従来に比べ少なくできるため、面積の小型化を図ることができる。
According to the present invention, it is possible to set a notch frequency to be described later to an arbitrary frequency by using a plurality of direct RF converters with input signal delay function in parallel, and accordingly, filtering of quantization noise is appropriately performed. It becomes possible to carry out for a necessary frequency band.
For this reason, when such a transmitter is realized by a semiconductor integrated circuit, the demand for increasing the number of bits with respect to quantization noise is eased, and the number of bits for digital / analog conversion can be reduced as compared with the conventional one. Can be planned.
以上のことから、本発明によれば、低ノイズであって、かつ、回路面積が増大することを回避することができる直接RF変調送信器を提供することができる。 From the above, according to the present invention, it is possible to provide a direct RF modulation transmitter that has low noise and can avoid an increase in circuit area.
以下、図面を参照して本発明の各実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図4は、本発明に係る直接RF変調送信器の実施例1を説明するための回路構成図である。本実施例1の直接RF変調送信器は、並列に接続された複数の直接RF変換器(Direct RF Convertor;DRC)302a乃至302n,306a乃至306mと、この複数の直接RF変換器に入力されるデジタルベースバンド入力信号IBBData,QBBDataを遅延させる複数の遅延回路304a乃至304n,307a乃至307mと、複数の直接RF変換器から出力される各出力信号を加算する出力整合回路(加算回路)305とを備えている。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram for explaining the first embodiment of the direct RF modulation transmitter according to the present invention. The direct RF modulation transmitter according to the first embodiment is input to a plurality of direct RF converters (Direct RF Converters) 302a to 302n and 306a to 306m connected in parallel. A plurality of
また、直接RF変換器は、デジタルベースバンド入力信号と共にRF信号を入力し、デジタルベースバンド入力信号によってRF信号を変調し、出力信号として出力するものである。
また、本実施例1の直接RF変調送信器は、IQ直交変調方式型(CARTESIAN型)の直接RF変調送信器である。本実施例1の直接RF変調送信器は、Iデジタルベースバンド信号が入力されるN個の直接RF変換器302a乃至302nと、Qデジタルベースバンド信号が入力されるM個のDRC306a乃至306mとを備えている。
The direct RF converter inputs an RF signal together with a digital baseband input signal, modulates the RF signal with the digital baseband input signal, and outputs it as an output signal.
The direct RF modulation transmitter of the first embodiment is an IQ orthogonal modulation type (CARTESIAN type) direct RF modulation transmitter. The direct RF modulation transmitter according to the first embodiment includes N
本実施例1では、DRC302a乃至302nがDRCの第1のブロックを構成し、DRC306a乃至306mがDRCの第2のブロックを構成するものとする。
つまり、複数の直接RF変換器は、N個の直接RF変換器を含む第1のブロックと、M個の直接RF変換器を含む第2のブロックとを備え、第1のブロックに含まれる直接RF変換器は、同相デジタルベースバンド入力信号と共に第1のRF信号を入力し、同相デジタルベースバンド入力信号によって第1のRF信号を変調して第1の出力信号として出力し、第2のブロックに含まれる直接RF変換器は、直交デジタルベースバンド入力信号と共に第1のRF信号と位相が90度相違する第2のRF信号を入力し、直交デジタルベースバンド入力信号によって第2のRF信号を変調して第2の出力信号として出力するものである。
In the first embodiment, the
That is, the plurality of direct RF converters includes a first block including N direct RF converters and a second block including M direct RF converters, and the direct blocks included in the first block. The RF converter receives the first RF signal together with the in-phase digital baseband input signal, modulates the first RF signal with the in-phase digital baseband input signal, and outputs the first RF signal as a first output signal. The direct RF converter included in the circuit inputs a quadrature digital baseband input signal and a second RF signal that is 90 degrees out of phase with the first RF signal, and the quadrature digital baseband input signal converts the second RF signal. It modulates and outputs as a 2nd output signal.
