JP4774845B2 - Demodulator circuit - Google Patents

Demodulator circuit Download PDF

Info

Publication number
JP4774845B2
JP4774845B2 JP2005208232A JP2005208232A JP4774845B2 JP 4774845 B2 JP4774845 B2 JP 4774845B2 JP 2005208232 A JP2005208232 A JP 2005208232A JP 2005208232 A JP2005208232 A JP 2005208232A JP 4774845 B2 JP4774845 B2 JP 4774845B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
level
resistor
input
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005208232A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007028258A (en
Inventor
幸男 田中
玄一郎 大賀
悟 近藤
健一 神山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2005208232A priority Critical patent/JP4774845B2/en
Publication of JP2007028258A publication Critical patent/JP2007028258A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4774845B2 publication Critical patent/JP4774845B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

本発明は、振幅変調信号の復調回路に係り、例えば数%程度の小さい変調率のASK(amplitude shift keying)信号を安定に復調する復調回路に関するものである。   The present invention relates to a demodulation circuit for an amplitude modulation signal, and more particularly to a demodulation circuit that stably demodulates an ASK (amplitude shift keying) signal having a modulation rate as small as several percent.

従来のASK信号の復調回路として、例えば下記の特許文献1に開示されたものがある。この文献に示される復調回路は、いずれも原理的には、ASK変調信号を整流し、整流したASK信号のキャリア成分を積分回路により減衰させて、ベースバンド信号の成分を取り出す。そして、取り出した信号成分をコンパレータにおいて閾値と比較することによりベースバンド信号の値を判別し、2値のデジタル信号に変換する。この方式は、ASK信号の変調率が比較的大きい場合、例えばキャリア成分に対するベースバンド信号成分の比率(以下、BC比と記す)が10%程度以上ある場合には、簡単な構成で十分な復調特性が得られるという特徴がある。
特開2001−292183号公報(第5頁の図5、第4頁の図1)
As a conventional demodulation circuit for an ASK signal, for example, there is one disclosed in Patent Document 1 below. In principle, each of the demodulation circuits disclosed in this document rectifies an ASK modulation signal, attenuates the carrier component of the rectified ASK signal by an integration circuit, and extracts a baseband signal component. Then, the value of the baseband signal is determined by comparing the extracted signal component with a threshold value in a comparator, and converted into a binary digital signal. In this method, when the modulation rate of the ASK signal is relatively large, for example, when the ratio of the baseband signal component to the carrier component (hereinafter referred to as BC ratio) is about 10% or more, sufficient demodulation with a simple configuration is sufficient. There is a feature that characteristics can be obtained.
JP 2001-292183 A (FIG. 5 on page 5 and FIG. 1 on page 4)

しかしながら、特許文献1の回路で、より小さなBC比の信号、例えばBC比が1%程度のASK信号を復調しようとすると、コンパレータの感度不足や入力オフセット電圧のばらつき等が障害となって正確な復調動作を行えないという問題があった。これらの問題を回避するためには、コンパレータの前に減衰率の大きなローパスフィルタや増幅器を設置し、キャリア成分を十分に抑圧した後、信号波成分のみを増幅する方法が考えられる。ところが、この方法は、信号波の形状に影響を与えることなくキャリア成分を十分に抑圧するために高次数のローパスフィルタを必要とし、回路規模が大きくなることから、経済性の観点で実用的ではない。   However, when trying to demodulate a signal with a smaller BC ratio, for example, an ASK signal with a BC ratio of about 1%, the circuit of Patent Document 1 is not accurate due to insufficient sensitivity of the comparator or variations in the input offset voltage. There was a problem that the demodulation operation could not be performed. In order to avoid these problems, a method of amplifying only the signal wave component after sufficiently suppressing the carrier component by installing a low-pass filter or amplifier having a large attenuation factor in front of the comparator can be considered. However, this method requires a high-order low-pass filter to sufficiently suppress the carrier component without affecting the shape of the signal wave, and the circuit scale becomes large. Absent.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、変調率の小さな振幅変調信号を比較的簡単な構成の回路で安定に復調できる復調回路を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a demodulation circuit capable of stably demodulating an amplitude modulation signal having a small modulation rate with a circuit having a relatively simple configuration.

本発明に係る振幅変調信号の復調回路は、レベル調節部と、上記レベル調節部によって振幅及び/又は直流レベルが調節された振幅変調信号を入力し、当該入力信号のレベルが所定の範囲に含まれる場合は当該入力信号を増幅して出力し、当該所定の範囲に含まれない場合は出力信号のレベルを所定の上限値若しくは下限値に固定する増幅部と、上記増幅部の出力信号から上記振幅変調信号のベースバンド信号に応じた信号成分を分離して出力するフィルタ部と、を有する。
上記レベル調節部は、第1抵抗と、上記フィルタ部の出力信号に応じて抵抗値が変化する可変抵抗とを含み、上記第1抵抗と上記可変抵抗とが直列に接続されており、当該直列接続された回路の両端に上記振幅変調信号が入力され、上記可変抵抗の両端から、上記振幅変調信号の2つの包絡線の一方が上記所定の範囲に含まれるようにレベル調節した信号を上記増幅部へ出力する。
Demodulator of the amplitude modulation signal according to the present invention inputs a level adjusting unit, the amplitude modulation signal by the amplitude and / or DC level is adjusted by the level adjusting unit, the level of the input signal is within a predetermined range The input signal is amplified and output, and if not included in the predetermined range, the amplification unit that fixes the level of the output signal to a predetermined upper limit value or lower limit value, and the output signal of the amplification unit having a filter unit for outputting the separated signal component corresponding to the baseband signal of the amplitude-modulated signal.
The level adjusting unit includes a first resistor and a variable resistor whose resistance value changes according to an output signal of the filter unit, and the first resistor and the variable resistor are connected in series, The amplitude modulation signal is input to both ends of the connected circuit, and the signal whose level is adjusted from both ends of the variable resistor so that one of the two envelopes of the amplitude modulation signal is included in the predetermined range is amplified. Output to the section.

上記本発明に係る復調回路によれば、上記増幅部に入力される振幅変調信号のレベルが所定の範囲に含まれる場合、上記増幅部からは当該入力振幅変調信号を増幅した信号が出力される。一方、当該入力振幅変調信号のレベルが上記所定の範囲に含まれない場合、上記増幅部の出力信号レベルは所定の上限値若しくは下限値に固定される。上記フィルタ部では、上記増幅部の出力信号から上記振幅変調信号のベースバンド信号に応じた信号成分が分離されて出力される。そして、レベル調節部では、上記増幅部に入力される振幅変調信号のレベルが、上記フィルタ部の出力信号に応じて調節される。このとき、レベル調節部では、上記増幅部に入力される振幅変調信号の2つの包絡線の一方が上記所定の範囲に含まれるように上記レベル調節が行われる。   According to the demodulation circuit of the present invention, when the level of the amplitude modulation signal input to the amplification unit is within a predetermined range, a signal obtained by amplifying the input amplitude modulation signal is output from the amplification unit. . On the other hand, when the level of the input amplitude modulation signal is not included in the predetermined range, the output signal level of the amplification unit is fixed to a predetermined upper limit value or lower limit value. In the filter unit, a signal component corresponding to the baseband signal of the amplitude modulation signal is separated from the output signal of the amplification unit and output. In the level adjustment unit, the level of the amplitude modulation signal input to the amplification unit is adjusted according to the output signal of the filter unit. At this time, the level adjustment unit performs the level adjustment so that one of the two envelopes of the amplitude modulation signal input to the amplification unit is included in the predetermined range.

本発明によれば、振幅変調信号の包絡線部分を増幅した信号からベースバンド信号に応じた成分が分離されるため、変調率の小さい振幅変調信号でも安定に復調できる。   According to the present invention, since the component corresponding to the baseband signal is separated from the signal obtained by amplifying the envelope portion of the amplitude modulation signal, it is possible to stably demodulate even the amplitude modulation signal having a small modulation rate.

