JP2914250B2 - Ask変調信号復調装置 - Google Patents

Ask変調信号復調装置

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JP2914250B2
JP2914250B2 JP27227295A JP27227295A JP2914250B2 JP 2914250 B2 JP2914250 B2 JP 2914250B2 JP 27227295 A JP27227295 A JP 27227295A JP 27227295 A JP27227295 A JP 27227295A JP 2914250 B2 JP2914250 B2 JP 2914250B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はASK変調信号復調
装置に係り、特に発振器の出力発振信号をディジタル情
報に応じてオン・オフするASK(Amplitude
Shift Keying)変調信号を復調するAS
K変調信号復調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ASK変調方式は変復調装置
の簡易さから、多分野でのデータ通信の手段として用い
られている。例えば、特開平4ー255139号公報記
載のASK変調信号復調装置は、工作機の工具や、工場
における部品、製品の管理又は物流システム等における
デ−タ通信装置に用いられている。この復調装置は、共
振回路で受信したASK変調信号を、整流してツェナー
ダイオードで定電圧とし、この電圧を比較器の電源電圧
とすると共に抵抗分圧し、抵抗分圧した電圧を基準電圧
として信号の弁別を行っている。この復調装置によれ
ば、共振回路からの信号レベルが変動しても、ツェナー
ダイオードによって定電圧化しているため、安定してA
SK変調信号を復調している。
【0003】また、特開平4ー330838号公報記載
のASK変調信号復調装置は、発振器の出力信号をディ
ジタル情報に応じてオン/オフして一定期間T内に含ま
れる発振期間を2種類に切り替えるASK変調信号復調
装置において、上記の一定期間T内に含まれる変調波の
キャリア数をカウントするカウンタの出力を比較判定回
路へ接続して構成される。
【0004】この従来装置では、比較判定回路がカウン
タから得られる現カウント値が論理情報のいずれの2値
状態を表しているかの判断基準となる基準カウント値を
作成すると共に、基準カウント値を過去のカウント値に
応じて増減し、現カウント値と基準カウント値の大小関
係に基づいて、現カウント値がいずれの2値状態を表し
ているかを判断して出力することにより、キャリア周波
数の変動などにかかわらず、常時正確な理論判定を行っ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
2つの従来のASK変調信号復調装置のうち前者の従来
装置は、主たる回路部がアナログ回路であるため、外形
形状が大きい電子部品が多く、また、部品点数も増加す
るため装置全体の小型化が困難である。さらに、使用時
の温度変動で特性変動が生じ易いという欠点がある。
【0006】また、後者の従来装置は、一定期間T内に
周波数振幅が存在する期間とそうでない期間の両方が必
ず存在するASK変調波を復調することを特徴としてい
るため、積分回路などのエンベロープ発生回路を必要と
し、その回路の出力を一定期間Tの始まりとして動作が
成り立つ構成である。したがって、この従来装置では、
回路がやや複雑化し、また信号対雑音(S/N)比が十
分に得られない。
【0007】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
ディジタル回路で構成し得るASK変調信号復調装置を
提供することを目的とする。
【0008】また、本発明の他の目的は、高S/N比で
の復調処理ができるASK変調信号復調装置を提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、信号周期内に振幅が存在するか否かによ
り2値を表現するASK変調信号の立ち上がり及び立ち