DRC302a乃至302nは、各々対応する遅延回路304a乃至304nと接続されて入力信号遅延機能付直接RF変換器(Delay−attached Direct RF Convertor;DDRC)301a乃至301nを構成する。また、DRC306a乃至306mは、各々対応する遅延回路307a乃至307mと接続されてDDRC308a乃至308mを構成する。
The
つまり、複数の遅延回路304a乃至304n,307a乃至307mは、複数の直接RF変換器302a乃至302n,306a乃至306mと一対一に接続されている。
さらに、本実施例1の直接RF変調送信器は、送信ローカルRF信号Loin+、Loin−を入力し、互いに90度位相が異なる一対の差動ローカル信号TxLoI+、TxLoI−と、他の一対の差動ローカル信号TxLoQ+、TxLoQ−を生成する2分周器303と、出力整合回路305と、N個のDDRC301、M個のDDRC308に入力される入力データの遅延量を制御する遅延制御回路309とから構成されている。
That is, the plurality of
Furthermore, the direct RF modulation transmitter according to the first embodiment receives the transmission local RF signals Lo in + and Lo in− , a pair of differential local signals TxLoI + and TxLoI − having a phase difference of 90 degrees from each other, and the other pair. Delay control circuit for controlling the amount of delay of input data input to the two
出力整合回路305は、容量やインダクタ素子等の受動素子で構成され、送信キャリア波の周波数を中心周波数とするバンドパス型のゲイン特性を有する回路である。なお、本実施例1における直接RF変調送信器では、DRC302a乃至302n、DRC306a乃至306mが電流を出力することを想定していて、DRC302a乃至302nが出力した出力差動信号と、DRC306a乃至306mが出力した出力差動信号との加算は、信号経路を直接結合することによって実現されているが、出力整合回路305で加算してもよい。
The
出力整合回路(加算回路)305は、第1のブロックに含まれるN個(Nは自然数)の直接RF変換器のそれぞれから出力される第1の出力信号と、第2のブロックに含まれるM個(Mは自然数)の直接RF変換器のそれぞれから出力される第2の出力信号とを加算するものである。
また、複数の遅延回路の各々に対し、デジタルベースバンド入力信号の遅延量を設定する遅延制御回路309をさらに備えている。
The output matching circuit (adder circuit) 305 includes a first output signal output from each of N (N is a natural number) direct RF converters included in the first block, and M included in the second block. The second output signal output from each of the direct RF converters (M is a natural number) is added.
Further, a
遅延制御回路309は、DDRC301a乃至301n、DDRC308a乃至308mの入力データの遅延量を各々独立に設定することができる。DDRC301a乃至301nの入力データの遅延量をそれぞれD1、D2、・・・DNとし、DDRC308a乃至308mの入力データの遅延量をD1、D2、・・・DMとする。
また、遅延制御回路309は、第1のブロックに含まれるN個の直接RF変換器と接続された遅延回路の各々が同相デジタルベースバンド信号を遅延させる遅延量を設定し、第2のブロックに含まれるM個の直接RF変換器と接続された遅延回路の各々が直交デジタルベースバンド信号を遅延させる遅延量を設定する。
また、第1のブロックと第2のブロックとがいずれもN個の直接RF変換器を備え(M=N)、遅延制御回路309は、第1のブロックに含まれる直接RF変換器のi番目(iは1以上、N以下の自然数)の直接RF変換器と、第2のブロックに含まれる直接RF変換器のi番目の直接RF変換器とに、同じ遅延量を設定する。
The
In addition, the
Each of the first block and the second block includes N direct RF converters (M = N), and the
図5は、図4に示したDDRCに入力される入力データの説明図である。DDRC301aには、Iデジタルベースバンド信号(IBBData)と、サンプリングクロック信号CLKBBとが入力される。Iデジタルベースバンド信号は、図4に示した遅延制御回路309から出力される遅延制御信号によって遅延された後、DRC302aに入力される。
FIG. 5 is an explanatory diagram of input data input to the DDRC shown in FIG. The DDRC301a, the I digital baseband signal (IBBData), and a sampling clock signal CLK BB inputted. The I digital baseband signal is delayed by the delay control signal output from the
なお、図4に示したDDRC301b乃至301nには、図5に示した構成と同様に、Iデジタルベースバンド信号、サンプリングクロック信号CLKBB、遅延制御信号が入力され、遅延されたIデジタルベースバンド信号が各々対応するDRCに入力される。また、図4に示したDDRC308a乃至308mにはQデジタルベースバンド信号、サンプリングクロック信号CLKBB、遅延制御信号が入力され、遅延されたQデジタルベースバンド信号が各々対応するDRCに入力される。 4, the I digital baseband signal, the sampling clock signal CLK BB , and the delay control signal are input to the DDRRCs 301b to 301n shown in FIG. 5 and the delayed I digital baseband signal. Are input to the corresponding DRCs. Also, Q digital baseband signals to DDRC308a to 308m shown in FIG. 4, the sampling clock signal CLK BB, the delay control signal is input, Q digital baseband signal delayed is input respectively to the corresponding DRC.
