JPH01274548A - Demodulator - Google Patents
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- JPH01274548A JPH01274548A JP10523188A JP10523188A JPH01274548A JP H01274548 A JPH01274548 A JP H01274548A JP 10523188 A JP10523188 A JP 10523188A JP 10523188 A JP10523188 A JP 10523188A JP H01274548 A JPH01274548 A JP H01274548A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は復調装置に関し、特にディジタル位相変調信号
の復調装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a demodulator, and particularly to a demodulator for digital phase modulation signals.
ディジタル位相変調信号(PSK信号)を復調する従来
の復調装置は、同期復調回路、基準搬送波再生ループ、
クロック再生ループ等に多数のアナログ回路を用いて構
成されていた。A conventional demodulation device for demodulating a digital phase keyed signal (PSK signal) includes a synchronous demodulation circuit, a reference carrier recovery loop,
It was constructed using a large number of analog circuits such as the clock regeneration loop.
上述した従来の復調装置は多数のアナログ回路を含むの
でLSI化に適しないという欠点があり、又、アナログ
回路は温度、経時変動による特性劣化、更には電源電圧
変動等による不安定さのため、回路設計が難しくなる、
という欠点がある。The above-mentioned conventional demodulation device has the disadvantage that it is not suitable for LSI integration because it includes a large number of analog circuits, and analog circuits also have characteristics deterioration due to temperature and temporal fluctuations, and are unstable due to power supply voltage fluctuations, etc. Circuit design becomes difficult
There is a drawback.
本発明の目的は、LSI化に適し、ビットレートの変更
に容易に対応できる復調装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a demodulator that is suitable for LSI implementation and can easily accommodate changes in bit rate.
本発明の復調装置は、ディジタル位相変調信号の搬送波
周波数にほぼ等しい周波数で互に直交する2系列の局部
発振信号により前記ディジタル位相変調信号を低域に周
波数変換する直交周波数変換器と、この直交周波数変換
器が出力した2系列の信号をシンボル中央点のクロック
及びこのクロックの中央点のクロックからなるサンプリ
ングクロックにより標本化し量子化する1対のA/D変
換器と、この1対のA/D変換器が出力した2系列の第
1の時系列データを帯域制限する1対のディジタルフィ
ルタと、互に直交する2系列の基準搬送波信号を表す2
系列の第2の時系列データにより前記1対のディジタル
フィルタが出力した2系列の第3の時系列データを同期
復調する複素乗算器と、この複素乗算器が出力した2系
列の第4の時系列データの各データのうち前記シンボル
中央点のクロックに対応する各データの時系列から前記
基準搬送波信号の位相誤差を検出する第1の位相検出器
と、この第1の位相検出器が出力した第5の時系列デー
タを入力するディジタル型の第1のループフィルタと、
この第1のループフィルタが出力した第6の時系列デー
タに制御されて前記2系列の第2の時系列データをディ
ジタル的に発生する基準搬送波発生器と、前記2系列の
第4の時系列データから前記サンプリングクロックの位
相誤差を検出する第2の位相検出器と、この第2の位相
検出器が出力した第7の時系列データを入力するディジ
タル型の第2のループフィルタと、この第2のループフ
ィルタが出力した第8の時系列データに制御されて前記
サンプリングクロックを発生するサンプリングクロック
発生器とを備えている。The demodulator of the present invention includes an orthogonal frequency converter that converts the frequency of the digital phase modulation signal to a lower frequency band using two series of mutually orthogonal local oscillation signals having a frequency substantially equal to the carrier frequency of the digital phase modulation signal; A pair of A/D converters that sample and quantize two series of signals output by the frequency converter using a clock at the symbol center point and a sampling clock consisting of a clock at the center point of this clock, and this pair of A/D converters. A pair of digital filters band-limiting the two series of first time series data outputted by the D converter, and a pair of digital filters representing two series of mutually orthogonal reference carrier wave signals.
