JP2002164741A - 角度復調装置、角度復調方法及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数が安定した局部発振信号を生成し、ダ
イレクトコンバージョンの手法により安定した復調を行
う角度復調装置及び角度復調方法を提供することであ
る。 【解決手段】 ＦＭ変調信号は増幅され、ミキサ４Ｉ及
び４Ｑで位相差９０度の一対の第１の局部発振信号と各
々混合され、一対のベースバンド信号へと変換される。
ベースバンド信号は直流成分のカット等を受けた後、ミ
キサ８Ｉ及び８Ｑで位相差９０度の一対の第２の局部発
振信号と各々混合され、得られた信号が互いに加算され
ＩＦ（中間周波数）信号が得られ、ＩＦ信号は検波され
る。また、ベースバンド信号の一方は局部発振器１１に
送られる。局部発振器１１は、ベースバンド信号からＦ
Ｍ変調信号の搬送波成分を抽出して第２の局部発振信号
と混合し、混合により得られた信号の周波数に対し一定
の比率に収束するよう、第１の局部発振信号の周波数を
調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、角度復調装置及
び角度復調方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＭ（Frequency Modulation）変調信号
を復調する手法として、ダイレクトコンバージョンが知
られている。ダイレクトコンバージョンの手法を用いた
ＦＭ受信機は、例えば図３に示す構成を有する。

【０００３】図３に示すＦＭ受信機においては、アンテ
ナ２０１により受信されＲＦ（Radio Frequency：ラジ
オ周波数）増幅器２０２により増幅されたＦＭ変調信号
は分波器２０３により第１のミキサ２０４Ｉ及び２０４
Ｑへと供給される。ＦＭ変調信号は、第１の局部発振器
２１４及び移相器２０８が作る互いに９０度位相の異な
る一対の第１の局部発振信号と各々混合され、一対のベ
ースバンド信号へと変換される。第１の局部発振信号
は、受信した信号の搬送波周波数と同一の周波数に設定
しておく。

【０００４】ベースバンド信号はＬＰＦ（Low Pass Fil
ter）２０５Ｉ及び２０５Ｑにより高調波成分をカット
され、ＡＦ（Audio Frequency：オーディオ周波数）増
幅器２０６Ｉ及び２０６Ｑにより増幅された後、第２の
ミキサ２０７Ｉ及び２０７Ｑによって、第２の局部発振
器２１５及び移相器２０９が作る互いに９０度位相の異
なる一対の第２の局部発振信号と各々混合される。混合
により得られた信号同士は加算器２１０により互いに加
算され、これにより、単一の中間周波信号へと変換され
る。

【０００５】中間周波信号は、ＢＰＦ（Band Pass Filt
er）２１１及びＩＦ（IntermediateFrequency：中間周
波数）増幅器２１２を介してＦＭ検波器２１３に供給さ
れ、ＦＭ検波器２１３が中間周波信号を検波し、検波に
より得られたオーディオ信号を出力する。

【０００６】ダイレクトコンバージョンの手法によれ
ば、ＦＭ変調信号を復調する装置の構成を簡単にできる
上、スーパーヘテロダインと異なり影像周波数近傍の信
号による妨害のおそれがない、という利点が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示す上
述の構成のＦＭ受信機にあっては、第１のミキサにおい
て妨害波の２次歪みあるいは第１の局部発振信号の２次
歪みが発生した場合、これらの２次歪みに含まれる直流
成分がベースバンド信号に混入する。そして、ベースバ
ンド信号に混入した直流成分をＨＰＦ（High Pass Filt
er）を用いて除去した場合、ベースバンド信号に変換さ
れたＦＭ変調信号の搬送波成分も除去されてしまうの
で、ＦＭ変調信号が正確に復調されない。

【０００８】ＦＭ変調信号の復調の正確さを損なわずに
この直流成分を除去するための手法としては、例えば、
特願２０００−２３２０２４に開示されている手法が考
えられる。特願２０００−２３２０２４の手法は、中間
周波信号を抽出して、ＰＬＬ（Phase Lock Loop）を用
い、第１の局部発振信号を、抽出した中間周波信号の搬
送波成分の周波数に対し一定の比率を有する値へと収束
させることにより、第１の局部発振信号の周波数を、受
信する対象のＦＭ変調信号の搬送波周波数から所定量オ
フセットさせた周波数とするものである。この手法によ
り、第１の局部発振信号の周波数は受信する対象のＦＭ
変調信号の搬送波周波数から所定量オフセットさせた周
波数となり、従って、ＨＰＦを用いて、正確さを損なう
ことなくベースバンド信号から容易に直流成分を除去で
きるようになる。

【０００９】しかし、中間周波信号はＦＭ変調された信
号であって、中間周波信号の周波数は絶えず変動する。
従って、特願２０００−２３２０２４の手法によった場
合、第１の局部発振信号の周波数がオフセットされる量
が不安定になる場合があり得た。第１の局部発振信号の
周波数がオフセットされる量が不安定になると、ＦＭ受
信機の復調動作が不安定になる。