図1は、本発明の実施形態に係るASK信号の復調回路の構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る復調回路は、例えば図1に示すように、増幅部103と、フィルタ部107と、レベル調節部115とを有する。
増幅部103は、本発明の増幅部の一実施形態である。
フィルタ部107は、本発明のフィルタ部の一実施形態である。
レベル調節部115は、本発明のレベル調節部の一実施形態である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an ASK signal demodulation circuit according to an embodiment of the present invention.
For example, as shown in FIG. 1, the demodulation circuit according to the present embodiment includes an amplification unit 103, a filter unit 107, and a level adjustment unit 115.
The amplifying unit 103 is an embodiment of the amplifying unit of the present invention.
The filter unit 107 is an embodiment of the filter unit of the present invention.
The level adjustment unit 115 is an embodiment of the level adjustment unit of the present invention.

増幅部103は、レベル調節部115において後述のレベル調節が行われたASK信号を入力し、これを増幅する。ただし、増幅部103において増幅可能な入力信号の範囲は限られており、この範囲を逸脱する信号が入力された場合、増幅部103の出力信号はクリップする。
すなわち、増幅部103は、入力信号が所定の範囲に含まれる場合は入力信号を増幅して出力するが、この所定の範囲に含まれない場合は、出力信号のレベルを所定の上限値若しくは下限値に固定する。後者の場合、入力信号が変化しても出力信号が一定になることから、増幅部103は増幅動作を停止した状態になる。
The amplification unit 103 receives an ASK signal that has been subjected to level adjustment described later in the level adjustment unit 115, and amplifies it. However, the range of input signals that can be amplified by the amplification unit 103 is limited. When a signal that deviates from this range is input, the output signal of the amplification unit 103 is clipped.
That is, when the input signal is included in the predetermined range, the amplifying unit 103 amplifies and outputs the input signal. When the input signal is not included in the predetermined range, the amplification unit 103 sets the level of the output signal to a predetermined upper limit value or lower limit. Fixed to a value. In the latter case, since the output signal is constant even if the input signal changes, the amplifying unit 103 stops amplifying operation.

増幅部103は、例えば図1に示すように、本発明の第1トランジスタに相当するトランジスタ105と、本発明の第3抵抗に相当する抵抗104と、抵抗106とを有する。   For example, as illustrated in FIG. 1, the amplifying unit 103 includes a transistor 105 corresponding to the first transistor of the present invention, a resistor 104 corresponding to the third resistor of the present invention, and a resistor 106.

トランジスタ105は、例えばエンハンスメント型のnチャンネルのMOSトランジスタであり、そのドレインが抵抗104を介して電源電圧VDDの供給線(以下、VDD線と記す)に接続され、そのソースが抵抗106を介して基準電圧VSSの供給線(以下、VSS線と記す)に接続され、そのゲートにレベル調節部115からの信号が入力される。   The transistor 105 is, for example, an enhancement type n-channel MOS transistor, the drain of which is connected to the supply line of the power supply voltage VDD (hereinafter referred to as VDD line) through the resistor 104, and the source of the transistor 105 through the resistor 106. The signal is connected to a reference voltage VSS supply line (hereinafter referred to as VSS line), and a signal from the level adjusting unit 115 is input to the gate thereof.

トランジスタ105のゲート電圧(レベル調節部115から入力される信号の電圧)がソース電圧に対して閾値電圧Vth以上高くなると、トランジスタ105は能動領域で動作する。この場合、トランジスタ105のドレインには、ゲート電圧に応じて変化する電流が流れる。ゲート電圧が上昇するとドレイン電流が増大して抵抗104の電圧降下が増大し、ドレイン電圧が低下する。また、ゲート電圧が低下するとドレイン電流が減少して抵抗104の電圧降下が減少し、ドレイン電圧が低下する。したがって、トランジスタ105のドレインには、ゲートに入力される信号に対して逆相に変化する信号が発生する。   When the gate voltage of the transistor 105 (the voltage of the signal input from the level adjustment unit 115) becomes higher than the threshold voltage Vth with respect to the source voltage, the transistor 105 operates in the active region. In this case, a current that changes in accordance with the gate voltage flows through the drain of the transistor 105. When the gate voltage increases, the drain current increases, the voltage drop of the resistor 104 increases, and the drain voltage decreases. Further, when the gate voltage is lowered, the drain current is reduced, the voltage drop of the resistor 104 is reduced, and the drain voltage is lowered. Therefore, a signal that changes in phase opposite to the signal input to the gate is generated at the drain of the transistor 105.

トランジスタ105のゲート電圧がソース電圧に対して閾値電圧Vthより低い場合、ドレイン電流は略ゼロになる。この場合、ドレイン電圧は電源電圧VDDと略等しくなり、ゲート電圧をゼロに近づけてもドレイン電圧はこれ以上上昇しなくなる。   When the gate voltage of the transistor 105 is lower than the threshold voltage Vth with respect to the source voltage, the drain current becomes substantially zero. In this case, the drain voltage becomes substantially equal to the power supply voltage VDD, and even if the gate voltage is brought close to zero, the drain voltage does not increase any more.

また、トランジスタ105のゲート電圧が閾値電圧Vthより高い所定の電圧Vmに達すると、抵抗104及び106に発生する電圧によってトランジスタのドレインとソースとの間の電圧が微小になり、トランジスタ105の動作点が飽和領域に移る。この場合、ゲート電圧を変化させてもドレイン電流がほとんど変化しなくなるため、ドレイン電圧はある一定の下限値に固定される。
抵抗104の抵抗値を‘R104’、抵抗106の抵抗値を‘R106’とし、基準電圧VSSを0[V]とすると、電圧Vmは概ね次式で表される。
When the gate voltage of the transistor 105 reaches a predetermined voltage Vm higher than the threshold voltage Vth, the voltage generated between the resistors 104 and 106 causes the voltage between the drain and source of the transistor to become minute, and the operating point of the transistor 105 Moves to the saturation region. In this case, since the drain current hardly changes even when the gate voltage is changed, the drain voltage is fixed to a certain lower limit value.
When the resistance value of the resistor 104 is “R104”, the resistance value of the resistor 106 is “R106”, and the reference voltage VSS is 0 [V], the voltage Vm is approximately expressed by the following equation.

(数1)
Vm=Vth+VDD×R106/(R104+R106) …(1)
(Equation 1)
Vm = Vth + VDD × R106 / (R104 + R106) (1)

フィルタ部107は、増幅部103の出力信号からASK信号のベースバンド信号に応じた信号成分を分離し、これを端子114に出力する。例えば、ASK信号のキャリア信号成分を減衰し、これより周波数が低いベースバンド信号成分を取り出す。   The filter unit 107 separates a signal component corresponding to the baseband signal of the ASK signal from the output signal of the amplification unit 103, and outputs this to the terminal 114. For example, the carrier signal component of the ASK signal is attenuated, and a baseband signal component having a lower frequency is extracted.

フィルタ部107は、例えば図1に示すように、本発明の第2トランジスタに相当するトランジスタ111と、本発明の第4抵抗に相当する抵抗110と、本発明の第1キャパシタに相当するキャパシタ109と、本発明の第5抵抗に相当する抵抗112と、抵抗108とを有する。   For example, as shown in FIG. 1, the filter unit 107 includes a transistor 111 corresponding to the second transistor of the present invention, a resistor 110 corresponding to the fourth resistor of the present invention, and a capacitor 109 corresponding to the first capacitor of the present invention. And a resistor 112 corresponding to the fifth resistor of the present invention and a resistor 108.

トランジスタ111は、例えばエンハンスメント型のpチャンネルのMOSトランジスタであり、そのソースが抵抗108を介してVDD線に接続され、そのドレインが抵抗112を介してVSS線に接続され、そのゲートが抵抗110を介してトランジスタ105のドレインに接続される。キャパシタ109は、トランジスタ111のゲートとVDD線との間に接続される。   The transistor 111 is, for example, an enhancement type p-channel MOS transistor, and its source is connected to the VDD line via the resistor 108, its drain is connected to the VSS line via the resistor 112, and its gate is connected to the resistor 110. To the drain of the transistor 105. The capacitor 109 is connected between the gate of the transistor 111 and the VDD line.

