JP2010124154A - Demodulator - Google Patents

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a demodulator without beat disturbance and with fewer circuit components. <P>SOLUTION: A reception part 10 includes a binarizing part 14 and a sampling part 15, and a demodulator part 20 includes a phase difference extraction part 21, a virtual IF signal generation/correction part 22 and a demodulation signal generation part 23. The binarizing part 14 and the sampling part 15 determine the polarity of IF signals, perform sampling by a fixed clock and generate digital signals. The phase difference extraction part 21 extracts a phase difference between the digital signals of the sampling part 15 and virtual IF signals supplied from the virtual IF signal generation/correction part 22 and delivers extracted results to the virtual IF signal generation/correction part 22 and the demodulation signal generation part 23. The virtual IF signal generation/correction part 22 generates the virtual IF signals whose frequency and phase are variable by operation, and corrects the frequency and phase of the virtual IF signals on the basis of the results extracted from the phase difference extraction part 21. The demodulation signal generation part 23 generates demodulation signals on the basis of the results extracted from the phase difference extraction part 21. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、復調装置に関する。   The present invention relates to a demodulation device.

FM変調された入力信号を二値化し、二値化した二値信号をサンプリングし、サンプリング結果に基づいて復調を行なう従来の技術には、下記特許文献1に示されたものがある。   A conventional technique for binarizing an FM-modulated input signal, sampling the binarized binary signal, and performing demodulation based on the sampling result is disclosed in Patent Document 1 below.

特許文献1の復調回路は、入力信号をリミッタアンプで二値化した二値信号を、その入力信号の周波数の整数倍の周波数でサンプリングし、そのサンプリングした値の符号の連続性により、周波数の高低を判別し、判別結果に基づいて、復調信号を形成している。   The demodulating circuit of Patent Document 1 samples a binary signal obtained by binarizing an input signal with a limiter amplifier at a frequency that is an integral multiple of the frequency of the input signal, and the continuity of the sign of the sampled value determines the frequency. The demodulated signal is formed based on the discrimination result.

特開平3−30503号公報JP-A-3-30503

上記特許文献1では、サンプリング周波数が入力信号の中心周波数に対して正確に整数倍であることが必要である。しかしながら、通常、信号処理部のサンプリングクロックは機器毎のマスタークロックから生成されることが多く、送信側と受信側で周波数のズレが生じてしまう。このズレは非常に小さなものであったとしても、いずれ1クロック分の誤差にまで累積される。復調される信号が無変調の時は復調信号は出力されないはずであるが、ズレが1クロック分の誤差に累積された時点で、元々無いはずの復調信号が発生してしまう。これが断続的なノイズとなって復調信号に混入することになる。   In the above-mentioned Patent Document 1, it is necessary that the sampling frequency is an exact multiple of the center frequency of the input signal. However, in general, the sampling clock of the signal processing unit is often generated from the master clock for each device, and a frequency shift occurs between the transmission side and the reception side. Even if this deviation is very small, it will accumulate to an error of one clock. When the demodulated signal is unmodulated, the demodulated signal should not be output. However, when the deviation is accumulated in the error of one clock, a demodulated signal that should not have existed originally is generated. This becomes intermittent noise and is mixed in the demodulated signal.

図5(a)〜(h)は、従来の課題を説明する図であり、この図を用いて断続的なノイズが発生する様子を説明する。
図5(a)のように、入力信号として、例えば無変調の450KHzの中間周波数信号(IF信号)が入力されると、二値化によって図5(b)の矩形波(二値化IF信号)になる。ここで、サンプリング周波数を450KHzの整数倍の2.7MHzとし、図5(c)のように、中間周波数信号の1波長当たり6回のサンプリングを行なうと、サンプリング結果(サンプリングIF信号)は、図5(d)のように、均一な周波数となる。
FIGS. 5A to 5H are diagrams for explaining a conventional problem, and a state in which intermittent noise is generated will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5A, when an unmodulated intermediate frequency signal (IF signal) of 450 KHz, for example, is input as an input signal, the rectangular wave (binarized IF signal in FIG. 5B) is obtained by binarization. )become. Here, when the sampling frequency is set to 2.7 MHz, which is an integral multiple of 450 KHz, and sampling is performed six times per wavelength of the intermediate frequency signal as shown in FIG. 5C, the sampling result (sampling IF signal) is as shown in FIG. As shown in 5 (d), the frequency is uniform.

