JP2009055097A - Fsk demodulation circuit and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、FSK(Frequency Shift Keying)信号を復調するFSK復調回路及び方法に関する。 The present invention relates to an FSK demodulating circuit and method for demodulating an FSK (Frequency Shift Keying) signal.
既に実用化されているFSK信号受信回路は、低雑音増幅器(LNA)と、F−V変換回路と、A/D変換回路とを備えて構成される。別のアプローチとしてAM信号の復調回路である超再生検波回路(例えば、非特許文献1−3参照。)の急峻な周波数選択性を用いたFSK信号のスロープ検波方式があるが、復調可能な信号は挟帯域FSK信号に限られている。 An FSK signal receiving circuit that has already been put into practical use is configured to include a low noise amplifier (LNA), an FV conversion circuit, and an A / D conversion circuit. As another approach, there is a slope detection method of an FSK signal using the steep frequency selectivity of a super regenerative detection circuit (for example, see Non-Patent Document 1-3) that is a demodulation circuit of an AM signal. Is limited to narrowband FSK signals.
上述のように、従来技術に係るFSK信号受信回路は、低雑音増幅器(LNA)と、F−V変換回路と、A/D変換回路とを備えて構成されるので、構成が複雑になり、製造コストが多大になる、また、多値FSK信号や広帯域FSK信号を容易に復調することができないという問題点があった。 As described above, the FSK signal receiving circuit according to the related art is configured to include the low noise amplifier (LNA), the F-V conversion circuit, and the A / D conversion circuit, so that the configuration becomes complicated. There are problems in that the manufacturing cost is increased and that a multilevel FSK signal and a wideband FSK signal cannot be easily demodulated.
また、特許文献1の図19及び図20においては、クエンチング信号を利用して超再生検波回路でASK信号を復調するASK信号復調回路(その動作を図8に示す。)が開示されているが、FSK信号を復調することはできないという問題点があった。
19 and 20 of
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して構成が簡単であって、多値FSK信号や広帯域FSK信号を容易に復調することができるFSK復調回路及び方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an FSK demodulating circuit and method that solve the above-described problems, have a simpler configuration than the prior art, and can easily demodulate a multilevel FSK signal or a wideband FSK signal. There is.
発振回路の発振周波数の離散的切り替えをFET等の電子スイッチにて行うディジタル制御発振器(DCO(Digitally Controlled Oscillator);以下、DCOという。)の報告例が既にあり(例えば非特許文献4−6参照。)、2値信号により周波数切り替えが可能な発振回路が実現可能であることが既に知られている。本発明者らはこれに着目して、DCOと超再生検波回路とを組み合わせることにより、FSK復調回路を構成することを特徴としている。 There have already been reported examples of a digitally controlled oscillator (DCO (Digitally Controlled Oscillator); hereinafter referred to as DCO) that performs discrete switching of the oscillation frequency of the oscillation circuit using an electronic switch such as an FET (see, for example, Non-Patent Documents 4-6). It is already known that an oscillation circuit capable of switching the frequency by a binary signal can be realized. The inventors pay attention to this and are characterized in that an FSK demodulating circuit is configured by combining a DCO and a super regenerative detection circuit.
第1の発明に係るFSK復調回路は、FSK信号の各瞬時周波数にそれぞれ一致する複数の発振周波数を有するディジタル制御発振器を、上記各発振周波数にそれぞれ対応する複数の制御信号に用いて上記各発振周波数の発振周波数を順次繰り返しかつ間歇発振するように制御し、
上記ディジタル制御発振器にFSK信号を入力することにより、上記ディジタル制御発振器を超再生AM検波器として動作させ、
上記ディジタル制御発振器から出力されるAM復調信号をデータサンプリング制御信号として用いて上記複数の制御信号をサンプルホールドしかつ2進数変換することによりFSK復調信号を得ることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an FSK demodulating circuit using a digitally controlled oscillator having a plurality of oscillation frequencies respectively corresponding to the respective instantaneous frequencies of the FSK signal as a plurality of control signals respectively corresponding to the respective oscillation frequencies. Control the oscillation frequency of the frequency to repeat repeatedly and intermittently,
By inputting the FSK signal to the digitally controlled oscillator, the digitally controlled oscillator is operated as a super regenerative AM detector,
The FSK demodulated signal is obtained by sampling and holding the plurality of control signals using the AM demodulated signal output from the digitally controlled oscillator as a data sampling control signal and performing binary conversion.