図6は、図5に示した1つの遅延回路の構成図である。なお、遅延回路304a乃至304n、遅延回路307a乃至307mは、全て同様に構成されている。遅延回路304aは、k個のフリップフロップ回路501a乃至501kと、k+1個の入力端子とを有し、遅延制御回路309から出力される遅延制御信号によって選択制御されるマルチプレクサ502とによって構成されている。サンプリングクロックCLKBBの1クロックをTCLKBBとすると、遅延回路304aは、遅延量が0からk×TCLKBBの時間TCLKBB間隔の遅延、つまり、Iデジタルベースバンド信号を任意のサンプリングクロックCLKBBの整数(0乃至k)倍遅延させることが可能である。
FIG. 6 is a configuration diagram of one delay circuit shown in FIG. Note that the
つまり、遅延回路は、デジタルベースバンド入力信号を、デジタルベースバンド入力信号の信号レートの周期を遅延量に応じた整数倍遅延させた遅延デジタル信号を生成する。また、遅延回路は、整数に等しい数のフリップフロップ回路を含んでいる。
図4に示したDDRC301a乃至301nの入力データの各遅延量は、遅延制御回路309から出力される遅延制御信号によって、例えば、以下のように設定される。なお、下記の式中のaは任意の自然数である。
That is, the delay circuit generates a delayed digital signal obtained by delaying the digital baseband input signal by an integer multiple of the signal rate period of the digital baseband input signal according to the delay amount. The delay circuit includes a number of flip-flop circuits equal to an integer.
For example, the delay amounts of the input data of the DDRRCs 301a to 301n illustrated in FIG. 4 are set as follows by the delay control signal output from the
D1=0
D2=TCLKBB×a
D3=2×TCLKBB×a・・・、
DN=(N−1)×TCLKBB×a
D1 = 0
D2 = T CLKBB xa
D3 = 2 × T CLKBB × a...
DN = (N−1) × T CLKBB × a
また、図1に示したDDRC308a乃至308mの入力データの各遅延量は、遅延制御回路309から出力される遅延制御信号によって、例えば、以下のように設定される。なお、下記の式中のaは任意の自然数である。
Further, the delay amounts of the input data of the DDRCs 308a to 308m shown in FIG. 1 are set as follows by the delay control signal output from the
D1=0
D2=TCLKBB×a
D3=2×TCLKBB×a・・・、
DM=(M−1)×TCLKBB×a
D1 = 0
D2 = T CLKBB xa
D3 = 2 × T CLKBB × a...
DM = (M−1) × T CLKBB × a
次に、図4に示した直接RF変調送信器で発生する量子化ノイズについて説明する。図4に示したDDRC301a乃至301nにおけるデジタル/アナログ変換で発生した量子化ノイズは、直接RF変調送信器の出力において、送信キャリア周波数より高周波側では送信キャリア周波数を起点として下記の式(4)に示したフィルタリング効果を受ける。また、送信キャリア周波数よりも低周波側では、送信キャリア周波数を起点として高周波側の伝達特性を折り返した低周波側へのフィルタリング効果を受ける。
Next, quantization noise generated in the direct RF modulation transmitter shown in FIG. 4 will be described. The quantization noise generated by the digital / analog conversion in the
式(4)は、サンプリングクロック周波数fsを基準としたZ関数を用いて、このフィルタリング効果を表現したものである。式(4)中のaは遅延量をサンプリングクロック(TCLKBB)の単位で規格化した自然数で、nは図4に示したDDRC301a乃至301nの個数Nに対してn=N−1となる整数、またN個のDDRCに施される遅延は、1番目からN番目のDDRCに対しそれぞれ0、TCLKBB×a、2×TCLKBB×a、・・・n×TCLKBB×aである。なお、foffは送信キャリア周波数からの離調周波数である。 Equation (4) expresses this filtering effect using a Z function with the sampling clock frequency fs as a reference. In Expression (4), a is a natural number obtained by normalizing the delay amount in units of the sampling clock (T CLKBB ), and n is an integer such that n = N−1 with respect to the number N of DDRCs 301a to 301n shown in FIG. The delays applied to the N DDRCs are 0, T CLKBB × a, 2 × T CLKBB × a,..., N × T CLKBB × a for the 1st to Nth DDRRCs, respectively. Note that f off is a detuning frequency from the transmission carrier frequency.