【００１０】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、周波数が安定した局部発振信号を生成し、ダイレク
トコンバージョンの手法により安定した復調を行う角度
復調装置及び角度復調方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点にかかる角度復調装置は、第
１の局部発振信号、及び、前記第１の局部発振信号と実
質的に９０度位相が異なる第１移相信号を生成する第１
発振部と、外部より角度変調信号を入力し、前記第１発
振部より前記第１の局部発振信号及び前記第１移相信号
を入力して、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１の局
部発振信号の瞬時値との積のうち周波数が実質的に０で
ある成分を除いた成分から構成される第１ベースバンド
信号を生成し、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１移
相信号の瞬時値との積のうち周波数が実質的に０である
成分を除いた成分から構成される第２ベースバンド信号
を生成する第１混合部と、所定の中間周波数と所定範囲
内のオフセット周波数との差又は和に実質的に等しい周
波数を有する第２の局部発振信号、及び、前記第２の局
部発振信号と実質的に９０度位相が異なる第２移相信号
を生成する第２発振部と、前記第１混合部より前記第１
及び第２ベースバンド信号を入力し、前記第２発振部よ
り前記第２の局部発振信号及び前記第２移相信号を入力
して、前記第１ベースバンド信号の瞬時値と前記第２の
局部発振信号の瞬時値との積及び前記第２ベースバンド
信号の瞬時値と前記第２移相信号の瞬時値との積の和又
は差を表す中間周波信号を生成する第２混合部と、前記
第２混合部より前記中間周波信号を入力して復調するこ
とにより角度復調信号を生成する復調部と、を備え、前
記第１発振部は、前記第１混合部より前記第１ベースバ
ンド信号又は第２ベースバンド信号を入力し、入力した
前記第１ベースバンド信号又は第２ベースバンド信号に
含まれる前記角度変調信号の搬送波成分を抽出し、抽出
した当該搬送波成分の周波数に対し一定の比率を有する
周波数に収束する信号を生成することにより、前記角度
変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との和
又は差に実質的に等しい周波数を有する前記第１の局部
発振信号を生成する、ことを特徴とする。

【００１２】このような角度復調装置は、ダイレクトコ
ンバージョンの手法により角度変調信号の復調を行う。
そして、第１の局部発振信号は、第１ベースバンド信号
又は第２ベースバンド信号から抽出される、角度変調信
号の搬送波成分に基づいて生成される。このため、第１
の局部発振信号の周波数は安定し、従って、このような
角度復調装置による復調の動作は安定する。

【００１３】前記第１発振部は、より具体的には、例え
ば、前記第１混合部より前記第１ベースバンド信号又は
第２ベースバンド信号を入力し、前記第２発振部より前
記第２の局部発振信号を入力して、入力した前記第１ベ
ースバンド信号又は第２ベースバンド信号に含まれる前
記角度変調信号の搬送波成分の瞬時値と入力した前記第
２の局部発振信号の瞬時値との積を表す信号を生成する
第３混合部と、前記第３混合部が生成した信号のうちか
ら、前記角度変調信号の搬送波周波数と前記第２の局部
発振信号の周波数との和又は差に相当する周波数を有す
る前記搬送波成分を抽出する搬送波成分抽出部と、前記
搬送波成分抽出部が抽出した前記搬送波成分の周波数に
対し一定の比率を有する周波数に収束する信号を生成す
ることにより、前記角度変調信号の搬送波周波数と前記
オフセット周波数との和又は差に実質的に等しい周波数
を有する前記第１の局部発振信号を生成する可変周波数
発振器と、を備えることより、第１の局部発振信号を生
成すればよい。

【００１４】前記可変周波数発振器は、例えば、前記搬
送波成分抽出部が抽出した成分を所定の第１の分周比で
分周して得られる信号と前記第１の局部発振信号を所定
の第２の分周比で分周して得られる信号との位相差に基
づき、前記第１の局部発振信号の周波数が前記搬送波成
分抽出部が抽出した成分の周波数に対し一定の比率を有
する値へと収束するように前記第１の局部発振信号の周
波数を決定して、決定した周波数を有する前記第１の局
部発振信号を生成するＰＬＬ（Phase Lock Loop）制御
部を備えるものとすれば、周波数が高い精度で安定した
第１の局部発振信号を容易に生成する。

【００１５】あるいは、前記第１発振部は、例えば、前
記第１混合部より前記第１ベースバンド信号又は第２ベ
ースバンド信号を入力し、入力した前記第１ベースバン
ド信号又は第２ベースバンド信号のうちから、前記角度
変調信号の搬送波成分を抽出する搬送波成分抽出部と、
前記第２発振部より前記第２の局部発振信号を入力し
て、前記搬送波成分抽出部が抽出した前記搬送波成分の
瞬時値と入力した前記第２の局部発振信号の瞬時値との
積を表す信号を生成し、生成した当該信号のうち、前記
角度変調信号の搬送波周波数と前記第２の局部発振信号
の周波数との和又は差に相当する周波数を有する成分を
抽出する第３混合部と、前記第３混合部が抽出した成分
の周波数に対し一定の比率を有する周波数に収束する信
号を生成することにより、前記角度変調信号の搬送波周
波数と前記オフセット周波数との和又は差に実質的に等
しい周波数を有する前記第１の局部発振信号を生成する
可変周波数発振器と、を備えることにより第１の局部発
振信号を生成してもよい。

【００１６】この場合、前記可変周波数発振器は、例え
ば、前記第３混合部が抽出した成分を所定の第１の分周
比で分周して得られる信号と前記第１の局部発振信号を
所定の第２の分周比で分周して得られる信号との位相差
に基づき、前記第１の局部発振信号の周波数が前記搬送
波成分抽出部が抽出した成分の周波数に対し一定の比率
を有する値へと収束するように前記第１の局部発振信号
の周波数を決定して、決定した周波数を有する前記第１
の局部発振信号を生成するＰＬＬ（Phase LockLoop）制
御部を備えるものとすれば、周波数が高い精度で安定し
た第１の局部発振信号を容易に生成する。

【００１７】前記オフセット周波数の大きさは、３００
ヘルツ以内であることが望ましい。音声信号を再生する
場合、その音声信号のうち３００ヘルツ程度以下の成分
は除去されても、再生される音声の正確さは損なわれな
い。従って、ＨＰＦやコンデンサを用いてベースバンド
信号からオフセット周波数未満の成分を除去することに
より、復調の正確さを損なうことなく混合部の２次歪み
の直流成分が容易に除去されるようになる。

