JP2005012750A

JP2005012750A - 拡張された範囲のディジタル・アナログ変換

Info

Publication number: JP2005012750A
Application number: JP2003385194A
Authority: JP
Inventors: Ian Robinson; イアン・ロビンソン
Original assignee: Northrop Grumman Corp
Current assignee: Northrop Grumman Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2005-01-13
Also published as: EP1489748B1; DE60306629D1; DE60306629T2; EP1489748A1; US6822595B1

Abstract

【課題】拡張されたダイナミックレンジで、入力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する変換システムを提供する。
【解決手段】本システムは、ＤＡＣシステムおよびモード・セレクタを含む。モード・セレクタは、ディジタル・アナログ変換器システムの動作モードを、複数のモードから選択する。モード・セレクタは、入力信号の特性に応じて、モードを選択する。各モードは、ＤＡＣシステムの瞬時ダイナミックレンジおよび量子化雑音レベルと関連している。モードの集団は、ＤＡＣシステム内の単一ＤＡＣ部品のどれと比較しても、全または実効ダイナミックレンジの改善を実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般的に、電子デバイスに関し、より詳細には、ディジタル・アナログ変換に関する。

例えばセルラー通信、専用通信および衛星通信のような用途の現代の送信機では、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）と組み合わせて４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）のようなディジタル変調技術が使用されている。データ・パルスを整形することで、帯域外放射が隣り合うスペクトル・チャネル中に起こるのを軽減することができるが、時間と共に変化するエンベロープが生じる。複数キャリアの伝送も同時に、時間と共に変化するエンベロープをもたらす。多くの場合、時間と共に変化するエンベロープは、時たまの大きなピークを示す。このピークのために、送信機内のディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ＡｎａｌｏｇＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）は、このピーク値を含むダイナミックレンジを持つ必要があり、信号の大きな歪みを発生する可能性のある信号のクリッピングを起こさないようにすることができる。この信号歪みは、所要信号のエラーだけでなく、帯域外放射の増加ももたらすことがある。

ダイナミックレンジは、ＤＡＣの最大信号と雑音レベルとの比を意味する。雑音源には、電子的な雑音、量子化雑音、およびＤＡＣの非直線性に起因するスプリアス信号がある。ダイナミックレンジは、デシベルまたは実効ビットの単位で、測定することができる。

ＤＡＣは、特定の電圧範囲で出力信号を供給する。広い範囲で動作するために、出力間の電圧ステップの大きさ、したがって対応する量子化雑音、を大きくするか、またはダイナミックレンジを大きくしなければならない。従来のマルチビットＤＡＣでは、量子化雑音は、周波数の関数として比較的に一定であり、直流から変換速度の半分まで広がっている。デルタ・シグマＤＡＣは、選ばれた通過帯域では非常に小さい量子化雑音を持ち、その他では高い雑音レベルを持つ。信号チェーンにおいてフィルタ処理されない量子化雑音は、増幅され伝送されて、受信ビットエラーの一因となり、また、隣り合うスペクトル領域で干渉を引き起こす。

最近、多周波キャリアを使用するＷＣＤＭＡ（広帯域符号分割多元接続、ＷｉｄｅＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）と呼ばれる新しいＣＤＭＡ標準が発展した。ＷＣＤＭＡでは、信号振幅は時が経つと実質的に変化し、大きなピーク対平均比が生じる。マルチ・キャリアまたは同様な雑音シェーピング・シグナチュア（ｎｏｉｓｅｓｈａｐｅｄｓｉｇｎａｔｕｒｅ）（たとえば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ））を含む他の標準は、同様な大きなピーク対平均比を有する。これらの標準は、ますます厳しくなる国際標準および低帯域外放射を規定する国家条例によって規制されている。したがって、これらの標準の大きなピーク対平均信号比を考慮に入れて、これらの標準を使用する用途において、高いピーク対平均比および／または大きなダイナミックレンジで信号を変換することができるＤＡＣが必要とされている。

以下で、本発明のいくつかの態様を基本的に理解するために、本発明の簡単化された要約を示す。この要約は、本発明の広範な概要ではない。本発明の基本的なまたは重要な要素を特定することも、本発明の範囲を記述することも、意図されていない。唯一の目的は、後で示すより詳細な説明の前置として、本発明のいくつかの概念を簡単化された形で表すことである。

本発明は、ディジタル入力信号をアナログ出力信号変換するためのシステムに関する。このシステムは、入力信号の特性に応答して、１つまたは複数のＤＡＣデバイスのシステムの瞬時ダイナミックレンジを変えて、変換で生じる量子化雑音を軽減するように作用する。

本発明の一態様では、変換システムは、拡張されたダイナミックレンジで、入力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する。このシステムは、ＤＡＣシステムおよびモード・セレクタを含む。モード・セレクタは、複数のモードから、ディジタル・アナログ変換器システムの動作モードを選択する。モード・セレクタは、入力信号の特性に応じてモードを選択する。各モードは、ＤＡＣシステムの瞬時ダイナミックレンジおよび量子化雑音レベルと関連している。本発明のさらに進んだ態様では、ＤＡＣシステムは、アナログ変換の前にディジタル入力信号をより高い周波数のディジタル信号に変換するために、１つまたは複数のデルタ・シグマ変調器を含むことができる。

本発明の他の態様では、ディジタル入力信号をアナログ信号に変換するシステムは、複数のＤＡＣデバイスを備えるＤＡＣシステムを含むことができる。各ＤＡＣデバイスは、関連したダイナミックレンジおよび量子化雑音レベルを有する。モード・セレクタは、入力信号の特性に基づいて複数のＤＡＣデバイスのうちの１つの出力を選択するスイッチを含む。本発明のさらに進んだ態様では、その信号特性は、入力信号の振幅であることができる。

本発明のなお他の態様では、ディジタル入力をアナログ信号に変換するシステムは、可変ダイナミックレンジを有するＤＡＣデバイスを備えるＤＡＣシステムを含むことができる。ＤＡＣデバイスは、ＤＡＣデバイスの入力電圧範囲を変えることができるようにする電圧供給入力を含む。モード・セレクタは、入力信号の特性に応じてＤＡＣデバイスのダイナミックレンジを変える。

