JP2754636B2 - Ｆｍ復調器 - Google Patents
Ｆｍ復調器Info
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- JP2754636B2 JP2754636B2 JP63326625A JP32662588A JP2754636B2 JP 2754636 B2 JP2754636 B2 JP 2754636B2 JP 63326625 A JP63326625 A JP 63326625A JP 32662588 A JP32662588 A JP 32662588A JP 2754636 B2 JP2754636 B2 JP 2754636B2
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- Japan
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- output
- differential amplifier
- rectangular wave
- signal
- amplifier circuit
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は通信などの信号処理に適用されるFM復調器に
関するものである。
関するものである。
従来の技術 近年、通信などの信号処理にFM復調器が利用されてい
る。
る。
以下に従来のFM復調器について説明する。
第４図は従来のFM復調器の構成図であり、１は信号入
力端子、２は信号出力端子、３はリミッタ回路、４は遅
延線回路、５は掛算器、６はローパスフィルタである。
従来例において、遅延線回路４を実現するために、抵
抗、コイル、コンデンサにより構成されたローパスフィ
ルタを用いている。その例を第５図に示す。第５図にお
いて、信号源はVSGであり、トランジスタQ1〜Q6、抵抗R
1〜R4、電流源I1〜I3、電流源V1、コンデンサC1はリミ
ッタ３を構成しており、抵抗R9,R10、コイルL1,L2、コ
ンデンサC5,C6、は遅延線回路４であり、これは４次の
ローパスフィルタ構成をなしている。また、トランジス
タQ17〜Q23、抵抗R7,R11,R12、コンデンサC7、電流源I1
0,I11、電圧源V3は掛算器５を構成しており、抵抗R8、
コンデンサC4はローパスフィルタ６を構成している。
力端子、２は信号出力端子、３はリミッタ回路、４は遅
延線回路、５は掛算器、６はローパスフィルタである。
従来例において、遅延線回路４を実現するために、抵
抗、コイル、コンデンサにより構成されたローパスフィ
ルタを用いている。その例を第５図に示す。第５図にお
いて、信号源はVSGであり、トランジスタQ1〜Q6、抵抗R
1〜R4、電流源I1〜I3、電流源V1、コンデンサC1はリミ
ッタ３を構成しており、抵抗R9,R10、コイルL1,L2、コ
ンデンサC5,C6、は遅延線回路４であり、これは４次の
ローパスフィルタ構成をなしている。また、トランジス
タQ17〜Q23、抵抗R7,R11,R12、コンデンサC7、電流源I1
0,I11、電圧源V3は掛算器５を構成しており、抵抗R8、
コンデンサC4はローパスフィルタ６を構成している。
ここで、遅延線回路４の遅れ時間△ｔについて考察す
る。
る。
ローパスフィルタによって得られる遅延時間△ｔは、 R9＝R10＝Ｒ ……（１） L1＝L2/2＝LK ……（２） C5/2＝C6＝CK ……（３） を与えると、 で得られる。
ただし、ｎはフィルタの次数、f0は遮断周波数で、 であり、信号源VSGの周波数fSGの条件は、 fSG＜＜f0 ……（５） である。第５図におけるａ点,b点,c点,f点,h点,i点の信
号波形を第３図に示す。
号波形を第３図に示す。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来の構成では、遅延線にロー
パスフィルタを用いたので、広帯域で直線性のよいFM復
調特性を実現できないという問題を有していた。
パスフィルタを用いたので、広帯域で直線性のよいFM復
調特性を実現できないという問題を有していた。
つまり、広帯域で、直線性のよいFM復調器を実現する
には、遅延時間△ｔが、信号源の周波数fSGによらず一
定であることが重要である。ところが従来例の遅延線で
は、（５）式の条件が必要であり、広帯域で直線性のよ
いFM復調器を得るのは困難である。また、コイルを用い
ているので、完全なIC化も不可能である。
には、遅延時間△ｔが、信号源の周波数fSGによらず一
定であることが重要である。ところが従来例の遅延線で
は、（５）式の条件が必要であり、広帯域で直線性のよ
いFM復調器を得るのは困難である。また、コイルを用い
ているので、完全なIC化も不可能である。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、復調特
性が広帯域で、直線性のよいIC設計に適したFM復調器を
