JP3304996B2 - 搬送波再生回路 - Google Patents

搬送波再生回路

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JP3304996B2 JP30322391A JP30322391A JP3304996B2 JP 3304996 B2 JP3304996 B2 JP 3304996B2 JP 30322391 A JP30322391 A JP 30322391A JP 30322391 A JP30322391 A JP 30322391A JP 3304996 B2 JP3304996 B2 JP 3304996B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば4相位相変調
(QPSK)信号等の復調システムに用いられる搬送波
再生回路に関し、特に自動周波数制御(AFC)可能な
搬送波再生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の搬送波再生回路には位相同調(P
LL)ループと自動周波数同調(AFC)ループとをあ
わせ持ったものがある。以下、図面を参照して従来の搬
送波再生回路を説明する。図6は従来の搬送波再生回路
の構成を示すブロック図である。この図において複素乗
算器13には端子11,12より複素数表現の信号が入
力される。またデータ変換回路25よりsin及びco
sin特性の信号も入力される。そして複素乗算器13
で乗算されたデータは位相比較器14に供給され、所定
の位相との誤差に相当する位相誤差信号が求められる。
この位相誤差信号はPLLループフィルタ15とΔf検
出回路16とに供給される。このうちPLLループフィ
ルタ15では位相誤差信号が平滑され、スイッチ22に
供給される。一方、Δf検出回路16では周波数離調に
相当する周波数誤差信号が生成され、AFCループフィ
ルタ17と同期判定回路18とに供給される。
【0003】AFCループフィルタ17では周波数誤差
信号が平滑され、データ保持回路21に供給される。ま
た同期判定回路18は周波数誤差信号を基に同期判定を
行い、スイッチ22及びデータ保持回路21を制御する
信号を出力している。ここで位相誤差信号が一定ならば
同期状態であり、位相誤差信号が変化したならば非同期
状態である。同期状態では、スイッチ22は“ON”と
なる。そしてデータ保持回路21は供給されたデータを
保持しつつ加算器23に保持しているデータを常時出力
している。それに対して非同期状態ではスイッチ22は
“OFF”となる。そしてデータ保持回路21は供給さ
れたデータを保持しないで加算器23に出力している。
【0004】加算器23はスイッチ22の出力とデータ
保持回路21の出力とが加算され、数値制御発振器24
に供給される。数値制御発振器24は加算器23の出力
により発振周波数が制御された局発信号をデータ変換回
路25に供給している。データ変換回路25に供給され
た局発信号は特性毎、つまりsin及びcosin特性
の信号に分割され、複素乗算器13に供給される。
【0005】上記の構成において複素乗算器13、位相
比較器14、PLLループフィルタ15、スイッチ2
2、加算器23、数値制御発振器24、データ変換回路
25によりPLLループが構成されている。同様に複素
乗算器13、位相比較器14、Δf検出回路16、AF
Cループフィルタ17、データ保持回路21、加算器2
3、数値制御発振器24、データ変換回路25によりA
FCループが構成されている。ここで位相誤差信号が変
化した場合、つまり非同期状態になった場合、まずAF
Cループにより周波数引き込みが行われる。そして十分
に周波数を引き込んだところでデータ保持回路21でA
FCループフィルタ17の出力が保持され、スイッチ2
2が“ON”になり、PLLループによる位相同期が行
われる。
【0006】次にAFCループのうちΔf検出回路16
とAFCループフィルタ17との構成を図面を参照して
説明する。図7はΔf検出回路16の構成を示す構成図
であり、図8はAFCループフィルタ17の構成を示す
構成図である。
【0007】図7において、位相誤差信号が端子50を
介して遅延回路51と減算回路52とに供給される。ま
た減算回路には遅延回路51の出力も供給されており、
供給された信号間の差分に相当する周波数誤差信号が生
成され、端子53より出力される。
【0008】端子53より出力された周波数誤差信号は
図8の端子30を介して加算器32に供給される。また
加算器32には遅延回路33の出力も供給されており、
これらの2信号が加算されて遅延回路33に供給され
る。遅延回路33で遅延された信号は加算器32と乗算
器34とに供給される。乗算器34には係数データKも
供給されており、遅延回路33の出力に係数データKが
乗算され、端子36より出力される。
【0009】前述した係数データKはAFCループのル