このフィルタ部107は、抵抗110とキャパシタ109で構成される回路により増幅部103の出力信号を積分し、この積分信号をトランジスタ111、抵抗112及び108で構成される位相反転アンプを通して端子114に出力する。
トランジスタ111の動作は、トランジスタ105の動作と類似しており、極性が逆なことを除けばほぼ同じである。すなわち、キャパシタ109の電圧がトランジスタ105の閾値電圧Vthを超えると、トランジスタ105は能動領域で動作し、ドレイン電流がゲート電圧に応じて変化する。キャパシタ109の電圧が閾値電圧Vthに達していない場合は、ドレイン電流が略ゼロになり、ドレイン電圧が基準電圧VSSに略等しくなる。
The filter unit 107 integrates the output signal of the amplifying unit 103 by a circuit composed of a resistor 110 and a capacitor 109, and outputs the integrated signal to a terminal 114 through a phase inverting amplifier composed of a transistor 111 and resistors 112 and 108. To do.
The operation of the transistor 111 is similar to that of the transistor 105 and is almost the same except that the polarity is reversed. That is, when the voltage of the capacitor 109 exceeds the threshold voltage Vth of the transistor 105, the transistor 105 operates in the active region, and the drain current changes according to the gate voltage. When the voltage of the capacitor 109 does not reach the threshold voltage Vth, the drain current becomes substantially zero, and the drain voltage becomes substantially equal to the reference voltage VSS.

レベル調節部115は、端子101から増幅部103に入力されるASK信号のレベルを、フィルタ部107の出力信号(出力端子114の信号)に応じて調節する。また、レベル調節部115は、増幅部103に入力されるASK信号の上側の包絡線若しくは下側の包絡線が増幅部103において増幅可能な所定の範囲に含まれるように、当該ASK信号のレベルを調節する。   The level adjustment unit 115 adjusts the level of the ASK signal input from the terminal 101 to the amplification unit 103 according to the output signal of the filter unit 107 (signal of the output terminal 114). Further, the level adjustment unit 115 determines the level of the ASK signal so that the upper envelope or the lower envelope of the ASK signal input to the amplification unit 103 is included in a predetermined range that can be amplified by the amplification unit 103. Adjust.

例えば増幅部103が図1に示す構成を有する場合、レベル調節部115は、トランジスタ105のゲートに入力されるASK信号の上側の包絡線若しくは下側の包絡線がトランジスタ105の閾値電圧Vthより大きくかつ電圧Vm(式(1))より小さくなるように、当該ASK信号のレベルを調節する。言い換えれば、増幅部103に入力されるASK信号の上側の包絡線部分若しくは下側の包絡線部分がトランジスタ105の能動領域において増幅されるように、当該ASK信号のレベルを調節する。   For example, when the amplifying unit 103 has the configuration shown in FIG. 1, the level adjusting unit 115 is configured such that the upper envelope or the lower envelope of the ASK signal input to the gate of the transistor 105 is larger than the threshold voltage Vth of the transistor 105. In addition, the level of the ASK signal is adjusted so as to be smaller than the voltage Vm (formula (1)). In other words, the level of the ASK signal is adjusted so that the upper envelope portion or the lower envelope portion of the ASK signal input to the amplification unit 103 is amplified in the active region of the transistor 105.

レベル調節部115は、例えば、増幅部103に入力されるASK信号の振幅や直流レベルをフィルタ部107の出力信号に応じて調節する。
この場合、レベル調節部115は、増幅部103に入力されるASK信号の直流レベルを一定に保ったままでその振幅のみを調節しても良いし、逆に振幅を一定に保ったまま直流レベルのみを調節しても良いし、あるいは両者を調節しても良い。
For example, the level adjustment unit 115 adjusts the amplitude and DC level of the ASK signal input to the amplification unit 103 according to the output signal of the filter unit 107.
In this case, the level adjustment unit 115 may adjust only the amplitude while keeping the DC level of the ASK signal input to the amplification unit 103 constant, or conversely, only the DC level while keeping the amplitude constant. May be adjusted, or both may be adjusted.

レベル調節部115は、例えば図1に示すように、本発明の第1抵抗に相当する抵抗102と、本発明の可変電圧源に相当する可変電圧源116と、本発明の可変抵抗に相当する可変抵抗117とを有する。   For example, as shown in FIG. 1, the level adjusting unit 115 corresponds to the resistor 102 corresponding to the first resistor of the present invention, the variable voltage source 116 corresponding to the variable voltage source of the present invention, and the variable resistor of the present invention. And a variable resistor 117.

可変電圧源116及び可変抵抗117は直列に接続されており、その直列回路の両端に発生する電圧が増幅部103に入力される。すなわち、直列回路(116,117)の一方の端子が増幅部103の入力端子(トランジスタ105のゲート)に接続され、他方の端子がVSS線に接続される。   The variable voltage source 116 and the variable resistor 117 are connected in series, and a voltage generated at both ends of the series circuit is input to the amplifying unit 103. That is, one terminal of the series circuit (116, 117) is connected to the input terminal of the amplifier 103 (the gate of the transistor 105), and the other terminal is connected to the VSS line.

抵抗102は、可変電圧源116及び可変抵抗117の直列回路と更に直列に接続されており、これら全体の直列回路(102,116,117)の両端にASK信号が入力される。すなわち、抵抗102の一方の端子がASK信号の入力端子101に接続され、他方の端子が可変電圧源116及び可変抵抗117の直列回路を介してVSS線に接続される。   The resistor 102 is further connected in series with a series circuit of the variable voltage source 116 and the variable resistor 117, and an ASK signal is input to both ends of the entire series circuit (102, 116, 117). That is, one terminal of the resistor 102 is connected to the ASK signal input terminal 101, and the other terminal is connected to the VSS line via a series circuit of the variable voltage source 116 and the variable resistor 117.

可変電圧源116は、フィルタ部107の端子114から出力される信号に応じて、その両端に発生する電圧を変化させる。例えば図1に示す回路構成において、可変電圧源116は、端子114の電圧が上昇すると両端の電圧を低下させ、端子114の電圧が低下すると両端の電圧を上昇させる。このように電圧が変化すると、後述する負帰還制御が働いて、増幅部103に入力されるASK信号の包絡線部分は一定の範囲に収束する。   The variable voltage source 116 changes the voltage generated at both ends in accordance with the signal output from the terminal 114 of the filter unit 107. For example, in the circuit configuration shown in FIG. 1, the variable voltage source 116 decreases the voltage at both ends when the voltage at the terminal 114 increases, and increases the voltage at both ends when the voltage at the terminal 114 decreases. When the voltage changes in this way, negative feedback control described later works, and the envelope portion of the ASK signal input to the amplifying unit 103 converges to a certain range.

可変抵抗117は、フィルタ部107の端子114から出力される信号に応じて、その抵抗値を変化させる。例えば図1に示す回路構成において、可変抵抗117は、端子114の電圧が上昇すると両端の抵抗値を小さくし、端子114の電圧が低下すると両端の抵抗を大きくする。このように抵抗値が変化すると、後述する負帰還制御が働いて、増幅部103に入力されるASK信号の包絡線部分は一定の範囲に収束する。   The variable resistor 117 changes its resistance value according to the signal output from the terminal 114 of the filter unit 107. For example, in the circuit configuration shown in FIG. 1, the variable resistor 117 decreases the resistance value at both ends when the voltage at the terminal 114 increases, and increases the resistance at both ends when the voltage at the terminal 114 decreases. When the resistance value changes in this way, negative feedback control described later works, and the envelope portion of the ASK signal input to the amplifying unit 103 converges to a certain range.