上記した式(4)は、nをn=M−1とすることによってDDRC308a乃至308mについても適用することができる。
フィルタリング効果が式(4)によって表されることは、図4に示した直接RF変調送信器において差動ローカル信号TxLoI+、TxLoI−、TxLoQ+、TxLoQ−の周波数がゼロである場合を思考モデル的に考えると説明が容易かつ明瞭になる。この場合、DRC302a乃至302n、DRC306a乃至306mは周波数変換を行わない単純なデジタル/アナログ変換器となる。デジタル/アナログ変換はゲイン1の等価変換であり、Iデジタルベースバンド信号に注目すると、図7のように、Z変換の伝達関数を用いて表される等価的機能特性を考えることができる。
The above equation (4) can also be applied to
The filtering effect is expressed by the equation (4) when the frequency of the differential local signals TxLoI + , TxLoI − , TxLoQ + , TxLoQ − is zero in the direct RF modulation transmitter shown in FIG. If you think about it, the explanation will be easy and clear. In this case, the
図7は、本発明の実施例1における等価的機能特性を示した図である。これは一般的に良く知られたFIR(Finite impulse response:有限インパルス応答)フィルタであり、このことから直接RF変調送信器においても量子化ノイズが式(4)に示した抑圧をうけることが分かる。
図8は、本発明の実施例1における量子化雑音がうけるゲイン特性を例示した図で、一例としてfs=1Hz、ローカル周波数=100Hz、N=2、a=1としたときの量子化雑音がうけるゲイン特性を示す図である。図8の縦軸は直接RF変調送信器のゲインを示し、横軸は信号の周波数を示している。縦軸に示したゲインが極小となる周波数は、一般的にノッチ周波数と呼ばれている。ノッチ周波数近傍では、デジタル/アナログ変換のビット数から計算される量子化雑音が大きくフィルタリングされることにより、低い量子化ノイズを実現することが可能である。
FIG. 7 is a diagram showing equivalent functional characteristics in Example 1 of the present invention. This is a generally well-known FIR (Finite Impulse Response) filter. From this, it can be seen that the quantization noise is directly suppressed by the RF modulation transmitter as shown in Equation (4). .
FIG. 8 is a diagram exemplifying gain characteristics that are affected by quantization noise in
ノッチ周波数は、DDRCの段数Nとサンプリング周波数fsとの組み合わせによって任意に設定することが可能である。本実施形態では、ノッチ周波数を、無線通信で低ノイズが要求される周波数帯に対して調整することで、各DRCに要求されるデジタル/アナログ変換のビット数を抑えることが可能となる。
また、図4に示した直接RF変調送信器において、DRC302a乃至302nの個数NとDRC306a乃至306mの個数Mとが同じ(説明の便宜上、DRC302a乃至302nとDRC306a乃至306mとがいずれもN個とする)であって、DRC302a乃至302nのi番目(iは1以上、N以下の数)のDRCと、DRC306a乃至306mのi番目のDRCとに対し、遅延制御回路309が同じ遅延量を設定するものとする。
The notch frequency can be arbitrarily set by a combination of the number N of DDRC stages and the sampling frequency fs. In the present embodiment, the number of bits for digital / analog conversion required for each DRC can be suppressed by adjusting the notch frequency for a frequency band in which low noise is required in wireless communication.
Further, in the direct RF modulation transmitter shown in FIG. 4, the number N of DRCs 302a to 302n and the number M of DRCs 306a to 306m are the same (for convenience of explanation, it is assumed that both
このとき、Iデジタルベースバンド信号のデジタル/アナログ変換で発生した量子化ノイズと、Qデジタルベースバンド信号のデジタル/アナログ変換で発生した量子化ノイズが受けるフィルタリングのフィルタリング特性は同一となる。また、このとき、所定の離調周波数でのフィルタリング効果が一番高いこともFIRフィルタの性質から分かる。
次に、従来のDRCを用いた直接RF変調器回路の電流源全体の面積と、本発明を適用したDRC及び遅延制御回路から構成される直接RF変調器の電流源全体の面積とを具体的な数値を用いて比較する。
At this time, the filtering characteristics of the filtering received by the quantization noise generated by the digital / analog conversion of the I digital baseband signal and the quantization noise generated by the digital / analog conversion of the Q digital baseband signal are the same. At this time, it can also be seen from the nature of the FIR filter that the filtering effect at a predetermined detuning frequency is the highest.
Next, the area of the entire current source of the direct RF modulator circuit using the conventional DRC and the area of the entire current source of the direct RF modulator composed of the DRC and the delay control circuit to which the present invention is applied are specifically described. Compare using various numerical values.