第2の発明に係るFSK復調方法は、FSK信号の各瞬時周波数にそれぞれ一致する複数の発振周波数を有するディジタル制御発振器を、上記各発振周波数にそれぞれ対応する複数の制御信号に用いて上記各発振周波数の発振周波数を順次繰り返しかつ間歇発振するように制御し、
上記ディジタル制御発振器にFSK信号を入力することにより、上記ディジタル制御発振器を超再生AM検波器として動作させ、
上記ディジタル制御発振器から出力されるAM復調信号をデータサンプリング制御信号として用いて上記複数の制御信号をサンプルホールドしかつ2進数変換することによりFSK復調信号を得ることを特徴とする。
The FSK demodulating method according to the second invention uses a digitally controlled oscillator having a plurality of oscillation frequencies corresponding to the respective instantaneous frequencies of the FSK signal as a plurality of control signals respectively corresponding to the oscillation frequencies. Control the oscillation frequency of the frequency to repeat repeatedly and intermittently,
By inputting the FSK signal to the digitally controlled oscillator, the digitally controlled oscillator is operated as a super regenerative AM detector,
The FSK demodulated signal is obtained by sampling and holding the plurality of control signals using the AM demodulated signal output from the digitally controlled oscillator as a data sampling control signal and performing binary conversion.
従って、本発明に係るFSK復調回路及び方法によれば、従来のアプローチに比べ回路規模を縮小することが可能であり、低消費電力化できる。さらに、動作周波数が高くなり、能動素子の歩留まりが低い場合においても、目的の周波数(搬送波周波数)にて動作する必要能動素子数を低減できる。さらに、従来のFSK復調回路において不可欠なA/D変換器が不要であり、低消費電力のFSK復調回路を簡単な構成で形成できる。基本的な復調能力は超再生の感度特性によるものであり、低雑音増幅器(LNA)の付加が不要ともなり得る。 Therefore, according to the FSK demodulating circuit and method according to the present invention, the circuit scale can be reduced as compared with the conventional approach, and the power consumption can be reduced. Furthermore, even when the operating frequency is high and the yield of active elements is low, the number of necessary active elements that operate at the target frequency (carrier frequency) can be reduced. Further, an A / D converter that is indispensable in the conventional FSK demodulating circuit is unnecessary, and an FSK demodulating circuit with low power consumption can be formed with a simple configuration. The basic demodulation capability is based on the sensitivity characteristics of super reproduction, and the addition of a low noise amplifier (LNA) may not be necessary.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.