a complex multiplier that synchronously demodulates the two series of third time series data outputted by the pair of digital filters using the second time series data of the series; and a complex multiplier that synchronously demodulates the two series of third time series data outputted by the complex multiplier. a first phase detector that detects a phase error of the reference carrier signal from a time series of each data corresponding to the clock of the symbol center point among each data of the series data; and a digital first loop filter inputting fifth time series data;
a reference carrier generator that digitally generates the second time series data of the two series under the control of the sixth time series data outputted by the first loop filter; and a fourth time series data of the two series. a second phase detector that detects the phase error of the sampling clock from data; a digital second loop filter that receives seventh time-series data output from the second phase detector; and a sampling clock generator that generates the sampling clock under the control of the eighth time series data outputted from the second loop filter.
次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
第1図に示す実施例は、中間周波帯の4相PSK信号で
ある受信信号Sの搬送波数にほぼ等しい周波数の局部発
振信号を発生する局部発振器10と、局部発振信号を入
力するπ/2位相器20と、局部発振信号により受信信
号Sを低域に周波数変換するミクサ31と、π/2位相
器20の出力信号により受信信号Sを低域に周波数変換
するミクサ32と、ミクサ31,32が出力した信号を
入力する低域フィルタ41.42と、シンボル中央点の
クロック及びこのクロックの中央点のクロックからなる
サンプリングクロックSCにより低域フィルタ41,4
2が出力した信号を標本化し量子化して時系列データD
I 1. Di 2として出力するA/D変換器51,
52と、時系列データD11゜Di2を帯域制限し時系
列データD31.D32として出力するFIR(fin
ite impulse response)フィルタ
61.62と、互に直交する2系列の基準搬送波信号を
表す時系列データD21.D22により時系列データD
31.D32を同期復調し時系列データD41.D42
として出力する複素乗算器70と、時系列データD41
.D42の各データのうちシンボル中央点のクロックに
対応する各データの時系列から基準搬送波信号の位相誤
差を検出し時系列データD50として出力する位相検出
器80と、時系列データD50を入力するディジタル型
のループフィルタ90と、ループフィルタ90が出力し
た時系列データD60に制御されて基準搬送波信号の瞬
時位相を表す時系列データを出力する位相発生器100
と、位相発生器100が出力した時系列データに基づき
時系列データD21.D22を出力する波形発生器11
0と、時系列データD41.D42からサンプリングク
ロックSCの位相誤差を検出し時系列データD70とし
て出力するクロック位相検出器120と、時系列データ
D70を入力するディジタル型のループフィルタ130
と、ループフィルタ130が出力した時系列データD8
0を電圧信号に変換するD/A変換器140と、D/A
変換器140が出力した電圧信号に制御されてサンプリ
ングクロックSCを出力するVCXO(voltage
controlledcry3iBl □sci!I
ator)とを備えて構成されている。The embodiment shown in FIG. 1 includes a local oscillator 10 that generates a local oscillation signal with a frequency approximately equal to the carrier number of a received signal S, which is a four-phase PSK signal in an intermediate frequency band, and a π/2 input local oscillation signal. A phase shifter 20, a mixer 31 that frequency-converts the received signal S to a low frequency range using a local oscillation signal, a mixer 32 that frequency-converts the received signal S to a low frequency frequency based on the output signal of the π/2 phase shifter 20; A low-pass filter 41.42 inputs the signal outputted by the low-pass filter 41, 42, and a sampling clock SC consisting of a clock at the symbol center point and a clock at the center point of this clock.
2 samples and quantizes the output signal to create time series data D.
I 1. A/D converter 51 outputting as Di2,
52, and the time series data D11°Di2 are band-limited and the time series data D31. FIR (fin) output as D32
ite impulse response) filters 61, 62, and time series data D21.62 representing two sequences of mutually orthogonal reference carrier signals. Time series data D by D22
31. D32 is synchronously demodulated and time series data D41. D42
The complex multiplier 70 outputs the time series data D41 as
.. A phase detector 80 detects the phase error of the reference carrier signal from the time series of each data corresponding to the clock at the symbol center point among the data D42 and outputs it as time series data D50; type loop filter 90 and a phase generator 100 that outputs time series data representing the instantaneous phase of the reference carrier signal under the control of the time series data D60 outputted by the loop filter 90.