従来の直接変調RF送信器における10ビットDRCの電流源全体の面積をS0とする。量子化ノイズの低減のため仮に1ビットだけ分ビット数を増やした場合、その電流源全体の面積は4倍の4×S0となる。2ビット分だけビット数を増やした場合、その電流源全体の面積は16倍の16×S0となる。これらによるノイズ低減効果は、前記した式(2)より、それぞれ6dB、12dBとなる。 Let S0 be the total area of a 10-bit DRC current source in a conventional direct modulation RF transmitter. If the number of bits is increased by one bit to reduce quantization noise, the total area of the current source is 4 × S0. When the number of bits is increased by 2 bits, the area of the entire current source is 16 times 16 × S0. The noise reduction effect by these becomes 6 dB and 12 dB, respectively, from the above-described equation (2).
一方、本発明を適用することにより10ビットのDRCを並列に2つならべること、すなわちN=M=2とすることで周波数を部分的に低ノイズ化した場合、その電流源全体の面積は元の面積S0の2倍の2×S0ですむ。また、N=M=4とした場合でも、元の面積S0の4倍にしかならない。
このような本実施例1によれば、従来の直接変調RF送信器を単純にビット増しして構成する上述した例の場合よりも小さい面積で低ノイズの送信器が実現できる。また、本実施例1の場合、ノイズフィルタリングによってノイズを低減しているためノイズフロア全体が低減できるわけではない。しかし、上述したように、通信システムでは、所定の範囲の周波数帯においてノイズの低減が強く要求される。このため、ノイズ低減が要求される周波数帯域に応じ、式(4)を使ってサンプリング周波数を調整すれば、DRCの数Nを比較的少ない数に抑えることが可能である。
On the other hand, when the present invention is applied and two 10-bit DRCs are arranged in parallel, that is, when the frequency is partially reduced by setting N = M = 2, the total area of the current source is the original. 2 × S0, which is twice the area S0, is sufficient. Even when N = M = 4, it is only four times the original area S0.
According to the first embodiment, a low-noise transmitter can be realized with a smaller area than that in the above-described example in which the conventional direct modulation RF transmitter is configured by simply adding bits. In the case of the first embodiment, since noise is reduced by noise filtering, the entire noise floor cannot be reduced. However, as described above, the communication system is strongly required to reduce noise in a predetermined frequency band. For this reason, if the sampling frequency is adjusted using Equation (4) according to the frequency band in which noise reduction is required, the number N of DRCs can be suppressed to a relatively small number.
また、多くの場合、上述したように、図8に示したようなノッチによって目的帯域(ノイズ低減が要求される周波数帯域)付近のノイズは上述の6dB,12dBに比しても大幅に低減することが可能となる。以上のことから、本実施例によれば、従来の方法に比べて低ノイズであり、小面積の直接RF変調送信器を実現することが可能となる。
ところで、送信器では多くの場合、送信器出力電力を広い幅で可変制御することが必要である。システムの要求に従い、時々刻々と送信器出力電力は変化するが、ここで重要な点は、最大送信器出力電力時の消費電力を低く抑えることと伴に、時間平均的な消費電力を低く抑えることである。一方で、携帯端末において一般に、必要な送信器出力のノイズは、ノイズの絶対値である。これは大きな送信器出力電力の状態では、必要となる希望波信号レベルとノイズフロアの相対値が大きく、逆に、小さな送信器出力電力の状態では、必要な希望波信号レベルとノイズフロアの相対値が小さいことを意味する。これは、送信器内部で発生する量子化ノイズは、式(2)で示されるように、希望波信号レベルとノイズレベルの相対値が一定である。そのため、送信器の量子化ノイズ設計においてもっとも厳しい条件は送信器出力が最大の時となる。よって、本実施例1にて任意の離調周波数で行える量子化ノイズフィルタリングは、大きな送信器出力電力の状態で特に必要であると言える。
In many cases, as described above, the noise near the target band (frequency band in which noise reduction is required) is significantly reduced by the notches as shown in FIG. 8 even when compared to the above-mentioned 6 dB and 12 dB. It becomes possible. From the above, according to the present embodiment, it is possible to realize a direct RF modulation transmitter having a smaller area and lower noise than the conventional method.