図1は本発明の第1の実施形態に係る2FSK信号受信回路の構成を示すブロック図である。図1の2FSK信号受信回路は、DCOを用いた2周波数走査型超再生AM検波回路10と、DCO制御信号発生器20と、コンパレータ12と、サンプルホールド回路30と、バイナリデコーダ40とを備えて構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a 2FSK signal receiving circuit according to the first embodiment of the present invention. The 2FSK signal receiving circuit of FIG. 1 includes a dual frequency scanning super regenerative
図1において、DCO制御信号発生器20は、DCO制御信号V1,V2を(V1,V2)=(1,0)と(0,1)とを(ここで、1はハイレベルであり、0はローレベルである。)交互に変化するように所定の周期T1(T1は2FSK信号の切換周期よりも十分に短い。)で切り換えて発生してそれぞれ、スイッチング用電界効果トランジスタ(以下、電界効果トランジスタをFETという。)Q1,Q2の各ゲートに印加するとともに、サンプルホールド回路30に出力する。
In FIG. 1, the DCO
超再生AM検波回路10において、発振用FETQ11のゲートは伝送線路L10を介して周波数スイッチング用FETQ1,Q2の各ドレインに接続され、FETQ1のソースは伝送線路L1を介して接地され、FETQ2のソースは伝送線路L2(<L1)を介して接地される。また、発振用FETQ11のドレインは伝送線路L12を介して接地され、そのソースは出力負荷用伝送線路L11を介して接地される。発振用FETQ11のソースは端子T3を介して低域通過フィルタ(LPF)11に接続される。さらに、発振用FETQ11のドレインはクエンチング間歇発振スイッチング用FETQ5のソース及びドレインを介して電源電圧VDDに接続され、上記スイッチング用FETQ5は、端子T4を介して入力される、2FSK信号の周波数切換周波数よりも十分に高いクエンチング周波数を有する正弦波(又は矩形パルス)のクエンチング信号によりオン・オフ制御される。また、瞬時周波数又はチャンネル周波数f1,f2を有する2FSK信号は端子T1及びカップリングキャパシタC1を介して発振用FETQ11のドレインに印加される。
In the super regenerative
以上のように構成された発振用FETQ11を含む回路において、DCO制御信号(V1,V2)=(1,0)が印加されているとき、スイッチング用FETQ1がオンとなる一方、スイッチング用FETQ2がオフとなる。このとき、発振用FETQ11のドレインからの信号が伝送線路L12と、伝送線路L1、スイッチング用FETQ1及び伝送線路L10を介して発振用FETQ11に帰還して正帰還回路を構成し、伝送線路L1に依存して決まる電気長の正帰還回路により決まる周波数で発振するが、ここで、当該周波数をf1に設定する。また、発振用FETQ11を含む回路において、DCO制御信号(V1,V2)=(0,1)が印加されているとき、スイッチング用FETQ1がオフとなる一方、スイッチング用FETQ2がオンとなる。このとき、発振用FETQ11のドレインからの信号が伝送線路L12と、伝送線路L2、スイッチング用FETQ2及び伝送線路L10を介して発振用FETQ11に帰還して正帰還回路を構成し、伝送線路L2に依存して決まる電気長の正帰還回路により決まる周波数で発振するが、ここで、当該周波数をf2に設定する。DCO制御信号発生器20は発振器が発振周波数f1,f2の順序で順次走査して発振するように制御信号V1,V2を出力する。さらに、クエンチング信号に従って、スイッチング用FETQ5がオン・オフを繰り返すことにより、電源電圧VDDの供給がオン・オフされるので、当該発振器は間歇発振して当該発振器が超再生検波回路として動作することになる。
In the circuit including the oscillation FET Q11 configured as described above, when the DCO control signal (V1, V2) = (1, 0) is applied, the switching FET Q1 is turned on while the switching FET Q2 is turned off. It becomes. At this time, a signal from the drain of the oscillation FET Q11 is fed back to the oscillation FET Q11 via the transmission line L12, the transmission line L1, the switching FET Q1, and the transmission line L10 to form a positive feedback circuit, and depends on the transmission line L1. Oscillation is performed at a frequency determined by a positive feedback circuit having an electrical length determined as described above. Here, the frequency is set to f1. In the circuit including the oscillation FET Q11, when the DCO control signal (V1, V2) = (0, 1) is applied, the switching FET Q1 is turned off while the switching FET Q2 is turned on. At this time, the signal from the drain of the oscillation FET Q11 is fed back to the oscillation FET Q11 via the transmission line L12, the transmission line L2, the switching FET Q2, and the transmission line L10 to form a positive feedback circuit, and depends on the transmission line L2. Oscillation is performed at a frequency determined by a positive feedback circuit having an electrical length determined in this manner. Here, the frequency is set to f2. The DCO