下がりを検出するエッジ検出回路と、エッジ検出回路の
出力エッジ検出信号を所定期間遅延する遅延回路と、エ
ッジ検出回路の出力エッジ検出信号が第1の論理値で遅
延回路の出力遅延エッジ検出信号が第2の論理値のとき
にエッジ検出回路の出力エッジ検出信号をアップカウン
ト信号として出力し、エッジ検出回路の出力エッジ検出
信号が第2の論理値で遅延回路の出力遅延エッジ検出信
号が第1の論理値のときに遅延回路の出力遅延エッジ検
出信号をダウンカウント信号として出力し、エッジ検出
回路の出力エッジ検出信号と遅延回路の出力遅延エッジ
検出信号がそれぞれ同一論理値のときにはアップカウン
ト信号及びダウンカウント信号の出力を停止する調停回
路と、調停回路の出力アップカウント信号によりアップ
カウントし、ダウンカウント信号によりダウンカウント
してASK変調信号の立ち上がり及び立ち下がりの一方
が所定時間内に何回出現したかを示す計数値を出力する
アップダウンカウンタと、アップダウンカウンタの出力
計数値と閾値とを大小比較し、その大小比較結果に応じ
て2値の復調データを出力する比較手段とを有し、エッ
ジ検出回路、遅延回路、調停回路、アップダウンカウン
及び比較手段をそれぞれディジタル回路で構成したも
のである。
【0010】
【0011】
【0012】 これにより、ASK変調信号の立ち上が
り及び立ち下がりの一方が所定時間内に何回出現したか
を示す計数値をアップダウンカウンタより出力すること
ができると共に、大部分の回路をディジタル回路で構成
することができる。
【0013】更に、本発明はアップダウンカウンタの計
数値がASK変調信号の論理値を判定するのに要する時
間内のパルス数の上限値を示すとき上限検知信号を出力
し、アップダウンカウンタの計数値が下限値を示すとき
下限検知信号を出力する上下限検知回路を更に有し、調
停回路は、エッジ検出回路から出力される第1のエッジ
検出信号が第1の論理値で遅延回路から出力される第2
のエッジ検出信号が第2の論理値のときで、かつ、上限
検知信号が入力されていないときに第1のエッジ検出信
号をアップカウント信号として出力し、第1のエッジ検
出信号が第2の論理値で第2のエッジ検出信号が第1の
論理値のときで、かつ、下限検知信号が入力されていな
いときに第2のエッジ検出信号をダウンカウント信号と
して出力するように構成することが、アップダウンカウ
ンタの誤動作を防止することができる点で、望ましい。
【0014】
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明のASK変調信号復
調装置の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図
1は本発明になるASK変調信号復調装置の一実施形態
の回路系統図を示す。この実施の形態はASK変調信号
復調装置をデータの送受信を行う受信機RXに適用した
もので、例えば4.9152MHzのシステムクロック
信号で動作し、送信機TXから送信されたASK変調信
号を受信復調する。
【0016】送信機TXは、例えば受信機RXを制御す
るために信号周波数122.88kHz、搬送周波数
1.2288MHzでASK変調した図2に示すASK
変調信号を送信するための送信コイルL1を有してい
る。このASK変調波は従来装置のそれと異なり、信号
周期(=1/122.88kHz)内に振幅(周波数振
幅)がある場合は”1”、無い場合は”0”を示してい
る。従って、この周期が前記従来装置の周期Tと同じ
で、振幅周波数(搬送周波数)が同一の場合、この実施
の形態の方がS/N比が高い。
【0017】受信機RXは、ASK変調信号復調部1と
スタートビット検出タイミング生成回路2、直並列(S
/P)変換回路3、エラーチェック回路4及び2入力N
AND回路5より構成されている。ASK変調信号復調
部1は、受信コイルL2を介して受信したASK変調信
号を、ダイオード6、抵抗7及び定電圧ダイオード8に
より半端整流し、この半波整流された両端電圧(ASK
変調信号)S16を復調して復調データS101を出力
する。
【0018】スタートビット検出タイミング生成回路2
は、ASK変調信号復調部1の出力復調データS101
