JP2513329B2 - Frequency modulated wave receiver - Google Patents

Frequency modulated wave receiver

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JP2513329B2
JP2513329B2 JP1277712A JP27771289A JP2513329B2 JP 2513329 B2 JP2513329 B2 JP 2513329B2 JP 1277712 A JP1277712 A JP 1277712A JP 27771289 A JP27771289 A JP 27771289A JP 2513329 B2 JP2513329 B2 JP 2513329B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、直交検波受信装置に用いられるAFC回路に
関する。
The present invention relates to an AFC circuit used in a quadrature detection receiver.

〔概要〕〔Overview〕

本発明は、直交検波復調を行う周波数変調波受信装置
に用いられる自動周波数制御回路において、 ベースバンド周波数を利用して生成した停止信号で発
振回路の出力電圧を保持することにより、 受信装置の感度帯域特性の改善を実現することができ
るようにしたものである。
The present invention, in an automatic frequency control circuit used in a frequency modulation wave receiving device that performs quadrature detection demodulation, holds the output voltage of the oscillation circuit with a stop signal generated by using the baseband frequency, so that the sensitivity of the receiving device is improved. This is to make it possible to improve the band characteristic.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、集積回路技術の進歩によって受信機の小型化が
進んできた。しかし、無線部を例にとると集積化が不可
能かまたは困難な素子の存在により小型化の限界に近づ
いているのが現状である。たとえば、スーパーヘテロダ
イン受信機では高周波および中間周波フィルタなどが大
きな面積を必要としている。そこで、小型、軽量化のた
めに第16図に示す直交検波受信装置が提案されている。
直交検波受信装置は回線周波数と局部発振周波数とを等
しくし、ミキサ回路で受信周波数と局部発振周波数との
ビートを取り出し、低域通過フィルタを経由してベース
バンド信号のみとし、このビートをリミッタ回路で振幅
制限をしたあと復調処理をして復調信号を得る。このよ
うな直交検波受信装置では局部発振周波数と回線周波数
とが一致しているために中間周波数がゼロになるので、
イメージ周波数が存在しないことを特徴とする。このこ
とは高周波増幅器および中間周波増幅器でイメージ周波
数を減衰するための選択性の高いフィルタを必要としな
いことを意味する。また、隣接チャンネル妨害波を減衰
させるためのチャンネル・フィルタは中間周波数がゼロ
であることから低周波のアクティブフィルタで構成が可
能になり、集積回路上に実現可能になる。
In recent years, advances in integrated circuit technology have made receivers smaller. However, in the current situation, taking the wireless unit as an example, it is approaching the limit of miniaturization due to the presence of elements that are impossible or difficult to integrate. For example, in a superheterodyne receiver, high frequency and intermediate frequency filters require a large area. Therefore, a quadrature detection receiver shown in FIG. 16 has been proposed to reduce the size and weight.
The quadrature detection receiver equalizes the line frequency and the local oscillation frequency, extracts the beat between the reception frequency and the local oscillation frequency with a mixer circuit, and outputs only the baseband signal via a low-pass filter, and this beat is the limiter circuit. After the amplitude is limited by, demodulation processing is performed to obtain a demodulated signal. In such a quadrature detection receiver, since the local oscillation frequency and the line frequency match, the intermediate frequency becomes zero.
It is characterized by the absence of image frequencies. This means that high frequency amplifiers and intermediate frequency amplifiers do not require highly selective filters to attenuate the image frequencies. Further, since the channel filter for attenuating the adjacent channel interference wave has an intermediate frequency of zero, it can be configured by a low frequency active filter and can be realized on an integrated circuit.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

このように直交検波受信装置を用いることにより高周
波数フィルタおよび中間周波数フィルタなどを削除する
ことが可能になり、受信機の小型化および軽量化の実現
が可能になる。ところが、第16図に示す直交検波受信装
置は受信感度帯域幅が狭い欠点があった。このことはデ
ータの1ビット当りに含まれる情報量から定性的に説明
できる。マークまたはスペースの2値デジタル信号で周
波数変調されたFSK(FREQUENCY SHIFT KEYING)受信機
で最大周波数偏移をFD、データ伝送速度をBRとし、ま
た、データの1ビット当りに含まれる情報量をEBとする
と、 EB=2*FD/BR になる。ここで、ミキサ回路の出力に現れるビート周波
数FBは回線周波数をFC、局部発振周波数をFLとすると、 FB=(FC±FD)−FL になる。回線周波数FCと局部発振周波数FLとの間に誤差
がないとすると、ビート周波数FBと最大周波数偏移FD
等しくなり、データの1ビット当りに含まれる情報量EB
はマークとスペースとで等しくなる。ところが、局部発
振回路の発振周波数誤差および温度変動特性により回線
周波数と局部発振周波数との間に偏差△Fが生じると、
ビート周波数FBは、 FB=±FD−△F になる。また、送信基地局側でオフセットをかけて送信
する場合もあり、この場合も回線周波数と局部発振周波
数との間に偏差△Fが生じる。このように、ビート周波
数FBはマークとスペースとの間で違いを生じてFD−△
F、FD+△Fになり、FD−△FのときにEBが減少してSN
の悪化を招き、受信感度が悪化する。
As described above, by using the quadrature detection receiver, it is possible to eliminate the high frequency filter, the intermediate frequency filter, etc., and it is possible to realize the miniaturization and weight reduction of the receiver. However, the quadrature detection receiver shown in FIG. 16 has a drawback that the reception sensitivity bandwidth is narrow. This can be qualitatively explained from the amount of information contained in one bit of data. An FSK (FREQUENCY SHIFT KEYING) receiver frequency-modulated by a binary digital signal of a mark or space is F D with the maximum frequency deviation, B R is the data transmission rate, and the amount of information contained in 1 bit of data the When E B, becomes E B = 2 * F D / B R. Here, when the line frequency is F C and the local oscillation frequency is F L , the beat frequency F B appearing at the output of the mixer circuit is F B = (F C ± F D ) −F L. Assuming that there is no error between the line frequency F C and the local oscillation frequency F L , the beat frequency F B and the maximum frequency deviation F D become equal, and the amount of information E B contained in one bit of data E B
Is equal to the mark and the space. However, when a deviation ΔF occurs between the line frequency and the local oscillation frequency due to the oscillation frequency error and the temperature variation characteristic of the local oscillation circuit,
The beat frequency F B becomes F B = ± F D −ΔF. In addition, there is a case where an offset is applied on the transmitting base station side for transmission, and in this case as well, a deviation ΔF occurs between the line frequency and the local oscillation frequency. In this way, the beat frequency F B causes a difference between the mark and the space, and F D − △
F, becomes F D + △ F, F D - △ SN E B decreases when the F
And the reception sensitivity deteriorates.

