JP2002508612A - 復調器回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 周波数変調された入力信号を復調する復調器回路は、周波数変調された着信信号から復調された信号を発生する検波器手段（１４）、前記検波器手段に接続され、前記検波器手段の周波数応答特性を変更する同調手段（１９）、および、基準周波数信号を受信し、前記基準周波数信号の検出にもとづいて、前記検波器手段に補助同調信号を供給するために接続された補助検波器手段を（２５、２６）含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、周波数変調された信号を復調する復調器回路に関する。

【０００２】 （関連技術の説明） 添付図面の図１を参照するに、アンテナ２からの周波数変調された無線周波（
ＲＦ）信号は、従来どおり受信器１で受信され、受信器１で処理されて、ＲＦ搬
送周波数より低い中間周波数のＦＭ信号を発生する。ＩＦで変調された信号の振
幅は、ＩＦ帯域通過フィルタ４を通り、ハード・リミッタ５によって一定の振幅
に制限される。この一定振幅の信号は、復調用検波器６に送られ、その信号を時
間導関数（time derivative）と乗算することによって復調される。この動作に よって、積の振幅を信号の振幅と角周波数（angular frequency）（中間周波数 ＩＦ＋ＦＭ周波数変移）の双方に比例させる。ハード・リミッタがあるためＦＭ
ＩＦ信号の振幅は一定であるから、積の信号の振幅は周波数変移に比例し、変
調信号は、低域通過フィルタによって中間周波数の倍数（multiples）の信号成 分を除去することにより容易に回復される。

【０００３】 ＦＭ検波器を半導体に集積するためには、正確な遅延素子、または位相特性が
非常に良く制御されたフィルタを使用して、時間導関数の近似値を発生する必要
がある。そうしなければ過剰なＤＣオフセットが発生する。

【０００４】 今日、使用されているＦＭ復調器は、製造時に調整されるかまたは信号の特性
を利用して調整された、受動形共振器構成を使用することが多い。アナログ音声
システムにおけるＦＭ信号は、ＤＣ成分が無く（DC free）、ＦＭ検波器の統合 された出力はゼロに等しくなければならない。いかなるＤＣの値も離調に対応し
ているので、適正なフィードバックによって、ＦＭ検波器はＤＣ成分を最小にす
るように調整される。ＴＤＭＡを使用するディジタル・システムの場合、信号の
平均はゼロにはならないが、ＤＣ成分が無いことを示すプリアンブル（a DC-fre
e preamble）を信号パケットに追加することができるので、検波器はこのプリア
ンブルで調整される。

【０００５】 ベースバンド信号に比較してＦＭ信号周波数（つまり、最終のＩＦ）が高い場
合の別の方法は、微分器として、ディジタル遅延線による検波器を使用する。こ
の遅延線は、正確なクロックでクロック動作をするので、ＤＣオフセットが本質
的に小さい検波器が得られる。

【０００６】 第３の方法は、信号のアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換を使用して、ディ
ジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）などディジタル回路でＦＭ検波を実行する
ことである。

【０００７】 ＴＤＭＡ方式にもとづくディジタル無線は、平均がゼロになることが保証され
ていないデータ・パケットを使用することができる。この場合も、パケットのプ
リアンブルがＤＣ成分無し（DC free）でないと、ＦＭ検波器を同調させるため 、またはＤＣオフセットを調整するために、この信号を使用することは困難であ
る。

【０００８】 無線受信器（radio）が、符号レートに比較して低いＩＦ（たとえば３ＭＨｚ と１Ｍｓｙｍ／ｓ）を使用する場合、または変調指数が小さい場合、ディジタル
遅延線の使用は実用的ではない。

【０００９】 検波器回路の素子のオフセット、特に信号レベルが小さい場合の乗算器のオフ
セットは、全体のＤＣオフセットに影響を与える。したがって、各組み立てブロ
ック（building block）の位相特性が適切に調整されていても、検波器に非ゼロ
のＤＣオフセットを示すことがある。