By the way, in many cases, it is necessary for the transmitter to variably control the transmitter output power over a wide range. The transmitter output power changes from moment to moment according to system requirements, but the important point here is to keep the power consumption at the maximum transmitter output power low and to keep the time average power consumption low. That is. On the other hand, generally in a mobile terminal, the required transmitter output noise is the absolute value of the noise. This is because the relative value between the desired signal level and noise floor is large when the transmitter output power is large, and the relative value between the desired signal level and noise floor is small when the transmitter output power is small. Means a small value. This is because the relative value of the desired signal level and the noise level of the quantization noise generated inside the transmitter is constant, as shown in equation (2). For this reason, the most severe condition in the quantization noise design of the transmitter is when the transmitter output is maximum. Therefore, it can be said that the quantization noise filtering that can be performed at an arbitrary detuning frequency in the first embodiment is particularly necessary in a state of a large transmitter output power.
次に、本発明の直接RF変調送信器の送信出力電力制御方法を、DRCを並列に3つ並べる場合を例に説明する。
本実施例2は、上述した実施例1に電力制御回路902と動作/非動作制御回路904とを加えたものである。
図9は、本発明に係る直接RF変調送信器の実施例2を説明するための回路構成図で、直接RF変調送信器をN=M=3とした場合を示している。
Next, the transmission output power control method of the direct RF modulation transmitter of the present invention will be described by taking an example in which three DRCs are arranged in parallel.
In the second embodiment, a
FIG. 9 is a circuit configuration diagram for explaining the
本実施例2の直接RF変調送信器は、並列に接続された複数の直接RF変換器(Direct RF Convertor;DRC)302a乃至302c,306a乃至306cと、この複数の直接RF変換器に入力されるデジタルベースバンド入力信号IBBData,QBBDataを遅延させる複数の遅延回路304a乃至304c,307a乃至307cと、複数の直接RF変換器から出力される各出力信号を加算する出力整合回路(加算回路)305とを備えている。
The direct RF modulation transmitter according to the second embodiment is input to a plurality of direct RF converters (Direct RF Converters) 302a to 302c, 306a to 306c connected in parallel, and the plurality of direct RF converters. A plurality of
さらに、複数の直接RF変換器を個々に出力電力を制御する電力制御回路902と、複数の直接RF変換器を個々に動作/非動作状態を制御する動作/非動作制御回路904とを備え、直接RF変換器は、デジタルベースバンド入力信号と共にRF信号を入力し、デジタルベースバンド入力信号によってRF信号を変調し、出力信号として出力するものである。
Furthermore, a
また、DRC302aとDRC306aは2分周器303aと接続され、DRC302b,303c,306b,306cは2分周器303bと接続される。二つの2分周器303aと303bには共通のローカルRF信号Loin+と、その位相反転信号である送信ローカルRF信号Loin−が外部から供給される。DRC302a,302b,302c,306a,306b,306cは、その出力電流を可変制御することが可能であり、例えば、図2のDRCでは、電流源200,201,・・・20kと、電流源210の単位電流Iを変化させることで、ビット同士の電流比の関係を保ちつつ、出力電流を増やすことができる。
Further,
送信器出力電力は、外部からの送信器出力電力設定信号901により設定される。この送信器出力電力設定信号901と送信器出力電力は傾きが一定であることが望ましい。送信器出力電力設定信号901は、図9の電力制御回路902に入力され、電力制御回路902は、DRC302a乃至302c,306a乃至306cに入力される電力制御信号Ca,Cb,Ccを生成する。この電力制御回路902は、例えば、論理テーブルで実現される。
The transmitter output power is set by a transmitter output power setting signal 901 from the outside. It is desirable for the transmitter output power setting signal 901 and the transmitter output power to have a constant slope. The transmitter output power setting signal 901 is input to the
図10は、図9に示した直接RF変調送信器の送信器出力電力設定信号と送信器出力電力の関係図である。説明の簡易のため、送信器出力電力の大きさにより、送信器出力電力を大/中/小の3領域に分けている。対となるDRC301aと306aの合計差動電流をIa、302bと306bの合計差動電流をIb、302cと306cの合計差動電流をIcとすると、電力制御信号Ca,Cb,Ccとの関係は式(5)で示される。ここでAは変換利得であり固定値であり、すべてのDRCからの差動出力電流の合計はIである。
FIG. 10 is a relationship diagram between the transmitter output power setting signal and the transmitter output power of the direct RF modulation transmitter shown in FIG. For simplicity of explanation, the transmitter output power is divided into three areas of large / medium / small according to the magnitude of the transmitter output power. When the total differential current of the paired
送信器出力電力は式(6)で示される。簡単のため、ここでは出力整合305を含むインピーダンスを1として規格化している。 Transmitter output power is given by equation (6). For simplicity, the impedance including the output matching 305 is standardized as 1.