従来のスーパーヘテロダイン受信機の受信帯域特性
(図のIIの曲線)と直交検波受信装置の受信帯域特性
(図のIの曲線)との比較を第4図に示す。グラフが示
すように、スーパーヘテロダイン受信機の1dB受信帯域
が6kHzあるのに対して直交検波受信方式の1dB受信帯域
は2kHzしかなく明らかに劣っている。このような特性
は、局部発振周波数が正確に調整され、温度変動がなく
かつ送信基地局側でオフセットをかけないで運用する場
合にのみ問題がないが、ほとんどの場合は受信感度劣化
が起きる欠点がある。
FIG. 4 shows a comparison between the reception band characteristic of the conventional superheterodyne receiver (curve of II in the figure) and the reception band characteristic of the quadrature detection receiver (curve of I in the figure). As the graph shows, the 1 dB reception band of the super-heterodyne receiver is 6 kHz, whereas the 1 dB reception band of the quadrature detection reception system is only 2 kHz, which is clearly inferior. Such a characteristic is not a problem only when the local oscillation frequency is accurately adjusted, there is no temperature fluctuation, and the transmitting base station operates without offset, but in most cases, reception sensitivity deteriorates. There is.

本発明は、このような欠点を除去するもので、受信感
度劣化が生じにくい周波数変調波受信装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention eliminates such drawbacks, and an object of the present invention is to provide a frequency-modulated wave receiving apparatus in which deterioration of reception sensitivity does not easily occur.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、自回路で生成する局部周波数信号の周波数
を与えられた制御電圧に応じて可変設定できる発振回路
と、受信する二値デジタル信号で周波数変調された変調
波信号をこの局部周波数信号を用いてベースバンド信号
に変換するミキサ回路と、上記発振回路に制御電圧を与
える自動周波数制御回路と、このベースバンド信号を直
交検波処理して復調信号を生成する復調回路とを備えた
周波数変調波受信装置において、上記周波数自動制御回
路は、上記自動周波数制御回路は、上記ベースバンド信
号を周波数検波して第一信号を生成する第一手段と、こ
の第一信号の平均値電圧を示す第二信号を生成する第二
手段と、この第二信号の示す電圧に正または負のオフセ
ット電圧を重畳した二つの第三信号を生成する第三手段
と、上記第一信号と上記二つの第三信号とをそれぞれ比
較して上記第一信号が上記平均値電圧より上記オフセッ
ト電圧以内のときに第四の信号を出力する第四手段と、
この第四信号に応じて自手段が生成する第五信号が呈す
る電圧を保持し、この電圧を上記発振回路の制御電圧と
する第五手段とを備えたことを特徴とする。
The present invention provides an oscillator circuit capable of variably setting the frequency of a local frequency signal generated by its own circuit according to a given control voltage, and a modulated wave signal frequency-modulated by a binary digital signal to be received. A frequency modulation wave including a mixer circuit for converting the baseband signal into a baseband signal, an automatic frequency control circuit for applying a control voltage to the oscillation circuit, and a demodulation circuit for performing a quadrature detection process on the baseband signal to generate a demodulation signal. In the receiving device, the automatic frequency control circuit includes a first means for frequency-detecting the baseband signal to generate a first signal, and a second means for indicating an average value voltage of the first signal. Second means for generating a signal, third means for generating two third signals by superposing a positive or negative offset voltage on the voltage indicated by the second signal, and the first signal A fourth means for serial two third signal and comparing each to the first signal and outputs a fourth signal when within the offset voltage than the average voltage,
A fifth means for holding a voltage represented by a fifth signal generated by the own means in response to the fourth signal and using the voltage as a control voltage for the oscillation circuit is provided.

