JP2001211215A - 直交検波器 - Google Patents

直交検波器

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JP2001211215A
JP2001211215A JP2000019058A JP2000019058A JP2001211215A JP 2001211215 A JP2001211215 A JP 2001211215A JP 2000019058 A JP2000019058 A JP 2000019058A JP 2000019058 A JP2000019058 A JP 2000019058A JP 2001211215 A JP2001211215 A JP 2001211215A
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JP
Japan
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output
signal
quadrature
multiplier
circuit
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JP2000019058A
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English (en)
Inventor
Ryusuke Kiryu
隆介 桐生
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】2値量子化位相変調信号の直交検波精度を向上
させるとともに、回路規模を小さくする。 【解決手段】2値量子化された位相変調信号200と
“+1”、“0”、“−1”の3値によって表される基
準直交位相信号201、202は、乗算器1A、1Bで
乗算され、乗算結果は累積手段2A、2Bに送られる。
累積手段2A、2Bは、乗算結果の一定期間の累積加算
値を直交検波値として出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル位相変
調波を受信する装置に使用される直交検波器に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来のディジタル直交検波器で
ある。端子101に入力される2値量子化された受信位
相変調信号200は、乗算器1A'及び1B'に入力さ
れ、直交検波用の基準直交位相信号230及び231と
それぞれ1ビット乗算され、信号232及び233とな
る。信号232及び233は、それぞれ累積手段2A'
及び2B'に入力され、一定期間における累積値を直交
検波信号として出力する。端子103には、図5の
(b)に示すような2値の基準位相信号が入力され、乗
算器1A'にそのまま基準直交位相信号230として送
られる。また、基準位相信号は、移相器3'によって9
0°位相がシフトされ、乗算器1B'に基準直交位相信
号231として送られる。これらの信号は、図示しない
クロック信号に同期して変化する。図の例では、1周期
16クロックであり(図5の(c)参照)、移相器3'
は、4クロックシフトするものである。なお、アナログ
型の直交検波回路との対応では、乗算器1A'、1B'は
ミキサに対応し、累積手段2A'、2B'はローパスフィ
ルタに対応する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のディジタル直交
検波器は、基準直交位相信号として図5の(b)に示す
ような2値信号を用いているため、図5の(a)に示す
ような基準正弦波のゼロクロス近傍の、不用である乗算
結果をも累積することになり、検波精度が低下してい
た。また、乗算器から常に“+1”又は“−1”の信号
が出力されるため、累積手段の回路規模が大きくなる欠
点があった。さらに、累積手段の累積期間の選び方によ
っては、検波出力ディジタル値にセンター値が得られな
い場合があり、そのため、検波出力の処理手段の構成が
複雑かつ大規模になる欠点があった。
【0004】本発明は、検波精度が高く、かつ、回路規
模の小さくできる直交検波器を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するための主要な構成として、受信位相変調信号に乗
算する検波用基準直交位相信号として、3値の信号を用
いるものである。また、3値の検波用基準直交位相信号
を、振幅を表す振幅ビットと符号を表す符号ビットとの
2ビットによって構成するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図に示す
実施例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例を
示す図である。図1において、1A、1Bは乗算器、2
A、2Bは累積手段、3は移相器である。図7の直交検
波器と大きく異なる点は、端子102に入力される基準
位相信号が、“+1”、“0”、“−1”の3値信号で
ある点である。1周期を16クロックとした場合、たと
えば、図5の(e)に示すように “+1,+1,+
1,+1,+1,0,0,0,−1,−1,−1,−