ープ利得を決定する定数であり、常に一定である。この
係数データKが大きい場合、AFCループのループ利得
が大きくなり、周波数引き込み時間が短くなるが、雑音
に対する特性は劣化する。特に搬送波対雑音電力比(C
N比)が低い場合には雑音による影響で周波数ジッタが
大きくなる。そして周波数ジッタがPLL周波数引き込
み範囲を越えた場合にはPLLの周波数引き込みが不可
能になってしまう。一方、係数データKが小さい場合、
AFCループのループ利得が小さくなり、周波数引き込
み時間が長くなるが、雑音に対する特性は向上する。よ
って周波数ジッタは小さく抑えることができるが、周波
数引き込みに長い時間を必要とした。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】係数データK、つまり
AFCループのループ利得は常に一定である。この係数
データKが大きい場合、AFCループのループ利得が大
きくなり、周波数引き込み時間が短くなるが、雑音に対
する特性は劣化する。反対に係数データKが小さい場
合、AFCループのループ利得が小さくなり、雑音に対
する特性は向上するが、周波数引き込み時間が長くなる
という問題があった。
【0011】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、CN比が高い場合にはループ利得を大きくすること
で周波数引き込み時間を短くし、CN比が低い場合には
ループ利得を小さくすることで周波数ジッタを小さく抑
えることのできる搬送波再生回路を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
搬送波再生回路は、複素数で表現される信号と、位相の
異なる2信号に分割された局発信号とが供給され、前記
複素数で表現される信号に前記位相の異なる2信号を乗
算する乗算手段と、この乗算手段の出力より位相誤差を
検出する手段と、前記位相誤差より周波数誤差を検出す
る手段と、時間の経過とともに小さくなる係数データを
出力する手段と、前記周波数誤差を平滑した信号に前記
係数データを乗算する第1の平滑手段と、前記位相誤差
を平滑する第2の平滑手段と、この第2の平滑手段の出
力を後述する加算手段に供給する、もしくは供給を停止
する供給手段と、この供給手段の出力と前記第1の平滑
手段の出力とを加算する加算手段と、この加算手段の出
力により発振周波数が制御される手段であって、前記複
素数で表現される信号の搬送波と同じ周波数である前記
局発信号を再生する再生手段と、前記局発信号を前記位
相の異なる2信号に分割し、前記乗算手段に供給する手
段とを具備したものであり、本発明の請求項2に係る搬
送波再生回路は、複素数で表現される信号と、位相の異
なる2信号に分割された局発信号とが供給され、前記複
素数で表現される信号に前記位相の異なる2信号を乗算
する乗算手段と、この乗算手段の出力より位相誤差を検
出する手段と、前記位相誤差より周波数誤差を検出する
手段と、時間の経過とともに小さくなる係数データを出
力する手段と、前記周波数誤差を平滑した信号に前記係
数データを乗算する第1の平滑手段と、前記位相誤差を
平滑する第2の平滑手段と、前記第1、第2の平滑手段
の出力のうち、一方を選択する選択手段と、この選択手
段の出力により発振周波数が制御される手段であって、
前記複素数で表現される信号の搬送波と同じ周波数であ
る前記局発信号を再生する再生手段と、前記局発信号を
前記位相の異なる2信号に分割し、前記乗算手段に供給
する手段とを具備したものである。
【0013】本発明に係る第2の手段は、第1の手段に
おける供給手段と加算手段との代わりに、前記第1、第
2の平滑手段の出力のうち、一方を選択する選択手段を
具備することで、周波数引き込み時間及び周波数ジッタ
が改善される。
【0014】
【作用】時間により変化する係数データを、周波数誤差
を平滑した信号に乗算し、再生手段より出力される発振
周波数を制御することで周波数引き込み時間及び周波数
ジッタが改善される。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る実施例を
説明する。図1は第1実施例の構成を示すブロック図、
図2はAFCループフィルタ17の構成を示す構成図、
図3は利得変換回路19の構成を示す構成図、図4はル
ープ利得Kと時間との関係を説明する説明図である。
【0016】図1において複素乗算器13には端子1
1,12より複素数表現の信号が入力される。またデー
タ変換回路25よりsin及びcosin特性の信号も
入力される。そして複素乗算器13で乗算されたデータ
は位相比較器14に供給され、所定の位相との誤差に相
当する位相誤差信号が求められる。この位相誤差信号は
PLLループフィルタ15とΔf検出回路16とに供給
される。このうちPLLループフィルタ15では位相誤
差信号が平滑され、スイッチ22に供給される。一方、
