JPH0262961B2 - - Google Patents

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JPH0262961B2
JPH0262961B2 JP59050616A JP5061684A JPH0262961B2 JP H0262961 B2 JPH0262961 B2 JP H0262961B2 JP 59050616 A JP59050616 A JP 59050616A JP 5061684 A JP5061684 A JP 5061684A JP H0262961 B2 JPH0262961 B2 JP H0262961B2
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JP
Japan
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point
signal
zero cross
time interval
output
Prior art date
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JP59050616A
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Japanese (ja)
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JPS60194809A (en
Inventor
Hisashi Yamada
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPH0262961B2 publication Critical patent/JPH0262961B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/006Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by sampling the oscillations and further processing the samples, e.g. by computing techniques

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はFM復調回路に係り、特にデイジタ
ル演算処理を用いて復調を行なうFM復調回路に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an FM demodulation circuit, and more particularly to an FM demodulation circuit that performs demodulation using digital arithmetic processing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

FM(周波数変調)信号を復調する場合、復調
出力に入力の変調信号が重畳されるため、従来で
は復調回路の後段にフイルタを置いて変調信号成
分を分離・除去していた。しかしながら、例えば
VTRにおける画像記録方式で採用されているよ
うな、搬送波の帯域が広く搬送波周波数の低い、
いわゆる低搬送波FM方式の場合には、第1図に
示すようにFM信号11の下側波帯と復調出力1
2(ビデオ信号)の高周波成分とが斜線のごとく
重なり合うと、FM信号成分が復調回路およびフ
イルタを通り抜けてビート障害を起こすことがあ
る。この現象を一般に復調回路におけるフイード
スルーと称している。
When demodulating an FM (frequency modulation) signal, the input modulation signal is superimposed on the demodulation output, so conventionally a filter was placed after the demodulation circuit to separate and remove the modulation signal component. However, for example
The carrier wave band is wide and the carrier wave frequency is low, such as that used in the image recording method of VTR.
In the case of the so-called low carrier FM method, as shown in Figure 1, the lower sideband of the FM signal 11 and the demodulated output 1
If the high frequency components of 2 (video signals) overlap as shown by diagonal lines, the FM signal components may pass through the demodulation circuit and filter and cause beat disturbances. This phenomenon is generally referred to as feedthrough in the demodulation circuit.

このようなフイードスルーを防止するために、
FM信号の周波数をあまり下げることは不可能と
なる。すなわち伝送系の本来の帯域は広くとも、
復調出力の帯域の分だけFM信号の周波数を高く
せねばならず、その結果、伝送帯域を本来の使用
できる帯域の2/3程度しか利用できないという
問題がある。
To prevent such feedthrough,
It becomes impossible to lower the frequency of the FM signal too much. In other words, even though the original bandwidth of the transmission system is wide,
The frequency of the FM signal must be increased by the bandwidth of the demodulated output, and as a result, there is a problem in that only about 2/3 of the originally usable transmission band can be used.

一方、特開昭56−140706号公報に記載されてい
るように、FM復調をデイジタル演算により行な
えば、上述した問題は解決される。しかし、この
公知例は標本化されたFM信号の零クロスの数を
計測し、それが一定数に達するまでの時間間隔の
逆数を計算することによつてFM復調出力を得る
方式であるため、搬送波周波数が変調入力信号の
周波数に対して十分に高くなければならず、搬送
周波数が変調入力信号の周波数に近い低搬送波
FM方式のFM信号の復調には適用が難しい。す
なわち、低搬送波FM方式では変調入力信号によ
つてFM信号の零クロス点間の時間間隔が大きく
変化しているが、公知例の方式ではこの時間間隔
を計測することができず、正しい復調出力が得ら
れない。
On the other hand, the above-mentioned problem can be solved if FM demodulation is performed by digital calculation as described in Japanese Patent Laid-Open No. 140706/1983. However, in this known example, the FM demodulation output is obtained by measuring the number of zero crosses in the sampled FM signal and calculating the reciprocal of the time interval until it reaches a certain number. The carrier frequency must be sufficiently high relative to the frequency of the modulating input signal, and the carrier frequency must be low enough to be close to the frequency of the modulating input signal.
It is difficult to apply this method to demodulating FM signals using the FM method. In other words, in the low-carrier FM method, the time interval between zero-crossing points of the FM signal changes greatly depending on the modulation input signal, but in the known method, this time interval cannot be measured, and the correct demodulated output cannot be measured. is not obtained.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述したように、従来のデイジタル演算処理を
用いたFM復調回路では、FM信号の零クロスの
数が一定数に達するまでの時間間隔の逆数を計算
することによつてFM復調出力を得ているため、
低搬送波FM方式のFM信号の復調には適用が難
しいという問題があつた。
As mentioned above, in conventional FM demodulation circuits using digital arithmetic processing, the FM demodulation output is obtained by calculating the reciprocal of the time interval until the number of zero crosses in the FM signal reaches a certain number. For,
There was a problem in that it was difficult to apply to demodulating FM signals using low carrier FM methods.