ここで、上記第1手段が上記ベースバンド信号に一定
時間の遅延をかける遅延回路と、上記遅延回路の出力を
第1の入力、上記ベースバンド信号を第2の入力とする
排他的論理和回路と、上記排他的論理和回路の出力に接
続される低域通過フィルタにより構成されてもよい。
Here, the first means delays the baseband signal for a fixed time, and an exclusive OR circuit having the output of the delay circuit as a first input and the baseband signal as a second input. And a low pass filter connected to the output of the exclusive OR circuit.

また、上記第2手段が1次の積分回路で構成されても
よい。
Further, the second means may be composed of a primary integrating circuit.

また、上記第3手段が、正負のオフセット電圧△Vを
重畳し電圧VA+△V,VA−△Vを発生する手段であっても
よい。
Further, the third means may be means for superimposing the positive and negative offset voltages ΔV to generate the voltages V A + ΔV and V A −ΔV.

また、上記第3の手段が、上記平均値電圧VAを入力と
するボルテージホロワと、吐き出し電流を発生する第1
の定電流回路と、上記第1の定電流回路に一方を上記ボ
ルテージホロワに他方を接続される第1の抵抗と、吸い
込み電流を発生する第2の定電流回路と、上記第2の定
電流回路に一方を上記ボルテージホロワに他方を接続さ
れる第2の抵抗とで構成されてもよい。
Further, the third means includes a voltage follower that receives the average value voltage V A as an input, and a first one that generates a discharge current.
Constant current circuit, a first resistor connected to the first constant current circuit at one side and the other connected to the voltage follower at the other side, a second constant current circuit generating a sink current, and the second constant current circuit. The current circuit may be composed of a second resistor, one of which is connected to the voltage follower and the other of which is connected to the voltage follower.

また、上記第4手段は上記第1手段により出力される
信号の電圧がVA±△V以内である場合に上記停止信号を
出力する手段であってもよい。
The fourth means may be means for outputting the stop signal when the voltage of the signal output by the first means is within V A ± ΔV.

また、上記第4手段は、上記周波数検波信号を負入力
とし、上記電圧VA+△Vを正入力とする第1のコンパレ
ータと、上記周波数検波信号を正入力とし、上記電圧VA
−△Vを正入力とする第2のコンパレータと、第1のコ
ンパレータの出力と第2のコンパレータの出力とが接続
される論理積回路で構成され、論理積回路の出力を上記
停止信号とする手段であってもよい。
The fourth means has a first comparator that receives the frequency detection signal as a negative input and the voltage V A + ΔV as a positive input, and the frequency detection signal as a positive input, and the voltage V A
It is composed of a second comparator having -V as a positive input and an AND circuit to which the output of the first comparator and the output of the second comparator are connected, and the output of the AND circuit is used as the stop signal. It may be a means.

また、上記発振回路がのこぎり波発生回路であっても
よい。
Further, the oscillation circuit may be a sawtooth wave generation circuit.

上記発振回路が第1および第2の定電圧回路を有し、
上記第1の定電圧回路を負入力とし、上記出力電圧を正
入力とする第3のコンパレータと上記第2の定電圧回路
を正入力とし上記出力電圧を負入力とする第4のコンパ
レータとを有し、上記第3のコンパレータの出力と上記
第4のコンパレータの出力を各々リセット・セット入力
とするRSフリップ・フロップを有し、上記RSフリップ・
フロップの正相出力により吐き出し電流をゼロにする第
3の定電流回路と、上記RSフリップ・フロップの逆相出
力により引き込み電流をゼロにする第4の定電流回路を
有し、上記第3の定電流回路の出力と上記第4の定電流
回路の出力とコンデンサとの接続点を上記出力電圧と
し、上記停止信号により上記RSフリップ・フロップの正
相出力および逆相出力を停止するスイッチ回路を有して
もよい。
The oscillation circuit has first and second constant voltage circuits,
A third comparator having the first constant voltage circuit as a negative input and the output voltage as a positive input, and a fourth comparator having the second constant voltage circuit as a positive input and the output voltage as a negative input; And an RS flip-flop having an output of the third comparator and an output of the fourth comparator as reset set inputs, respectively.
A third constant current circuit for making the discharge current zero by the positive phase output of the flop, and a fourth constant current circuit for making the drawing current zero by the reverse phase output of the RS flip-flop, A switch circuit for stopping the positive phase output and the negative phase output of the RS flip-flop by the stop signal by setting the output voltage at the connection point between the output of the constant current circuit and the output of the fourth constant current circuit and the capacitor You may have.

〔作用〕[Action]

ベースバンド信号を生成するミキサ回路に与えられる
局部発振周波数を生成する電圧発振回路に与える正電圧
として、ベースバンド信号の周波数検波信号の平均値電
圧にオフセット電圧を重畳し、この電圧と周波数検波信
号とを比較して停止信号を出力し、この停止信号で保持
された発振回路の出力電圧を用いる。
The offset voltage is superimposed on the average value voltage of the frequency detection signal of the baseband signal as a positive voltage given to the voltage oscillation circuit that generates the local oscillation frequency given to the mixer circuit that generates the baseband signal. And a stop signal is output, and the output voltage of the oscillation circuit held by this stop signal is used.