可変抵抗117は、例えば、nチャンネルのMOSトランジスタを用いて構成可能である。すなわち、nチャンネルのMOSトランジスタのゲートに端子114の電圧を印加し、そのソースとドレインとの間を可変MOS抵抗素子として使用する。これにより、端子114の電圧が上昇すると可変MOS抵抗素子の値は小さくなり、端子114の電圧が低下すると可変MOS抵抗素子の値は大きくなる。   The variable resistor 117 can be configured using, for example, an n-channel MOS transistor. That is, the voltage of the terminal 114 is applied to the gate of an n-channel MOS transistor, and the space between the source and drain is used as a variable MOS resistance element. Thus, when the voltage at the terminal 114 increases, the value of the variable MOS resistance element decreases, and when the voltage at the terminal 114 decreases, the value of the variable MOS resistance element increases.

ここで、上述した構成を有する図1に示す復調回路の動作を説明する。   Here, the operation of the demodulation circuit shown in FIG. 1 having the above-described configuration will be described.

入力端子101には、例えば図2に示すように、ASK信号を半波整流して正側のみを取り出した信号が入力される。この信号は、必ずしも半波整流されたものである必要はないが、以下では動作を理解し易くするため、図2に示すように正側のみの半波整流波形を有するものとして説明する。   For example, as shown in FIG. 2, a signal obtained by extracting only the positive side by half-wave rectification of the ASK signal is input to the input terminal 101. This signal does not necessarily have to be half-wave rectified, but in the following, in order to facilitate understanding of the operation, it will be described as having only a positive half-wave rectified waveform as shown in FIG.

なお、ASK信号の上側の包絡線201は、ASK信号のベースバンド信号に相当する。図2に示すように、ASK信号には2種類の振幅が存在し、例えば小さい振幅がベースバンド信号の‘0’に対応し、大きい振幅がベースバンド信号の‘1’に対応する。   Note that the envelope 201 on the upper side of the ASK signal corresponds to the baseband signal of the ASK signal. As shown in FIG. 2, there are two types of amplitudes in the ASK signal. For example, a small amplitude corresponds to “0” of the baseband signal, and a large amplitude corresponds to “1” of the baseband signal.

入力端子101に印加されたASK信号の半波整流波は、抵抗102を介してトランジスタ105のゲートに入力される。このとき、トランジスタ105のドレインとソースには、図3に示すような信号が発生する。   The half-wave rectified wave of the ASK signal applied to the input terminal 101 is input to the gate of the transistor 105 through the resistor 102. At this time, signals as shown in FIG. 3 are generated at the drain and the source of the transistor 105.

図3は、図2に示す半波整流波が入力端子101に入力された場合におけるトランジスタ105のドレイン電圧‘V1’及びソース電圧‘V2’の波形の一例を示す図である。なお、図3の例において電源電圧VDDは3[V]であり、基準電圧VSSは0[V]である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of waveforms of the drain voltage ‘V1’ and the source voltage ‘V2’ of the transistor 105 when the half-wave rectified wave illustrated in FIG. 2 is input to the input terminal 101. In the example of FIG. 3, the power supply voltage VDD is 3 [V], and the reference voltage VSS is 0 [V].

トランジスタ105のゲート電圧が所定の範囲(Vth〜Vm)に含まれる場合、ドレイン電圧はゲート電圧に応じて変化し、信号の増幅が行われる。一方、ゲート電圧がこの範囲を外れると、ドレイン電圧はゲート電圧の変化に関わらず一定の値(VDD=3[V]若しくはVSS=0[V])に固定され、信号の増幅が行われなくなる。
したがって、図2に示すような半波整流波がトランジスタ105のゲートに入力されると、トランジスタ105のドレインとソースには、図3に示すように、ゲート電圧が閾値電圧vthより高い正の半サイクル以下の期間でのみ信号が現れる。それ以外の期間では、トランジスタ105のドレイン電圧が電源電圧VDD(=3[V])に固定され、ソース電圧が基準電圧VSS(=0[V])に固定されるため、信号が現れなくなる。
この動作は、位相反転を伴う非線形のアナログ増幅動作であり、電流の流通角が180度より小さい所謂C級動作に相当する。
When the gate voltage of the transistor 105 is included in a predetermined range (Vth to Vm), the drain voltage changes according to the gate voltage, and signal amplification is performed. On the other hand, if the gate voltage is out of this range, the drain voltage is fixed to a constant value (VDD = 3 [V] or VSS = 0 [V]) regardless of the change in the gate voltage, and the signal is not amplified. .
Therefore, when a half-wave rectified wave as shown in FIG. 2 is input to the gate of the transistor 105, a positive half of the gate voltage is higher than the threshold voltage vth, as shown in FIG. The signal appears only in the period below the cycle. In other periods, the drain voltage of the transistor 105 is fixed to the power supply voltage VDD (= 3 [V]) and the source voltage is fixed to the reference voltage VSS (= 0 [V]), so that no signal appears.
This operation is a non-linear analog amplification operation with phase inversion, and corresponds to a so-called class C operation in which the current flow angle is smaller than 180 degrees.

トランジスタ105のドレインからフィルタ部107に入力される電圧は、図3に示すように流通角が180度より小さい半波整流波である。フィルタ部107では、この半波整流波に含まれるキャリア成分の振幅が抑圧され、キャリア成分の平均値に相当する直流成分と、その振幅変化の成分であるベースバンド信号の成分が端子114から取り出される。   The voltage input from the drain of the transistor 105 to the filter unit 107 is a half-wave rectified wave having a flow angle smaller than 180 degrees as shown in FIG. In the filter unit 107, the amplitude of the carrier component included in the half-wave rectified wave is suppressed, and the DC component corresponding to the average value of the carrier component and the component of the baseband signal that is the component of the amplitude change are extracted from the terminal 114. It is.

フィルタ部107の端子114から出力される信号は、レベル調節部115に入力される。
トランジスタ105のゲートに入力される半波整流波の包絡線が所定の範囲(Vth〜Vm)を逸脱する方向に変化すると、レベル調節部115においては、その変化が打ち消されるように半波整流波のレベルが調節される。
A signal output from the terminal 114 of the filter unit 107 is input to the level adjustment unit 115.
When the envelope of the half-wave rectified wave input to the gate of the transistor 105 changes in a direction that deviates from a predetermined range (Vth to Vm), the level adjuster 115 causes the half-wave rectified wave to cancel the change. The level of is adjusted.

例えば、トランジスタ105のゲートに入力される半波整流波の包絡線が上昇すると、トランジスタ105のドレインの平均電圧が低下するため、トランジスタ111のドレインに接続される端子114の電圧が上昇する。この場合、レベル調節部115では、トランジスタ105のゲートに入力される半波整流波の包絡線が低下するようにレベル調節が行われる。すなわち、可変抵抗117の抵抗値が小さくなり、可変電圧源116の両端の電圧が低下する。
逆に、トランジスタ105のゲートに入力される半波整流波の包絡線が低下すると、端子114の電圧が低下する。この場合、レベル調節部115では、トランジスタ105のゲートに入力される半波整流波の包絡線が上昇するようにレベル調節が行われる。すなわち、可変抵抗117の抵抗値が大きくなり、可変電圧源116の両端の電圧が上昇する。
こうした負帰還制御の働きによって、トランジスタ105のゲートに入力される半波整流波の包絡線は、ある一定の電圧に収束する。この電圧は、増幅部103において出力信号波形をクリップすることなく増幅動作が行われる所定の範囲(Vth〜Vm)に含まれる。
For example, when the envelope of the half-wave rectified wave input to the gate of the transistor 105 increases, the average voltage at the drain of the transistor 105 decreases, and thus the voltage at the terminal 114 connected to the drain of the transistor 111 increases. In this case, the level adjustment unit 115 performs level adjustment so that the envelope of the half-wave rectified wave input to the gate of the transistor 105 is lowered. That is, the resistance value of the variable resistor 117 decreases, and the voltage across the variable voltage source 116 decreases.
Conversely, when the envelope of the half-wave rectified wave input to the gate of the transistor 105 decreases, the voltage at the terminal 114 decreases. In this case, the level adjustment unit 115 performs level adjustment so that the envelope of the half-wave rectified wave input to the gate of the transistor 105 increases. That is, the resistance value of the variable resistor 117 increases and the voltage across the variable voltage source 116 increases.
By such negative feedback control, the envelope of the half-wave rectified wave input to the gate of the transistor 105 converges to a certain voltage. This voltage is included in a predetermined range (Vth to Vm) in which the amplification operation is performed without clipping the output signal waveform in the amplification unit 103.