本発明は低搬送波FM方式のFM信号の復調を
デイジタル演算処理により行なうことができる
FM復調回路を提供することを目的とする。
The present invention can perform demodulation of FM signals using a low carrier FM method using digital arithmetic processing.
The purpose is to provide an FM demodulation circuit.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のFM復調回路は、周波数変調信号をデ
イジタル信号に変換すし、デイジタル演算処理に
より復調を行なうFM復調回路において、前記デ
イジタル信号の第1の零クロス点の直後の第1の
サンプル点から第2の零クロス点の直前の第2の
サンプル点までの第1の時間間隔をクロツクの計
数により計測する手段と、前記第1の零クロス点
を前記第1のサンプル点および第1の零クロス点
の直前のサンプル点から内挿により推定し、前記
第2の零クロス点を前記第2のサンプル点および
第2の零クロス点の直後のサンプル点から内挿に
より推定し、第1の零クロス点と第1のサンプル
点との間の第2の時間間隔および第2の零クロス
点と第2のサンプル点との間の第3の時間間隔を
計測する手段と、前記第1、第2および第3の時
間間隔を加算して零クロス点間の時間間隔を算出
し、その時間間隔を表わすデイジタル値を前記周
波数変調信号についての復調出力に対応したデイ
ジタル信号として出力する手段とを有することを
特徴とする。
The FM demodulation circuit of the present invention converts a frequency modulation signal into a digital signal, and in the FM demodulation circuit that performs demodulation by digital arithmetic processing, the FM demodulation circuit converts a frequency modulation signal into a digital signal. means for measuring a first time interval to a second sample point immediately before the second zero cross point by clock counting; the second zero cross point is estimated by interpolation from the sample point immediately before the second zero cross point, and the second zero cross point is estimated by interpolation from the second sample point and the sample point immediately after the second zero cross point, and means for measuring a second time interval between the cross point and the first sample point and a third time interval between the second zero cross point and the second sample point; and means for calculating a time interval between zero cross points by adding the second and third time intervals, and outputting a digital value representing the time interval as a digital signal corresponding to the demodulated output of the frequency modulated signal. It is characterized by

〔作用〕[Effect]

本発明のFM復調回路は、基本的に零クロス点
間の時間間隔を計測するものであるため、搬送波
周波数が低い場合でも良好な復調出力が得られ
る。
Since the FM demodulation circuit of the present invention basically measures the time interval between zero cross points, a good demodulation output can be obtained even when the carrier frequency is low.

そして、本発明では上記第1、第2および第3
の時間間隔を加算することによつて零クロス点間
の時間間隔が精度良く求まる。
In the present invention, the first, second and third
By adding the time intervals of , the time interval between zero cross points can be determined with high accuracy.

すなわち、第1の時間間隔に関しては、クロツ
クの精度で決まるため、クロツクと水晶発振器で
発生させれば極めて高精度に計測ができる。一
方、第2、第3の時間間隔に関しては零クロス点
を内挿により求めるため、デイジタル信号の量子
化精度と同等の精度で計測できる。
That is, since the first time interval is determined by the precision of the clock, it can be measured with extremely high precision if it is generated by a clock and a crystal oscillator. On the other hand, since the zero crossing points for the second and third time intervals are determined by interpolation, they can be measured with an accuracy equivalent to the quantization accuracy of the digital signal.

