JP2932289B2 - 4位相復調回路 - Google Patents

4位相復調回路

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JP2932289B2
JP2932289B2 JP30509689A JP30509689A JP2932289B2 JP 2932289 B2 JP2932289 B2 JP 2932289B2 JP 30509689 A JP30509689 A JP 30509689A JP 30509689 A JP30509689 A JP 30509689A JP 2932289 B2 JP2932289 B2 JP 2932289B2
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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、衛星放送受信機において、音声信号を復調
するための4位相復調回路に関するものである。
「従来の技術」 一般に、衛星放送受信機は、第4図に示すように、放
送衛星(1)からの電波をパラボラアンテナ(2)で受
信し、BSコンバータ(3)で1GHz帯の中間周波数帯に変
換し、BSチューナ(4)に送られる。このBSチューナ
(4)では、選局回路(5)により希望するチャンネル
を選択し、FM復調回路(6)でFM復調をした後、映像−
音声分離回路(7)で映像信号と音声信号に分離する。
このうち、映像信号は、デエンファシス回路(8)、エ
ネルギー拡散信号除去回路(9)によってもとの映像信
号を再生し、テレビ受像機(10)の映像入力端子(11)
に加える。他方、音声信号は、4位相復調(以下QPSKと
いう)回路(12)、PCM復調回路(13)によって復調
し、デエンファシス回路(14)によってもとの音声信号
に再生する。そして前記テレビ受像機(10)の音声入力
端子(15)に加える。このようにして衛星放送の受信を
可能とする。
以上のような衛星放送受信機において、QPSK回路(1
2)は、第3図のように構成され、音声信号の復調をア
ナログ処理していた。この従来のQPSK回路(12)におい
て、QPSK信号は、乗算器(17)(18)、LPF(19)(2
0)を通り、2値化器(21)(22)と位相差検出器(2
3)に送られる。位相差検出器(23)ではQPSK信号の発
生側の搬送波の位相と、搬送波再生回路としてのVCO(2
4)から発生する再生搬送波の位相差を比較し、その差
が0となるようにループフィルタ(35)を介してVCO(2
4)に制御信号を加える。このVCO(24)からの発振信号
は、一方の乗算器(17)に−90゜移相器(25)を介して
送られ、また他方の乗算器(18)にそのまま送られて入
力したQPSK信号と乗算させる。そして位相差が次第に0
になって、復調信号として2値化器(21)(22)から出
力する。なお、(26)はビットクロック再生回路であ
る。
しかるに、従来のQPSK回路(12)は、すべてアナログ
信号で処理していたので、回路パラメータにばらつきが
あること、動作がやや不安定であること、VCO(24)か
らの出力は、正弦波であるため−90℃移相器(25)での
移相量に誤差が生じること、などの問題があった。
そこで、本出願人は、第2図に示すように、QPSKの復
調をディジタルで行うことによって従来の問題点を解決
するような回路を提案した。
第3図の回路と異なる点は、QPSK入力端子(16)とデ
ィジタル形乗算器(27)(28)の間に、A/D変換器(3
1)を挿入し、また、乗算器(27)(28)とLPF(29)
(30)はそれぞれディジタル形を用い、さらに、位相差
検出器(23)とVCO(24)の間にD/A変換器(32)を介在
したことである。
このようなディジタル処理を行う構成とすることによ
って、問題点を解決している。
しかし、それでも若干の問題がある。QPSK回路では、
入力したQPSK信号の搬送波と同期した搬送波を再生する
必要があるが、QPSK信号の搬送波検出は、その信号の変
調の影響を受けることである。すなわち、QPSK信号は、
データ伝送のため変調されているので、第5図に示すよ
うな特性となっている。今、VCO(24)の再生搬送波とQ
PSK入力信号の搬送波とに位相差があり、それが第5図
のA点にあるとする。QPSK信号は、データ伝送のため、
π/2単位で位相が変化する。そのため、A点に止ってい
ることもあればA点からB点に位相が移動することもあ
る。A点に止まっているときは、位相差検出器(23)
は、一定の位相差に対応する電圧を出力する。ところ
が、A点からB点に移動するときは、時間が0というこ
とはないため、A点からB点へある速度で変化し、その
途中の位相差の電圧を発生る。位相差検出器(23)の後
段には、通常、ループフィルタ(35)があり、高周波成
分は、除去され、直流成分のみが取り出される。このA
点に止っているときの位相差検出器(23)の直流成分
と、変化したときの直流分には、一般に差異がある。こ
のため位相差検出器の出力を用いてQPSK信号の搬送波と
VCOの再生搬送波との位相同期をとるとき、不必要な振
動がおきることがある。
本発明は、QPSK入力端子の搬送波とVCOからの再生搬
送波との位相同期をとる場合に、不必要な振動がおきな
いような回路を得ることである。