これにより、直交検波方式の感度帯域特性をスーパヘ
テロダイン方式と同等に改善することができる。
This makes it possible to improve the sensitivity band characteristic of the quadrature detection method to the same level as that of the super heterodyne method.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第1図はこの実施例の構成図である。第2図は第
16図で示した直交検波受信装置の無線部にAFC回路110を
付加した構成図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of this embodiment. Figure 2 shows
FIG. 17 is a configuration diagram in which an AFC circuit 110 is added to the wireless unit of the quadrature detection receiver shown in FIG.

この実施例は、第1図に示すように、自回路で生成す
る局部周波数信号の周波数を与えられた制御電圧に応じ
て可変設定できる発振回路である電圧制御発振回路109
と、受信する二値デジタル信号で周波数変調された変調
波信号をこの局部周波数信号を用いてベースバンド信号
に変換するミキサ回路102と、上記発振回路に制御電圧
を与える自動周波数制御回路であるAFC回路110と、この
ベースバンド信号を直交検波処理して復調信号を生成す
る復調回路105とを備え、さらに、本発明の特徴とする
手段として、上記自動周波数制御回路は、上記ベースバ
ンド信号を周波数検波して第一信号を生成する第一手段
である復調部10および低域通過フィルタ11と、この第一
信号の平均値電圧を示す第二信号を生成する第二手段で
ある平均値回路12と、この第二信号の示す電圧にオフセ
ット電圧を与えた電圧を示す第三信号を生成する第三手
段であるオフセット回路13と、上記第一信号と上記第三
信号とを比較して第四信号を生成する第四手段であるコ
ンパレータ回路14,15およびアンド回路17またはコンパ
レータ回路14および排他的論理和回路18と、この第四信
号に応じて自手段が生成する第五信号が呈する電圧を保
持し、この電圧を上記発振回路の制御電圧とする第五手
段であるのこぎり波発生回路17とを備える。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a voltage controlled oscillator circuit 109 which is an oscillator circuit capable of variably setting the frequency of a local frequency signal generated by its own circuit according to a given control voltage.
And a mixer circuit 102 for converting a modulated wave signal frequency-modulated by a binary digital signal to be received into a baseband signal by using this local frequency signal, and an automatic frequency control circuit AFC for providing a control voltage to the oscillation circuit. A circuit 110 and a demodulation circuit 105 that generates a demodulated signal by performing quadrature detection processing on the baseband signal, and further, as a feature of the present invention, the automatic frequency control circuit is a frequency converter for the baseband signal. The demodulation section 10 and the low-pass filter 11 which are the first means for detecting and generating the first signal, and the average value circuit 12 which is the second means for generating the second signal indicating the average value voltage of the first signal. And an offset circuit 13 which is a third means for generating a third signal indicating a voltage obtained by applying an offset voltage to the voltage indicated by the second signal, and compares the first signal with the third signal to obtain a fourth signal. signal Comparing the comparator circuit 14, 15 and AND circuit 17 or the comparator circuit 14 and the exclusive OR circuit 18 which are the fourth means for generating, and the voltage represented by the fifth signal generated by the own means in response to the fourth signal. And a sawtooth wave generation circuit 17 which is a fifth means for using this voltage as a control voltage for the oscillation circuit.

次に、この実施例の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

まず、AFC回路110を動作させない場合の検波動作を説
明する。
First, the detection operation when the AFC circuit 110 is not operated will be described.

マークまたはスペースの2値デジタル信号で周波数変
調された受信波は高周波増幅器101で増幅され、さらに
2分割されてそれぞれミキサ回路102に入力される。ま
た、局部発振周波数は電圧制御発振回路109から90度移
相器108に入力され、位相が+45度、−45度づつまわさ
れてミキサ回路102に入力される。このような回路構成
をとることにより、90度位相のずれた信号がミキサ回路
102からベースバンドへ周波数変換されて出力される。
回線周波数と局部発振周波数とは一致しているのでベー
スバンド信号はビート周波数になる。低域通過フィルタ
103はベースバンドの信号のみを取り出して雑音の帯域
制限を行う。ベースバンド信号は各々リミッタ回路104
に入力され、2値化された信号IおよびQが得られる。
この信号波形を第6図に示す。ここで、データは変調信
号を示す。信号IおよびQを復調回路105に入力するこ
とにより第6図に示すような周波数検波が行われる。こ
こで、復調回路105は、第5図に示すように、Dフリッ
プ・フロップで構成されるものとすると、Dフリップ・
フロップのクロック入力CLを信号I、データ入力Dを信
号Qとすると、クロックの立ち上がりでデータをカウン
トする場合に出力はLのようになり、信号IおよびQの
位相が90度変化することにより出力Lも同様に変化して
データが復調される。このようにして復調された復調信
号は雑音を取り除くための低域通過フィルタ106を通り
コンパレータ回路107により2値化され、2値デジタル
信号として出力される。
The received wave frequency-modulated by the binary digital signal of the mark or space is amplified by the high frequency amplifier 101, further divided into two, and input to the mixer circuit 102, respectively. In addition, the local oscillation frequency is input from the voltage controlled oscillation circuit 109 to the 90-degree phase shifter 108, the phase is rotated by +45 degrees and -45 degrees, and is input to the mixer circuit 102. With this circuit configuration, signals with a 90 degree phase shift can be mixed
The frequency is converted from 102 to the baseband and output.
Since the line frequency and the local oscillation frequency match, the baseband signal becomes the beat frequency. Low pass filter
Reference numeral 103 extracts only the baseband signal and limits the noise band. Limiter circuit 104 for each baseband signal
Is inputted to the input terminal and binarized signals I and Q are obtained.
This signal waveform is shown in FIG. Here, the data indicates a modulation signal. By inputting the signals I and Q to the demodulation circuit 105, frequency detection as shown in FIG. 6 is performed. Here, assuming that the demodulation circuit 105 is composed of D flip-flops as shown in FIG.
When the clock input CL of the flop is the signal I and the data input D is the signal Q, the output becomes L when the data is counted at the rising edge of the clock, and is output by changing the phase of the signals I and Q by 90 degrees. Similarly, L changes and data is demodulated. The demodulated signal demodulated in this way passes through a low-pass filter 106 for removing noise and is binarized by a comparator circuit 107 and output as a binary digital signal.