〔実施例〕〔Example〕

第2図はこの発明の一実施例に係るFM復調回
路の構成を示すもので、入力端子21には変調信
号、例えば前述した低搬送波FM方式によるFM
信号が入力される。この変調信号はA/D変換器
22に入力さる。A/D変換器22はクロツク発
生回路23から供給されるサンプリングクロツク
により入力の変調信号をサンプリングし、適当な
ビツト数のデイジタル信号を出力する。クロツク
発生回路23は入力とは関係なく一定周期のクロ
ツクを発生するものでもよいが、入力の変調信号
に同期したクロツクを発生するものがより好まし
い。
FIG. 2 shows the configuration of an FM demodulation circuit according to an embodiment of the present invention, in which an input terminal 21 receives a modulation signal, for example, an FM demodulation circuit using the aforementioned low carrier FM method.
A signal is input. This modulated signal is input to the A/D converter 22. The A/D converter 22 samples the input modulation signal using a sampling clock supplied from the clock generating circuit 23, and outputs a digital signal having an appropriate number of bits. Although the clock generating circuit 23 may generate a clock with a constant period regardless of the input, it is more preferable to generate a clock synchronized with the input modulation signal.

第3図はPLL(フエーズロツクループ)を用い
て入力の変調信号に同期したクロツクを発生する
クロツク発生回路23の構成例を示したもので、
入力の変調信号31と1/N分周器35からの出
力信号とを乗算器32で乗算して位相比較を行な
い、その出力をローパスフイルタ33を介して電
圧制御発振器(VCO)34に制御電圧として供
給し、このVCO34の出力を1/N分周器35
を通して乗算器32に供給することによつて、
VCO34から入力の変調信号31に同期し、か
つ変調信号31の搬送波周波数のN倍の周波数の
クロツク36を得るように構成されている。
FIG. 3 shows an example of the configuration of a clock generation circuit 23 that uses a PLL (phase lock loop) to generate a clock synchronized with an input modulation signal.
The input modulation signal 31 and the output signal from the 1/N frequency divider 35 are multiplied by a multiplier 32 for phase comparison, and the output is passed through a low-pass filter 33 to a voltage controlled oscillator (VCO) 34 as a control voltage. The output of this VCO 34 is supplied to the 1/N frequency divider 35.
By feeding multiplier 32 through
It is configured to obtain a clock 36 that is synchronized with the input modulation signal 31 from the VCO 34 and has a frequency N times the carrier frequency of the modulation signal 31.

一方、A/D変換器22から出力されるデイジ
タル信号はデイジタル演算回路24に供給され、
ここで入力の変調信号についての復調出力に対応
したデイジタル信号が生成される。このデイジタ
ル演算回路24から出力されるデイジタル信号は
D/A変換器25でアナログ信号に変換され、出
力端子26を介して復調信号として取出される。
On the other hand, the digital signal output from the A/D converter 22 is supplied to the digital arithmetic circuit 24,
Here, a digital signal corresponding to the demodulated output of the input modulated signal is generated. The digital signal outputted from the digital arithmetic circuit 24 is converted into an analog signal by a D/A converter 25, and taken out as a demodulated signal via an output terminal 26.

デイジタル演算回路24は例えば入力の変調信
号がFM信号の場合、第4図aに示すようにA/
D変換器22からのデイジタル信号の零クロス点
間の時間間隔、すなわちP1,P2間、P2・P3間…
の時間間隔Txを順次計測し、それらの時間間隔
を表わす計数値を上記復調出力に対応したデイジ
タル信号として出力するように構成される。FM
信号は情報を周波数偏移、つまり周期変化の形で
有しているので、上記のように零クロス点間の時
間間隔を計測し、その時間間隔を表わすデイジタ
ル信号をD/A変換器25でアナログ信号に変換
する操作は、復調動作にほかならない。ここで、
零クロス点の検出は対象とするデイジタル信号が
時間的に離散的なサンプリング系列であるため、
A/D変換器22より出力されるデイジタル信号
から直接行なうことはできない。そこで、この実
施例では零クロス点を内挿により推定し、それに
基いて上記の時間間隔を計測する。
For example, when the input modulation signal is an FM signal, the digital arithmetic circuit 24 converts A/A as shown in FIG. 4a.
The time interval between zero cross points of the digital signal from the D converter 22, that is, between P 1 and P 2 , between P 2 and P 3 ...
It is configured to sequentially measure the time intervals T x of , and output count values representing these time intervals as a digital signal corresponding to the demodulated output. FM
Since the signal has information in the form of frequency deviation, that is, periodic change, the time interval between zero crossing points is measured as described above, and the digital signal representing the time interval is sent to the D/A converter 25. The operation of converting to an analog signal is nothing but demodulation operation. here,
Since the target digital signal is a temporally discrete sampling sequence, zero-crossing point detection requires
This cannot be done directly from the digital signal output from the A/D converter 22. Therefore, in this embodiment, the zero-crossing point is estimated by interpolation, and the above-mentioned time interval is measured based on it.

