JPH0311807A - 変復調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、９０°の位相差を存する２つの信号を用いて
角度変調または復調を行う変復調回路に関し、特に、９
０°の位相差を発生する手段として弾性表面波フィルタ
を用いたものに関する。

〔従来の技術〕

近年、ページャあるいはコードレス電話といった無線通
信装置の普及が著しい。これらの無線通信装置では、変
調方式として一般にＦＭまたはＰＭのような角度変調が
用いられていることが多い。

角度変調方式の受信回路としては、従来より、スーパー
ヘテロダイン方式のものが多用されている。スーパーへ
テロダイン方式では、良好な受信特性が実現されるもの
の、（ａ）比較的複雑な回路を必要とし、（ｂ）中間周
波用帯域フィルタとして、クリスタルフィルタのような
高価な素子を必要とし、さらに（ｃ）中間周波段をＬＳ
Ｉ化することが困難であるという欠点があった。結果、
小型化・低価格化を実現するのが難しかった。

他方、ベースバンド部分までを一体的にＬＳＩ化するの
に適しており、小型化・低価格化を図り得る方式として
、ダイレクト・コンバージョン方式の変復調回路が考え
られている。この回路の一例が用いられた受信機の回路
構成を第２図を参照して簡単に説明する。

アンテナ１で受信された高周波信号が、高周波増幅器２
により増幅されて、高周波用帯域フィルタ３で濾波され
る。濾波された高周波信号は、混合器４及び５にそれぞ
れ与えられる。

他方、搬送波発振器６で発生され、帯域フィルタ７で濾
波された搬送波信号が、バッファ・アンプ８を介して一
方の混合器５に与えられる。バッファ・アンプ８の出力
は、９０″移相器９にも与えられる。９０°移相器９で
位相が９０°ずらされた第２の搬送波信号がバッファ・
アンプ１０を介してもう一方の混合器４に与えられる。

そして、混合器４．５で直ちにヘースバンドに落とされ
た受信信号が、それぞれ、ローパスフィルタ１１．１２
に与えられる。ローパスフィルタ１１．１２の後段には
、増幅器１３，１４、微分回路１５．１６及び混合器１
７．１８が接続されており、混合器１７．１８の出力が
差動増幅器１９で増幅されて復調出力が得られる。

上記構成では、スーパーヘテロダイン方式の際の中間周
波段（増幅器、中間周波用フィルタ等）を必要としない
ため、破線Ａで示す部分以降の回路部、すなわちベース
バンド部以降の構成を１千ンプのＬＳＩとして構成する
ことができる。従って、小型化・低価格化を実現するこ
とができる。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕ダイレクト・コ
ンバージョン方式を採用した場合には、９０°の位相差
を持つ２つの信号経路のバランスが非常に重要である。

２つの信号経路において信号レベルに差が生じていたり
、あるいは位相差にずれが生じていると、特性が劣化す
るからである。

混合器４，５以降のベースバンド部分は、ＬＳＩ化すれ
ば、モノリシックな構造で実現されるので、回路的なバ
ランスや対称性は高精度に実現される。

しかしながら、搬送波発振回路６に接続される９０１移
相器９が問題となる。すなわち、９０６移相器９は、一
般には、２段程度のＬＣフィルタで構成されているが、
その場合、信号レベルの低下や、ＬまたはＣの値のばら
つきにより位相差誤差が生じがちであり、レヘル調整や
位相差調整を行わなければ、到底使用することができな
かった。

また、一般に、搬送波発振回路６の出力は、スプリアス
信号を含んでいるため、その出力にＬＣからなるタンク
回路（バンドパスフィルタ）を設けているが、このタン
ク回路と９０°移相器９とが相互干渉するため、間にバ
ッファ・アンプ８を挿入することが必要であった。その
結果、前述したとおり比較的複雑な回路構成を必要とし
ていた。

本発明の目的は、９０°位相差を有する搬送波信号を用
いた変調方式を利用した変復調回路であって、９０°移
相器の無調整化及び全体の回路構成の簡略化が果たされ
た変復調回路を提供することにある。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明は、互いの位相が９０°ずらされた信号を用いる
変復調回路であって、 搬送波を供給する搬送波発生手段と、搬送波に第１．第
２の信号を重畳させるための第１．第２の混合手段と、
上記第１．第２の混合手段の前段に接続されており、か
つ入力信号を互いの位相が９０°ずらされた第１．第２
の信号に変換する、または上記第１．第２の混合手段の
後段に接続されておりかつ第１．第２の混合手段の出力
信号間に９０”の位相差を与える弾性表面波フィルタと
を備えることを特徴とする。

