JP2001168645A - Fm復調器およびfm復調方法ならびに通信機器 - Google Patents

Fm復調器およびfm復調方法ならびに通信機器

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JP2001168645A
JP2001168645A JP34901399A JP34901399A JP2001168645A JP 2001168645 A JP2001168645 A JP 2001168645A JP 34901399 A JP34901399 A JP 34901399A JP 34901399 A JP34901399 A JP 34901399A JP 2001168645 A JP2001168645 A JP 2001168645A
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JP
Japan
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circuit
demodulator
limiter amplifier
transistors
signal
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JP34901399A
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English (en)
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Tatsuto Oka
達人 岡
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力FM変調波(入力信号)に同期する出力
パルスを高い復調効率で復調すると共に簡単な構成のF
M復調器およびFM復調方法を提供すること。 【解決手段】 リミッタアンプ11の出力信号の立ち上が
り/立ち下がりのスルーレートをスルーレート制限回路
12、14またはローパスフィルタ32、34等の立ち上がり/
立ち下がり調整回路で一定値に調整または制限し、AN
D回路15の論理しきい値電圧Vthを調整することによ
り、入力信号の立ち上がりおよび立ち下がりの両方に同
期した出力パルスを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信機器に係り、
特にFM変調波を検波して変調信号成分を復調するFM
復調器およびFM復調方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】FM変調は、搬送波の周波数を変調信号
のレベルによって変化させる、即ち変調する変調方式で
あり、振幅を変調するAM変調と比較して一般にノイズ
特性が優れているので音楽放送等に広く使用されてい
る。図11は、例えば特開平9−284055号公報の
「FM復調方法およびFM復調回路」に開示されている
従来のFM復調器のブロック図を示す。このFM復調器
100は、リミッタアンプ(制限増幅器)101、AND回路
102、インバータ(反転器)103およびCR(コンデンサ
および抵抗)回路である遅延回路104より構成されてい
る。
【0003】図12は、図1に示すFM復調器100の動作
原理を説明するタイミングチャートである。図12にお
いて、(A)は周波数が低い場合を示し、(B)は周波
数が高い場合を示す。図12(A)および(B)のタイ
ミングチャートにおいて、(a)はリミッタアンプ101
の出力信号、(b)は遅延回路104の出力信号および
(c)はAND回路102の出力信号である。入力FM変
調波は、リミッタアンプ101で2値振幅化された後、こ
の信号(a)とインバータ103で位相反転されかつ遅延
回路104によって一定時間Tだけ遅延させた信号(b)
との論理積(AND)がAND回路102によりとられ、
FM変調波の立ち上がりに同期したパルス幅Tの矩形パ
ルス(c)に変換される。このパルス幅Tの矩形パルス
波形(c)は、入力FM変調波の周波数によってパルス
の密度が変化するため、ローパスフィルタ等で平均レベ
ル(直流成分)を抽出することにより、入力FM変調波
の周波数に比例した電圧が復調出力として得られる。
【0004】論理積をとる、この論理演算回路(AND
回路)は、排他的論理和をとる論理演算回路(EXOR
回路)と比較した場合、トランジスタを縦方向に(また
は縦続)接続しないため、低電圧化かつ単一バイアス化