【００１８】また、この発明の第２の観点にかかる角度
復調方法は、第１の局部発振信号、及び、前記第１の局
部発振信号と実質的に９０度位相が異なる第１移相信号
を生成し、外部より角度変調信号を入力し、前記角度変
調信号の瞬時値と前記第１の局部発振信号の瞬時値との
積のうち周波数が実質的に０である成分を除いた成分か
ら構成される第１ベースバンド信号を生成し、前記角度
変調信号の瞬時値と前記第１移相信号の瞬時値との積の
うち周波数が実質的に０である成分を除いた成分から構
成される第２ベースバンド信号を生成し、所定の中間周
波数と所定範囲内のオフセット周波数との差又は和に実
質的に等しい周波数を有する第２の局部発振信号、及
び、前記第２の局部発振信号と実質的に９０度位相が異
なる第２移相信号を生成し、前記第１ベースバンド信号
の瞬時値と前記第２の局部発振信号の瞬時値との積及び
前記第２ベースバンド信号の瞬時値と前記第２移相信号
の瞬時値との積の和又は差を表す中間周波信号を生成
し、前記中間周波信号を検波することにより角度復調信
号を生成する角度復調方法であって、前記第１の局部発
振信号は、前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフ
セット周波数との和又は差に実質的に等しい周波数を有
するものであり、前記第１ベースバンド信号又は第２ベ
ースバンド信号に含まれる前記角度変調信号の搬送波成
分を抽出し、抽出した当該搬送波成分の周波数に対し一
定の比率を有する周波数に収束する信号を生成すること
により生成される、ことを特徴とする。

【００１９】このような角度復調方法によれば、ダイレ
クトコンバージョンの手法により角度変調信号の復調が
行われる。そして、第１の局部発振信号は、第１ベース
バンド信号又は第２ベースバンド信号から抽出される、
角度変調信号の搬送波成分に基づいて生成される。この
ため、第１の局部発振信号の周波数は安定し、従って、
このような角度復調方法による復調の動作は安定する。

【００２０】また、この発明の第３の観点にかかるコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータを、
第１の局部発振信号、及び、前記第１の局部発振信号と
実質的に９０度位相が異なる第１移相信号を生成する第
１発振部と、外部より角度変調信号を入力し、前記第１
発振部より前記第１の局部発振信号及び前記第１移相信
号を入力して、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１の
局部発振信号の瞬時値との積のうち周波数が実質的に０
である成分を除いた成分から構成される第１ベースバン
ド信号を生成し、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１
移相信号の瞬時値との積のうち周波数が実質的に０であ
る成分を除いた成分から構成される第２ベースバンド信
号を生成する第１混合部と、所定の中間周波数と所定範
囲内のオフセット周波数との差又は和に実質的に等しい
周波数を有する第２の局部発振信号、及び、前記第２の
局部発振信号と実質的に９０度位相が異なる第２移相信
号を生成する第２発振部と、前記第１混合部より前記第
１及び第２ベースバンド信号を入力し、前記第２発振部
より前記第２の局部発振信号及び前記第２移相信号を入
力して、前記第１ベースバンド信号の瞬時値と前記第２
の局部発振信号の瞬時値との積及び前記第２ベースバン
ド信号の瞬時値と前記第２移相信号の瞬時値との積の和
又は差を表す中間周波信号を生成する第２混合部と、前
記第２混合部より前記中間周波信号を入力して復調する
ことにより角度復調信号を生成する復調部として機能さ
せ、前記第１発振部を、前記第１混合部より前記第１ベ
ースバンド信号又は第２ベースバンド信号を入力し、入
力した前記第１ベースバンド信号又は第２ベースバンド
信号に含まれる前記角度変調信号の搬送波成分を抽出
し、抽出した当該搬送波成分の周波数に対し一定の比率
を有する周波数に収束する信号を生成することにより、
前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波
数との和又は差に実質的に等しい周波数を有する前記第
１の局部発振信号を生成する手段として機能させる、た
めのプログラムを記録したことを特徴とする。

【００２１】このような記録媒体に記録されたプログラ
ムを実行するコンピュータは、ダイレクトコンバージョ
ンの手法により角度変調信号の復調を行う。そして、第
１の局部発振信号は、第１ベースバンド信号又は第２ベ
ースバンド信号から抽出される、角度変調信号の搬送波
成分に基づいて生成される。このため、第１の局部発振
信号の周波数は安定し、従って、このようなコンピュー
タによる復調の動作は安定する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態にか
かる角度復調装置及び角度復調方法を、ＦＭ（Frequenc
y Modulation）受信機を例として説明する。

【００２３】図１は、この発明の実施の形態にかかるＦ
Ｍ受信機の構成の一例を示す。図示するように、このＦ
Ｍ受信機は、アンテナ１と、ＲＦ（Radio Frequency：
ラジオ周波数）増幅器２と、分波器３と、ミキサ４Ｉ、
４Ｑ、８Ｉ及び８Ｑと、ＬＰＦ（Low Pass Filter）５
Ｉ及び５Ｑと、ＡＦ（Audio Frequency：オーディオ周
波数）増幅器６Ｉ及び６Ｑと、直流除去部７Ｉ及び７Ｑ
と、移相器９及び１０と、局部発振器１１と、加算器１
２と、ＢＰＦ（Band Pass Filter）１３と、ＩＦ（Inte
rmediate Frequency：中間周波数）増幅器１４と、ＦＭ
検波器１５とより構成されている。

【００２４】ＲＦ増幅器２は、電磁波によりアンテナ１
に励起された信号（ＲＦ信号）をアンテナ１から供給さ
れると、アンテナ１から供給された信号を増幅して分波
器３に供給する。分波器３は、ＲＦ増幅器２から供給さ
れたＲＦ信号を、ミキサ４Ｉ及び４Ｑに供給する。

【００２５】ミキサ４Ｉ及び４Ｑは、互いに実質的に同
一の構成を有している。ミキサ４Ｉは、分波器３から供
給されるＲＦ信号と局部発振器１１から供給される後述
の第１の局部発振信号との積を表す信号（Ｉチャンネル
ベースバンド信号）を生成して、ＬＰＦ５Ｉに供給す
る。ミキサ４Ｑは、分波器３から供給されるＲＦ信号と
移相器９から供給される後述の第１移相信号との積を表
す信号（Ｑチャンネルベースバンド信号）を生成して、
ＬＰＦ５Ｑに供給する。