2FSK信号は端子T1及びカップリングキャパシタC1を介して発振用FETQ11に印加され、このとき、当該発振器は制御信号V1,V2に基づいて発振周波数f1とf2で交互に走査して発振しているが、2FSK信号の瞬時周波数f1又はf2が当該発振器の発振周波数f1又はf2と一致したのみ、発振用FETQ11のソースからAM復調信号が出力され、当該AM復調信号は低域通過フィルタ(LPF)11を介してコンパレータ12の非反転入力端子に入力される。コンパレータ12の反転入力端子にはしきい値電圧Vthが印加され、コンパレータ12は入力されるAM復調信号がしきい値電圧Vth以上であるときのみハイレベルのデータサンプリング制御信号を発生してサンプルホールド回路30に出力する。サンプルホールド回路30は、データサンプリング制御信号がハイレベルのとき、DCO制御信号発生器20から出力されるDCO制御信号V1,V2をサンプルホールドした後、バイナリデコーダ40に出力する。これに応答して、バイナリデコーダ40は入力される信号を2進数変換してバイナリ復号化することにより1ビットの2FSK復調信号を発生して端子T2を介して出力する。
The 2FSK signal is applied to the oscillation FET Q11 via the terminal T1 and the coupling capacitor C1, and at this time, the oscillator oscillates by alternately scanning at the oscillation frequencies f1 and f2 based on the control signals V1 and V2. Only when the instantaneous frequency f1 or f2 of the 2FSK signal matches the oscillation frequency f1 or f2 of the oscillator, the AM demodulated signal is output from the source of the oscillation FET Q11, and the AM demodulated signal passes through the low-pass filter (LPF) 11. Through the non-inverting input terminal of the
図2は図1の低域通過フィルタ(LPF)11、コンパレータ12、サンプルホールド回路30及びバイナリデコーダ40の詳細構成を示す回路図である。図2において、低域通過フィルタ(LPF)11は2個のオペアンプOP1,OP2で構成され、コンパレータ12は1個のコンパレータICCP1で構成され、サンプルホールド回路30は2個のサンプルホールドICSH1,SH2で構成される。また、バイナリデコーダ40はインバータI1とアンドゲートA1で構成される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing detailed configurations of the low-pass filter (LPF) 11, the
図3は図1の2FSK信号受信回路の動作を示すための各信号のタイミングチャートである。図3から明らかなように、発振器は発振周波数f1とf2で交互に走査して発振しているが、2FSK信号の瞬時周波数f1又はf2が発振器の発振周波数f1又はf2と一致したのみ、発振用FETQ11のソースからAM復調信号が出力され、当該AM復調信号に基づいてサンプルホールド回路30によりサンプルホールドされた制御信号V1,V2は入力されたFSK信号の復調信号となることがわかる。すなわち、入力されるFSK信号が存在するとき、発振器の発振の立ち上がりが早くなり、結果としてPWMがかかる。この発振波形の包絡線を取り出し、低域通過フィルタ11に通すことによりAM成分の復調が可能となる。本実施形態では、DCOの発振周波数をFSK信号のチャネル周波数に一致させるように回路設計を行い、発振周波数をシーケンシャルに走査して切り替える。さらに発振回路を間歇動作させることにより超再生検波回路として動作させ、FSK信号の瞬時周波数と超再生検波回路の受信周波数が一致した場合得られるAM復調信号に基づいて、DCO制御信号をサンプルホールドすることにより、このときの制御信号がFSKの復調信号となる。
FIG. 3 is a timing chart of each signal for illustrating the operation of the 2FSK signal receiving circuit of FIG. As is apparent from FIG. 3, the oscillator oscillates by alternately scanning at the oscillation frequencies f1 and f2, but only when the instantaneous frequency f1 or f2 of the 2FSK signal matches the oscillation frequency f1 or f2 of the oscillator. It can be seen that an AM demodulated signal is output from the source of the FET Q11, and the control signals V1 and V2 sampled and held by the sample and hold