が可能になるという利点がある。EXOR回路は、例え
ば、図13に示すような回路で実現される。即ち、エミ
ッタが定電流源110に接続された1対のトランジスタ111
−112、これらトランジスタのコレクタに夫々エミッタ
が共通接続された2対のトランジスタ113−114、115−11
6およびトランジスタ113−115、114−116のコレクタを
相互接続する1対の負荷抵抗117−118により構成され
る。これら負荷抵抗117−118の他端は、正電源Vccに接
続される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のFM復調器においては、FM変調波の立ち上が
りのみを検出して矩形パルスを発生させており、FM変
調波の立ち下がりは無視している。そのため、FM変調
波に含まれる周波数変化の情報を半分しか利用しておら
ず、復調効率が低いという問題点があった。
【0006】従って、本発明の目的は、FM変調波の立
ち上がりおよび立ち下がりを検出して出力パルスを出力
し、復調効率が高くかつ低電圧で動作するFM復調器お
よびFM復調方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のFM復調器は、
FM変調された入力信号を飽和増幅するリミッタアンプ
と、このリミッタアンプの後段に配置され入力信号に同
期した出力パルスを出力するAND回路とを含むFM復
調器である。そして、このAND回路には、それぞれリ
ミッタアンプの反転出力信号および非反転出力信号の立
ち上がり/立ち下がり傾斜を調整する傾斜調整回路を介
して入力することを特徴とする。
【0008】好適な実施形態では、上述した傾斜調整回
路は、スルーレート制限回路である。このスルーレート
制限回路は、エミッタが共通接続されコレクタが夫々抵
抗とコンデンサとの並列回路に接続された1対のトラン
ジスタと、これらトランジスタの一方のトランジスタの
ベースに入力信号を印加し、他方のトランジスタのコレ
クタおよびベースに夫々ベースおよびエミッタが接続さ
れたエミッタフォロワ形トランジスタとにより構成され
る。
【0009】さらに、上述した傾斜調整回路は、抵抗お
よびコンデンサ等で構成されるローパスフィルタであっ
ても良い。また、AND回路は、予め定めたしきい値を
有するのが好ましい。
【0010】さらに、本発明のFM復調器は、FM変調
された入力信号を飽和増幅するリミッタアンプと、この
リミッタアンプの後段に接続され、入力信号に同期した
出力パルスを出力するAND回路とを備えている。この
リミッタアンプは、夫々コレクタに抵抗およびコンデン
サが並列接続され、エミッタが共通接続された1対のト
ランジスタと、これらトランジスタのコレクタにそれぞ
れ接続されたエミッタフォロワ形トランジスタとを有
し、AND回路は、それぞれエミッタが共通接続された
3個のトランジスタを有し、これらトランジスタのうち
相互に並列接続された2個のトランジスタのベースにリ
ミッタアンプの出力が入力され、残りのトランジスタの
ベースに予め定めたしきい値を印加することを特徴とす
る。また、AND回路の相互に並列接続された2個のト
ランジスタのコレクタにはエミッタフォロワ形の出力ト
ランジスタが接続されている。
【0011】さらに、本発明のFM復調方法は、FM変
調された入力信号をリミッタアンプで飽和増幅し非反転
信号およびこれを位相反転した反転信号を得ることと、
これら非反転信号および反転信号の立ち上がり/立ち下
がり傾斜を調整することと、これら立ち上がり/立ち下
がり傾斜調整された非反転信号および反転信号を予め定
めたしきい値に基づき論理積をとり、入力信号の立ち上
がりおよび立ち下がりの両時点で出力パルスを出力する
こととよりなることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるFM復調器お
よびFM復調方法の好適な実施形態の構成および動作
を、添付図を参照して詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明によるFM復調器の第1実
施形態のブロック図を示す。図1に示すFM復調器10
は、入力FM変調波を飽和増幅するリミッタアンプ11、
このリミッタアンプ11の出力信号の立ち上がり/立ち下
がりの傾き(傾斜)を調整または制限するスルーレート
制限回路12、リミッタアンプ11の出力信号の極性を反転
するインバータ13、このインバータ13の出力信号の立ち
