專利名稱：數(shù)字調(diào)制電路和方法以及數(shù)字解調(diào)電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字調(diào)制電路和方法以及數(shù)字解調(diào)電路和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及很好地用于處理比如QPSK調(diào)制/解調(diào)的數(shù)字調(diào)制電路和方法、數(shù)字解調(diào)電路和方法、用于產(chǎn)生解調(diào)載波信號的電路和方法和用于產(chǎn)生解調(diào)位時鐘信號的電路和方法。
背景技術(shù)：
例如在有線電視(CATV)廣播系統(tǒng)或衛(wèi)星TV廣播系統(tǒng)中，公知的是圖像信號發(fā)射方法已經(jīng)從模擬發(fā)射改變到數(shù)字發(fā)射。在數(shù)字發(fā)射中，發(fā)射側(cè)將圖像信號調(diào)制成數(shù)字信號并發(fā)射它，而接收側(cè)將所接收的數(shù)字信號解調(diào)成圖像信號。
作為數(shù)字調(diào)制，例如正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制是公知的。附圖1所示為常規(guī)的QPSK調(diào)制電路的結(jié)構(gòu)。
這個QPSK調(diào)制電路210具有用于接收I信號作為第一通道數(shù)字信號的輸入端211、用于接收Q信號作為第二通道數(shù)字信號的輸入端212和用于接收具有對應(yīng)于I信號和Q信號的位速率的頻率的位時鐘信號BCK的輸入端213。
此外，QPSK調(diào)制電路210具有用于使通過輸入端211接收的I信號構(gòu)成的每個位數(shù)據(jù)與位時鐘信號BCK同步的D觸發(fā)器214和用于使由輸入端212接收的Q信號的每個位數(shù)據(jù)與該時鐘信號BCK同步的D觸發(fā)器215。
注意，通過輸入端211和212接收的I信號和Q信號分別應(yīng)用到D觸發(fā)器214和215的數(shù)據(jù)端D。此外，通過輸入端213接收的位時鐘信號BCK分別應(yīng)用到D觸發(fā)器214和215的時鐘信號端CK。
此外，QPSK調(diào)制電路210具有用于限制頻帶以從D觸發(fā)器214中輸出的I信號的不需要的高頻帶信號的低通濾波器216和用于限制頻帶以從D觸發(fā)器215中輸出的Q信號的不需要的高頻帶信號的低通濾波器217。
此外，QPSK調(diào)制電路210具有產(chǎn)生載波信號Sc的振蕩器218、放大通過這個振蕩器218產(chǎn)生的載波信號Sc的放大器219和使通過這個放大器219放大的載波信號Sc的相位分別相移45度(π/4)和-45度(-π/4)以獲得第一和第二載波信號Sc1和Sc2的π/4弧度相移器221和-π/4弧度相移器222。在這種情況下，第一載波信號Sc1和第二載波信號Sc2彼此具有90度的相差。
此外，QPSK調(diào)制電路210具有作為累加I信號(它是受低通濾波器216頻帶限制的)和通過π/4弧度相移器221產(chǎn)生的載波信號Sc1的累加裝置的混頻電路223。QPSK調(diào)制電路210具有作為累加Q信號(它是受低通濾波器217頻帶限制的)和通過-π/4弧度相移器222產(chǎn)生的載波信號Sc2的累加裝置的混頻電路223。這些混頻電路223和224每個構(gòu)成了二相相移鍵控調(diào)制電路。
此外，QPSK調(diào)制電路210具有將混頻電路223和224的輸出相加以獲得調(diào)制的QPSK信號SQM作為經(jīng)調(diào)制的正交信號的加法器225和用于輸出這個調(diào)制的QPSK信號SQM的輸出端226。
下面描述在附圖1中所示的QPSK調(diào)制電路210的操作。
輸入到輸入端211中的I信號(第一通道數(shù)字信號)應(yīng)用到D觸發(fā)器214的數(shù)據(jù)端D。輸入到輸入端212中的Q信號(第二通道數(shù)字信號)應(yīng)用到D觸發(fā)器215的數(shù)據(jù)端D。將來自輸入端213的位時鐘信號BCK輸入到這些D觸發(fā)器214和215的時鐘信號端CK。
D觸發(fā)器214和215使用位時鐘信號BCK分別順序地鎖存相應(yīng)的I和Q信號的位數(shù)據(jù)項(xiàng)。即，在D觸發(fā)器214和215中，相應(yīng)的I和Q信號的位數(shù)據(jù)項(xiàng)與位時鐘信號BCK同步。
從相應(yīng)的D觸發(fā)器214和215中輸出的I信號和Q信號在低通濾波器216和217中進(jìn)行頻帶限制以消除他們的不需要的高頻帶信號，然后將他們分別輸入到混頻電路223和224中。附圖2A所示為在I信號和Q信號通過低通濾波器216和217進(jìn)行頻帶限制之前他們每個的頻譜。附圖2B所示為在I信號和Q信號通過低通濾波器216和217進(jìn)行頻帶限制之后他們每個的頻譜。字母fS表示位時鐘信號BCK的頻率的位時鐘信號頻率。
此外，通過振蕩器218所產(chǎn)生的載波信號Sc通過放大器219放大，然后輸入到相移器221和222。在這些相移器221和222中，載波信號Sc的相位相移45和-45度以提供彼此具有90度的相差的載波信號Sc1和Sc2。
在相移器221獲得的載波信號Sc1輸入到混頻電路223。這個混頻電路223累加通過低通濾波器216進(jìn)行頻帶限制的I信號和載波信號Sc1以執(zhí)行兩相相移鍵控調(diào)制。在另一方面，在相移器222上獲得的載波信號Sc2輸入到混頻電路224。這個混頻電路224累加通過低通濾波器217進(jìn)行頻帶限制的Q信號和載波信號Sc2以執(zhí)行兩相相移鍵控調(diào)制。
混頻電路223和224的輸出信號輸入到加法器225，在那里將他們相加。從這個加法器225，獲得作為經(jīng)調(diào)制的正交信號的調(diào)制的QPSK信號SQM并輸出到輸出端226。附圖2C所示為輸出到輸出端226的調(diào)制的QPSK信號SQM的頻譜。在這個附圖中，f0表示載波信號Sc1和Sc2的頻率。
下文描述通過對在附圖1中所示的QPSK調(diào)制電路210中獲得的調(diào)制的QPSK信號SQM進(jìn)行解調(diào)獲得I信號和Q信號的QPSK解調(diào)電路。附圖3所示為常規(guī)的QPSK解調(diào)電路的一個實(shí)例的結(jié)構(gòu)。
這個QPSK解調(diào)電路250具有接收調(diào)制的QPSK信號SQM的輸入端251和從通過這個輸入端251接收的調(diào)制的QPSK信號SQM中消除不需要的分量的帶通濾波器252。這個帶通濾波器252抽取在f0-fS至f0+fS的頻帶中的頻率分量(參見附圖20C)。
此外，QPSK解調(diào)電路250具有用于產(chǎn)生載波信號Sc的壓控振蕩器(VCO)253、放大由這個振蕩器253所產(chǎn)生的載波信號Sc的放大器254和使通過放大器254所放大的載波信號Sc分別相移45度(π/4)和-45度(-π/4)以獲得第一和第二載波信號Sc1和Sc2的π/4弧度移相器261和-π/4弧度移相器262。在這種情況下，第一載波信號Sc1和第二載波信號Sc2具有彼此90度的相差。
此外，QPSK解調(diào)電路250具有每個構(gòu)成相位檢測電路的混頻電路263和264?；祛l電路263累加其不需要的頻率分量已經(jīng)通過帶通濾波器252消除的調(diào)制的QPSK信號SQM和通過π/4弧度移相器261產(chǎn)生的載波信號Sc1以執(zhí)行相位檢測。在另一方面，混頻電路264累加其不需要的頻率分量已經(jīng)通過帶通濾波器252消除的調(diào)制的QPSK信號SQM和通過-π/4弧度移相器262產(chǎn)生的載波信號Sc2以執(zhí)行相位檢測，由此獲得所檢測的第二通道輸出。
此外，QPSK解調(diào)電路250具有用于限制通過混頻電路263所獲得的檢測輸出的頻帶由此對它的波形進(jìn)行整形的低通濾波器265和用于限制通過混頻電路264所獲得的檢測輸出的頻帶由此對它的波形進(jìn)行整形的低通濾波器266。
此外，QPSK解調(diào)電路250具有位時鐘信號再現(xiàn)電路267。這個位時鐘信號再現(xiàn)電路267從其波形已經(jīng)通過低通濾波器266進(jìn)行整形的所檢測的第二通道輸出中獲得對應(yīng)于這個輸出的位速率的頻率分量，由此再現(xiàn)位時鐘信號BCK。注意，這個位時鐘信號再現(xiàn)電路267甚至通過使用其波形已經(jīng)通過低通濾波器265整形的檢測的第一通道輸出可以類似地再現(xiàn)位時鐘信號BCK。
此外，QPSK解調(diào)電路250具有從其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器265限制的檢測的輸出中抽取作為第一通道數(shù)字信號的I信號的每個位數(shù)據(jù)的D觸發(fā)器271。QPSK解調(diào)電路250還具有從其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器266限制的檢測的輸出中抽取作為第二通道數(shù)字信號的Q信號的每個位數(shù)據(jù)的D觸發(fā)器272。QPSK解調(diào)電路250進(jìn)一步具有輸出通過這些D觸發(fā)器271和272所抽取的位數(shù)據(jù)分別作為I信號和Q信號的輸出端273和274。
此外，QPSK解調(diào)電路250具有混頻電路281和282、加法器283和低通濾波器284，每個電路與上述的壓控振蕩器253一起構(gòu)成了載波信號再現(xiàn)電路。
混頻電路281累加其頻帶已經(jīng)分別通過低通濾波器265和266限制的檢測的輸出。混頻電路282也累加其頻帶已經(jīng)分別通過低通濾波器265和266限制的檢測的輸出。加法器283將混頻電路281和282的輸出信號相加。低通濾波器284限制在加法器283上獲得的相加的信號的頻帶由此抽取要輸入到壓控振蕩器253的控制電壓。通過使用上述的控制電壓CNT通過控制壓控振蕩器253的振蕩頻率，通過壓控振蕩器253所產(chǎn)生的載波信號Sc的頻率對應(yīng)于要輸入到輸入端251的調(diào)制的QPSK信號SQM的載波信號頻率。
下文描述在附圖3中所示的QPSK解調(diào)電路250的操作。
通過輸入端251所接收的調(diào)制的QPSK信號SQM的不需要的頻率分量通過帶通濾波器252消除，然后輸入到混頻電路263和264。放大器254放大通過壓控振蕩器253產(chǎn)生的載波信號Sc。經(jīng)放大的載波信號Sc輸入到移相器261和262。在這些移相器261和262中，載波信號Sc分別被相移45度和-45度以提供具有彼此90度的相差的載波信號Sc1和Sc2。
在移相器261上獲得的載波信號Sc1輸入到混頻電路263。在這個混頻電路263中，其不需要的頻率分量通過帶通濾波器252已經(jīng)消除的調(diào)制的QPSK信號SQM和載波信號Sc1被累加以執(zhí)行相位檢測，由此獲得了檢測的第一通道輸出。
類似地，在移相器262上獲得的載波信號Sc2輸入到混頻電路264。在這個混頻電路264中，其不需要的頻率分量通過帶通濾波器252已經(jīng)消除的調(diào)制的QPSK信號SQM和載波信號Sc2被累加以執(zhí)行相位檢測，由此獲得了檢測的第二通道輸出。
在這些混頻電路263和264中獲得的檢測輸出的頻帶通過低通濾波器265和266限制，然后分別輸入到D觸發(fā)器271和272的數(shù)據(jù)端D。基于其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器266限制的檢測的輸出給這些D觸發(fā)器271和272的時鐘信號端CK每個輸送通過位時鐘信號再現(xiàn)電路267再現(xiàn)的位時鐘信號BCK。
