JP2003008354A

JP2003008354A - Ａｍ復調器

Info

Publication number: JP2003008354A
Application number: JP2001192860A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nishikido; 理錦戸
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-10
Also published as: US6985540B2; US20020196870A1

Abstract

(57)【要約】【課題】過変調時の入力信号に対しても、ＡＰＣ検波
回路２による動作を停止させることなく、検波出力の反
転が起こらないＡＭ復調器を得ること。【解決手段】ＡＰＣ検波回路２において比較される二
つの信号をそれぞれ２乗することで、入力信号の位相ま
たはＶＣＯ６から出力される信号の位相が１８０°ずれ
た場合であってもＡＰＣ検波回路２の比較結果にその位
相ずれの影響を与えない。また、ＡＭ検波回路１によっ
て検波された信号が過変調を示す所定の電位範囲である
場合にＰＬＬ回路３０の動作をリセットする。

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、ＰＬＬ（Ｐｈａ
ｓｅＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ）を用いたＡＭ復調器に
関し、特に過変調時の入力信号に対しても安定な検波出
力を得ることができるＡＭ（ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏ
ｄｕｌａｔｉｏｎ：振幅変調）復調器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来のＡＭ復調器の一例の概
略構成を示すブロック図である。図１０において、従来
のＡＭ復調器は、ＡＭ検波回路１と、自動位相制御（Ａ
ｕｔｏｍａｔｉｃＰｈａｓｅＣｏｎｔｒｏｌ：ＡＰ
Ｃ）検波回路２と、ＡＰＣフィルタ３と、位相シフト回
路４および５と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）６と、低域
通過フィルタ７とを備えて構成される。

【０００３】以下に、図１０に示す従来のＡＭ復調器の
動作について説明する。まず、ＡＭ変調された入力信号
はＡＭ検波回路１に入力される。ＡＭ検波回路１は、こ
の入力信号と位相シフト回路４から出力された信号とを
入力し、入力した両信号を乗算した結果を出力する。こ
こで、位相シフト回路４は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）
６から出力された信号を入力し、入力した信号の位相を
＋４５°シフトさせる回路である。ＡＭ検波回路１から
出力された信号は、低域通過フィルタ７によって高調波
成分がカットされ、検波出力として出力される。

【０００４】また、ＶＣＯ６は、ＡＰＣフィルタ３から
出力された制御電圧を入力し、入力した制御電圧に応じ
た発振周波数の信号を出力する。また、ＡＰＣフィルタ
３は、ＡＰＣ検波回路２から出力された信号を平滑して
直流電圧に変換する。ＡＰＣ検波回路２は、上記した入
力信号と位相シフト回路５から出力された信号とを入力
し、入力した両信号の位相を比較して、その差分を示す
信号を出力する。ここで、位相シフト回路５は、ＶＣＯ
６から出力された信号を入力し、入力した信号の位相を
−４５°シフトさせる回路である。すなわち、ＡＰＣ検
波回路２、ＡＰＣフィルタ３、位相シフト回路５および
ＶＣＯ６は、ＰＬＬを構成し、入力信号の搬送波に同期
した検波信号を生成する。

【０００５】特に、このＰＬＬにおいて、上記ＰＬＬに
よって生成された検波信号、すなわちＡＭ検波回路１に
入力される一方の信号は、入力信号の搬送波と同じ周波
数かつ同じ位相となる。これによって、ＡＭ検波回路１
は、入力信号から上記検波信号に同期した信号を取り出
すことができ、取り出された信号は低域通過フィルタ７
によって、被変調波、すなわち検波出力として出力され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】テレビジョン放送等
は、放送局によっては、正規の変調度で送信されずに１
００％を超える変調度で送信される場合がある。しかし
ながら、上記ＡＭ復調器において、この過変調時の入力
信号を入力した際に、検波出力が反転してしまうという
現象が起こる。

【０００７】以下にこの現象について説明する。図１１
は、過変調時に生じる出力の反転を説明するための説明
図である。図１１において、搬送波の中心（図中破線）
よりも下側の波形検波をおこなうものとすると、図１１
（ａ）に示すように、過変調期間Ｔでは、被変調波の振
幅が搬送波の振幅よりも大きくなるため、搬送波の中心
を越えた位置に被変調波のピーク１００が位置する。す
なわち、ＡＭ復調器において、図１１（ａ）に示す入力
信号に対して、理想的には、同図（ｂ）に示すような包
絡線が検波出力として出力されなければならない。

【０００８】ところが、過変調期間Ｔでは、入力信号の
搬送波の位相が１８０°ずれるため、ＡＭ復調器におい
ても、ＡＰＣ検波回路２に入力される２つの信号の位相
関係は元の状態より１８０°ずれてしまう。ＡＰＣ検波
回路２は、この１８０°の位相変化に追従しようと、元
の位相関係に戻るようにＶＣＯ６を制御するために、結
果的に入力信号の搬送波とＶＣＯ６の出力を＋４５°シ
フトさせた信号もまた１８０°ずれてしまうことにな
る。

【０００９】換言すれば、従来のＡＭ復調器では、上記
した位相変化に追従するため、ＰＬＬによって所望の位
相関係から１８０°ずれた位相の検波信号を生成し、こ
の検波信号を用いた検波をおこなう結果、図１１（ｃ）
に示すように、図１１（ａ）の過変調期間Ｔのピーク１
００に対して反転した位置のピーク１０１を検波出力と
して出力してしまう。

【００１０】従来は、この現象を防ぐために、過変調時
にＰＬＬ制御を停止させる手段を設けたり、ＰＬＬ制御
速度を遅くして過変調による位相変化には追従しないよ
うにするなどの対策が取られていた。ところが、これら
対策では、過変調時にＡＰＣ検波回路２による動作はほ
とんど機能しなくなり、過変調時の安定性が悪くなると
いう問題を有していた。