これに対し、図5(e)のように、中間周波数信号(IF信号)の周波数が僅かにずれて高くなると、二値化結果の矩形波(二値化IF信号)は、図5(f)のように均一な周波数のままであるが、図5(g)のようにサンプリング周波数を2.7MHzとすると、サンプリング結果(サンプリングIF信号)は、図5(h)のようになり、周囲に対して周波数の高くなる部分が周期的に発生する。   On the other hand, as shown in FIG. 5E, when the frequency of the intermediate frequency signal (IF signal) is slightly shifted and increased, the binarized rectangular wave (binarized IF signal) is changed to that shown in FIG. However, if the sampling frequency is 2.7 MHz as shown in FIG. 5G, the sampling result (sampling IF signal) is as shown in FIG. In contrast, a portion having a higher frequency is periodically generated.

このように周囲に対して周波数の高くなる部分を持つサンプリング結果に基づいてFM復調を行なうと、その周囲に対して周波数の高くなる部分は当然復調信号として出力されてしまう。本来、無変調の信号を復調した場合は出力信号が出ないはずであるが、図5(h)では断続的な信号が出力されてしまい、ノイズとして復調信号に含まれることになる。これが、変調信号を非同期のクロックでサンプリングした時に起こるビート障害である。   When FM demodulation is performed based on the sampling result having a portion having a higher frequency with respect to the surroundings, the portion having a higher frequency with respect to the surroundings is naturally output as a demodulated signal. Originally, when an unmodulated signal is demodulated, an output signal should not be output. However, in FIG. 5 (h), an intermittent signal is output and included in the demodulated signal as noise. This is a beat failure that occurs when the modulated signal is sampled with an asynchronous clock.

このように、中間周波数信号に対してサンプリングタイミングの同期がとれず、サンプリング周波数が中間周波数信号の周波数の整数倍でない場合には、ビート音が発生する。中間周波数信号には、通信相手の送信周波数のずれも含まれるので、中間周波数信号とサンプリングタイミングを常に同期させるためには、サンプリング周期を設定する内部クロックを入力信号の周波数変化に追従させる回路が別途必要になり、装置の部品点数が増えるという問題があった。   In this way, when the sampling timing is not synchronized with the intermediate frequency signal and the sampling frequency is not an integral multiple of the frequency of the intermediate frequency signal, a beat sound is generated. Since the intermediate frequency signal also includes a shift in the transmission frequency of the communication partner, in order to always synchronize the intermediate frequency signal and the sampling timing, a circuit that makes the internal clock that sets the sampling period follow the frequency change of the input signal is required. There is a problem that the number of parts of the apparatus increases because it is required separately.

本発明は、以上のような現状を鑑みてなされた発明であり、変調された信号の平均周波数が受信側のサンプリングクロックと整数比になくてもビート音の発生しない復調装置を、回路部品を増やすことなく実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and a demodulator that does not generate beat sound even if the average frequency of the modulated signal is not an integer ratio with the sampling clock on the receiving side is provided as a circuit component. The goal is to achieve without increasing.

上記目的を達成するために、本発明の観点に係る復調装置は、
変調信号により変調された搬送波の周波数を中間周波数に変換した中間周波数信号を入力し、該中間周波数信号を二値の信号と見なして周期的にサンプリングし、サンプリング結果から演算により復調を行う復調装置であって、
前記中間周波数とは独立した周期波であって周波数及び位相が可変な仮想中間周波数信号のデータを演算する演算手段と、
前記中間周波数信号と前記仮想中間周波数信号との差異を前記サンプリングで抽出する抽出手段と、
前記抽出された差異に基づき、前記仮想中間周波数信号を前記中間周波数信号に近づくように修正する修正手段と、
前記修正手段による前記仮想中間周波数信号の修正量に基づき、復調信号を生成する復調信号生成手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a demodulator according to an aspect of the present invention provides:
A demodulator that receives an intermediate frequency signal obtained by converting the frequency of the carrier wave modulated by the modulation signal into an intermediate frequency, periodically samples the intermediate frequency signal as a binary signal, and demodulates the sampled result by calculation Because
A computing means for computing data of a virtual intermediate frequency signal which is a periodic wave independent of the intermediate frequency and has a variable frequency and phase;
Extraction means for extracting the difference between the intermediate frequency signal and the virtual intermediate frequency signal by the sampling;
Correction means for correcting the virtual intermediate frequency signal to approach the intermediate frequency signal based on the extracted difference;
A demodulated signal generating means for generating a demodulated signal based on the correction amount of the virtual intermediate frequency signal by the correcting means;
It is characterized by providing.