上述したように、傾きが送信器出力電力設定信号901の全範囲において一定であることが望ましい。図9の直接RF変調送信器では、図10の関係を実現するように、電力制御回路902が電力設定信号Ca,Cb,Ccを与える。電力設定信号Ca,Cb,Ccは、送信器出力電力設定信号901の全範囲において同じ制御(Ca=Cb=Cc)としてもよいし、異なる制御としても良い。
送信器出力電力の3つの領域に応じて、電力設定信号Ca,Cb,Ccを、例えば、表1に従い制御すると、平均的な消費電力を削減することができる。以下に理由を説明する。
As described above, it is desirable that the slope is constant over the entire range of the transmitter output power setting signal 901. In the direct RF modulation transmitter of FIG. 9, the
When the power setting signals Ca, Cb, and Cc are controlled according to, for example, Table 1 according to the three areas of the transmitter output power, average power consumption can be reduced. The reason will be described below.
図11は、図9に示した直接RF変調捜神記の送信器出力電力制御の説明図で、表1の関係の一例を示した図ある。ここで送信器出力電力が大きい領域においてのみ、式(4)で表現されるフィルタリング効果が発現し、送信器出力電力の中領域から小領域にかけて、フィルタリング効果は徐々に減少し、やがて消滅する。上述したように、携帯端末において一般に、必要な送信器出力のノイズは、ノイズの絶対値である一方で、式(2)で示される量子化ノイズによるノイズフロアは、送信器出力電力レベルに依らず、希望波信号レベルとノイズレベルの相対値が一定である。そのため、送信器出力電力の中領域から小領域において、フィルタリング効果が減少もしくは消滅することは問題とならない。したがって、表1と図11に示す送信器出力電力の制御方法が成立する。 FIG. 11 is an explanatory diagram of the transmitter output power control of the direct RF modulation Soshinki shown in FIG. 9 and shows an example of the relationship in Table 1. Here, the filtering effect expressed by Equation (4) appears only in the region where the transmitter output power is large, and the filtering effect gradually decreases from the middle region to the small region of the transmitter output power, and eventually disappears. As described above, in a mobile terminal, in general, the required transmitter output noise is the absolute value of the noise, while the noise floor due to the quantization noise expressed by Equation (2) depends on the transmitter output power level. The relative value of the desired wave signal level and the noise level is constant. Therefore, it does not matter that the filtering effect is reduced or disappeared from the middle region to the small region of the transmitter output power. Therefore, the transmitter output power control method shown in Table 1 and FIG. 11 is established.
ここで、送信器出力電力が小領域において、電力設定信号Cb=0,Cc=0であるため、DRC302b,302c,306b,306cの差動電流流Ib,Icがゼロである。したがって、動作が必要な回路は、図9のDDRC301a,308aと、2分周器303aと、出力整合305と、遅延制御回路309と、電力制御回路902のみであり、それ以外の回路は動作の必要がなく、ここで消費される消費電力は無駄となる。そこで、図9中の非動作状態の回路の動作/非動作を、動作/非動作制御回路904によって制御し、送信器出力電力が小領域において、動作の不要な回路を非動作とすることで消費電力を削減することが可能となる。
Here, when the transmitter output power is small, the power setting signals Cb = 0 and Cc = 0, so that the differential current flows Ib and Ic of the
上述したように、送信器出力電力は、時々刻々と変化するため、このような送信器出力電力と合わせた回路の動作/非動作制御は、送信器の平均的な消費電力を低く抑えることを可能とする。
なお、以上説明した本発明の技術的範囲は、図示され記載された例示的な実施例に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施例をも含んでいる。さらに、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲により規定される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせを含むものである。
As described above, since the transmitter output power changes from moment to moment, the operation / non-operation control of the circuit in combination with the transmitter output power should keep the average power consumption of the transmitter low. Make it possible.
It should be noted that the technical scope of the present invention described above is not limited to the illustrated and illustrated exemplary embodiments, and includes all the embodiments that provide the same effects as those intended by the present invention. Contains. Further, the technical scope of the present invention is not limited to the combinations of features of the invention defined by the claims, but any desired combination of specific features among all the disclosed features. Is included.
なお、図9は、直接RF変調送信器をN=M=3とした場合について説明したが、図1と同様に、複数の直接RF変換器が、N個の直接RF変換器を含む第1のブロックと、M個の直接RF変換器を含む第2ブロックとを備えていてもよいことは明らかである。 9 illustrates the case where the direct RF modulation transmitter is set to N = M = 3, the first direct RF converter includes N direct RF converters as in the case of FIG. And a second block including M direct RF converters may be provided.