本発明のさらに他の態様では、ディジタル入力をアナログ信号に変換するシステムは、ＤＡＣデバイス、基準化デバイス、および追加の利得スイッチを備えるＤＡＣシステムを含むことができる。モード制御は、信号の特性に従って、少なくとも１つの個別基準化因子の組から適切な基準化因子を決定する。選ばれた基準化因子は、モード制御からの制御信号に従って、基準化デバイスに供給される。対応する利得係数は、追加の利得スイッチに供給される。入力信号は、ＤＡＣデバイスに入力される前に、基準化デバイスで基準化される。ＤＡＣデバイスの出力は、選択された利得係数で増幅される。

本発明のさらに他の態様では、ディジタル信号をアナログ信号に変換するシステムは、モード制御／選択およびＤＡＣシステムを含むことができる。入力信号の特性が所定の閾値を満たすとき、モード制御／選択は、入力信号を位相変調成分と振幅変調成分とに分割する。第１のＤＡＣデバイスは、振幅変調成分を処理し、第２のＤＡＣデバイスは、位相変調成分を処理する。第２のＤＡＣデバイスの出力は、第１のＤＡＣデバイスの出力を供給電圧入力として受け取る増幅器によって増幅される。閾値が満たされない場合、入力信号全体は第２のＤＡＣデバイスに供給され、一定電圧供給信号が増幅器に供給される。

前述および関連した目的を達成するために、以下の記述および添付の図面に関して、本発明の特定の例示の態様をここで説明する。しかし、これらの態様は、本発明の原理を使用することができる様々な方法のほんの少数を表し、本発明は、そのような態様およびそれらの同等物全てを含むことを意図されている。本発明の他の利点および新規な特徴は、図面とともに考察するときに、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明は、ディジタル信号をアナログ信号に変換するためのシステムに関する。このシステムは、例えば振幅または周波数のような入力信号の特性に基づいて、動作モードを選択する。各動作モードは、ディジタル・アナログ変換システムの瞬時ダイナミックレンジおよび対応する量子化雑音レベルに対応する。モードの集団は、単一モードと比較して、ダイナミックレンジの増大および／または量子化雑音レベルの低下を実現する。したがって、入力信号は、その入力信号の瞬時特性に適合したダイナミックレンジで変換することができる。この適応性のあるダイナミックレンジによって、出力信号の平均量子化誤差が減少する。このことは、通信用途で特に有用である。通信用途では、過度の量子化誤差は帯域外放射および他の信号歪みをもたらすことがある。したがって、本発明のディジタル・アナログ変換システムは、通信ネットワークの基地局内の送信機だけでなく移動送信機も含んだ送信機内で使用するのに申し分なく適している。しかし、開示されるシステムは、広いダイミックレンジにわたって雑音低減が望ましいどのような用途でも有用であり、通信機器内での使用に限定されない。

本発明は、ディジタル・アナログ変換器設計における１つまたは複数の知られている障害を克服する。たとえば、回路の数および／または変換速度の増加という犠牲を払うだけで、ある特定の分解能（たとえば、８ビット）の従来技術ＤＡＣのダイナミックレンジを拡張することができる。両方の変化は、通常、電力消費を増し、さらに部品コストの追加を招くことになる。最大出力信号電圧を大きくすることができるが、ダイナミックレンジの追加がなければ、量子化雑音レベルは比例して増す。ＤＡＣの分解能を増すことで、この雑音増加を打ち消すことができるが、従来のＤＡＣの分解能のビットには、実際的な限界がある。本発明は、量子化雑音の実質的な増加の無い状態で、ある特定の分解能のＤＡＣの瞬時ダイナミックレンジを拡張することができるようにする。

図１は、本発明の態様に従った、拡張されたダイナミックレンジでディジタル入力信号をアナログ出力信号に変換するシステム１０を示す。システム１０は、モード制御１２で入力信号を受け取る。モード制御１２は、入力信号の特性を評価して、１つまたは複数のＤＡＣデバイスで構成されたＤＡＣ配列１６を含むＤＡＣシステム１４のために、複数の動作モードのうちの１つを決定する。モード制御１２は、プログラム可能論理デバイス、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、またはこの評価および他の必要な機能を実施するのに適したディジタル・ハードウェア部品および／またはソフトウェア部品の任意の組合せを備えることができる。ＤＡＣシステム１４の各モードは、関連した瞬時ダイナミックレンジ、量子化雑音、および出力電圧レベルを有する。入力信号の評価される特性は、入力信号の周波数、位相、振幅、または任意の他の容易に定量化できる特性を含むことができる。この特性は、ＤＡＣシステム１４のモードを選択する際に、１つまたは複数の閾値と比較することができる。代わりに、入力信号は、ＤＡＣシステム１４の適切なモードを示す追跡信号を含むことができ、この追跡信号は、評価された特性として作用することができる。モード制御１２は、ＤＡＣシステム１４のモードを決定するやいなや、ＤＡＣシステム１４内のモード・セレクタ１８に制御信号を出力する。

モード・セレクタ１８は、モード制御１２の入力に基づいて、ＤＡＣシステム１４のためのモードを選択する。モード・セレクタ１８は、ＤＡＣシステム１４の動作を修正して、ＤＡＣシステム１４が、モード制御１２で決定されたモードと関連した瞬時ダイナミックレンジおよび出力信号レベルで動作するようにする。モード・セレクタ１８は、いくつかの方法で、ＤＡＣシステム１４に関連したダイナミックレンジを修正することができる。理解されるべきことであるが、モード・セレクタ１８およびモード制御１２は、両方の部品の機能を行う単一部品に組み合わせることができる。

ＤＡＣ配列１６は、モード・セレクタ１８で選択されたモードで決定されるダイナミックレンジで、入力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する。ＤＡＣ配列１６の構成は、変化することができる。たとえば、ＤＡＣ配列１６は、様々なダイナミックレンジおよび分解能を有する任意の数のＤＡＣデバイスを含むことができる。ＤＡＣシステム１４の特定の動作は、モード・セレクタ１８で決定され、このモード・セレクタは、ＤＡＣ配列１６全体に散在させることができる。モード・セレクタ１８は、スイッチ、増幅器、基準化デバイス、追加のＤＡＣ部品、および、モードの集団に関連した瞬時ダイナミックレンジでＤＡＣシステム１４を動作させるのに必要な他のディジタル部品またはアナログ部品を含むことができる。

