JP2861631B2 - Fsk受信機 - Google Patents

Fsk受信機

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    • H04L27/10Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
    • H04L27/14Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/144Demodulator circuits; Receiver circuits with demodulation using spectral properties of the received signal, e.g. by using frequency selective- or frequency sensitive elements
    • H04L27/152Demodulator circuits; Receiver circuits with demodulation using spectral properties of the received signal, e.g. by using frequency selective- or frequency sensitive elements using controlled oscillators, e.g. PLL arrangements
    • H04L27/1525Demodulator circuits; Receiver circuits with demodulation using spectral properties of the received signal, e.g. by using frequency selective- or frequency sensitive elements using controlled oscillators, e.g. PLL arrangements using quadrature demodulation

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明はFSK(Frequency Shift Keyin
g)受信機に関し、特に2値ディジタル信号によりFS
K変調方式で周波数変調された変調波を直交検波方式に
より受信するFSK受信機に関する。
【0002】
【従来技術】近年、集積回路技術の進歩によって受信機
の小型化が進んでいるが、無線通信分野においては、回
路の基本方式が同じであるために、集積化が不可能かあ
るいは集積化が困難な素子の存在により、小型化の限界
に近づいているのが現状である。例えば、スーパヘテロ
ダイン受信機においては、高周波フィルタや中間周波フ
ィルタ等が大きな面積を占めことになる。
【0003】そこで、回路の基本方式を全く変えて、こ
れ等占有面積が大きな高周波フィルタや中間周波フィル
タ等を用いない様な回路方式が提案されてきている。F
SK受信機における直交検波受信方式がその例にあげら
れる。この直交検波受信方式は回線周波数と局部発振周
波数とを等しくしてミキサによって受信周波数と局部発
振周波数とのビート成分を生成し、ローパスフィルタに
よりベースバンド信号のみ抽出し、このビート成分をリ
ミッタにより振幅制限した後、復調処理を行う方式であ
る。
【0004】この様に、直交検波受信方式では、回線周
波数と局部発振周波数とが一致しているので、中間周波
数は零となってイメージ周波数も存在しない点が特徴と
なっている。このことは、高周波増幅器及び中間周波増
幅器においてイメージ周波数を減衰させるための選択性
の良好なフィルタを全く必要としないということを意味
し、よって直交検波受信方式を用いたFSK受信機はそ
れだけ小型軽量化となるのである。
【0005】また、隣接チャンネル妨害波を減衰させる
ためのチャネルフィルタについては、中間周波数が零で
あることから低周波のアクティブフィルタで構成するこ
とができ、よってまた集積回路の実現にとっては有利と
なるのである。
【0006】この様に、直交検波受信方式を採用するこ
とで、高周波フィルタや中間周波フィルタ等が不要とな
るので、FSK受信機の小型軽量化が可能となってい
る。しかしながら、従来の直交検波受信方式では、互い
に直交するベースバンド信号を用いているので、ミキサ
回路をシングルバランス型の回路構成とする必要があ
る。
【0007】このシングルバランス型の回路は、電界強
度が大になると飽和動作し易く、特に使用電源電圧が低
い場合には、この飽和動作は顕著になる。飽和動作が生
じれば、相互変調が起り易くなって回路特性が劣化して
しまう。特に、最近の通信市場の活性化により、電波の
使用頻度が大となり、場所によっては電界強度が大とな
って、結果的に相互変調が起り易くなっている。
【0008】
【発明の目的】本発明の目的は、電界強度が大になって
もシングルバランス型ミキサ回路の飽和動作を防止して
相互堅調特性を向上可能としたFSK受信機を提供する
ことである。
【0009】
【発明の構成】本発明によれば、2値ディジタル信号に
より周波数変調された変調波を受信するFSK受信機で
あって、前記変調波を増幅する増幅手段と、前記増幅手