D觸發(fā)器271和272使用位時鐘信號BCK鎖存其頻帶已經(jīng)分別通過低通濾波器265和266限制的檢測的第一通道和第二通道輸出，由此順序地抽取由相應(yīng)的I信號(第一通道數(shù)字信號)和Q信號(第二通道數(shù)字信號)構(gòu)成的位數(shù)據(jù)項(xiàng)。在這些D觸發(fā)器271和272中抽取的位數(shù)據(jù)項(xiàng)分別輸出到輸出端273和274作為I信號和Q信號。
此外，其頻帶分別通過低通濾波器265和266已經(jīng)限制的所檢測的第一通道和第二通道輸出輸入到混頻電路281以及輸入到混頻電路282。在混頻電路281和282中，每個所檢測的第一通道輸出和第二通道輸出累加。
這些混頻電路281和282的輸出信號在加法器283中相加起來，它的輸出的頻帶已經(jīng)通過低通濾波器284限制并作為控制電壓CNT輸入到壓控振蕩器253。因此，通過壓控振蕩器253所產(chǎn)生的載波信號Sc的頻率對應(yīng)于輸入到輸入端251的調(diào)制的QPSK信號SQM的載波信號頻率，因此如上文所描述通過解調(diào)調(diào)制的QPSK信號SQM可以很好地獲得I信號和Q信號。
通過在附圖1中所示的QPSK調(diào)制電路210獲得的調(diào)制的QPSK信號SQM沒有包含載波信號分量，因此在附圖3中所示的用于解調(diào)這個調(diào)制的QPSK信號SQM的QPSK解調(diào)電路250具有載波信號產(chǎn)生電路，該電路由混頻電路281和282、加法器283、低通濾波器284和壓控振蕩器253構(gòu)成。
然而，這個載波信號產(chǎn)生電路在原理上產(chǎn)生了偽解調(diào)載波信號，這導(dǎo)致了不正常工作。此外，如果使用這個載波信號產(chǎn)生電路，則在解調(diào)電路250中使用的混頻電路的數(shù)量增加，由此使電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。此外，如果載波信號的頻率較高，則在該電路元件中的延遲妨礙了載波信號的再現(xiàn)，由此使解調(diào)不能實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的一個目的是在解調(diào)調(diào)制的數(shù)字信號例如調(diào)制的QPSK信號時以簡單結(jié)構(gòu)毫無困難地穩(wěn)定地獲得解調(diào)載波信號和解調(diào)位時鐘信號。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，通過這樣的一種數(shù)字調(diào)制電路實(shí)現(xiàn)前述的目的，該數(shù)字調(diào)制電路包括用于產(chǎn)生載波信號的載波信號發(fā)生器、用于將具有對應(yīng)于預(yù)定的位速率的頻率的位時鐘信號加入到具有這個預(yù)定的位速率的數(shù)字信號中的加法器和用于將加法器的輸出信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的載波信號累加以獲得調(diào)制的數(shù)字信號的累加器。
在根據(jù)本發(fā)明的另一方面中，數(shù)字調(diào)制方法包括產(chǎn)生載波信號的載波信號產(chǎn)生步驟；將具有對應(yīng)于預(yù)定的位速率的頻率的位時鐘信號加入到具有這個預(yù)定的位速率的數(shù)字信號中的加法步驟；和用于將通過加法步驟獲得的信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的載波信號累加以獲得調(diào)制的數(shù)字信號的累加步驟。
根據(jù)本發(fā)明，將具有對應(yīng)于預(yù)定的位速率的頻率的位時鐘信號加入到具有這個預(yù)定的位速率的數(shù)字信號中。累加由此獲得的相加的信號和載波信號以獲得調(diào)制的數(shù)字信號。
這個調(diào)制的數(shù)字信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。
因此，在解調(diào)這個調(diào)制的數(shù)字信號時，使用這些第一和第二頻率信號允許以簡單的結(jié)構(gòu)且毫無困難地穩(wěn)定地獲得解調(diào)載波信號和解調(diào)位時鐘信號。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一方面，另一種數(shù)字調(diào)制電路包括產(chǎn)生第一載波信號和第二載波信號的載波信號發(fā)生器。這些載波信號具有彼此90度的相差。該數(shù)字調(diào)制電路也包括累加具有預(yù)定的位速率的第一通道數(shù)字信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第一載波信號的第一累加器、將具有對應(yīng)于預(yù)定的位速率的頻率的位時鐘信號加入到具有這個預(yù)定的位速率的第二通道數(shù)字信號中的第一加法器和累加這個第一加法器的輸出信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第二載波信號的第二累加器。數(shù)字調(diào)制電路進(jìn)一步包括將第一累加器的輸出信號和第二累加器的輸出信號相加由此獲得調(diào)制的正交信號的第二加法器。
在根據(jù)本發(fā)明的附加方面，另一種數(shù)字調(diào)制方法包括產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第一載波信號和第二載波信號的載波信號產(chǎn)生步驟；累加具有預(yù)定的位速率的第一通道數(shù)字信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第一載波信號的第一累加步驟；和將具有對應(yīng)于預(yù)定的位速率的頻率的位時鐘信號加入到具有這個預(yù)定的位速率的第二通道數(shù)字信號中的第一加法步驟。這個數(shù)字調(diào)制方法也包括累加這個第一加法步驟獲得的信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟獲得的第二載波信號的第二累加步驟；和將第一累加步驟獲得的信號和第二累加步驟獲得的信號相加由此獲得調(diào)制的正交信號的第二加法步驟。
根據(jù)本發(fā)明，將具有對應(yīng)于預(yù)定的位速率的頻率的位時鐘信號加入到具有這個預(yù)定的位速率的第一通道數(shù)字信號中。此外，累加具有預(yù)定的位速率的第二通道數(shù)字信號和具有與第一載波信號90度的相差的第二載波信號。這兩個累加的信號相加以獲得調(diào)制的正交信號(調(diào)制的數(shù)字信號)。
這個調(diào)制的正交信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。
因此，在解調(diào)這個調(diào)制的正交信號時，使用這些第一和第二頻率信號允許以簡單的結(jié)構(gòu)且毫無困難地穩(wěn)定地獲得解調(diào)載波信號和解調(diào)位時鐘信號。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種產(chǎn)生解調(diào)載波信號的電路，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制數(shù)字信號時使用這個電路，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。這個電路包括累加通過使調(diào)制的數(shù)字信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的累加器和對其頻率為包含在這個累加器的輸出信號中的載波信號頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與載波信號的頻率相同的頻率的解調(diào)載波信號的載波信號發(fā)生器。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種產(chǎn)生解調(diào)載波信號的方法，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制數(shù)字信號時使用這個方法，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。這個方法包括累加通過使調(diào)制的數(shù)字信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的累加步驟；和對其頻率為包含在通過這個累加步驟獲得的信號中的載波信號頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與載波信號的頻率相同的頻率的解調(diào)載波信號的載波信號產(chǎn)生步驟。
根據(jù)本發(fā)明，如果位時鐘信號的頻率是第一頻率并且載波信號的頻率是第二頻率，則處理調(diào)制的數(shù)字信號，該調(diào)制的數(shù)字信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號。
通過使這個調(diào)制的數(shù)字信號分支，獲得了調(diào)制的第一和第二信號。這些調(diào)制的第一和第二信號被累加。所得的累加信號包含具有載波信號的兩倍頻率的頻率信號和具有位時鐘信號的兩倍頻率的頻率信號。從這個累加的信號中，具有載波信號的兩倍頻率的頻率信號被取出，該頻率信號的頻率除以2以獲得解調(diào)載波信號。
使用包含在調(diào)制的數(shù)字信號中并具有分別為位時鐘信號的頻率和載波信號的頻率之和的頻率和這兩者之差的頻率的第一和第二頻率信號可以獲得解調(diào)載波信號，由此通過簡單的結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定地容易地獲得解調(diào)載波信號。
在根據(jù)本發(fā)明的再一方面中，提供一種產(chǎn)生解調(diào)位時鐘信號的電路，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制數(shù)字信號時使用這個電路，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。這個電路包括累加通過使調(diào)制的數(shù)字信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的累加器和對其頻率為包含在這個累加器的輸出信號中的載波信號頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與載波信號的頻率相同的頻率的解調(diào)位時鐘信號的位時鐘信號發(fā)生器。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種產(chǎn)生解調(diào)位時鐘信號的方法，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制數(shù)字信號時使用這個方法，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。這個方法包括累加通過使調(diào)制的數(shù)字信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的累加步驟；和對包含在通過這個累加步驟獲得的信號中的其頻率為載波信號頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與載波信號的頻率相同的頻率的解調(diào)位時鐘信號的位時鐘信號產(chǎn)生步驟。