９０°の位相差を与えるための弾性表面波フィルタは、
２個の出力電極または入力電極の人力電極または出力電
極からの表面波伝搬方向距離が、９０’の位相差を生じ
るように異ならされているもので構成することができる
。

また、より好ましくは、３個以−ヒの入出力電極が表面
波伝搬方向に分散配置されており、かつ９０°の位相差
を発生するために２個の出力電極または人力電極が、入
力電極または出力電極に対して、表面波伝搬方向におい
て反対の側に配置される。

さらに、２個の出力電極または入力電極は、表面波伝搬
方向に対して直交する方向に並設された構造であっても
よい。

〔作用］ ９０°の位相差を与えるための手段が、特性の安定な弾
性表面波フィルタで構成されているので、位相差を与え
られる２つの信号間のレベル差調整や位相差の調整を省
略することが可能となる。

〔実施例の説明〕

第１図は、本発明の−・実施例の回路図を示す。

本実施例は、ダイレクト・コンバージョン方式の復調回
路について適用したものである。

第１図を参照して、アンテナ２１に、該アンテナで受信
された高周波信号を受は得るように高周波増幅器２２が
接続されている。高周波増幅器２２の後段には弾性表面
波フィルタ２３が接続されている。

弾性表面波フィルタ２３は、入力された高周波信号を、
互いの位相が９０’ずらされた第１．第２の高周波信号
に変換するために設けられている。

この弾性表面波フィルタ２３の構造は、後はど第３図を
参照して説明する。

弾性表面波フィルタ２３から出力される第１第２の高周
波信号は、それぞれ、γｊＸ合器２４，２５に与えられ
る。混合器２４．２５には、搬送波発振器２６が接続さ
れている。

混合器２４．２５において、第１．第２の高周波信号が
周波数変換され、それぞれ、ローパスフィルタ２７．２
８に与えられる。

ローパスフィルタ２７．２８以降の回路構成、すなわち
ヘースバンド部分の回路は、第２図に示した従来例と同
様である。すなわち、増幅器２９゜３０、微分回路３１
，３２、混合器３３．３４が接続されており、混合器３
３，４の出力が差動増幅器３５で差動増幅されて復調出
力が得られるように構成されている。

本実施例の特徴は、受信高周波信号をヘースバンドに変
換する回路部分にある。すなわち、受信高周波信号が弾
性表面波フィルタ２３により９０°の位相差を有する第
１．第２の高周波信号に変換され、各第１．第２の高周
波信号が、第１．第２の混合器２４．２５において周波
数変換されてヘースバンドに落とされることに特徴を有
する。

第３図は、弾性表面波フィルタ２３の−の構造例を模式
的に示す平面図である。弾性表面波フィルタ２３では、
表面波基板３６上に、−互いに間挿し合うくし歯電極か
らなる３個のインターデジタル電極が表面波伝搬方向に
所定間隔を隔てて配置されている。すなわち、中央の人
力電極３８と、中央の入力１１ｉ３Ｂの両側に配置され
た出力電極３７．３９とが形成されている。そして、表
面波伝搬方向において、出力電極３７−人力電極３８間
の距離２．と、出力電極３９−人力電極３８間の距Ｈ１
２とが、互いの出力信号に９０°の位相差を与えるよう
に異ならされている。すなわら、第３図の距ｊｉ！２．
と距Ｍｉ２が１７４波長異なるように構成されている。

第３図の構造から、９０”の位相差が遅延時間差による
ものであるため、弾性表面波フィルタ２３では、出力電
極３７．３９の構造を同一にしておけば、出力電極３７
．３９の出力信号間にレベル差がほとんど生じず、また
フィルタ特性の差もほとんど生じないことがわかる。