以上説明したように、本実施形態によれば、FSK信号の各瞬時周波数にそれぞれ一致する複数の発振周波数を有するディジタル制御発振器を、上記各発振周波数にそれぞれ対応する複数の制御信号に用いて上記各発振周波数の発振周波数を順次繰り返しかつ間歇発振するように制御し、上記ディジタル制御発振器にFSK信号を入力することにより、上記ディジタル制御発振器を超再生AM検波器として動作させ、上記ディジタル制御発振器から出力されるAM復調信号をデータサンプリング制御信号として用いて上記複数の制御信号をサンプルホールドしかつ2進数変換することによりFSK復調信号を得る。これにより、従来のアプローチに比べ回路規模を縮小することが可能であり、低消費電力化できる。さらに、動作周波数が高くなり、能動素子の歩留まりが低い場合においても、目的の周波数(搬送波周波数)にて動作する必要能動素子数をFSK信号のチャンネル数を低減できる。さらに、従来のFSK復調回路において不可欠なA/D変換器が不要であり、低消費電力のFSK復調回路を簡単な構成で形成できる。基本的な復調能力は超再生の感度特性によるものであり、低雑音増幅器(LNA)の付加が不要ともなり得る。 As described above, according to the present embodiment, the digitally controlled oscillator having a plurality of oscillation frequencies respectively corresponding to the respective instantaneous frequencies of the FSK signal is used for the plurality of control signals respectively corresponding to the respective oscillation frequencies. The oscillation frequency of each oscillation frequency is controlled so as to sequentially repeat and intermittently oscillate, and the FSK signal is input to the digitally controlled oscillator to operate the digitally controlled oscillator as a super regenerative AM detector. Using the output AM demodulated signal as a data sampling control signal, the plurality of control signals are sampled and held, and binary conversion is performed to obtain an FSK demodulated signal. Thereby, the circuit scale can be reduced as compared with the conventional approach, and the power consumption can be reduced. Furthermore, even when the operating frequency is high and the yield of active elements is low, the number of FSK signal channels can be reduced to the number of necessary active elements operating at the target frequency (carrier frequency). Further, an A / D converter that is indispensable in the conventional FSK demodulating circuit is unnecessary, and an FSK demodulating circuit with low power consumption can be formed with a simple configuration. The basic demodulation capability is based on the sensitivity characteristics of super reproduction, and the addition of a low noise amplifier (LNA) may not be necessary.
第2の実施形態.
図4は本発明の第2の実施形態に係る4FSK信号受信回路の構成を示すブロック図である。第2の実施形態は、図1の第1の実施形態に比較して、端子T1を介して入力される4FSK信号を復調するために、以下の点が異なる。
(1)DCOを用いた2周波数走査型超再生AM検波回路10に代えて、4つの発振周波数で間歇発振するDCOを用いた4周波数走査型超再生AM検波回路10Aを備えたこと。
(2)2個の制御信号V1,V2を発生するDCO制御信号発生器20に代えて、4個の制御信号V1−V4を発生するDCO制御信号発生器20Aを備えたこと。
(3)4個の制御信号V1−V4をサンプルホールドするサンプルホールド回路30Aを備えたこと。
(4)バイナリデコーダ40に代えて、サンプルホールドされた4個の制御信号V1−V4を2進数変換してバイナリ復号化することにより2ビットの4FSK復調信号を得るバイナリデコーダ40Aを備えたこと。
以下、上記相違点について詳細説明する。
Second embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a 4FSK signal receiving circuit according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the 4FSK signal input via the terminal T1 is demodulated as follows.
(1) A 4-frequency scanning super regenerative
(2) A DCO
(3) A sample and hold
(4) In place of the
Hereinafter, the difference will be described in detail.