「課題を解決するための手段」 本発明は、QPSK入力端子に入力したQPSK信号を2つに
分岐し、それぞれ乗算器、LPF、2値化器を介してデー
タ情報成分を復調出力端子へ送るとともに、前記2つの
LPFの出力を位相検出器を介してVCOへ送り、このVCOの
信号を前記一方の乗算器には移相器を介して、また、他
方の乗算器にはそのまま送ることによりQPSK信号を搬送
波のπ/2単位でサンプリングするとともに、入力した搬
送波と再生搬送波の位相差が0となるように制御するよ
うにしたものにおいて、前記位相検出器とVCOとの間に
位相差検出器の出力を所定時間にわたって平均化するた
めの平均化回路を介在し、この平均化回路は、前記位相
差検出器の出力を1/N倍する1/N倍回路と、一定時間
(T)をN回サンプリングして積算するための加算回路
及びラッチ回路からなる積算回路と、この積算回路のN
回分の積算出力を次段へ送るために、N回のサンプリン
グ毎に1回だけ閉じるスイッチ回路と、積算出力を次段
へ送った後前記積算回路をN回のサンプリング毎に1回
クリアするためのクリア回路とからなることを特徴とす
る4位相復調回路である。
「作用」 QPSK入力端子に入力したQPSKは、乗算器とLPFを通過
し、2値化器と位相差検出器に送られる。位相差検出器
では、QPSK信号の発生側の搬送波の位相と、VCOより発
生する再生搬送波の位相差とを比較しその差が0となる
ように制御信号をVCOに加えるが、位相差検出器の出力
は、一定時間分のデータを平均化しているので、位相の
移動があっても平均化されて大差がなくなる。VCOから
の出力は、移相器を介し、また直接乗算器へ加えられて
位相差が0となるように処理される。
「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面に基き説明する。
第1図において、第2図と異なるところは、位相差検
出器(23)の一定時間分の出力を平均化する平均化回路
(36)を介在したことである。この平均化回路(36)
は、位相差検出器(23)の出力を1/N倍する1/N倍回路
(37)と、一定時間(T)をN回サンプリングして積算
するための加算回路(38a)とラッチ回路(38b)からな
る積算回路(38)と、この積算回路(38)のN回分の積
算出力を次段へ送るために、N回のサンプリング毎に1
回だけ閉じるスイッチ回路(39)と、積算出力を次段へ
送った後積算回路(38)をN回のサンプリング毎に1回
クリアするためのクリア回路(40)とからなる。
以上のような構成において、QPSK入力端子(16)に入
力したQPSK信号をA/D変換器(31)でディジタル量に変
換し、その信号は、ディジタル乗算器(27)(28)とデ
ィジタルLPF(29)(30)を通過し、2値化器(21)(2
2)と位相差検出器(23)に送られる。位相差検出器(2
3)では、QPSK信号の発生側の搬送波の位相と、VCO(2
4)より発生する再生搬送波の位相差とを比較する。こ
の位相差検出器(23)の出力は、1/N倍回路(37)で1/N
倍され、積算回路(38)で一定時間(T)の間にN回サ
ンプリングし積算される。N回積算されると、スイッチ
回路(39)が閉じて平均値がループフィルタ(35)へ送
られる。送られると、積算回路(38)は、クリア回路
(40)でクリアされて再び新たに積算を開始する。ルー
プフィルタ(35)の出力は、D/A変換器(32)でアナロ
グに変換してVCO(24)に加える。VCO(24)からは矩形
波が出力するが、これ実質的なディジタル信号であり、
これが−90゜移相器(25)を介して一方のディジタル乗
算器(27)へ送られるとともに、直接他方のディジタル
乗算器(28)へ送られる。このディジタル乗算器(27)
(28)のデータが再びディジタルLPF(29)(30)を介
して移送検出器(23)で比較され、D/A変換された制御
信号をVCO(24)に加える。この動作を位相差が0にな
るまで繰返して2値化器(21)(22)で2値化して復調
出力として出力端子(33)(34)からテレビ受信機(1
0)へ送られる。
前記実施例では、VCO(24)をアナログ形としたため
位相検出器(23)の出力をD/A変換器(32)でアナログ
に変換したが、VCO(24)でディジタル形とした場合に
は、D/A変換器(32)を省略することができる。
前記実施例では、QPSK回路(12)がディジタル処理の
回路構成としたため、特に安定な動作となる。しかし、
第3図に示すアナログ処理のQPSK回路(12)において平
均化回路(36)を付加することもできる。
「発明の効果」 従来のループフィルタは、搬送波周波数で動作してい
たので、不必要な振動が生じやすかった。即ち、データ
の周波数は、搬送波周波数に比較して十分低いので、ル
ープフィルタを搬送波周波数で動作することは不必要な
振動が生じ、本来は不必要なことである。しかも、高い
周波数に対応するための多くの乗算器を使用しており、
構造が複雑になる。
本発明の平均化回路は、1/N倍回路と、加算回路及び
ラッチ回路からなる積算回路と、スイッチ回路と、クリ
ア回路とからなる構成としたので、周波数が1/Nであ
り、スピードも1/Nで済む。また、スピードが1/Nと低く
なるので、振動成分が減少し、入力したQPSK信号の搬送
波とQPSK回路の再生搬送波の位相同期をとるとき、不必
要な振動がおきることがない。
さらに、このような平均化回路を設けることにより、