すなわち、第4図bに示すように例えば零クロ
ス点P1,P2間の時間間隔を求める場合は、まず
デイジタル信号の極性が負から正へと変化した直
後のサンプル点(零クロス点P1の次のサンプル
点)B1から、次に極性が変化する直前のサンプ
ル点(零クロス点P2の前のサンプル点)A2まで
の時間間隔T0を計測する。そして、零クロス点
P1,P2とそれらを挾む正負2つのサンプル点の
デイジタル信号値から内挿により推定し、サンプ
ル点B1とその直前の零クロス点P1との時間間隔
T1、およびサンプル点A2とその直後の零クロス
点P2との時間間隔T2を計測する。これらの時間
間隔T1,T2はそれぞれ T1=B1/(A1+B1)、 T2=A2/(A2+B2)により求めることができ
る。このようにして求められた3つの時間間隔
T0,T1,T2を加算すれば、零クロス点P1とP2
の間の時間間隔Txが求められることになる。
That is, as shown in Fig. 4b, when determining the time interval between zero cross points P 1 and P 2 , first, the sample point (zero cross point P) immediately after the polarity of the digital signal changes from negative to positive. Measure the time interval T 0 from the next sample point B 1 (the next sample point after 1) to the sample point A 2 immediately before the polarity changes (the sample point before the zero cross point P 2 ). And the zero cross point
Estimated by interpolation from the digital signal values of P 1 , P 2 and the two positive and negative sample points that sandwich them, and the time interval between sample point B 1 and the immediately preceding zero cross point P 1
T 1 and the time interval T 2 between the sample point A 2 and the immediately following zero cross point P 2 are measured. These time intervals T 1 and T 2 can be determined by T 1 =B 1 /(A 1 +B 1 ) and T 2 =A 2 /(A 2 +B 2 ), respectively. The three time intervals obtained in this way
By adding T 0 , T 1 , and T 2 , the time interval T x between zero cross points P 1 and P 2 can be found.

第5図はこの原理に基づくデイジタル演算回路
24の具体的な構成例を示すものである。第5図
において、第2図におけるA/D変換器22から
出力されるデイジタル信号41は極性変化検出回
路42に入力され、例えばデイジタル信号41の
極性ビツトの“1”、“0”の状態から極性変化の
タイミンングが検出される。この極性変化検出回
路42の検出パルスはカウンタ43にリセツトパ
ルスとして、ラツチ回路44にラツチパルスとし
てそれぞれ与えられる。但し、カウンタ43への
リセツトパルスはラツチ回路44へのラツチパル
スのタイミングより僅かに遅れることが望まし
い。カウンタ43は一定周期、この例ではデイジ
タル信号41のサンプル点間隔と同じ周期のクロ
ツクを計数することによつて、第4図bにおける
時間間隔T0を計測する。
FIG. 5 shows a specific example of the configuration of the digital arithmetic circuit 24 based on this principle. In FIG. 5, a digital signal 41 output from the A/D converter 22 in FIG. The timing of the polarity change is detected. The detection pulse of the polarity change detection circuit 42 is applied to a counter 43 as a reset pulse and to a latch circuit 44 as a latch pulse. However, it is desirable that the reset pulse to the counter 43 be slightly delayed from the timing of the latch pulse to the latch circuit 44. The counter 43 measures the time interval T 0 in FIG. 4b by counting clocks having a constant period, in this example the same period as the sample point interval of the digital signal 41.

なお、極性変化検出回路42は例えば第4図b
におけるデイジタル信号41の零クロス点P1
次のサンプル点と、零クロス点P2の次のサンプ
ル点で検出パルスを発生するので、カウンタ43
はこれらのサンプル点の間の時間T0+τ(τはデ
イジタル信号41のサンプル間隔)にわたつてク
ロツクを計数する。この場合、カウンタ43への
クロツクはデイジタル信号41のサンプル点間隔
と同一周期とすると、カウンタ43は(T0/τ)
+1個のクロツクを計数することになるので、そ
の計数値をそのままT0とすると、“+1”の計数
値に相当するτの誤差を生じる。しかし、カウン
タ43はリセツト時に内容が“0”でなく、“−
1”にされるものとすると(これはカウンタの初
期値をどう設定するかの問題であるから、容易に
実現できる)、このような誤差は生じることがな
く、正しくT0を計測できる。
Note that the polarity change detection circuit 42 is configured as shown in FIG. 4b, for example.
Detection pulses are generated at the sample point next to the zero cross point P1 and the sample point next to the zero cross point P2 of the digital signal 41 in the counter 43.
counts the clocks over the time T 0 +τ (τ is the sample interval of digital signal 41) between these sample points. In this case, assuming that the clock to the counter 43 has the same period as the sample point interval of the digital signal 41, the counter 43 will output (T 0 /τ)
Since +1 clocks are counted, if the counted value is taken as T0 , an error of τ corresponding to a counted value of "+1" will occur. However, when the counter 43 is reset, the content is not "0" but "-".
1'' (this is a problem of how to set the initial value of the counter, so it can be easily realized), such an error will not occur and T 0 can be measured correctly.

