JP3460046B2 - Ａｍ変調波除去回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＭデータ多重変
調装置によって生成されたＡＭデータ多重変調波中から
ＡＭ変調波を除去するＡＭ変調波除去回路に関する。 【０００２】 【従来の技術】ＡＭ同期検波出力に影響を与えないよう
にＡＭ変調波にデジタル変調波を多重するＡＭデータ多
重変調装置は特開平９−３２６８３６号に示されてい
る。 【０００３】上記した従来のＡＭデータ多重変調装置を
デジタル変調方式にＱＰＳＫ（４相ＰＳＫ）変調方式を
用いたときの例によって、図３により説明する。 【０００４】音声信号等のアナログ信号波（以下、単に
信号とも記す）はＡＭ変調器１１に供給されて、周波数
ｆｃの搬送波が信号波でＡＭ変調される。ＡＭ変調器１
１から出力されるＡＭ変調波νAM(t)は、搬送波の振幅
を１、ＡＭ搬送波の角周波数をωc(rad/s)、変調度を
κ、信号波をνm(t)とすると、下記の式（１）のように
表わされる。 【０００５】 νAM(t)＝｛１＋κνm(t)｝cos ωc t …式（１） 【０００６】ＱＰＳＫベースバンドデジタル信号発生器
１２で発生されたＩ、Ｑのデジタル信号列をＩn、Ｑnで
表す。ここで、Ｉn＝±１、Ｑn＝±１とする。 【０００７】ＱＰＳＫベースバンドデジタル信号発生器
１２からの出力信号は周波数（ｆｃ＋ｆα）の搬送波が
供給されている直交変調器１３に入力されて、複素信号
列で角周波数（ωc＋ωα）（rad/s)の搬送波が直交変
調される。直交変調器１３からの出力信号νDH(t)は下
記の式（２）に示す如くである。 【０００８】 νDH(t)＝Ｉn cos(ωc＋ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc＋ωα）ｔ …式（２） 【０００９】一方、ＱＰＳＫベースバンドデジタル信号
発生器１２から出力されるＱＰＳＫベースバンドデジタ
ル信号は符号反転器１４に供給されて符号反転され（−
Ｉn）、（−Ｑn）に変換される。符号反転器１４におい
て符号反転されたＱＰＳＫベースバンドデジタル信号は
複素共役器１５に供給されて複素共役がとられて、ＱＰ
ＳＫベースバンドデジタル信号のＱｎ信号列の符号が反
転され（−Ｉn）、（Ｑn）に変換される。すなわち、符
号反転器１４と複素共役器１５とにより、ＱＰＳＫベー
スバンドデジタル信号によって形成されるダイビットに
対応するベクトル偏移の基準搬送波位相と同相成分の符
号が反転される。 【００１０】複素共役器１５によって複素共役がとられ
た複素信号列は、周波数（ｆｃ−ｆα）の搬送波が供給
されている直交変調器１６に入力され、複素信号列で角
周波数（ωc−ωα）（rad/s)の搬送波を直交変調す
る。直交変調器１６からの出力信号νDL(t)は下記の式
（３）に示す如くである。 【００１１】 νDL(t)＝−Ｉn cos（ωc−ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc−ωα）ｔ …式（３） 【００１２】式（２）および式（３）の出力信号νDH
(t)とνDL(t)が加算器１７にて加算され、その加算出力
であるデジタル変調波νD(t)は下記の式（４）に示すご
とくになる。 【００１３】 νD(t)＝νDH(t)＋νDL(t) ＝Ｉn cos(ωc＋ωα)ｔ＋Ｑn sin(ωc＋ωα)ｔ −Ｉn cos(ωc−ωα)ｔ＋Ｑn sin(ωc−ωα)ｔ …式（４） 【００１４】ＡＭ変調波νAM(t)とデジタル変調波νD
(t)は加算器１８に入力されて加算され、ＡＭデータ多
重変調波ν(t)は式（１）および式（４）より下記の式
（５）に示すごとくになる。 【００１５】 ν(t)＝νAM(t)＋νD(t) ＝｛１＋κνm(t)｝cos ωc ｔ ＋Ｉn cos（ωc＋ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc＋ωα）ｔ −Ｉn cos（ωc−ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc−ωα）ｔ …式（５） 【００１６】従来のＡＭデータ多重変調波装置における
