JP2609959B2 - Ssb復調回路 - Google Patents

Ssb復調回路

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JP2609959B2
JP2609959B2 JP3129655A JP12965591A JP2609959B2 JP 2609959 B2 JP2609959 B2 JP 2609959B2 JP 3129655 A JP3129655 A JP 3129655A JP 12965591 A JP12965591 A JP 12965591A JP 2609959 B2 JP2609959 B2 JP 2609959B2
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はSSB通信を行う通信
システムにおいて使われるSSB復調回路に関する。
【0002】
【従来の技術】SSB(Single Side Ba
nd)変調による通信は、通信電力が通常のDSB(D
ouble Side Band)変調に比較して、半
分程度の送信電力でDSB変調と同じ到達距離、信号雑
音比を達成でき、帯域幅も半分になる等の通信に良好な
特性を示す。そのため、SSB通信はSSBマイクロウ
ェーブ通信回線等に幅広く用いられている。
【0003】ところで、SSB通信はDSB通信に比べ
て一般に変調・復調が複雑である。優れた各種の変調・
復調方式が提案されているが、現在、代表的に用いられ
ているSSB変調・復調方式の一つが移相法である。こ
れは、搬送波と同じ周波数で、互いに位相がπ/2ラジ
アン異なった信号を用いて変調・復調を行う方法で、精
度良く変調・復調が行えるため頻繁に採用されている。
本発明はSSB復調回路において、改良された移相法を
用いたものである。
【0004】図3は移相法による従来のSSB復調回路
を表す機能ブロック図である。SSB入力信号は第一の
平衡変調器2と第二の平衡変調器4の両方に入力され
る。局部発振信号発生器は、局部発振回路8と局部発振
信号移相回路10とから構成される。局部発振回路8
は、第一の局部発振信号ec1を発生する。局部発振信号
移相回路10は、前記第一の局部発振信号ec1をπ/2
ラジアン移相させ第二の局部発振信号ec2を発生する。
第一の局部発振信号ec1は、第一の平衡変調器2に入力
され、第一の局部発振信号ec1よりπ/2ラジアン移相
が遅れた第二の局部発振信号ec2は、第二の平衡変調器
4に入力される。
【0005】第一の平衡変調器2はSSB入力信号と第
一の局部発振信号ec1を乗算し、その乗算結果は第一の
移相器14に入力する。第二の平衡変調器4はSSB入
力信号と第二の局部発振信号ec2を乗算し、その乗算結
果は第二の移相器16に入力する。
【0006】第一の移相器14と第二の移相器16によ
って移相回路が構成される。第一の移相器14と第二の
移相器16はその移相量が信号帯域内で、互いにπ/2
ラジアン異なる移相器である。その具体的な位相特性の
グラフを図5に示す。図5に示した位相特性では、信号
帯域を300Hzから3000Hzとしている。それぞ
れの移相器の具体的回路例を図6に示す。
【0007】第一の移相器14は第一の平衡変調器2の
出力信号をαラジアン(0<α<π)位相を遅らせ、そ
の位相が遅れた信号は加算器20に入力する。第二の移
相器16は、第二の平衡変調器4の出力信号をα+π/
2ラジアン位相を遅らせ、その位相が遅れた信号は加算
器20に入力する。加算器20は第一の移相器14の出
力信号と、第二の移相器16の出力信号とを加算し、そ
の加算結果は低域通過フィルタ22に入力する。低域通
過フィルタ22は、加算器20の出力から不要信号成分
を取り除き、希望するSSB復調された信号を取り出
す。
【0008】以下、式を用いて上述の動作を詳しく説明
する。SSB入力信号es を、 es =Es cos (ω−p)t ・・・(1) とする。ここで、Es はSSB入力信号の振幅、ωは搬
送波角周波数、pは変調信号の角周波数、tは時間であ
る。第一の局部発振信号ec1、第二の局部発振信号ec2
を、 ec1=Ec cos ωt ・・・(2) ec2=Ec cos (ωt−π/2)・・・ ・・・(3) とする。すると、第一の平衡変調器2の出力信号edb1