次に、AFC回路110の動作を説明する。 Next, the operation of the AFC circuit 110 will be described.

この回路はリミッタ回路104の出力信号Iまたは信号
Qを周波数検波することにより回線周波数に対するオフ
セット周波数を検出し、オフセット周波数が一定値以内
になったときに自走している電圧制御発振回路109を一
定周波数に停止させ、局部発振周波数を回線周波数に追
従させる。第3図に各部の波形を示す。信号Qはリミッ
タ回路104の出力でありオフセット周波数△Fがかかっ
ているものとする。すなわち、マークまたはスペースで
信号Qの周波数は±FD−△Fである。ここで、復調部10
は、第7図に示すように、遅延時間Tの遅延回路61と排
他的論理和回路62とから構成される遅延検波回路であ
る。復調部10の出力はパルス幅Tのパルス波Dになる。
パルス波Dの低域通過フィルタ11で積分することにより
信号Qの周波数に比例した電圧出力Oが得られる。電圧
出力Oの平均値は△Fと無関係であるFDの電圧出力にな
る。すなわち、信号Qの周波数はFD−△Fと|−FD−△
F|であるので、周波数平均値はFDになる。信号Oの平均
値Aは平均値回路12で求められる。時定数は1/BRより充
分長く設定してある。平均値回路12の構成は第9図に示
すように1次RC積分回路である。次に、平均値Aはオフ
セット回路13に入力され±△Vの電圧が加えられる。
This circuit detects the offset frequency with respect to the line frequency by frequency-detecting the output signal I or the signal Q of the limiter circuit 104, and when the offset frequency is within a certain value, the self-running voltage-controlled oscillator circuit 109 is detected. The frequency is stopped at a fixed frequency and the local oscillation frequency is made to follow the line frequency. FIG. 3 shows the waveform of each part. The signal Q is the output of the limiter circuit 104 and is assumed to have the offset frequency ΔF. That is, the frequency of the signal Q in the mark or space is ± F D −ΔF. Here, the demodulator 10
Is a delay detection circuit composed of a delay circuit 61 having a delay time T and an exclusive OR circuit 62, as shown in FIG. The output of the demodulator 10 becomes a pulse wave D having a pulse width T.
By integrating the pulse wave D with the low-pass filter 11, a voltage output O proportional to the frequency of the signal Q is obtained. The average value of the voltage output O becomes the voltage output of F D which is independent of ΔF. That is, the frequencies of the signal Q are F D −ΔF and | −F D −Δ
Since it is F |, the frequency average value becomes F D. The average value A of the signal O is obtained by the average value circuit 12. Time constant are sufficiently longer set than 1 / B R. The structure of the average value circuit 12 is a first-order RC integrating circuit as shown in FIG. Next, the average value A is input to the offset circuit 13 and a voltage of ± ΔV is applied.