Δf検出回路16では周波数離調に相当する周波数誤差
信号が生成され、AFCループフィルタ17と同期判定
回路18とに供給される。
【0017】AFCループフィルタ17では周波数誤差
信号が平滑され、データ保持回路21に供給される。ま
た同期判定回路18は周波数誤差信号を基に同期判定を
行い、スイッチ22及びデータ保持回路21を制御する
信号を出力している。ここで位相誤差信号が一定ならば
同期状態であり、位相誤差信号が変化したならば非同期
状態である。同期状態では、スイッチ22は“ON”と
なる。そしてデータ保持回路21は供給されたデータを
保持しつつ加算器23に保持しているデータを常時出力
している。それに対して非同期状態ではスイッチ22は
“OFF”となる。そしてデータ保持回路21は供給さ
れたデータを保持しないで加算器23に出力している。
また同期状態から非同期状態に移行した場合、同期判定
回路18から利得変換回路19にリセット信号が出力さ
れる。
【0018】前述した加算器23ではスイッチ22の出
力とデータ保持回路21の出力とが加算され、数値制御
発振器24に供給される。数値制御発振器24は加算器
23の出力により発振周波数が制御された局発信号をデ
ータ変換回路25に供給している。データ変換回路25
に供給された局発信号は特性毎、つまりsin及びco
sin特性の信号に分割され、複素乗算器13に供給さ
れる。
【0019】上記の構成において複素乗算器13、位相
比較器14、PLLループフィルタ15、スイッチ2
2、加算器23、数値制御発振器24、データ変換回路
25によりPLLループが構成されている。同様に複素
乗算器13、位相比較器14、Δf検出回路16、AF
Cループフィルタ17、データ保持回路21、加算器2
3、数値制御発振器24、データ変換回路25によりA
FCループが構成されている。ここで位相誤差信号が変
化した場合、つまり非同期状態になった場合、まずAF
Cループにより周波数引き込みが行われる。そして十分
に周波数を引き込んだところでデータ保持回路21でA
FCループフィルタ17の出力が保持され、スイッチ2
2が“ON”になり、PLLループによる位相同期が行
われる。
【0020】次に図2及び図3を参照してAFCループ
フィルタ17及び利得変換回路19の構成及び動作を説
明する。図2において、周波数誤差信号が端子30を介
して加算器32に供給される。また加算器32には遅延
回路33の出力も供給されており、これらの2信号が加
算されて遅延回路33に供給される。遅延回路33で遅
延された信号は加算器32と乗算器34とに供給され
る。乗算器34には利得変換回路19より出力される係
数データKも供給されており、遅延回路33の出力に係
数データKが乗算され、端子36より出力される。
【0021】図3において同期判定回路18から供給さ
れるリセット信号は端子38を介して論理和回路39に
供給される。またチャンネル切り替え時には外部より端
子20にリセット信号が供給される。このリセット信号
も論理和回路39に供給される。2つのリセット信号の
うち、一つでも“HIGH”の場合は論理和回路39の出力
も“HIGH”となり、リセット信号が両方とも“LOW ”の
場合のみ論理和回路39の出力は“LOW ”である。論理
和回路39の出力信号はカウンタ40に供給される。こ
の信号が“HIGH”の場合、カウンタ40はリセットされ
る。そして“LOW ”になるとカウントが開始される。カ
ウンタのカウント数は係数発生回路41に供給され、カ
ウント数によって制御される係数データKが生成され、
AFCループフィルタ17内の乗算器34に供給され
る。
【0022】図4に係数データKとカウントに要した時
間との関係を示す。この図に示すように係数データK
は、リセットされてからt1 までの時間内は最大値K0
だが、t1 からt2 にかけて徐々に減少し、t2 以後は
最小値K1 となる。このように係数データKを変化させ
た場合、ループ利得も同様に変化する。そしてAFCル
ープフィルタ17の出力はデータ保持回路21及び加算
器23を介して数値制御発振器24に供給される。
【0023】数値制御発振器24の出力は係数データK
により変化する。ここで係数データKが大きい場合、数
値制御発振器24の出力である局発信号の周波数変動が
大きくなり、AFCループにおける引き込み時間が短く
なる。これとは逆に係数データKが小さくなると局発信
号の周波数変動は小さくなり、AFCループにおける引
き込み時間は長くなるが、周波数ジッタの発生を小さく
することができる。
【0024】次に図5を参照して第2実施例の構成を説
明する。この図において図1の第1実施例と異なるのは
PLLループフィルタ15の出力とAGCループフィル
タ17の出力とがスイッチ27に供給され、同期判定回
路18の出力を基にどちらか一方が選択されて数値制御
発振器24に供給される点である。これによりデータ保
持回路21、スイッチ22及び加算器23が不要となる