ＤＡＣ配列１６内の１つまたは複数のＤＡＣデバイスは、デルタ・シグマ変調器とともに、動作することができる。デルタ・シグマ変調は、少数の量子化レベルおよび高いサンプリング速度を使用して、信号の粗い推定を行うために使用される技術である。限られた数の個別信号レベルで、システムに「量子化」雑音が発生する。オーバー・サンプリングの効果およびデルタ・シグマ変調での積分器帰還ループの使用が、量子化雑音を含んだ雑音を、帯域外周波数に偏移させるのに有効である。雑音偏移特性によって、その後のフィルタ処理段の効率のよい使用で雑音が除去され、さらに入力のより正確な表現が生成されるようになる。

上で述べたように、ディジタル・アナログ変換の成功には、システムが受け取る信号の全範囲を含むダイナミックレンジが必要になる。しかし、このことは、分解能ビットの増加の犠牲を払って得られる。たとえば、８ビットＤＡＣは、量子化レベルと呼ばれる２５６の個別電圧レベルを変換することができる。望ましいアナログ信号が、これらのレベルの１つと正確に一致しない値を有する場合、量子化誤差と呼ばれる誤差の程度が、変換によって生じる。ＤＡＣの分解能は、隣り合う量子化レベル間の信号差に比例する。より大きな範囲（より多いビット数）のディジタル信号を変換するには、量子化誤差のレベルを同じに維持するためにより高い分解能のＤＡＣが必要になる。これによって、システムの複雑さおよび費用が増す。

図２および図３は、本発明の態様に従った例示のＤＡＣシステムの動作と関連した信号を示す。例示のシステムは、高信号モードおよび低信号モードの２つの動作モードを有するものとして説明する。さらに、例示の実施形態は、閾値Ｔに対して信号振幅を評価して、システムに適切なモードを決定する。理解されるであろうが、以下のことは単なる例示であり、本発明によるＤＡＣシステムは、２より多いモード、複数の閾値、および振幅以外の評価特性を有することができる。

図２は、ある期間にわたった入力信号２２の振幅のグラフ２０を示す。信号は、いくつかの一般的なキャリア信号と同様な高いピーク対平均信号比を有する入力信号を表している。ピーク電力Ｐ_PEAKは、通常動作中に得られた最高信号振幅として、グラフに示されている。閾値Ｔは、動作中に入ってくる大部分の信号ピークを含むように設定される。実際、閾値は、動作中に時間のほぼ１０％で入力信号振幅がこの閾値を超えるように設定することができる。しかし、この値は、任意であり、ＤＡＣシステムの用途および構成で変化する。理解されるであろうが、この例の入力中のピークの発生は誇張されている。一般的な信号では、信号最大に近づくピークは、極めて少ない傾向がある。

図３は、本発明の態様に従った拡張された範囲のＤＡＣの平均量子化雑音レベルのグラフ３０を示す。図示の平均は、ゼロの信号振幅から閾値Ｔまでの範囲を含む低信号モードとゼロから最大ピークレベルＰ_PEAKまでの信号の全範囲を含む高信号モードとの２つの動作モードを持つＤＡＣを表している。

ＤＡＣシステムが低信号モードで動作しているとき、ＤＡＣデバイスの分解能で実現される量子化レベルは、デバイスの切り詰められたダイナミックレンジを分解すればよい。システムの量子化雑音は、高信号モードよりも、低信号モードの方が遙かに小さい。例示の実施では、量子化雑音電力は、低信号動作中では全てのＤＡＣビットで最大信号出力電力よりほぼ６ｄＢ下であることが分かった。信号範囲の下の方の部分だけで動作すると、量子化雑音は、Ｔに比例して減少する。ＤＡＣシステムが大きなダイナミックレンジで動作しているとき、ＤＡＣデバイスの各量子化レベルは、より大きな範囲の信号振幅を表し、したがって、比例してより大きな量子化雑音を示す。理解されるであろうが、高信号モード中に生成される量子化雑音３４は、低信号モードでの動作中に生成される雑音よりも、相当に大きい。全量子化雑音は、両方のモードで生成される雑音の重み付けされた平均である。時間の１０％だけで信号がＴを越えるような信号統計である場合、高信号モードでのより大きな量子化雑音の効果は、影響が小さい。

本発明によれば、ＤＡＣシステムは、一般に、低信号範囲で動作する。入力信号の振幅が閾値を超えたときだけ、システムは、高信号モードに切り替わる。上で述べたように、閾値は、高ダイナミックレンジでの動作が時間のほんの小部分でだけ必要になるように、設定される。

この例では、同じ数のビットすなわち同じ量子化レベルを有する２つのＤＡＣが、高信号範囲および低信号範囲を表すように使用される。理解すべきことであるが、２つのＤＡＣは、異なる特性を持つかもしれない。また、理解されるであろうが、本発明の範囲内で同様な利点のために、１つのＤＡＣまたは２よりも多いＤＡＣを使用するシステムを使用することができる。従来の単一モードシステムに比べて、本発明のシステムは、量子化雑音がほんの少し劣化する状態で、遥かに大きな範囲にわたって出力信号を供給する。モードの集団を利用するＤＡＣのダイナミックレンジは、単一モードＤＡＣのダイナミックレンジよりも遥かに大きい。

図４〜図７の各々は、本発明の例示の実施を示す。これらの例示の実施は、網羅的である意図ではなく、本発明は、ここで説明しない列挙された実施形態と同等のものを含む。これらの例の説明を簡単化するために、各実施では、入力信号の振幅を、入力信号の評価特性として使用する。これらの例は、純粋に例示的なものであり、添付の特許請求の範囲を限定するように読むべきでない。たとえば、実際、入力信号の定量化可能な任意の特性を、評価することができる。

本発明の態様に従って、図４は、拡張されたダイナミックレンジでディジタル入力信号をアナログ出力信号に変換する例示のシステム４０を示す。入力信号は、モード制御４２で受け取られる。モード制御４２は、信号を評価して、信号の振幅が１つまたは複数の閾値を超えるかどうかを決定する。また、入力信号は、それぞれ異なるダイナミックレンジを有する複数のＤＡＣデバイス（たとえば、４６と４８）に同時に供給される。モード制御４２は、入力信号の評価結果に基づいて、制御信号（ＳＷＩＴＣＨＣＯＮＴＲＯＬ）をスイッチ５０に出力する。スイッチ５０は、制御信号に基づいて、複数のＤＡＣデバイスのうちの１つの出力を選択する。