【００２６】ＬＰＦ５Ｉ及び５Ｑは、互いに実質的に同
一の構成を有している。ＬＰＦ５Ｉ及び５Ｑは、ミキサ
４Ｉ又は４Ｑから供給されたＩチャンネルベースバンド
信号又はＱチャンネルベースバンド信号をフィルタリン
グする。具体的には、ＬＰＦ５Ｉは、Ｉチャンネルベー
スバンド信号のうち、再生されるべき後述のＡＦ信号の
帯域の上限を超える周波数成分を除去し、残りの周波数
成分をＡＦ増幅器６Ｉに供給する。ＬＰＦ５Ｑは、Ｑチ
ャンネルベースバンド信号のうち、再生されるべきＡＦ
信号の帯域の上限を超える周波数成分を除去し、残りの
周波数成分をＡＦ増幅器６Ｑに供給する。

【００２７】ＡＦ増幅器６Ｉ及び６Ｑは互いに実質的に
同一の構成を有している。ＡＦ増幅器６Ｉは、ＬＰＦ５
Ｉから供給された信号を増幅して直流除去部７Ｉに供給
し、ＡＦ増幅器６Ｑは、ＬＰＦ５Ｑから供給された信号
を増幅して直流除去部７Ｑに供給する。

【００２８】直流除去部７Ｉ及び７Ｑは互いに実質的に
同一の構成を有しており、例えば、いずれもコンデンサ
あるいはＨＰＦ（High Pass Filter）より構成されてい
る。直流除去部７Ｉは、ＡＦ増幅器６Ｉから供給された
信号のうち直流成分を除去し、その他の成分をミキサ８
Ｉに供給する。直流除去部７Ｑは、ＡＦ増幅器６Ｑから
供給された信号のうち直流成分を除去し、その他の成分
をミキサ８Ｑ及び局部発振器１１に供給する。

【００２９】ミキサ８Ｉ及び８Ｑは、互いに実質的に同
一の構成を有している。ミキサ８Ｉは、直流除去部７Ｉ
から供給される信号と局部発振器１１から供給される後
述の第２の局部発振信号との積を表す信号のうち、周波
数がこれら２つの信号の周波数の和（又は差）に実質的
に等しい成分を表す信号を生成して、加算器１２に供給
する。ミキサ８Ｑは、直流除去部７Ｑから供給される信
号と移相器１０から供給される後述の第２移相信号との
積を表す信号のうち、周波数がこれら２つの信号の周波
数の和（又は差）に実質的に等しい成分を表す信号を生
成して、加算器１２に供給する。

【００３０】移相器９は、局部発振器１１より第１の局
部発振信号を供給されると、第１の局部発振信号の位相
を実質的に９０度遅らせた信号である第１移相信号を生
成し、ミキサ４Ｑに供給する。移相器１０は、局部発振
器１１より第２の局部発振信号を供給されると、第２の
局部発振信号の位相を実質的に９０度遅らせた信号であ
る第２移相信号を生成し、ミキサ８Ｑに供給する。

【００３１】加算器１２は、ミキサ８Ｉ及び８Ｑから供
給される信号の和を表す信号を生成して、ＢＰＦ１３に
供給する。ＢＰＦ１３は、加算器１２から供給された信
号をフィルタリングする。具体的には、ＢＰＦ１３は、
加算器１２から供給された信号のうち、所定の中間周波
数近傍の帯域の成分をＩＦ増幅器１４に供給し、その他
の成分を実質的に遮断する。ＩＦ増幅器１４は、ＢＰＦ
１３から供給された成分（ＩＦ信号）を増幅して、ＦＭ
検波器１５に供給する。

【００３２】ＦＭ検波器１５は、比検波器、クワドラチ
ャ復調回路その他任意のＦＭ検波回路や、ＡＦ増幅器及
びスピーカなどから構成されており、ＩＦ増幅器１４か
ら供給された信号の周波数変移を振幅へと変換すること
によりＩＦ信号のＦＭ復調を行い、復調により得られた
ＡＦ信号を、このＦＭ受信機の出力信号として出力し、
再生する。

【００３３】局部発振器１１は、図２に示すように、Ｌ
ＰＦ１０１及び１０９と、発振器１０２と、ミキサ１０
３と、ＢＰＦ１０４と、増幅器１０５と、振幅制限器１
０６と、分周器１０７及び１１１と、位相比較器１０８
と、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）１１０
とより構成されている。

【００３４】ＬＰＦ１０１は、直流除去部７Ｑより供給
される信号のうち、周波数が所定のオフセット周波数以
下である部分をミキサ１０３に供給し、周波数がオフセ
ット周波数を超える成分を実質的に除去する。発振器１
０２は、交流信号を生成してミキサ１０３に供給し、ま
た、この交流信号を、上述の第２の局部発振信号とし
て、移相器１０及びミキサ８Ｉに供給する。第２の局部
発振信号の周波数は、ＢＰＦ１３の通過帯域内の所定の
中間周波数と上述のオフセット周波数との差（又は和）
に実質的に等しい。ミキサ１０３は、ＬＰＦ１０１から
供給される信号と発振器１０２から供給される第２の局
部発振信号との積を表す信号を生成して、ＢＰＦ１０４
に供給する。

【００３５】ＢＰＦ１０４は、ミキサ１０３より供給さ
れた信号のうち、ＬＰＦ１０１から供給される信号の周
波数と第２の局部発振信号の周波数との和（又は差）に
あたる周波数を有する成分を増幅器１０５に供給し、他
の成分を実質的に除去する。増幅器１０５は、ＢＰＦ１
０４より供給された成分を増幅して振幅制限器１０６に
供給する。振幅制限器１０６は、増幅器１０５より供給
された成分の振幅を所定値以下に制限して得られる信号
を、分周器１０７に供給する。