からスタートビットを検出したタイミング信号S102
を出力する。S/P変換回路3は、スタートビット検出
タイミング生成回路2の出力によって変換開始時点を検
出した変換データS103を出力する。エラーチェック
回路4は、S/P回路3が出力する変換データS103
からデータ誤りを検知し、誤りと判断された場合に論理
値「0」、正常と判断された場合に論理値「1」となる
検知結果S104を出力する。
【0019】さらに、2入力NAND回路5はスタート
ビット検出タイミング生成回路2から出力されるタイミ
ング信号S102とエラーチェック回路4が出力する検
知結果S104の否定論理積を求め、図示しないD/A
コンバータへD/AコンバータCE(チップイネーブ
ル)信号S105を出力する。
【0020】ASK変調信号復調部1は、半波整流され
た受信ASK変調信号をエッジ検出信号S17に変換し
て出力するエッジ検出回路9と、エッジ検出信号S17
を所定時間遅延して遅延エッジ検出信号S18を出力す
る遅延回路10と、エッジ検出信号S17をカウントア
ップしたカウントアップ信号S19を出力し、かつ、遅
延エッジ検出信号S18をカウントダウンしたカウント
ダウン信号S20を出力する調停回路11を有してい
る。調停回路11はエッジ検出信号S17と遅延エッジ
検出信号S18が両方同時に論理値「1」の場合だけ調
停を行い、この期間だけカウントアップ信号S19とカ
ウントダウン信号S20が論理値「0」とされて出力す
る。
【0021】さらに、カウントアップ信号S19でカウ
ントアップし、かつ、カウントダウン信号S20でカウ
ントダウンを行って、常にある一定時間内のエッジ検出
信号S17が何回出現したかを示すカウント値S23を
出力するカウント回路12と、上下限検出回路13、比
較回路14、JK型フリップフロップ(F/F)回路1
5及び閾値出力回路16がASK変調信号復調部1内に
設けられている。
【0022】上下限検出回路13は、カウント回路12
が出力するカウント値S23から受信データ(ASK変
調信号)の論理値を比較回路14で判定するのに要する
時間内のパルス数の上限値に達した場合の上限検知信号
S21及び下限に達した場合の下限検知信号S22を調
停回路11に出力し、カウント回路12での誤動作を阻
止する。比較回路14は、カウント回路12からのカウ
ント値S23と閾値S27とを比較する。
【0023】JK型フリップフロップ(F/F)回路1
5は、カウント値S23が閾値S27より大きいときの
比較結果で論理値「1」に設定され、また、カウント値
S23が閾値S27より小さいときの比較結果で論理値
「0」に設定される復調データS101を出力する。閾
値出力回路16は、ノイズなどによってカウント値S2
3が閾値S27と近い値で増減し、復調データが発振し
ないように、復調データS101の値によって変更して
出力する。
【0024】図3はエッジ検出回路9の一例の回路図で
ある。図3において、このエッジ検出回路9は、シュミ
ットトリガインバータ91と、D型F/F回路92,9
3と、排他的論理和(EX−OR)回路94とで構成さ
れている。
【0025】図4は遅延回路10の一例の回路図であ
る。図4において、この遅延回路10は、例えば、20
ビットのシフトレジスタ101で構成されている。
【0026】図5は調停回路11の一例の回路図を示
す。図5において、この調停回路11は、2入力EX−
OR回路111と、3入力AND回路112,113と
で構成されている。EX−OR回路111には信号S1
7及びS18が入力され、AND回路112には信号S
17及びS21とEX−OR回路111の出力信号が入
力され、AND回路113には信号S18及びS22と
EX−OR回路111の出力信号が入力される。
【0027】図6はカウント回路12の一例の回路図を
示す。図6に示すように、カウント回路12は、例えば
4ビットのアップダウンカウンタ121で構成されてお
り、加算計数制御端子UPに信号S19が入力され、減
算計数制御端子DNに信号S20が入力され、4ビット
の出力端子Q0〜Q3から4ビットの計数値(出力信
号)を出力する。
【0028】次に、この実施の形態の動作について説明
する。