VH=A+△V,VL=A−△V コンパレータ回路14および15には各々VH,VLが入力さ
れ、VOHはO<VHのときハイ状態に、VOLはO>VLのとき
にハイ状態になるように設定してある。VOLおよびVOH
アンド回路16に入力され、VOLおよびVOHが共にハイ状態
のときだけアンド回路16の出力Cはハイ状態になる。こ
のことは信号Oが平均値Aから△V以内であるとき信号
Cはハイ状態になることを示す。以上のことを具体的な
数値を上げて示すと、復調回路10に於ける復調感度をKD
(V/kHz)とすると、信号Oは O=KD・△F になり、 △V>KD・△F のときに信号Cがハイになる。KD=10mV/kHz、△V=10
mVとすれば、△F<1kHzであるとき信号Cがハイ状態に
なる。ここで、オフセット回路13の構成を第10図に示
す。平均値Aはボルテージホロワ65を通して抵抗68およ
び69と定電流回路66および67によってオフセット電圧±
△Vを発生している。また、コンパレータ回路14および
15は第11図に示すようにトランジスタ77、78、抵抗75、
76、定電流回路79からなる差動増幅器とトランジスタ8
0、抵抗81から成るレベルシフトとで構成される。
V H = A + ΔV, V L = A-ΔV V H and V L are input to the comparator circuits 14 and 15, respectively, and V OH is in a high state when O <V H and V OL is O> V. L is set to be in a high state at the time of. V OL and V OH are input to the AND circuit 16, and the output C of the AND circuit 16 is in the high state only when both V OL and V OH are in the high state. This indicates that signal C goes high when signal O is within .DELTA.V from average value A. To show the above with specific numerical values, the demodulation sensitivity in the demodulation circuit 10 can be shown by K D
(V / kHz), the signal O becomes O = K D · ΔF, and the signal C becomes high when ΔV> K D · ΔF. K D = 10 mV / kHz, △ V = 10
If it is mV, the signal C goes high when ΔF <1 kHz. Here, the configuration of the offset circuit 13 is shown in FIG. Average value A is offset voltage ± by resistors 68 and 69 and constant current circuits 66 and 67 through voltage follower 65.
ΔV is generated. In addition, the comparator circuit 14 and
15 is a transistor 77, 78, a resistor 75, as shown in FIG.
76, differential amplifier consisting of constant current circuit 79 and transistor 8
0 and a level shift composed of a resistor 81.

第12図にのこぎり波発生回路17の構成を示す。RSラッ
チ91とコンパレータ89および90とを用い定電流回路83に
よりコンデンサ82を充電し、高電圧側設定電圧VCH以上
になるとRSラッチ91が反転し、定電流回路84により急速
にコンデンサ82を放電する。次に低電圧側設定電圧VCL
以下になると、RSラッチ91が反転してまた定電流回路83
により充電を開始することを繰り返し、このぎり波を発
生する。のこぎり波発生回路17は信号Cがハイ状態のと
き自走を停止してそのときの電圧VTを維持する。信号C
がハイ状態になると、定電流回路83および84がオフして
ハイインピーダンスの状態になる。のこぎり波発生回路
17の出力VTは電圧制御発振回路109に入力される。この
ために電圧制御発振回路109はのこぎり波発生回路17に
よって第13図に示すような周期で自走する。ここで、1
周期が1ビット内にはいるためにのこぎり波の周期はデ
ータ伝送速度より短い。また、第13図に示すように局部
発振周波数は回線周波数の上下で変化する。これはAFC
回路に入力されたビート周波数がプラス側に周波数オフ
セットがかかっているのかまたはマイナス側にかかって
いるのかを判断することが不可能であり、回線周波数の
上下で局部発振周波数を変化させオフセットが小さくな
る点を検出する必要があるためである。局部発信周波数
が周期的に変化することによりベースバンド信号Iおよ
びQも同様に変化する。このために1ビット中に必ず1
回は回線周波数と局部発振周波数との誤差があらかじめ
定められた周波数以内になるときがあるので、信号Cも
1ビット中に少なくとも1回はハイ状態になる。この時
点でのこぎり波発生回路17の出力VTは一定値になり、局
部発振周波数は回線周波数とあらかじめ定められた周波
数以内になって自動周波数制御がかかる。
FIG. 12 shows the configuration of the sawtooth wave generation circuit 17. The capacitor 82 is charged by the constant current circuit 83 using the RS latch 91 and the comparators 89 and 90, and the RS latch 91 is inverted when the voltage becomes higher than the set voltage V CH on the high voltage side, and the capacitor 82 is rapidly discharged by the constant current circuit 84. To do. Next, low voltage side setting voltage V CL
In the following cases, the RS latch 91 is inverted and the constant current circuit 83
The charging is repeatedly started by and the wave is generated. The sawtooth wave generation circuit 17 stops the free running when the signal C is in the high state and maintains the voltage V T at that time. Signal C
When is high, the constant current circuits 83 and 84 are turned off, and a high impedance state is set. Sawtooth wave generator
The output V T of 17 is input to the voltage controlled oscillator circuit 109. For this reason, the voltage controlled oscillator circuit 109 is self-propelled by the sawtooth wave generation circuit 17 in a cycle as shown in FIG. Where 1
The cycle of the sawtooth wave is shorter than the data transmission rate because the cycle is within 1 bit. Also, as shown in FIG. 13, the local oscillation frequency changes above and below the line frequency. This is AFC
It is impossible to judge whether the beat frequency input to the circuit has a positive frequency offset or a negative frequency offset, and the local oscillation frequency is changed above and below the line frequency to reduce the offset. This is because it is necessary to detect As the local oscillation frequency changes periodically, the baseband signals I and Q also change. Therefore, be sure to set 1 in 1 bit.
Since the error between the line frequency and the local oscillation frequency may be within a predetermined frequency, the signal C also becomes the high state at least once in one bit. At this time, the output V T of the sawtooth wave generation circuit 17 becomes a constant value, and the local oscillation frequency falls within a predetermined frequency of the line frequency and automatic frequency control is applied.

次に、本発明の第2の実施例を第14図に示す。 Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG.

第1図のアンド回路16を排他的論理和回路18に置き換
えたものであり第1の実施例と同様に動作する。
The AND circuit 16 of FIG. 1 is replaced with an exclusive OR circuit 18, and it operates similarly to the first embodiment.