【００３６】ＶＣＯ１１０は交流信号を生成し、この交
流信号の周波数を、自己に供給された制御信号が指定す
る変化分だけ変化させる。なお、ＶＣＯ１１０は、制御
信号が未だ自己に供給されていない状態では、例えば、
自己に固有のフリーランニング周波数の交流信号を生成
するものとする。そして、ＶＣＯ１１０は、自己が生成
した交流信号を分周器１１１へと供給し、また、この交
流信号を第１の局部発振信号としてミキサ４Ｉ及び移相
器９へと供給する。

【００３７】分周器１０７及び１１１は、いずれも、例
えばフリップフロップ回路、カウンタ回路等より構成さ
れている。

【００３８】分周器１０７は、振幅制限器１０６より供
給された信号を分周比Ｍ（ただし、Ｍは自然数）で分周
する（すなわち、分周器１０７は、振幅制限器１０６よ
り供給された信号に同期し、この信号の周波数のＭ分の
１に実質的に等しい周波数を有する信号を生成する）。
そして、分周器１０７は、自己が分周を行って得られた
信号を位相比較器１０８に供給する。

【００３９】分周器１１１は、ＶＣＯ１１０より供給さ
れた交流信号を分周比Ｎ（ただし、Ｎは自然数）で分周
し、自己が分周を行って得られた信号を位相比較器１０
８に供給する。

【００４０】位相比較器１０８は、乗算回路等より構成
されており、分周器１０７から供給される信号と分周器
１１１から供給される信号との位相差を表す制御信号を
生成し、生成した制御信号をＬＰＦ１０９へと供給す
る。ＬＰＦ１０９は、位相比較器１０８より供給される
制御信号に含まれる高調波成分を除去し、高調波成分が
実質的に除去された制御信号をＶＣＯ１１０に供給す
る。

【００４１】位相比較器１０８が出力する制御信号は、
分周器１０７から供給される信号と分周器１１１から供
給される信号との位相差が実質的に０であるとき、第１
の局部発振信号の周波数の変化分を実質的に０と指定す
るものとなる（すなわち、ＶＣＯ１１０が現に生成して
いる交流信号の周波数をそのまま保つよう指定するもの
となる）。

【００４２】一方、分周器１０７から供給される信号の
位相が、分周器１１１から供給される信号の位相より進
んでいるときに位相比較器１０８が出力する制御信号が
示す変化分は正の値となる。すなわち、第１の局部発振
信号の周波数を上昇させるよう指定するものとなる。ま
た、分周器１０７から供給される信号の位相が、分周器
１１１から供給される信号の位相より遅れているときに
位相比較器１０８が出力する制御信号が示す変化分は負
の値となる。すなわち、第１の局部発振信号の周波数を
下降させるよう指定するものとなる。ただし、変化分の
値が正負いずれである場合も、制御信号が指定する変化
分の絶対値は、分周器１０７から供給される信号と分周
器１１１から供給される信号との位相差が大きいほど、
大きな値になるようにする。すなわち、位相比較器１０
８、ＬＰＦ１０９、ＶＣＯ１１０及び分周器１１１は、
第１の局部発振信号の周波数を制御するＰＬＬ（Phase
Lock Loop）として機能する。

【００４３】なお、上述の分周比Ｍ及びＮの値は、第１
の局部発振信号の周波数が、後述する動作により、この
ＦＭ受信機が受信する対象のＦＭ変調信号の搬送波周波
数と上述のオフセット周波数との和（又は差）に収束す
るような値に設定されている。

【００４４】そして更に、上述のオフセット周波数の大
きさは３００ヘルツ以内であることが望ましい。再生さ
れるべきＡＦ信号が音声を表す場合、その音声のうち３
００ヘルツ程度以下の成分は、再生されなくても再生さ
れる音声の正確さは損なわれない。従ってこの場合、Ｉ
チャンネルベースバンド信号やＱチャンネルベースバン
ド信号から直流成分を除去する直流除去部７Ｉや７Ｑ
は、正確に直流成分のみを除去しなくても、実質的にオ
フセット周波数未満の成分のみを除去するものであれ
ば、復調の正確さを損なうことなく、またＩチャンネル
ベースバンド信号やＱチャンネルベースバンド信号の搬
送波成分を誤って除去することもなく、ミキサ４Ｉや４
Ｑが発生する２次歪みの直流成分を除去できる。

【００４５】換言すれば、分周比Ｍ及びＮの値は、この
ＦＭ受信機が受信する対象のＦＭ変調信号の搬送波周波
数をｆ_０、第１の局部発振信号の周波数が収束する値を
ｆ_１、第２の局部発振信号の値をｆ_２、中間周波数をｆ
_ＩＦ、オフセット周波数をΔｆとする場合、数式１〜数
式３に示す関係を実質的に満たすような値とする。そし
て更に、数式４に示す関係を満たすことが望ましい。

【００４６】

【数１】ｆ_１＝ｆ_０±Δｆ

【数２】（ｆ_１／Ｎ）＝｛（ｆ_２±Δｆ）／Ｍ｝

【数３】（ｆ_２±Δｆ）＝ｆ_ＩＦ

【数４】Δｆ≦３００［Ｈｚ］

【００４７】（動作）次に、このＦＭ受信機の動作を説
明する。このＦＭ受信機が受信する対象のＦＭ変調信号
がアンテナ１にＲＦ信号を誘起すると、ＲＦ増幅器２が
このＲＦ信号を増幅して分波器３に供給し、分波器３
は、ＲＦ増幅器２から供給されたＲＦ信号を、ミキサ４
Ｉ及び４Ｑに供給する。一方、ミキサ４Ｉには局部発振
器１１のＶＣＯ１１０が生成する第１の局部発振信号が
供給され、ミキサ４Ｑには第１の局部発振信号の位相が
実質的に９０度遅れたものに相当する信号である第１移
相信号が移相器９より供給される。