なお、距離Ｉｔｌ、ｌｘの差は、必ずしも１／４波長で
なくてもよく、３／４波長や５／４波長等、±９０°の
位相差が得られる値であれば任意である。

また、出力電極３７に接続される負荷及び出力電極３９
に接続される負荷に差があり、位相差が９０°より若干
ずれた場合には、このような負荷条件の差に応じてＮ、
、Ｌを補正してもよい。

同様に、負荷条件の差等により両出力電極３７゜３９の
出力信号レベルに差が生じた場合にも、各出力電極３７
．３９における電極交差幅や対数を異ならせて補正して
もよい。もっとも、インターデジタル電極における電極
指の対数は帯域特性を決める上で非常に重要な要素であ
る。従って、両出力電極３７．３９の対数はなるべく同
一にしたほうが好ましい。

要するに、実用状態において、出力電極３７３９の出力
信号レベルがほぼ同等となり、かつ両出力信号間の位相
差が９０°となる限り、各電極の構成や距離１．．１．
２等は適宜変更することができる。

なお、第３図では９０＠の位相差を与える構造のみを図
解的に示したが、実際的な弾性表面波フィルタでは、図
示しない吸音材やパッケージ等が、必要に応じて組込ま
れることはいうまでもない。

第１図に戻り、本実施例の復調回路でば、アンテナ２１
で受信された高周波信号が高周波増幅器２２で増幅され
て弾性表面波フィルタ２３に与えられる。そして、弾性
表面波フィルタ２３では、その２個の出力電極３７．３
９　（第３図）から互いの間の位相差が９０°の第１．
第２の高周波信号が出力される。

この場合、第１．第２の高周波信号間の９０゜の位相差
は、上述した構造の弾性表面波フィルタ２３で与えられ
る。すなわち、出力電極３７．３９の入力電極３８から
の距離ｌ１，１□の差に基づいて与えられるものである
ため、両高周波信号間で出力レベル差や位相差誤差がほ
とんど生じず、９０’の位相差を有しかつ信号レベルが
同等の第１、第２の高周波信号が高精度に与えられる。

従って、従来例の９０”移相器を用いた場合に必要であ
ったレベル調整や位相差誤差の′４１１ｉ正といった煩
雑な調整作業を省略することが可能となる。

のみならず、第２図のバンファアンプ８．１０や帯域フ
ィルタフのような多数の回路部品を省略することも可能
となる。

次に、弾性表面波フィルタ２３の他の構造例を第４図〜
第７図を参照して説明する。

第４図の弾性表面波フィルタ４１では、表面波基板４２
の一方面において、５個のインターデジタル電極４３〜
４７が所定間隔を隔てて配置されている。すなわち、中
央に入力電極４５が、その両側に出力電極４４．４６が
、さらにその外側に入力電極４３．４７が配置されてい
る。

第４図の弾性表面波フィルタ４１では、出力電極４４．
４６の表面波伝搬方向両側から人力信号に基づく表面波
が伝搬されるため、損失が大幅に低減され得る。すなわ
ち、第３回の弾性表面波フィルタ２３の場合に比べて、
より一層低ｔｉ失化を図ることが可能である。

なお、弾性表面波フィルタ４１では、主たる表面波伝搬
路は、入力電極４３−出力電極４４間及び入力電極４５
−出力電極４４間並びに入力電極４７−出力電極４６間
及び入力電極４５−出力電極４６間であるため、図示の
距離’１１＋　　’＋２と距Ｈ１ｌｔ１．　　ｌｚｔと
を実質的に１／４波長ずらせばよい。

一最的には、距＃ｌ　ｌ　１ｌ＝ｌ　ｌｔ及び距離２□
、１２□とすればよいが、必ずしもこれらの関係に限定
する必要はない０例えば、１Ｉｌ＝ｌ＋ｔ＋１波長とし
てもよい、すなわち、’！Ｉｌ＋Ｌ２とｊ！２１．　１
！ａｔとを１／４波長ずらすことが可能である限り距離
Ｌｌ〜！２！を適宜変更することができる。

また、表面波伝搬路長すなわちｊｌ！’＋＋””Ｌｘを
適当に異ならせることにより、電極間多重反射の強め合
いを低減することができ、多重反射をある程度緩和する
ことも可能である。