提供することを目的とする。
性が広帯域で、直線性のよいIC設計に適したFM復調器を
提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のFM復調器は、出力
ダイナミックレンジで出力振幅を制限して、入力される
FM変調信号を第１の矩形波に変換する第１の差動増幅回
路（Q1,Q2）と、夫々のコレクタに電流源負荷（I5,I6）
を有した第1,第２のトランジスタ（Q7,Q8）のエミッタ
を共通接続して成り、前記第１の差動増幅回路の矩形波
出力に応答した出力電流を出力する第２の差動増幅回路
と、前記第１のトランジスタのコレクタ出力と接地間に
接続された第１の容量負荷（C2）と、前記第２のトラン
ジスタのコレクタ出力と接地間に接続された第２の容量
負荷（C3）と、前記第1,第２のトランジスタのコレクタ
出力に接続され、それらのコレクタ出力の振幅を制限す
る第１ならびに第２のダイオードリミッタ（Q9,Q10なら
びにQ11,Q12）と、前記第1,第２のトランジスタのコレ
クタ出力を増幅し、出力ダイナミックレンジで出力振幅
を制限して第２の矩形波を出力する第３の差動増幅回路
（Q13,Q14）と、前記第１の差動増幅回路（Q1,Q2）から
出力する第１の矩形波と、前記第３の差動増幅回路（Q1
3,Q14）から出力する第２の矩形波とを掛算する掛算器
（Q17〜Q22）と、前記掛算器の出力信号から前記FM変調
信号の原信号を抽出するローパスフィルタ（R8,C4）と
を備えている。
ダイナミックレンジで出力振幅を制限して、入力される
FM変調信号を第１の矩形波に変換する第１の差動増幅回
路（Q1,Q2）と、夫々のコレクタに電流源負荷（I5,I6）
を有した第1,第２のトランジスタ（Q7,Q8）のエミッタ
を共通接続して成り、前記第１の差動増幅回路の矩形波
出力に応答した出力電流を出力する第２の差動増幅回路
と、前記第１のトランジスタのコレクタ出力と接地間に
接続された第１の容量負荷（C2）と、前記第２のトラン
ジスタのコレクタ出力と接地間に接続された第２の容量
負荷（C3）と、前記第1,第２のトランジスタのコレクタ
出力に接続され、それらのコレクタ出力の振幅を制限す
る第１ならびに第２のダイオードリミッタ（Q9,Q10なら
びにQ11,Q12）と、前記第1,第２のトランジスタのコレ
クタ出力を増幅し、出力ダイナミックレンジで出力振幅
を制限して第２の矩形波を出力する第３の差動増幅回路
（Q13,Q14）と、前記第１の差動増幅回路（Q1,Q2）から
出力する第１の矩形波と、前記第３の差動増幅回路（Q1
3,Q14）から出力する第２の矩形波とを掛算する掛算器
（Q17〜Q22）と、前記掛算器の出力信号から前記FM変調
信号の原信号を抽出するローパスフィルタ（R8,C4）と
を備えている。
作用 この構成によって、第１の矩形波を増幅する第２の差
動増幅回路（Q7,Q8）と、それの出力信号を積分する第
1,第２の容量負荷（C2,C3）と、その出力振幅を制限す
る第1,第２のダイオードリミッタとによって、台形波信
号を発生させ、その台形波信号を増幅する第３の差動増
幅回路によって、第１の矩形波（b,c）により遅延した
第２の矩形波（f,g）を発生させ、第１の矩形波と第２
の矩形波とを掛算処理するため、掛算器の出力に高次の
高調波成分を含んだ出力信号が得られ、ローパスフィル
タの出力に広帯域で直線性のよいFM復調特性を得ること
ができる。
動増幅回路（Q7,Q8）と、それの出力信号を積分する第
1,第２の容量負荷（C2,C3）と、その出力振幅を制限す
る第1,第２のダイオードリミッタとによって、台形波信
号を発生させ、その台形波信号を増幅する第３の差動増
幅回路によって、第１の矩形波（b,c）により遅延した
第２の矩形波（f,g）を発生させ、第１の矩形波と第２
の矩形波とを掛算処理するため、掛算器の出力に高次の
高調波成分を含んだ出力信号が得られ、ローパスフィル
タの出力に広帯域で直線性のよいFM復調特性を得ること
ができる。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第１図は本発明のFM復調器の構成を示すものである。
第１図において、１は信号入力端子、２は信号出力端
子、３はリミッタ回路、７は台形波発生器、８はリミッ
タ回路、５は掛算器、６はローパスフィルタである。
第１図において、１は信号入力端子、２は信号出力端
子、３はリミッタ回路、７は台形波発生器、８はリミッ
タ回路、５は掛算器、６はローパスフィルタである。
第１図ａ点での信号源は、 で表わされる。ここで、 ωC:キャリアの角周波数 kf:変調度 ｍ（ｔ）：原信号 である。
さらに、リミッタ回路３により、信号源を矩形波に変
換する。第１図ｂ点では、矩形波のフーリエ級数を用い
ると、リミッタ回路３の出力VLMT（ｔ）は と表わせる。
換する。第１図ｂ点では、矩形波のフーリエ級数を用い
ると、リミッタ回路３の出力VLMT（ｔ）は と表わせる。