こうしてカウンタ43により得られるT0の計
測値は、カウンタ43が次にリセツトされる直前
のタイミングでラツチ44にラツチされ、零クロ
ス点P1,P2間の時間間隔Txに関する上位ビツト
出力45となる。
The measured value of T 0 obtained by the counter 43 in this way is latched in the latch 44 at a timing immediately before the counter 43 is reset next time, and the upper bit output 45 regarding the time interval T x between the zero cross points P 1 and P 2 is output. becomes.

一方、A/D変換器22からのデイジタル信号
41はさらに1サンプル遅延回路46を介してラ
ツチ47,48に入力される。ラツチ47は極性
変化検出回路42の検出パルスをラツチパルスと
して、またラツチ48はこの検出パルスを1サン
プル遅延回路49で遅延したパルスをラツチパル
スとして、それぞれラツチ動作を行う。これによ
りラツチ47には例えばA1,A2の値が順次ラツ
チされ、ラツチ48にはB1,B2の値が順次ラツ
チされる。これらのラツチ47,48の出力は、
第4図bにおける時間間隔T2,T1をそれぞれ算
出するための演算回路50,51に共通に与えら
れる。そして、1サンプル遅延回路49の出力パ
ルスをさらに遅延する1サンプル遅延回路52の
出力パルスがラツチパルスとして与えられるラツ
チ53によつて、演算回路51の出力がラツチさ
れる。このラツチ53の出力と、演算回路50の
出力とが加算器54で加算される。これによつ
て、加算器54から第4図bにおける時間間隔
Txに関する下位ビツト出力55が、零クロス点
P2の次のサンプル点の直後に得られる。
On the other hand, the digital signal 41 from the A/D converter 22 is further input to latches 47 and 48 via a one-sample delay circuit 46. The latch 47 uses the detection pulse of the polarity change detection circuit 42 as a latch pulse, and the latch 48 uses a pulse obtained by delaying this detection pulse by one sample delay circuit 49 as a latch pulse, and performs a latching operation. As a result, the values A 1 and A 2 are sequentially latched in the latch 47, and the values B 1 and B 2 are sequentially latched in the latch 48. The outputs of these latches 47, 48 are:
It is commonly applied to arithmetic circuits 50 and 51 for calculating time intervals T 2 and T 1 in FIG. 4b, respectively. Then, the output of the arithmetic circuit 51 is latched by a latch 53 to which the output pulse of the 1-sample delay circuit 52, which further delays the output pulse of the 1-sample delay circuit 49, is applied as a latch pulse. The output of this latch 53 and the output of the arithmetic circuit 50 are added by an adder 54. This causes the time interval in FIG. 4b from adder 54 to
The lower bit output 55 regarding T x is the zero cross point.
Obtained immediately after the next sample point of P 2 .