複数のＤＡＣデバイスの各々は、異なる出力信号範囲を有する。たとえば、第１のＤＡＣデバイス４６は、ゼロから平均信号より３．６デシベル上の信号振幅までの信号振幅範囲にわたるダイナミックレンジを持つ８ビットＤＡＣであることができる。第２のＤＡＣデバイス４８は、ゼロから平均信号より１５デシベル上までの信号振幅範囲にわたるダイナミックレンジを持つ８ビットＤＡＣであることができる。この例で、第１のＤＡＣデバイス４６は、出力信号範囲のために、第２のＤＡＣデバイス４８よりもかなり小さな量子化レベルを有する。モード制御４２は、第１のＤＡＣデバイス４６のダイナミックレンジの最大上限にほぼ等しい閾値と信号振幅とを比較する。２よりも多いＤＡＣデバイスを有するシステムでは、それぞれがＤＡＣデバイスの１つのダイナミックレンジの上限を表す複数の閾値を使用することができる。

モード制御４２で入力信号の振幅が閾値より小さいと決定された場合、制御信号は、スイッチ５０に送られて、第１のＤＡＣデバイス４６の出力が選ばれる。ＤＡＣデバイス（４６および４８）に送られた入力信号は、各経路の遅延デバイス（たとえば、５２および５４）で、動作スイッチ５０を入力信号の変換と同期させるように遅延される。このようにして、入力信号の振幅が第１のＤＡＣデバイス４６のダイナミックレンジの範囲内に入るときはいつでも、第１のＤＡＣデバイス４６が出力アナログ信号を供給する。上述のように、入力信号の中の大きなピークは、比較的まれである。時間の大部分で第１のＤＡＣデバイス４６の出力が選ばれる。たとえば、一般的な遠方通信フォーマットの１つで、閾値が平均信号より３．６デシベル上に設定される場合、時間のほぼ９０パーセントで、信号振幅は、閾値より下になる。したがって、大部分の信号について、量子化誤差は、非常に小さい。その理由は、ＤＡＣのディジタルレベルは、第１のＤＡＣデバイスの狭められたダイナミックレンジに狭い間隔で配列されているからである。理解されるであろうが、スイッチ５０は、モード制御４２から入力信号を受け取るように、システムの前部に位置づけすることができる。そのような場合、スイッチ５０は、ＤＡＣデバイスの１つの出力を選択するのとは対照的に、入力信号を受け取るＤＡＣデバイス（４６または４８）を選択する。

入力信号の振幅が閾値を超えるとき、モード制御４２は、制御信号をスイッチ５０に送って、第２のＤＡＣデバイス４８の出力を選択する。モード制御４２は、第１のＤＡＣデバイスの前の第２のスイッチ（図示しない）に開くように指示して、高振幅信号がＤＡＣデバイスに到達しないようにすることができる。この切換えによって、意図された範囲よりも遥かに大きな振幅の信号による第１のＤＡＣデバイス４６への損傷を防止することができる。前のように、ＤＡＣデバイス出力とスイッチ５０の同期を維持するために、入力信号は、ＤＡＣデバイスに達する前に遅延される。入力信号の振幅が大きすぎて第１のＤＡＣデバイスが変換すると必ず信号ピークのクリッピングが起きるときはいつでも、第２のＤＡＣデバイス４８が、出力信号を供給することができる。第２のＤＡＣデバイス４８の出力が選択されるとき、より大きな瞬時誤差が存在するが、上述のように、第２のＤＡＣデバイスの出力は、時間の小さな部分だけで使用されるので、平均信号誤差への寄与は、最小限である。図示のシステム４０では、同じダイナミックレンジで単一ＤＡＣデバイスだけを使用するシステムよりも、信号の雑音において大きな改善が見られる。

上述のように、システム４０は、２よりも多いＤＡＣデバイスおよび複数の閾値振幅を用いて実施することができる。そのような場合、システムの全ダイナミックレンジをカバーする第１のＤＡＣデバイスと、それぞれがゼロから閾値振幅の１つとほぼ等しい値までのダイナミックレンジを有する複数の他のＤＡＣデバイスとがあり得る。もしくは、ＤＡＣデバイスの信号範囲は、各ＤＡＣデバイスのダイナミックレンジの下限が前のＤＡＣデバイスの上限よりわずかに小さい値で始まるようにほんの僅かだけ重なっている連続で、システムの全信号範囲を含むことができる。したがって、量子化雑音は、信号電力が大きくなるときだけ、大きくなる。いくつかの用途では、性能指数は、瞬時信号対雑音比であるので、比較的大きな量子化雑音は、高信号レベルでは許容できる。それにもかかわらず、モード制御４２は、ＤＡＣデバイスの出力範囲の上限を表す複数の閾値と振幅とを比較して、システムに適切なモードを決定する。複数のＤＡＣデバイスの各々は、入力信号を処理し、モード制御４２は、制御信号をスイッチ５０に送って適切なＤＡＣデバイスの出力を選択する。追加のＤＡＣデバイスを使用することで、システム４０の（重み付けされた）平均雑音は、さらに減少するが、システムの複雑さと費用の増加という犠牲を払ってである。

本発明の態様に従って、図５は、ＤＡＣシステム７０を使用して拡張されたダイナミックレンジでディジタル入力信号をアナログ出力信号に変換する他の例示のシステム６０を示す。入力信号は、モード制御６２で受け取られる。モード制御６２は、入力信号振幅と１つまたは複数の閾値との比較に基づいて、システムに適切なモードを決定する。それから、モード制御６２は、制御信号（ＳＣＡＬＥＣＯＮＴＲＯＬ）を基準化器６４および追加の利得スイッチ６８に供給して、ＤＡＣシステム７０の瞬時ダイナミックレンジを選択するように指示する。基準化器は、ディジタル信号を基準化するために適したソフトウェアのディジタル信号プロセッサまたは他のディジタル・ハードウェアとして実現することができる。入力信号振幅が１つまたは複数の閾値を超えた場合、基準化器６４は、超えられた一番高い閾値に関連した、少なくとも１つの所定の基準化因子の組のうちの１つで、信号振幅を基準化する。入力信号がＤＡＣシステム７０内のＤＡＣデバイス７２に供給されたとき、基準化器６４は、入力信号の振幅を、ＤＡＣデバイスの出力信号範囲内の振幅に基準化することができる。この基準化は、ＤＡＣデバイス７２によるディジタル・アナログ変換の後の追加の利得スイッチ６８で、逆にされる、すなわち反転される。