根據(jù)本發(fā)明，如果位時鐘信號的頻率是第一頻率并且載波信號的頻率是第二頻率，則處理調(diào)制的數(shù)字信號，該調(diào)制的數(shù)字信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號。
通過使這個調(diào)制的數(shù)字信號分支，獲得了調(diào)制的第一和第二信號。這些調(diào)制的第一和第二信號被累加。所得的累加信號包含具有載波信號的兩倍頻率的頻率信號和具有位時鐘信號的兩倍頻率的頻率信號。從這個累加的信號中，具有載波信號的兩倍頻率的頻率信號被取出，然后將該頻率信號的頻率除以2以獲得解調(diào)位時鐘信號。
使用包含在調(diào)制的數(shù)字信號中并具有分別為位時鐘信號的頻率和載波信號的頻率之和的頻率和這兩者之差的頻率的第一和第二頻率信號可以通過簡單的結(jié)構(gòu)毫無困難地穩(wěn)定地獲得解調(diào)位時鐘信號。
根據(jù)本發(fā)明的附加方面，提供一種解調(diào)調(diào)制的正交信號的數(shù)字解調(diào)電路，該調(diào)制的正交信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。這個電路包括累加通過使調(diào)制的正交信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的第一累加器和對其頻率為包含在這個第一累加器的輸出信號中的載波信號頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與載波信號的頻率相同的頻率的頻率信號的第一分頻器。該電路也包括基于通過這個第一分頻器獲得的頻率信號產(chǎn)生第一載波信號和第二載波信號的載波信號發(fā)生器。這些載波信號具有彼此90度的相差。該電路進(jìn)一步包括累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第一載波信號以獲得第一通道的檢測輸出的第二累加器和累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第二載波信號以獲得第二通道的檢測輸出的第三累加器。
根據(jù)本發(fā)明的再一附加方面，提供一種解調(diào)調(diào)制的正交信號的數(shù)字解調(diào)方法，該調(diào)制的正交信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。這個方法包括累加通過使調(diào)制的正交信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的第一累加步驟，和對其頻率為包含在通過這個第一累加步驟獲得的信號中的載波信號頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與載波信號的頻率相同的頻率的頻率信號的分頻步驟。該方法也包括基于通過這個分頻步驟獲得的頻率信號產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第一載波信號和第二載波信號的載波信號產(chǎn)生步驟，累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第一載波信號以獲得第一通道的檢測輸出的第二累加步驟和累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第二載波信號以獲得第二通道的檢測輸出的第三累加步驟。
根據(jù)本發(fā)明，如果位時鐘信號的頻率是第一頻率并且載波信號的頻率是第二頻率，則處理調(diào)制的數(shù)字信號，該調(diào)制的數(shù)字信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號。
通過使這個調(diào)制的數(shù)字信號分支，獲得了調(diào)制的第一和第二信號。這些調(diào)制的第一和第二信號被累加。所得的累加信號包含具有載波信號的兩倍頻率的頻率信號和具有位時鐘信號的兩倍頻率的頻率信號。從這個累加的信號中，具有載波信號的兩倍頻率的頻率信號被取出，將該頻率信號的頻率除以2以獲得解調(diào)載波信號。
從這個解調(diào)載波信號中，獲得了相對于第一載波信號具有90度的相差的第一載波信號和第二載波信號。調(diào)制的正交信號和第一載波信號被累加以獲得第一通道的檢測輸出。在另一方面，調(diào)制的正交信號和第二載波信號被累加以獲得第二通道的檢測輸出。
從第一和第二通道的這些檢測輸出中，使用具有與位時鐘的頻率相同的頻率的頻率信號(解調(diào)位時鐘信號)順序地被抽取由第一通道和第二通道數(shù)字信號構(gòu)成的位數(shù)據(jù)項(xiàng)。
這個解調(diào)位時鐘信號通過將其頻率為位時鐘信號頻率的兩倍的頻率信號的頻率除以2獲得，并從例如通過累加上述的調(diào)制的第一和第二信號獲得的累加信號中取出。
第一通道和第二通道的上述的檢測的輸出包含了具有與位時鐘信號的頻率相同的頻率的頻率信號。上述的解調(diào)位時鐘信號通過從例如第一通道或第二通道的這個檢測輸出中取出具有與位時鐘信號的頻率相同的頻率的上述的頻率信號獲得。
因此，使用包含在調(diào)制的數(shù)字信號中并具有位時鐘信號的頻率和載波信號的頻率之和的頻率和它們之差的頻率的第一和第二頻率信號可以允許以簡單的結(jié)構(gòu)且毫無困難地穩(wěn)定地獲得解調(diào)載波信號和解調(diào)位時鐘信號。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一方面，提供一種產(chǎn)生解調(diào)載波信號的電路，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制的正交信號時使用這個電路，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。這個電路包括產(chǎn)生與載波信號的頻率具有相同的頻率的解調(diào)載波信號的壓控振蕩器、基于這個壓控振蕩器的輸出信號產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第三和第四頻率信號的頻率發(fā)生器和累加調(diào)制的正交信號和通過頻率發(fā)生器產(chǎn)生的第三頻率信號的第一累加器。這個電路也包括累加調(diào)制的正交信號和通過頻率發(fā)生器產(chǎn)生的第四頻率信號的第二累加器、從第一累加器的輸出信號中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第一濾波器、從第二累加器的輸出信號中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第二濾波器。該電路進(jìn)一步包括累加第一濾波器的輸出信號和第二濾波器的輸出信號的第三累加器和限制這個第三累加器的輸出信號的頻帶以獲得用于壓控振蕩器的控制電壓的第三濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種產(chǎn)生解調(diào)載波信號的方法，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制的正交信號時使用這個方法，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。這個方法包括基于產(chǎn)生與載波信號的頻率具有相同的頻率的解調(diào)載波信號的壓控振蕩器的輸出信號產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第三和第四頻率信號的頻率產(chǎn)生步驟。該方法也包括累加調(diào)制的正交信號和通過頻率產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第三頻率信號的第一累加步驟、累加調(diào)制的正交信號和通過頻率產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第四頻率信號的第二累加步驟、從第一累加步驟獲得的信號中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第一抽取步驟、從第二累加步驟獲得的信號中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第二抽取步驟。該方法進(jìn)一步包括累加通過第一抽取步驟抽取的頻率信號和通過第二抽取步驟抽取的頻率信號的第三累加步驟和限制通過這個第三累加步驟獲得的信號的頻帶以抽取壓控振蕩器的控制電壓的第三抽取步驟。
根據(jù)本發(fā)明，如果位時鐘信號的頻率是第一頻率并且載波信號的頻率是第二頻率，則處理調(diào)制的正交信號(調(diào)制的數(shù)字信號)，該調(diào)制的數(shù)字信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號。
基于產(chǎn)生與載波信號的頻率具有相同的頻率的解調(diào)載波信號的壓控振蕩器的輸出信號，產(chǎn)生了彼此具有90度的相差的第三和第四頻率信號。
調(diào)制的正交信號和第三頻率信號被累加和調(diào)制的正交信號和第四頻率信號被累加。由此獲得的累加的信號每個包含了對應(yīng)于上述的位時鐘信號的頻率的頻率信號，該頻率信號的頻率波動對應(yīng)于上述的解調(diào)載波信號的波動。從這些累加的信號的每個信號中，抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號。
限制分別從累加的信號中抽取的頻率信號和所得的累加信號的頻帶以獲得用于壓控振蕩器的控制電壓。這個控制電壓對應(yīng)于在調(diào)制的正交信號的載波信號和通過壓控振蕩器產(chǎn)生的解調(diào)載波信號之間的頻率差。因此，通過將這個控制電壓輸入到壓控振蕩器，可以獲得具有與調(diào)制的正交信號的載波信號的頻率相同的頻率的解調(diào)載波信號。
因此，使用包含在調(diào)制的數(shù)字信號中并具有位時鐘信號的頻率和載波信號的頻率之和的頻率和它們之差的頻率的第一和第二頻率信號可以允許以簡單的結(jié)構(gòu)且毫無困難地穩(wěn)定地獲得解調(diào)載波信號和解調(diào)載波信號。