Based on the time series data outputted by the phase generator 100, the time series data D21. Waveform generator 11 outputting D22
0 and time series data D41. A clock phase detector 120 that detects the phase error of the sampling clock SC from D42 and outputs it as time series data D70, and a digital loop filter 130 that inputs the time series data D70.
and the time series data D8 outputted by the loop filter 130.
A D/A converter 140 that converts 0 into a voltage signal;
A VCXO (voltage
controlledcry3iBl □sci! I
ator).
局部発振器10、π/2移相器20及びミクサ31.3
2は直交周波数変換器を構成しており、局部発振信号の
角周波数ω、を受信信号Sの搬送波角周波数ω6にほぼ
等しくしているので、この直交周波数変換器は受信信号
Sを直交準同期復調して2系列のゼロビート信号に変換
する。受信信号Sを
S=P cos ω、 t + Q sin ω、
t (1)と表現し、局部発振器10が出力した局
部発振信号をcos ω、tとすればπ/2移相器20
の出力信号はsin ω、tであるから、ミクサ31,
32の出力信号A、Bは
A= (P CO3(IJ、 t + Q sin
ω、 t)/2 (2)B= (−P sin
ωIt + Q cos ω、 t)/2 (3)と
なる。但し、ω、=ω、−ω、である。Local oscillator 10, π/2 phase shifter 20 and mixer 31.3
2 constitutes an orthogonal frequency converter, which makes the angular frequency ω of the local oscillation signal approximately equal to the carrier angular frequency ω6 of the received signal S, so this orthogonal frequency converter converts the received signal S into orthogonal quasi-synchronous It is demodulated and converted into two series of zero beat signals. The received signal S is S=P cos ω, t + Q sin ω,
t (1), and if the local oscillation signal output by the local oscillator 10 is cos ω, t, then the π/2 phase shifter 20
Since the output signal of is sin ω,t, mixer 31,
32 output signals A and B are A = (P CO3 (IJ, t + Q sin
ω, t)/2 (2) B= (-P sin
ωIt + Q cos ω, t)/2 (3). However, ω, = ω, −ω.
ミクサ31,32の出力信号は低域フィルタ41.42
を通り、A/D変換器51.52においてサンプリング
クロックSCでサンプリングされ、所要のビット数の時
系列データDll、D12に変換される。このサンプリ
ングは、シンボル中央点(受信信号Sのタイムスロット
の中央点)及びタイムスロットの境目の1シンボル当り
2点で行われる。このようにダブルサンプリングを行う
のは、後に説明するクロック同期のためである。The output signals of mixers 31 and 32 are filtered by low-pass filters 41 and 42.
are sampled by the sampling clock SC in A/D converters 51 and 52, and converted into time series data Dll and D12 having the required number of bits. This sampling is performed at the symbol center point (the center point of the time slot of the received signal S) and at two points per symbol at the boundary between the time slots. The reason why double sampling is performed in this way is for clock synchronization, which will be explained later.
時系列データDll、D12は、復調装置全体としての
主帯域制限を行うFIRフィルタ61゜62により帯域
制限されて時系列データD31゜D32となり、複素乗
算器70において時系列データD21.D22によって
同期復調され、時系列データD41.D42が得られる
。時系列データD21.D22が表す基準搬送波信号C
2Dを、位相同期が確立する以前の状態を考えてC:C
03((17,t−θ−(t)) (4)D=s
in(ω、 を−θ(t ) ) (5)と表す
と、複素乗算器70はAC−BD及びAD+BCの演算
を行う。従って、時系列データD41゜D42が表す信
号E、Fは
E= (Pcosθ(t)+Qsinθ(t ) )
/ 2 (6)F=(−Psinθ(t)+Qco
sθ(t ) ) / 2 (7)である。The time series data D11, D12 are band-limited by the FIR filters 61, 62 that limit the main band of the demodulator as a whole, and become time series data D31, D32, and the complex multiplier 70 converts the time series data D21. D22 synchronously demodulates the time series data D41. D42 is obtained. Time series data D21. Reference carrier signal C represented by D22
Considering the state before phase synchronization is established for 2D, C:C
03((17,t-θ-(t)) (4)D=s
When in(ω, is expressed as -θ(t)) (5), the complex multiplier 70 performs AC-BD and AD+BC operations. Therefore, the signals E and F represented by the time series data D41°D42 are E=(Pcosθ(t)+Qsinθ(t))
/ 2 (6) F=(-Psinθ(t)+Qco
sθ(t))/2 (7).