図示のシステム６０の詳細に戻って、モード制御６２は、入力信号の振幅を１つまたは複数の閾値と比較する。第１の閾値は、ＤＡＣデバイス７２のダイナミックレンジの上限またはそれの直ぐ下に設定することができる。他の閾値は、ＤＡＣデバイス７２のダイナミックレンジの上限を基準化因子の１つで割ったもの以下の値に設定することができる。このようにして、信号振幅が１つまたは複数の閾値を超えたとき、最も大きな閾値に関連した基準化因子が、信号振幅を許容可能な範囲まで減少させるのに十分であることがわかる。例のために、図示のシステム６０は、単一閾値を有するものとして説明する。そのようなシステムには、関連した基準化因子を有する高範囲モードと、第２の関連した基準化因子を持つことができるがこれを必要としない低範囲モードとの２つの動作モードがある。

信号値が閾値を超えない場合、モード制御６２は、基準化器６４に命令して第１の基準化因子を採用させ、また、増幅器７６に命令して第１の利得係数を採用させる。もしくは、信号振幅が閾値を超えないとき、入力信号が基準化器６４および／または増幅器７６をバイパスすることができるようにする。たとえば、追加の利得スイッチ６８として示される機械的なスイッチを使用して、増幅器をバイパスすることができる。同様に、基準化器６４がディジタルプロセッサのソフトウェア部品として実現される場合、基準化過程は、事実上基準化器をバイパスすると簡単に言えない。この例では、第１の基準化因子は、１の値で規準化器に与えられる。この値は、単に説明の便宜のために選んだもので、システム６０は、意図された用途に有用な任意の値を第１の基準化因子に使用することができる。第１の基準化因子が１と異なる場合、モード制御６２で使用される閾値は、ＤＡＣデバイス７２に達する信号振幅の範囲がＤＡＣデバイスのダイナミックレンジとほぼ一致するように、それに応じて調整することができる。

基準化器６４で、入力信号が基準化されるが、１の例の基準化因子を使用して、入力信号は、振幅の変化無しに基準化器を通過する。それから、基準化された信号は、追加の利得スイッチ６８での信号の受信を適切なモードの実施と同期させるように、遅延デバイス７４で、遅延される。次に、ＤＡＣデバイス７２は、入力信号をアナログ信号に変換する。それから、出力信号は、追加の利得スイッチ６８に送られ、そこで、第１の基準化因子の逆数に等しい第１の利得係数で、増幅器７６で増幅される。この例では、追加の利得スイッチ６８は、アナログ信号が増幅器７６をバイパスすることができるように切り換えられるので、信号は増幅されない。このようにして、入力信号が閾値を超えない場合、この例のＤＡＣシステム７０は、ＤＡＣデバイス７２のダイナミックレンジに等しい瞬時ダイナミックレンジをもつモードを採用する。第１の基準化因子が１に等しくない場合、ＤＡＣシステム７０の瞬時ダイナミックレンジは、基準化因子の逆数に等しい係数だけＤＡＣデバイス７２のダイナミックレンジと異なる。

入力信号振幅が閾値を超えたとき、モード制御６２は、基準化器６４に命令して第２の基準化因子を採用させ、さらに追加の利得スイッチに命令して第２の利得係数を採用させる。基準化因子の値は、最大ピーク信号でもＤＡＣデバイスのダイナミックレンジの範囲内の振幅に減少させるように、用途および入力信号の予想される最大値に応じて予め選択される。

基準化器６４で、信号の振幅は、第２の基準化因子で減少される。この例では、第２の基準化因子が入力信号の最大予想振幅に適用されたときに、その最大予想振幅がＤＡＣデバイス７２のダイナミックレンジの範囲内の値に基準化されるように、基準化因子は、選択される。２より多い基準化因子が使用される場合、１つは予想信号最大限に対応することができ、１つまたは複数は、ＤＡＣデバイス７２のダイナミックレンジの上限と予測信号最大限の間に入る値に対応することができる。それによって、ＤＡＣデバイス７２は、最小基準化因子の逆数に等しい係数でそれのダイナミックレンジを超える信号を処理し、ＤＡＣシステム７０の瞬時ダイナミックレンジを大きくする。

基準化された信号は、ＤＡＣデバイス７２に送られる前に、遅延デバイス７４で遅延される。ＤＡＣデバイス７２は、基準化された信号をアナログ信号に変換する。ＤＡＣデバイス７２からの出力信号は、追加の利得スイッチ６８に送られる。追加の利得スイッチ６８は、増幅器７６によって第２の基準化因子の逆数に等しい第２の利得係数で出力信号を増幅する。これによって、信号は、元の振幅に戻る。残念なことに、追加の利得スイッチ６８での増幅は、システムの量子化雑音の対応する増加をもたらす。しかし、上述のように、入力信号内の高振幅ピークは比較的まれである。したがって、システム動作の大部分は、入力信号の大きな変化を起こさない基準化因子を使用して行われる。たとえば、入力信号がＤＡＣデバイス７２のダイナミックレンジの範囲内に入る振幅を有する場合、１に等しいかまたは１よりわずかに小さい基準化因子が、適切であるかもしれない。この基準化で、量子化雑音は、ほとんどまたは全く増幅されないかもしれない。信号振幅がＤＡＣデバイス７２のダイナミックレンジを超える比較的まれな場合、信号は、選択的に基準化され増幅されて、瞬時雑音を発生することがあるが、信号の平均雑音にほとんど寄与しない。図５のシステムは、単一ＤＡＣデバイスを使用するだけであるが、図４のシステムと比較して、小信号増幅およびハードウェア切換えの追加を必要とする。