すなわち、極性変化検出回路42で零クロス点
P1の次のサンプル点が検出されると、この時点
で極性変化検出回路42の検出パルスがラツチ4
7にラツチパルスとして与えられ、さらにこの検
出パルスを1サンプル遅延回路49で遅延したパ
ルスがラツチ48にラツチパルスとして与えられ
るが、ラツチ47,48の入力は1サンプル遅延
回路46でデイジタル信号41を1サンプル分遅
延した信号であるため、ラツチ47,48にはそ
れぞれA1,B1の値がラツチされる。このとき、
演算回路50からはA1/(A1+B1)、演算回路
51からはB1/(A1+B1)がそれぞれ出力され
る。次に、さらに1サンプル分遅れて1サンプル
遅延回路52からラツチ53にラツチパルスが与
えられるため、ラツチ53には演算回路51の出
力であるB1/(A1+B1)がラツチされ、次のラ
ツチパルス到来まで保持される。
In other words, the polarity change detection circuit 42 detects the zero cross point.
When the next sample point of P 1 is detected, at this point the detection pulse of the polarity change detection circuit 42 is set to latch 4.
7 is applied as a latch pulse, and this detection pulse is further delayed by a one sample delay circuit 49, and a pulse is applied as a latch pulse to latch 48.The inputs of latches 47 and 48 are one sample delay circuit 46 which converts the digital signal 41 into one sample. Since the signals are delayed by the same amount, the values of A 1 and B 1 are latched in latches 47 and 48, respectively. At this time,
The arithmetic circuit 50 outputs A 1 /(A 1 +B 1 ), and the arithmetic circuit 51 outputs B 1 /(A 1 +B 1 ). Next, a latch pulse is applied from the one sample delay circuit 52 to the latch 53 with a further delay of one sample, so the latch 53 latches B 1 /(A 1 +B 1 ), which is the output of the arithmetic circuit 51, and the next It is held until the arrival of the latch pulse.

次に、極性変化検出回路42で零クロス点P2
の次のサンプル点が検出されると、この時点で極
性変化検出回路42の検出パルスがラツチ47に
ラツチパルスとして与えられ、さらにこの検出パ
ルスを1サンプル遅延回路49で遅延したパルス
がラツチ48にラツチパルスとして与えられるの
で、ラツチ47,48にはそれぞれA2,B2の値
がラツチされる。このとき、演算回路50からは
A2/(A2+B2)、演算回路51からはB2/(A2
+B2)がそれぞれ出力される。そして、加算器
54からは先にラツチ53に保持されている
B1/(A1+B1)と、演算回路50の出力である
A2/(A2+B2)との和、すなわちT1+T2の値
が、時間間隔Txに関する下位ビツト出力55と
して出力される。
Next, the polarity change detection circuit 42 detects the zero cross point P 2
When the next sample point is detected, at this point, the detection pulse of the polarity change detection circuit 42 is applied to the latch 47 as a latch pulse, and this detection pulse is further delayed by the one sample delay circuit 49, and the pulse is applied to the latch 48 as a latch pulse. Therefore, the values of A 2 and B 2 are latched in latches 47 and 48, respectively. At this time, the arithmetic circuit 50 outputs
A 2 /(A 2 +B 2 ), and from the arithmetic circuit 51, B 2 /(A 2
+B 2 ) are output respectively. The latch from the adder 54 is held in the latch 53 first.
B 1 /(A 1 +B 1 ) is the output of the arithmetic circuit 50.
The sum of A 2 /(A 2 +B 2 ), ie, the value of T 1 +T 2 , is output as the lower bit output 55 for the time interval T x .

こうして得られた上位および下位ビツト出力4
5,55が合成され、時間間隔Txを表わす計数
値がデイジタル演算回路24の出力56として取
出される。この場合、時間間隔はA/D変換器2
2の変換精度と同等の精度で求まるので、A/D
変換器22に供給されるサンプリングクロツクの
周波数はサンプリング定理で規定される値、すな
わち入力変調信号の最高周波数の2倍以上であれ
ばよい。
The upper and lower bit outputs obtained in this way 4
5 and 55 are combined, and a count value representing the time interval T x is taken out as an output 56 of the digital arithmetic circuit 24. In this case, the time interval is the A/D converter 2
Since it can be determined with the same accuracy as the conversion accuracy of 2, A/D
The frequency of the sampling clock supplied to the converter 22 may be a value defined by the sampling theorem, that is, twice or more the highest frequency of the input modulation signal.

このように、入力される変調信号をデイジタル
信号に変換した後、デイジタル演算によつて復調
出力に対応したデイジタル信号を生成し、これを
アナログ信号に変換して復調出力を得るようにす
ることにより、従来のアナログ処理による復調回
路で見られたようなフイードスルーがなくなるの
で、例えば第1図に示したように変調信号(FM
信号)11と復調出力12との周波数スペクトル
が一部で重なつても、ビート妨害等のない安定な
復調が可能となる。また、第6図aに示すように
変調信号11の下側波帯と復調出力12とが完全
に重なつたような場合、さらには同図bに示すよ
うに変調信号11の下側波帯を制限して単側波帯
に近い形にしたものと復調出力12とがほとんど
重なつているような場合にも、安定・良好な復調
が可能である。このようにして伝送帯域の利用効
率が大幅に改善される。
In this way, after converting the input modulation signal to a digital signal, a digital signal corresponding to the demodulated output is generated by digital calculation, and this is converted to an analog signal to obtain the demodulated output. , there is no feed-through as seen in demodulation circuits using conventional analog processing, so for example, as shown in Figure 1, the modulation signal (FM
Even if the frequency spectra of signal) 11 and demodulated output 12 partially overlap, stable demodulation without beat disturbance etc. is possible. Furthermore, when the lower sideband of the modulated signal 11 and the demodulated output 12 completely overlap as shown in FIG. 6a, and furthermore, as shown in FIG. Stable and good demodulation is possible even in a case where the demodulated output 12 almost overlaps with the one in which the demodulated output 12 is limited to a shape close to a single sideband. In this way, the utilization efficiency of the transmission band is significantly improved.