位相検出器80は、時系列データD41.D42EE−
8GN (F)−F−8GN (E) の演算を行い、
位相誤差を表す時系列データD50としてループフィル
タ90へ出力する。The phase detector 80 detects time series data D41. D42EE-
Perform the calculation 8GN (F)-F-8GN (E),
It is output to the loop filter 90 as time series data D50 representing the phase error.
位相発生器100及び波形発生器110はアナログ回路
のvCOに相当するものである。位相発生器100は、
ループフィルタ90が出力した時系列データD60の表
す値がOに近付くように、基準搬送波信号C,Dの瞬時
位相(ωft−θ(t))の時系列データを出力する。The phase generator 100 and waveform generator 110 correspond to vCO of an analog circuit. The phase generator 100 is
Time series data of the instantaneous phase (ωft-θ(t)) of the reference carrier signals C and D is output so that the value represented by the time series data D60 output by the loop filter 90 approaches O.
波形発生器110は、位相発生器100から入力した時
系列データに対応して基準搬送波信号C,Dの時系列デ
ータD21゜D22を出力するROMテーブルである。The waveform generator 110 is a ROM table that outputs time series data D21°D22 of the reference carrier signals C and D in response to the time series data input from the phase generator 100.
複素乗算器70から波形発生器110に至り複素乗算器
70に戻る搬送波位相同期ループの同期が確立すると、
4式、5式におけるθ(1)がO2π/2.π又は3π
/2となり、6式、7式に見られるように、時系列デー
タD41.D42の各データのうちシンボル中央点のク
ロックに対応する各データが(4相位相不確定性を含ん
だ)復調データとして得られる。なお、時系列データD
41゜D42の各データのうちタイムスロットの境目の
クロックに対応する各データは、必ずしも搬送波位相同
期のための有効な情報を含まず、ループの動作を乱すの
で、位相検出器80は時系列データD41.D42の各
データのうちシンボル中央点のクロックに対応する各デ
ータのみを用い、他は捨ててシングルサンプリングの状
態で動作する。Once synchronization of the carrier phase-locked loop from complex multiplier 70 to waveform generator 110 and back to complex multiplier 70 is established,
θ(1) in Equations 4 and 5 is O2π/2. π or 3π
/2, and as seen in equations 6 and 7, the time series data D41. Of the data of D42, each data corresponding to the clock at the symbol center point is obtained as demodulated data (including four-phase phase uncertainty). In addition, time series data D
Among the data of 41°D42, each data corresponding to the clock at the boundary of time slots does not necessarily include valid information for carrier phase synchronization and disturbs the operation of the loop, so the phase detector 80 uses time series data D41. Of the data in D42, only the data corresponding to the clock at the symbol center point is used, the others are discarded, and the operation is performed in a single sampling state.
また、原理的にはFIRフィルタ61.62を複素乗算
器70の後に配置することもできるが、このような配置
をとるとFIRフィルタ61.62の大きな遅延によっ
て搬送波位相同期ループが不安定になり易いので、FI
Rフィルタ61.62は複素乗算器70の前に配置して
いる。Also, in principle, the FIR filters 61 and 62 can be placed after the complex multiplier 70, but if such an arrangement is used, the carrier phase-locked loop becomes unstable due to the large delay of the FIR filters 61 and 62. Because it is easy, FI
R filters 61 and 62 are placed before the complex multiplier 70.