根據(jù)本發(fā)明的附加方面，提供用于解調(diào)調(diào)制的正交信號的另一種數(shù)字解調(diào)電路，該調(diào)制的正交信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。這個數(shù)字解調(diào)電路包括產(chǎn)生與載波信號的頻率具有相同的頻率的頻率信號的壓控振蕩器、基于這個壓控振蕩器的輸出信號產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第一和第二載波信號的載波信號發(fā)生器和累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第一載波信號以獲得第一通道的檢測輸出的第一累加器。這個數(shù)字解調(diào)電路也包括累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第二載波信號以獲得第二通道的檢測輸出的第二累加器、從通過第一累加器獲得的第一通道的檢測輸出中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第一濾波器、從通過第二累加器獲得的第二通道的檢測輸出中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第二濾波器。該數(shù)字解調(diào)電路進(jìn)一步包括累加第一濾波器的輸出信號和第二濾波器的輸出信號的第三累加器和限制這個第三累加器的輸出信號的頻帶以抽取用于壓控振蕩器的控制電壓的第三濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的附加方面，提供用于解調(diào)調(diào)制的正交信號的另一種數(shù)字調(diào)制方法，該調(diào)制的正交信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號，這里第一頻率是位時鐘信號的頻率，第二頻率是載波信號的頻率。這個數(shù)字調(diào)制方法包括基于產(chǎn)生與載波信號具有相同頻率的頻率信號的壓控振蕩器的輸出信號產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第一和第二頻率信號的載波信號產(chǎn)生步驟。該數(shù)字調(diào)制方法也包括累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第一載波信號以獲得第一通道的檢測輸出的第一累加步驟、累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第二載波信號以獲得第二通道的檢測輸出的第二累加步驟、從通過第一累加步驟獲得的第一通道的檢測輸出中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第一抽取步驟、從通過第二累加步驟獲得的第二通道的檢測輸出中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第二抽取步驟。該數(shù)字調(diào)制方法進(jìn)一步包括累加通過第一抽取步驟抽取的頻率信號和第二抽取步驟抽取的頻率信號的第三累加步驟和限制通過這個第三累加步驟獲得的信號的頻帶以抽取用于壓控振蕩器的控制電壓的第三抽取步驟。
根據(jù)本發(fā)明，如果位時鐘信號的頻率是第一頻率并且載波信號的頻率是第二頻率，則處理調(diào)制的正交信號(調(diào)制的數(shù)字信號)，該調(diào)制的數(shù)字信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號。
基于產(chǎn)生與載波信號的頻率具有相同的頻率的頻率信號(解調(diào)載波信號)的壓控振蕩器的輸出信號，產(chǎn)生了彼此具有90度的相差的第一和第二載波信號。調(diào)制的正交信號和第一載波信號被累加以獲得第一通道的檢測輸出。在另一方面，調(diào)制的正交信號和第二載波信號被累加以獲得第二通道的檢測輸出。
第一和第二通道的這些檢測輸出包含了對應(yīng)于上述的位時鐘信號的頻率的頻率信號，該頻率信號的頻率波動對應(yīng)于上述的解調(diào)載波信號的波動。從這些累加的信號的每個信號中，抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號。
限制分別從累加的信號中抽取的頻率信號和所得的累加信號的頻帶以獲得用于壓控振蕩器的控制電壓。這個控制電壓對應(yīng)于在調(diào)制的正交信號的載波信號和通過壓控振蕩器產(chǎn)生的解調(diào)載波信號之間的頻率差。因此，通過將這個控制電壓輸入到壓控振蕩器，可以獲得具有與調(diào)制的正交信號的載波信號的頻率相同的頻率的解調(diào)載波信號。
從第一和第二通道的上述的檢測輸出中，使用具有與位時鐘信號的頻率相同的頻率的頻率信號(解調(diào)位時鐘信號)順序地抽取第一通道和第二通道數(shù)字信號的位數(shù)據(jù)項(xiàng)。
通過將其頻率為位時鐘信號頻率的兩倍的頻率信號的頻率除以2獲得這個解調(diào)位時鐘信號，并從例如通過累加分支該調(diào)制的數(shù)字信號而獲得的調(diào)制的第一和第二信號獲得的累加的信號中取出。
第一和第二通道的上述檢測輸出包含與位時鐘信號的頻率相同的頻率的頻率信號。上述的解調(diào)位時鐘信號通過從例如這個第一或第二通道的這個檢測輸出中取出具有與該位時鐘信號的頻率相同的頻率的上述頻率信號獲得。
因此，使用包含在調(diào)制的數(shù)字信號中并具有分別為位時鐘信號的頻率和載波信號的頻率之和的頻率和為它們之差的頻率的第一和第二頻率信號可以通過簡單的結(jié)構(gòu)毫無困難地穩(wěn)定地獲得解調(diào)載波信號和解調(diào)位時鐘信號。
本說明書的結(jié)論部分特別指出并直接要求保護(hù)本發(fā)明的主題。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過結(jié)合附圖并閱讀本說明書的其余部分以及本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)和目的將會更好地理解本發(fā)明的組織結(jié)構(gòu)和操作方法，在附圖中類似的符號表示類似的元件。


附圖1所示為常規(guī)的QPSK調(diào)制電路的結(jié)構(gòu)實(shí)例的方塊圖；附圖2A-2C每個為說明常規(guī)的QPSK調(diào)制電路的各種部分的頻譜的附圖；附圖3所示為常規(guī)的QPSK解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)實(shí)例的方塊圖；附圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的QPSK調(diào)制電路的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的方塊圖；附圖5A-5D每個為說明該QPSK調(diào)制電路的各種部分的頻譜的附圖；附圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的QPSK解調(diào)電路的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的方塊圖；附圖7所示為根據(jù)本發(fā)明的QPSK解調(diào)電路的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的方塊圖；附圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的QPSK解調(diào)電路的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的方塊圖；附圖9所示為根據(jù)本發(fā)明的QPSK解調(diào)電路的再一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
具體實(shí)施例方式
下文描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。附圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的QPSK調(diào)制電路110的結(jié)構(gòu)。
這個QPSK調(diào)制電路110包括用于接收I信號作為第一通道的數(shù)字信號的輸入端111、用于接收Q信號作為第二通道的數(shù)字信號的輸入端112和用于接收具有對應(yīng)于I或Q信號的位速率的頻率的位時鐘信號BCK的輸入端113。在本實(shí)施例中，位時鐘信號BCK的頻率例如是1GHz。
QPSK調(diào)制電路110也包括使構(gòu)成通過輸入端111接收的I信號的每個位數(shù)據(jù)與位時鐘信號BCK同步的D觸發(fā)器114和使構(gòu)成通過輸入端112接收的Q信號的每個位數(shù)據(jù)與該時鐘信號BCK同步的D觸發(fā)器115。
注意，通過輸入端111和112所接收的I和Q信號分別施加給D觸發(fā)器114和115的數(shù)據(jù)端D。此外，通過輸入端113接收的位時鐘信號BCK施加給D觸發(fā)器114和115的時鐘信號端CK。
QPSK調(diào)制電路110進(jìn)一步包括用于執(zhí)行頻帶限制以從自D觸發(fā)器114輸出的I信號中消除不需要的高頻帶信號的低通濾波器116和用于執(zhí)行頻帶限制以從自D觸發(fā)器115輸出的Q信號中消除不需要的高頻帶信號的低通濾波器117。在本實(shí)施例中，這些低通濾波器116和117抽取例如1GHz或更小的頻率分量。
QPSK調(diào)制電路110進(jìn)一步包括用于從通過輸入端113接收的位時鐘信號BCK中消除高頻分量的低通濾波器127和調(diào)節(jié)低通濾波器127的輸出信號的電平的衰減器128。這個低通濾波器127僅抽取在1-GHz頻率分量中的位時鐘信號BCK的基波分量。
QPSK調(diào)制電路110附加地包括將其電平已經(jīng)通過衰減器128調(diào)節(jié)的位時鐘信號BCK(1-GHz頻率分量)加入到其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器117限制的Q信號中的加法器129。
QPSK調(diào)制電路110進(jìn)一步附加地包括產(chǎn)生載波信號Sc的振蕩器118、放大通過這個振蕩器118所產(chǎn)生的載波信號Sc的放大器119和分別使通過這個放大器119所放大的載波信號Sc的相位相移45度(π/4)和-45度(-π/4)以獲得第一和第二載波信號Sc1和Sc2的π/4弧度移相器121和-π/4弧度移相器122。在這種情況下，第一載波信號Sc1和第二載波信號Sc2具有彼此90度的相差。在本實(shí)施例中，載波信號Sc具有例如3.5GHz的頻率。
QPSK調(diào)制電路110進(jìn)一步包括用于累加其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器116限制的I信號和通過π/4弧度移相器121獲得的載波信號Sc1的混頻器123和用于累加通過加法器129獲得的加法信號和通過-π/4弧度移相器122獲得的載波信號Sc2的混頻器124。這些混頻器123和124每個構(gòu)成了二相相移鍵控調(diào)制電路。
QPSK調(diào)制電路110進(jìn)一步包括用于將混頻器123和124的輸出信號相加以獲得作為調(diào)制的正交信號的調(diào)制的QPSK信號SQM的加法器125和輸出這個調(diào)制的QPSK信號SQM的輸出端126。
下文描述在附圖4中所示的QPSK調(diào)制電路110的操作。
通過輸入端111接收的I信號(第一通道數(shù)字信號)施加給D觸發(fā)器114的數(shù)據(jù)端D。在另一方面，通過輸入端112接收的Q信號(第二通道數(shù)字信號)施加給D觸發(fā)器115的數(shù)據(jù)端D。將來自輸入端113的位時鐘信號BCK施加給D觸發(fā)器114和115的時鐘信號端CK。
D觸發(fā)器114和115使用位時鐘信號BCK順序地鎖存構(gòu)成相應(yīng)的I和Q信號的位數(shù)據(jù)項(xiàng)。即，D觸發(fā)器114和115使相應(yīng)的I和Q信號的位數(shù)據(jù)項(xiàng)與該時鐘信號BCK同步。
從D觸發(fā)器114輸出的I信號的頻帶通過低通濾波器116限制以使它的不需要的高頻帶信號被消除，然后輸出到混頻器123。在另一方面，從D觸發(fā)器115輸出的Q信號的頻帶通過低通濾波器117限制以使它的不需要的高頻帶信號被消除，然后輸出到加法器129。