第7図はこの発明の他の実施例を示すもので、
入力端子21に入力されるデイジタル信号をリミ
ツタ71により方形波とし、さらに積分器72で
積分して第8図に示すごとく三角波にした後、
A/D変換器22に入力するようにしたものであ
る。このようにすると、第4図bで説明したよう
な零クロス点の内挿による推定をより正確に行な
うことができ、さらに良好な復調が可能となる。
FIG. 7 shows another embodiment of this invention,
The digital signal input to the input terminal 21 is made into a square wave by the limiter 71, and further integrated by the integrator 72 to make it into a triangular wave as shown in FIG.
The signal is input to the A/D converter 22. In this way, it is possible to more accurately estimate the zero cross points by interpolation as explained with reference to FIG. 4B, and even better demodulation is possible.

また、上記説明ではA/D変換器22の出力信
号の零クロス点を推定するのに、零クロス点近傍
の波形を直線と見なして内挿を行なつたが、A/
D変換器22のサンプリング間隔を短くして入力
変調信号波形の正弦波と仮定し、上記零クロス点
を正弦波の零クロス点として計算により求めるこ
とも可能である。
Furthermore, in the above explanation, in order to estimate the zero-crossing point of the output signal of the A/D converter 22, interpolation was performed by regarding the waveform near the zero-crossing point as a straight line.
It is also possible to shorten the sampling interval of the D converter 22, assume that the input modulation signal waveform is a sine wave, and calculate the zero-crossing point as the zero-crossing point of the sine wave.