本発明の態様に従って、図６は、拡張されたダイナミックレンジでディジタル入力信号をアナログ出力信号に変換するなお他の例示のシステム８０を示す。このシステムは、可変出力信号範囲を有するＤＡＣデバイス８２を含み、この可変出力信号範囲は、複数の所定の範囲の１つに設定された電力供給レベル８４を使用して、設定することができる。入力信号は、モード制御８６で受け取られる。モード制御８６は、信号の振幅を１つまたは複数の閾値と比較し、制御信号をＤＡＣデバイス８２の電圧供給入力８４に出力し、ＤＡＣデバイス８２に、新しい出力信号範囲を選択するように命令する。システムが複数の閾値を含む場合、各閾値は、その閾値が入力信号振幅によって超えられない最小閾値であるときに選択される関連したダイナミックレンジを有する。この例では、各閾値の関連したダイナミックレンジは、閾値振幅よりわずかに大きい上限を有する。

入力信号は、ＤＡＣデバイス８２での入力信号の受信をダイナミックレンジの選択と同期させるように、遅延デバイス９０で遅延される。それから、入力信号は、ＤＡＣデバイス８２に送られ、そこでアナログ信号に変換される。入力信号に応じてダイナミックレンジを選択することで、システム８０は、特定の信号に最適な分解能を与える範囲を常に使用することができ、信号の平均量子化雑音を減少させる。先の実施形態で述べたように、高いピーク対平均信号比を有する信号に関して、より狭いダイナミックレンジに比較してより広いダイナミックレンジはまれに必要とされるので、２つの別個のダイナミックレンジを使用することでも、平均量子化雑音を相当に減少させることができる。

本発明の態様に従って、図７は、拡張されたダイナミックレンジでディジタル入力信号をアナログ出力信号に変換するさらに他のシステム１００を示す。この例では、モード制御とモード・セレクタが単一のモード制御／選択モジュール１０２に組み合わされている。このモード制御／選択モジュール１０２は、ディジタル信号プロセッサまたはディジタル・ハードウェアまたはソフトウェアの任意の適切な組合せとして実現することができる。このモード制御／選択モジュール１０２は、入力信号の評価とＤＡＣシステムの瞬時ダイナミックレンジの調整との両方を担っている。モード制御／選択モジュール１０２は、入力信号を受け取り、信号を評価して、ＤＡＣシステムに適切なモードを決定する。モード制御／選択モジュール１０２は、入力信号の極座標表現である複合信号成分を受け取る。この入力信号は、次の式で極座標形式に表すことができる位相および振幅変調信号である：
Ａ（ｔ）Ｂ^*ｃｏｓ（ωｃ（ｔ）＋φ（ｔ））。
ここで、Ａ（ｔ）は、振幅変調成分であり、Ｂ^*ｃｏｓ（ω_c（ｔ）＋φ（ｔ））は、位相変調成分であり、Ｂは、スカラーであり、φ（ｔ）は、位相成分であり、ω_c（ｔ）は、キャリア周波数である。入力信号は、様々な異なる振幅変調および／または位相変調の形であることができる。理解すべきであるが、式１は、単一キャリア入力信号の極座標を示し、ここで実際の信号は複数のキャリア信号であることができる。

たとえば、信号は、ＷＣＤＭＡ、マルチ・キャリアＧＳＭ、ＯＦＤＭに準拠する信号、または高いピーク対平均（ＰＡＲ）比のシグナチュアを有する他の信号であることができる。入力信号は、モード制御／選択モジュール１０２で極座標複合信号に変換することができる。もしくは、入力信号は、極座標形式でモード制御／選択モジュール１０２に直接供給することができる。モード制御／選択モジュール１０２は、入力信号と関連した、１つまたは複数の固定された、選択可能な、またはプログラム可能な特性（たとえば、エンベロープ振幅レベル）であることができる閾値レベルを受け取る。図示の例では、閾値レベルは、入力信号の閾値振幅に対応する。

入力信号の振幅が閾値レベルを超えたとき、モード制御／選択モジュール１０２は、入力信号を、一定信号エンベロープを有する位相変調成分と振幅変調成分とに分割する。振幅変調成分は、第１のＤＡＣデバイス１０８に送られる。一般に、第１のＤＡＣデバイス１０８は、システム１００の性能を著しく妨げることが無い状態で比較的低い分解能を持つことができるが、第１のＤＡＣデバイス１０８に必要な分解能は、用途によって変わる。第１のＤＡＣデバイス１０８は、振幅変調成分を、複数の振幅値のうちの１つを持つアナログ信号に変換する。振幅変調信号に利用可能な値ｎ数は、第１のＤＡＣデバイスの分解能によって異なる。たとえば、６ビットＤＡＣデバイスは、６４の個別値を生成する。アナログ振幅変調信号は、同期の目的のために、遅延デバイス１１０に入力される。それから、この信号は、供給入力として増幅器１１２で受け取られる。

位相変調成分は、最初に、同期の目的のために遅延デバイス１１４に送られる。それから、位相変調成分は、第２のＤＡＣデバイス１１６に入力される。この例では、第２のＤＡＣデバイス１１６の分解能は、第１のＤＡＣデバイス１０８の分解能よりも高いが、相対的な分解能は、用途で変化することができる。第２のＤＡＣデバイス１１６は、実質的に一定信号エンベロープを有する信号の位相変調成分だけを処理する。したがって、第２のＤＡＣデバイス１１６のダイナミックレンジは、複合信号を変換する単一ＤＡＣのダイナミックレンジよりも相当に小さくてもよい。

入力信号振幅が閾値振幅を超えない場合、モード制御／選択モジュール１０２は、入力信号を、遅延デバイス１１４を通して第２のＤＡＣデバイス１１６に向けて送る。一定レベル供給信号がＤＡＣデバイス１０８を通して増幅器１１２に送られる。それから、入力信号は、第２のＤＡＣデバイス１１６で変換され、出力は、一定電圧供給の増幅器１１２を通して送られる。この例の実施形態では、一定供給レベルは１の利得係数を与え、出力信号が増幅されないことを示す。しかし、代替え物では、入力信号は、第２のＤＡＣデバイス１１６に入る前に基準化することができ、一定電圧供給は、基準化を逆にするために必要な利得係数を表すかもしれない。また、増幅器は、信号の伝送に備えて、入力信号を拡大するためにも使用することができる。