クロック位相検出器120は、連続する2つのシンボル
のサンプル値が異符号である場合、この両サンプル値の
サンプリング点が早過ぎれば両サンプリング点の中央点
でのサンプル値の符号とその直前のサンプリング点での
サンプル値の符号とが一致し、遅すぎれば一致しないと
いう原理に基すいて時系列データD41.D42からサ
ンプリングクロックSCの進み、遅れを検出する周知の
位相誤差検出器である。検出された進み、遅れは時系列
データD70としてループフィルタ130へ出力される
。ループフィルタ130が出力した時系列データD80
をD/A変換器140によって電圧信号に変換し、この
電圧信号でVCXO150の発振位相を制御することに
よってサンプリングクロックSCの位相が最適に保たれ
る。When the sample values of two consecutive symbols have different signs, if the sampling points of both sample values are too early, the clock phase detector 120 detects the sign of the sample value at the center point of both sampling points and the sample immediately before that. The time series data D41. This is a well-known phase error detector that detects the lead or lag of the sampling clock SC from D42. The detected lead and lag are output to the loop filter 130 as time series data D70. Time series data D80 output by the loop filter 130
is converted into a voltage signal by the D/A converter 140, and by controlling the oscillation phase of the VCXO 150 with this voltage signal, the phase of the sampling clock SC is kept optimal.
以上説明したように本発明は、A/D変換器の前段の部
分及びサンプリングクロック発生器を除く全構成要素な
ディジタル回路で実現することにより、復調装置を容易
にLSI化できる効果があり、又、PSK信号のビット
レートの変更に対してサンプリングクロック発生器を交
換するだけで対応できる効果があり、更に、A/D変換
器でダブルサンプリングを行い基準搬送波信号の位相誤
差を検出する第1の位相検出器はシングルサンプリング
として動作させることにより、サンプリングクロックの
位相制御をディジタル的に行いながら搬送波位相同期ル
ープの動作性能を向上できる効果があり、更に又、主帯
域制限用のディジタルフィルタを複素乗算器の前に配置
することにより、搬送波位相同期ループの動作を安定に
できる効果がある。As explained above, the present invention has the effect that the demodulation device can be easily integrated into an LSI by realizing it with digital circuits, which are all the constituent elements except for the part before the A/D converter and the sampling clock generator. , it has the effect of being able to respond to changes in the bit rate of the PSK signal by simply replacing the sampling clock generator, and furthermore, the first method detects the phase error of the reference carrier signal by double sampling with the A/D converter. By operating the phase detector as a single sampling, the operating performance of the carrier phase-locked loop can be improved while digitally controlling the phase of the sampling clock.Furthermore, the digital filter for main band limiting can be operated by complex multiplication. Placing it in front of the carrier has the effect of stabilizing the operation of the carrier phase-locked loop.
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
10・・・・・・局部発振器、20・・・・・・π/2
移相器、31.32・・・・・・ミクサ、41.42・
・・・・・低域フィルタ、51.52・・・・・・A/
D変換器、61.62・・・・・・FIRフィルタ、7
0・・・・・・複素乗算器、80・・・・・・位相検出
器、90・・・・・・ループフィルタ、100・・・・
・・位相発生器、110・・・・・・波形発生器、12
0・・・・・・クロック位相検出器、130・・・・・
・ループフィルタ、140・・・・・・D/A変換器、
150・・・・・・vcxo。
代理人 弁理士 内 原 音FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. 10...Local oscillator, 20...π/2
Phase shifter, 31.32...Mixer, 41.42.
...Low pass filter, 51.52...A/
D converter, 61.62...FIR filter, 7
0...Complex multiplier, 80...Phase detector, 90...Loop filter, 100...
... Phase generator, 110 ... Waveform generator, 12
0...Clock phase detector, 130...