ＡＭデータ多重変調過程は図４に示すごとくであって、
ＡＭ変調器１１から出力されるＡＭ変調波は図４におけ
るａのように示され、直交変調器１６からの出力信号、
すなわちデジタル変調波は図４におけるｂのように示さ
れ、直交変調器１３からの出力信号、すなわちデジタル
変調波は図４におけるｃのように示される。加算器１７
から出力されるデジタル変調波は図４におけるｂと図４
におけるｃとの和であって、加算器１８から出力される
ＡＭデータ多重変調波は図４におけるｄのように示され
る。 【００１７】このように、従来のＡＭデータ多重変調装
置においては、周波数軸上で搬送波ｆｃを軸とする線対
称な周波数（ｆｃ＋ｆα）の位置と周波数（ｆｃ−ｆ
α）の位置とに、デジタル変調波が多重されるために、
ＡＭデータ多重変調波をＡＭ同期検波したときＡＭ同期
検波出力に影響を与えることはない。 【００１８】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の変調は、アナログ信号波で周波数ｆｃの搬送波をＡＭ
変調器によって振幅変調し、周波数軸上で周波数ｆｃの
搬送波を軸として線対称な周波数（ｆｃ＋ｆα）の位置
と周波数（ｆｃ−ｆα）の位置とに、デジタル変調波が
多重されたＡＭデータ多重変調方式によって変調された
ＡＭデータ多重変調波ではＡＭ変調成分とデータ変調成
分が同一周波数帯域、同一時間に多重されているため、
デジタルデータが多重されている時間を選択して希望の
デジタルデータを取り出したり、データが多重されてい
る周波数帯域を選択して希望のデータを取り出したりす
ることはできない。 【００１９】本発明は、ＡＭデータ多重変調波からＡＭ
変調波をキャンセルしてデジタル変調波を抽出すること
ができるＡＭ変調波除去回路を提供することを目的とす
る。 【００２０】 【課題を解決するための手段】本発明にかかるＡＭ変調
波除去回路は、アナログ信号波で周波数ｆｃの搬送波を
ＡＭ変調し、ＡＭ変調波の周波数帯域内の周波数軸上で
周波数ｆｃの搬送波を軸として線対称な周波数（ｆｃ＋
ｆα）の位置と周波数（ｆｃ−ｆα）の位置とにおいて
デジタル変調波信号を多重化したＡＭデータ多重変調波
からＡＭ変調波を除去するＡＭ変調波除去回路であっ
て、ＡＭデータ多重変調波を搬送波周波数の４倍の周波
数のサンプリングパルスにてサンプリングし、該サンプ
リングした信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、ｍ
＝０、１、２、３、…としたとき、（４ｍ）のサンプリ
ング点においてＡ／Ｄ変換された離散値出力と（４ｍ＋
３）のサンプリング点においてＡ／Ｄ変換された離散値
出力とを相互に入れ替え、かつ（４ｍ＋１）のサンプリ
ング点においてＡ／Ｄ変換された離散値出力と（４ｍ＋
２）のサンプリング点においてＡ／Ｄ変換された離散値
出力とを相互に入れ替えるサンプリング点入れ替え回路
と、サンプリング点入れ替え回路にて入れ替えされた離
散値出力とＡ／Ｄ変換手段によってＡ／Ｄ変換された離
散値出力とを加算する加算器とを備えたことを特徴とす
る。 【００２１】本発明にかかるＡＭ変調波除去回路では、
ＡＭデータ多重変調波が搬送波の周期の４倍の周期でサ
ンプリングされ、該サンプリングされた信号がＡ／Ｄ変
換変換器にてＡ／Ｄ変換される。ｍ＝０、１、２、３、
…としたとき、（４ｍ）のサンプリング点においてＡ／
Ｄ変換された離散値出力と（４ｍ＋３）のサンプリング
点においてＡ／Ｄ変換された離散値出力とが相互に入れ
替えられ、かつ（４ｍ＋１）のサンプリング点において
Ａ／Ｄ変換された離散値出力と（４ｍ＋２）のサンプリ
ング点においてＡ／Ｄ変換された離散値出力とが相互に
入れ替えられて、入替えられた離散値出力とＡ／Ｄ変換
手段によってＡ／Ｄ変換された離散値出力とが加算され
る。この結果、加算出力はデジタル変調波のみがサンプ
リングパルスでサンプリングされＡ／Ｄ変換された離散
出力値の出力となって、ＡＭ変調波が除去される。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるＡＭ変調波
除去回路を実施の形態によって説明する。 【００２３】図１は、本発明の実施の一形態にかかるＡ