【0029】送信機TXから送信された信号周波数12
2.88kHz、搬送周波数1.2288MHzの図2
に示したような波形のASK変調信号は、受信コイルL
2で受信され、その受信コイルL2に発生する電流をダ
イオード6で半波整流され、抵抗7の両端に信号電圧S
16を発生させる。この信号電圧S16は定電圧ダイオ
ード8で安定化(保護用)されてエッジ検出回路9に入
力され、ここでエッジ検出信号S17に変換された後、
遅延回路10及び調停回路11にそれぞれ入力される。
【0030】図3に示すエッジ検出回路9は、信号電圧
(ASK変調信号)S16をシュミットトリガインバー
タ91を通じて、その波形の立ち上がりを急峻にされて
D型F/F回路92のデータ(D)端子に入力され、こ
こで例えば4.9152MHzのシステムクロック信号
CKでサンプリングされ、出力(Q)端子から信号S1
61として出力される。
【0031】D型F/F回路93はD端子に信号S16
1が入力され、クロック端子に上記のシステムクロック
信号が入力されることにより、信号S161を上記シス
テムクロック信号の1周期分遅延してQ出力端子より出
力する。EX−OR回路94はこれらの信号S161及
びS162の排他論理和をとって、それらの論理値が不
一致のときに、論理「1」、また一致のときに、論理
「0」のエッジ検出信号S17を遅延回路10及び調停
回路11へ出力する。
【0032】遅延回路10は、図4に示したシフトレジ
スタ101により、入力エッジ検出信号S17を前記シ
ステムクロック信号の20周期の期間(すなわち、前記
エッジ検出信号S17の立ち上がり検出パルスと立ち下
がり検出パルスの最短時間間隔の半分の時間に相当)遅
延して遅延エッジ検出信号S18を調停回路11に出力
する。
【0033】また、調停回路11は、図5に示したよう
に、EX−OR回路111,3入力AND回路112,
113のタイミング処理によって、後述するカウント回
路12のカウント値が上限及び下限を越えないように、
カウントアップ信号S19及びカウントダウン信号S2
0を抑制することと、カウント回路12にカウントアッ
プ信号S19及びカウントダウン信号S20が同時に出
力されて、カウント回路12が誤動作しないように信号
を調停する。
【0034】すなわち、調停回路11は、エッジ検出信
号S17と遅延エッジ検出信号S18が共に論理値
「1」の場合に調停を行い、この期間だけカウントアッ
プ信号S19とカウントダウン信号S20が論理値
「0」とする。一方、エッジ検出信号S17が論理
「1」で遅延エッジ検出信号S18が論理値「0」のと
きは、調停回路11は後述する上下限検知回路13から
の上限検知信号S21が上限を示していないときに限
り、前記エッジ検出信号S17をカウントアップ信号S
19として出力し、エッジ検出信号S17が論理「0」
で遅延エッジ検出信号S18が論理値「1」のときは、
上下限検知回路13からの下限検知信号S21が下限を
示していないときに限り、前記遅延エッジ検出信号S1
8をカウントダウン信号S20として出力する。
【0035】カウント回路12は、図6に示したカウン
タ121がカウントアップ信号S19でカウントアップ
し、カウントダウン信号S20に基づいてカウントダウ
ンを行う。この結果、カウント回路12によって、常に
ある一定時間内のエッジ検出信号S17がカウントさ
れ、このカウント値S23が図1の比較回路14及び上
下限検出回路13に入力される。
【0036】上下限検出回路13は、カウント値S23
が受信データ(ASK変調信号)の論理値を判定するの
に要する時間内のパルス数の上限値(この実施の形態で
は「10」)に達した場合に、上限検知信号S21を調
停回路11に出力する。また、カウント値S23が、こ
の実施形態では「0」の下限に達した場合に、下限検知
信号S22を調停回路11に出力する。すなわち、上限
検知信号S21及び下限検知信号S22によって、カウ
ント回路12での誤動作を阻止するようにしている。
【0037】次に、比較回路14はカウント値S23と
閾値出力回路16が出力する閾値S27とを比較し、カ
ウント値S23が閾値S27より大きい場合にJK型F