次に、信号VLMT（ｔ）を台形波発生器７により、立下
りと立上りに２△ｔ区間傾きをもった台形波に変換す
る。さらに、リミッタ回路８を通過させることにより、
台形波を矩形波に変換する。その矩形波は信号V
LMT（ｔ）より△Ｔ遅れているから、 で表わせる。
りと立上りに２△ｔ区間傾きをもった台形波に変換す
る。さらに、リミッタ回路８を通過させることにより、
台形波を矩形波に変換する。その矩形波は信号V
LMT（ｔ）より△Ｔ遅れているから、 で表わせる。
リミッタ回路３の出力とリミッタ回路８の出力を掛け
合わすと、ｈ点の波形となる。
合わすと、ｈ点の波形となる。
三角関数の公式、 より、（10）式は、 cos［（2k−１）θ（ｔ） −（2l−１）θ（ｔ−△ｔ）］ ……（12） と cos［（2k−１）θ（ｔ） ＋（2l−１）θ（ｔ−△ｔ）］ ……（13） との級数となる。
ここで、ローパスフィルタ６で原信号の周波数帯域を
抽出する。つまり、ｋ＝ｌの（12）式の成分のみの級数
和となる。したがって、ｉ点の波形は ここで、ｆ（ｘ）＝|x|なる三角波のフーリエ級数展
開は である。ｘに［θ（ｔ）−θ（ｔ−△ｔ）］を代入す
る。
抽出する。つまり、ｋ＝ｌの（12）式の成分のみの級数
和となる。したがって、ｉ点の波形は ここで、ｆ（ｘ）＝|x|なる三角波のフーリエ級数展
開は である。ｘに［θ（ｔ）−θ（ｔ−△ｔ）］を代入す
る。
だから、 つまり、 Vout（ｔ）∝△tm（ｔ） ……（20） となり、FM復調でき、原信号ｍ（ｔ）を得る。
ここで、Voutは遅れ時間△ｔに比例しているから、△
ｔを一定にすることがFM復調特性の直線性をよくするこ
とになる。これには、遅延回路の周波数特性が一定であ
ることが条件となるが、台形波発生器を用いれば容易に
実現できる。
ｔを一定にすることがFM復調特性の直線性をよくするこ
とになる。これには、遅延回路の周波数特性が一定であ
ることが条件となるが、台形波発生器を用いれば容易に
実現できる。
次に、本発明の具体例を第２図に示す。第２図におい
て、信号源はVSGであり、トランジスタQ1〜Q6、抵抗R1
〜R4、電流源I1〜I3、電圧源V1、コンデンサC1はリミッ
タ回路３を構成しており、トランジスタQ7〜Q12、電流
源I4〜I6、電圧源V2、コンデンサC2,C3は台形波発生器
７を構成しており、トランジスタQ13〜Q16、抵抗R5,R
6、電流源I7〜I9はリミッタ回路８を構成しており、ト
ランジスタQ17〜Q23、抵抗R7、電流源I10,I11は掛算器
５を構成しており、抵抗R8、コンデンサC4はローパスフ
ィルタ６を構成している。
て、信号源はVSGであり、トランジスタQ1〜Q6、抵抗R1
〜R4、電流源I1〜I3、電圧源V1、コンデンサC1はリミッ
タ回路３を構成しており、トランジスタQ7〜Q12、電流
源I4〜I6、電圧源V2、コンデンサC2,C3は台形波発生器
７を構成しており、トランジスタQ13〜Q16、抵抗R5,R
6、電流源I7〜I9はリミッタ回路８を構成しており、ト
ランジスタQ17〜Q23、抵抗R7、電流源I10,I11は掛算器
５を構成しており、抵抗R8、コンデンサC4はローパスフ
ィルタ６を構成している。
台形波による遅れ時間△ｔを求める。
まず、 I5＝I6＝I4/2＝Ｉ ……（21） C2＝C3＝CTPZ ……（22） トランジスタQ9〜Q12のVBEが等しいとすると、 である。Q9,Q12のトランジスタにより、2VBEの振幅制限
がかかるから、台形波の傾斜をもつ時間tTPZは、 で得られる。リミッタ回路８によって、ゼロクロス点で
変化する矩形波に変形されるから、 となる。したがって、VBE,CTPZ,Iは周波数によらないの
で、△ｔは一定となる。
がかかるから、台形波の傾斜をもつ時間tTPZは、 で得られる。リミッタ回路８によって、ゼロクロス点で
変化する矩形波に変形されるから、 となる。したがって、VBE,CTPZ,Iは周波数によらないの
で、△ｔは一定となる。
である。したがって、復調の限界周波数fLMTは、 である。よって、I/CTPZを充分大きく設定すれば、限界
周波数fLMTを高くでき、広帯域のFM復調特性を実現でき
る。
周波数fLMTを高くでき、広帯域のFM復調特性を実現でき
る。
実際の設計において、 fLMT＝15.0MHz VBE ＝0.75V Ｉ ＝450μＡ と設定すると、 となり、ICの酸化膜容量等が実現できるオーダーとな
る。したがって、従来例のコイルを用いた場合よりも、
IC化に適しており、安価なFM復調器が可能となる。
る。したがって、従来例のコイルを用いた場合よりも、
IC化に適しており、安価なFM復調器が可能となる。
発明の効果 本発明によれば、第１の矩形波を増幅する第２の差動
増幅回路、それの出力信号を積分する第1,第２の容量負
荷、その出力振幅を制限する第1,第２のダイオードリミ
ッタ等によって台形波信号を発生させ、第３の差動増幅
回路で遅延した第２の矩形波を発生させ、第１の矩形波
と第２の矩形波とを掛算処理するため、掛算器の出力に