【００４８】ミキサ４Ｉは、Ｉチャンネルベースバンド
信号を生成する。ミキサ４Ｉが生成したＩチャンネルベ
ースバンド信号はＬＰＦ５Ｉによりフィルタリングさ
れ、ＡＦ増幅器６Ｉにより増幅され、更に直流除去部７
Ｉにより直流成分の除去を受けた後、ミキサ８Ｉに供給
される。ミキサ４Ｑは、Ｑチャンネルベースバンド信号
を生成する。ミキサ４Ｑが生成したＱチャンネルベース
バンド信号はＬＰＦ５Ｑによりフィルタリングされ、Ａ
Ｆ増幅器６Ｑにより増幅され、更に直流除去部７Ｑによ
り直流成分の除去を受けた後、ミキサ８Ｑに供給され
る。

【００４９】第１の局部発振信号の周波数と、このＦＭ
受信機が受信する対象のＦＭ変調信号の搬送波周波数と
の差がオフセット周波数に実質的に等しければ、局部発
振器１１のＢＰＦ１０４からは、このＦＭ変調信号の搬
送波成分がミキサ１０３により周波数変換されたものに
相当する信号が出力される。この信号は増幅器１０５に
より増幅され、振幅制限器１０６により一定の振幅を有
するよう整形された上、分周器１０７によりＭ分の１に
分周され、出力される。

【００５０】そして、分周器１０７から信号が出力され
る場合、局部発振器１１の分周器１１１が出力する信号
の周波数（つまり、第１の局部発振信号の周波数のＮ分
の１）は、分周器１０７が出力する信号の周波数（つま
り、第２の局部発振信号の周波数とオフセット周波数と
の和又は差のＭ分の１）より高いときは下降し、低いと
きは上昇する。従って、第１の局部発振信号の周波数
は、第２の局部発振信号の周波数とオフセット周波数と
の和又は差のＭ分のＮの値に収束する。また、Ｉチャン
ネルベースバンド信号及びＱチャンネルベースバンド信
号に含まれる、ＦＭ変調信号の搬送波成分の周波数は、
オフセット周波数に実質的に等しい値へと収束する。

【００５１】一方、ミキサ８Ｉには局部発振器１１の発
振器１０２が出力する第２の局部発振信号が供給され、
ミキサ８Ｑには第２の局部発振信号の位相が実質的に９
０度遅れたものに相当する信号である第２移相信号が移
相器１０より供給される。

【００５２】ミキサ８Ｉは、直流除去部７Ｉが供給する
信号と第２の局部発振信号との積を表す信号のうち、周
波数がこれら２つの信号の周波数の和（又は差）に実質
的に等しい成分を表す信号を生成し、加算器１２に供給
する。ミキサ８Ｑは、直流除去部７Ｑが供給する信号と
第２移相信号との積を表す信号のうち、周波数がこれら
２つの信号の周波数の和（又は差）に実質的に等しい成
分を表す信号を生成し、加算器１２に供給する。

【００５３】加算器１２は、ミキサ８Ｉ及び８Ｑから供
給される信号の和を表す信号を生成する。この信号はＢ
ＰＦ１３によりフィルタリングされてＩＦ信号となり、
ＩＦ信号はＩＦ増幅器１４により増幅される。ＩＦ信号
に含まれる、ＦＭ変調信号の搬送波成分の周波数は、第
２の局部発振信号の周波数とオフセット周波数との和
（又は差）に実質的に等しい値となる。

【００５４】ＩＦ増幅器１４により増幅されたＩＦ信号
はＦＭ検波器１５によりＦＭ復調され、復調により得ら
れたＡＦ信号が、このＦＭ受信機の出力信号として出力
され、再生される。

【００５５】以上説明した動作の結果、このＦＭ受信機
に受信されたＦＭ変調信号が復調され、ＡＦ信号が表す
音声が再生される。このＦＭ受信機はダイレクトコンバ
ージョンの手法によりＦＭ変調信号の復調を行う。そし
て、第１の局部発振信号は、Ｑチャネルベースバンド信
号から抽出されるＦＭ変調信号の搬送波成分に基づいて
生成される。このため、第１の局部発振信号の周波数は
安定し、従って、このＦＭ受信機によるＦＭ復調の動作
も安定する。

【００５６】なお、このＦＭ受信機の構成は、上述のも
のに限られない。例えば、分波器３は、Ａ／Ｄ（Analog
-to-Digital）変換器と、ＤＳＰ（Digital Signal Proc
essor）やＣＰＵ（Central Processing Unit）とから構
成されていてもよい。また、ＦＭ検波器１５は、ＤＳＰ
やＣＰＵとＤ／Ａ（Digital-to-Analog）変換器とより
構成されていてもよい。そして、このＦＭ受信機の他の
構成要素の機能の一部又は全部が、ＤＳＰやＣＰＵによ
り行われていてもよい。

【００５７】また、局部発振器１１は、直流除去部７Ｑ
よりＱチャンネルベースバンド信号を供給される代わり
に、直流除去部７ＩよりＩチャンネルベースバンド信号
を供給されるようにしてもよい。また、局部発振器１１
に供給されるＱチャンネルベースバンド信号又はＩチャ
ンネルベースバンド信号は、必ずしも直流成分を除去さ
れたものである必要はない。従って、局部発振器１１
は、直流除去部７Ｑに代えて、ＬＰＦ５Ｑ又はＡＦ増幅
器６ＱからＱチャンネルベースバンド信号の供給を受け
るようにしてもよいし、直流除去部７Ｉに代えて、ＬＰ
Ｆ５Ｉ又はＡＦ増幅器６ＩからＩチャンネルベースバン
ド信号の供給を受けるようにしてもよい。

【００５８】また、このＦＭ受信機は、ＦＭ変調信号を
アンテナ１から取得する必要はなく、例えば、ＦＭ変調
信号を有線回線より取得してもよい。また、ＲＦ増幅器
２は省略可能である。また、このＦＭ受信機は、ＰＭ
（Phase Modulation）変調信号を復調してもよい。この
場合、ＦＭ検波器１５は、例えば、ＩＦ信号をＦＭ復調
して得られたＡＦ信号を積分するための積分回路等を備
えるものとすればよい。