図4において、図1の回路に比較して、スイッチング用FETQ3,Q4とその各ソース及び接地間に接続された伝送線路L3,L4とをさらに備える。DCO制御信号発生器20Aからの各制御信号V1−V4はそれぞれスイッチング用FETQ1−Q4の各ゲートに印加される。スイッチング用FETQ3及びQ4の各ドレインは伝送線路L10を介して発振用FETQ11のゲートに接続される。
4 further includes switching FETs Q3 and Q4 and transmission lines L3 and L4 connected between their respective sources and the ground as compared with the circuit of FIG. The control signals V1-V4 from the DCO
DCO制御信号発生器20Aはハイレベルの制御信号V1と、それぞれローレベルの他の制御信号V2−V4とを出力するとき、スイッチング用FETQ1−Q4のうちスイッチング用FETQ1のみがオンとなり、発振用FETQ11を含む発振器は所定の発振周波数f1で発振するように構成される。また、DCO制御信号発生器20Aはハイレベルの制御信号V2と、それぞれローレベルの他の制御信号V1,V3−V4とを出力するとき、スイッチング用FETQ1−Q4のうちスイッチング用FETQ2のみがオンとなり、発振用FETQ11を含む発振器は所定の発振周波数f2で発振するように構成される。さらに、DCO制御信号発生器20Aはハイレベルの制御信号V3と、それぞれローレベルの他の制御信号V1,V2,V4とを出力するとき、スイッチング用FETQ1−Q4のうちスイッチング用FETQ3のみがオンとなり、発振用FETQ11を含む発振器は所定の発振周波数f3で発振するように構成される。またさらに、DCO制御信号発生器20Aはハイレベルの制御信号V4と、それぞれローレベルの他の制御信号V1−V3とを出力するとき、スイッチング用FETQ1−Q4のうちスイッチング用FETQ4のみがオンとなり、発振用FETQ11を含む発振器は所定の発振周波数f4で発振するように構成される。ここで、発振周波数f1−f4は互いに異なり、入力される4FSK信号の4つの瞬時周波数にそれぞれ一致する。ここで、DCO制御信号発生器20Aは発振器が発振周波数f1,f2,f3,f4の順序で順次走査して発振するように制御信号V1−V4を出力する。
When the DCO
サンプルホールド回路30Aは、データサンプリング制御信号がハイレベルのとき、DCO制御信号発生器20Aから出力されるDCO制御信号V1,V2をサンプルホールドした後、バイナリデコーダ40Aに出力する。これに応答して、バイナリデコーダ40Aは入力される信号を2進数変換してバイナリ復号化することにより2ビットの4FSK復調信号を発生して端子T11,T12を介して出力する。
When the data sampling control signal is at a high level, the
図5は図4の低域通過フィルタ(LPF)11、コンパレータ12、サンプルホールド回路30A及びバイナリデコーダ40Aの詳細構成を示す回路図である。図5において、低域通過フィルタ(LPF)11は2個のオペアンプOP1,OP2で構成され、コンパレータ12は1個のコンパレータICCP1で構成され、サンプルホールド回路30Aは4個のサンプルホールドICSH1−SH4で構成される。また、バイナリデコーダ40AはナンドゲートN1とアンドゲートA1で構成される。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the low-pass filter (LPF) 11, the
図6は図4のFSK信号受信回路の動作を示すための各信号のタイミングチャートである。図6から明らかなように、発振器は発振周波数f1−f4で順次走査して発振しているが、4FSK信号の瞬時周波数f1−f4が発振器の周波数f1−f4と一致したのみ、発振用FETQ11のソースからAM復調信号が出力され、当該AM復調信号に基づいてサンプルホールド回路30Aによりサンプルホールドされた制御信号V1−V4は入力されたFSK信号の復調信号となることがわかる。すなわち、入力されるFSK信号が存在するとき、発振器の発振の立ち上がりが早くなり、結果としてPWMがかかる。この発振波形の包絡線を取り出し、低域通過フィルタ11に通すことによりAM成分の復調が可能となる。本実施形態では、DCOの発振周波数をFSK信号のチャネル周波数に一致させるように回路設計を行い、発振周波数をシーケンシャルに走査して切り替える。さらに発振回路を間歇動作させることにより超再生検波回路として動作させ、FSK信号の瞬時周波数と超再生検波回路の受信周波数が一致した場合得られるAM復調信号に基づいて、DCO制御信号をサンプルホールドすることにより、このときの制御信号がFSKの復調信号となる。
FIG. 6 is a timing chart of each signal for illustrating the operation of the FSK signal receiving circuit of FIG. As is apparent from FIG. 6, the oscillator sequentially oscillates at the oscillation frequency f1-f4, but only the instantaneous frequency f1-f4 of the 4FSK signal coincides with the frequency f1-f4 of the oscillator. It can be seen that an AM demodulated signal is output from the source, and the control signals V1-V4 sampled and held by the
従って、本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を有し、特に、4FSK信号を復調できる。 Therefore, according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and in particular, a 4FSK signal can be demodulated.