最後に、本実施例のAFC回路を用いた場合の受信感度
帯域特性を第15図に示す。AFC回路を用いない場合の直
交検波方式と比較して1dB帯域が2kHzから6kHzとなり明
かに改善されている。また、第4図に示すように、従来
のスーパヘテロダイン方式と比較しても遜色がない。こ
こで、第4図の曲線Iは直交検波受信方式の特性を示
し、曲線IIはスーパヘテロダイン方式の特性を示す。ま
た、第15図の曲線IはAFC回路無しの場合の特性を示
し、曲線IIはAFC回路を有する場合の特性を示す。
Finally, FIG. 15 shows the reception sensitivity band characteristic when the AFC circuit of this embodiment is used. Compared to the quadrature detection method that does not use the AFC circuit, the 1dB band is clearly improved from 2kHz to 6kHz. Further, as shown in FIG. 4, it is comparable to the conventional super heterodyne system. Here, the curve I in FIG. 4 shows the characteristics of the quadrature detection reception system, and the curve II shows the characteristics of the superheterodyne system. Curve I in FIG. 15 shows the characteristics without the AFC circuit, and curve II shows the characteristics with the AFC circuit.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、以上説明したように、局部発振周波数は回
線周波数とあらかじめ定められた周波数以内になり回線
周波数に追従させることが可能になり、従来例のように
感度帯域特性が狭い欠点を除去してスーパヘテロダイン
方式と同等な感度帯域特性を実現できる効果がある。
As described above, according to the present invention, the local oscillation frequency is within a predetermined frequency with the line frequency, and it is possible to follow the line frequency, thereby eliminating the disadvantage that the sensitivity band characteristic is narrow like the conventional example. The effect is that sensitivity band characteristics equivalent to those of the super heterodyne system can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明実施例構成を示すブロック構成図。 第2図は本発明に用いた受信機の構成を示すブロック
図。 第3図は第1の実施例の各部の波形を示す図。 第4図は受信帯域特性を示すグラフ。 第5図は第2図の復調回路の構成を示す構成図。 第6図は第5図の復調回路の動作を示す波形図。 第7図は第1図の復調部の構成図。 第8図は第1図の低域通過フィルタの構成図。 第9図は第1図の平均値回路の構成図。 第10図は第1図のオフセット回路の構成図。 第11図は第1図のコンパレータ回路の構成図。 第12図は第1図ののこぎり波発生回路の構成図。 第13図はのこぎり波の波形図。 第14図は本発明の第2の実施例の構成を示すブロック
図。 第15図は本発明を用いた場合の受信帯域特性のグラフ。 第16図は従来例の構成を示すブロック構成図。 10……復調部、11、103、106……低域通過フィルタ、12
……平均値回路、13……オフセット回路、14、15、107
……コンパレータ回路、16……アンド回路、17……のこ
ぎり波発生回路、18……排他的論理和回路、101……高
周波増幅器、102……ミキサ回路、104……リミッタ回
路、105……復調回路、108……90度移相器、109……電
圧制御発振回路、110……AFC回路、201……局部発振回
路。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the receiver used in the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the waveform of each part of the first embodiment. FIG. 4 is a graph showing reception band characteristics. FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of the demodulation circuit of FIG. FIG. 6 is a waveform diagram showing the operation of the demodulation circuit of FIG. FIG. 7 is a block diagram of the demodulator of FIG. FIG. 8 is a block diagram of the low-pass filter of FIG. FIG. 9 is a block diagram of the average value circuit of FIG. FIG. 10 is a block diagram of the offset circuit of FIG. FIG. 11 is a block diagram of the comparator circuit of FIG. FIG. 12 is a block diagram of the sawtooth wave generation circuit of FIG. Figure 13 is a waveform diagram of a sawtooth wave. FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a graph of reception band characteristics when the present invention is used. FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of a conventional example. 10 ... Demodulator, 11, 103, 106 ... Low-pass filter, 12
…… Average value circuit, 13 …… Offset circuit, 14, 15, 107
...... Comparator circuit, 16 …… And circuit, 17 …… Sawtooth wave generation circuit, 18 …… Exclusive OR circuit, 101 …… High frequency amplifier, 102 …… Mixer circuit, 104 …… Limiter circuit, 105 …… Demodulation Circuit, 108 …… 90 degree phase shifter, 109 …… Voltage control oscillation circuit, 110 …… AFC circuit, 201 …… Local oscillation circuit.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】自回路で生成する局部周波数信号の周波数
を与えられた制御電圧に応じて可変設定できる発振回路
と、受信する二値デジタル信号で周波数変調された変調
波信号をこの局部周波数信号を用いてベースバンド信号
に変換するミキサ回路と、上記発振回路に制御電圧を与
える自動周波数制御回路と、このベースバンド信号を直
交検波処理して復調信号を生成する復調回路とを備えた
周波数変調波受信装置において、 上記自動周波数制御回路は、上記ベースバンド信号を周
波数検波して第一信号を生成する第一手段と、この第一
信号の平均値電圧を示す第二信号を生成する第二手段
と、この第二信号の示す電圧に正または負のオフセット
電圧を重畳した二つの第三信号を生成する第三手段と、
上記第一信号と上記二つの第三信号とをそれぞれ比較し
て上記第一信号が上記平均値電圧より上記オフセット電
圧以内のときに第四の信号を出力する第四手段と、この
第四信号に応じて自手段が生成する第五信号が呈する電
圧を保持し、この電圧を上記発振回路の制御電圧とする
第五手段とを備え、 上記第一手段は、上記ベースバンド信号に一定時間の遅
延をかける遅延回路と、この遅延回路の出力を第一の入
力、上記ベースバンド信号を第二の入力とする排他的論
理和回路と、この排他的論理和回路の出力に接続される
低域通過フィルタとで構成され、 上記第二手段は、1次の積分回路で構成され、 上記第三手段は、上記第二信号を入力とするボルテージ
ホロワと、吐き出し電流を発生する第一の定電流回路
と、上記第一の定電流回路に一端が接続され上記ボルテ
ージホロワに他端が接続された第一の抵抗と、吸い込み
電流を発生する第二の定電流回路と、上記第二の定電流
回路に一端が接続され上記ボルテージホロワに他端が接