第５図は、弾性表面波フィルタの第３の構造例を示す。

弾性表面波フィルタ５１では、表面波基板５２上におい
て、入力電極５３の一方側において距離β、を隔てて１
の出力電極５４が形成されている。そして、入力電極５
３と距離βよを隔てて他方の出力電極５５が形成されて
いる。距、１ｄｌＮ１．１２は、第３図の弾性表面波フ
ィルタ２３の場合と同様に設定される。

弾性表面波フィルタ５１では、出力電極５４５５が表面
波伝搬方向と直交する方向に並べて配置されている。従
って、弾性表面波フィルタの表面波伝搬方向の大きさを
小１サクすることが可能とされている。

第６図は、弾性表面波フィルタの第４の構造例を示す０
弾性表面波フィルタ６１では、表面波基板６２の中央に
人力電極６３が形成されている。

入力電極６３の表面波伝搬方向において一方側に出力電
極６４．６５が、他方側に出力電極６６゜６７が形成さ
れている。すなわち、この表面波フィルタ６１け、第５
図の弾性表面波フィルタ５１の出力電極５４．５５を入
力で掻の表面波伝搬方向反対側にも配置した構造に相当
する。

第５図の弾性表面波フィルタ５１では人力電極５３で励
振された表面波のうち、出力電極５４゜５５が設けられ
ていない側に伝搬する表面波が無駄になり、挿入損失が
大きくなるという欠点がある。これに対して、第６図の
弾性表面波フィルタ６１では、人力電極６３の両側に出
力電極が配置されているので、挿入損失の低減が図られ
る。なお、伝搬距離４１！Ｉ＋””４７１ｇは、第４図
の場合と同様に設定すればよい。

弾性表面波フィルタ２３．４１．５１．６１では、各入
出力電極は図示を前便とするために正規型のインターデ
ジタル電極として図示したが、選択度特性を良くするた
めに、重み付けが施されたインターデジタル電極を用い
てもよく、また電沌指における弾性表面波の反射を低減
するために各電極指を２以上の電極指からなるスプリン
ト電極としてもよい。

同様に、入出力電極間に生じる直達波を抑制するために
、表面波伝搬方向にシールド電極を適宜設けてもよい、
すなわち、一般の弾性表面波フィルタに用いられる特性
改善構造を適宜用いることができる。

さらに、上述したようなトランスバーサル型弾性表面波
フィルタに、挿入損失を改善するために、反射器を併用
し、弾性表面波共振子フィルタとしてもよい。

弾性表面波共振子フィルタとしては、上述した各構造例
の入出力電極の表面波伝搬方向外側に、メタルストリッ
プやグループからなるグレーティング反射器を配置した
ものを例示することができる。

その他、第７図に示すように、表面波伝搬方向と直交す
る方向の弾性的結合を要した表面波フィルタを用いても
よい、第７図では、各電極及び反射器は位置のみを略図
的に示しである０弾性表面波フィルタ７１では、表面波
基板７２の略中夫に入力電極７３が形成されている１表
面波伝搬方向において入力電極７３から所定距離を隔て
て出力電極７４が、また表面波伝搬方向と直交する方向
に出力Ｔｌ　ｈ　７５が形成されている６７　ｆｉ−＝
７９は反射器を示す。

この構造では、表面波伝搬方向に直交する方向に配置さ
れた出力電極７５となる２ボート型共振子が、表面波伝
搬方向に対して直交する方向において人力電極と近接配
置されており、横方向の弾性結合を利用することにより
二重モード化されている。即ち、対称モード、と反対称
モードとの位相差を利用することにより、９０°の位相
差が実現されている。

上記のような共振子フィルタとすることにより、挿入損
失の低減を図ることができるが、−ａには、共振子フィ
ルタとした場合には狭帯域であり、位相差９０°を実現
し得る帯域幅が狭くなる。従って、広帯域に渡り９０°
の位相差を必要とする場合には、前述したようなトラン
スバーサル型の弾性表面波フィルタを用いることが好ま
しい。

第１図実施例では、受信器の復調回路に適用したものを
示したが、本発明は、送信器側における変調回路にも同
様に適用することができる。変調回路に適用した実施例
を、第８図に回路図で示す。