【００１１】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、過変調時の入力信号に対しても、ＡＰＣ
検波回路２による動作を停止させることなく、検波出力
の反転が起こらないＡＭ復調器を得ることを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明にかかるＡＭ復調器にあ
っては、ＡＭ変調によって伝送された入力信号を位相ロ
ックループにより生成された検波信号を用いて復調する
ＡＭ復調器において、前記入力信号を２ｎ乗（ｎ＝１，
２，３，・・・）する第１の乗算手段と、前記位相ロッ
クループを構成する電圧制御発振器から出力された信号
を２ｎ乗する第２の乗算手段と、前記位相ロックループ
を構成するとともに、前記第１の乗算手段によって乗算
された信号と前記第２の乗算手段によって乗算された信
号とを用いて位相制御をおこなう位相制御手段と、前記
検波信号によるＡＭ検波によって得られた信号が、所定
の振幅レベルに対して所定の大小関係を示した際に検出
信号を出力する検出手段と、前記検出信号に応じて前記
位相ロックループをリセットするスイッチング手段と、
を備えたことを特徴としている。

【００１３】この発明によれば、ＡＭ復調器に過変調の
入力信号が入力されることで、入力信号の位相または電
圧制御発振器から出力される信号の位相が１８０°ずれ
た場合であっても、位相制御手段において比較される二
つの信号をそれぞれ２ｎ乗することによって、位相が反
転しない検波信号を生成することができ、さらに、検波
された信号が過変調を示す所定範囲内の電位である場合
に位相ロックループをリセットさせることができる。

【００１４】つぎの発明にかかるＡＭ復調器にあって
は、ＡＭ変調によって伝送された入力信号を位相ロック
ループにより生成された検波信号を用いて復調するＡＭ
復調器において、前記入力信号を２ｎ乗（ｎ＝１，２，
３，・・・）する第１の乗算手段と、前記位相ロックル
ープを構成する電圧制御発振器から出力された信号を２
ｎ乗する第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段によっ
て乗算された信号と前記第２の乗算手段によって乗算さ
れた信号とを用いて位相制御をおこなう第１の位相制御
手段と、前記入力信号と前記電圧制御発振器から出力さ
れた信号とを用いて位相制御をおこなう第２の位相制御
手段と、前記検波信号によるＡＭ検波によって得られた
信号が、所定の振幅レベルに対して所定の大小関係を示
した際に検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号
に応じて、前記第１の位相制御手段から出力される信号
と前記第２の位相制御手段から出力される信号のいずれ
か一方のみを選択して、前記電圧制御発振器を制御する
信号を生成するためのフィルタ手段に与える選択手段
と、を備えたことを特徴としている。

【００１５】この発明によれば、ＡＭ復調器に過変調の
入力信号が入力されることで、入力信号の位相または電
圧制御発振器から出力される信号の位相が１８０°ずれ
た場合であっても、第１の位相制御手段において比較さ
れる二つの信号をそれぞれ２ｎ乗することによって位相
が反転しない検波信号を生成することができ、さらに、
検波された信号が過変調を示す所定範囲内の電位である
場合に、第２の位相制御手段による位相ロックループに
切り換えることができる。

【００１６】つぎの発明にかかるＡＭ復調器にあって
は、ＡＭ変調によって伝送された入力信号を位相ロック
ループにより生成された検波信号を用いて復調するＡＭ
復調器において、前記入力信号を２ｎ乗（ｎ＝１，２，
３，・・・）する第１の乗算手段と、前記位相ロックル
ープを構成する電圧制御発振器から出力された信号を２
ｎ乗する第２の乗算手段と、前記位相ロックループを構
成するとともに、前記第１の乗算手段によって乗算され
た信号と前記第２の乗算手段によって乗算された信号と
を用いて位相制御をおこなう第１の位相制御手段と、前
記入力信号と前記電圧制御発振器から出力された信号と
を用いて位相制御をおこなう第２の位相制御手段と、前
記検波信号によるＡＭ検波によって得られた信号が、所
定の振幅レベルに対して所定の大小関係を示した際に検
出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に応じて、
前記第２の位相制御手段から出力された信号を、前記電
圧制御発振器を制御する信号を生成するためのフィルタ
手段に与えるスイッチング手段と、を備えたことを特徴
としている。

【００１７】この発明によれば、ＡＭ復調器に過変調の
入力信号が入力されることで、入力信号の位相または電
圧制御発振器から出力される信号の位相が１８０°ずれ
た場合であっても、第１の位相制御手段において比較さ
れる二つの信号をそれぞれ２ｎ乗することによって位相
が反転しない検波信号を生成することができ、さらに、
検波された信号が過変調を示す所定範囲内の電位である
場合に、第１の位相制御手段による位相ロックループを
維持したまま、第２の位相制御手段による位相ロックル
ープに切り換えることができる。

【００１８】つぎの発明にかかるＡＭ復調器にあって
は、上記発明において、前記入力信号から位相差が９０
°となる２つの信号を生成する第１の位相シフト手段
と、前記電圧制御発振器から出力された信号から位相差
が９０°となる２つの信号を生成する第２の位相シフト
手段と、を備え、前記第１の乗算手段は、前記第１の位
相シフト手段によって生成された２つの信号同士を乗算
し、前記第２の乗算手段は、前記第２の位相シフト手段
によって生成された２つの信号同士を乗算することを特
徴としている。