1,−1,0,0,0”と変化する3値信号である。こ
の信号は、2ビットで構成され、たとえば、“+1”を
“01”、“0”を“00”または“10”、“−1”
を“11”で表す。そして、乗算器1Aにそのまま基準
直交位相信号201として送られ、乗算器1Bには、移
相器3によって90°位相シフトされた基準直交位相信
号202が送られる。移相器3は、2ビット信号を4ク
ロック分位相シフトするものである。
【0007】端子101に入力される2値量子化された
受信位相変調信号200は、“+1”と“−1”の2値
を示す1ビットの信号であり、乗算器1A及び1Bにお
いて、それぞれ直交検波用の基準直交位相信号201及
び202と乗算され、信号203及び204となる。信
号203及び204は、それぞれ累積手段2A及び2B
に入力され、累積手段2A及び2Bは、それぞれ信号2
03及び204の一定期間における累積値を直交検波信
号として端子103及び104から出力する。図1の直
交検波器は、従来のものと同様図示しないクロックに同
期して動作する。
【0008】図2は、累積手段2A、2Bの一構成例を
示す。シフト手段21は、累積すべき一定期間に対応す
る段数を有し、2ビットの信号203または204をク
ロックに同期してシフトするものであり、3入力加算器
22は、入力端A、B、Cの入力信号に対して(A+B
−C)の演算を施し、出力端Yから演算結果を出力する
ものである。入力端Aには、レジスタ23の出力が入力
され、入力端Bには、信号203または204が入力さ
れ、入力端Cには、シフト手段の出力205が入力され
る。したがって、3入力加算器からは、信号203また
は204をシフト手段の段数に対応する期間だけ累積加
算した信号が出力されることになる。
【0009】図3は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。この実施例では、3値の基準位相信号を、振幅の有
無を示す振幅ビットと符号の正負を示す符号ビットとの
2ビットで構成することにより、回路規模をさらに小さ
くしている。図3において、6は振幅ビットと位相ビッ
トからなる基準位相信号を発生する基準位相信号発生手
段、7は振幅ビット信号及び符号ビット信号を90°位
相シフトする移相器、11A、11Bは排他的論理和回
路で構成される乗算器、20A、20Bはシフト手段、
4A、4Bはカウンタ制御手段、5A、5Bはアップダ
ウンカウンタである。
【0010】基準位相信号発生手段6は、図5の(f)
(i)に示すような振幅ビットと、(f)(ii)に示すよう
な符号ビットによりなる基準位相信号を出力する。符号
ビット信号206は、乗算器11Aに送られ、端子10
1に入力される2値量子化された受信位相変調信号20
0と乗算されるとともに、移相器7で90°位相シフト
される。位相シフトされた符号ビット信号207は、乗
算器11Bに送られ、受信位相変調信号200と乗算さ
れる。シフト手段20A及び20Bは、基準位相信号2
06の半周期の整数倍に対応するシフト段数を有するも
のであり、それぞれ、乗算器11A及び11Bの出力が
入力される。カウンタ制御手段4A及び4Bは、アップ
ダウンカウンタ5A及び5Bのカウント動作を制御する
ものであり、それぞれ、乗算器の出力信号208及び2
09、シフト手段20A及び20Bの出力信号210及
び211、振幅ビット信号212及び振幅ビットの位相
シフト信号213に基づき、アップダウンカウンタ5A
及び5Bのアップ/ダウン制御信号214及び216及
びイネーブル信号215及び217を作成する。アップ
ダウンカウンタ5A、5Bの出力は、直交検波信号とし
て出力される。この直交検波器も図示しないクロックに
同期して動作する。
【0011】制御手段4Aは、乗算器11Aの出力20
8とシフト手段20Aの出力210が入力される排他的
論理和回路41Aと、排他的論理和回路41Aの出力と
振幅ビット信号212が入力される論理積回路42Aを
有し、論理積回路42Aの出力をアップダウンカウンタ
5Aのイネーブル信号215として出力するとともに、
乗算器11Aの出力208をそのままアップ/ダウン制
御信号214として出力するものである。したがって、
アップダウンカウンタ5Aは、乗算器の現在の出力とシ
フト段数に基づく一定期間前の出力が異なる場合で、か
つ振幅ビット信号が“1”(振幅信号有)の場合にの
み、カウントアップまたはカウントダウンされ、乗算器
11Aの出力を一定期間累積した値を出力することにな
る。制御手段4Bも同様の構成を有するが、振幅ビット
信号は移相器7によって位相シフトされたものを用い
る。
【0012】この実施例では、シフト手段の段数を基準
直交位相信号の半周期の整数倍に対応する値に設定する
ことにより、振幅ビットをシフト手段の入出力間で一致
させているため、基準直交位相信号の振幅ビットをその
まま用いることができ、振幅ビットのシフト手段を省略
している。
【0013】図4は、制御手段4A、4Bの他の構成例
を示すものであり、端子a、b、cには、それぞれ、信
号208または209、210または211、212ま
たは213が入力され、端子e、fからは、信号214
または216、215または217が出力される。アッ
プダウンカウンタ5A、5Bへのアップダウン制御信号
としてシフト手段の出力を用いる以外は、図3のものと