上がり/立ち下がりの傾きを調整または制限するスルー
レート制限回路14、これら両スルーレート制限回路12お
よび14の出力信号の論理積を演算するAND回路15より
構成される。
【0014】以上のように構成されたFM復調器10の動
作を、図2および図3のタイミングチャートを参照して
説明する。図2および図3のタイミングチャートにおい
て、(a)はリミッタアンプ11の出力信号、(b)はイ
ンバータ13の出力信号、(c)はスルーレート制限回路
12の出力信号、(d)はスルーレート制限回路14の出力
信号および(e)はAND回路15の出力信号である。
【0015】リミッタアンプ11の出力信号(a)および
インバータ13の出力信号(b)は、立ち上がり/立ち下
がりの傾きが調整または制限され、スルーレート制限回
路12の出力(c)およびスルーレート制限回路14の出力
(d)に示すように整形される。図3に時間的に拡大し
て示すように、スルーレート制限回路12の出力信号
(c)およびスルーレート制限回路14の出力信号(d)
のレベルを識別する、しきい値電圧Vthが信号振幅の中
心からやや下に位置するようにAND回路15を動作させ
る。これにより、入力信号の立ち上がりおよび立ち下が
りの両方に同期した矩形パルス(e)を得ることができ
る。
【0016】スルーレート制限回路12および14は、例え
ば図4に示すような回路で実現できる。即ち、エミッタ
が定電流源20に共通接続された1対のトランジスタ21−
22、これらトランジスタのコレクタに接続された負荷抵
抗23−24と夫々並列接続されたコンデンサ25−26、トラ
ンジスタ22のコレクタおよびベースに夫々ベースおよび
エミッタが接続されたエミッタフォロワ形出力トランジ
スタ28より構成される。さらに、この出力トランジスタ
28のエミッタには、別の定電流源27が接続されている。
トランジスタ21−22のコレクタ負荷抵抗23−24およびコ
ンデンサ25−26のCR時定数を選択することにより、上
述した出力信号(c)および(d)の立ち上がり/立ち
下がり傾き(傾斜)を決める。
【0017】上述のように、本発明のFM復調器の第1
実施形態によれば、リミッタアンプ11の出力信号(a)
とインバータ13の出力信号(b)の立ち上がり/立ち下
がりの傾きを立ち上がり/立ち下がり調整回路で調整ま
たは制限し、論理積を演算するAND回路15の論理しき
い値Vthを調整することで、入力信号の立ち上がりおよ
び立ち下がりの両方に同期した矩形パルス(e)を出力
として得ることができる。
【0018】次に、図5は本発明によるFM復調器の第
2実施形態のブロック図を示す。図5のFM復調器30
は、入力FM変調波を飽和増幅するリミッタアンプ31、
このリミッタアンプ31の出力信号の立ち上がり/立ち下
がりの応答を鈍らせる(即ち、立ち上がり/立ち下がり
調整する)ローパスフィルタ32、リミッタアンプ31の出
力信号の極性を反転するインバータ33、このインバータ
33の出力信号の立ち上がり/立ち下がりの応答を鈍らせ
るローパスフィルタ34、これらのーパスフィルタ32およ
び34からの出力信号の論理積を演算するAND回路35よ
り構成される。
【0019】次に、上述のように構成されたFM復調器
30の動作を、図6および図7のタイミングチャートを参
照して説明する。図5および図6において、(a)はリ
ミッタアンプ31の出力信号、(b)はインバータ33の出
力信号、(c)はスルーレート制限回路32の出力信号、
(d)はスルーレート制限回路34の出力信号および
(e)はAND回路35の出力信号である。
【0020】リミッタアンプ31の出力信号(a)および
インバータ33の出力信号(b)は、夫々ローパスフィル
タ32、34で立ち上がり/立ち下がりの応答が鈍らせら
れ、出力信号(c)および(d)のように整形される。
図7に時間的に拡大して示すように、ローパスフィルタ
32、34の出力信号(c)および(d)のレベルを識別す
るしきい値電圧Vthが信号振幅の中心からやや下に位置
するようにAND回路35を動作させる。これにより、入
力信号の立ち上がりおよび立ち下がりの両方に同期した
矩形パルス(e)を得ることができる。ローパスフィル
タ32および34は、例えば図8に示すように抵抗41および
コンデンサ42を含むフィルタ回路で実現できる。
【0021】上述のように、本発明の第2実施形態のF
M復調器30によれば、ローパスフィルタ32、34を用いて
リミッタアンプ31の出力信号(a)とインバータ33の出
力信号(b)の立ち上がり/立ち下がりの応答を鈍らせ