【００１９】この発明によれば、乗算することによって
生じる直流成分を排除することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、この発明にかかるＡＭ復
調器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。な
お、この実施の形態によりこの発明が限定されるもので
はない。

【００２１】実施の形態１．まず、実施の形態１にかか
るＡＭ復調器について説明する。実施の形態１にかかる
ＡＭ復調器は、ＡＰＣ検波回路において比較される二つ
の信号をそれぞれ２乗することによって、入力信号の位
相またはＶＣＯから出力される信号の位相が１８０°ず
れた場合であってもＡＰＣ検波回路の比較結果にその位
相ずれの影響を与えない点と、ＡＭ検波回路によって検
波された信号が過変調を示す所定の電位以上である場合
にＰＬＬの動作をリセットさせることを特徴としてい
る。

【００２２】図１は、実施の形態１にかかるＡＭ復調器
の概略構成を示すブロック図である。なお、図１におい
て、図１０と共通する部分には同一の符号を付してその
説明を省略する。図１において、図１０と異なるのは、
ＶＣＯ６とＡＭ検波回路１との間に介在していた位相シ
フト回路４をＡＰＣ検波回路２の入力の前段に配置する
とともに、入力信号を２乗して位相シフト回路４へと出
力する乗算器８と、ＶＣＯ６から出力される信号を２乗
して位相シフト回路５へと出力する乗算器９と、ＡＭ検
波回路１から出力される検波結果と所定の電圧レベルを
比較する電圧比較器１０と、電圧比較器１０から出力さ
れる比較結果に応じてパルスを発生するパルス発生器１
１と、パルス発生器１１から出力されたパルスに応じて
ＰＬＬのループを遮断するスイッチ１２とを設けた点で
ある。

【００２３】特に図１に示すＡＭ復調器では、ＡＰＣ検
波回路２、ＡＰＣフィルタ３、位相シフト回路４および
５、ＶＣＯ６、乗算器８および９によって、ＰＬＬ回路
３０が構成される。

【００２４】以下に、図１に示したＡＭ復調器の動作に
ついて説明する。まず、ＡＭ変調された入力信号は、Ａ
Ｍ検波回路１に入力されるとともに、ＰＬＬ回路３０を
構成する乗算器８に入力される。乗算器８は、２つの入
力端子に入力された信号同士を乗算して出力する手段で
あるが、ここでは、その２つの入力端子の双方に上記入
力信号が入力される端子を接続することで、入力信号を
２乗した結果を出力する。

【００２５】ここで、入力信号を２乗することによる効
果について説明する。一般に、ｃｏｓＡで表わされる信
号を２乗する演算式においては、ｃｏｓＡ×ｃｏｓＡ＝ｃｏｓ（Ａ＋１８０°)×ｃｏｓ
(Ａ＋１８０°)＝（ｃｏｓ２Ａ＋１）／２の関係が成り立つ。

【００２６】すなわち、信号ｃｏｓＡとその信号よりも
位相が１８０°ずれた信号ｃｏｓ（Ａ＋１８０°）につ
いては、２乗した結果がともに、周波数が２倍になった
同位相（２Ａ）の式で表わすことができる。換言すれ
ば、ある位相の信号とその信号よりも１８０°位相のず
れた信号との間においては、２乗することによって、１
８０°の位相ずれによる違いを無視することができる。

【００２７】これは、過変調時に入力信号が１８０°ず
れたとしても二乗した後の信号の位相は変わらないこと
を意味する。すなわち、図１において、乗算器８から出
力された信号は、入力信号が過変調によって１８０°位
相のずれている場合であっても、１８０°位相のずれて
いない場合と同じ信号となる。

【００２８】一方、ＶＣＯ６から出力された信号は、乗
算器９に入力される。乗算器９もまた、乗算器８と同様
に２つの入力端子に入力された信号同士を乗算して出力
する手段であるが、ここでは、その２つの入力端子の双
方にＶＣＯ６の出力端子を接続することで、ＶＣＯ６か
ら出力された信号を２乗し、その結果を出力する。

【００２９】乗算器８から出力された信号は、位相シフ
ト回路４によって＋４５°位相がシフトされてＡＰＣ検
波回路２に入力される。また、乗算器９から出力された
信号は、位相シフト回路５によって−４５°位相がシフ
トされてＡＰＣ検波回路２に入力される。そして、ＡＰ
Ｃ検波回路２、ＡＰＣフィルタ３およびＶＣＯ６は、従
来どおりのＰＬＬ動作をおこなう。結局、図１に示すＰ
ＬＬ回路３０においては、ＡＰＣ検波回路２に入力され
る一方の信号、すなわち、位相シフト回路４から出力さ
れる信号と、ＡＰＣ検波回路２に入力される他方の信
号、すなわち、位相シフト回路５から出力される信号と
の位相関係が−９０°ずれるように、かつ、双方の信号
が同じ周波数となるように、ＶＣＯ６が制御される。

【００３０】よって、ＡＭ復調器が過変調の入力信号を
入力している期間でも、ＡＰＣ検波回路２はそのままの
状態を保つことになる。すなわち、ＶＣＯ６から出力さ
れてＡＭ検波回路１に入力される検波信号は、過変調の
入力信号が入力された場合でも、位相の反転はおこらな
い。

【００３１】ところが、このように、ＰＬＬ回路３０で
生成される検波信号が１８０°位相の反転がおこらない
にしても、ＡＭ検波回路１に入力される入力信号が過変
調である場合には、その入力信号の搬送波の位相は１８
０°反転しているため、結局、ＡＭ検波回路１に入力さ
れる双方の信号間において、０°または１８０°の位相
差が生じることになる。特に、１８０°の位相差が生じ
ている場合には、検波出力が理想の出力に対して反転し
た状態でロックがかかる可能性がある。

【００３２】以下に、この現象について説明する。ま
ず、ＡＭ変調された入力信号（ｖａｍ）は、通常、ｖａｍ＝｛Ｖｃ＋Ｖｓ×ｃｏｓ｛ωＳ×ｔ｝｝×ｃｏｓ
｛ωｃ×ｔ｝と表わされる。ここで、Ｖｃ×ｃｏｓ｛ωｃ×ｔ｝は搬
送波を表わし、Ｖｓ×ｃｏｓ｛ωs×ｔ｝は、被変調波
である信号波を表わす。

【００３３】そして、ＡＭ復調器では、この入力信号ｖ
ａｍに対し、搬送波と同位相の検波信号Ｖ０×ｃｏｓ
｛ωｃ×ｔ｝を乗じることにより検波する。この乗算に
よってＡＭ検波回路１の出力ｖｏｕｔは、ｖｏｕｔ＝Ｖ０×Ｖｃ／２＋Ｖ０×Ｖｓ×ｃｏｓ｛ωＳ
×ｔ｝／２＋｛Ｖｃ＋Ｖｓ×ｃｏｓ｛ωＳ×ｔ｝｝×ｃ
ｏｓ｛２×ωｃ×ｔ｝／２となる。

【００３４】一方、位相差１８０°の入力信号ｖａｍ’
に対して、上記同様の検波信号Ｖ０×ｃｏｓ｛ωｃ×
ｔ｝を用いて検波した場合、ＡＭ検波回路１の出力ｖｏ
ｕｔ’は、ｖｏｕｔ’＝−ｖｏｕｔとなる。

【００３５】このように、位相差０°の入力信号か位相
差１８０°の入力信号かのいずれに対してＰＬＬをロッ
クするかによって、ＡＭ検波回路１から出力される信号
は、上下反転してしまう。図２は、実施の形態１にかか
るＡＭ復調器において、ＡＭ検波回路１から出力される
信号を説明するための説明図である。図２（ａ）に示す
入力信号が、過変調によって反転を起こしていない状
態、すなわち位相差０°の信号である場合には、その入
力信号は、同じ位相の検波信号で検波され、同図（ｂ）
に示すように、無信号電位よりも高い部分が検波波形と
して出力される。

【００３６】逆に、図２（ａ）に示す入力信号が、過変
調によって反転を起こしている状態、すなわち位相差１
８０°の信号である場合には、その入力信号は、反転し
た位相の検波信号で検波されることになり、同図（ｃ）
に示すように、無信号電位よりも低い部分が検波波形と
して出力される。

【００３７】このように、ＰＬＬ回路３０では、ＶＣＯ
６から出力される信号、すなわち検波信号がＰＬＬ回路
３０によってロックされる点が入力信号に対して同位相
の場合と１８０°ずれた場合の２通り存在するために、
検波された結果が目的の信号波に対して反転してしまう
可能性がある。これを防ぐために実施の形態１では、Ａ
Ｍ復調器の構成要素として、電圧比較器１０、パルス発
生器１１およびスイッチ１２を設けている。以下に、こ
れら構成要素の動作について説明する。

【００３８】まず、ＡＭ復調器において、無信号電位よ
りも下側の波形を検波する場合、すなわち、入力信号に
対して位相が１８０°ずれた検波信号を用いて検波する
場合を考える。すなわち、検波した結果が反転している
状態は、図２（ｂ）に示すように、無信号電位よりも高
い電位側に反転した波形となる。

【００３９】そこで、電圧比較器１０の非反転入力端子
にＡＭ検波回路１から出力された信号を入力し、電圧比
較器１０について、入力された信号が電圧比較器１０の
反転入力端子に与えられる所定の電位よりも高い場合に
論理レベル“Ｈ”の信号を出力し、入力された信号が所
定の電位よりも低い場合に論理レベル“Ｌ”の信号を出
力するように設定する。なお、比較電位となる上記所定
の電位は、ＡＭ復調器に許容範囲内の過変調の入力信号
が入力された場合に電圧比較器１０から論理レベル
“Ｈ”の信号が出力されないような値に設定される必要
がある。

【００４０】電圧比較器１０から出力された信号は、パ
ルス発生器１１に入力される。パルス発生器１１は、入
力された信号が論理レベル“Ｈ”を示す場合にのみパル
スを発生する回路である。このパルス発生器１１から出
力されるパルスは、スイッチ１２に入力される。スイッ
チ１２は、入力された信号が論理レベル“Ｈ”を示す場
合にオフとなる手段であり、例えば、ＡＰＣ検波回路２
とＡＰＣフィルタ３の間を接続する信号線上に配置さ
れ、スイッチ１２のオフ状態において、ＰＬＬ回路３０
の帰還ループを切断する。

【００４１】スイッチ１２によってＰＬＬ回路３０の帰
還ループが切断されることにより、ＡＰＣ検波回路２の
動作がリセットされ、再度、ＡＰＣ検波回路２の動作に
よって新しい状態でＰＬＬがロックされる。パルス発生
器１１から出力されるパルスは正しくロックされるまで
発生し続けるので最終的に正しくロックするようにな
る。これにより、誤ったＰＬＬのロックが持続される状
態を回避することができる。

【００４２】なお、上述した例では、無信号電位よりも
下側の波形検波、すなわち入力信号と１８０°位相のず
れた検波信号で検波する場合について説明したが、無信
号電位よりも上側の波形検波、すなわち入力信号と同位
相の検波信号で検波する場合には、電圧比較器１０の反
転入力端子にＡＭ検波回路１から出力される信号を入力
し、非反転端子に適切な低い電位の比較電位を与える。

【００４３】以上に説明したとおり、実施の形態１にか
かるＡＭ復調器によれば、ＡＰＣ検波回路２において比
較される二つの信号をそれぞれ２乗することによって、
入力信号の位相またはＶＣＯから出力される信号の位相
が１８０°ずれた場合であっても位相が反転しない検波
信号を生成することができ、さらに、ＡＭ検波回路１に
よって検波された信号が過変調を示す所定の電位以上で
ある場合にＰＬＬ回路３０の帰還ループの動作を停止さ
せるので、過変調時でも検波された結果が反転されてし
まうのを防ぐことができ、より安定なＡＭ復調を実現す
ることができる。

【００４４】実施の形態２．つぎに、実施の形態２にか
かるＡＭ復調器について説明する。実施の形態２にかか
るＡＭ復調器は、実施の形態１に示したＡＰＣ検波回路
において、比較される二つの信号をそれぞれ４乗したこ
とを特徴としており、その他の点は実施の形態１に説明
したとおりである。

【００４５】図３は、実施の形態２にかかるＡＭ復調器
の概略構成を示すブロック図である。なお、図３におい
て、図１と共通する部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。図３において、図１と異なるのは、乗算
器８および９に換えて、それぞれ４乗回路１３および１
４を設けている点である。

【００４６】実施の形態１で説明したように、ある周波
数の信号に対して、２乗すれば１８０°位相のずれた信
号も同位相になるのであるから、４乗した場合も、１８
０°位相のずれた信号は同位相になり、それをＡＰＣ検
波回路２によって比較すれば実施の形態１と同様に、過
変調時でも反転することのないＡＭ復調器を実現するこ
とができる。

【００４７】但し、４乗したものでＡＰＣ検波した場合
は、ロックする位相関係が、元の信号で考えて、同位相
のとき、９０°差の時、１８０°差の時、２７０°差の
時と４通りになってしまう。同位相のときおよび１８０
°差の時は、実施の形態１と同じであるため、ここで、
９０°差の時の出力（ｖｏｕｔ９０）および２７０°差
の時の出力（ｖｏｕｔ２７０）を式で表わすと、ｖｏｕｔ９０＝｛Ｖｃ＋Ｖｓ×ｃｏｓ｛ωＳ×ｔ｝｝×
Ｖ０×ｓｉｎ｛２×ωｃ×ｔ｝／２ｖｏｕｔ２７０＝−ｖｏｕｔ９０となる。

【００４８】すなわち、９０°差の時のＡＭ検波回路１
の出力（ｖｏｕｔ９０）および２７０°差の時のＡＭ検
波回路１の出力（ｖｏｕｔ２７０）は、単に搬送波の周
波数が２倍になった場合と同じであることがわかる。

【００４９】図４は、実施の形態２にかかるＡＭ復調器
において、ＡＭ検波回路１から出力される信号を説明す
るための説明図である。なお、図４（ｂ）および（ｄ）
は、それぞれ図２（ｂ）および（ｃ）に対応するので、
ここではその説明を省略する。また、図４（ｃ）および
（ｅ）に示すように、位相差９０°と位相差２７０°の
場合には、ＰＬＬ回路３０によって正しくロックされな
いが、この場合も、無信号電位に対して理想とする出力
と逆側に出力が現れるため、実施の形態１で用いた電圧
比較器１０、パルス発生器１１およびスイッチ１２を用
いて、実施例１と同様な原理で、最終的に正常にロック
させることができる。

【００５０】なお、上記した４乗回路に換えて、２ｎ乗
回路（ｎ＝１，２，３，・・・・）を用いても同様な効
果が得られる。但し、ｎが増えるたびにロックする点が
増えてくるのでその時の波形を十分に考慮した上で、誤
ロック時の検出をおこなう必要がある。

【００５１】以上に説明したとおり、実施の形態２にか
かるＡＭ復調器によれば、実施の形態１において説明し
た乗算器に換えて、入力信号またはＶＣＯ６から出力さ
れた信号を２ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・・）乗する２
ｎ乗回路を設けた場合にも、実施の形態１と同様な効果
を享受することができる。

【００５２】実施の形態３．つぎに、実施の形態３にか
かるＡＭ復調器について説明する。実施の形態１および
２では、過変調時にＰＬＬのループを遮断することによ
ってリセットし、再度ＡＰＣ検波回路による動作をおこ
なって、最終的に正しい位相関係でロックすることを特
徴としていたが、この方式では、正しくロックするか否
かは確率的なものであり、必ずしも確実な正しいロック
を保証するものではない。そこで、実施の形態３にかか
るＡＭ復調器は、ＡＰＣ検波回路を２つ設け、通常は一
方のＡＰＣ検波回路を用いて、２乗した信号同士でＡＰ
Ｃ検波をおこない、正しくロックせずに出力が反転して
しまった場合は、２乗しない従来どおりのそのままの信
号でＡＰＣ検波をおこなうことを特徴としている。

【００５３】図５は、実施の形態３にかかるＡＭ復調器
の概略構成を示すブロック図である。なお、図５におい
て、図１と共通する部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。図５に示すＡＭ復調器では、図１に示し
たパルス発生器１１およびスイッチ１２を排除し、ＡＭ
復調器に入力された入力信号に対して＋４５°位相をシ
フトさせる位相シフト回路１７と、ＶＣＯ６から出力さ
れた信号に対して−４５°位相をシフトさせる位相シフ
ト回路１８と、位相シフト回路１７から出力された信号
と位相シフト回路１８から出力された信号とを入力して
双方の位相を比較するＡＰＣ検波回路１５と、電圧比較
器１０から出力された信号に応じて、ＡＰＣ検波回路２
とＡＰＣ検波回路１５のいずれか一方の比較結果をＡＰ
Ｃフィルタ３へと入力させるスイッチ１６とを設けてい
る点が図１と異なる。

【００５４】特に、図５において、ＡＰＣ検波回路２
は、電圧比較器１０によって過変調状態が検出されてい
ない場合に実施の形態１と同様のＡＰＣ検波をおこなう
第１のＡＰＣ検波回路として機能し、ＡＰＣ検波回路１
５は、電圧比較器１０によって過変調状態が検出された
場合にＡＰＣ検波をおこなう第２のＡＰＣ検波回路とし
て機能する。

【００５５】すなわち、ＰＬＬのロック時にはＡＰＣ検
波回路１５を用いることにより、従来どおりのシステム
と同様にして正常にロックさせる。正しくロックされれ
ば、スイッチ１６によってＡＰＣ検波回路２に切り替え
られる。特に、ＡＰＣ検波回路１５が安定な状態、すな
わち、ＡＰＣ検波回路１５への２入力の位相が９０°差
のときは、ＡＰＣ検波回路２の２入力も９０°差である
ためにこちらも安定な状態である。したがって、スイッ
チ１６によってＡＰＣ動作をおこなう系が切り替わって
も、正常にロックした状態を保つことができる。

【００５６】以上に説明したとおり、実施の形態３にか
かるＡＭ復調器によれば、電圧比較器１０において、過
変調状態が検出された場合であっても、ＡＰＣ動作を、
ＡＰＣ検波回路２から、従来どおりの比較対象信号（２
乗されていない信号）を入力する通常のＡＰＣ検波回路
１５に切り換えておこなうので、ＡＰＣ動作、すなわち
ＰＬＬ制御を遮断させることなく、確実にＰＬＬのロッ
クをおこなうことができる。

【００５７】実施の形態４．つぎに、実施の形態４にか
かるＡＭ復調器について説明する。実施の形態４にかか
るＡＭ復調器は、実施の形態３に示したＡＰＣ検波回路
において、第１のＡＰＣ検波回路によって比較される二
つの信号をそれぞれ４乗したことを特徴としており、そ
の他の点は実施の形態３に説明したとおりである。

【００５８】図６は、実施の形態４にかかるＡＭ復調器
の概略構成を示すブロック図である。なお、図６におい
て、図５と共通する部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。図６において、図５と異なるのは、乗算
器８および９に換えて、それぞれ４乗回路１３および１
４を設けている点である。

【００５９】実施の形態１で説明したように２乗すれば
１８０°ずれた信号も同位相になるのであるから、４乗
した場合も、１８０°ずれた信号は同位相になり、それ
をＡＰＣ検波してやれば、実施の形態３と同様に、過変
調時でも反転することのないＡＭ復調器を実現すること
ができる。なお、４乗した信号を用いてＡＰＣ検波した
場合に、ロックされる位相関係が、元の信号で考えて、
同位相のとき、９０°差の時、１８０°差の時、２７０
°差の時と４通りになってしまうが、この点については
実施の形態２で説明したのと同じ原理によって、正しく
ロックさせることができる。

【００６０】なお、４乗回路に換えて２ｎ乗回路（ｎ＝
１，２，３，・・・）を用いた場合に同様な効果が得ら
れる点についても実施の形態２において説明したとおり
である。

【００６１】以上に説明したとおり、実施の形態４にか
かるＡＭ復調器によれば、実施の形態３において説明し
た乗算器に換えて、入力信号またはＶＣＯ６から出力さ
れた信号を２ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・・）乗する２
ｎ乗回路を設けた場合にも、実施の形態３と同様な効果
を享受することができる。

【００６２】実施の形態５．つぎに、実施の形態５にか
かるＡＭ復調器について説明する。実施の形態５にかか
るＡＭ復調器は、実施の形態３において、２乗された信
号を比較対象としてＡＰＣ検波をおこなう第１のＡＰＣ
検波回路の比較結果が常にＡＰＣフィルタに入力され、
正しくロックせずに出力が反転してしまった場合に、２
乗しない従来どおりのそのままの信号でＡＰＣ検波をお
こなう第２のＡＰＣ検波回路の比較結果がＡＰＣフィル
タに入力されることを特徴としている。

【００６３】図７は、実施の形態５にかかるＡＭ復調器
の概略構成を示すブロック図である。なお、図７におい
て、図５と共通する部分は同一の符号を付してその説明
を省略する。図７に示すＡＭ復調器において、図５と異
なるのは、スイッチ１６を排除して、ＡＰＣ検波回路２
から出力される信号が常にＡＰＣフィルタ３に入力さ
れ、電圧比較器１０から出力された信号に応じて、ＡＰ
Ｃ検波回路１５の比較結果をＡＰＣフィルタ３へと入力
させるか否かを切り換えるスイッチ１９を設けている点
である。

【００６４】すなわち、ＡＰＣ検波回路２は常にＡＰＣ
検波をおこなっており、ＡＰＣ検波回路１５のみが、電
圧比較器１０とスイッチ１９の動作によって、その比較
結果がＡＰＣフィルタ３に入力される。このとき、ＡＰ
Ｃ検波回路１５の制御速度のほうが、ＡＰＣ検波回路２
の制御速度よりも速くなるように、両回路を設計するこ
とで、過変調が検出された際にＡＰＣ検波回路１５のほ
うが優勢となり、ＡＰＣ検波回路１５による正しい位相
関係でのＰＬＬのロックが実施される。