【００５９】また、分周比Ｍ及びＮの値は、上述した関
係を満たす限り任意である。従って、分周器１０７及び
１１１のうち少なくとも一方が、操作者の操作に応答し
て自己の分周比を変えるような構成を備えていてもよ
い。そして、例えば、分周器１１１の分周比を可変とす
れば、このＦＭ受信機は、受信する対象のＦＭ変調信号
の搬送波周波数を可変とすることができる。

【００６０】以上、この発明にかかる角度復調装置及び
角度復調方法を説明したが、この発明の角度復調装置
は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシス
テムを用いて実現可能である。例えば、Ａ／Ｄ変換器、
Ｄ／Ａ変換器を備えるパーソナルコンピュータに、上述
の動作を実行するためのプログラムを格納した媒体（フ
ロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等）から
該プログラムをインストールすることにより、上記処理
を実行するＦＭ受信機を構成することができる。

【００６１】また、例えば、通信ネットワークの掲示板
（ＢＢＳ）に該プログラムを掲示し、これをネットワー
クを介して配信してもよい。ネットワークを介した配信
は、該プログラムにより搬送波を変調して得られる変調
信号を伝送することにより行ってもよい。そして、この
プログラムを起動し、ＯＳの制御下に、他のアプリケー
ションプログラムと同様に実行することにより、上述の
処理を実行することができる。

【００６２】なお、ＯＳが処理の一部を分担する場合、
あるいは、ＯＳが本願発明の１つの構成要素の一部を構
成するような場合には、記録媒体には、その部分を除い
たプログラムを格納してもよい。この場合も、この発明
では、その記録媒体には、コンピュータが実行する各機
能又はステップを実行するためのプログラムが格納され
ているものとする。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、周波数が安定した局部発振信号を生成し、ダイレク
トコンバージョンの手法により安定した復調を行う角度
復調装置及び角度復調方法が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかるＦＭ受信機の基
本構成を示すブロック図である。