図示の例では、モード制御／選択モジュール１０２で使用される閾値は、第２のＤＡＣデバイス１１６のダイナミックレンジから得られ、第２のＤＡＣデバイス１１６が大部分の信号を処理するように決定される。もしくは、閾値は、ゼロに設定され、その結果、全ての信号が、振幅および位相変調成分として処理されるようになるかもしれない。第１のＤＡＣデバイス１０８および／または第２のＤＡＣデバイス１１６の分解能を下げることの影響は、所要の信号に近接した量子化雑音と近くのスペクトル・チャネル中の量子化雑音との両方の増加である。後者は、分解能の条件を支配することができる。近くのおよび／または近接するスペクトル帯域の信号を除去するフィルタ、特に、その通過帯域が所要の信号に一致するように選ぶことができるフィルタは、必要なビットの数を相当に減少させることができる。

図８は、本発明の態様に従った拡張された範囲のＤＡＣシステムを使用して実現することができる送信機１２０の一部の例である。図示の例では、拡張された範囲のＤＡＣシステムとともにデルタ・シグマ変調器を使用することで、直流からＲＦまでのディジタル・アナログ変換が容易になる。ディジタル入力信号は、ＣＰＵ１２２から、拡張された範囲のＤＡＣシステム１２４の入力に、供給される。ＤＡＣシステムは、ディジタル入力信号のキャリア周波数を高くするために、デルタ・シグマ変調器を組み込んでいる。デルタ・シグマ変調器は、ＤＡＣシステム１２４の中で量子化出力信号を供給する。この量子化出力は、ディジタル入力信号と比較して、より粗い分解能でかつより高いサンプリング・レートで供給することができる。

この例では、ＤＡＣシステム１２４は、量子化された信号を、所望の伝送周波数（たとえば、ＵＨＦまたはマイクロ波周波数）のアナログ信号に直接変換する。特定の例として、ＧＳＭでは、所望の伝送周波数は、約９４０ＭＨｚに中心周波数を持つスペクトル（たとえば、約１０ＭＨｚ）であることがある。理解され評価されることであろうが、本発明の態様に従って、他の伝送周波数（たとえば、ＭＨｚ領域またはより高い領域）を、効率的かつ経済的に供給することができる。

それから、アナログ信号は、アナログ帯域フィルタ１２６などでフィルタ処理されて、帯域外放射および量子化雑音が除去される。次に、フィルタ処理された出力は、信号を所望のレベルに増幅する電力増幅器１２８に、供給される。それから、電力増幅器１２８は、増幅された信号を空気または他の無線媒体（たとえば、空間）を通して伝える１つまたは複数のアンテナ１３０に、給電する。

図９は、本発明の態様に従った拡張された範囲のＤＡＣシステムを使用して実現することができる伝送モジュール１４０の一部の他の例である。モジュール１４０の前部は、図８に関して示し説明したものと同様である。簡単に述べると、ディジタル入力信号は、ＣＰＵ１４２から、拡張された範囲のＤＡＣシステム１４４に、供給される。ＤＡＣシステム１４４は、信号を所定の周波数のアナログ出力信号に変換する。この所定の周波数は、用途およびＤＡＣシステム１４４の特定の構成によって変化するが、一般に、所望の伝送周波数よりも低い周波数である。

アナログ信号は、アップミキシング・システム１４６に供給される。アップミキシング・システム１４６は、信号を所望のキャリア周波数にアップミキシングする必要に応じて、アップコンバージョンおよびミキシングの１つまたは複数の段を含むことができる。アップミキシング・システム１４６は、所望の伝送周波数を有する信号を生成する少なくとも１つの局部発信器１４８および少なくとも１つのミクサ１５０を含むことができる。図示の例では、各構造の１つだけが、ミキシングの単一段とともに示されているが、アナログ信号の元の周波数に依存して、多段のミキシングが必要になるかもしれない。図示の例では、局部発信器１４８は、所望の伝送周波数で所望のキャリア周波数を供給するように使用される。ミクサ１５０は、アナログ出力信号を局部発信器１４８で供給されるキャリア信号と結合して、ＲＦ信号を生成する。

そして次に、フィルタ１５２は、帯域幅を最適化し、ディジタル・アナログ変換プロセス並びにアップミキシングに起因するかもしれないような不要な帯域外放射および量子化誤差を軽減する。フィルタ１５２は、フィルタ処理されたアナログ出力信号を関連した電力増幅器１５４に供給する。そして次に、電力増幅器１５４は、増幅された信号を無線伝送用の関連したアンテナ１５６に供給する。当業者は理解し評価するであろうが、様々な他の種類のフィルタ処理およびアップコンバージョンを使用して、本発明の態様に従った拡張された範囲のＤＡＣシステムを使用して、所望のＲＦ信号を供給することができる。

図１０は、本発明の態様に従って、拡張されたダイナミックレンジで入力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換するための方法２００を示す流れ図である。プロセスは２１０で始まり、そこでシステムは、初期設定される。初期設定中に、１つまたは複数の閾値レベル、基準化因子、ＤＡＣダイナミックレンジ、および他のパラメータが、用途のために選ばれる。これらのパラメータは、作業者によって、または１つまたは複数の自動化プロセスによって選ぶことができる。２２０で、モード制御は、入力信号の特性を評価して、複数のモードからＤＡＣシステムに適切なモードを決定する。複数のモードの各々は、関連した有効出力信号範囲および量子化雑音レベルを有する。入力信号の容易に定量化できる任意の特性を、この評価で使用することができる。評価の詳細は、用途で変化する。振幅特性の評価の例を、図４〜図７に関連して以上で説明した。本発明の教示を考慮して、当業者は正しく理解するであろうが、信号振幅を評価する他の方法が存在し、さらに、信号の位相または周波数のような異なる信号特性を評価するとき、評価の異なる方法が有用であるかもしれない。これらの方法の各々は、本発明および添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれる。

２３０で、モード制御は、制御信号をＤＡＣシステム内のモード・セレクタに送って、モード・セレクタに適切なモードを選択するように指示する。モード・セレクタの構成は、用途で変化するが、１つまたは複数のスイッチのハードウェアまたはソフトウェア表現、増幅器、基準化デバイス、またはＤＡＣシステムでモードを選択するのに必要な任意の他の部品を含むことができる。この選択は、任意の数の手段で行うことができるが、選択は、ＤＡＣシステムの瞬時ダイナミックレンジを変えるように作用する。選択プロセスの例には、ＤＡＣのダイナミックレンジを単に変えることから、異なる範囲を有する２以上のＤＡＣのいずれかを選択すること、またはＤＡＣがそれのダイナミックレンジを超えることができるように入力信号を変えることがある。当業者は理解するであろうが、ＤＡＣシステムの瞬時ダイナミックレンジを変える他の方法が存在し、これらの方法は本発明および添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれる。