【００１０】 更に、共振器を離調することにより、すべてのＤＣオフセットの補償が行われ
るとしても、動作点は、もはや検波器の（Ｓ字形）特性に対象的に配置されず、
信号パターンに依存するオフセットがかなり現れる。換言すると、符号間干渉の
ため、検波器出力の振幅は、「１（ones）」と「０（zeros）」が交互に現われ る場合は最小になるが、「１」または「０」が連続して現われるブロックではよ
り大きくなる。検波器のＱが大きい場合、そのような「１」または「０」のブロ
ックによって、検波器は信号を圧縮する。検波器の共振器が離調して、他の検波
器ブロックのＤＣオフセットを補償し、その結果信号に依存するオフセットを生
ずるのであれば、この圧縮は非対象となる。

【００１１】 （本発明の要約） 本発明の一態様によれば、周波数変調された入力信号を復調する復調器回路が
提供されており、この回路は、 周波数変調された着信信号から復調された信号を発生する検波器手段と、 前記検波器に接続され、前記検波器手段の周波数応答特性を変更する同調手段
と、 基準周波数信号を受信し、前記基準周波数信号の検出にもとづいて、前記検波
器手段に補助同調信号を供給するために接続された補助検波器手段と、 を含む。

【００１２】 （好適実施例の詳細な説明） 本発明を具体化する復調器回路が図２に示されている。この復調器回路は、不
要な雑音および高調波信号を除去するために、到着するＦＭ中間周波数信号Ｖ＿
ＩＦを受信してフィルタリングする中間周波帯域通過フィルタ１０（IF BPF）を
含む。中間フィルタ１０の出力は、一定振幅の出力信号を発生するハード・リミ
ッタ１２（ＨＬ）の入力に接続される。この一定振幅の信号は、図１について説
明した検波器と一致して広範囲に動作するＦＭ検波器１４に送られる。

【００１３】 ＩＦストリップ（strip）（ＩＦ ＢＰＦおよび検波器）の同調は、たとえば 、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２０、レギュレータ２２および位相検波器２４を含
む位相同期ループ（ＰＬＬ）回路１９を使用して達成される。ＰＬＬ回路１９の
代りに、周波数同期ループ回路を使用することもある。ＰＬＬ回路１９は従来ど
おり動作して出力信号Ｖ＿ｔｕｎｅを発生するが、この信号はＶＣＯ２０の出力
と基準周波数ｆ＿ｒｅｆとの間の位相関係に依存する。ＶＣＯ２０は、フィルタ
および検波器で使用される回路と同様な回路を使用して、後に続く処理の変化を
可能にする。ＰＬＬの出力電圧Ｖ＿ｔｕｎｅは、処理の広がり（たとえば、高速
、緩速または公称速度）を反映する。

【００１４】 ＩＦストリップを同調させることにより、検波器は公称ＩＦに中心づけられる
。しかし、検波器の構成要素を調整しても、オフセットを伴わないＦＭ検波を保
証するものではない。たとえば、一致検出器は乗算器を利用するが、その乗算器
は、検波した信号にかなりのオフセットが加わることがある。

【００１５】 検波器の組み立てブロックのオフセットに起因して残留するオフセットは、 共振器の同調を摂動して（perturbing）、または１つまたはそれ以上の組み立て
ブロックのオフセットを同調させることによって低減することができる。第１の
ケースでは、オフセットの補償を小さくしなくてはならず、さもなければ、検波
器の非対象性に依存するかなりのオフセットが追加されるかもしれない。第２の
ケースでは、オフセットの影響が変化するようにブロックの特性を変更すること
により、オフセットを調整することができる。したがって、検波器の組み立てブ
ロックのオフセットをすべて補償することが望ましい。

【００１６】 補助検波器２５とレギュレータ２６が更に設けられている。補助検波器２５は
、自身の入力として、ＰＬＬ回路１９のＶＣＯ２０の出力を受信する。補助検波
器２５は、ＰＬＬ１９から同調信号Ｖ＿ｔｕｎｅも受信する。