増幅部103に入力される半波整流波の包絡線が常に所定の範囲(Vth〜Vm)に含まれるように負帰還制御が行われると、増幅部103においては、半波整流波の包絡線の変化が増幅される。
ここで重要なのは、増幅部103において包絡線部分が歪みなく増幅されることであり、それ以外のキャリア信号の部分が図3に示すように上限値(VDD=3[V])や下限値(VSS=0[V])でクリップされても一向に構わない。ASK信号から復調して取り出すべきベースバンド信号は、ASK信号の包絡線に相当するため、増幅部103においてはこの包絡線の部分さえ増幅されれば良い。
When negative feedback control is performed so that the envelope of the half-wave rectified wave input to the amplifier 103 is always included in a predetermined range (Vth to Vm), the envelope of the half-wave rectified wave is output in the amplifier 103. Changes are amplified.
What is important here is that the envelope part is amplified without distortion in the amplifying unit 103, and the other carrier signal part has an upper limit value (VDD = 3 [V]) or a lower limit value (shown in FIG. 3). Even if it is clipped with VSS = 0 [V]), it does not matter. Since the baseband signal to be demodulated and extracted from the ASK signal corresponds to the envelope of the ASK signal, the amplifier 103 only needs to amplify the envelope.

このように、増幅部103においては、入力される半波整流波の全体のうち特に包絡線部分が増幅される。したがって、フィルタ部107において取り出されるベースバンド信号成分の振幅は、図2に示す入力波形に比べて大幅に増幅される。   Thus, in the amplifying unit 103, an envelope portion in particular is amplified in the entire half-wave rectified wave that is input. Therefore, the amplitude of the baseband signal component extracted by the filter unit 107 is greatly amplified as compared with the input waveform shown in FIG.

図4は、フィルタ部107の出力端子114から出力される信号の波形の一例を示す図である。
図4に示す出力端子114の信号波形を、図2に示す入力端子101の信号波形と比較すると、端子114の信号波形ではキャリア成分が抑圧され、ベースバンド信号の成分が増幅されているため、BC比が大幅に改善されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a waveform of a signal output from the output terminal 114 of the filter unit 107.
When the signal waveform of the output terminal 114 shown in FIG. 4 is compared with the signal waveform of the input terminal 101 shown in FIG. 2, the carrier waveform is suppressed and the baseband signal component is amplified in the signal waveform of the terminal 114. The BC ratio is greatly improved.

次に、フィルタ部107の出力端子114から取り出される信号(図4)を‘1’/‘0’のデジタル信号に変換する回路について説明する。   Next, a circuit for converting a signal (FIG. 4) extracted from the output terminal 114 of the filter unit 107 into a digital signal of “1” / “0” will be described.

図5は、図1に示す復調回路から出力される信号をデジタル信号に変換する回路の一例を示す図である。
図5に示す回路は、フィルタ部502と、キャパシタ505と、増幅部506と、インバータ510とを有する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a circuit that converts a signal output from the demodulation circuit illustrated in FIG. 1 into a digital signal.
The circuit illustrated in FIG. 5 includes a filter unit 502, a capacitor 505, an amplification unit 506, and an inverter 510.

フィルタ部502は、フィルタ部107の出力端子114から出力される信号のキャリア成分を更に減衰させ、ベースバンド信号成分を取り出す。
フィルタ部502は、例えば図5に示すように、抵抗503とキャパシタ504で構成されるローパスフィルタで良い。抵抗503の一方の端子は入力端子501(=出力端子114)に接続され、他方の端子はキャパシタ504を介してVSS線に接続される。
The filter unit 502 further attenuates the carrier component of the signal output from the output terminal 114 of the filter unit 107 and extracts the baseband signal component.
The filter unit 502 may be a low-pass filter including a resistor 503 and a capacitor 504, as shown in FIG. One terminal of the resistor 503 is connected to the input terminal 501 (= output terminal 114), and the other terminal is connected to the VSS line via the capacitor 504.

図5の例では、最も簡単なRC型の1次のローパスフィルタを用いているが、必要に応じてより高次のフィルタや他の構成のフィルタを使用しても良い。   In the example of FIG. 5, the simplest RC type first-order low-pass filter is used, but a higher-order filter or a filter having another configuration may be used as necessary.

フィルタ部502の出力は、キャパシタ505を介して、増幅部506の入力に結合される。キャパシタ505は、フィルタ部502と増幅部506を交流結合により動作させるための結合容量である。   The output of filter unit 502 is coupled to the input of amplifying unit 506 via capacitor 505. The capacitor 505 is a coupling capacitance for operating the filter unit 502 and the amplification unit 506 by AC coupling.

増幅部506は、フィルタ部502からキャパシタ505を介して入力されるベースバンド信号成分を増幅する回路であり、例えば図5に示すように、インバータ(507,508)の入出力間を抵抗509で接続した簡単な構成のインバータアンプで良い。
増幅部506は、例えば図5に示すように、pチャンネルMOS型のトランジスタ507と、nチャンネルMOS型のトランジスタ508と、抵抗509とを有する。トランジスタ507のソースがVDD線に接続され、トランジスタ508のソースがVSS線に接続され、トランジスタ507及び508のドレインが増幅部506の出力に共通接続され、トランジスタ507及び508のゲートが増幅部506の入力に共通接続される。そして、この入力と出力との間に抵抗509が接続される。入力の直流バイアス電圧は、抵抗509によって出力の電圧と等しくなるように設定される。
The amplifying unit 506 is a circuit that amplifies the baseband signal component input from the filter unit 502 via the capacitor 505. For example, as shown in FIG. 5, a resistor 509 is used between the input and output of the inverters (507, 508). An inverter amplifier with a simple configuration connected may be used.
For example, as illustrated in FIG. 5, the amplifying unit 506 includes a p-channel MOS transistor 507, an n-channel MOS transistor 508, and a resistor 509. The source of the transistor 507 is connected to the VDD line, the source of the transistor 508 is connected to the VSS line, the drains of the transistors 507 and 508 are commonly connected to the output of the amplifying unit 506, and the gates of the transistors 507 and 508 are connected to the amplifying unit 506. Commonly connected to input. A resistor 509 is connected between the input and the output. The input DC bias voltage is set by the resistor 509 to be equal to the output voltage.

インバータ510は、増幅部506において増幅された信号が所定の論理閾値より低い場合にハイレベル(VDD)の信号を出力し、論理閾値より高い場合にローレベル(VSS)の信号を出力する。
インバータ510は、例えば図5に示すように、直列接続されたpチャンネルMOS型のトランジスタ511及びnチャンネルMOS型のトランジスタ512を有する。このトランジスタ511及び512は、増幅部506におけるトランジスタ507及び508と同様な接続関係を有する。
The inverter 510 outputs a high level (VDD) signal when the signal amplified by the amplifying unit 506 is lower than a predetermined logical threshold, and outputs a low level (VSS) signal when the signal is higher than the logical threshold.
For example, as shown in FIG. 5, the inverter 510 includes a p-channel MOS transistor 511 and an n-channel MOS transistor 512 connected in series. The transistors 511 and 512 have the same connection relationship as the transistors 507 and 508 in the amplifying unit 506.

図5に示す回路によると、フィルタ部107の出力信号(図4)に残留するキャリア成分がフィルタ部502によって除去され、その波形が整形される。フィルタ部502で波形整形された信号は、その交流成分のみがキャパシタ505を通って増幅部506に入力され、アナログの増幅が行われる。増幅部506で増幅された信号は、インバータ510において論理閾値と比較され、ハイレベル(‘1’)又はローレベル(‘0’)のデジタル信号に変換され、端子513から出力される。   According to the circuit shown in FIG. 5, the carrier component remaining in the output signal (FIG. 4) of the filter unit 107 is removed by the filter unit 502, and its waveform is shaped. Only the alternating current component of the signal shaped by the filter unit 502 is input to the amplifying unit 506 through the capacitor 505 and subjected to analog amplification. The signal amplified by the amplifying unit 506 is compared with a logic threshold value in the inverter 510, converted into a high level (“1”) or low level (“0”) digital signal, and output from a terminal 513.