通過輸入端113接收的位時鐘信號BCK的頻帶通過低通濾波器127限制并且它的電平通過衰減器128調(diào)節(jié)，然后輸入到加法器129中。高頻分量通過低通濾波器127從位時鐘信號BCK中被消除以僅抽取1-GHz的頻率分量。
加法器129將來自低通濾波器117的Q信號和來自衰減器128的位時鐘信號BCK(1-GHz頻率分量)相加并將所得的相加的信號輸入到混頻器124。
附圖5A所示為在其頻帶通過低通濾波器116或117限制之前I或Q信號的頻譜。附圖5B所示為其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器116限制并輸入到混頻器123的I信號的頻譜。附圖5C所示為通過將位時鐘信號BCK(基波分量，在這種情況下，1-GHz的頻率分量)加入到其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器117限制并從加法器129輸入到混頻器124的Q信號中獲得的相加的信號的頻譜。在該附圖中，在本實(shí)施例中fS指示位時鐘信號BCK的頻率是1GHz(Fs＝1GHz)。
此外，放大器119放大通過振蕩器118產(chǎn)生的載波信號Sc。由此放大的載波信號Sc輸入到移相器121和122中。移相器121和122將載波信號Sc的相位平移45度和-45度以獲得具有彼此90度的相差的載波信號Sc1和Sc2。
通過移相器121獲得的載波信號Sc輸入到混頻器123。這個混頻器123累加其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器116限制的I信號和載波信號Sc1，由此執(zhí)行二相相移鍵控調(diào)制。在另一方面，通過移相器122獲得的載波信號Sc2輸入到混頻器124。這個混頻器124累加通過加法器129獲得的Q信號和位時鐘信號BCK的相加的信號和載波信號Sc2，由此執(zhí)行二相相移鍵控調(diào)制。
混頻器123和124的輸出信號輸入到加法器125以使它們可以相加。從這個加法器125中，獲得作為調(diào)制的正交信號的調(diào)制的QPSK信號SQM并輸入到輸出端126中。附圖5D所示為從輸出端126中輸出的調(diào)制的QPSK信號SQM的頻譜。在該附圖中，在本實(shí)施例中f0表示載波信號Sc1和Sc2每個的頻率，為3.5GHz(f0＝3.5GHz)。
如附圖5D所示，假設(shè)位時鐘信號BCK的頻率fS是第一頻率，載波信號Sc的頻率f0是第二頻率，則調(diào)制的QPSK信號SQM包含其頻率為第一和第二頻率之和(f0+fS)的第一頻率信號S1和其頻率為第一和第二頻率之差(f0-fS)的第二頻率信號S2。
這樣，包含在調(diào)制的QPSK信號SQM中的第一和第二頻率信號S1和S2通過在混頻器124中累加這種位時鐘信號BCK具有頻率fS的分量和具有頻率f0的載波信號Sc2獲得。
注意，位時鐘信號BCK的頻率fS的分量表示為Ss＝cosωS·t。在這種情況下，這些信號Ss和Sc2的累加信號通過下式(1)給出，包含了具有頻率(f0+fS)的第一頻率信號S1和具有頻率(f0-fS)的第二頻率信號S2。在該等式中，ωS＝2πfS和ω0＝2πf0。
SS·SC2＝(CosωS·t)·(sinω0·t)＝0.5·{sin(ω0·t+ωS·t)+sin(ω0·t-ωS·t)}＝0.5·sin(ω0+ωS)·t+0.5·sin(ω0-ωS)·t…(1)這樣，通過在附圖4中所示的QPSK調(diào)制電路110，可以在調(diào)制的QPSK信號SQM中包含分別具有位時鐘信號BCK的頻率fS和載波信號Sc的頻率f0之和和它們之差的頻率信號S1和S2。因此，在對這個調(diào)制的QPSK信號SQM進(jìn)行解調(diào)時，這些頻率信號S1和S2被用于通過使用簡單的結(jié)構(gòu)容易地穩(wěn)定地獲得解調(diào)載波信號和解調(diào)位時鐘信號，如下文所述。
雖然在附圖4所示的QPSK調(diào)制電路110中，位時鐘信號BCK(基本分量，在這種情況下，1-GHz的頻率分量)已經(jīng)加入到其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器117限制的Q信號中，這個位時鐘信號BCK(1-GHz頻率分量)可以增加到其頻帶通過低通濾波器116已經(jīng)限制的I信號中。在這種情況下，通過在混頻器123中的累加，可以獲得上述的第一和第二頻率信號S1和S2。
雖然在附圖4所示的QPSK調(diào)制電路110中，位時鐘信號BCK(1-GHz頻率分量)已經(jīng)加入到其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器117限制的Q信號中，但是位時鐘信號BCK也可以在其頻帶通過低通濾波器117限制之前增加到Q信號中。在這種情況下，位時鐘信號BCK的高頻分量可以通過低通濾波器117消除，因此低通濾波器127可以省去。
雖然在附圖4所示的QPSK調(diào)制電路110中，已經(jīng)提供了低通濾波器116和117分別限制I和Q信號的頻帶，但是作為這些低通濾波器116和117的替換，例如也可以在加法器125的輸出側(cè)提供通過在(f0-fS)至(f0+fS)的頻帶中的頻率分量的帶通濾波器。
下文描述對通過在附圖4中所示的QPSK調(diào)制電路110獲得的調(diào)制的QPSK信號SQM解調(diào)以獲得I和Q信號的QPSK解調(diào)電路。附圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的QPSK解調(diào)電路150的結(jié)構(gòu)。
這個QPSK解調(diào)電路150包括用于接收調(diào)制的QPSK信號SQM的輸入端151和從通過輸入端151所接收的調(diào)制的QPSK信號SQM中消除不需要的頻率分量的帶通濾波器152。這個帶通濾波器152抽取在f0-fS至f0+fS的頻帶中的頻率分量(參見附圖5D)。
QPSK解調(diào)電路150也包括累加通過使其不需要的頻率分量已經(jīng)通過帶通濾波器152消除的調(diào)制的QPSK信號SQM分支而獲得的調(diào)制的第一QPSK信號SQM1和調(diào)制的第二QPSK信號SQM2的混頻電路155。在這種情況下，調(diào)制的信號SQM1和SQM2每個都包含具有頻率(f0+fS)的第一頻率信號S1和具有頻率(f0-fS)的第二頻率信號S2。因此，這個混頻電路155的輸出信號包含了具有2f0的頻率的頻率信號和具有2fS的頻率的頻率信號。
QPSK解調(diào)電路150進(jìn)一步包括用于抽取具有包含在混頻電路155的輸出信號中的頻率2f0的頻率信號的帶通濾波器156和將具有通過這個帶通濾波器156所抽取的頻率2f0的頻率信號除以2以獲得具有頻率f0的頻率信號作為解調(diào)載波信號Sc的2分頻器157。
QPSK解調(diào)電路150附加地包括用于放大通過這個2分頻器157獲得的載波信號Sc(具有頻率f0的頻率信號)的放大器154和每個用于相移通過這個放大器154放大的載波信號Sc分別45度(π/4)和-45度(-π/4)以獲得第一和第二載波信號Sc1和Sc2的π/4弧度移相器161和-π/4弧度移相器162。在這種情況下，第一載波信號Sc1和第二載波信號Sc2具有彼此90度的相差。
QPSK解調(diào)電路150進(jìn)一步包括每個構(gòu)成相移檢測電路的混頻電路163和164?；祛l電路163累加其不需要的頻率分量已經(jīng)通過帶通濾波器152消除的調(diào)制的QPSK信號SQM和通過π/4弧度移相器161產(chǎn)生的載波信號Sc1以執(zhí)行相移檢測，由此獲得第一通道的檢測輸出。在另一方面，混頻電路164累加其不需要的頻率分量已經(jīng)通過帶通濾波器152消除的調(diào)制的QPSK信號SQM和通過-π/4弧度移相器162產(chǎn)生的載波信號Sc2以執(zhí)行相移檢測，由此獲得第二通道的檢測輸出。
QPSK解調(diào)電路150附加地包括用于限制通過混頻電路163獲得的檢測輸出由此對它的波形進(jìn)行整形的低通濾波器165和用于限制通過混頻電路164獲得的檢測輸出由此對它的波形進(jìn)行整形的低通濾波器166。低通濾波器165和166抽取具有不超過1GHz的頻率的頻率分量。雖然具有頻率fS(即，在本實(shí)施例中1-GHz的頻率信號)的頻率信號包含在混頻電路163和164的每個檢測輸出中，這個具有頻率fS的頻率信號也通過低通濾波器165和166每個消除。
QPSK解調(diào)電路150進(jìn)一步包括用于抽取包含在混頻電路155的輸出信號中的頻率2fS的頻率信號的帶通濾波器158、用于將具有通過這個帶通濾波器158抽取的頻率2fS的頻率信號除以2以獲得具有頻率fS的頻率信號的2分頻器159和比較具有通過這個2分頻器159獲得的頻率fS的頻率信號(正弦波信號)和0-電平閾值以將它轉(zhuǎn)換為矩形波信號由此獲得解調(diào)位時鐘信號BCK的比較器160。
此外，QPSK解調(diào)電路150進(jìn)一步包括用于從其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器165限制的檢測輸出中抽取構(gòu)成I信號(它是第一通道數(shù)字信號)的每個位數(shù)據(jù)的D觸發(fā)器171、用于從其頻帶已經(jīng)通過低通濾波器166限制的檢測輸出中抽取構(gòu)成Q信號(它是第二通道數(shù)字信號)的每個位數(shù)據(jù)的D觸發(fā)器172和用于輸出通過這些D觸發(fā)器171和172抽取的位數(shù)據(jù)項(xiàng)分別作為I信號和Q信號的輸出端173和174。
下文解釋在附圖6中所示的QPSK解調(diào)電路150的操作。
通過輸入端151接收的調(diào)制的QPSK信號SQM的不需要的頻率分量已經(jīng)通過帶通濾波器152消除并輸入到混頻電路163和164中。
此外，其不需要的頻率分量已經(jīng)通過帶通濾波器152消除的調(diào)制的QPSK信號SQM分支為調(diào)制的第一QPSK信號SQM1和調(diào)制的第二QPSK信號SQM2，它們輸入到累加它們的混頻電路155的一個輸入端和另一個輸入端中。這個混頻電路155的輸出信號輸入到帶通濾波器156中，該帶通濾波器156抽取具有包含在該輸出信號中的頻率2f0(f0表示載波信號Sc的頻率)的頻率信號。
然后，具有頻率2f0的這個頻率信號輸入到2分頻器157中，在2分頻器157中它的頻率除以2以提供解調(diào)載波信號Sc。放大器154放大這個載波信號Sc。由此放大的載波信號Sc輸入到移相器161和162。在這些移相器161和162中，載波信號Sc的相位平移45度和-45度以提供具有彼此90度的相差的載波信號Sc1和Sc2。
在移相器161上獲得的載波信號Sc1輸入到混頻電路163。在這個混頻電路163中，其不需要的頻率分量已經(jīng)通過帶通濾波器152消除的調(diào)制的QPSK信號SQM和載波信號Sc1累加以執(zhí)行相位檢測，由此獲得第一通道的檢測輸出。
類似地，在-π/4弧度移相器162上獲得的載波信號Sc2輸入到混頻電路164。在這個混頻電路164上，其不需要的頻率分量已經(jīng)通過帶通濾波器152消除的調(diào)制的QPSK信號SQM和載波信號Sc2累加以執(zhí)行相位檢測，由此獲得第二通道的檢測輸出。通過低通濾波器165和166對通過這些混頻電路163和164取出的檢測輸出的頻帶進(jìn)行限制和波形整形，然后輸入分別輸入到D觸發(fā)器171和172的數(shù)據(jù)端D。