同様であり、実質的に図3のものと同様の動作をする。
【0014】なお、基準位相信号が“0”となる期間
(振幅ビット信号が“0”となる期間)は、適宜定める
ことができるが、シミュレーション結果によると、ほぼ
次の条件を満たす値にすると最適である。すなわち、図
6(a)の基準正弦波に基づいて、基準位相信号を作成
する場合、[数1]を満たすθ0を求め(このとき、図
6(a)における領域Mと領域Nの面積が同じであ
る。)、nπ−θ0≦θ<nπ+θ0(nは整数)の期
間、基準位相信号を“0”(振幅ビット信号を“0”)
とすればよい。図6(b)、(c)及び(d)は、1周
期16クロックとした場合の、上記条件を満たす3値デ
ータ、3値信号波形及び振幅ビットである。
【0015】
【数1】
【0016】
【発明の効果】以上のとおり、検波用基準直交位相信号
として3値の信号を用いて、不要信号を検波出力に加算
しないようにしているため、検波精度が向上するととも
に、累積手段の回路規模が小さくなる。また、乗算結果
の累積期間の設定にかかわらず、検波出力にセンター値
が得られることになり、検波出力の利用する処理手段の
構成が簡単になる。さらに、請求項3〜6に係る発明に
おいては、3値の検波用基準直交位相信号を符号ビット
と振幅ビットとの2ビットで構成するとともに、乗算結
果のシフト手段の段数を基準直交位相信号の半周期の整
数倍に対応させているため、振幅ビットのシフトが不要
となり、さらに回路規模を小さくでき、サンプルレート
の高速化にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す図
【図2】図1に示す実施例の累積手段の一構成例を示す
【図3】本発明の他の実施例を示す図
【図4】図3に示す実施例の制御手段の他の構成例を示
す図
【図5】基準位相信号を示す図
【図6】基準位相信号の作成方法を説明する図
【図7】従来の検波器を示す図
【符号の説明】
1A、1B 乗算器 2A、2B 累積手段 3 移相器 4A、4B カウンタ制御手段 5A、5B アップダウンカウンタ 6 基準位相信号発生手段 7 移相器 11A、11B 排他的論理和回路 20A、20B、21 シフト手段 22 3入力加算器 23 レジスタ 41A、41B、43 排他的論理和回路 42A、42B、44 論理積回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基準直交位相信号と2値に量子化された位
    相変調信号とを乗算する乗算器と、 前記乗算器の所定期間の出力を累積する累積手段とを有
    し、 前記累積手段の出力を直交検波出力とする直交検波器で
    あって、 前記基準直交位相信号は、“+1”、“0”、“−1”
    の3値によって表される直交検波器。
  2. 【請求項2】請求項1記載の直交検波器であって、 前記累積手段は、 前記乗算器の出力が入力される2ビットシフト手段と、 レジスタと、 前記レジスタの出力A、前記シフト手段への入力B及び
    前記シフト手段の最終段出力Cが入力され、(A+B−
    C)を前記レジスタに出力する3入力加算器と、を有
    し、 前記レジスタの出力を直交検波出力とする直交検波器。
  3. 【請求項3】基準直交位相信号と2値量子化された位相
    変調信号とを乗算することにより直交検波を行う直交検
    波器であって、 前記基準直交位相信号は、振幅を表す振幅ビットと符号
    を表す符号ビットとの2ビットによって3値を表すもの
    であり、 前記位相変調信号と前記符号ビットが入力される乗算器
    と、 前記基準直交位相信号の半周期の整数倍に対応するシフ
    ト段数を有し、前記乗算器の出力が入力されるシフト手
    段と、 アップダウンカウンタと、 前記乗算器の出力、前記シフト手段の出力及び前記振幅
    ビットが入力され、アップ/ダウン制御信号及びイネー
    ブル信号を前記アップダウンカウンタに出力するカウン
    タ制御手段と、を有し、 前記カウンタの出力を直交検波出力とする直交検波器。
  4. 【請求項4】請求項3記載の直交検波器であって、 前記カウンタ制御手段は、 前記乗算器の出力と前記シフト手段の出力が入力される
    排他的論理和回路と、 前記排他的論理和回路の出力と前記振幅ビットが入力さ
    れる論理積回路と、を有し、 前記乗算器の出力をアップ/ダウン制御信号として出力
    し、前記論理積回路の出力をイネーブル信号として出力
    するものである直交検波器。
  5. 【請求項5】請求項3記載の直交検波器であって、 前記カウンタ制御手段は、 前記乗算器の出力と前記シフト手段の出力が入力される
    排他的論理和回路と、 前記排他的論理和回路の出力と前記振幅ビットが入力さ
    れる論理積回路と、を有し、 前記シフト手段の出力をアップ/ダウン制御信号として
    出力し、前記論理積回路の出力をイネーブル信号として
    出力するものである直交検波器。
  6. 【請求項6】請求項3〜5のうちのいずれか1項記載の
    直交検波器であって、 前記乗算器は、排他的論理和回路である直交検波器。
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