Ｍ変調波除去回路の構成を示すブロック図である。 【００２４】本発明の実施の一形態にかかるＡＭ変調波
除去回路において、入力されたＡＭデータ多重変調波は
キャリア再生器１に供給してＡＭ変調搬送波を再生し、
キャリア再生器１によって再生されたＡＭ変調搬送波は
タイミング信号生成器２に供給してＡ／Ｄ変換のための
タイミング信号を生成する。例えば、搬送波の周波数の
４倍の周波数のタイミング信号をサンプリングパルスと
して生成する。一方、入力されたＡＭデータ多重変調波
は遅延器３に供給して遅延し、遅延器３からの出力はＡ
／Ｄ変換器４に供給してタイミング信号に基づくタイミ
ングにてＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換器３から出力され
るＡ／Ｄ変換出力は、ｍ＝０、１、２、３、…としたと
き、（４ｍ）のサンプリング点においてＡ／Ｄ変換され
たＡ／Ｄ変換出力（離散値出力）と（４ｍ＋３）のサン
プリング点においてＡ／Ｄ変換されたＡ／Ｄ変換出力と
を相互に入れ替え、かつ（４ｍ＋１）のサンプリング点
においてＡ／Ｄ変換されたＡ／Ｄ変換出力と（４ｍ＋
２）のサンプリング点においてＡ／Ｄ変換されたＡ／Ｄ
変換出力とを相互に入れ替えるサンプリング点入れ替え
回路５に供給してＡ／Ｄ変換出力の入れ替えを行い、Ａ
／Ｄ変換器４からのＡ／Ｄ変換出力とサンプリング点入
れ替え回路５からの出力とを加算器６に供給して加算し
て送出する。 【００２５】上記式（５）のＡＭデータ多重変調波ν
(t)は下記の式（６）に示すごとく変形できる。 【００２６】 ν(t)＝｛１＋κνm(t)｝cos ωc ｔ ＋Ｉn cos（ωc＋ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc＋ωα）ｔ −Ｉn cos（ωc−ωα）ｔ＋Ｑn sin（ωc−ωα）ｔ ＝｛１＋κνm(t)｝cos ωc ｔ −２Ｉn sinωcｔ sinωαｔ＋２Ｑn cosωαｔ sinωｃｔ…式（６） 【００２７】ここで、ωαはデジタル変調搬送波とＡＭ
変調搬送波との差の角周波数（rad/s)であり、デジタル
変調搬送波はＡＭ変調搬送波の上下側波帯中に周波数ｆ
α離れて対象の位置に存在する。また、ｆｃ≫ｆαとす
る。 【００２８】図１に示した本発明の実施の一形態にかか
るＡＭ変調波除去回路において、上記した式（６）にて
示されるＡＭデータ多重変調波がキャリア再生器１およ
び遅延器３に入力される。 【００２９】入力されたＡＭデータ多重変調波信号ν
(t)はキャリア再生器１および遅延器３へ入力される。
まずキャリア再生器１による搬送波再生について説明す
る。キャリア再生器１で再生されるのはＡＭ変調のため
の搬送波であって、キャリア再生器１からの出力νｃ
(t) は下記の式（７）に示すようになる。 【００３０】 νｃ(t) ＝ cosωｃｔ …式（７） 【００３１】次にこの信号νｃ(t) がタイミング信号生
成器２へ入力され、Ａ／Ｄ変換のためのタイミング信号
が生成される。ここでは単一周波数信号νｃ(t) の位相
が（π／４）ラジアン、（３π／４）ラジアン、（５π
／４）ラジアン、（７π／４）ラジアンのときににタイ
ミング信号が出力される。つまり時間ｔが下記の式
（８）の時にＡ／Ｄ変換器４においてＡＭデータ多重変
調波信号ν(t) のサンプリングがなされるようなタイミ
ング信号が生成される。 【００３２】 ｔ＝１＋２ｍ／８ｆｃ …式（８） ここで、ｍ＝０、１、２、３、…である。このとき、サ
ンプリング周波数は４ｆｃ（Ｈｚ）となる。 【００３３】一方、ＡＭデータ多重変調波ν(t)は遅延
器３において、キャリア再生器１およびタイミング信号
生成器２の遅延量の総和の遅延がなされて送出される。
ここでは簡単のためにそれぞれの遅延は考慮に入れない
こととし、遅延器３の遅延量を０とする。したがって遅
延器３から出力される信号はＡＭデータ多重変調波ν
(t) と等しくなり、Ａ／Ｄ変換器４に入力されて、タイ
ミング信号生成器２において生成されたタイミング信号
によってサンプリングされる。 【００３４】したがって、ＡＭデータ多重変調波信号ν
(t) は、サンプリング周波数４ｆｃ（Ｈｚ）のサンプリ
ングパルスによってサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換器４