【００６５】以上に説明したとおり、実施の形態５にか
かるＡＭ復調器によれば、常にＡＰＣ検波回路２の比較
結果がＡＰＣフィルタ３に入力されるので、ＡＰＣ検波
回路２によるＰＬＬ動作によってＡＰＣフィルタ３の電
位が安定し、ＡＭ復調器に過変調の入力信号が入力され
た際には、そのＡＰＣフィルタ３の電位にＡＰＣ検波回
路１５から出力された比較結果による電位が重畳される
だけなので、上述した実施の形態３のようにスイッチ１
６によってＡＰＣ検波回路そのものを切り換えることで
ＡＰＣフィルタ３の電位が揺れ、その結果、出力に悪影
響を及ぼしてしまうといった危険性がなくなり、よりス
ムーズで安定したＰＬＬ動作を実現することができる。

【００６６】実施の形態６．つぎに、実施の形態６にか
かるＡＭ復調器について説明する。実施の形態６にかか
るＡＭ復調器は、実施の形態５に示したＡＰＣ検波回路
において、第１のＡＰＣ検波回路によって比較される二
つの信号をそれぞれ４乗したことを特徴としており、そ
の他の点は実施の形態５に説明したとおりである。

【００６７】図８は、実施の形態６にかかるＡＭ復調器
の概略構成を示すブロック図である。なお、図８におい
て、図７と共通する部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。図８において、図７と異なるのは、乗算
器８および９に換えて、それぞれ４乗回路１３および１
４を設けている点である。

【００６８】実施の形態１で説明したように２乗すれば
１８０°ずれた信号も同位相になるのであるから、４乗
した場合も、１８０°ずれた信号は同位相になり、それ
をＡＰＣ検波してやれば、実施の形態５と同様に、過変
調時でも反転することのないＡＭ復調器を実現すること
ができる。なお、４乗した信号を用いてＡＰＣ検波した
場合に、ロックされる位相関係が、元の信号で考えて、
同位相のとき、９０°差の時、１８０°差の時、２７０
°差の時と４通りになってしまうが、この点については
実施の形態２で説明したのと同じ原理によって、正しく
ロックさせることができる。

【００６９】なお、４乗回路に換えて２ｎ乗回路（ｎ＝
１，２，３，・・・）を用いた場合に同様な効果が得ら
れる点についても実施の形態２において説明したとおり
である。

【００７０】以上に説明したとおり、実施の形態６にか
かるＡＭ復調器によれば、実施の形態５において説明し
た乗算器に換えて、入力信号またはＶＣＯ６から出力さ
れた信号を２ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・・）乗する２
ｎ乗回路を設けた場合にも、実施の形態５と同様な効果
を享受することができる。

【００７１】実施の形態７．つぎに、実施の形態７にか
かるＡＭ復調器について説明する。実施の形態７にかか
るＡＭ復調器は、実施の形態５において、乗算器に入力
する信号をそれぞれ異なる位相の分だけシフトさせた信
号とすることを特徴としている。

【００７２】図９は、実施の形態７にかかるＡＭ復調器
の概略構成を示すブロック図である。なお、図９におい
て、図７と共通する部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。図９に示すＡＭ復調器において、図７と
異なるのは、ＡＭ復調器に入力された入力信号に対して
−４５°位相をシフトさせる位相シフト回路２０と、同
じ入力信号に対して＋４５°位相をシフトさせる位相シ
フト回路２１と、ＶＣＯ６から出力された信号に対して
−４５°位相をシフトさせる位相シフト回路２２と、Ｖ
ＣＯ６から出力された信号に対して＋４５°位相をシフ
トさせる位相シフト回路２３とを設けている点である。

【００７３】実施の形態５では、乗算器８および９にそ
れぞれ入力される２つの信号は、同位相であるため、入
力される信号をｃｏｓＡとすると、その信号を２乗した
結果は、ｃｏｓＡ×ｃｏｓＡ＝１／２＋１／２×ｃｏｓ２Ａとなり、第一項が示すようにＤＣ成分の変動を有してい
る。

【００７４】このＤＣ成分の変動は、ＶＣＯ６の制御電
位に揺らぎを与えて、出力に悪影響を与える可能性があ
る。そこで、実施の形態７にかかるＡＭ復調器では、こ
れを防ぐために、位相シフト回路２０、２１、２２およ
び２３を用いて、乗算器８および９にそれぞれ入力され
る２つの信号の位相差を９０°にしている。このように
すると、乗算器８および９の出力は、ｃｏｓＡ×ｃｏｓ｛Ａ＋９０°｝＝１／２×ｓｉｎ２Ａとなり、結果的に、ＤＣ成分の変動をなくすことができ
る。

【００７５】なお、図９に示した例では、図７に示した
構成に対して、位相シフト回路２０、２１、２２および
２３を付加した構成を例に挙げたが、図１および図５に
示した構成に対しても、同様に適用することができる。

【００７６】以上に説明したとおり、実施の形態７にか
かるＡＭ復調器によれば、乗算器に入力する２つの信号
を位相差が９０°となるようにシフトさせているので、
乗算器８および９の出力における直流成分の変動を排除
することができ、結果的に、より安定なＰＬＬ動作を実
現することができる。

【００７７】

【発明の効果】以上、説明したとおり、この発明によれ
ば、入力信号と電圧制御発振器の出力とをそのまま用い
てＡＰＣ検波をしていたのを、２ｎ乗してＡＰＣ検波す
ることによって、１８０°ずれた信号が同位相となり過
変調時に入力信号が１８０°ずれたとしてもこれに追従
することがなくなり、過変調時の出力の反転をなくすこ
とができ、より安定なＡＭ復調をおこなうことが可能に
なるという効果を奏する。