・Loop filter, 140...D/A converter,
150...vcxo. Agent Patent Attorney Oto Uchihara
Claims (1)
数で互に直交する2系列の局部発振信号により前記ディ
ジタル位相変調信号を低域に周波数変換する直交周波数
変換器と、この直交周波数変換器が出力した2系列の信
号をシンボル中央点のクロック及びこのクロックの中央
点のクロックからなるサンプリングクロックにより標本
化し量子化する1対のA/D変換器と、この1対のA/
D変換器が出力した2系列の第1の時系列データを帯域
制限する1対のディジタルフィルタと、互に直交する2
系列の基準搬送波信号を表す2系列の第2の時系列デー
タにより前記1対のディジタルフィルタが出力した2系
列の第3の時系列データを同期復調する複素乗算器と、
この複素乗算器が出力した2系列の第4の時系列データ
の各データのうち前記シンボル中央点のクロックに対応
する各データの時系列から前記基準搬送波信号の位相誤
差を検出する第1の位相検出器と、この第1の位相検出
器が出力した第5の時系列データを入力するディジタル
型の第1のループフィルタと、この第1のループフィル
タが出力した第6の時系列データに制御されて前記2系
列の第2の時系列データをディジタル的に発生する基準
搬送波発生器と、前記2系列の第4の時系列データから
前記サンプリングクロックの位相誤差を検出する第2の
位相検出器と、この第2の位相検出器が出力した第7の
時系列データを入力するディジタル型の第2のループフ
ィルタと、この第2のループフィルタが出力した第8の
時系列データに制御されて前記サンプリングクロックを
発生するサンプリングクロック発生器とを備えたことを
特徴とする復調装置。an orthogonal frequency converter that converts the frequency of the digital phase modulation signal to a lower frequency band using two mutually orthogonal local oscillation signals having a frequency substantially equal to the carrier frequency of the digital phase modulation signal; A pair of A/D converters that sample and quantize a series of signals using a clock at the symbol center point and a sampling clock consisting of a clock at the center point of this clock, and this pair of A/D converters.
A pair of digital filters that band limit the two series of first time series data output by the D converter, and two digital filters that are orthogonal to each other.
a complex multiplier that synchronously demodulates the two series of third time series data output by the pair of digital filters using the two series of second time series data representing the series of reference carrier wave signals;
A first phase for detecting the phase error of the reference carrier signal from the time series of each data corresponding to the clock at the symbol center point among the two series of fourth time series data output by the complex multiplier. a digital type first loop filter into which the fifth time series data outputted by the first phase detector is input; and a control circuit for controlling the sixth time series data outputted by the first loop filter. a reference carrier generator that digitally generates the second time series data of the two series, and a second phase detector that detects a phase error of the sampling clock from the fourth time series data of the two series. A digital second loop filter receives the seventh time series data output from the second phase detector, and is controlled by the eighth time series data output from the second loop filter. A demodulation device comprising: a sampling clock generator that generates the sampling clock.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10523188A JPH01274548A (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Demodulator |
Applications Claiming Priority (1)
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JP10523188A JPH01274548A (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Demodulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01274548A true JPH01274548A (en) | 1989-11-02 |
Family
ID=14401882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10523188A Pending JPH01274548A (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Demodulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01274548A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0514430A (en) * | 1991-07-02 | 1993-01-22 | Nec Corp | Carrier recovery circuit |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5066105A (en) * | 1973-10-11 | 1975-06-04 | ||
JPS56146346A (en) * | 1980-01-08 | 1981-11-13 | E Systems Inc | Demodulating method and regenerative loop circuit |
JPS5890854A (en) * | 1981-11-26 | 1983-05-30 | Toshiba Corp | Sampling phase synchronism circuit |
-
1988
- 1988-04-26 JP JP10523188A patent/JPH01274548A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5066105A (en) * | 1973-10-11 | 1975-06-04 | ||
JPS56146346A (en) * | 1980-01-08 | 1981-11-13 | E Systems Inc | Demodulating method and regenerative loop circuit |
JPS5890854A (en) * | 1981-11-26 | 1983-05-30 | Toshiba Corp | Sampling phase synchronism circuit |
Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JPH0514430A (en) * | 1991-07-02 | 1993-01-22 | Nec Corp | Carrier recovery circuit |
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