後段のループフィルタは、1/Nの周波数で動作すればよ
く、従来の多くの乗算器を必要とするループフィルタに
比較して著しく単純化できる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明による4位相復調回路の一実施例を示
すブロック図、第2図は、ディジタル処理の4位相復調
回路のブロック図、第3図は、従来のアナログ処理の回
路のブロック図、第4図は、一般的な衛星放送受信機の
ブロック図、第5図は、位相差検出器の出力波形図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−253346(JP,A) 特開 平3−66244(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04L 27/00 - 27/38

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】QPSK入力端子に入力したQPSK信号を2つに
    分岐し、それぞれ乗算器、LPF、2値化器を介してデー
    タ情報成分を復調出力端子へ送るとともに、前記2つの
    LPFの出力を位相検出器を介してVCOへ送り、このVCOの
    信号を前記一方の乗算器には移相器を介して、また、他
    方の乗算器にはそのまま送ることによりQPSK信号を搬送
    波のπ/2単位でサンプリングするとともに、入力した搬
    送波と再生搬送波の位相差が0となるように制御するよ
    うにしたものにおいて、前記位相検出器とVCOとの間に
    位相差検出器の出力を所定時間にわたって平均化するた
    めの平均化回路を介在し、この平均化回路は、前記位相
    差検出器の出力を1/N倍する1/N倍回路と、一定時間
    (T)をN回サンプリングして積算するための加算回路
    及びラッチ回路からなる積算回路と、この積算回路のN
    回分の積算出力を次段へ送るために、N回のサンプリン
    グ毎に1回だけ閉じるスイッチ回路と、積算出力を次段
    へ送った後前記積算回路をN回のサンプリング毎に1回
    クリアするためのクリア回路とからなることを特徴とす
    る4位相復調回路。
  2. 【請求項2】QPSK入力端子に入力したQPSK信号を2つに
    分岐し、それぞれ乗算器、LPF、2値化器を介してデー
    タ情報成分を復調出力端子へ送るとともに、前記2つの
    LPFの出力を位相検出器を介してVCOへ送り、このVCOの
    信号を前記一方の乗算器には移相器を介して、また、他
    方乗算器にはそのまま送ることによりQPSK信号を搬送波
    のπ/2単位でサンプリングするとともに、入力した搬送
    波と再生搬送波の位相差が0となるように制御するよう
    にしたものにおいて、前記QPSK入力端子と乗算器との間
    にA/D変換器を介在し、前記位相検出器とVCOとの間に位
    相差検出器の出力を所定時間にわたって平均化するため
    の平均化回路を介在し、この平均化回路とVCOとの間にD
    /A変換器を介在し、前記乗算器およびLPFはディジタル
    形を用いてなり、前記平均化回路は、前記位相差検出器
    の出力を1/N倍する1/N倍回路と、一定時間(T)をN回
    サンプリングして積算するための加算回路及びラッチ回
    路からなる積算回路と、この積算回路のN回分の積算出
    力を次段へ送るために、N回のサンプリング毎に1回だ
    け閉じるスイッチ回路と、積算出力を次段へ送った後前
    記積算回路をN回のサンプリング毎に1回クリアするた
    めのクリア回路とからなることを特徴とする4位相復調
    回路。
  3. 【請求項3】QPSK入力端子に入力したQPSK信号を2つに
    分岐し、それぞれ乗算器、LPF、2値化器を介してデー
    タ情報成分を復調出力端子へ送るとともに、前記2つの
    LPFの出力を位相検出器を介してVCOへ送り、このVCOの
    信号を前記一方の乗算器には移相器を介して、また、他
    方の乗算器にはそのまま送ることによりQPSK信号を搬送
    波のπ/2単位でサンプリングするとともに、入力した搬
    送波と再生搬送波の位相差が0となるように制御するよ
    うにしたものにおいて、前記QPSK入力端子と乗算器との
    間にA/D変換器を介在し、前記位相検出器とVCOとの間に
    位相差検出器の出力を所定時間にわたって平均化するた
    めの平均化回路を介在し、前記乗算器、LPF及びVCOはデ
    ィジタル形を用いてなり、前記平均化回路は、前記位相
    差検出器の出力を1/N倍する1/N倍回路と、一定時間
    (T)をN回サンプリングして積算するための加算回路
    及びラッチ回路からなる積算回路と、この積算回路のN
    回分の積算出力を次段へ送るために、N回のサンプリン
    グ毎に1回だけ閉じるスイッチ回路と、積算出力を次段
    へ送った後前記積算回路をN回のサンプリング毎に1回
    クリアするためのクリア回路とからなることを特徴とす
    る4位相復調回路。
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