/F回路15に論理値「1」の復調信号S24を出力
し、カウント値S23が閾値S27より小さい場合にJ
K型F/F回路15に論理値「0」の復調信号S25を
出力する。JK型F/F回路15は復調信号S24及び
S25に基づいて、論理値「1」又は論理値「0」を出
力する。このJK型F/F回路15の出力信号がASK
変調信号の復調データS101である。
【0038】閾値出力回路16が出力する閾値S27
は、ノイズなどによってカウント値S23が閾値S27
と近い値で増減し、復調データが発振しないように、復
調データS101の値によって変更される。閾値出力回
路16は、例えば、復調データS101が論理値「1」
の場合に「2」の値の閾値S27を出力し、また復調デ
ータS101が論理値「0」の場合に「8」の値の閾値
S27を出力する。
【0039】また、復調データS101はスタートビッ
ト検出タイミング生成回路2と、S/P変換回路3に入
力される。スタートビット検出タイミング生成回路2
が、復調データS101からスタートビットを検出した
タイミングでS/P変換回路3にS/P変換開始信号S
109が入力され、これによりS/P変換回路3がS/
P変換動作を開始し、変換データS103を出力する。
【0040】この変換データS103がエラーチェック
回路4でのデータ誤り検知によって、誤りと判断された
場合に論理値「0」、正常と判断された場合に論理値
「1」となる検知結果S104を出力する。S/P変換
回路3が出力する変換データS103には、チャネル
(Ch)スイッチ信号S106と、D/Aコンバータデ
ータS107が含まれている。
【0041】また、スタートビット検出タイミング生成
回路2はS/P変換動作の終了タイミングでS/P変換
開始信号S109の送出を停止し、タイミング信号S1
02を出力する。2入力NAND回路5は、スタートビ
ット検出タイミング生成回路2から出力されるタイミン
グ信号S102と検知結果S104の否定論理積を求め
る。すなわち、エラーチェック回路4での誤りが検知さ
れなかった際に2入力NAND回路5からD/Aコンバ
ータCE(チップイネーブル)信号S105を出力す
る。
【0042】受信機RXは、これらのD/Aコンバータ
CE信号S105と、Chスイッチ信号S106と、D
/AコンバータデータS107によって、各Chに電圧
出力を時分割で出力するようになっている。すなわち、
上記のChスイッチ信号S106と、それに続くD/A
コンバータデータS107により一組の情報を構成して
おり、受信機RXには複数(例えば16個)の出力端子
があり、各チャネルに信号を出力するために、複数チャ
ネル分のデータ(複数組のデータS106及びS10
7)をそれぞれ時分割に出力する。
【0043】このように、この実施の形態では ASK
変調信号をダイオード6で半波整流した信号の立ち上が
り及び立ち下がりを検出すると共に、一定時間内で計数
して復調データを送出している。この場合、ダイオード
6、抵抗7及び定電圧ダイオード8以外のエッジ検出回
路9から2入力NAND回路5までの殆どの回路部がデ
ィジタル回路で構成されているので、これらを大規模集
積回路(LSI)で構成でき、これにより装置全体の小
型化を実現でき、また、温度の変動による特性変化を避
けることができる。さらに、1周期内の周波数振幅があ
るか、ないかでASK変調信号を復調しているため、2
値データの違いがデータ処理中に判明し易く、高S/N
比によるデータ誤りが生じない確実な復調処理が行われ
る。
【0044】なお、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば半波整流回路をエッジ検出回
路の入力側に設けたが、半波整流回路の代わりにコンパ
レータを設けてもよい。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大部分をディジタル回路で構成することかできるため、
LSI化により部品点数が低減して装置全体を従来のア
ナログ処理の装置に比し小型化ができ、かつ、温度変動
による特性変化を抑圧することができる。
【0046】また、本発明によれば、1周期内に周波数
振幅があるか、ないかのASK変調信号を復調できるた