変形例.
以上の実施形態では、2FSK信号及び4FSK信号の復調回路について説明したが、本発明はこれに限らず、DCOの発振周波数の数及びそれに対応するDCO制御信号を増加させて3FSK信号又は5値以上のFSK信号の復調回路を構成してもよい。なお、FSK信号の瞬時周波数(又はチャンネル周波数)はDCOの発振周波数で決定されるので、DCOの発振周波数の設定により容易に所望のFSK信号の復調回路を構成できる。
Modified example.
In the above embodiment, the demodulation circuit for the 2FSK signal and the 4FSK signal has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number of DCO oscillation frequencies and the corresponding DCO control signal are increased to increase the 3FSK signal or 5 values or more. The FSK signal demodulating circuit may be configured. Since the instantaneous frequency (or channel frequency) of the FSK signal is determined by the oscillation frequency of the DCO, a desired FSK signal demodulation circuit can be easily configured by setting the oscillation frequency of the DCO.
発明者らは、2FSK信号受信回路を試作した。この試作した回路の実験結果を以下に示す。図7は図1の2FSK信号受信回路の実施例であって、超再生動作中のDCOの発振スペクトラムを示す図である。本発明者らは、NE3210S01のデバイスパラメータを用いてADS(Advanced Design System)上で設計を行い試作した。図7から明らかなように、この回路に発振スペクトラムのピークに対応する2FSK信号を入力したところ、実際にFSK信号の復調を行えることが確認した。 The inventors prototyped a 2FSK signal receiving circuit. The experimental results of this prototype circuit are shown below. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the 2FSK signal receiving circuit of FIG. 1 and showing the oscillation spectrum of the DCO during the super reproduction operation. The inventors made a prototype by designing on ADS (Advanced Design System) using the device parameters of NE3210S01. As is apparent from FIG. 7, when a 2FSK signal corresponding to the peak of the oscillation spectrum was input to this circuit, it was confirmed that the FSK signal could actually be demodulated.
以上詳述したように、本発明に係るFSK復調回路及び方法によれば、従来のアプローチに比べ回路規模を縮小することが可能であり、低消費電力化できる。さらに、動作周波数が高くなり、能動素子の歩留まりが低い場合においても、目的の周波数(搬送波周波数)にて動作する必要能動素子数を低減できる。さらに、従来のFSK復調回路において不可欠なA/D変換器が不要であり、低消費電力のFSK復調回路を簡単な構成で形成できる。基本的な復調能力は超再生の感度特性によるものであり、低雑音増幅器(LNA)の付加が不要ともなり得る。 As described above in detail, according to the FSK demodulating circuit and method according to the present invention, the circuit scale can be reduced as compared with the conventional approach, and the power consumption can be reduced. Furthermore, even when the operating frequency is high and the yield of active elements is low, the number of necessary active elements that operate at the target frequency (carrier frequency) can be reduced. Further, an A / D converter that is indispensable in the conventional FSK demodulating circuit is unnecessary, and an FSK demodulating circuit with low power consumption can be formed with a simple configuration. The basic demodulation capability is based on the sensitivity characteristics of super reproduction, and the addition of a low noise amplifier (LNA) may not be necessary.