本発明の直接RF変調送信器は、デジタル/アナログ変換のビット数を抑えて回路面積の減少を図るとともに低ノイズ化を実現したもので、ノイズが少ないうえに回路規模を小型化できるので、携帯電話機などの小型機器に好適である。 The direct RF modulation transmitter according to the present invention reduces the circuit area by reducing the number of bits for digital / analog conversion and realizes low noise. Suitable for small devices such as telephones.
301a〜301n,308a〜308m DDRC
302a〜302n,306a〜306m DRC
303,303a,303b 2分周器
304a〜304n,307a〜307m 遅延回路
305 出力整合回路(加算回路)
309 遅延制御回路
501a〜501k フリップフロップ回路
502 マルチプレクサ
902 電力制御回路
904 動作/非動作制御回路
301a-301n, 308a-308m DDRC
302a-302n, 306a-306m DRC
303, 303a, 303b
309
Claims (8)
該複数の直接RF変換器に入力されるデジタルベースバンド入力信号を遅延させる複数の遅延回路と、
前記複数の直接RF変換器から出力される各出力信号を加算する加算回路と、
前記複数の直接RF変換器を個々に出力電力を制御する電力制御回路と、
前記複数の直接RF変換器を個々に動作/非動作状態を制御する動作/非動作制御回路とを備え、
前記直接RF変換器は、前記デジタルベースバンド入力信号と共にRF信号を入力し、前記デジタルベースバンド入力信号によって前記RF信号を変調し、前記出力信号として出力することを特徴とする直接RF変調送信器。 A plurality of direct RF converters connected in parallel;
A plurality of delay circuits for delaying digital baseband input signals input to the plurality of direct RF converters;
An addition circuit for adding output signals output from the plurality of direct RF converters;
A power control circuit for individually controlling the output power of the plurality of direct RF converters;
An operation / non-operation control circuit for individually controlling the operation / non-operation state of the plurality of direct RF converters;
The direct RF converter inputs an RF signal together with the digital baseband input signal, modulates the RF signal by the digital baseband input signal, and outputs the modulated RF signal as the output signal. .
前記第1のブロックに含まれる前記直接RF変換器は、同相デジタルベースバンド入力信号と共に第1のRF信号を入力し、前記同相デジタルベースバンド入力信号によって前記第1のRF信号を変調して第1の出力信号として出力し、
前記第2のブロックに含まれる前記直接RF変換器は、直交デジタルベースバンド入力信号と共に前記第1のRF信号と位相が90度相違する第2のRF信号を入力し、前記直交デジタルベースバンド入力信号によって前記第2のRF信号を変調して第2出力信号として出力し、
前記加算回路は、前記第1のブロックに含まれるN個(Nは自然数)の前記直接RF変換器のそれぞれから出力される前記第1の出力信号と、前記第2のブロックに含まれるM個(Mは自然数)の前記直接RF変換器のそれぞれから出力される前記第2の出力信号とを加算することを特徴とする請求項1に記載の直接RF変調送信器。 The plurality of direct RF converters includes a first block including N number of the direct RF converters and a second block including M number of the direct RF converters,
The direct RF converter included in the first block inputs a first RF signal together with an in-phase digital baseband input signal, modulates the first RF signal with the in-phase digital baseband input signal, and outputs a first RF signal. 1 as an output signal,
The direct RF converter included in the second block inputs a quadrature digital baseband input signal and a second RF signal having a phase difference of 90 degrees from the first RF signal, and the quadrature digital baseband input. Modulating the second RF signal with a signal and outputting it as a second output signal;
The adder circuit includes the first output signal output from each of the N (N is a natural number) of the direct RF converters included in the first block and the M blocks included in the second block. 2. The direct RF modulation transmitter according to claim 1, wherein the second output signal output from each of the direct RF converters (M is a natural number) is added. 3.
前記遅延制御回路は、前記第1のブロックに含まれる前記直接RF変換器のi番目(iは1以上、N以下の自然数)の前記直接RF変換器と、前記第2のブロックに含まれる前記直接RF変換器のi番目の前記直接RF変換器とに、同じ遅延量を設定することを特徴とする請求項5に記載の直接RF変調送信器。 Both the first block and the second block comprise the N direct RF converters (M = N),
The delay control circuit includes an i-th direct RF converter (i is a natural number of 1 or more and N or less) of the direct RF converter included in the first block, and the second block includes the direct RF converter. 6. The direct RF modulation transmitter according to claim 5, wherein the same delay amount is set for the i-th direct RF converter of the direct RF converter.
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