続された第二の抵抗とで構成され、 上記第四手段は、上記第一信号を負入力とし上記正のオ
フセット電圧が重畳された第一の第三信号を正入力とす
る第一のコンパレータと、上記第一信号を正入力とし上
記負のオフセット電圧が重畳された第二の第三信号を負
入力とする第二のコンパレータと、この第一のコンパレ
ータの出力と第二のコンパレータの出力とが接続される
論理積回路とから構成され、 上記第五手段は、第一の定電圧回路と、第二の定電圧回
路と、この第一の定電圧回路を負入力とし上記第五信号
を正入力とする第三のコンパレータと、上記第二の定電
圧回路を正入力とし上記第五信号を負入力とする第四の
コンパレータと、上記第三のコンパレータと第四のコン
パレータの出力をそれぞれリセット・セット入力とする
RSフリップフロップと、このRSフリップフロップの正相
出力により吐き出し電流をゼロとする第三の定電流回路
と、上記RSフリップフロップの逆相出力により引き込み
電流をゼロとする第四の定電流回路と、上記第四信号に
より上記RSフリップフロップの正相入力および逆相出力
を停止するスイッチ回路とを備え、上記第三の定電流回
路の出力と上記第四の定電流回路の出力とコンデンサの
接続点とを上記第五信号出力とするのこぎり波発生回路
であることを特徴とする周波数変調波受信装置。
1. An oscillating circuit capable of variably setting the frequency of a local frequency signal generated by its own circuit in accordance with a given control voltage, and a modulating wave signal frequency-modulated by a binary digital signal to be received. Frequency modulation including a mixer circuit for converting to a baseband signal by using the above, an automatic frequency control circuit for giving a control voltage to the oscillation circuit, and a demodulation circuit for performing a quadrature detection process on the baseband signal to generate a demodulation signal. In the wave receiving device, the automatic frequency control circuit includes first means for frequency-detecting the baseband signal to generate a first signal, and second means for generating a second signal indicating an average value voltage of the first signal. Means and third means for generating two third signals by superposing a positive or negative offset voltage on the voltage indicated by the second signal,
Fourth means for comparing the first signal with the two third signals, and outputting a fourth signal when the first signal is within the offset voltage from the average value voltage, and the fourth signal. And a fifth means for holding the voltage represented by the fifth signal generated by its own means, and using this voltage as the control voltage of the oscillation circuit, wherein the first means is the baseband signal for a certain period of time. A delay circuit for delaying, an exclusive OR circuit using the output of the delay circuit as a first input and the baseband signal as a second input, and a low frequency band connected to the output of the exclusive OR circuit. A pass filter, the second means is a first-order integration circuit, and the third means is a voltage follower that receives the second signal as an input and a first constant circuit that generates a discharge current. The current circuit and the first constant current circuit above A first resistor having one end connected to the voltage follower and the other end connected to the voltage follower, a second constant current circuit for generating a sink current, and one end connected to the second constant current circuit to the voltage follower. And a second resistor whose other end is connected to the fourth means, wherein the fourth means uses the first signal as a negative input and the first third signal on which the positive offset voltage is superimposed as a positive input. A first comparator, a second comparator having the first signal as a positive input and a second third signal having the negative offset voltage superposed thereon as a negative input, an output of the first comparator and a second And a logical product circuit connected to the output of the comparator, the fifth means is a first constant voltage circuit, a second constant voltage circuit, the first constant voltage circuit as a negative input A third comparator having the fifth signal as a positive input and , A fourth comparator having the second constant voltage circuit as a positive input and the fifth signal as a negative input, and the outputs of the third and fourth comparators as reset / set inputs, respectively.
An RS flip-flop, a third constant current circuit that makes the discharge current zero by the positive-phase output of this RS flip-flop, and a fourth constant current circuit that makes the pull-in current zero by the opposite-phase output of the RS flip-flop. A switch circuit for stopping the positive phase input and the negative phase output of the RS flip-flop by the fourth signal, and connecting the output of the third constant current circuit and the output of the fourth constant current circuit to a capacitor. And a point is a sawtooth wave generation circuit that outputs the fifth signal.
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