従って、低コストなFSK信号受信回路が構成できるため、RFタグ等の使い捨てが要求される用途に利用できる。さらに満足な歩留まりが得られないTHz領域のFSK信号受信回路の現実的な構成方法として使用できる。 Therefore, since a low-cost FSK signal receiving circuit can be configured, it can be used for applications requiring disposable such as RF tags. Furthermore, it can be used as a practical method for constructing an FSK signal receiving circuit in the THz region where a satisfactory yield cannot be obtained.
10…DCOを用いた2周波数走査型超再生AM検波回路、
10A…DCOを用いた4周波数走査型超再生AM検波回路、
11…低域通過フィルタ(LPF)、
12…コンパレータ、
13…電圧源、
20,20A…DCO制御信号発生器、
30,30A…サンプルホールド回路、
40,30A…バイナリデコーダ、
C1…カップリングキャパシタ、
L1乃至L12…伝送線路、
Q1乃至Q5…スイッチング用電界効果トランジスタ(FET)、
Q11…発振用電界効果トランジスタ(FET)。
10: Dual frequency scanning super regenerative AM detection circuit using DCO,
10A ... 4 frequency scanning super regenerative AM detection circuit using DCO,
11 ... Low-pass filter (LPF),
12 ... Comparator,
13 ... Voltage source,
20, 20A ... DCO control signal generator,
30, 30A ... Sample and hold circuit,
40, 30A Binary decoder,
C1 ... coupling capacitor,
L1 to L12 ... transmission line,
Q1 to Q5 ... switching field effect transistors (FETs),
Q11: Oscillating field effect transistor (FET).
Claims (2)
上記ディジタル制御発振器にFSK信号を入力することにより、上記ディジタル制御発振器を超再生AM検波器として動作させ、
上記ディジタル制御発振器から出力されるAM復調信号をデータサンプリング制御信号として用いて上記複数の制御信号をサンプルホールドしかつ2進数変換することによりFSK復調信号を得ることを特徴とするFSK復調回路。 A digitally controlled oscillator having a plurality of oscillation frequencies respectively corresponding to the respective instantaneous frequencies of the FSK signal is used as a plurality of control signals respectively corresponding to the respective oscillation frequencies, and the oscillation frequencies of the respective oscillation frequencies are sequentially repeated and intermittently oscillated. Control and
By inputting the FSK signal to the digitally controlled oscillator, the digitally controlled oscillator is operated as a super regenerative AM detector,
An FSK demodulating circuit characterized in that an AM demodulated signal output from the digitally controlled oscillator is used as a data sampling control signal to sample and hold the plurality of control signals and to perform binary conversion to obtain an FSK demodulated signal.
上記ディジタル制御発振器にFSK信号を入力することにより、上記ディジタル制御発振器を超再生AM検波器として動作させ、
上記ディジタル制御発振器から出力されるAM復調信号をデータサンプリング制御信号として用いて上記複数の制御信号をサンプルホールドしかつ2進数変換することによりFSK復調信号を得ることを特徴とするFSK復調方法。 A digitally controlled oscillator having a plurality of oscillation frequencies respectively corresponding to the respective instantaneous frequencies of the FSK signal is used as a plurality of control signals respectively corresponding to the respective oscillation frequencies, and the oscillation frequencies of the respective oscillation frequencies are sequentially repeated and intermittently oscillated. To control and
By inputting the FSK signal to the digitally controlled oscillator, the digitally controlled oscillator is operated as a super regenerative AM detector,
An FSK demodulating method characterized in that an AM demodulated signal output from the digitally controlled oscillator is used as a data sampling control signal to sample and hold the plurality of control signals and perform binary conversion to obtain an FSK demodulated signal.
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