ることにより、上述した第1実施形態のFM復調器10よ
りもさらに回路を簡略化することができる。
【0022】図9は本発明によるFM復調器の第3実施
形態のブロック図を示す。このFM復調器50は、入力F
M変調波を飽和増幅し正相信号と逆相信号を出力するリ
ミッタアンプ60およびこのリミッタアンプ60の両出力信
号の論理積を演算するAND回路70より構成される。リ
ミッタアンプ60は、出力信号の立ち上がり/立ち下がり
の応答が鈍るように帯域制限されており、上述した第2
実施形態のFM復調器30におけるローパスフィルタ32、
34とインバータ33の機能も併せて実現する。
【0023】この第3実施形態のFM復調器50を実現す
る具体的な回路図の1例を図10に示す。リミッタアン
プ60は、エミッタが定電流源61に共通接続された1対の
トランジスタ62−63、これらトランジスタのコレクタ
に夫々並列接続された負荷抵抗およびコンデンサ64−6
5、これらトランジスタのコレクタに夫々ベースが接続
され、エミッタに定電流源68、69が接続された1対のエ
ミッタフォロワ形トランジスタ66−67より構成される。
負荷抵抗およびコンデンサ64−65のCR時定数により出
力信号の立ち上りおよび立ち下がりの傾斜が決まる。
【0024】また、AND回路70は、エミッタが定電流
源71に共通接続された3個のトランジスタ72、73、7
4、これらトランジスタ72、73のベースは夫々リミッタ
アンプ60のエミッタフォロワ形トランジスタ66−67のエ
ミッタに接続され、コレクタは負荷抵抗75に共通接続さ
れる。また、トランジスタ74のベースには、しきい電圧
Vthが印加され、コレクタは抵抗76に接続されている。
さらに、トランジスタ72−73のコレクタにベースが接続
され、エミッタが定電流源78に接続されたエミッタフォ
ロワ形出力トランジスタ77を有する。従って、エミッタ
フォロワ形出力トランジスタ77のエミッタ出力端子Vou
tからは、1対のエミッタフォロワ形トランジスタ66−6
7の出力が共にしきい電圧より低いとき高電圧、しきい
電圧より共に高いとき低電圧となり、AND出力を得る
ことが可能である。従来の技術では、リミッタアンプは
できる限り広帯域であることが要求されるが、本実施の
形態では出力波形の応答が適度に鈍る程度の帯域幅であ
ればよいため、リミッタアンプの低消費電力化や回路構
成の簡略化が可能である。
【0025】以上のように、本発明の第3実施形態のF
M復調器によれば、リミッタアンプの帯域幅が、出力信
号の立ち上がり/立ち下がりの応答が鈍る程度に帯域制
限されていればよい。これにより、本発明の第2実施形
態のFM復調器よりもさらに回路を簡略化することがで
きる。
【0026】以上、本発明によるFM復調器の種々の実
施形態を詳細に説明した。しかし、これらは単なる本発
明の例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない
こと、当業者には容易に理解できよう。例えば、トラン
ジスタは、必ずしも図示したバイポーラトランジスタで
ある必要はなく、電界効果トランジスタであっても良
い。その場合には、ベース、エミッタおよびコレクタ
は、夫々ゲート、ソースおよびドレインと読み替えるも
のとする。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のFM復調器および復調方法によると、AND回路を用
いて入力FM変調波の立ち上がりおよび立ち下がりを検
出することにより、復調効率が高いFM復調器またはF
M復調方法が得られる。また、回路構成は簡単であり、
さらに低電圧で動作するので、集積回路化が容易である
という実用上の顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるFM復調器の第1実施形態のブロ
ック図、
【図2】図1のFM復調器の動作を説明するタイミング
チャート、
【図3】図1のFM復調器の動作を説明する時間的に拡
大したタイミングチャート、
【図4】図1中のスルーレート制限回路の具体的な回路
図、
【図5】本発明によるFM復調器の第2実施形態のブロ
ック図、
【図6】図5に示すFM復調器の動作を説明するタイミ
ングチャート、
【図7】図5に示すFM復調器の動作を詳細に説明する
時間的に拡大したタイミングチャート、
【図8】図5に示すFM復調器におけるローパスフィル
タの具体的な回路図、
【図9】本発明によるFM復調器の第3実施形態のブロ
ック図、
【図10】図9に示すFM復調器の具体的な回路図、