にてＡ／Ｄ変換される。 【００３５】そこで、Ａ／Ｄ変換器４から出力される離
散出力信号νＤ（ｍ）は下記の式（９）に示すごとくに
なる。 【００３６】 νＤ（ｍ）＝｛１＋Ｋνｍ(t)｝cos２πｆｃ（１＋２ｍ）／８ｆｃ −Ｉn{sin２πｆｃ（１＋２ｍ）／８ｆｃ}{sin２πｆα（１＋２ｍ）／８ｆｃ｝ ＋Ｑn{sin２πｆｃ（１＋２ｍ）／８ｆｃ}{cos２πｆα（１＋２ｍ）／８ｆｃ} ＝｛１＋Ｋνｍ(t)｝cos（１＋２ｍ）π／４ −Ｉn sin（１＋２ｍ）π／４・sin（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ ＋Ｑn sin（１＋２ｍ）π／４・cos（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ ＝｛１＋Ｋνｍ(t)｝cos（１＋２ｍ）π／４ ＋〔−Ｉn sin（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ ＋Ｑn cos（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ〕・sin（１＋２ｍ）π／４ …式（９） 【００３７】次にサンプリング点入れ替え回路５の入れ
替え過程について説明する。ここでは、ｍ＝０←→ｍ＝
３、ｍ＝１←→ｍ＝２、ｍ＝４←→ｍ＝７、ｍ＝５←→
ｍ＝６、…のように入れ替える。ここで、←→は相互に
入れ替えることを示している。すなわち、ｍ＝０、１、
２、３…とし、サンプリング点を（４ｍ）←→（４ｍ＋
３）、（４ｍ＋１）←→（４ｍ＋２）のように相互に入
れ替えられる。 【００３８】ここで式（９）における｛１＋Ｋνｍ
(t)｝と〔−Ｉn sin（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ＋Ｑn
cos（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ〕は、ｆｃ≫ｆαの条
件によって、cos（１＋２ｍ）π／４とsin（１＋２ｍ）
π／４に比べると変化が非常に遅いので、サンプリング
点の入れ替えをしても、値は変わらないものと見做すこ
とができる。 【００３９】また式（９）におけるcos（１＋２ｍ）π
／４とsin（１＋２ｍ）π／４は、ｍ＝０、４、８、…
のときは、cos（１＋２ｍ）π／４＝１／√２、sin（１
＋２ｍ）π／４は＝１／√２となり、ｍ＝１、５、９、
…のときは、cos（１＋２ｍ）π／４＝１／√２、sin
（１＋２ｍ）π／４は＝−１／√２となり、ｍ＝２、
６、１０、…のときは、cos（１＋２ｍ）π／４＝−１
／√２、sin（１＋２ｍ）π／４は＝−１／√２とな
り、ｍ＝３、７、１１、…のときは、cos（１＋２ｍ）
π／４＝−１／√２、sin（１＋２ｍ）π／４は＝１／
√２となる。 【００４０】したがって、上記（ｍ＝０←→ｍ＝３、ｍ
＝１←→ｍ＝２、ｍ＝４←→ｍ＝７、ｍ＝５←→ｍ＝
６、…、）のサンプリング点の入れ替えによって、cos
（１＋２ｍ）π／４のみが符号が変わり、sin（１＋２
ｍ）π／４は符号が変化しないために、サンプリング点
入れ替え回路５の出力は下記の式（１０）に示すごとく
になる。 【００４１】 −｛１＋Ｋνｍ(t)｝cos（１＋２ｍ）π／４ ＋〔−Ｉn sin（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ ＋Ｑn cos（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ〕・sin（１＋２ｍ）π／４ …式（１０） 【００４２】ここで、サンプリング点の入れ替えをして
も、値は変わらないことについて図２に示す模式図によ
って説明する。 【００４３】振幅方向に実際よりも拡大して図２（ａ）
に示すように｛１＋Ｋνｍ(t)｝は変化し、振幅方向に
実際よりも拡大して図２（ｂ）に示すように〔−Ｉn si
n（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ＋Ｑn cos（１＋２ｍ）π
ｆα／４ｆｃ〕は変化する。これに対してcos（１＋２
ｍ）π／４は図２（ｃ）に示すように変化し、sin（１
＋２ｍ）π／４は図２（ｄ）に示すように変化する。図
２（ｅ）はサンプリング点を示し、０、１、２、３、…
と付番してある。 【００４４】上記に対して図２（ｅ）に←→に示すよう
にＡＭデータ多重変調波信号ν(t)のサンプリング点の
相互に入れ替えを行う。図２（ａ）に示すように｛１＋
Ｋνｍ(t)｝の変化は少なく、この結果入れ替えを行っ
ても値はほとんど変わらず図２（ｆ）に示すようにな
る。また、図２（ｂ）に示すように〔−Ｉn sin（１＋
２ｍ）πｆα／４ｆｃ＋Ｑn cos（１＋２ｍ）πｆα／
４ｆｃ〕の変化は少なく、この結果入れ替えを行っても
値はほとんど変わらず図２（ｇ）に示すようになる。 【００４５】これに対して−cos（１＋２ｍ）π／４は
図２（ｈ）に示すように変化し、sin（１＋２ｍ）π／
４は図２（ｉ）に示すように変化する。cos（１＋２
ｍ）π／４について符号が（−）になっていることは既
に説明したとおりである。 【００４６】次に、式（８）に示すＡ／Ｄ変換器４から
の出力と式（１０）に示すサンプリング点入れ替え回路
５の出力とが加算器６において加算されて、加算器６か
らの出力は次の式（１１）に示すごとくになる。 【００４７】 ２〔−Ｉn sin（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ ＋Ｑn cos（１＋２ｍ）πｆα／４ｆｃ〕・sin（１＋２ｍ）π／４ …式（１１） 【００４８】式（１１）に示す加算器６からの出力はデ
ジタル変調波のみをサンプリング周波数４ｆｃ（Ｈｚ）
にてサンプリングした信号である。したがって、ＡＭデ
ータ多重変調波からＡＭ変調波が除去された信号が加算
器６から出力されることになって、この信号からベース
バンドデジタルデータを復調することができる。 【００４９】 【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるＡＭ
変調波除去回路によれば、簡単な構成および小規模な構
成によって、ＡＭデータ多重変調波からＡＭ変調波を除
去することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の一形態にかかるＡＭ変調波除去
回路の構成を示すブロック図である。 【図２】本発明の実施の一形態にかかるＡＭ変調波除去
回路の作用の説明に供する模式図である。 【図３】ＡＭデータ多重変調装置の構成を示すブロック
図である。 【図４】ＡＭデータ多重変調波の説明に供する模式図で
ある。 【符号の説明】 １ キャリア再生器 ２ タイミング信号生成器 ３ 遅延器 ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ サンプリング点入れ替え回路 ６ 加算器

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】アナログ信号波で周波数ｆｃの搬送波をＡ
   Ｍ変調し、ＡＭ変調波の周波数帯域内の周波数軸上で周
   波数ｆｃの搬送波を軸として線対称な周波数（ｆｃ＋ｆ
   α）の位置と周波数（ｆｃ−ｆα）の位置とにおいてデ
   ジタル変調波信号を多重化したＡＭデータ多重変調波か
   らＡＭ変調波を除去するＡＭ変調波除去回路であって、
   ＡＭデータ多重変調波を搬送波周波数の４倍の周波数の
   サンプリングパルスにてサンプリングし、該サンプリン
   グした信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、ｍ＝
   ０、１、２、３、…としたとき、（４ｍ）のサンプリン
   グ点においてＡ／Ｄ変換された離散値出力と（４ｍ＋
   ３）のサンプリング点においてＡ／Ｄ変換された離散値
   出力とを相互に入れ替え、かつ（４ｍ＋１）のサンプリ
   ング点においてＡ／Ｄ変換された離散値出力と（４ｍ＋
   ２）のサンプリング点においてＡ／Ｄ変換された離散値
   出力とを相互に入れ替えるサンプリング点入れ替え回路
   と、サンプリング点入れ替え回路にて入れ替えされた離
   散値出力とＡ／Ｄ変換手段によってＡ／Ｄ変換された離
   散値出力とを加算する加算器とを備えたことを特徴とす
   るＡＭ変調波除去回路。