２４０で、ＤＡＣシステムは、選択されたモードを使用して、入力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する。モード・セレクタ並びに１つまたは複数のＤＡＣの配列を備えるＤＡＣシステムは、選択された瞬時ダイナミックレンジで動作するようにモード・セレクタによって構成される。瞬時ダイナミックレンジは、入力信号の特性で変わる。したがって、それに応じて信号の瞬時雑音は変わると思われる。その結果、アナログ出力信号は、どの点でも、様々な量の雑音を有するが、集団のダイナミックレンジはどの単一モードよりも広く、入力信号に適切なダイナミックレンジを整合させることで、信号の平均雑音は減少する。

以上で説明したことは、本発明の例示の実施を含む。本発明を説明するために、部品または方法の全ての考えられる組合せを説明することは、もちろんできないが、本発明のさらに他の多くの組合せおよび置換が可能であることは、当業者は認めるであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内に入るそのような変更、修正および変化全てを含む意図である。

本発明の態様に従った信号変換システムの模式的なブロック図を示す図である。高いピーク対平均信号比を有する例示の入力信号を示す図である。本発明の態様に従ったＤＡＣシステムの様々なモードのある期間にわたっての平均雑音を示すグラフである。本発明の態様に従った例示の信号変換システムの模式的なブロック図を示す図である。本発明の態様に従った他の例示の信号変換システムの模式的なブロック図を示す図である。本発明の態様に従ったなお他の例示の信号変換システムの模式的なブロック図を示す図である。本発明の態様に従ったさらに他の例示の信号変換システムの模式的なブロック図を示す図である。本発明の態様に従った変換システムを組み込んだ通信システムの一部を示すブロック図である。本発明の他の態様に従った変換システムを組み込んだ通信システムの一部を示すブロック図である。本発明の態様に従った拡張されたダイナックレンジで入力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する方法を示す図である。

符号の説明

１０、４０、６０、８０、１００ディジタル・アナログ変換システム
１２、４２、６２、８６モード制御
１４、７０、１２４、１４４ＤＡＣシステム
１６ＤＡＣ配列
１８モード・セレクタ
４６、４８、７２、８２、１０８、１１６ＤＡＣデバイス
５０スイッチ
５２、５４、７４、９０、１１０、１１４遅延デバイス
６４基準化器
６８利得スイッチ
７６、１１２、１２８増幅器
８４電圧供給入力
１０２モード制御／選択デバイス
１５４電力増幅器
１２０送信機

Claims

入力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する変換システムであって、該変換システムは、
ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ＡｎａｌｏｇＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）システムと、
前記入力信号の特性に基づいて、それぞれが関連した瞬時ダイナミックレンジを有する複数のモードから、前記ＤＡＣシステムの動作モードを選択するモード・セレクタと、
を備える変換システム。
請求項１に記載の変換システムであって、前記ＤＡＣシステムが、１つまたは複数のＤＡＣデバイスのＤＡＣ配列を備える、変換システム。
請求項２に記載の変換システムであって、前記入力信号の特性が、前記入力信号の振幅、周波数および位相のうちの１つである、変換システム。
請求項１に記載の変換システムであって、該変換システムはさらに、
少なくとも１つの閾値レベルを基準として前記入力信号の特性を評価して、前記モード・セレクタで選択されるモードを決定するモード制御を、
備える変換システム。
請求項１に記載の変換システムであって、
前記ＤＡＣシステムが、異なる関連した出力信号範囲をそれぞれ有している複数のＤＡＣデバイス、およびアナログ・スイッチを備え、
前記モード・セレクタが、前記アナログ・スイッチの構成を変えて前記複数のＤＡＣデバイスのうちの１つの出力を選択する、変換システム。
請求項１に記載の変換システムであって、該変換システムはさらに、
前記複数のモードのうちの少なくとも１つの適切な基準化因子で前記入力信号を基準化して、ＤＡＣデバイスのダイナミックレンジの範囲内で前記入力信号の基準化されたものを供給する基準化器を、
備え、
前記入力信号の前記基準化されたものが、前記ＤＡＣデバイスによってアナログ信号に変換され、
前記アナログ信号が、前記基準化因子の逆数に実質的に等しい利得係数で前記アナログ信号を増幅する増幅器に供給される、変換システム。
請求項６に記載の変換システムであって、該変換システムはさらに、
前記入力信号の振幅レベルを評価し、また、前記評価に基づいて、前記入力信号を基準化するか前記入力信号を基準化しないかの１つを選択するモード制御を、
備える変換システム。
請求項１に記載の変換システムであって、
前記ＤＡＣシステムが、可変出力信号範囲を有するＤＡＣデバイスを備え、
前記モード・セレクタが、電力供給レベルを選択することで前記ＤＡＣデバイスの出力範囲を選択する、変換システム。
請求項１に記載の変換システムであって、
前記ＤＡＣシステムが、第１および第２のＤＡＣデバイスおよび増幅器を備え、
前記増幅器が、入力端子および電圧供給端子を有し、
前記モード・セレクタが、前記入力信号の位相変調信号成分を前記第１のＤＡＣデバイスを通して前記入力端子に伝え、また、前記入力信号の振幅変調信号成分を前記第２のＤＡＣデバイスを通して前記電圧供給端子に伝える、変換システム。
請求項９に記載の変換システムであって、前記モード・セレクタが、前記入力信号の特性に基づいて第１の動作モードか第２の動作モードかいずれかを選択し、前記モード・セレクタが、前記第１の動作モード中に、前記入力信号の位相変調信号成分を前記入力端子に、また振幅変調信号成分を前記電圧供給端子に伝え、さらに前記モード・セレクタが、前記第２の動作モード中に、複合信号成分を前記入力端子に、また実質的に一定振幅の信号成分を前記電圧供給端子に伝える、請求項９に記載のシステム。