なお、前記抽出手段は、前記中間周波数信号と前記仮想中間周波数信号のそれぞれの極性が変化するタイミングの時間差から、前記差異を抽出してもよい。   The extraction unit may extract the difference from a time difference in timing when the polarities of the intermediate frequency signal and the virtual intermediate frequency signal change.

また、前記差異は、周波数或は位相であってもよい。   The difference may be a frequency or a phase.

また、前記修正手段は、前記変調信号の最大周期よりも長期間の前記差異を累計した値に基づいて、前記仮想中間周波数信号の周波数を前記中間周波数信号の平均周波数に近づくように修正してもよい。   Further, the correction means corrects the frequency of the virtual intermediate frequency signal so as to approach the average frequency of the intermediate frequency signal based on a value obtained by accumulating the difference over a long period of time than the maximum period of the modulation signal. Also good.

また、前記修正手段は、前記中間周波数信号の最小周期よりも短期間の前記差異に基づいて、前記仮想中間周波数信号の位相を前記中間周波数信号の位相に近づくように修正してもよい。   The correcting means may correct the phase of the virtual intermediate frequency signal so as to approach the phase of the intermediate frequency signal based on the difference in a shorter period than the minimum period of the intermediate frequency signal.

また、前記復調信号生成手段は、前記中間周波数信号の位相の修正量に基づいて前記復調信号を生成してもよい。   Further, the demodulated signal generation means may generate the demodulated signal based on a phase correction amount of the intermediate frequency signal.

本発明によれば、変調された入力信号の平均周波数が受信側のサンプリングクロックと整数比になくてもビート音の発生しない復調装置を、少ない回路部品で実現できる。   According to the present invention, a demodulator that does not generate a beat sound even if the average frequency of the modulated input signal is not an integer ratio with the sampling clock on the receiving side can be realized with a small number of circuit components.

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る受信機を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a receiver according to an embodiment of the present invention.

この受信機は、受信部10と、復調装置部20とから構成されている。
受信部10は、アンテナ11から与えられる受信信号から希望局のFM変調波を選び出し、そのFM変調波の周波数を低下させた中間周波数信号(以下、IF信号という)を生成するフロントエンド12と、フロントエンド12の出力側に接続され、IF信号を増幅する増幅回路13と、増幅されたIF信号を二値信号(以下、二値化IF信号という)に変換する二値化部14と、二値化IF信号を一定の周波数のクロックでサンプリングするサンプリング部15を備えている。
The receiver includes a receiving unit 10 and a demodulating device unit 20.
The receiving unit 10 selects an FM modulated wave of a desired station from the received signal given from the antenna 11, and generates an intermediate frequency signal (hereinafter referred to as an IF signal) in which the frequency of the FM modulated wave is reduced, An amplification circuit 13 that is connected to the output side of the front end 12 and amplifies the IF signal, a binarization unit 14 that converts the amplified IF signal into a binary signal (hereinafter referred to as a binarized IF signal), A sampling unit 15 that samples the valued IF signal with a clock having a constant frequency is provided.

復調装置部20は、位相差抽出部21と、仮想IF信号生成/補正部22と、復調信号生成部23とを備えている。復調装置部20は、例えばDSP(Digital Signal Processor)で構成することができる。   The demodulation device unit 20 includes a phase difference extraction unit 21, a virtual IF signal generation / correction unit 22, and a demodulation signal generation unit 23. The demodulating device unit 20 can be configured by a DSP (Digital Signal Processor), for example.

二値化部14は、増幅回路13の出力側に接続され、増幅回路13から入力されるIF信号のレベルを判定し、IF信号に同期して極性が交互に変化する二値化IF信号を生成する。
サンプリング部15は、二値化されたIF信号を一定の周波数のクロックでサンプリングし、復調装置部20の動作クロックと同期した二値のディジタル信号(以下、サンプリングIF信号という)を生成する。
The binarization unit 14 is connected to the output side of the amplifier circuit 13, determines the level of the IF signal input from the amplifier circuit 13, and outputs a binary IF signal whose polarity alternately changes in synchronization with the IF signal. Generate.
The sampling unit 15 samples the binarized IF signal with a clock having a constant frequency, and generates a binary digital signal (hereinafter referred to as a sampling IF signal) synchronized with the operation clock of the demodulating device unit 20.

位相差抽出部21には、サンプリング部15及び仮想IF信号生成/補正部22の出力側が接続され、サンプリング部15から与えられるサンプリングIF信号と仮想IF信号生成/補正部22から与えられる仮想IF信号との位相差を抽出する。   The phase difference extraction unit 21 is connected to the output side of the sampling unit 15 and the virtual IF signal generation / correction unit 22. The sampling IF signal provided from the sampling unit 15 and the virtual IF signal provided from the virtual IF signal generation / correction unit 22 are connected to the phase difference extraction unit 21. And the phase difference is extracted.