なお、入力のFM変調信号波形をそのままA/
D変換器でデイジタル信号に変換せず、FM変調
信号の周期を計測してデイジタル信号に変換する
ことが考えられる。しかし、その場合にはA/D
変換に要求される量子化ビツト数をnとしたと
き、入力変調信号の周期を1/2nの細かさで計測
する必要がある。換言すれば、FM信号の周波数
偏移の2n倍の周波数のクロツクが必要となる。一
例として現在一般に用いられているVTRでは、
FM搬送波周波数は8MHz程度、周波数偏移は±
1MHz程度であるから、周波数変化範囲7〜
9MHzに対応して周期の変化範囲は約159〜111ns
となり、変化幅は48nsとなる。これを仮に8ビツ
トのデイジタル信号に変換するとすれば48ns/28
=0.187nsとなり、5.3GHzのクロツク周波数が必
要である。これに対し、先の実施例によればA/
D変換のためのクロツクの周波数は前述のように
変調信号の最高周波数の2倍以上であればよく、
上記VTRの場合を例にとれば18MHzでよいこと
なる。
Note that the input FM modulation signal waveform is directly converted to A/
It is conceivable to measure the period of the FM modulation signal and convert it into a digital signal instead of converting it into a digital signal using a D converter. However, in that case, A/D
When the number of quantization bits required for conversion is n, it is necessary to measure the period of the input modulation signal with a precision of 1/2 n . In other words, a clock with a frequency 2 n times the frequency deviation of the FM signal is required. As an example, in the currently commonly used VTR,
FM carrier frequency is about 8MHz, frequency deviation is ±
Since it is about 1MHz, the frequency change range is 7~
Corresponding to 9MHz, the period change range is approximately 159 to 111ns
Therefore, the change width is 48 ns. If we were to convert this to an 8-bit digital signal, it would be 48ns/ 28
= 0.187ns, requiring a clock frequency of 5.3GHz. On the other hand, according to the previous embodiment, A/
As mentioned above, the frequency of the clock for D conversion should be at least twice the highest frequency of the modulation signal.
Taking the case of the VTR mentioned above as an example, 18MHz is sufficient.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によればデイジタル
演算処理によりVTRで用いられている低搬送波
FM方式のような搬送周波数の低いFM信号につ
いてもデイジタル演算処理により良好な復調が可
能となる。
As described above, according to the present invention, the low carrier waves used in VTRs are
Even FM signals with low carrier frequencies, such as those in the FM system, can be successfully demodulated by digital calculation processing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は低搬送波FM方式における変調信号お
よび復調出力の周波数スペクトラムを示す図、第
2図はこの発明の一実施例に係る復調回路の構成
を示す図、第3図は同実施例におけるクロツク発
生回路の具体的構成例を示す図、第4図a,bは
同実施例におけるデイジタル演算回路の動作原理
を説明するための図、第5図はデイジタル演算回
路の具体的構成例を示す図、第6図a,bはこの
発明の復調回路に適合する変調信号および復調出
力の周波数スペクトルを示す図、第7図はこの発
明の他の実施例に係る復調回路の構成を示す図、
第8図は同実施例においてA/D変換器に入力さ
れる変調信号の波形を示す図である。 11…変調信号、12…復調出力、21…変調
信号入力端子、22…A/D変換器、23…クロ
ツク発生回路、24…デイジタル演算回路、25
…D/A変換器、26…出力端子、71…リミツ
タ、72…積分器。
FIG. 1 is a diagram showing the frequency spectrum of the modulation signal and demodulation output in the low carrier FM method, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a demodulation circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the clock frequency spectrum in the same embodiment. FIG. 4a and b are diagrams for explaining the operating principle of the digital arithmetic circuit in the same embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a specific example of the configuration of the digital arithmetic circuit. , FIGS. 6a and 6b are diagrams showing frequency spectra of a modulated signal and demodulated output suitable for the demodulation circuit of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a demodulation circuit according to another embodiment of the invention.
FIG. 8 is a diagram showing the waveform of a modulation signal input to the A/D converter in the same embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Modulation signal, 12... Demodulation output, 21... Modulation signal input terminal, 22... A/D converter, 23... Clock generation circuit, 24... Digital calculation circuit, 25
...D/A converter, 26...output terminal, 71...limiter, 72...integrator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 入力される周波数変調信号をデイジタル信号
に変換し、デイジタル演算処理により復調を行な
うFM復調回路において、前記デイジタル信号の
第1の零クロス点の直後の第1のサンプル点から
第2の零クロス点の直前の第2のサンプル点まで
の第1の時間間隔をクロツクの計数により計測す
る手段と、前記第1の零クロス点を前記第1のサ
ンプル点および第1の零クロス点の直前のサンプ
ル点から内挿により推定し、前記第2の零クロス
点を前記第2のサンプル点および第2の零クロス
点の直後のサンプル点から内挿により推定し、第
1の零クロス点と第1のサンプル点との間の第2
の時間間隔および第2の零クロス点と第2のサン
プル点との間の第3の時間間隔を計測する手段
と、前記第1、第2および第3の時間間隔を加算
して零クロス点間の時間間隔を算出し、その時間
間隔を表わすデイジタル値を前記周波数変調信号
についての復調出力に対応したデイジタル信号と
して出力する手段とを有することを特徴とする
FM復調回路。 2 前記周波数変調信号は三角波に変換されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
FM復調回路。 3 前記周波数変調信号は低搬送波周波数変調方
式により変調されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項または第2項記載のFM復調回
路。
[Claims] 1. In an FM demodulation circuit that converts an input frequency modulation signal into a digital signal and demodulates it by digital arithmetic processing, a first sample point immediately after the first zero cross point of the digital signal means for measuring a first time interval from the time to the second sample point immediately before the second zero cross point by clock counting; the second zero cross point is estimated by interpolation from the sample point immediately before the zero cross point, the second zero cross point is estimated by interpolation from the second sample point and the sample point immediately after the second zero cross point, and The second sample point between the zero crossing point of
and a third time interval between the second zero crossing point and the second sample point; and adding the first, second and third time intervals to determine the zero crossing point. and means for calculating a time interval between and outputting a digital value representing the time interval as a digital signal corresponding to a demodulated output of the frequency modulated signal.
FM demodulation circuit. 2. The method according to claim 1, wherein the frequency modulation signal is converted into a triangular wave.
FM demodulation circuit. 3. The FM demodulation circuit according to claim 1 or 2, wherein the frequency modulation signal is modulated by a low carrier frequency modulation method.
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