は、 edb1 =es ・ec1 =Es cos (ω−p)t・Ec cos ωt =1/2Es c {cos (2ω−p)t+cos pt} ・・・(4) となる。第二の平衡変調器4の出力信号edb2 は、 edb2 =es ・ec2 =Es cos (ω−p)t・Ec cos (ωt−π/2) =1/2Es c {cos (2ωt−pt−π/2) +cos (pt−π/2)} ・・・(5) となる。第一の移相器14の出力信号edb1<< はedb1
をαラジアン移相させたもので、 edb1<< =1/2Es c [cos {(2ω−p) t−α} +cos (pt−α)] ・・・(6) となる。第二の移相器16の出力信号edb2<< はedb2
を(α+π/2ラジアン)移相させたもので、 edb2<< =1/2Es c [cos {(2ω−p) t−α−π} +cos (pt−α−π)] =1/2Es c [cos {(2ω−p) t−α−π} +cos (pt−α−π)] ・・(7) となる。加算器20の出力信号eadd は上記のedb1<<
とedb2<< を加算し、 eadd =edb1<< +edb2<< =Es c [cos {(2ω−p) t−α} +cos (pt−α)] ・・・(8) となる。この加算器20の出力eadd を低域通過フィル
タ22に入力し、局部発振信号以上の周波数の信号を減
衰すれば、変調信号が復調される。つまり、 eLPF =Es c cos (pt−α) ・・・(9) が低域通過フィルタ22の出力信号となる。
【0009】以上の原理に基づいた実際の回路から、移
相回路と、平衡変調器2、4と、加算器20の部分だけ
を取り出した回路図を図4に示す。第一の局部発振信号
c1は、差動信号として第一の平衡変調器2に入力して
いる。第一の局部発振信号ec1とπ/2ラジアン位相差
のある第二の局部発振信号ec2も同様に差動信号とし
て、第二の平衡変調器4に入力している。
【0010】SSB入力信号es は平衡変調器2、4の
中の入力差動増幅器に入力し、差動信号に変換され、そ
れぞれ第一及び第二の局部発振信号ec1、ec2と乗算さ
れる。
【0011】第一の平衡変調器2の入力差動増幅器はト
ランジスタQ9、Q10から構成され、第二の平衡変調
器4の入力差動増幅器はトランジスタQ11、Q12か
ら構成される。
【0012】第一の平衡変調器2の乗算部はトランジス
タQ1、Q2、Q3、Q4から構成され、第二の平衡変
調器4の乗算部はトランジスタQ5、Q6、Q7、Q8
から構成される。それぞれの乗算部は入力差動増幅器か
らの差動出力と局部発振信号を乗算する。第一と第二の
平衡変調器の乗算部の出力は電流ミラー回路によって取
り出され、負荷抵抗RL1、RL2、によって電圧に変換さ
れる。この負荷抵抗RL1、RL2の値は数KΩになること
が多い。そのため平衡変調器2、4の出力インピーダン
スは数KΩにもなってしまう。よって、平衡変調器2、
4の信号出力と移相器14、16との間にバッファーア
ンプBF1、BF2が設けられている。平衡変調器2、
4の出力信号はバッファーアンプBF1、BF2を通過
した後、それぞれ、移相器14、16を通過し、最後に
加算器20によって足し合わされる。加算器20の出力
信号は図示されていない低域通過フィルタ22に入力し
ている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来のSSB復調器は
以上のように構成されているので、その平衡変調器の出
力信号は、入力信号と局部発振信号の乗算結果であり、
基本波の他にその高調波成分が含まれる。よって、平衡
変調器の後段にある移相器、及び加算器のスルーレート
(Slewing Rate)が十分に高いことが要求
される。低いスルーレートは歪み発生の原因となるから
である。
【0014】また、平衡変調器の出力インピーダンスは
数KΩの値をとることが一般的であるので、平衡変調器
の出力信号はバッファアンプを介して、移相器に入力さ
れるのが通例である。このバッファアンプにおいても、
前述の移相器や加算器と同様、高スルーレートが要求さ
れる。
【0015】すなわち従来のSSB復調回路は、歪み特