【００１７】 同調電圧Ｖ＿ｔｕｎｅは、主検波器１４を同調させるための調整と同じ調整を
補助検波器２５に対して行うために使用される。

【００１８】 ＶＣＯ２０の出力は変調されていないので、当然、補助検波器２５の出力には
、ＤＣオフセットが無い。補助検波器の出力がレギュレータ２６で受信され、レ
ギュレータ用調整信号Ｖ＿ｔｕｎｅ＿ａｕｘが生成されて、ゼロのＤＣオフセッ
トレベルに維持するように、共振器で誘起されたのではないオフセットを補償す
る。補助レギュレータ２６の出力は、補助検波器２５および検波器１４に送られ
る。

【００１９】 このようにして補助検波器を使用すると、主検波器は自動的に同調して、ＤＣ
オフセットがゼロの応答を出力することが可能になる。

【００２０】 ＶＣＯが、別の周波数で発振するように設計されている場合は、ＶＣＯの出力
または基準周波数の入力に適切な周波数分周器を挿入して、必要な周波数を発生
するようにすればよい。検波器の公称出力はゼロでなければならないので、レギ
ュレータ２６は、ゼロを出力するように主検波器の同調を微調整する。

【００２１】 本発明の実施例は、調整と自動同調を両立させるＦＭ検波器のオフセット補償
方法を提供する。ＦＭ検波器の位相特性は、より対象的な検波器に生ずる組み立
てブロックのオフセット補償とは独立に調整されることができる。

【００２２】 補助検波器に送られた信号が、主検波器に入力される実際の信号と類似した形
状（つまり、一般に制限されたＩＦ信号）であれば、信号に依存した非線形効果
は補償されない。

【００２３】 補助検波器を使用しないことが望ましい場合、実際のＩＦ周波数が変わればそ
の周波数に等しい基準信号を使用してもよい。そのときは、それに従って大きさ
を変えた共振器の適切な周波数に補助検波器が同調する。この方式は、補助検波
器の干渉を最小にするが、誤整合（mismatch）に対する感度は増加する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 周波数変調された入力信号を受信して復調する回路を示す図。

【図２】 本発明を具体化する復調器回路を示す図。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年２月９日（２０００．２．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】 （本発明の要約） 本発明の一態様によれば、周波数変調された入力信号を復調する復調器回路が
提供されており、この回路は、 周波数変調された着信信号から復調された信号を発生する第１の検波器手段と
、 前記検波器に接続され、前記検波器手段の周波数応答特性を変更する同調手段
と、 基準周波数信号を受信し、前記基準周波数信号の検出にもとづいて、前記検波
器手段に補助同調信号を供給するために接続された補助検波器手段と、 を含む。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数変調された入力信号を復調する復調器回路であって、 周波数変調された着信信号から復調された信号を発生する検波器手段と、 前記検波器手段に接続され、前記検波器手段の周波数応答特性を変更する同調
   手段と、 基準周波数信号を受信し、前記基準周波数信号の検出にもとづいて、前記検波
   器手段に補助同調信号を供給するために接続された補助検波器手段と、 を含む回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回路において、前記同調手段は、前記基準周
   波数に同調している位相同期ループ回路を含み、前記位相同期ループの出力信号
   は、前記検波器手段に供給される回路。
3. 【請求項３】 請求項１記載の回路において、前記同調手段は、前記基準周
   波数に同調している周波数同期ループ回路を含み、前記位相同期ループの出力信
   号は、前記検波器手段に供給される回路。
4. 【請求項４】 請求項１記載の回路において、前記同調手段は、大きさが変
   わった基準周波数信号のに等しい周波数に同調している位相同期ループ回路を含
   み、前記位相同期ループの出力信号は、前記検波器手段に供給される回路。
5. 【請求項５】 先行する請求項のいずれか１つに記載の回路であって、周波
   数変調された信号を受信するとともに、前記検波器手段にフィルタを通した信号
   を供給するフィルタ手段を更に含み、前記同調手段は、前記フィルタ手段の周波
   数特性を変更する回路。
6. 【請求項６】 復調器回路であって、添付の図面の図２を参照するとともに
   、前記図に示してこれまで説明した復調器回路と、ほぼ同じ復調器回路。