図6は、図5に示す回路の各部の信号波形の一例を示す図である。
図6において、符号‘V4’は増幅部506の入力信号、符号‘V5’は増幅部506の出力信号、符号‘V6’はインバータ510の出力信号の波形をそれぞれ示す。
図6の例において増幅部506の入力信号V4は非常に微弱であるが、これが増幅部506において増幅されると、0.1[V]程度の振幅を持った信号V5が得られる。信号V5の直流レベルは約1.5[V]であり、インバータ510の論理閾値とほぼ等しいため、信号V5のレベル変化に応じてインバータ510の出力信号V6はハイレベル又はローレベルに切り替わる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of signal waveforms at various parts of the circuit shown in FIG.
In FIG. 6, the symbol “V4” indicates the input signal of the amplifier 506, the symbol “V5” indicates the output signal of the amplifier 506, and the symbol “V6” indicates the waveform of the output signal of the inverter 510.
In the example of FIG. 6, the input signal V4 of the amplifying unit 506 is very weak, but when this is amplified by the amplifying unit 506, a signal V5 having an amplitude of about 0.1 [V] is obtained. The direct current level of the signal V5 is about 1.5 [V], which is substantially equal to the logic threshold value of the inverter 510. Therefore, the output signal V6 of the inverter 510 is switched to a high level or a low level according to the level change of the signal V5.

なお図5の例では増幅部506に1段のインバータアンプを設けているが、もし1段だけで十分な利得が得られない場合には、必要に応じて複数段のインバータアンプを直列に接続しても良い。インバータ510についても同様であり、直列接続した複数段のインバータを設けても良い。   In the example of FIG. 5, the amplification unit 506 is provided with a single-stage inverter amplifier. However, if sufficient gain cannot be obtained with only one stage, a plurality of stages of inverter amplifiers are connected in series as necessary. You may do it. The same applies to the inverter 510, and a plurality of inverters connected in series may be provided.

以上説明したように、本実施形態に係る復調回路によれば、増幅部103に入力されるASK信号のレベルが所定範囲(Vth〜Vm)に含まれる場合、増幅部103から出力される信号は、当該入力ASK信号を増幅した信号になる。一方、当該入力ASK信号のレベルが所定範囲(Vth〜Vm)に含まれない場合、増幅部103の出力信号は、所定の上限値(VDD)若しくは下限値(VSS)に固定される。この増幅部103から出力される信号は、フィルタ部107によってキャリア成分を抑圧され、当該出力信号からベースバンド信号に応じた信号成分が分離される。そして、レベル調節部115では、フィルタ部107によって分離された信号成分に応じて、増幅部103に入力されるASK信号のレベルが調節される。このとき、レベル調節部115では、増幅部103に入力されるASK信号の2つの包絡線の一方が上記の所定範囲(Vth〜Vm)に含まれるように、当該入力ASK信号のレベルが調節される。
したがって、増幅部103においては、入力されるASK信号の全体のうち特に包絡線部分が増幅され、この増幅信号からベースバンド信号の成分が取り出される。これにより、ASK信号に含まれる微小なベースバンド信号を増幅して大きな振幅のベースバンド信号を取り出すことができるため、変調率の小さいASK信号を安定に復調することが可能になる。
As described above, according to the demodulation circuit according to the present embodiment, when the level of the ASK signal input to the amplification unit 103 is included in the predetermined range (Vth to Vm), the signal output from the amplification unit 103 is The input ASK signal is amplified. On the other hand, when the level of the input ASK signal is not included in the predetermined range (Vth to Vm), the output signal of the amplifying unit 103 is fixed to a predetermined upper limit value (VDD) or a lower limit value (VSS). A carrier component of the signal output from the amplifying unit 103 is suppressed by the filter unit 107, and a signal component corresponding to the baseband signal is separated from the output signal. The level adjusting unit 115 adjusts the level of the ASK signal input to the amplifying unit 103 according to the signal component separated by the filter unit 107. At this time, the level adjustment unit 115 adjusts the level of the input ASK signal so that one of the two envelopes of the ASK signal input to the amplification unit 103 is included in the predetermined range (Vth to Vm). The
Therefore, in the amplifying unit 103, in particular, the envelope portion of the entire input ASK signal is amplified, and the component of the baseband signal is extracted from this amplified signal. As a result, a minute baseband signal included in the ASK signal can be amplified and a large-amplitude baseband signal can be extracted, so that an ASK signal with a small modulation rate can be demodulated stably.

また、本実施形態に係る復調回路では、増幅部103に入力されるASK信号の全体のうち包絡線部分さえ増幅できれば良く、他の部分は増幅されなくても良い。そのため、キャリア成分の振幅に合わせて増幅部103の利得を加減する必要はなく、増幅部103において高利得の増幅を行うことが可能である。
したがって、キャリア成分に比べてベースバンド信号成分の振幅が非常に小さい(すなわち変調率が非常に小さい)ASK信号でも、高い利得で効率的にベースバンド信号成分を増幅し、安定な復調信号を得ることができる。
In the demodulation circuit according to the present embodiment, it is only necessary to amplify only the envelope portion of the entire ASK signal input to the amplifying unit 103, and other portions may not be amplified. Therefore, it is not necessary to increase or decrease the gain of the amplification unit 103 in accordance with the amplitude of the carrier component, and the amplification unit 103 can perform high gain amplification.
Therefore, even with an ASK signal whose baseband signal component has a very small amplitude compared to the carrier component (that is, the modulation rate is very small), the baseband signal component is efficiently amplified with a high gain, and a stable demodulated signal is obtained. be able to.

このように、変調率の小さいASK信号でも安定に復調できるため、例えば非接触ICカードのように無線でASK信号のやりとりを行うシステムに適用すれば、信頼性の高いシステムを構築することが可能となる。   As described above, even an ASK signal with a small modulation rate can be demodulated stably, so that, for example, when applied to a system that exchanges ASK signals wirelessly, such as a non-contact IC card, a highly reliable system can be constructed. It becomes.

しかも、本実施形態に係る復調回路は、図1に示すように回路構成が比較的簡易であり、例えばこれをCMOSのLSIとして実施すれば比較的小規模なアナログ回路で実現できるため、経済性の高いシステムを構築することが可能となる。   Moreover, the demodulation circuit according to the present embodiment has a relatively simple circuit configuration as shown in FIG. 1, and can be realized with a relatively small analog circuit if implemented as a CMOS LSI, for example. It is possible to build a high system.

更に、本実施形態に係る復調回路によれば、ASK信号の全体の振幅が変動しても、増幅部103に入力されるASK信号の包絡線が常に所定範囲(Vth〜Vm)に含まれるように負帰還の制御が働くため、安定に復調を行うことができる。
したがって、本実施形態を例えば非接触ICカードのようにASK信号の振幅が大きく変動するシステムに適用すれば、近距離から遠距離までの広い範囲で安定に通信を行うことが可能になる。
Furthermore, according to the demodulation circuit according to the present embodiment, even if the overall amplitude of the ASK signal varies, the envelope of the ASK signal input to the amplification unit 103 is always included in the predetermined range (Vth to Vm). Since the negative feedback control works, the demodulation can be performed stably.
Therefore, if this embodiment is applied to a system in which the amplitude of the ASK signal varies greatly, such as a non-contact IC card, it is possible to perform stable communication over a wide range from a short distance to a long distance.