段の増幅出力をベースバンド信号に変換すべく前記増幅
出力と局部発振周波数とを混合するミキサ手段と、前記
ミキサ手段の電源電流を検出する電流検出手段と、この
検出電流値に応じて前記増幅手段の利得を制御する制御
手段とを含むことを特徴とするFSK受信機が得られ
る。
【0010】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例につき説
明する。
【0011】図1は本発明の実施例のブロック図であ
る。マークあるいはスペースの2値ディジタル信号によ
り周波数変調された受信波は、高周波増幅器1にて増幅
され、2分割されてミキサ回路2,3へ夫々入力され
る。各ミキサ回路2,3の他方の入力は、局部発振回路
4からの局部発振周波数が90°移相器5によって+4
5°,−45°づつ夫々移相された周波数信号である。
【0012】こうすることにより、各ミキサ回路2,3
から互いに90°位相がずれたベースバンド信号が得ら
れる。この場合、前述した如く回線周波数と局部発振周
波数とは同一であるので、ベースバンド信号はビート周
波数を有することになる。ローパスフィルタ6,7はこ
れ等ベースバンド信号成分のみを抽出し、また雑音帯域
の制限を行う。
【0013】これ等抽出されたベースバンド信号はリミ
ッタ回路8,9へ夫々入力され、2値化されたI信号
(Inphase 信号成分)とQ信号(Quadrant信号成分)と
が得られる。これ等I信号、Q信号はDタイプフリップ
フロップからなる復調器10へ入力されて復調される。
【0014】この復調器10のDタイプフリップフロッ
プのデータ入力DにQ信号を、クロック入力CLにI信
号を入力し、I信号の立上りによりQ信号を取込む様に
すれば、図2に示す様な復調出力Lがフリップフロップ
のQ出力に得られる。この復調出力は雑音除去のための
ローパスフィルタ11を介してコンパレータ12へ入力
されて2値化され、2値ディジタル信号として導出され
る。
【0015】以上の構成は周知のものであるが、本発明
では、ミキサ回路の相互変調特性を良好とすべく、飽和
防止を行うために、AGC回路13を付加している。こ
のAGC回路13はミキサ回路2に流れる電流を検出し
て、この検出電流に応じて高周波増幅器1の利得を制御
するものである。
【0016】図3は本発明の実施例におけるミキサ回路
2とAGC回路13との具体例を示す図である。ミキサ
回路2はシングルバランス型の回路であり、エミッタ結
合された差動トランジスタQ1 ,Q2 と、電流源トラン
ジスタQ3 と、抵抗R1 〜R4 とからなる。トランジス
タQ3 のベースにRF(高周波)信号が印加され、トラ
ンジスタQ1 のベースに局部発振信号が印加され、トラ
ンジスタQ2 のコレクタからビート成分が導出される。
【0017】AGC回路13は、ミキサ回路2の電源11
3 の供給ラインに直列に挿入された抵抗112 と、この抵
抗112 の両端電圧を差動入力とする差動アンプ111 とか
らなる。
【0018】強電界エリアにて受信動作がなされると、
大振幅RF信号によりミキサ回路2は飽和動作となる。
そのために、ミキサ回路2の平均電流(電源電流)が増
加するので、これを抵抗112 により検出してその両端電
圧に変換する。こうして差動アンプ111 からAGC電圧
がミキサ回路2の平均電流に応じて生成されることにな
る。
【0019】尚、AGC回路13を差動アンプ111 によ
り構成して、ミキサ回路2の動作平均電流の値に比例し
てAGC電圧を生成するようにしているが、差動アンプ
の代りにコンパレータにより構成して、ミキサ回路の動
作平均電流の値が予め定められた値よりも大となったと
きに初めてAGC電圧を生成する様にしても良い。
【0020】図4はAGC回路の他の例を示す図であ
り、図3と同等部分は同一符号により示されている。ミ
キサ回路2が飽和すると回路電流が増加するので、ミキ
サ回路の出力端子(トランジスタQ2 のコレクタ端子)
のバイアス電圧が低下する。よって、本例ではこのバイ
アス電圧の変化をコンパレータ111 で検出し、AGC電
圧を生成する。
【0021】具体的には、ミキサ回路出力電圧を抵抗R
7 ,コンデンサC2 により積分して平均値を得てコンパ
レータ111 の一入力とする。他入力である基準電圧に
は、抵抗R5 による電源電圧のドロップ電圧を用いてい
る。この抵抗R5 は抵抗R2 と同一の抵抗値とし、この
抵抗R5 に、無信号時にトランジスタQ2 のコレクタに
流れる電流と等しい電流を流すようにする。
【0022】そのために、電流源トランジスタQ3 の電
流に対して1/2の電流が流れるトランジスタQ4 を設
け、この電流を抵抗R5 へ供給して無信号時の電流値と
等しく設定することにより、コンパレータ111 の基準電
圧を生成している。
【0023】尚、抵抗R6 とコンデンサC1 とは電流源
トランジスタQ4 の電流に高周波信号が混入しないよう
にするための積分回路である。
【0024】本実施例でも、コンパレータ111 の代りに
差動アンプを用いて差動入力の差に応じたAGC電圧を
発生するよう構成しても良い。
【0025】図3,4にて示したAGC電圧を用いた高
周波増幅器1のAGC動作について説明する。図5を参
照すると、高周波増幅器1はエミッタ接地型トランジス
タQ6 と、ベース接地型トランジスタQ7 と、LCタン
ク回路からなり、このLCタンク回路によりRF信号が
選択的に出力される。回路電源VccがトランジスタQ7
のベース抵抗R9 ,R10を介して供給されている。尚、
コンデンサC3 はノイズ除去用コンデンサである。
【0026】本例では、電源供給ラインに直列に設けら
れている抵抗R9 の両端にPNPトランジスタQ5 を接
続し、このトランジスタQ5 のベースにAGC電圧を抵
抗R8 を介して印加する構成としている。例えば、AG
C電圧が強電界時にはハイレベルになり、弱電界時には
ローレベルになるとすると、弱電界時にはトランジスタ
Q5 はオンとなり、抵抗R9 がショートされ、電源電流
は制限を受けない。強電界時には、抵抗R9 が電源ライ
ンに挿入されるので、電源電流が制限を受け利得が減少
するのである。
【0027】AGC電圧が強電界になるに従って徐々に
増大するような電圧であれば、トランジスタQ5 のイン
ピーダンスがそれに応じて徐々に増大するようにして、
抵抗R9 による電流制限を徐々に行って、利得を制御す
ることができる。
【0028】図6の例では、出力回路であるLCタンク
回路113 に並列にPNPトランジスタQ5 を接続し、そ
のベースにインバータ112 ,抵抗R8 を介してAGC電
圧を印加するものである。強電界時にAGC電圧がハイ
レベルになると、トランジスタQ5 はオンとなってLC
タンク回路が略短絡状態となってそのインピーダンスが
低下し、よって回路利得を減少させるようになってい
る。
【0029】本例でも、電界強度に応じて徐々にAGC
電圧が変化するようにして、トランジスタQ5 のインピ
ーダンスを徐々に変えてLCタンク回路のインピーダン
スを制御するようにしても良い。
【0030】更に別の例として、高周波増幅器1のRF
出力ライン(トランジスタQ7 のコレクタ出力ライン)
に直列に抵抗を挿入しておき、この抵抗の両端にトラン
ジスタQ5 を接続し、AGC電圧に応じてトランジスタ
Q5 のインピーダンス制御を行うようにしても良いこと
は明らかであり、種々の変形が可能である。
【0031】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、強
電界においてミキサ回路の飽和動作を防止することがで
きるので、相互変調特性が改善可能となるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図である。
【図2】図1のブロックの復調回路10の動作を示すタ
イミングチャートである。
【図3】本発明の実施例のAGC回路13の例を示す回
路図である。
【図4】本発明の実施例のAGC回路13の他の例を示
す回路図である。
【図5】本発明のAGC動作を説明するための高周波増
幅器1の一例の回路図である。
【図6】本発明のAGC動作を説明するための高周波増
幅器1の別の例の回路図である。
【符号の説明】
1 高周波増幅器 2,3 ミキサ回路 4 局部発振回路 5 移相器 6,7,11 ローパスフィルタ 8,9 リミッタ回路 10 復調回路(Dタイプフリップフロップ) 12 コンパレータ 13 AGC回路

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2値ディジタル信号により周波数変調さ
    れた変調波を受信するFSK受信機であって、前記変調
    波を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の増幅出力をベ
    ースバンド信号に変換すべく前記増幅出力と局部発振周
    波数とを混合するミキサ手段と、前記ミキサ手段の電源
    電流を検出する電流検出手段と、この検出電流値に応じ
    て前記増幅手段の利得を制御する制御手段とを含むこと
    を特徴とするFSK受信機。
  2. 【請求項2】 前記電流検出手段は前記ミキサ手段の電
    源ラインに直列に挿入された検出抵抗を有し、前記制御
    手段は前記検出抵抗の両端電圧に応じて前記増幅手段の
    利得を制御するよう構成されていることを特徴とする請
    求項1記載のFSK受信機。
  3. 【請求項3】 前記電流検出手段は前記ミキサ手段の
    作平均電流を検出する手段を有し、前記制御手段はこの
    検出電流に応じて前記増幅手段の利得を制御するよう構
    成されていることを特徴とする請求項1記載のFSK受
    信機。
  4. 【請求項4】 前記制御手段は前記検出電流に応じて前
    記増幅手段のバイアス電流を制御するバイアス電流制御
    手段を有することを特徴とする請求項1〜3いずれか記
    載のFSK受信機。
  5. 【請求項5】 前記制御手段は前記検出電流に応じて前
    記増幅手段の出力回路のインピーダンスを制御するイン
    ピーダンス制御手段を有することを特徴とする請求項1
    〜3いずれか記載のFSK受信機。
  6. 【請求項6】 前記出力回路は並列共振回路であり、前
    記制御手段は前記検出電流に応じて前記並列共振回路の
    インピーダンスを制御するよう構成されていることを特
    徴とする請求項5記載のFSK受信機。
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