【００７８】つぎの発明によれば、過変調の検出時に、
位相ロックループを遮断することなく、他方の従来どお
りのＡＰＣ検波によって位相ロックループを維持するこ
とができ、より安定なＡＭ復調をおこなうことが可能に
なるという効果を奏する。

【００７９】つぎの発明によれば、過変調の検出時に、
位相ロックループを遮断することなく、それまで持続し
ていた位相ロックループを保持したまま、他方の従来ど
おりのＡＰＣ検波によって位相ロックループへと切り換
えることができ、より安定なＡＭ復調をおこなうことが
可能になるという効果を奏する。

【００８０】つぎの発明によれば、乗算することによっ
て生じる直流成分を排除することができ、結果的に、よ
り安定なＡＭ復調を実現することができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１にかかるＡＭ復調器の概略構成
を示すブロック図である。

【図２】実施の形態１にかかるＡＭ復調器において、
ＡＭ検波回路から出力される信号を説明するための説明
図である。

【図３】実施の形態２にかかるＡＭ復調器の概略構成
を示すブロック図である。

【図４】実施の形態２にかかるＡＭ復調器において、
ＡＭ検波回路から出力される信号を説明するための説明
図である。

【図５】実施の形態３にかかるＡＭ復調器の概略構成
を示すブロック図である。

【図６】実施の形態４にかかるＡＭ復調器の概略構成
を示すブロック図である。

【図７】実施の形態５にかかるＡＭ復調器の概略構成
を示すブロック図である。

【図８】実施の形態６にかかるＡＭ復調器の概略構成
を示すブロック図である。

【図９】実施の形態７にかかるＡＭ復調器の概略構成
を示すブロック図である。

【図１０】従来のＡＭ復調器の一例の概略構成を示す
ブロック図である。

【図１１】過変調時に生じる出力の反転を説明するた
めの説明図である。

【符号の説明】

１ＡＭ検波回路、２，１５ＡＰＣ検波回路、３Ａ
ＰＣフィルタ、４，５，１７，１８，２０，２１，２
２，２３位相シフト回路、６ＶＣＯ、７低域通過
フィルタ、８，９乗算器、１０電圧比較器、１１
パルス発生器、１２，１６，１９スイッチ、１３，１
４４乗回路、３０ＰＬＬ回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＡＭ変調によって伝送された入力信号を
位相ロックループにより生成された検波信号を用いて復
調するＡＭ復調器において、前記入力信号を２ｎ乗（ｎ＝１，２，３，・・・）する
第１の乗算手段と、前記位相ロックループを構成する電圧制御発振器から出
力された信号を２ｎ乗する第２の乗算手段と、前記位相ロックループを構成するとともに、前記第１の
乗算手段によって乗算された信号と前記第２の乗算手段
によって乗算された信号とを用いて位相制御をおこなう
位相制御手段と、前記検波信号によるＡＭ検波によって得られた信号が、
所定の振幅レベルに対して所定の大小関係を示した際に
検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に応じて前記位相ロックループをリセット
するスイッチング手段と、を備えたことを特徴とするＡＭ復調器。
【請求項２】ＡＭ変調によって伝送された入力信号を
位相ロックループにより生成された検波信号を用いて復
調するＡＭ復調器において、前記入力信号を２ｎ乗（ｎ＝１，２，３，・・・）する
第１の乗算手段と、前記位相ロックループを構成する電圧制御発振器から出
力された信号を２ｎ乗する第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段によって乗算された信号と前記第２
の乗算手段によって乗算された信号とを用いて位相制御
をおこなう第１の位相制御手段と、前記入力信号と前記電圧制御発振器から出力された信号
とを用いて位相制御をおこなう第２の位相制御手段と、前記検波信号によるＡＭ検波によって得られた信号が、
所定の振幅レベルに対して所定の大小関係を示した際に
検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に応じて、前記第１の位相制御手段から出
力される信号と前記第２の位相制御手段から出力される
信号のいずれか一方のみを選択して、前記電圧制御発振
器を制御する信号を生成するためのフィルタ手段に与え
る選択手段と、を備えたことを特徴とするＡＭ復調器。
【請求項３】ＡＭ変調によって伝送された入力信号を
位相ロックループにより生成された検波信号を用いて復
調するＡＭ復調器において、前記入力信号を２ｎ乗（ｎ＝１，２，３，・・・）する
第１の乗算手段と、前記位相ロックループを構成する電圧制御発振器から出
力された信号を２ｎ乗する第２の乗算手段と、前記位相ロックループを構成するとともに、前記第１の
乗算手段によって乗算された信号と前記第２の乗算手段
によって乗算された信号とを用いて位相制御をおこなう
第１の位相制御手段と、前記入力信号と前記電圧制御発振器から出力された信号
とを用いて位相制御をおこなう第２の位相制御手段と、前記検波信号によるＡＭ検波によって得られた信号が、
所定の振幅レベルに対して所定の大小関係を示した際に
検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に応じて、前記第２の位相制御手段から出
力された信号を、前記電圧制御発振器を制御する信号を
生成するためのフィルタ手段に与えるスイッチング手段
と、を備えたことを特徴とするＡＭ復調器。
【請求項４】前記入力信号から位相差が９０°となる
２つの信号を生成する第１の位相シフト手段と、前記電圧制御発振器から出力された信号から位相差が９
０°となる２つの信号を生成する第２の位相シフト手段
と、を備え、前記第１の乗算手段は、前記第１の位相シフト手段によ
って生成された２つの信号同士を乗算し、前記第２の乗算手段は、前記第２の位相シフト手段によ
って生成された２つの信号同士を乗算することを特徴と
する請求項１〜３のいずれか一つに記載のＡＭ復調器。