位相差抽出部21で抽出された位相差抽出結果は、仮想IF信号生成/補正部22と、復調信号生成部23に渡される。仮想IF信号生成/補正部22は、位相差抽出部21で抽出された位相差抽出結果に基づいて、仮想IF信号を生成し、その周波数と位相を補正する。
復調信号生成部23は、位相差抽出部21で抽出された位相差抽出結果に基づいて、復調信号を生成する。
The phase difference extraction result extracted by the phase difference extraction unit 21 is passed to the virtual IF signal generation / correction unit 22 and the demodulated signal generation unit 23. The virtual IF signal generation / correction unit 22 generates a virtual IF signal based on the phase difference extraction result extracted by the phase difference extraction unit 21 and corrects its frequency and phase.
The demodulated signal generator 23 generates a demodulated signal based on the phase difference extraction result extracted by the phase difference extractor 21.

次に、本実施形態の受信機での仮想IF信号の原理を説明する。
図2は、IF信号、サンプリングIF信号、及び、仮想IF信号の関係を示す図である。
Next, the principle of the virtual IF signal in the receiver of this embodiment will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship among the IF signal, the sampling IF signal, and the virtual IF signal.

本来は図2(a)のIF信号を直接復調したいのであるが、復調を行う復調装置部20にとっての入力は図2(b)のサンプリングで得られる図2(c)のサンプリングIF信号となる。このサンプリングIF信号をそのまま復調してしまうと、元のIF信号が無変調であったとしても、断続的な復調信号が発生してしまう。   Originally, it would be desirable to directly demodulate the IF signal of FIG. 2 (a), but the input to the demodulator 20 that performs the demodulation is the sampling IF signal of FIG. 2 (c) obtained by the sampling of FIG. 2 (b). . If this sampling IF signal is demodulated as it is, an intermittent demodulated signal is generated even if the original IF signal is not modulated.

そこで、復調装置部20内に、元のIF信号を想定した図2(d)の仮想IF信号を生成して、この仮想IF信号に対して復調を行うことにする。この仮想IF信号は信号処理の演算によって生成されるので、ハードウエアとしてのサンプリング周期の分解能の制約を受けず、非常に細かな分解能(例えばサンプリング周期の1万分の1)を実現できる。サンプリングIF信号に、無変調時でも大きな周波数変動が発生するのは、サンプリング周期の分解能の問題であり、非常に細かな分解能であれば周波数変動は無視できるようになる。したがって、仮想IF信号を復調すれば、元のIF信号が無変調の時に復調信号が定期的に発生してしまうことを回避できる。   Therefore, the virtual IF signal shown in FIG. 2D assuming the original IF signal is generated in the demodulator unit 20, and the virtual IF signal is demodulated. Since this virtual IF signal is generated by signal processing calculation, it is possible to realize very fine resolution (for example, 1 / 10,000 of the sampling period) without being limited by the resolution of the sampling period as hardware. It is a problem of the resolution of the sampling period that a large frequency fluctuation occurs in the sampling IF signal even when there is no modulation. If the resolution is very fine, the frequency fluctuation can be ignored. Therefore, if the virtual IF signal is demodulated, it can be avoided that the demodulated signal is periodically generated when the original IF signal is not modulated.

なお、この仮想IF信号は、入力信号(サンプリングIF信号)と常に比較され、その比較結果を基に補正する。これにより、仮想IF信号には元のIF信号の変調信号成分も反映されることになる。この補正量は変調量に比例して増減し、補正量を累計したものは復調信号として考えることもできる。   The virtual IF signal is always compared with the input signal (sampling IF signal) and corrected based on the comparison result. As a result, the modulation signal component of the original IF signal is also reflected in the virtual IF signal. This correction amount increases or decreases in proportion to the modulation amount, and the sum of the correction amounts can be considered as a demodulated signal.

因みに、図2の場合は、すべてのサンプリング時点において、サンプリングIF信号と仮想IF信号の極性が一致しているので修正は行われず、復調信号も発生しない。   Incidentally, in the case of FIG. 2, since the polarities of the sampling IF signal and the virtual IF signal match at all sampling points, no correction is made and no demodulated signal is generated.

次に、本実施形態の受信機での復調動作の原理について解説する。
前述の図5(e)の例のように、IF信号が450kHzより僅かに高い周波数で、それを2.7MHzの周波数でサンプリングする場合を考えてみる。
この場合のサンプリングIF信号は、多くの時間帯は図5(d)のような一定の波形となり、時々、図5(h)のような変動が現れることになる。
Next, the principle of the demodulation operation in the receiver of this embodiment will be described.
Consider a case where the IF signal is sampled at a frequency slightly higher than 450 kHz and sampled at a frequency of 2.7 MHz, as in the example of FIG.
In this case, the sampling IF signal has a constant waveform as shown in FIG. 5D in many time zones, and sometimes the fluctuation as shown in FIG. 5H appears.

仮想IF信号は、入力されるサンプリングIF信号に合わせて修正し続ける必要があるが、この一定の波形の期間に仮想IF信号の周波数の補正が完了すると、仮想IF信号の周波数はちょうど450kHzとなっているはずである。その後に、図5(h)のような変動が現れると、この変動部分で大きく修正しなければならなくなる。元のIF信号の変調量と、常に合うように修正した仮想IF信号の補正量とは等価の内容であり、結果的に図5(h)のような変動が変調信号として現れることになってしまう。   The virtual IF signal needs to be continuously corrected in accordance with the input sampling IF signal. However, when the correction of the frequency of the virtual IF signal is completed during this fixed waveform period, the frequency of the virtual IF signal is exactly 450 kHz. Should be. Thereafter, when a fluctuation as shown in FIG. 5H appears, it is necessary to largely correct the fluctuation portion. The modulation amount of the original IF signal and the correction amount of the virtual IF signal corrected so as to always match are equivalent contents, and as a result, fluctuations as shown in FIG. 5H appear as modulation signals. End up.

したがって、無変調時に発生する図5(h)のような変動をそのまま復調しないようにするためには、仮想IF信号の周波数の補正を、非常に緩やかにする必要がある。また、仮想IF信号の周波数と、入力されるIF信号の平均周波数は一致していなければならない。その結果、仮想IF信号の周波数は、入力されるIF信号の長期間の平均周波数に設定することになる。   Therefore, in order not to directly demodulate the fluctuation as shown in FIG. 5 (h) that occurs at the time of no modulation, it is necessary to make the correction of the frequency of the virtual IF signal very gentle. In addition, the frequency of the virtual IF signal and the average frequency of the input IF signal must match. As a result, the frequency of the virtual IF signal is set to the long-term average frequency of the input IF signal.

信号同士を比較しようとした場合、その要素は「周波数」と「位相」の2つとなる。仮想IF信号の周波数を非常に緩やかにしか変化させない場合、周波数変動には変調信号の成分が含まれなくなる。このため、復調は仮想IF信号の位相の変化を使用することになる。   When trying to compare signals, there are two elements, “frequency” and “phase”. When the frequency of the virtual IF signal is changed only very slowly, the frequency fluctuation does not include the component of the modulation signal. For this reason, demodulation uses the phase change of the virtual IF signal.

周波数と波長は反比例の関係にあり、FM変調信号の波長は、周波数と同等に変動している。また、位相の変化は、波長の変化と同様となっている。
局所的に一定周波数の仮想IF信号を、変調された入力信号に合わせて補正していくと、仮想IF信号の位相は入力信号の周波数変動に合わせて変化することになる。この位相の変動を取り出せば、FM復調を行うことができる。
The frequency and the wavelength are in an inversely proportional relationship, and the wavelength of the FM modulation signal varies as much as the frequency. The phase change is the same as the wavelength change.
When a virtual IF signal having a constant frequency is corrected locally according to the modulated input signal, the phase of the virtual IF signal changes in accordance with the frequency fluctuation of the input signal. If this phase fluctuation is extracted, FM demodulation can be performed.

次に、この復調を行う復調装置部20の詳細について解説する。
図3は、図1中の復調装置部20の内部の詳細を示した機能のブロック図である。
Next, details of the demodulator unit 20 that performs the demodulation will be described.
FIG. 3 is a functional block diagram showing details of the interior of the demodulator 20 in FIG.

位相差抽出部21は、受信部10からのサンプリングIF信号と、仮想IF信号生成/補正部22からの仮想IF信号との位相差を抽出する。具体的には、それぞれの信号の変位点の時間のズレを算出することになる。
位相差抽出部21の出力は、各サンプリング時点のズレ時間であるが、この時間の分解能はサンプリング間隔ではなく、演算処理上の非常に細かい分解能とすることができる。
The phase difference extraction unit 21 extracts the phase difference between the sampling IF signal from the reception unit 10 and the virtual IF signal from the virtual IF signal generation / correction unit 22. Specifically, the time shift of the displacement point of each signal is calculated.
The output of the phase difference extraction unit 21 is a deviation time at each sampling time point, but the resolution of this time is not a sampling interval but can be a very fine resolution in arithmetic processing.

位相差抽出部21からの位相ズレ時間を累計すれば、位相の変化が分かる。位相の変化は、周波数の変化と同等であり、この累計した位相変化をFM復調出力と考えることができる。したがって、復調信号生成部23では位相ズレの時間を累計して、復調信号を生成している。   If the phase shift times from the phase difference extraction unit 21 are accumulated, the phase change can be found. The phase change is equivalent to the frequency change, and this accumulated phase change can be considered as an FM demodulated output. Therefore, the demodulated signal generator 23 accumulates the phase shift times to generate a demodulated signal.

位相ズレ時間に(電流で言えば直流のような)一定の要素が含まれる場合、累計の計算時に累積されて、オーバーフローを起こしてしまう危険性がある。これを防止するため、図3の復調信号生成部23ではHPF(High-pass filter)が挿入されている。   When the phase shift time includes a certain element (such as direct current in terms of current), there is a risk that the phase shift time is accumulated during the calculation of the total and causes overflow. In order to prevent this, a high-pass filter (HPF) is inserted in the demodulated signal generator 23 in FIG.

仮想IF信号生成/補正部22では、生成する仮想IF信号の周波数と位相を制御する。
周波数も位相も、位相差抽出部21からの位相ズレ時間を基にして補正するが、位相補正は位相ズレ発生毎に実行されるのに対して、周波数の補正は長期間の平均値を算出した上で、その平均値を基に補正が行われる。
The virtual IF signal generation / correction unit 22 controls the frequency and phase of the generated virtual IF signal.
Both the frequency and the phase are corrected based on the phase shift time from the phase difference extraction unit 21, but the phase correction is executed every time the phase shift occurs, whereas the frequency correction calculates a long-term average value. After that, correction is performed based on the average value.

まず、その周波数の補正方法について解説する。
周波数補正は非常に緩やかに行う必要があるので、変調信号の最長周期よりも長期間で位相ズレの平均をとり、これを基にして周波数を補正する。位相のズレは変調信号に合わせて変化するが、長期間の平均を見れば変調による変化は相殺され、平均周波数だけになる。
First, the frequency correction method is explained.
Since the frequency correction needs to be performed very slowly, the phase shift is averaged over a longer period than the longest period of the modulation signal, and the frequency is corrected based on this. The phase shift changes in accordance with the modulation signal, but if the long-term average is viewed, the change due to the modulation is canceled and only the average frequency is obtained.

ここで、サンプリングIF信号に対して、仮想IF信号の位相が進んでいる時に、位相差抽出部21の出力が、例えば正の値になるとする。
もし、仮想IF信号の周波数が入力されるIF信号より少し高いとしたら、仮想IF信号の位相はサンプリングIF信号に対して進んでいくことになる。つまり、位相差抽出部21の出力の累計は正の方向にずれていく。変調の影響が小さい長期間の位相の累計が正の場合、仮想IF信号の周波数を下げれば、長期的な位相の累計が負の方向に変化していく。また、長期間の位相の累計が負の場合は、逆に仮想IF信号の周波数を上げれば、累計は正の方向に変化していく。このように、長期間の位相の累計が0になるように、仮想IF信号の周波数を補正すれば、入力されるIF信号の周波数の平均値と一致させることが出来る。
Here, it is assumed that when the phase of the virtual IF signal is advanced with respect to the sampling IF signal, the output of the phase difference extraction unit 21 becomes a positive value, for example.
If the frequency of the virtual IF signal is slightly higher than the input IF signal, the phase of the virtual IF signal advances with respect to the sampling IF signal. That is, the total output of the phase difference extraction unit 21 is shifted in the positive direction. In the case where the long-term phase accumulation with little influence of modulation is positive, if the frequency of the virtual IF signal is lowered, the long-term phase accumulation changes in the negative direction. On the other hand, when the long-term phase total is negative, conversely, if the frequency of the virtual IF signal is increased, the total changes in the positive direction. In this way, if the frequency of the virtual IF signal is corrected so that the total of the long-term phase becomes 0, it can be made to coincide with the average value of the frequency of the input IF signal.

次に、位相の補正方法について解説する。
図4は、位相差の補正の例を示す図である。
位相差抽出部21は、サンプリングIF信号(図4(b))に対して、各サンプリングタイミング(図4(a))における仮想IF信号(図4(c)〜(f))との符合を比較する。
Next, the phase correction method will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of phase difference correction.
The phase difference extraction unit 21 matches the sampling IF signal (FIG. 4B) with the virtual IF signal (FIGS. 4C to 4F) at each sampling timing (FIG. 4A). Compare.

図4(c)及び図4(d)のように、各サンプリングタイミングにおけるサンプリングIF信号と仮想IF信号の符合とが一致している場合には、位相差抽出部21は、サンプリングIF信号と仮想IF信号との間の位相差は許容範囲内とする。   As shown in FIGS. 4C and 4D, when the sign of the sampling IF signal and the virtual IF signal at each sampling timing coincide, the phase difference extraction unit 21 determines that the sampling IF signal and the virtual IF signal are virtual. The phase difference from the IF signal is within an allowable range.

図4(e)のように、サンプリングIF信号と仮想IF信号の符合に不一致があり、仮想IF信号の極性が先に変化して(位相が進んで)いる場合には、位相差抽出部21は、図4(e)の位相差に相当する正の数値を出力する。仮想IF信号生成/補正部22が、この正の数値を受け取ると、この数値に相当する時間だけ仮想IF信号の時間を遅らせて、位相を補正する。   As shown in FIG. 4E, when there is a mismatch in the sign of the sampling IF signal and the virtual IF signal and the polarity of the virtual IF signal has changed first (the phase has advanced), the phase difference extraction unit 21 Outputs a positive numerical value corresponding to the phase difference of FIG. When the virtual IF signal generation / correction unit 22 receives this positive numerical value, the virtual IF signal generation / correction unit 22 corrects the phase by delaying the time of the virtual IF signal by a time corresponding to this numerical value.

図4(f)のように、サンプリングIF信号と仮想IF信号の符合に不一致があり、仮想IF信号の極性が後に変化して(位相が遅れて)いる場合には、位相差抽出部21は、図4(f)の位相差に相当する負の数値を出力する。
仮想IF信号生成/補正部22が、この負の数値を受け取ると、この数値に相当する時間だけ仮想IF信号の時間を進めて、位相を補正する。
As shown in FIG. 4F, when there is a mismatch in the sign of the sampling IF signal and the virtual IF signal and the polarity of the virtual IF signal is changed later (the phase is delayed), the phase difference extraction unit 21 , A negative numerical value corresponding to the phase difference in FIG.
When the virtual IF signal generation / correction unit 22 receives this negative numerical value, it corrects the phase by advancing the time of the virtual IF signal by a time corresponding to this numerical value.

以上のように、本実施形態の受信機では、仮想IF信号を内部で設定し、仮想IF信号を修正しながら、元のIF信号に追従させ、その修正量に基づいて復調信号を生成している。これにより、受信したFM変調波をサンプリングするためのタイミングを同期させるための回路が不用となる。   As described above, in the receiver of the present embodiment, the virtual IF signal is set internally, the virtual IF signal is corrected, the original IF signal is followed, and a demodulated signal is generated based on the correction amount. Yes. As a result, a circuit for synchronizing the timing for sampling the received FM modulated wave becomes unnecessary.

また、十分に長い期間のIF信号の平均周波数を仮想IF信号の周波数に使用するので、サンプリング周波数とIF信号が同期していなくてもビート障害が防止できる。   In addition, since the average frequency of the IF signal for a sufficiently long period is used as the frequency of the virtual IF signal, beat failure can be prevented even if the sampling frequency and the IF signal are not synchronized.

また、仮想IF信号は、実際に発振器で発生させる必要もなく、信号の極性と変化する時間を判定に使用するだけなので、信号処理量も小さくなっている。
また、受信部10の二値化部14とサンプリング部15は、IF信号の極性を判定して二値信号にし、復調装置部20と同期したディジタル信号を生成するので、アナログのIF信号をディジタル信号に変換するためのA/D回路等が不要である。
In addition, the virtual IF signal does not need to be actually generated by the oscillator, and only the signal polarity and the change time are used for the determination, so that the signal processing amount is also reduced.
Further, the binarization unit 14 and the sampling unit 15 of the receiving unit 10 determine the polarity of the IF signal to make a binary signal, and generate a digital signal synchronized with the demodulator unit 20, so that the analog IF signal is converted into a digital signal. An A / D circuit or the like for converting to a signal is not necessary.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、二値化IF信号のサンプリング周波数は、任意であり、FM変調波或はIF信号の周波数に応じて設定すればよい。
また、本発明は、受信する信号が位相変調波であってもよい。この場合の受信機も上記実施形態と同様の構成で実現することができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible.
For example, the sampling frequency of the binarized IF signal is arbitrary and may be set according to the frequency of the FM modulated wave or IF signal.
In the present invention, the received signal may be a phase-modulated wave. The receiver in this case can also be realized with the same configuration as in the above embodiment.

本発明の実施形態に係る受信機を示す図である。It is a figure which shows the receiver which concerns on embodiment of this invention. IF信号、サンプリングIF信号及び仮想IF信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between IF signal, sampling IF signal, and virtual IF signal. 復調装置部の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of a demodulation apparatus part. 位相差の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a phase difference. 従来の課題を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the conventional subject.

符号の説明Explanation of symbols

10 受信部
11 アンテナ
12 フロントエンド
13 増幅回路
14 二値化部
15 サンプリング部
20 復調装置部
21 位相差抽出部
22 仮想IF信号生成/補正部
23 復調信号生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Receiving part 11 Antenna 12 Front end 13 Amplifying circuit 14 Binarization part 15 Sampling part 20 Demodulator part 21 Phase difference extraction part 22 Virtual IF signal generation / correction part 23 Demodulation signal generation part

Claims (6)

変調信号により変調された搬送波の周波数を中間周波数に変換した中間周波数信号を入力し、該中間周波数信号を二値の信号と見なして周期的にサンプリングし、サンプリング結果から演算により復調を行う復調装置であって、
前記中間周波数とは独立した周期波であって周波数及び位相が可変な仮想中間周波数信号のデータを演算する演算手段と、
前記中間周波数信号と前記仮想中間周波数信号との差異を前記サンプリングで抽出する抽出手段と、
前記抽出された差異に基づき、前記仮想中間周波数信号を前記中間周波数信号に近づくように修正する修正手段と、
前記修正手段による前記仮想中間周波数信号の修正量に基づき、復調信号を生成する復調信号生成手段と、
を備えることを特徴とする復調装置。
A demodulator that receives an intermediate frequency signal obtained by converting the frequency of the carrier wave modulated by the modulation signal into an intermediate frequency, periodically samples the intermediate frequency signal as a binary signal, and demodulates the sampled result by calculation Because
A computing means for computing data of a virtual intermediate frequency signal which is a periodic wave independent of the intermediate frequency and has a variable frequency and phase;
Extraction means for extracting the difference between the intermediate frequency signal and the virtual intermediate frequency signal by the sampling;
Correction means for correcting the virtual intermediate frequency signal to approach the intermediate frequency signal based on the extracted difference;
A demodulated signal generating means for generating a demodulated signal based on the correction amount of the virtual intermediate frequency signal by the correcting means;
A demodulating device comprising:
前記抽出手段は、前記中間周波数信号と前記仮想中間周波数信号のそれぞれの極性が変化するタイミングの時間差から、前記差異を抽出することを特徴とする請求項1に記載の復調装置。   2. The demodulator according to claim 1, wherein the extraction unit extracts the difference from a time difference between timings at which polarities of the intermediate frequency signal and the virtual intermediate frequency signal change. 前記差異は、周波数或は位相であることを特徴とする請求項1又は2に記載の復調装置。   The demodulator according to claim 1, wherein the difference is a frequency or a phase. 前記修正手段は、前記変調信号の最大周期よりも長期間の前記差異を累計した値に基づいて、前記仮想中間周波数信号の周波数を前記中間周波数信号の平均周波数に近づくように修正することを特徴とする請求項3に記載の復調装置。   The correction means corrects the frequency of the virtual intermediate frequency signal so as to approach the average frequency of the intermediate frequency signal based on a value obtained by accumulating the difference over a longer period than the maximum period of the modulation signal. The demodulator according to claim 3. 前記修正手段は、前記中間周波数信号の最小周期よりも短期間の前記差異に基づいて、前記仮想中間周波数信号の位相を前記中間周波数信号の位相に近づくように修正することを特徴とする請求項3又は4に記載の復調装置。   The correction means corrects the phase of the virtual intermediate frequency signal so as to approach the phase of the intermediate frequency signal based on the difference in a shorter period than the minimum period of the intermediate frequency signal. 5. The demodulator according to 3 or 4. 前記復調信号生成手段は、前記中間周波数信号の位相の修正量に基づいて前記復調信号を生成することを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の復調装置。   6. The demodulator according to claim 3, wherein the demodulated signal generating unit generates the demodulated signal based on a phase correction amount of the intermediate frequency signal.
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