【図11】従来のFM復調器のブロック図、
【図12】図10に示す従来のFM復調器の動作を説明
するタイミングチャート、
【図13】従来のEXOR回路の回路図である。
【符号の説明】
10、30、50 FM復調器 11、31、60 リミッタアンプ 12、14 スルーレート制限回路 13、33 インバータ 15、35、70 AND回路

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 FM変調された入力信号を飽和増幅する
    リミッタアンプと、該リミッタアンプの後段に配置され
    前記入力信号に同期した出力パルスを出力するAND回
    路とを含むFM復調器において、 前記AND回路には、夫々前記リミッタアンプの反転出
    力信号および非反転出力信号の立ち上り/立ち下がり傾
    斜を調整する傾斜調整回路を介して入力することを特徴
    とするFM復調器。
  2. 【請求項2】 前記傾斜調整回路は、スルーレート制限
    回路であることを特徴とする請求項1に記載のFM復調
    器。
  3. 【請求項3】 前記スルーレート制限回路は、エミッタ
    が共通接続されコレクタに夫々抵抗およびコンデンサの
    並列回路が接続された1対のトランジスタと、該トラン
    ジスタの一方のベースに入力信号を印加し、他方のトラ
    ンジスタのコレクタおよびベースに夫々ベースおよびエ
    ミッタが接続されたエミッタフォロワ形トランジスタと
    により構成されることを特徴とする請求項2に記載のF
    M復調器。
  4. 【請求項4】 前記傾斜調整回路は、ローパスフィルタ
    であることを特徴とする請求項1のFM復調器。
  5. 【請求項5】 前記AND回路は、予め定めたしきい値
    を有することを特徴とする請求項1、2、3または4に
    記載のFM復調器。
  6. 【請求項6】 FM変調された入力信号を飽和増幅する
    リミッタアンプと、該リミッタアンプの後段に接続され
    前記入力信号に同期した出力パルスを出力するAND回
    路とを備え、 前記リミッタアンプは、夫々コレクタに抵抗およびコン
    デンサの並列負荷が接続されエミッタが共通接続された
    1対のトランジスタと、夫々該トランジスタのコレクタ
    に接続されたエミッタフォロワ形トランジスタとを有
    し、 前記AND回路は、夫々エミッタが共通接続された3個
    のトランジスタを有し、該3個のトランジスタのうち並
    列接続された2個のトランジスタのベースにそれぞれ前
    記リミッタアンプの出力が入力され、残りのトランジス
    タのベースに予め定めたしきい値を印加するよう構成さ
    れたことを特徴とするFM復調器。
  7. 【請求項7】 前記AND回路の前記並列接続された2
    個のトランジスタのコレクタにエミッタフォロワ形出力
    トランジスタを接続することを特徴とする請求項6に記
    載のFM復調器。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載のFM復
    調器を有してなる通信機器。
  9. 【請求項9】 FM変調された入力信号をリミッタアン
    プで飽和増幅した非反転信号および該非反転信号を位相
    反転した反転信号を得ることと、 前記非反転信号および反転信号の立ち上がり/立ち下が
    り傾斜を調整することと、 該立ち上がり/立ち下がり傾斜が調整された非反転信号
    および反転信号を予め定めたしきい値に基づき論理積を
    とり、前記入力信号の立ち上がりおよび立ち下がり時点
    でパルスを出力することを特徴とするFM復調方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019701B2 (en) 2003-01-23 2006-03-28 Yokowo Co., Ltd. Antenna device mounted on vehicle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019701B2 (en) 2003-01-23 2006-03-28 Yokowo Co., Ltd. Antenna device mounted on vehicle

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