性を良くするために高価な部品を使わなければならず、
装置が高額となった。またバッファアンプを用いなけれ
ばならなかったので回路が複雑になる欠点を有した。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、入力されるSSB信号の搬送波と同一の
周波数を持つ第一の局部発振信号と前記第一の局部発
振信号より90度位相が異なる第二の局部発振信号と
を発生する局部発振信号発生器と、前記入力されるSS
B信号から互いに90度位相が異なる第一及び第二の移
相信号を発生する移相回路と、前記第一の移相信号と前
記第一の局部発振信号とを乗算し、その結果についての
電流信号を出力する第一の平衡変調器と、前記第二の移
相信号と前記第二の局部発振信号とを乗算し、その結果
についての電流信号を出力する第二の平衡変調器と、前
記第一の平衡変調器と第二の平衡変調器のそれぞれから
の電流信号を電流加算し、SSB復調された信号を出力
する加算器と、を含み、平衡変調器で局部発振信号と乗
算される前のSSB信号を、移相器に入力することを特
徴とする。
【0017】
【作用】入力されるSSB信号が平衡変調器にて局部発
振信号と乗算される前の信号として、移相器に入力され
る。従って、局部発振信号の乗算によって発生する高調
波成分を含まない信号が移相器の入力信号となり、移相
器については高スルーレートの特性を持つ必要がない。
さらに、2つの平衡変調器を電流信号出力としたため、
その後の加算器を単に電流を加算する簡単な構成にする
ことができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
【0019】図1は本発明に係るSSB復調回路を表す
機能ブロック図である。SSB入力信号は移相回路に入
力される。移相回路は、第一の移相器14と第二の移相
器16から構成される。
【0020】第一の移相器14と第二の移相器16はそ
れぞれが一次の移相回路で、入力周波数が十分高くなれ
ばその移相量はいずれもπラジアンとなる。互いにπ/
2ラジアン位相が異なる信号を作るため、第一の移相器
14と第二の移相器16はその移相量が信号帯域内で、
互いにπ/2ラジアン異なる移相器としてある。その具
体的な位相特性は従来と同様であり、そのグラフは図5
に示される。図5に示した位相特性では、信号帯域を3
00Hzから3000Hzとしている。それぞれの移相
器の具体的な回路例を図6に示す。その伝達特性は、 (1−jωR1 C)/(1+jωR1 C) ・・・(10) で表される。ここで、ωは入力信号の角周波数である。
【0021】第一の移相器14はSSB入力信号をαラ
ジアン(0<α<π)位相を遅らせ、その位相が遅れた
信号は第一の平衡変調器2に入力する。第二の移相器1
6は、SSB入力信号をα+π/2ラジアン位相を遅ら
せ、その位相が遅れた信号は第二の平衡変調器4に入力
する。
【0022】局部発振信号発生器は、局部発振回路8と
局部発振信号移相回路10とから構成される。局部発振
回路8は、第一の局部発振信号ec1を発生する。局部発
振信号移相回路10は、前記第一の局部発振信号ec1
π/2ラジアン移相させ第二の局部発振信号ec2を発生
する。第一の局部発振信号ec1は、第一の平衡変調器2
に入力され、第一の局部発振信号ec1よりπ/2ラジア
ン移相が遅れた第二の局部発振信号ec2は、第二の平衡
変調器4に入力される。
【0023】第一の平衡変調器2は第一の移相器からの
第一の移相信号と第一の局部発振信号ec1を乗算し、そ
の乗算結果は加算器20に入力する。第二の平衡変調器
4は第二の移相器からの第二の移相信号と第二の局部発
振信号ec2を乗算し、その乗算結果は加算器20に入力
する。
【0024】加算器20は第一の平衡変調器2の出力信
号と、第二の平衡変調器4の出力信号とを加算し、SS
B復調された信号を出力する。この復調信号には乗算の
結果生じる和の周波数成分は原理的には含まれない。し
かし、平衡変調器の平衡が完全ではないことなどから、
低域通過フィルタ24を通過させ、局部発振信号周波数
以上の周波数の信号を取り除き完全なSSB復調された
信号としてから出力する。
【0025】以下、式を用いて上述の動作を詳しく説明