上述的混頻電路155的輸出信號輸入到帶通濾波器158，帶通濾波器158從該輸出信號中抽取具有頻率2fS(fS表示位時鐘信號BCK的頻率)的頻率信號。這個具有頻率fS的頻率信號輸入到2分頻器159中，在那里它的頻率除以2以提供具有頻率fS的頻率信號。具有頻率fS的頻率信號(正弦波信號)通過比較器被轉(zhuǎn)換為矩形波信號，由此提供了解調(diào)位時鐘信號BCK。這個位時鐘信號BCK輸入到上述的D觸發(fā)器171和172的時鐘信號端CK。
D觸發(fā)器171和172使用時鐘信號端CK鎖存其頻帶分別通過低通濾波器165和166已經(jīng)限制了第一和第二通道的檢測輸出，由此順序地抽取相應(yīng)的I信號(第一通道數(shù)字信號)和Q信號(第二通道數(shù)字信號)的每個位數(shù)據(jù)。在這些D觸發(fā)器171和172上抽取的位數(shù)據(jù)項(xiàng)輸出到輸出端173和174分別作為I信號和Q信號。
這樣，在附圖6中所示的QPSK解調(diào)電路150處理了包含分別具有位時鐘信號BCK的頻率fS和載波信號Sc的頻率f0之和和它們之差的頻率信號S1和S2的調(diào)制的QPSK信號SQM。QPSK解調(diào)電路150使用這些頻率信號S1和S2以獲得解調(diào)載波信號Sc和解調(diào)位時鐘信號BCK。這樣可以以簡單的結(jié)構(gòu)且毫無困難地穩(wěn)定地獲得解調(diào)載波信號Sc和解調(diào)位時鐘信號BCK。
在這種情況下，與常規(guī)的QPSK解調(diào)電路250(參見附圖3)的載波信號再現(xiàn)電路的情況相反，沒有產(chǎn)生導(dǎo)致不正常工作的偽解調(diào)載波信號。此外，在這種情況下，為獲得載波信號Sc，僅要求一個混頻電路155以防止由于在解調(diào)電路中的大量的混頻電路而使電路結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，這與常規(guī)的QPSK解調(diào)電路250的情況相反。
此外，在這種情況下，使用包含在調(diào)制的QPSK信號SQM中的頻率信號S1和S2獲得載波信號Sc，因此即使載波信號Sc的頻率f0較高仍然可以穩(wěn)定地獲得這個載波信號Sc，由此執(zhí)行很好地解調(diào)。此外，在這種情況下，通過電壓控制振蕩頻率以獲得載波信號Sc的壓控振蕩器不再需要，由此可以實(shí)現(xiàn)低廉的結(jié)構(gòu)。
下文描述根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的QPSK解調(diào)電路150A的結(jié)構(gòu)。附圖7所示為作為另一實(shí)施例的QPSK解調(diào)電路150A。僅除了為獲得解調(diào)位時鐘信號BCK的結(jié)構(gòu)之外，這個QPSK解調(diào)電路150A與在附圖6中所示的上述的QPSK解調(diào)電路150相同。在附圖7中，與附圖6的部件相對應(yīng)的部件以相同的參考符號表示并省去對它們的詳細(xì)描述。
這個QPSK解調(diào)電路150A包括用于抽取包含在通過混頻電路164獲得的檢測輸出中的頻率fS(fS表示位時鐘信號BCK的頻率)的帶通濾波器181和用于比較具有通過這個帶通濾波器181抽取的頻率fS的頻率信號(正弦波信號)和0-電平閾值以將它轉(zhuǎn)換為矩形波信號由此獲得解調(diào)位時鐘信號BCK的比較器182。通過這個比較器182獲得的解調(diào)位時鐘信號BCK輸入到D觸發(fā)器171和172的時鐘信號端CK中。
這個QPSK解調(diào)電路150A的其它部件具有與在附圖6中所示的QPSK解調(diào)電路150相同的結(jié)構(gòu)。除了獲得調(diào)制位時鐘信號BCK以便通過解調(diào)調(diào)制的QPSK信號SQM能夠獲得I信號和Q信號(它們分別是第一通道和第二通道數(shù)字信號)的操作之外，這個QPSK解調(diào)電路150A以與在附圖6中所示的QPSK解調(diào)電路150相同的方式操作。這個QPSK解調(diào)電路150A能夠獲得與在附圖6中所示的QPSK解調(diào)電路150相同的效果。
雖然在附圖7所示的QPSK解調(diào)電路150A中，具有頻率fS的頻率信號從通過混頻電路164提供的第二通道的檢測輸出中抽取，但是具有頻率fS的頻率信號也可以從通過混頻電路163提供的第一通道的檢測輸出中抽取。
下文描述根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例的QPSK解調(diào)電路150B的結(jié)構(gòu)。附圖8所示為作為進(jìn)一步的實(shí)施例的QPSK解調(diào)電路150B。僅除了為獲得解調(diào)載波信號Sc的結(jié)構(gòu)之外，這個QPSK解調(diào)電路150A與在附圖6中所示的上述的QPSK解調(diào)電路150相同。在附圖8中，與附圖6的部件相對應(yīng)的部件以相同的參考符號表示并省去對它們的詳細(xì)描述。
這個QPSK解調(diào)電路150B包括用于產(chǎn)生解調(diào)載波信號Sc的壓控振蕩器(VCO)191。放大器154放大通過這個振蕩器191產(chǎn)生的載波信號Sc。然后載波信號Sc輸入到移相器161和162中以產(chǎn)生第一和第二載波信號Sc1和Sc2。
此外，QPSK解調(diào)電路150B也包括帶通濾波器192和193。帶通濾波器192抽取在以包含在通過混頻電路163獲得的第一通道的檢測輸出的頻率fS(頻率fS是位時鐘信號BCK的頻率)作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號。帶通濾波器193抽取在以包含在通過混頻電路164獲得的第二通道的檢測輸出的頻率fS(頻率fS是位時鐘信號BCK的頻率)作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號。
此外，QPSK解調(diào)電路150B進(jìn)一步包括用于累加帶通濾波器192的輸出信號和帶通濾波器193的輸出信號的混頻電路194和用于限制這個混頻電路194的輸出信號的頻帶以獲得上文的壓控振蕩器191的控制電壓CNT的低通濾波器195。
這個QPSK解調(diào)電路150B的其它部件與在附圖6中所示的QPSK解調(diào)電路150的部件具有相同的結(jié)構(gòu)。除了獲得調(diào)制載波信號Sc以便通過解調(diào)調(diào)制的QPSK信號SQM能夠獲得I信號和Q信號(它們分別是第一通道和第二通道數(shù)字信號)的操作之外，這個QPSK解調(diào)電路150B以與在附圖6中所示的QPSK解調(diào)電路150相同的方式操作。
在這個QPSK解調(diào)電路150B中，如果通過壓控振蕩器191產(chǎn)生的載波信號Sc是(f0+Δ′)，可以作為從低通濾波器195中輸出的控制電壓CNT而獲得與Δ′成比例的電壓。在這種情況下，Δ′表示載波信號Sc相對頻率f0的波動。因此，通過使用從低通濾波器195輸出的控制電壓CNT控制壓控振蕩器191的振蕩頻率從這個壓控振蕩器191中可以獲得具有頻率f0的載波信號Sc。
下文參考等式描述如果載波信號Sc的頻率是(f0+Δ′)，則與Δ′成比例的電壓作為控制電壓CNT從低通濾波器195中輸出。注意Δ′＝Δ/2π。
注意，包含在調(diào)制的QPSK信號SQM中的頻率信號S1和S2分別表示為S1＝sin(ω0+ωS)·t和S2＝(ω0-ωS)·t(參見式(1))，通過移相器161獲得的第一載波信號Sc1表示為Sc1＝cos(ω0+Δ)·t，通過移相器162獲得的第二載波信號Sc2表示為Sc2＝sin(ω0+Δ)·t。
在這種情況下，混頻電路163累加頻率信號S1和S2和載波信號Sc1以獲得由下式(2)給定的累加的信號Mi。在這個式(2)中的Ai和Bi分別由下式(3)和(4)表示。
Mi＝sin(ω0+ωS)·t×cos(ω0+Δ)·t+sin(ω0-ωS)·t×cos(ω0+Δ)·t＝Ai+Bi…(2)Ai＝sin(ω0+ωS)·t×cos(ω0+Δ)·t＝0.5·sin{(ω0+ωS)+(ω0+Δ)}·t+0.5·sin{(ω0+ωS)-(ω0+Δ)}·t＝0.5·sin(2ω0+ωS+Δ)·t+0.5·sin(ωS-Δ)·t…(3)
Bi＝sin(ω0-ωS)·t×cos(ω0+Δ)·t＝0.5·sin{(ω0-ωS)+(ω0+Δ)}·t+0.5·sin{(ω0-ωS)-(ω0+Δ)}·t＝0.5·sin(2ω0-ωS+Δ)·t+0.5·sin(-ωS-Δ)·t…(4)然后，帶通濾波器192消除式(3)的0.5·sin(2ω0+ωS+Δ)·t的項(xiàng)的頻率分量和式(4)的0.5·sin(2ω0-ωS+Δ)·t的項(xiàng)的頻率分量。因此，帶通濾波器192的輸出信號Mi′通過下式(5)表示。
Mi′＝0.5·sin(ωS-Δ)·t+0.5·sin(-ωS-Δ)·t …(5)在另一方面，混頻電路164累加頻率信號S1和S2和載波信號Sc2以獲得通過下式(6)表示的累加的信號Mq。在這個等式(6)中的Aq和Bq分別通過式(7)和(8)表示。
Mq＝sin(ω0+ωS)·t×sin(ω0+Δ)·t+sin(ω0-ωS)·t×sin(ω0+Δ)·t＝Aq+Bq…(6)Aq＝sin(ω0+ωS)·t×sin(ω0+Δ)·t＝-0.5·cos{(ω0+ωS)+(ω0+Δ)}·t+0.5·cos{(ω0+ωS)-(ω0+Δ)}·t＝-0.5·cos(2ω0+ωS+Δ)·t+0.5·cos(ωS-Δ)·t…(7)Bq＝sin(ω0-ωS)·t×sin(ω0+Δ)·t＝-0.5·cos{(ω0-ωS)+(ω0+Δ)}·t+0.5·cos{(ω0-ωS)-(ω0+Δ)}·t＝-0.5·cos(2ω0-ωS+Δ)·t+0.5·cos(-ωS-Δ)·t…(8)
帶通濾波器193消除式(7)的-0.5·cos(2ω0+ωωS+Δ)·t的項(xiàng)的頻率分量和式(8)的-0.5·cos(2ω0-ωS+Δ)·t的項(xiàng)的頻率分量。因此，帶通濾波器193的輸出信號Mq′通過下式(9)表示。
Mq′＝0.5·cos(ωS-Δ)·t+0.5·cos(-ωS-Δ)·t …(9)上述的帶通濾波器192和193的相應(yīng)的輸出信號Mi′和Mq′通過混頻電路193累加以獲得通過下式(10)表示的累加的信號Miq。
Miq＝{0.5·sin(ωS-Δ)·t+0.5·sin(-ωS-Δ)·t}×{0.5·cos{(ωS-Δ)·t+0.5·cos(-ωS-Δ)·t}＝0.25×{sin(ωS-Δ)·t×cos(ωS-Δ)·t+sin(ωS-Δ)·t×cos(-ωS-Δ)·t+sin(-ωS-Δ)·t×cos(ωS-Δ)·t+sin(-ωS-Δ)·t×cos(-ωS-Δ)·t}＝0.25×(a+b+c+d)…(10)在這個公式(10)中的a、b、c和d分別通過下式(11)、(12)、(13)和(14)表示。注意，由于Δ是非常小的值，因此sinΔ在項(xiàng)b和c中以sinΔ≈Δ近似。
a＝sin(ωS-Δ)·t×cos(ωS-Δ)·t＝0.5·sin2(ωS-Δ)·t…(11)b＝sin(ωS-Δ)·t×cos(-ωS-Δ)·t＝0.5·sin{(ωS-Δ)+(-ωS-Δ)}·t+0.5·sin{(ωS-Δ)-(-ωS-Δ)}·t＝0.5·sin(-2Δ)·t＝0.5·(-2Δ)·t＝-Δ·t…(12)
c＝sin(-ωS-Δ)·t×cos(ωS-Δ)·t＝0.5·sin((-ωS-Δ)+(ωS-Δ)}·t+0.5·sin{(-ωS-Δ)-(-ωS-Δ)}·t＝0.5·sin(-2Δ)·t≈0.5·(-2Δ)·t＝-Δ·t…(13)d＝sin(-ωS-Δ)·t×cos(-ωS-Δ)·t＝0.5·sin2(-ωS-Δ)·t…(14)從混頻器194中輸出的上述的累加的信號Miq中，項(xiàng)a和b的頻率分量通過低通濾波器195消除。因此，從低通濾波器195中輸出的控制電壓CNT通過下式(15)表示，它等于與Δ′＝Δ/2π成比例的電壓。
CNT＝0.25×(0-Δ·t-Δ·t+0)＝-0.5Δ·t …(15)這樣，在附圖8中所示的QPSK解調(diào)電路150B處理包含了分別具有位時鐘信號BCK的頻率fS和載波信號Sc的頻率f0之和和它們之差的頻率信號S1和S2的調(diào)制的QPSK信號SQM。該QPSK解調(diào)電路150B能夠使用這些頻率信號S1和S2以獲得解調(diào)載波信號Sc和解調(diào)位時鐘信號BCK。這樣可以以簡單的結(jié)構(gòu)且毫無困難地穩(wěn)定地獲得解調(diào)載波信號Sc和解調(diào)位時鐘信號BCK。
在這種情況下，與常規(guī)的QPSK解調(diào)電路250(參見附圖3)的載波信號再現(xiàn)電路的情況相反，沒有產(chǎn)生導(dǎo)致不正常工作的偽解調(diào)載波信號。此外，在這種情況下，使用包含在調(diào)制的QPSK信號SQM中的頻率信號S1和S2以獲得解調(diào)載波信號Sc，因此即使載波信號Sc的頻率f0較高仍然可以穩(wěn)定地獲得這個載波信號Sc，由此很好地執(zhí)行解調(diào)。
下文描述根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例的QPSK解調(diào)電路150C的結(jié)構(gòu)。附圖9所示為作為進(jìn)一步的實(shí)施例的QPSK解調(diào)電路150C。僅除了為獲得解調(diào)位時鐘信號BCK的結(jié)構(gòu)之外，這個QPSK解調(diào)電路150C與在附圖8中所示的上述的QPSK解調(diào)電路150B相同。在附圖9中，與附圖8的部件相對應(yīng)的部件以相同的參考符號表示并省去對它們的詳細(xì)描述。
這個QPSK解調(diào)電路150C獲得了與在附圖7中所示的QPSK解調(diào)電路150A類似的位時鐘信號BCK。即，它包括抽取包含在通過混頻電路164獲得的檢測輸出中的頻率fS(fS表示位時鐘信號BCK的頻率)的帶通濾波器181和比較具有通過這個帶通濾波器181所抽取的頻率fS的頻率信號(正弦波信號)和0-電平閾值以將它轉(zhuǎn)換為矩形波信號由此獲得解調(diào)位時鐘信號BCK的比較器182。通過這個比較器182獲得的解調(diào)位時鐘信號BCK輸入到D觸發(fā)器171和172的時鐘信號端CK。
這個QPSK解調(diào)電路150C的其它部件具有與在附圖8中所示的QPSK解調(diào)電路150B相同的結(jié)構(gòu)。除了獲得調(diào)制位時鐘信號BCK以便通過解調(diào)調(diào)制的QPSK信號SQM能夠獲得I信號和Q信號(它們分別是第一通道和第二通道數(shù)字信號)的操作之外，這個QPSK解調(diào)電路150C以與在附圖8中所示的QPSK解調(diào)電路150B相同的方式操作。這個QPSK解調(diào)電路150C能夠獲得與通過在附圖8中所示的QPSK解調(diào)電路150B獲得的相同的有益效果。
雖然在附圖9所示的QPSK解調(diào)電路150C中，具有頻率fS的頻率信號從通過混頻電路164提供的第二通道的檢測輸出中抽取，但是具有頻率fS的頻率信號也可以從通過混頻電路163提供的第一通道的檢測輸出中抽取。
雖然在上述的實(shí)施例中，本發(fā)明已經(jīng)應(yīng)用于QPSK調(diào)制/解調(diào)電路，但是本發(fā)明可以類似地應(yīng)用于用于累加數(shù)字信號和載波信號以獲得調(diào)制的數(shù)字信號的其它任何數(shù)字調(diào)制/解調(diào)電路，例如BPSK調(diào)制/解調(diào)電路等。
因此已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字調(diào)制電路、數(shù)字調(diào)制方法等，其中產(chǎn)生包含其頻率分別是位時鐘信號的頻率和載波信號的頻率之和和這兩者之差的頻率信號的調(diào)制的數(shù)字信號，因此在對這個調(diào)制的數(shù)字信號進(jìn)行解調(diào)時，以簡單的結(jié)構(gòu)可以毫無困難地穩(wěn)定地獲得解調(diào)載波信號和解調(diào)位時鐘信號。雖然前文的說明書已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是從廣義上講在不脫離本發(fā)明的前提下本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行多種修改。因此希望附加的權(quán)利要求覆蓋落在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的這種修改。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字調(diào)制電路，包括用于產(chǎn)生載波信號的載波信號發(fā)生器；用于將具有對應(yīng)于預(yù)定的位速率的頻率的位時鐘信號加入到具有該預(yù)定的位速率的數(shù)字信號中的加法器；和用于將加法器的輸出信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的載波信號累加以獲得調(diào)制的數(shù)字信號的累加器。
2.一種數(shù)字調(diào)制方法，包括產(chǎn)生載波信號的載波信號產(chǎn)生步驟；將具有對應(yīng)于預(yù)定的位速率的頻率的位時鐘信號加入到具有該預(yù)定的位速率的數(shù)字信號中的加法步驟；和用于將通過加法步驟獲得的信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的載波信號累加以獲得調(diào)制的數(shù)字信號的累加步驟。
3.一種數(shù)字調(diào)制電路，包括產(chǎn)生第一載波信號和第二載波信號的載波信號發(fā)生器，所說的第一和第二載波信號具有彼此90度的相差；累加具有預(yù)定的位速率的第一通道數(shù)字信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第一載波信號的第一累加器；將具有對應(yīng)于預(yù)定的位速率的頻率的位時鐘信號加入到具有該預(yù)定的位速率的第二通道數(shù)字信號中的第一加法器；累加該第一加法器的輸出信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第二載波信號的第二累加器；和將第一累加器的輸出信號和第二累加器的輸出信號相加由此獲得調(diào)制的正交信號的第二加法器。
4.一種數(shù)字調(diào)制方法，包括產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第一載波信號和第二載波信號的載波信號產(chǎn)生步驟；累加具有預(yù)定的位速率的第一通道數(shù)字信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第一載波信號的第一累加步驟；將具有對應(yīng)于預(yù)定的位速率的頻率的位時鐘信號加入到具有該預(yù)定的位速率的第二通道數(shù)字信號中的第一加法步驟；累加該第一加法步驟獲得的信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟獲得的第二載波信號的第二累加步驟；和將第一累加步驟獲得的信號和第二累加步驟獲得的信號相加由此獲得調(diào)制的正交信號的第二加法步驟。
5.一種產(chǎn)生解調(diào)載波信號的電路，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制的數(shù)字信號時使用該電路，所說的第一頻率是位時鐘信號的頻率，所說的第二頻率是載波信號的頻率，該電路包括累加通過使調(diào)制的數(shù)字信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的累加器；和對其頻率為載波信號的頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與載波信號的頻率相同的頻率的解調(diào)載波信號的載波信號發(fā)生器，所說的頻率信號包含在該累加器的輸出信號中。
6.一種產(chǎn)生解調(diào)載波信號的方法，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制的數(shù)字信號時使用該方法，所說的第一頻率是位時鐘信號的頻率，所說的第二頻率是載波信號的頻率，該方法包括累加通過使調(diào)制的數(shù)字信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的累加步驟；和對其頻率為包含在通過該累加步驟獲得的信號中的載波信號的頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與載波信號的頻率相同的頻率的解調(diào)載波信號的載波信號產(chǎn)生步驟。
7.一種產(chǎn)生解調(diào)位時鐘信號的電路，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制的數(shù)字信號時使用該電路，這里所說的第一頻率是位時鐘信號的頻率，所說的第二頻率是載波信號的頻率，該電路包括累加通過使調(diào)制的數(shù)字信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的累加器；和對其頻率為包含在該累加器的輸出信號中的位時鐘信號的頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與該位時鐘信號的頻率相同的頻率的解調(diào)位時鐘信號的位時鐘信號發(fā)生器。
8.一種產(chǎn)生解調(diào)位時鐘信號的方法，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制的數(shù)字信號時使用該方法，所說的第一頻率是位時鐘信號的頻率，所說的第二頻率是載波信號的頻率，該方法包括累加通過使調(diào)制的數(shù)字信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的累加步驟；和對其頻率為包含在通過該累加步驟獲得的信號中的位時鐘信號的頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與該位時鐘信號的頻率相同的頻率的解調(diào)位時鐘信號的位時鐘信號產(chǎn)生步驟。