高次の高調波成分を含んだ出力信号が得られ、復調特性
が広帯域で直線性のよいIC設計に適したFM復調器を実現
できる。
増幅回路、それの出力信号を積分する第1,第２の容量負
荷、その出力振幅を制限する第1,第２のダイオードリミ
ッタ等によって台形波信号を発生させ、第３の差動増幅
回路で遅延した第２の矩形波を発生させ、第１の矩形波
と第２の矩形波とを掛算処理するため、掛算器の出力に
高次の高調波成分を含んだ出力信号が得られ、復調特性
が広帯域で直線性のよいIC設計に適したFM復調器を実現
できる。
第１図は本発明のFM復調器の構成図、第２図は本発明の
一実施例におけるFM復調器の回路図、第３図は各点にお
ける信号波形図、第４図は従来のFM復調器の構成図、第
５図は従来のFM復調器の回路図である。 １……信号入力端子、２……信号出力端子、3,8……リ
ミッタ回路、５……掛算器、６……ローパスフィルタ、
７……台形波発生器。
一実施例におけるFM復調器の回路図、第３図は各点にお
ける信号波形図、第４図は従来のFM復調器の構成図、第
５図は従来のFM復調器の回路図である。 １……信号入力端子、２……信号出力端子、3,8……リ
ミッタ回路、５……掛算器、６……ローパスフィルタ、
７……台形波発生器。
Claims (1)
- 【請求項１】出力ダイナミックレンジで出力振幅を制限
して、入力されるFM変調信号を矩形波に変換する第１の
差動増幅回路と、 夫々のコレクタに電流源負荷を有した第1,第２のトラン
ジスタのエミッタを共通接続して成り、前記第１の差動
増幅回路の矩形波出力に応答した出力電流を出力する第
２の差動増幅回路と、 前記第１のトランジスタのコレクタ出力と接地間に接続
された第１の容量負荷と、 前記第２のトランジスタのコレクタ出力と接地間に接続
された第２の容量負荷と、 前記第1,第２のトランジスタのコレクタ出力に接続さ
れ、それらのコレクタ出力の振幅を制限する第１ならび
に第２のダイオードリミッタと、 前記第1,第２のトランジスタのコレクタ出力を増幅し、
出力ダイナミックレンジで出力振幅を制限して第２の矩
形波を出力する第３の差動増幅回路と、 前記第１の差動増幅回路から出力する第１の矩形波と、
前記第３の差動増幅回路から出力する第２の矩形波とを
掛算する掛算器と、 前記掛算器の出力信号から前記FM変調信号の原信号を抽
出するローパスフィルタとを備えたFM復調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63326625A JP2754636B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | Ｆｍ復調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63326625A JP2754636B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | Ｆｍ復調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02171007A JPH02171007A (ja) | 1990-07-02 |
| JP2754636B2 true JP2754636B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=18189888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63326625A Expired - Lifetime JP2754636B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | Ｆｍ復調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2754636B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55130206A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-08 | Hitachi Ltd | Waveform conversion circuit and fm modulator using circuit thereof |
| JPS6070804A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-22 | Hitachi Ltd | Ｆｍ復調回路 |
-
1988
- 1988-12-23 JP JP63326625A patent/JP2754636B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02171007A (ja) | 1990-07-02 |
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