また、本実施形態に係る復調回路によれば、ASK信号の全体のうち包絡線部分さえ増幅できれば良いため、増幅部103においては、キャリア周波数の半サイクルごとに増幅動作を停止するC級の非線形動作によってASK信号を増幅することができる。
仮に、増幅部103においてA級の線形動作によりASK信号の増幅を行った場合、システムの負帰還ループの利得と位相特性との関係が問題となる。すなわち、負帰還ループの利得が0dBとなる周波数における位相偏移が180度を超えると系が発振を起こすという不都合が生じる。
本実施形態においては、A級の線形動作ではなくC級の非線形動作によってASK信号の増幅を行うことができるため、上記のような発振の恐れが少なくなり、安定な制御動作が期待できる。
Further, according to the demodulating circuit according to the present embodiment, it is only necessary to amplify only the envelope portion of the entire ASK signal. Therefore, the amplifying unit 103 stops the amplifying operation every half cycle of the carrier frequency. The ASK signal can be amplified by the operation.
If the amplification unit 103 amplifies the ASK signal by a class A linear operation, the relationship between the gain and phase characteristics of the negative feedback loop of the system becomes a problem. That is, when the phase shift at a frequency at which the gain of the negative feedback loop becomes 0 dB exceeds 180 degrees, there arises a disadvantage that the system oscillates.
In the present embodiment, since the ASK signal can be amplified not by the class A linear operation but by the class C nonlinear operation, the possibility of oscillation as described above is reduced, and a stable control operation can be expected.

ここまで、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の形態のみに限定されるものではく、種々のバリエーションを含む。   Up to this point, one embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various variations.

図1の例において、トランジスタ105のソースとVSS線との間に接続されている抵抗106は動作安定用の抵抗であり、場合によっては省略しても良い。   In the example of FIG. 1, the resistor 106 connected between the source of the transistor 105 and the VSS line is a resistor for stabilizing the operation, and may be omitted depending on circumstances.

図1の例では、キャパシタ109をトランジスタ111のゲートとVDD線との間に接続しているが、VDD線とVSS線の間の交流インピーダンスは微小であるため、キャパシタ109をトランジスタ111のゲートとVSS線との間に接続しても良い。   In the example of FIG. 1, the capacitor 109 is connected between the gate of the transistor 111 and the VDD line. However, since the AC impedance between the VDD line and the VSS line is very small, the capacitor 109 is connected to the gate of the transistor 111. You may connect between VSS lines.

また、図1の例では、レベル調節部115においてASK信号の振幅と直流レベルを両方調節する回路構成が示されているが、本発明はこれに限定されない。例えば振幅のみを調節する場合は可変電圧源116を削除すれば良いし、直流レベルのみを調節する場合は可変抵抗117を固定値の抵抗に置き換えれば良い。   In the example of FIG. 1, the circuit configuration for adjusting both the amplitude and the DC level of the ASK signal in the level adjusting unit 115 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, when only the amplitude is adjusted, the variable voltage source 116 may be deleted, and when only the DC level is adjusted, the variable resistor 117 may be replaced with a fixed value resistor.

図1の例では、増幅部103に入力されるASK信号の上側の包絡線が所定範囲(Vth〜Vm)に含まれるように負帰還制御が働いているが、本発明はこれに限定されない。増幅部103ではベースバンド信号の成分が増幅されれば良いため、ASK信号の下側の包絡線が所定範囲に含まれるように負帰還制御を行っても良い。   In the example of FIG. 1, the negative feedback control is performed so that the upper envelope of the ASK signal input to the amplifying unit 103 is included in a predetermined range (Vth to Vm), but the present invention is not limited to this. Since the amplification unit 103 only needs to amplify the component of the baseband signal, negative feedback control may be performed so that the lower envelope of the ASK signal is included in the predetermined range.

上述の実施形態では、ASK信号を復調する回路を例として挙げているが、これに限らず、例えばキャリア信号をアナログ信号により振幅変調した信号(AM信号)を復調する回路にも本発明は適用可能である。   In the above-described embodiment, a circuit that demodulates an ASK signal is described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention is also applied to a circuit that demodulates a signal (AM signal) obtained by amplitude-modulating a carrier signal with an analog signal. Is possible.

図2〜図4に示した信号波形はあくまでも一例であり、実設計においては増幅部103の利得やバイアス設定、フィルタ部107の伝達関数、レベル調節部115の入力・出力等を総合的に最適化することにより、入力信号条件に合わせた最適システムが構築可能であり、条件によっては出力端子114におけるBC比を図に示すより更に大きくすることも可能である。   The signal waveforms shown in FIGS. 2 to 4 are merely examples. In an actual design, the gain and bias setting of the amplification unit 103, the transfer function of the filter unit 107, the input / output of the level adjustment unit 115, and the like are comprehensively optimized. By optimizing, it is possible to construct an optimum system that matches the input signal conditions, and depending on the conditions, the BC ratio at the output terminal 114 can be made larger than shown in the figure.

本発明の実施形態に係るASK信号の復調回路の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the demodulation circuit of the ASK signal which concerns on embodiment of this invention. 図1に示す復調回路に入力されるASK信号の半波整流波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the half-wave rectification waveform of the ASK signal input into the demodulation circuit shown in FIG. 図2に示す半波整流波が図1に示す復調回路に入力された場合における増幅部の各部の信号波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the signal waveform of each part of the amplification part in case the half-wave rectification wave shown in FIG. 2 is input into the demodulation circuit shown in FIG. フィルタ部から出力される信号の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the signal output from a filter part. 図1に示す復調回路から出力される信号をデジタル信号に変換する回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit which converts the signal output from the demodulation circuit shown in FIG. 1 into a digital signal. 図5に示す回路の各部の信号波形の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of each part of the circuit illustrated in FIG. 5.

符号の説明Explanation of symbols

103,506…増幅部、107,502…フィルタ部、115…レベル調節部、105,508,512…nチャンネルMOSトランジスタ、111,507,511…pチャンネルMOSトランジスタ、102,104,106,108,110,112,503,509…抵抗、109,505…キャパシタ、117…可変抵抗、116…可変電圧源
103, 506... Amplifier section, 107, 502... Filter section, 115... Level adjustment section, 105, 508, 512... N-channel MOS transistor, 111, 507, 511 ... p-channel MOS transistor, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 503, 509 ... resistors, 109, 505 ... capacitors, 117 ... variable resistors, 116 ... variable voltage sources

Claims (4)