【図２】図１のＦＭ受信機の局部発振器の基本構成を示
すブロック図である。

【図３】従来のＦＭ受信機の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ アンテナ ２ ＲＦ増幅器 ３ 分波器 ４Ｉ、４Ｑ、８Ｉ、８Ｑ、１０３ ミキサ ５Ｉ、５Ｑ、１０１、１０９ ＬＰＦ ６Ｉ、６Ｑ ＡＦ増幅器 ７Ｉ、７Ｑ 直流除去部 ９、１０ 移相器 １１ 局部発振器 １２ 加算器 １３、１０４ ＢＰＦ １４ ＩＦ増幅器 １５ ＦＭ検波器 １０２ 発振器 １０５ 増幅器 １０６ 振幅制限器 １０７、１１１ 分周器 １０８ 位相比較器 １１０ ＶＣＯ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の局部発振信号、及び、前記第１の局
   部発振信号と実質的に９０度位相が異なる第１移相信号
   を生成する第１発振部と、 外部より角度変調信号を入力し、前記第１発振部より前
   記第１の局部発振信号及び前記第１移相信号を入力し
   て、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１の局部発振信
   号の瞬時値との積のうち周波数が実質的に０である成分
   を除いた成分から構成される第１ベースバンド信号を生
   成し、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１移相信号の
   瞬時値との積のうち周波数が実質的に０である成分を除
   いた成分から構成される第２ベースバンド信号を生成す
   る第１混合部と、 所定の中間周波数と所定範囲内のオフセット周波数との
   差又は和に実質的に等しい周波数を有する第２の局部発
   振信号、及び、前記第２の局部発振信号と実質的に９０
   度位相が異なる第２移相信号を生成する第２発振部と、 前記第１混合部より前記第１及び第２ベースバンド信号
   を入力し、前記第２発振部より前記第２の局部発振信号
   及び前記第２移相信号を入力して、前記第１ベースバン
   ド信号の瞬時値と前記第２の局部発振信号の瞬時値との
   積及び前記第２ベースバンド信号の瞬時値と前記第２移
   相信号の瞬時値との積の和又は差を表す中間周波信号を
   生成する第２混合部と、 前記第２混合部より前記中間周波信号を入力して復調す
   ることにより角度復調信号を生成する復調部と、を備
   え、 前記第１発振部は、前記第１混合部より前記第１ベース
   バンド信号又は第２ベースバンド信号を入力し、入力し
   た前記第１ベースバンド信号又は第２ベースバンド信号
   に含まれる前記角度変調信号の搬送波成分を抽出し、抽
   出した当該搬送波成分の周波数に対し一定の比率を有す
   る周波数に収束する信号を生成することにより、前記角
   度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との
   和又は差に実質的に等しい周波数を有する前記第１の局
   部発振信号を生成する、 ことを特徴とする角度復調装置。
2. 【請求項２】前記第１発振部は、 前記第１混合部より前記第１ベースバンド信号又は第２
   ベースバンド信号を入力し、前記第２発振部より前記第
   ２の局部発振信号を入力して、入力した前記第１ベース
   バンド信号又は第２ベースバンド信号に含まれる前記角
   度変調信号の搬送波成分の瞬時値と入力した前記第２の
   局部発振信号の瞬時値との積を表す信号を生成する第３
   混合部と、 前記第３混合部が生成した信号のうちから、前記角度変
   調信号の搬送波周波数と前記第２の局部発振信号の周波
   数との和又は差に相当する周波数を有する前記搬送波成
   分を抽出する搬送波成分抽出部と、 前記搬送波成分抽出部が抽出した前記搬送波成分の周波
   数に対し一定の比率を有する周波数に収束する信号を生
   成することにより、前記角度変調信号の搬送波周波数と
   前記オフセット周波数との和又は差に実質的に等しい周
   波数を有する前記第１の局部発振信号を生成する可変周
   波数発振器と、を備える、 ことを特徴とする請求項１に記載の角度復調装置。
3. 【請求項３】前記可変周波数発振器は、前記搬送波成分
   抽出部が抽出した成分を所定の第１の分周比で分周して
   得られる信号と前記第１の局部発振信号を所定の第２の
   分周比で分周して得られる信号との位相差に基づき、前
   記第１の局部発振信号の周波数が前記搬送波成分抽出部
   が抽出した成分の周波数に対し一定の比率を有する値へ
   と収束するように前記第１の局部発振信号の周波数を決
   定して、決定した周波数を有する前記第１の局部発振信
   号を生成するＰＬＬ（Phase Lock Loop）制御部を備え
   る、 ことを特徴とする請求項２に記載の角度復調装置。
4. 【請求項４】前記第１発振部は、 前記第１混合部より前記第１ベースバンド信号又は第２
   ベースバンド信号を入力し、入力した前記第１ベースバ
   ンド信号又は第２ベースバンド信号のうちから、前記角
   度変調信号の搬送波成分を抽出する搬送波成分抽出部
   と、 前記第２発振部より前記第２の局部発振信号を入力し
   て、前記搬送波成分抽出部が抽出した前記搬送波成分の
   瞬時値と入力した前記第２の局部発振信号の瞬時値との
   積を表す信号を生成し、生成した当該信号のうち、前記
   角度変調信号の搬送波周波数と前記第２の局部発振信号
   の周波数との和又は差に相当する周波数を有する成分を
   抽出する第３混合部と、 前記第３混合部が抽出した成分の周波数に対し一定の比
   率を有する周波数に収束する信号を生成することによ
   り、前記角度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット
   周波数との和又は差に実質的に等しい周波数を有する前
   記第１の局部発振信号を生成する可変周波数発振器と、
   を備える、 ことを特徴とする請求項１に記載の角度復調装置。
5. 【請求項５】前記可変周波数発振器は、前記第３混合部
   が抽出した成分を所定の第１の分周比で分周して得られ
   る信号と前記第１の局部発振信号を所定の第２の分周比
   で分周して得られる信号との位相差に基づき、前記第１
   の局部発振信号の周波数が前記搬送波成分抽出部が抽出
   した成分の周波数に対し一定の比率を有する値へと収束
   するように前記第１の局部発振信号の周波数を決定し
   て、決定した周波数を有する前記第１の局部発振信号を
   生成するＰＬＬ（Phase Lock Loop）制御部を備える、 ことを特徴とする請求項４に記載の角度復調装置。
6. 【請求項６】前記オフセット周波数の大きさは、３００
   ヘルツ以内である、 ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載
   の角度復調装置。
7. 【請求項７】第１の局部発振信号、及び、前記第１の局
   部発振信号と実質的に９０度位相が異なる第１移相信号
   を生成し、 外部より角度変調信号を入力し、前記角度変調信号の瞬
   時値と前記第１の局部発振信号の瞬時値との積のうち周
   波数が実質的に０である成分を除いた成分から構成され
   る第１ベースバンド信号を生成し、前記角度変調信号の
   瞬時値と前記第１移相信号の瞬時値との積のうち周波数
   が実質的に０である成分を除いた成分から構成される第
   ２ベースバンド信号を生成し、 所定の中間周波数と所定範囲内のオフセット周波数との
   差又は和に実質的に等しい周波数を有する第２の局部発
   振信号、及び、前記第２の局部発振信号と実質的に９０
   度位相が異なる第２移相信号を生成し、 前記第１ベースバンド信号の瞬時値と前記第２の局部発
   振信号の瞬時値との積及び前記第２ベースバンド信号の
   瞬時値と前記第２移相信号の瞬時値との積の和又は差を
   表す中間周波信号を生成し、 前記中間周波信号を検波することにより角度復調信号を
   生成する角度復調方法であって、 前記第１の局部発振信号は、前記角度変調信号の搬送波
   周波数と前記オフセット周波数との和又は差に実質的に
   等しい周波数を有するものであり、前記第１ベースバン
   ド信号又は第２ベースバンド信号に含まれる前記角度変
   調信号の搬送波成分を抽出し、抽出した当該搬送波成分
   の周波数に対し一定の比率を有する周波数に収束する信
   号を生成することにより生成される、 ことを特徴とする角度復調方法。
8. 【請求項８】コンピュータを、 第１の局部発振信号、及び、前記第１の局部発振信号と
   実質的に９０度位相が異なる第１移相信号を生成する第
   １発振部と、 外部より角度変調信号を入力し、前記第１発振部より前
   記第１の局部発振信号及び前記第１移相信号を入力し
   て、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１の局部発振信
   号の瞬時値との積のうち周波数が実質的に０である成分
   を除いた成分から構成される第１ベースバンド信号を生
   成し、前記角度変調信号の瞬時値と前記第１移相信号の
   瞬時値との積のうち周波数が実質的に０である成分を除
   いた成分から構成される第２ベースバンド信号を生成す
   る第１混合部と、 所定の中間周波数と所定範囲内のオフセット周波数との
   差又は和に実質的に等しい周波数を有する第２の局部発
   振信号、及び、前記第２の局部発振信号と実質的に９０
   度位相が異なる第２移相信号を生成する第２発振部と、 前記第１混合部より前記第１及び第２ベースバンド信号
   を入力し、前記第２発振部より前記第２の局部発振信号
   及び前記第２移相信号を入力して、前記第１ベースバン
   ド信号の瞬時値と前記第２の局部発振信号の瞬時値との
   積及び前記第２ベースバンド信号の瞬時値と前記第２移
   相信号の瞬時値との積の和又は差を表す中間周波信号を
   生成する第２混合部と、 前記第２混合部より前記中間周波信号を入力して復調す
   ることにより角度復調信号を生成する復調部として機能
   させ、 前記第１発振部を、前記第１混合部より前記第１ベース
   バンド信号又は第２ベースバンド信号を入力し、入力し
   た前記第１ベースバンド信号又は第２ベースバンド信号
   に含まれる前記角度変調信号の搬送波成分を抽出し、抽
   出した当該搬送波成分の周波数に対し一定の比率を有す
   る周波数に収束する信号を生成することにより、前記角
   度変調信号の搬送波周波数と前記オフセット周波数との
   和又は差に実質的に等しい周波数を有する前記第１の局
   部発振信号を生成する手段として機能させる、 ためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能
   な記録媒体。