め、2値データの違いがデータ処理中に確実に判明して
高S/N比によるデータ誤りが生じない正確な復調処理
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のASK変調信号復調装置の一実施の形
態の回路系統図である。
【図2】図1の装置で復調するASK変調信号波形の一
例を示す図である。
【図3】図1中のエッジ検出回路の一例の回路図であ
る。
【図4】図1中の遅延回路の一例の回路図である。
【図5】図1中の調停回路の一例の回路図である。
【図6】図1中のカウント回路の一例の回路図である。
【符号の説明】
1 ASK変調信号復調部 2 スタートビット検出タイミング生成回路 3 直並列(S/P)回路 4 エラーチェック回路 6 整流用ダイオード 7 抵抗 8 定電圧ダイオード 9 エッジ検出回路 10 遅延回路 11 調停回路 12 カウント回路 13 上下限検出回路 14 比較回路 15 JK型F/F回路 16 閾値出力回路 RX 受信機 TX 送信機

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号周期内に振幅が存在するか否かによ
    り2値を表現するASK変調信号の立ち上がり及び立ち
    下がりを検出するエッジ検出回路と、前記エッジ検出回路の出力エッジ検出信号を所定期間遅
    延する遅延回路と、 前記エッジ検出回路の出力エッジ検出信号が第1の論理
    値で該遅延回路の出力遅延エッジ検出信号が第2の論理
    値のときに該エッジ検出回路の出力エッジ検出信号をア
    ップカウント信号として出力し、該エッジ検出回路の出
    力エッジ検出信号が第2の論理値で該遅延回路の出力遅
    延エッジ検出信号が第1の論理値のときに該遅延回路の
    出力遅延エッジ検出信号をダウンカウント信号として出
    力し、該エッジ検出回路の出力エッジ検出信号と該遅延
    回路の出力遅延エッジ検出信号がそれぞれ同一論理値の
    ときには前記アップカウント信号及びダウンカウント信
    号の出力を停止する調停回路と、 前記調停回路の出力アップカウント信号によりアップカ
    ウントし、前記ダウンカウント信号によりダウンカウン
    トして前記ASK変調信号の立ち上がり及び立ち下がり
    の一方が所定時間内に何回出現したかを示す計数値を出
    力するアップダウンカウンタと、 前記アップダウンカウンタ の出力計数値と閾値とを大小
    比較し、その大小比較結果に応じて2値の復調データを
    出力する比較手段とを有し、前記エッジ検出回路、遅延
    回路、調停回路、アップダウンカウンタ及び比較手段を
    それぞれディジタル回路で構成したことを特徴とするA
    SK変調信号復調装置。
  2. 【請求項2】 前記アップダウンカウンタの計数値が前
    記ASK変調信号の論理値を判定するのに要する時間内
    のパルス数の上限値を示すとき上限検知信号を出力し、
    該アップダウンカウンタの計数値が下限値を示すとき下
    限検知信号を出力する上下限検知回路を更に有し、 前記調停回路は、前記エッジ検出回路の出力エッジ検出
    信号が第1の論理値で該遅延回路の出力遅延エッジ検出
    信号が第2の論理値のときで、かつ、前記上限検知信号
    が入力されていないときに該エッジ検出回路の出力エッ
    ジ検出信号をアップカウント信号として出力し、該エッ
    ジ検出回路の出力エッジ検出信号が第2の論理値で該遅
    延回路の出力遅延エッジ検出信号が第1の論理値のとき
    で、かつ、前記下限検知信号が入力されていないときに
    該遅延回路の出力遅延エッジ検出信号をダウンカウント
    信号として出力することを特徴とする請求項記載のA
    SK変調信号復調装置。
  3. 【請求項3】 前記エッジ検出回路の入力側に、前記A
    SK変調信号を半波整流する半波整流回路を設けたこと
    を特徴とする請求項1記載のASK変調信号復調装置。
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