9.一種解調(diào)調(diào)制的正交信號的數(shù)字解調(diào)電路，該調(diào)制的正交信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號，所說的第一頻率是位時鐘信號的頻率，所說的第二頻率是載波信號的頻率，該電路包括累加通過使調(diào)制的正交信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的第一累加器；對其頻率為包含在該第一累加器的輸出信號中的載波信號的頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與載波信號的頻率相同的頻率的頻率信號的第一分頻器；基于通過該第一分頻器獲得的頻率信號產(chǎn)生第一載波信號和第二載波信號的載波信號發(fā)生器，所說的第一和第二載波信號具有彼此90度的相差；累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第一載波信號以獲得第一通道的檢測輸出的第二累加器；和累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第二載波信號以獲得第二通道的檢測輸出的第三累加器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)字解調(diào)電路，進(jìn)一步包括對其頻率為包含在第一累加器的輸出信號中的位時鐘信號的頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與位時鐘信號的頻率相同的頻率的頻率信號的第二分頻器；基于通過第二分頻器獲得的頻率信號從通過第二累加器獲得的第一通道的檢測輸出中順序地抽取每個位數(shù)據(jù)的第一位數(shù)據(jù)抽取器，所說的位數(shù)據(jù)構(gòu)成了第一通道的數(shù)字信號；和基于通過第二分頻器獲得的頻率信號從通過第三累加器獲得的第二通道的檢測輸出中順序地抽取每個位數(shù)據(jù)的第二位數(shù)據(jù)抽取器，所說的位數(shù)據(jù)構(gòu)成了第二通道的數(shù)字信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)字解調(diào)電路，進(jìn)一步包括從通過第二累加器獲得的第一通道的檢測輸出和通過第三累加器獲得的第二通道的檢測輸出中的任何一個中抽取具有與位時鐘信號的頻率相同的頻率的頻率信號的濾波器；基于通過濾波器抽取的頻率信號從通過第二累加器獲得的第一通道的檢測輸出中順序地抽取每個位數(shù)據(jù)的第一位數(shù)據(jù)抽取器，所說的位數(shù)據(jù)構(gòu)成了第一通道的數(shù)字信號；和基于通過濾波器抽取的頻率信號從通過第三累加器獲得的第二通道的檢測輸出中順序地抽取每個位數(shù)據(jù)的第二位數(shù)據(jù)抽取器，所說的位數(shù)據(jù)構(gòu)成了第二通道的數(shù)字信號。
12.一種解調(diào)調(diào)制的正交信號的數(shù)字解調(diào)方法，該調(diào)制的正交信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號，所說的第一頻率是位時鐘信號的頻率，所說的第二頻率是載波信號的頻率，該方法包括累加通過使調(diào)制的正交信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的第一累加步驟；對其頻率為包含在通過該第一累加步驟獲得的信號中的載波信號的頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與載波信號的頻率相同的頻率的頻率信號的分頻步驟；基于通過該分頻步驟獲得的頻率信號產(chǎn)生第一載波信號和第二載波信號的載波信號產(chǎn)生步驟，所說的第一載波信號和所說的第二載波信號彼此具有90度的相差；累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第一載波信號以獲得第一通道的檢測輸出的第二累加步驟；和累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第二載波信號以獲得第二通道的檢測輸出的第三累加步驟。
13.一種產(chǎn)生解調(diào)載波信號的電路，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制的正交信號時使用該電路，所說的第一頻率是位時鐘信號的頻率，所說的第二頻率是載波信號的頻率，該電路包括產(chǎn)生與載波信號的頻率具有相同的頻率的所說的解調(diào)載波信號的壓控振蕩器；基于該壓控振蕩器的輸出信號產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第三和第四頻率信號的頻率發(fā)生器；累加調(diào)制的正交信號和通過頻率發(fā)生器產(chǎn)生的第三頻率信號的第一累加器；累加調(diào)制的正交信號和通過頻率發(fā)生器產(chǎn)生的第四頻率信號的第二累加器；從第一累加器的輸出信號中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第一濾波器；從第二累加器的輸出信號中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第二濾波器；累加第一濾波器的輸出信號和第二濾波器的輸出信號的第三累加器；和限制該第三累加器的輸出信號的頻帶以獲得用于壓控振蕩器的控制電壓的第三濾波器。
14.一種產(chǎn)生解調(diào)載波信號的方法，在解調(diào)包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號的調(diào)制的正交信號時使用該方法，所說的第一頻率是位時鐘信號的頻率，所說的第二頻率是載波信號的頻率，該方法包括基于產(chǎn)生與載波信號的頻率具有相同的頻率的解調(diào)載波信號的壓控振蕩器的輸出信號產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第三和第四頻率信號的頻率產(chǎn)生步驟；累加調(diào)制的正交信號和通過頻率產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第三頻率信號的第一累加步驟；累加調(diào)制的正交信號和通過頻率產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第四頻率信號的第二累加步驟；從第一累加步驟獲得的信號中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第一抽取步驟；從第二累加步驟獲得的信號中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第二抽取步驟；累加通過第一抽取步驟抽取的頻率信號和通過第二抽取步驟抽取的頻率信號的第三累加步驟；和限制通過該第三累加步驟獲得的信號的頻帶以抽取壓控振蕩器的控制電壓的第三抽取步驟。
15.一種用于解調(diào)調(diào)制的正交信號的數(shù)字解調(diào)電路，該調(diào)制的正交信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號，所說的第一頻率是位時鐘信號的頻率，所說的第二頻率是載波信號的頻率，該電路包括產(chǎn)生與載波信號的頻率具有相同的頻率的頻率信號的壓控振蕩器；基于該壓控振蕩器的輸出信號產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第一和第二載波信號的載波信號發(fā)生器；累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第一載波信號以獲得第一通道的檢測輸出的第一累加器；累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的第二載波信號以獲得第二通道的檢測輸出的第二累加器；從通過第一累加器獲得的第一通道的檢測輸出中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第一濾波器；從通過第二累加器獲得的第二通道的檢測輸出中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第二濾波器；累加第一濾波器的輸出信號和第二濾波器的輸出信號的第三累加器；和限制該第三累加器的輸出信號的頻帶以抽取用于壓控振蕩器的控制電壓的第三濾波器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的數(shù)字解調(diào)電路，進(jìn)一步包括用于累加通過使調(diào)制的正交信號分支而獲得的調(diào)制的第一和第二信號的第四累加器；對其頻率為包含在第四累加器的輸出信號中的位時鐘信號的頻率的兩倍的頻率信號的頻率進(jìn)行分頻以獲得具有與位時鐘信號的頻率相同的頻率的頻率信號的分頻器；基于通過分頻器獲得的頻率信號從通過第一累加器獲得的第一通道的檢測輸出中順序地抽取每個位數(shù)據(jù)的第一位數(shù)據(jù)抽取器，所說的位數(shù)據(jù)構(gòu)成了第一通道的數(shù)字信號；和基于通過分頻器獲得的頻率信號從通過第二累加器獲得的第二通道的檢測輸出中順序地抽取每個位數(shù)據(jù)的第二位數(shù)據(jù)抽取器，所說的位數(shù)據(jù)構(gòu)成了第二通道的數(shù)字信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的數(shù)字解調(diào)電路，進(jìn)一步包括從第一累加器的輸出信號和第二累加器的輸出信號中的任何一個中抽取具有與位時鐘信號的頻率相同的頻率的頻率信號的第四濾波器；基于通過第四濾波器抽取的頻率信號從通過第一累加器獲得的第一通道的檢測輸出中順序地抽取每個位數(shù)據(jù)的第一位數(shù)據(jù)抽取器，所說的位數(shù)據(jù)構(gòu)成了第一通道的數(shù)字信號；和基于通過第四濾波器抽取的頻率信號從通過第二累加器獲得的第二通道的檢測輸出中順序地抽取每個位數(shù)據(jù)的第二位數(shù)據(jù)抽取器，所說的位數(shù)據(jù)構(gòu)成了第二通道的數(shù)字信號。
18.一種解調(diào)調(diào)制的正交信號的數(shù)字調(diào)制方法，該調(diào)制的正交信號包含其頻率是第一和第二頻率之和的第一頻率信號和其頻率是第一和第二頻率之差的第二頻率信號，所說的第一頻率是位時鐘信號的頻率，所說的第二頻率是載波信號的頻率，該方法包括基于產(chǎn)生與載波信號具有相同頻率的頻率信號的壓控振蕩器的輸出信號產(chǎn)生彼此具有90度的相差的第一和第二載波信號的載波信號產(chǎn)生步驟；累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第一載波信號以獲得第一通道的檢測輸出的第一累加步驟；累加調(diào)制的正交信號和通過載波信號產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的第二載波信號以獲得第二通道的檢測輸出的第二累加步驟；從通過第一累加步驟獲得的第一通道的檢測輸出中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第一抽取步驟；從通過第二累加步驟獲得的第二通道的檢測輸出中抽取在以位時鐘信號的頻率作為其中心頻率的預(yù)定范圍中的頻率信號的第二抽取步驟；累加通過第一抽取步驟抽取的頻率信號和第二抽取步驟抽取的頻率信號的第三累加步驟；和限制通過該第三累加步驟獲得的信號的頻帶以抽取用于壓控振蕩器的控制電壓的第三抽取步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字調(diào)制電路和方法以及數(shù)字解調(diào)電路和方法，其中混頻電路累加其頻帶受低通濾波器限制的頻帶的I信號(第一通道的數(shù)字信號)和第一載波信號以對其執(zhí)行二相相移鍵控調(diào)制。加法器將位時鐘信號BCK的基波分量加入到其頻帶通過另一低通濾波器限制的Q信號(第二通道的數(shù)字信號)中以獲得綜合的相加的信號。另一混頻電路累加相加的信號和第二載波信號以對其執(zhí)行二相相移鍵控調(diào)制?；祛l器的輸出信號輸入到另一加法器以便它們可以相加以獲得QPSK信號作為調(diào)制的正交信號。QPSK信號包含了其頻率是位時鐘頻率和載波頻率之和以及它們之差的的頻率信號。在解調(diào)時，載波信號和位時鐘信號使用頻率信號進(jìn)行再現(xiàn)。
文檔編號H04L7/00GK1610345SQ20041008416
公開日2005年4月27日 申請日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者佐佐木一二, 高野正也 申請人:索尼株式會社