レベル調節部と、
上記レベル調節部によって振幅及び/又は直流レベルが調節された振幅変調信号を入力し、当該入力信号のレベルが所定の範囲に含まれる場合は当該入力信号を増幅して出力し、当該所定の範囲に含まれない場合は出力信号のレベルを所定の上限値若しくは下限値に固定する増幅部と、
上記増幅部の出力信号から上記振幅変調信号のベースバンド信号に応じた信号成分を分離して出力するフィルタ部と、
を有し、
上記レベル調節部は、
第1抵抗と、
上記フィルタ部の出力信号に応じて抵抗値が変化する可変抵抗と
を含み、
上記第1抵抗と上記可変抵抗とが直列に接続されており、
当該直列接続された回路の両端に上記振幅変調信号が入力され、
上記可変抵抗の両端から、上記振幅変調信号の2つの包絡線の一方が上記所定の範囲に含まれるようにレベル調節した信号を上記増幅部へ出力する
復調回路。
A level adjuster;
An amplitude modulation signal whose amplitude and / or DC level is adjusted by the level adjustment unit is input, and when the level of the input signal is included in a predetermined range, the input signal is amplified and output, and the predetermined range An amplification unit that fixes the level of the output signal to a predetermined upper limit value or lower limit value,
A filter unit for separating and outputting a signal component corresponding to the baseband signal of the amplitude modulation signal from the output signal of the amplification unit;
Have
The level adjuster
A first resistor;
Including a variable resistor whose resistance value changes according to the output signal of the filter unit,
The first resistor and the variable resistor are connected in series;
The amplitude modulation signal is input to both ends of the series-connected circuit,
A demodulating circuit that outputs a signal whose level is adjusted so that one of two envelopes of the amplitude-modulated signal is included in the predetermined range from both ends of the variable resistor to the amplifying unit.
レベル調節部と、
上記レベル調節部によって振幅及び/又は直流レベルが調節された振幅変調信号を入力し、当該入力信号のレベルが所定の範囲に含まれる場合は当該入力信号を増幅して出力し、当該所定の範囲に含まれない場合は出力信号のレベルを所定の上限値若しくは下限値に固定する増幅部と、
上記増幅部の出力信号から上記振幅変調信号のベースバンド信号に応じた信号成分を分離して出力するフィルタ部と、
を有し、
上記レベル調節部は、
第1抵抗と、
上記フィルタ部の出力信号に応じて電圧が変化する可変電圧源と、
上記可変電圧源に直列に接続された第2抵抗と
を含み、
上記第1抵抗は、上記可変電圧源及び上記第2抵抗の直列回路と更に直列に接続されており、
上記第1抵抗、上記可変電圧源及び上記第2抵抗の直列回路の両端に上記振幅変調信号が入力され、
上記可変電圧源及び上記第2抵抗の直列回路の両端から、上記振幅変調信号の2つの包絡線の一方が上記所定の範囲に含まれるようにレベル調節した信号を上記増幅部へ出力する、
復調回路。
A level adjuster;
An amplitude modulation signal whose amplitude and / or DC level is adjusted by the level adjustment unit is input, and when the level of the input signal is included in a predetermined range, the input signal is amplified and output, and the predetermined range An amplification unit that fixes the level of the output signal to a predetermined upper limit value or lower limit value,
A filter unit for separating and outputting a signal component corresponding to the baseband signal of the amplitude modulation signal from the output signal of the amplification unit;
Have
The level adjuster
A first resistor;
A variable voltage source whose voltage changes according to the output signal of the filter unit;
A second resistor connected in series to the variable voltage source,
The first resistor is further connected in series with a series circuit of the variable voltage source and the second resistor,
The amplitude modulation signal is input to both ends of a series circuit of the first resistor, the variable voltage source, and the second resistor,
From both ends of the series circuit of the variable voltage source and the second resistor, a signal whose level is adjusted so that one of the two envelopes of the amplitude modulation signal is included in the predetermined range is output to the amplifier.
Demodulator circuit.
上記第2抵抗は、上記フィルタ部の出力信号に応じて抵抗値が変化する可変抵抗を含む、
請求項2に記載の復調回路。
The second resistor includes a variable resistor whose resistance value changes according to an output signal of the filter unit.
The demodulation circuit according to claim 2.
復調する振幅変調信号を入力し、当該入力信号のレベルが所定の範囲に含まれる場合は当該入力信号を増幅して出力し、当該所定の範囲に含まれない場合は出力信号のレベルを所定の上限値若しくは下限値に固定する増幅部と、
上記増幅部の出力信号から上記振幅変調信号のベースバンド信号に応じた信号成分を分離して出力するフィルタ部と、
上記振幅変調信号のレベルを上記フィルタ部の出力信号に応じて、上記振幅変調信号の2つの包絡線の一方が上記所定の範囲に含まれるように調節し、当該レベル調節した信号を上記増幅部に入力するレベル調節部と
を有し、
上記増幅部は、
第1電圧を供給する第1電源線と第2電圧を供給する第2電源線との間に接続される第1導電型の第1トランジスタと、
上記第1トランジスタと上記第1電源線とを接続する経路に挿入される第3抵抗と
を含み、
上記フィルタ部は、
上記第1電源線と上記第2電源線との間に接続される第2導電型の第2トランジスタと、
上記第1トランジスタと上記第3抵抗とを接続するノードと、
上記第2トランジスタの制御端子との間に接続される第4抵抗と、
上記第2トランジスタの制御端子と上記第1電源線又は上記第2電源線との間に接続される第1キャパシタと、
上記第2トランジスタと上記第2電源線とを接続する経路に挿入される第5抵抗と
を含む、
復調回路。
When an amplitude modulation signal to be demodulated is input, and the level of the input signal is included in a predetermined range, the input signal is amplified and output. When the level is not included in the predetermined range, the level of the output signal is set to a predetermined level. An amplifying unit that fixes the upper limit value or the lower limit value;
A filter unit for separating and outputting a signal component corresponding to the baseband signal of the amplitude modulation signal from the output signal of the amplification unit;
The level of the amplitude modulation signal is adjusted according to the output signal of the filter unit so that one of the two envelopes of the amplitude modulation signal is included in the predetermined range, and the level-adjusted signal is adjusted to the amplification unit A level adjustment unit for inputting to
The amplification unit is
A first transistor of a first conductivity type connected between a first power supply line for supplying a first voltage and a second power supply line for supplying a second voltage;
A third resistor inserted in a path connecting the first transistor and the first power line;
The filter part is
A second transistor of a second conductivity type connected between the first power line and the second power line;
A node connecting the first transistor and the third resistor;
A fourth resistor connected between the control terminal of the second transistor;
A first capacitor connected between a control terminal of the second transistor and the first power line or the second power line;
A fifth resistor inserted in a path connecting the second transistor and the second power supply line;
Demodulator circuit.
JP2005208232A 2005-07-19 2005-07-19 Demodulator circuit Expired - Fee Related JP4774845B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005208232A JP4774845B2 (en) 2005-07-19 2005-07-19 Demodulator circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005208232A JP4774845B2 (en) 2005-07-19 2005-07-19 Demodulator circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007028258A JP2007028258A (en) 2007-02-01
JP4774845B2 true JP4774845B2 (en) 2011-09-14

Family

ID=37788423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005208232A Expired - Fee Related JP4774845B2 (en) 2005-07-19 2005-07-19 Demodulator circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4774845B2 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5475975A (en) * 1977-11-30 1979-06-18 Hitachi Ltd Agc circuit
JP2948386B2 (en) * 1991-10-30 1999-09-13 株式会社日立製作所 Demodulator and receiver using the same
JP3275212B2 (en) * 1992-07-03 2002-04-15 富士通株式会社 Optical signal demodulation method
JP2755184B2 (en) * 1994-10-27 1998-05-20 日本電気株式会社 Demodulation circuit in ASK modulation
JP2003125012A (en) * 2001-10-16 2003-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ask demodulator with agc
JP3838944B2 (en) * 2002-07-19 2006-10-25 松下電器産業株式会社 ASK receiver
JP2004350079A (en) * 2003-05-23 2004-12-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Detection circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007028258A (en) 2007-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2498398B1 (en) Amplifier circuit and method
KR100674913B1 (en) Differential amplifier having cascode class AB control stage
US8040187B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
US8502603B2 (en) Output common mode voltage stabilizer over large common mode input range in a high speed differential amplifier
US8593226B2 (en) Transimpedance amplifier
WO2010100741A1 (en) Optical communication apparatus
JP7115065B2 (en) transimpedance amplifier
KR102117470B1 (en) Power amplifier
US11901868B2 (en) Amplifier circuit, adder circuit, reception circuit, and integrated circuit
US20110169555A1 (en) Mitigating Side Effects Of Impedance Transformation Circuits
JP4481314B2 (en) Signal conversion circuit
JP2009010640A (en) Signal conversion circuit and rail-to-rail circuit
US8994457B2 (en) Transimpedance amplifier
JP2006314059A (en) Semiconductor device
US11362629B2 (en) Transimpedance amplifier circuit
US20230092750A1 (en) Reception circuit for optical communication
JP4774845B2 (en) Demodulator circuit
US7019588B2 (en) Method to dynamically control the quiescent current of an operational amplifier arrangement and operational amplifier arrangement performing this method
CN102570989A (en) Operational amplifier
EP2945286B1 (en) Amplifier arrangement and amplification method
CN108347227B (en) Class AB amplifier
US11664774B2 (en) Operational amplifier using single-stage amplifier with slew-rate enhancement and associated method
JP4525295B2 (en) Amplifier circuit
WO2018180111A1 (en) Noise removal circuit
JP2006319549A (en) Differential amplifier device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080708

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101214

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110308

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110427

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110531

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110613

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees