JP4641927B2 - FSK demodulation circuit - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信においてFSK(周波数シフトキーイング)復調を行うFSK復調回路に関する。 The present invention relates to an FSK demodulation circuit that performs FSK (frequency shift keying) demodulation in wireless communication.
従来、FSK変調された信号の復調には、アナログFM(周波数変調)信号とみなしてFM検波器を用いた復調回路が多用されており、一般的に使用されているFM検波器として、非特許文献1に示されるようなものがある。
Conventionally, a demodulation circuit using an FM detector, which is regarded as an analog FM (frequency modulation) signal, is often used for demodulating an FSK-modulated signal, and is not patented as a commonly used FM detector. There is something as shown in
図9は、非特許文献1に示されるFM検波器を用いた従来のFSK復調回路の構成図である。図9におけるFSK復調回路は、入力端子11,12、FM検波器13、同期・判定回路91、出力端子18より構成され、更に、FM検波器13は、位相シフト回路131,132、乗算回路133,134、減算回路135、LPF(低域通過フィルタ)136より構成される。
FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional FSK demodulator circuit using the FM detector shown in Non-Patent
受信されたFSK変調信号は、まず、図9には示されていない直交ミキサを用いて同相及び直交位相のIF帯信号に変換され、同相及び直交位相信号が、それぞれ入力端子11,12に入力される。FM検波器13は、これらの信号から、元のFSK信号の周波数に応じた振幅を有する信号を検波し、同期・判定回路91において予め分かっているビット速度に応じた周期で信号振幅を閾値判定することで、出力データが出力端子18に出力される。なお、図9では、位相シフト回路131,132を用いて構成しているが、非特許文献1に示されるように、これらを微分回路としても同様の検波信号を得ることができる。
図10は、従来のFSK復調回路における同期・判定回路91の動作の説明図であり、横軸は時間を示している。(a)はノイズがない場合のFM検波器13の出力例を示し、(b)は大きなノイズがある場合のFM検波器13の出力例を示す。(a)及び(b)の縦軸は信号振幅を示している。また、(c)は同期・判定回路91での信号振幅の閾値判定を行うビット同期点の一例を示しており、矢印の時点で示すビット同期点でデータの閾値0による判定が行われる。図10の例の場合、ノイズがない(a)においては正しくデータの判定ができるが、大きなノイズがある(b)のような場合にはデータを閾値判定するための余裕が小さくなり、図10の例では、時刻t3で判定誤りを起こしている。従って、従来のFSK復調回路においては、大きなノイズがある場合に、データの誤りを生じる可能性があり、通信性能が劣化するという問題があった。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of the synchronization /
本発明は以上のような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、大きなノイズがある場合にもデータの判定誤りを起こし難く、通信性能の劣化を招き難いFSK復調回路を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an FSK demodulator circuit that is unlikely to cause a data determination error even when there is a large noise, and that does not easily deteriorate communication performance. It is.
上記課題を解決するために、請求項1にかかる発明のFSK復調回路は、FSK変調信号を同相及び直交位相のIF信号に変更した後の一対のIF信号を入力して該FSK変調信号の周波数に応じた振幅を有するFM検波信号を出力するFM検波器と、該FM検波器から出力するFM検波信号をサンプリングかつ極性判定してディジタルFM検波信号に変換するサンプリング・極性判定回路と、該サンプリング・極性判定回路から出力するディジタルFM検波信号からビット同期点を検出するビット同期回路と、該ビット同期回路で検出したビット同期点に基づき前記ディジタルFM検波信号を前後のビット同期点の間毎に新たに積分する積分回路と、前記ビット同期点のタイミングで前記積分回路から出力する積分信号を第1の閾値と比較してデータの判定を行うデータ判定回路とを有するFSK復調回路であって、前記ビット同期回路は、プリアンブルに対応した既知のビットパターンと入力される信号との相関をとる相関器と、該相関器の出力を予め定めた第2の閾値と比較して前記ビット同期点を求める閾値判定回路とを有することを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載のFSK復調回路において、前記相関器は、入力する前記ディジタルFM検波信号を1サンプル遅延する1つまたは複数段従属接続された遅延回路と、入力する前記ディジタルFM検波信号及び前記1つまたは複数段従属接続された遅延回路の出力のそれぞれに対して前記の既知のビットパターンに対応する係数を乗算する複数の乗算回路と、該複数の乗算回路の出力を全て加算する加算回路とを有するように構成し、前記閾値判定回路は、前記相関器の出力が「絶対値として予め定めた閾値以上となった後で閾値未満となる」という条件を満たすタイミングをビット同期点とするように動作することを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1に記載のFSK復調回路において、前記ビット同期回路は、前記相関器の前段に、前記ディジタルFM検波信号である±1のバイポーラ信号を「0」,「1」のビット列信号に変換するバイポーラ/ユニポーラ変換回路を設け、前記の相関器は、該バイポーラ/ユニポーラ変換回路から入力する前記ビット列信号を1ビット分遅延する1つまたは複数段従属接続された遅延回路と、入力する前記ビット列信号及び前記1つまたは複数段従属接続された遅延回路の出力のそれぞれと前記の既知のビットパターンに対応するビット係数との排他的論理和演算を行う複数の排他的論理和回路と、該複数の排他的論理和回路の出力の「0」の数をカウントする加算回路とを有するように構成し、前記の閾値判定回路は、前記の相関器の出力が「高い方の閾値以上となった後でこの閾値未満となる。または、低い方の同値以下となった後でこの閾値を超える。」という条件を満たすときのタイミングをビット同期点とするように動作することを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項2又は3に記載のFSK復調回路において、前記閾値判定回路の代わりに、第1及び第2の閾値判定回路と該第1及び第2の閾値判定回路の出力を選択する論理和回路とを設け、前記第2の閾値判定回路における閾値を前記第1の閾値判定回路における閾値よりも緩めに設定し、前記論理和回路は最初に前記第1の閾値判定回路の出力を選択し、予め定めた期間にビット同期点がなかったら前記第2の閾値判定回路の出力を選択するように構成することを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項2又は3に記載のFSK復調回路において、前記相関器の代わりに、第1及び第2の相関器を設け、前記閾値判定回路は該第1及び第2の相関器のいずれか一方の出力のビット同期点を以ってビット同期点とするように構成し、前記第1の相関器は、前記相関器と同じ既知のビットパターンと入力される信号との相関をとるように構成し、前記第2の相関器は、DCオフセットがあるときに予想されるビットパターンと入力される信号との相関を採るように構成したことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the FSK demodulating circuit according to the first aspect of the present invention inputs a pair of IF signals after changing the FSK modulated signal into an in-phase and quadrature-phase IF signal, and outputs the frequency of the FSK modulated signal. An FM detector that outputs an FM detection signal having an amplitude corresponding to the sampling frequency, a sampling / polarity determination circuit that samples and polarizes the FM detection signal output from the FM detector and converts the FM detection signal into a digital FM detection signal, and the sampling A bit synchronization circuit that detects a bit synchronization point from a digital FM detection signal output from the polarity determination circuit, and the digital FM detection signal between the previous and next bit synchronization points based on the bit synchronization point detected by the bit synchronization circuit. The integration circuit newly integrating and the integration signal output from the integration circuit at the timing of the bit synchronization point are compared with the first threshold value. An FSK demodulating circuit having a data determining circuit for determining data, wherein the bit synchronization circuit includes a correlator that correlates a known bit pattern corresponding to a preamble and an input signal, and the correlator And a threshold value determination circuit for obtaining the bit synchronization point by comparing the output with a predetermined second threshold value.
According to a second aspect of the present invention, in the FSK demodulating circuit according to the first aspect, the correlator includes one or more stages of cascaded delay circuits that delay the input digital FM detection signal by one sample, and an input A plurality of multiplication circuits for multiplying each of the digital FM detection signal and the output of the delay circuit cascade-connected to one or more stages by a coefficient corresponding to the known bit pattern, and the plurality of multiplication circuits And an adder circuit that adds all the outputs of the threshold value, and the threshold value judgment circuit has a condition that the output of the correlator is “below the threshold value after being equal to or greater than a predetermined threshold value as an absolute value”. It is characterized by operating so that the timing to satisfy is a bit synchronization point.
According to a third aspect of the present invention, in the FSK demodulating circuit according to the first aspect, the bit synchronization circuit applies a ± 1 bipolar signal, which is the digital FM detection signal, to “0”, “ A bipolar / unipolar conversion circuit for converting the bit string signal to “1”, and the correlator delays the bit string signal input from the bipolar / unipolar conversion circuit by one bit or a plurality of cascaded delays. A plurality of exclusive ORs that perform an exclusive OR operation between the circuit and each of the input bit string signal and the output of the delay circuit cascade-connected to one or more stages and a bit coefficient corresponding to the known bit pattern A threshold value determination circuit comprising: an OR circuit; and an adder circuit that counts the number of “0” s output from the plurality of exclusive OR circuits. The timing when the output of the correlator satisfies the condition of “below the threshold value after becoming higher than the higher threshold value, or exceeding the threshold value after becoming equal to or lower than the lower threshold value”. Is a bit synchronization point.
According to a fourth aspect of the present invention, in the FSK demodulating circuit according to the second or third aspect, the first and second threshold determination circuits and the first and second threshold determination circuits are replaced by the threshold determination circuit. An OR circuit that selects an output, and sets a threshold value in the second threshold value determination circuit to be looser than a threshold value in the first threshold value determination circuit, and the OR circuit first determines the first threshold value determination. A circuit output is selected, and if there is no bit synchronization point in a predetermined period, the output of the second threshold value determination circuit is selected.
According to a fifth aspect of the present invention, in the FSK demodulating circuit according to the second or third aspect, the first and second correlators are provided in place of the correlator, and the threshold determination circuit includes the first and second correlators. The first correlator is configured to use the same bit pattern as that of the correlator and a signal to be input. The second correlator is configured to take a correlation between an expected bit pattern when there is a DC offset and an input signal.
本発明によれば、ビット同期回路における相関器でプリアンブル等の既知のビットパターンとの相関値を求めてから、閾値判定回路でこの相関値を閾値と比較判定することでビット同期点を求め、積分回路で前後のビット同期点の間毎に新たにディジタルFM検波信号を積分することでデータを復元するため、ノイズの影響が緩和され、大きなノイズがある場合にもデータの判定誤りを起こし難く、通信性能の劣化を招き難いFSK復調回路を実現できる。また、閾値の異なる2つの閾値判定回路を切り替えてビット同期点を求めるか、又は、FM検波器の不完全性によるDCオフセットを考慮したビットパターンに変えた相関器と前記既知のビットパターンを用いる相関器との2つの相関器を用いてビット同期点を求めることで、DCオフセットがある場合にも良好なビット同期点を得られ、それゆえ、DCオフセットがある場合にも通信性能の劣化を招き難いFSK復調回路を実現できる。 According to the present invention, after obtaining a correlation value with a known bit pattern such as a preamble in a correlator in a bit synchronization circuit, a threshold value determination circuit obtains a bit synchronization point by comparing and determining the correlation value with a threshold value, Since the data is restored by newly integrating the digital FM detection signal between the previous and next bit synchronization points in the integration circuit, the influence of noise is mitigated, and it is difficult to cause data judgment errors even when there is a large noise. Therefore, it is possible to realize an FSK demodulator circuit that hardly deteriorates communication performance. In addition, a bit synchronization point is obtained by switching between two threshold judgment circuits having different thresholds, or a correlator changed to a bit pattern considering a DC offset due to imperfection of the FM detector and the known bit pattern are used. By obtaining a bit synchronization point using two correlators, a correlator, a good bit synchronization point can be obtained even when there is a DC offset, and therefore communication performance is degraded even when there is a DC offset. An FSK demodulating circuit that is difficult to invite can be realized.
[第1の実施例]
図1は、本発明の第1の実施例のFSK復調回路の構成を示すブロック図である。図1におけるFSK復調回路は、入力端子11,12、FM検波器13、サンプリング・極性判定回路14、ビット同期回路15、積分回路16、データ判定回路17、出力端子18より構成され、更に、FM検波器13は、位相シフト回路131,132、乗算回路133,134、減算回路135、LPF136より構成される。
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an FSK demodulating circuit according to a first embodiment of the present invention. The FSK demodulating circuit in FIG. 1 includes
受信されたFSK変調信号は、まず、図1には示されていない直交ミキサを用いて同相及び直交位相のIF帯信号に変換され、同相及び直交位相信号が、それぞれ入力端子11,12に入力される。FM検波器13はこれらの信号から、元のFSK信号の周波数に応じた振幅を有する信号を検波し、更に、サンプリング・極性判定回路14は、FM検波器13の出力をディジタル信号に変換する。
The received FSK modulated signal is first converted into an in-phase and quadrature IF band signal using a quadrature mixer not shown in FIG. 1, and the in-phase and quadrature signals are input to
図2は、ビット同期回路15の構成例を示すブロック図である。図2におけるビット同期回路は、入力端子21、相関器22、閾値判定回路25、出力端子26より構成され、更に、相関器22は、遅延回路221〜227、乗算回路230〜237、加算回路240より構成される。図2は、一例として、タップ数が8の場合の構成を示している。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
一般に、FSK変調を用いる無線通信では、ビット同期を得るために、データに先立ち、プリアンブルと呼ばれる既知のビットパターンを送信する。ここでは、プリアンブルとして、「01100110・・・・」のような2ビットずつの繰り返しパターンを仮定する。繰り返しの基本パターンは、「0110」となることが分かる。そして、サンプリング・極性判定回路14でのサンプリング速度をビット速度のN倍とし、また、ビット「0」が正(+1)、ビット「1」が負(−1)に判定されると仮定すると、この基本パターンのサンプリング・極性判定回路14の出力は、+1がN個、−1が2N個、+1がN個のパターンとして現れることが分かる。図2のビット同期回路15では、簡単のため、N=2とした場合の構成を表している。この場合、相関器22において、相関をとる基本パターンは、「+1+1−1−1−1−1+1+1」となり、相関器22のタップ数は8となる。
In general, in wireless communication using FSK modulation, a known bit pattern called a preamble is transmitted prior to data in order to obtain bit synchronization. Here, a 2-bit repetitive pattern such as “01100110...” Is assumed as a preamble. It can be seen that the repetitive basic pattern is “0110”. Assuming that the sampling rate in the sampling /
図3は、本発明のFSK復調回路におけるビット同期回路15の動作と、積分回路16及びデータ判定回路17によるビット復元動作の説明図であり、横軸は時間を表している。また、図3において、左半分はノイズがない場合、右半分は大きなノイズがある場合の例を示している。(a)は相関器22の出力例を示しており、縦軸は信号振幅を表している。正負の閾値で相関出力を判定する閾値判定回路25は、「絶対値として、予め定めた閾値以上となった後で閾値未満となる」という条件を満たすかどうかを常に調べ、この条件を満たすときの閾値以上となった時間位置を以ってビット同期点とし、その情報を出力端子26に出力する。図3の(b)は、以上のようにして求めたビット同期点を矢印で示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the
図1に示す本発明のFSK復調回路において、積分回路16は、同期回路15からのビット同期点に基づき、ビット同期点から次のビット同期点までの間毎に、サンプリング・極性判定回路14の出力のディジタル信号振幅を新たに積分する。そして、データ判定回路17は、ビット同期点までの積分結果に基づき閾値判定をすることで出力データを生成し、出力端子18へ出力する。
In the FSK demodulating circuit of the present invention shown in FIG. 1, the integrating
図3において、(c)はFM検波器13の出力例、(d)はサンプリング・極性判定回路14の出力例、(e)は積分回路16の出力例を示し、それぞれの縦軸は信号振幅を表している。図3の右半分に示されるように、大きなノイズがある場合にも、データ判定回路17において、ビット同期点における(e)の極性を判定することで、正しいデータを復元できることが分かる。
3, (c) shows an output example of the
[第2の実施例]
図4は、本発明の第2の実施例のビット同期回路15の構成例を示すブロック図である。図4におけるビット同期回路は、入力端子21、パイポーラ/ユニポーラ(B/U)変換回路41、相関器42、閾値判定回路45、出力端子26より構成され、更に、相関器42は、遅延回路421〜427、排他的論理和回路430〜437、加算回路440より構成される。
[Second embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the
図4において、入力端子21から入力されたサンプリング・極性判定回路14の±1の出力信号は、B/U変換回路41において、「0」または「1」の1ビット信号に変換される。また、相関器42においては、図2の相関器22における乗算回路230〜237の乗算を排他的論理和回路430〜437の排他的論理和演算に変えることで、相関器42内の加算回路440以外の演算を全て1ビット演算で済むようにしており、回路の小型化が期待できる構成になっている。
In FIG. 4, the ± 1 output signal of the sampling /
図5は、図4に示すビット同期回路15の動作の説明図である。図3と同様に、左半分はノイズがない場合、右半分は大きなノイズがある場合の例を示している。(a)は、相関器42の出力例を示しており、縦軸は信号振幅を表している。排他的論理和演算は、2つの入力値が一致した場合に「0」、不一致の場合に「1」を出力するため、加算回路440では、排他的論理和回路430〜437から出力される「0」の数をカウントするように動作する。このため、(a)の振幅は、全てが不一致の場合の0から全てが一致した場合の8までの正の値のみをとる。閾値判定回路45は、予め定めた高低の2つの閾値を持っており、「高い方の閾値以上となった後でこの閾値未満となる。または、低い方の閾値以下となった後でこの閾値を超える」という条件を満たすかどうかを常に調べ、この条件を満たすときの閾値以上または閾値以下となった時間位置を以ってビット同期点とし、その情報を出力端子26に出力する。5の(b)は、以上のようにして求めたビット同期点を矢印で示している。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the
[第3の実施例]
図6は、本発明の第3の実施例のビット同期回路15の構成例を示すブロック図である。図6において、61,62は閾値判定回路、63は論理和回路であり、図2と同じ構成要素には同じ参照符号が付されている。
[Third embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the
図1に示される本発明のFSK復調回路において、FM復調器13の実現上の不完全性により、FM復調器13の出力振幅に直流オフセットを生じ、サンプリング・極性判定回路14の出力において、それが正負のビット期間の差となって現れる。
In the FSK demodulator circuit of the present invention shown in FIG. 1, a DC offset is generated in the output amplitude of the
図7は、DCオフセットがある場合のビット同期回路15の動作の説明図であり、図5と同様に表現をされている。DCオフセットの影響は、ノイズがないときにも、相関器22の出力での正負のアンバランスとして現れ、例えば、図7に示される場合には、正側振幅の縮小となる。この影響は、大きなノイズがある場合には更に顕著になり、図7の右から2番目の正側ピークに見られるように、ピーク値が閾値を超えず、それゆえビット同期点が失われる可能性がある。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of the
図6におけるビット同期回路は、このような場合にもビット同期情報が得られるようにするものであり、閾値判定回路61,62は異なる閾値により図2における閾値判定回路25と同様の条件判定を行い、論理和回路63において、ノイズがないときには厳しい閾値の方の結果を採用するが、大きいノイズがあってビット同期点が旨く得られないときには緩い閾値の方の結果を採用するように切り替えるものである。
The bit synchronization circuit in FIG. 6 makes it possible to obtain bit synchronization information even in such a case, and the
[第4の実施例]
図8は、本発明の第4の実施例のビット同期回路15の構成例を示すブロック図である。図8におけるビット同期回路は、入力端子21、相関器81,84、閾値判定回路87、出力端子26より構成され、更に、相関器81は、遅延回路811〜817、乗算回路820〜827、加算回路830より構成され、また、相関器84は、遅延回路841〜847、乗算回路850〜857、加算回路860より構成される。
[Fourth embodiment]
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the
相関器81,84は、どちらも図2における相関器22と同様の構成になっているが、相関器81の乗算回路820〜827と相関器84の乗算回路850〜857で乗算する係数が異なっている。すなわち、相関器81の乗算回路820〜827の係数はDCオフセットがないときに適合したものであるが、一方、相関器84の乗算回路850〜857の係数はDCオフセットを生じて正負のバランスが崩れたときに適合したものになっている。具体的には、図8の例では、相関器84の右から2番目の乗算回路856が相関器81の右から2番目の乗算回路856と係数が異なり、相関器84はDCオフセットにより基本パターンが「+1+1−1−1−1−1−1+1」に変わってしまうことを前提に構成されている。
The
図6のようなビット同期回路の構成では、DCオフセットに対処するために2組の閾値の一方の組の閾値を緩くするので、ノイズの影響を受け易い構成になっているが、図8の構成のビット同期回路では、DCオフセットを考慮して相関器84を構成するために閾値を緩くする必要はなくなり、ノイズの影響に強い構成を保つことができる。閾値判定回路87は、相関器81,84のいずれかの出力が図2における閾値判定回路25と同様の条件を満たすことを以ってビット同期点を求めることができる。
In the configuration of the bit synchronization circuit as shown in FIG. 6, since one of the two thresholds is relaxed in order to cope with the DC offset, the configuration is easily affected by noise. In the bit synchronization circuit having the configuration, it is not necessary to loosen the threshold in order to configure the
なお、図6及び図8のビット同期回路は乗算回路を使用した図2のビット同期回路を基にDCオフセットに強い構成にしているが、同様にして、図4の排他的論理和回路を使用したビット同期回路を基に構成をすることもできる。 The bit synchronization circuit shown in FIGS. 6 and 8 is configured to be resistant to DC offset based on the bit synchronization circuit shown in FIG. 2 using a multiplication circuit. Similarly, the exclusive OR circuit shown in FIG. 4 is used. The configuration can also be based on the bit synchronization circuit.
11,12:入力端子、13:FM検波器、14:サンプリング・極性判定回路、15:ビット同期回路、16:積分回路、17:データ判定回路、18:出力端子、21:入力端子、22:相関器、25:閾値判定回路、26:出力端子、41:B/U変換回路、42:相関器、45:閾値判定回路、61,62:閾値判定回路、63:論理和回路、81,84:相関器、87:閾値判定回路、91:同期・判定回路、131,132:位相シフト回路、133,134:乗算回路、135:減算回路、136:LPF、221〜227:遅延回路、230〜237:乗算回路、240:加算回路、421〜427:遅延回路、430〜437:排他的論理輪回路、440:加算回路、811〜817:遅延回路、820〜827:乗算回路、830:加算回路、841〜847:遅延回路、850〜857:乗算回路、860:加算回路。 11, 12: Input terminal, 13: FM detector, 14: Sampling / polarity determination circuit, 15: Bit synchronization circuit, 16: Integration circuit, 17: Data determination circuit, 18: Output terminal, 21: Input terminal, 22: Correlator, 25: threshold determination circuit, 26: output terminal, 41: B / U conversion circuit, 42: correlator, 45: threshold determination circuit, 61, 62: threshold determination circuit, 63: OR circuit, 81, 84 : Correlator, 87: Threshold judgment circuit, 91: Synchronization / determination circuit, 131, 132: Phase shift circuit, 133, 134: Multiplication circuit, 135: Subtraction circuit, 136: LPF, 221-227: Delay circuit, 230- 237: multiplication circuit, 240: addition circuit, 421 to 427: delay circuit, 430 to 437: exclusive logic circuit, 440: addition circuit, 811 to 817: delay circuit, 820 to 827: multiplication times , 830: adder circuit, 841-847: delay circuit, 850-857: multiplication circuit, 860: adder circuit.
Claims (5)
前記ビット同期回路は、プリアンブルに対応した既知のビットパターンと入力される信号との相関をとる相関器と、該相関器の出力を予め定めた第2の閾値と比較して前記ビット同期点を求める閾値判定回路とを有することを特徴とするFSK復調回路。 An FM detector that inputs a pair of IF signals after changing the FSK modulation signal to an in-phase and quadrature-phase IF signal and outputs an FM detection signal having an amplitude corresponding to the frequency of the FSK modulation signal; and the FM detection A sampling / polarity determination circuit for sampling and polarity determination of an FM detection signal output from the detector and converting it to a digital FM detection signal, and bit synchronization for detecting a bit synchronization point from the digital FM detection signal output from the sampling / polarity determination circuit Circuit, an integration circuit that newly integrates the digital FM detection signal between the previous and next bit synchronization points based on the bit synchronization point detected by the bit synchronization circuit, and an output from the integration circuit at the timing of the bit synchronization point An FSK demodulating circuit having a data determining circuit that compares the integrated signal to be compared with a first threshold value to determine data. ,
The bit synchronization circuit includes a correlator that correlates a known bit pattern corresponding to a preamble and an input signal, and compares the output of the correlator with a predetermined second threshold value to determine the bit synchronization point. An FSK demodulating circuit comprising a threshold determination circuit to be obtained.
前記相関器は、入力する前記ディジタルFM検波信号を1サンプル遅延する1つまたは複数段従属接続された遅延回路と、入力する前記ディジタルFM検波信号及び前記1つまたは複数段従属接続された遅延回路の出力のそれぞれに対して前記の既知のビットパターンに対応する係数を乗算する複数の乗算回路と、該複数の乗算回路の出力を全て加算する加算回路とを有するように構成し、
前記閾値判定回路は、前記相関器の出力が「絶対値として予め定めた閾値以上となった後で閾値未満となる」という条件を満たすタイミングをビット同期点とするように動作することを特徴とするFSK復調回路。 The FSK demodulator circuit according to claim 1,
The correlator includes one or more stages of cascaded delay circuits that delay the input digital FM detection signal by one sample, and the input digital FM detection signals and one or more stages of cascaded delay circuits. A plurality of multiplication circuits for multiplying each of the outputs by a coefficient corresponding to the known bit pattern, and an addition circuit for adding all the outputs of the plurality of multiplication circuits,
The threshold determination circuit operates so that a timing that satisfies the condition that the output of the correlator becomes less than the threshold after being equal to or greater than a predetermined threshold as an absolute value is set as a bit synchronization point. FSK demodulator circuit.
前記ビット同期回路は、前記相関器の前段に、前記ディジタルFM検波信号である±1のバイポーラ信号を「0」,「1」のビット列信号に変換するバイポーラ/ユニポーラ変換回路を設け、
前記の相関器は、該バイポーラ/ユニポーラ変換回路から入力する前記ビット列信号を1ビット分遅延する1つまたは複数段従属接続された遅延回路と、入力する前記ビット列信号及び前記1つまたは複数段従属接続された遅延回路の出力のそれぞれと前記の既知のビットパターンに対応するビット係数との排他的論理和演算を行う複数の排他的論理和回路と、該複数の排他的論理和回路の出力の「0」の数をカウントする加算回路とを有するように構成し、
前記の閾値判定回路は、前記の相関器の出力が「高い方の閾値以上となった後でこの閾値未満となる。または、低い方の同値以下となった後でこの閾値を超える。」という条件を満たすときのタイミングをビット同期点とするように動作することを特徴とするFSK復調回路。 The FSK demodulator circuit according to claim 1,
The bit synchronization circuit includes a bipolar / unipolar conversion circuit that converts a ± 1 bipolar signal, which is the digital FM detection signal, into a bit string signal of “0” and “1” before the correlator,
The correlator includes one or more stages of cascaded delay circuits that delay the bit string signal input from the bipolar / unipolar conversion circuit by one bit, and the input bit string signals and the one or more stages dependent A plurality of exclusive OR circuits for performing an exclusive OR operation on each of the outputs of the connected delay circuits and the bit coefficient corresponding to the known bit pattern; and outputs of the plurality of exclusive OR circuits An adder circuit that counts the number of “0”,
The threshold judgment circuit states that the output of the correlator is “below the threshold value after becoming higher than the higher threshold value, or exceeds the threshold value after becoming equal to or lower than the lower threshold value”. An FSK demodulating circuit which operates so as to use a timing when a condition is satisfied as a bit synchronization point.
前記閾値判定回路の代わりに、第1及び第2の閾値判定回路と該第1及び第2の閾値判定回路の出力を選択する論理和回路とを設け、前記第2の閾値判定回路における閾値を前記第1の閾値判定回路における閾値よりも緩めに設定し、前記論理和回路は最初に前記第1の閾値判定回路の出力を選択し、予め定めた期間にビット同期点がなかったら前記第2の閾値判定回路の出力を選択するように構成することを特徴とするFSK復調回路。 In the FSK demodulating circuit according to claim 2 or 3,
Instead of the threshold determination circuit, a first and second threshold determination circuit and an OR circuit for selecting the outputs of the first and second threshold determination circuits are provided, and the threshold in the second threshold determination circuit is set. The logical sum circuit first selects the output of the first threshold value judgment circuit and sets the second threshold value when there is no bit synchronization point in a predetermined period. An FSK demodulating circuit configured to select an output of the threshold value judging circuit.
前記相関器の代わりに、第1及び第2の相関器を設け、前記閾値判定回路は該第1及び第2の相関器のいずれか一方の出力のビット同期点を以ってビット同期点とするように構成し、
前記第1の相関器は、前記相関器と同じ既知のビットパターンと入力される信号との相関をとるように構成し、
前記第2の相関器は、DCオフセットがあるときに予想されるビットパターンと入力される信号との相関を採るように構成したことを特徴とするFSK復調回路。
In the FSK demodulating circuit according to claim 2 or 3,
In place of the correlator, a first correlator and a second correlator are provided, and the threshold determination circuit uses the bit sync point of the output of one of the first and second correlators as a bit sync point. Configured to
The first correlator is configured to correlate an input signal with the same known bit pattern as the correlator;
The FSK demodulating circuit, wherein the second correlator is configured to take a correlation between a bit pattern expected when there is a DC offset and an input signal.
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