第８図に示した回路は、４相ＰＳＫ変調回路に適用した
ものであり、デジタル信号からなる人力データ列が面差
変換回路８１に入力され、謹直並変換回路８１の出力が
、第１．第２の混合器８２゜８３に与えられる。第１．
第２の混合器８２．８３には、搬送波発振器８４からの
搬送波信号も与えられ、面差変換回路の出力信号が、各
混合器８２．８３で平衡変調され、弾性表面波フィルタ
８５に与えられる。

弾性表面波フィルタ８５としては、例えば第３図の弾性
表面波フィルタ２３の入力電極と出力電極とを逆にした
ものを用いることができる。すなわち、第３図の電極３
７．３９を入力端とし、電極３８を出力端とすることに
より、弾性表面波フィルタ２３上で入力信号に９０°の
位相差が与えられることになる。

第８図に示した実施例に相当する従来の変調回路を第９
図に示す。ここでは、９０°の位相差をシえるために、
第２図従来例と同様に、搬送波発振器８日以外に、帯域
フィルタ８７、バンフプアンブ８８．８９及び９０″移
相器９０を必要としていた。しかも、９０°移相器９０
が、ＬＣフィルタ等からなる場合には、回路調整や位相
差誤差の調整をしなければならなかった。なお、第９図
において９１は合成器、９２は帯域フィルタを示す。

これに対して、第８図実施例では、弾性表面波フィルタ
８５のみで９０°位相差を与えることができ、かつ９０
°位相差が安定にかつ高精度に与えられるので１、レベ
ル調整や位相誤差調整を省略することが可能となる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によりば、互いの位相が９０″ず
らされた信号を用いる変復調回路において、９０′″の
イα相差を与えるのに、弾性表面波フィルタを用いてい
るため、９０″の位相差を安定に得ることができる。す
なわち、９０“の位相差が１、弾性表面波フィルタ上の
電極間距離により決定されろため、Ｉ４Ｃフィルタ等の
他の移相器を用いたｊ、易合に比べて、はるかＣ１ご安
定に９０°の位相差を得ることかでき、従って位相差誤
差や信号レベルの調整を省略することが可能となる。

しかも、弾性表面波フィルタを用いるものであるため、
９０６の位相差を与えるだけでなく、帯域フィルタとし
ての特性をも併せ持つため、部品点数の低減を図ること
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の復調回路を示す回路図、第
２図は従来の復調回路の一例を示す回路図、第３図は弾
性表面波フィルタの構造例を示す模式的平面図、第４図
〜第７図は、本発明において用いられる弾性表面波フィ
ルタの他の構造例を示す各模式的平面図、第８図は本発
明の他の実施例の回路図を示し、変調回路に適用した実
施例を示し、第９図は従来の変調回路の一例を示す回路
図である。 図において、２３は弾性表面波フィルタ、２４゜２５は
第１．第２の混合器、２６は搬送波発振器を示す。 第、シ図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いの位相が９０°ずらされた信号を用いた変復
   調回路であって、 搬送波を供給する搬送波発生手段と、 搬送波に第１，第２の信号を重畳させるための第１，第
   ２の混合手段と、 前記第１，第２の混合手段の前段に接続されており、か
   つ入力信号を互いの位相が９０゜ずらされた第１，第２
   の信号に変換する、または前記第１，第２の混合手段の
   後段に接続されておりかつ前記第１，第２の混合手段の
   出力信号間に９０゜の位相差を与える弾性表面波フイル
   タとを備えることを特徴とする変復調回路。
2. （２）前記弾性表面波フイルタは、２つの入力電極また
   は出力電極を有し、該２つの入力電極または出力電極の
   出力電極または入力電極からの表面波伝搬方向距離が異
   ならされることにより、前記９０゜の位相差が得られる
   ように構成されている、請求項１に記載の変復調回路。
3. （３）前記弾性表面波フイルタは、表面波伝搬方向に所
   定距離を隔てて配置された少なくとも３個の入出力電極
   を有し、互いの間で９０゜の位相差を発生するための２
   個の出力電極または入力電極が、表面波伝搬方向におい
   て入力電極または出力電極を中心として反対側に配置さ
   れていることを特徴とする請求項２に記載の変復調回路
   。
4. （４）前記弾性表面波フイルタの互いに９０゜の位相差
   を与えるための２個の出力電極または入力電極が、表面
   波伝搬方向に対して直交する方向に並設されていること
   を特徴とする、請求項２に記載の変復調回路。