が、その他の構成は第1実施例と同じであり、効果も第
1実施例と同様である。
【0025】以上記述したように係数データKを時間に
よって徐々に小さくすることにより、CN比が高い場合
は、始めから小さな係数データKを用いた場合より周波
数引き込み時間を短くすることができる。またCN比が
低い場合には大きな係数データKのまま周波数引き込み
を行うときより雑音に関する特性を改善することができ
る。
【0026】尚、本実施例においてはAFCループとP
LLループとを別個に持つ搬送波再生回路においても、
AFCループのループフィルタの係数データKを変化さ
せることで同様の効果を得ることができる。
【0027】
【発明の効果】前述したように係数データKを時間によ
って徐々に小さくすることにより、CN比が高い場合
は、始めから小さな係数データKを用いた場合より周波
数引き込み時間を短くすることができる。またCN比が
低い場合には大きな係数データKのまま周波数引き込み
を行うときより雑音に関する特性を改善することができ
る。これによりAFCループの基本特性である周波数引
き込み時間と周波数引き込み後の周波数ジッタとを改善
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例の構成を示すブロック
【図2】AFCループフィルタの構成を示す構成図
【図3】利得変換回路の構成を示す構成図
【図4】係数データKと時間との関係を説明する説明図
【図5】本発明に係る第2実施例の構成を示すブロック
【図6】従来の構成を示すブロック図
【図7】図6におけるΔf検出回路の構成を示す構成図
【図8】図6におけるAFCループフィルタの構成を示
す構成図
【符号の説明】
13…複素乗算器、14…位相比較器、15…PLLル
ープフィルタ 16…Δf検出回路、17…AFCループフィルタ、1
8…同期判定回路 19…利得変換回路、21…データ保持回路、22…ス
イッチ 23…加算器、24…数値制御発振器、25…データ変
換回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 進 東京都港区新橋3丁目3番9号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−16318(JP,A) 特開 平3−289844(JP,A) 特開 昭62−253224(JP,A) 特開 平2−32648(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38 H03L 1/00 - 7/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複素数で表現される信号と、位相の異な
    る2信号に分割された局発信号とが供給され、前記複素
    数で表現される信号に前記位相の異なる2信号を乗算す
    る乗算手段と、 この乗算手段の出力より位相誤差を検出する手段と、 前記位相誤差より周波数誤差を検出する手段と、時間の経過とともに小さくなる 係数データを出力する手
    段と、 前記周波数誤差を平滑した信号に前記係数データを乗算
    する第1の平滑手段と、 前記位相誤差を平滑する第2の平滑手段と、 この第2の平滑手段の出力を後述する加算手段に供給す
    る、もしくは供給を停止する供給手段と、 この供給手段の出力と前記第1の平滑手段の出力とを加
    算する加算手段と、 この加算手段の出力により発振周波数が制御される手段
    であって、前記複素数で表現される信号の搬送波と同じ
    周波数である前記局発信号を再生する再生手段と、 前記局発信号を前記位相の異なる2信号に分割し、前記
    乗算手段に供給する手段とを具備したことを特徴とする
    搬送波再生回路。
  2. 【請求項2】 複素数で表現される信号と、位相の異な
    る2信号に分割された局発信号とが供給され、前記複素
    数で表現される信号に前記位相の異なる2信号を乗算す
    る乗算手段と、 この乗算手段の出力より位相誤差を検出する手段と、 前記位相誤差より周波数誤差を検出する手段と、時間の経過とともに小さくなる 係数データを出力する手
    段と、 前記周波数誤差を平滑した信号に前記係数データを乗算
    する第1の平滑手段と、 前記位相誤差を平滑する第2の平滑手段と、 前記第1、第2の平滑手段の出力のうち、一方を選択す
    る選択手段と、 この選択手段の出力により発振周波数が制御される手段
    であって、前記複素数で表現される信号の搬送波と同じ
    周波数である前記局発信号を再生する再生手段と、 前記局発信号を前記位相の異なる2信号に分割し、前記
    乗算手段に供給する手段とを具備したことを特徴とする
    搬送波再生回路。
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