する。SSB入力信号es を、 es =Es cos (ω−p)t ・・・(11) とする。ここで、Es はSSB入力信号の振幅、ωは搬
送波角周波数、pは変調信号の角周波数、tは時間であ
る。第一の局部発振信号ec1、第二の局部発振信号ec2
を、 ec1=Ec cos ωt ・・・(12) ec2=Ec cos (ωt−π/2) ・・・(13) とする。まず、第一の移相器14の出力信号es1<<はe
s をαラジアン移相させたもので、 es1<<=Es cos {(ω−p)t−α} ・・・(14) となる。第二の移相器16の出力信号es2<<はe
(α+π/2ラジアン)移相させたもので、 es2<<=Es cos {(ω−p)t−α−π/2} ・・・(15) となる。第一の平衡変調器2の出力信号edb1 は、 edb1 =es1<<・ec1 =Es cos {(ω−p)t−α} ・Ec cos ωt =1/2Es c {cos {(2ω−p)t−α} +cos (pt+α)} ・・・(16) となる。第二の平衡変調器4の出力edb2 は、 edb2 =es2<<・ec2 =Es cos {(ω−p)t−α−π/2} ・Ec cos (ωt−π/2) =1/2Es c [cos {(2ω−p) t−α−π} +cos (pt+α)] =1/2Es c [−cos {(2ω−p) t−α} +cos (pt+α)] ・・・(17) となる。加算器20の出力信号eadd は上記のedb1<<
とedb2<< を加算し、 eadd =edb1<< +edb2<< =Es c cos(pt+α) ・・・(18) となり、変調信号が復調される。原理的には(18)式
には変調信号のみが含まれているので、この後低域通過
フィルタを通過させる必要はない。しかし、平衡変調器
の平衡が完全ではない可能性があることなどから、実際
には、局部発振信号の周波数成分が含まれる可能性があ
る。そのため低域通過フィルタ24を通過させ完全な復
調信号を得ている。この低域通過フィルタ24は原理的
には必要ないものであり、実際にもその遮断特性は従来
のものほど急俊なものである必要はない。
【0026】以上の原理に基づいた実際の回路から、移
相回路と、平衡変調器2、4と、加算器20の部分だけ
を取り出した回路図を図2に示す。SSB入力信号es
は移相器14と移相器16に入力している。移相器1
4、16の出力信号はそれぞれ平衡変調器2、4の中の
入力差動増幅器に入力し、差動信号に変換され、それぞ
れ第一、第二の局部発振信号と乗算される。
【0027】第一の平衡変調器2の入力差動増幅器はト
ランジスタQ9、Q10から構成され、その出力差動電
流がトランジスタQ9、Q10のコレクタから出力さ
れ、第一の平衡変調器2の乗算部に入力する。第二の平
衡変調器4の入力差動増幅器はトランジスタQ11、Q
12から構成され、その出力差動電流がトランジスタQ
11、Q12のコレクタから出力され、第二の平衡変調
器4の乗算部に入力する。 第一の局部発振信号e
c1は、差動信号として第一の平衡変調器2の乗算部に入
力している。第一の局部発振信号ec1とπ/2ラジアン
位相差のある第二の局部発振信号ec2も同様に差動信号
として、第二の平衡変調器4の乗算部に入力している。
【0028】第一の平衡変調器2の乗算部はトランジス
タQ1、Q2、Q3、Q4から構成されている。トラン
ジスタQ1、Q2のエミッタはトランジスタQ9のコレ
クタに接続している。トランジスタQ3、Q4のエミッ
タはトランジスタQ10のコレクタに接続している。ト
ランジスタQ1、Q3のベースには、差動信号である第
一の局部発振信号の内一方が印加している。トランジス
タQ2、Q4のベースには、差動信号である第一の局部
発振信号の内他方が印加している。乗算部の出力差動電
流は、その一方がトランジスタQ1、Q3のコレクタか
ら、他方はトランジスタQ2、Q4のコレクタから、そ
れぞれ出力される。
【0029】第二の平衡変調器4の乗算部はトランジス
タQ5、Q6、Q7、Q8から構成される。それぞれの
乗算部は入力差動増幅器からの差動出力と局部発振信号
を乗算し、その電流出力をコレクタから出力する。第一
と第二の平衡変調器の乗算部の出力信号は共通の電流ミ
ラー回路に接続している。つまりトランジスタQ1、Q
3、Q5、Q7のコレクタが一点に接続され、トランジ
スタQ13、Q14からなる共通の電流ミラー回路CM
1に電流を流す。トランジスタQ2、Q4、Q6、Q8
のコレクタも一点に接続され、トランジスタQ15、Q
16からなる共通の電流ミラー回路CM2に電流を流
す。共通の電流ミラー回路CM1とCM2にはお互いに
逆移相の差動電流が流れている。
【0030】このため、共通の電流ミラー回路CM1と
CM2には第一と第二の平衡変調器の出力信号の和の電
流が流れる。つまり本実施例では第一と第二の平衡変調
器の出力を一点に接続することにより、加算作用を持た
せている。そのため、原理的にはこの後段に加算器が接
続されるのであるが、本実施例ではこれを省略すること
ができる。さらに、この加算作用は通常の電圧加算器と
違い、電流加算であるため、高いスルーレートを要求さ
れない。
【0031】上述の共通の電流ミラー回路CM1とCM
2の出力電流が負荷抵抗RL によって電圧に変換された
後、図示されていない低域通過フィルタ22に入力して
いる。
【0032】ところで、近年、コードレス電話機の秘話
機能が重要視されてきている。その中でもスペクトル反
転方式の秘話方式は、簡便で秘話性能が良好なため多用
されている。本発明によるSSB復調回路は、スペクト
ル反転方式の秘話の復調にも使えることはいうまでもな
い。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
平衡変調器で局部発振信号と乗算される前のSSB信号
を、先に移相器に入力したので、移相器は高いスルーレ
ートを必要としない。
【0034】また、本復調回路には目的とするSSB復
調された信号以外の信号が含まれないため、原理的には
後続する低域通過フィルタを必要としない。
【0035】なお、第一と第二の平衡変調器の出力を接
続し、共通の電流ミラー回路に第一と第二の平衡変調器
の出力信号の和が流れるようにすれば、通常の加算器を
省略することができ、回路の単純化に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るSSB復調回路を表す機能ブロッ
ク図である。
【図2】本発明に係るSSB復調回路の実際の回路か
ら、局部発振信号発生器と、低域通過フィルタを除いた
回路図である。
【図3】従来のSSB復調回路を表す機能ブロック図で
ある。
【図4】従来のSSB復調回路の実際の回路から、局部
発振信号発生器と、低域通過フィルタを除いた回路図で
ある。
【図5】第一の移相器と第二の移相器からなる移相回路
の移相特性を表すグラフである。
【図6】移相器の実際の回路例を示す回路図である。
【符号の説明】
2 第一の平衡変調器 4 第二の平衡変調器 8 局部発振回路 10 局部発振信号移相回路 14 第一の移相器 16 第二の移相器 20 加算器 CM1 共通の電流ミラー回路1 CM2 共通の電流ミラー回路2 24 低域通過フィルタ ec1 第一の局部発振信号 ec2 第二の局部発振信号

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されるSSB信号の搬送波と同一の
    周波数を持つ第一の局部発振信号と、前記第一の局部発
    振信号より90度位相が異なる第二の局部発振信号と、
    を発生する局部発振信号発生器と、 前記入力されるSSB信号から互いに90度位相が異な
    る第一及び第二の移相信号を発生する移相回路と、 前記第一の移相信号と前記第一の局部発振信号とを乗算
    し、その結果についての電流信号を出力する第一の平衡
    変調器と、 前記第二の移相信号と前記第二の局部発振信号とを乗算
    し、その結果についての電流信号を出力する第二の平衡
    変調器と、 前記第一の平衡変調器と第二の平衡変調器のそれぞれ
    らの電流信号を電流加算し、SSB復調された信号を出
    力する加算器と、 を含み、平衡変調器で局部発振信号と乗算される前のS
    SB信号を、移相器に入力することを特徴とするSSB
    復調回路。
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